中科大生命科学导论-第3讲植物多样性

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1、第3讲植物的多样性沈显生中国科学技术大学生命科学学院shenxs@ustc.edu.cn63600392主要内容一、植物的概念二、植物的多样性之谜三、生物多样性的价值与保护一、植物的概念•二界系统：动物界，植物界。•五界系统：原核生物界，原生生物界，真菌界，植物界，动物界。•五界系统中植物的定义：具有细胞壁和液泡，并以孢子繁殖的自养生物，及以种子繁殖的生物。五界系统的植物类群低等植物藻类植物（无胚植物）孢子植物植物界苔藓植物高等植物颈卵器植物蕨类植物（有胚植物）裸子植物维管束植物种子被子植物植物（不包括蓝藻、菌类、地衣类）二、植物的多样性•物种多样性•遗

2、传多样性•生境多样性•习性多样性•营养方式多样•繁殖方式多样性（一）植物的物种多样性•植物总数约50万种•被子植物28-29万种•裸子植物0.08万•蕨类植物0.4万•苔藓植物2.3万•地衣2.6万•真菌12万(两界系统)•藻类植物3万（二）植物的遗传多样性•自然植物类群中的种下单位•人工栽培条件下的品种•太空育种等手段获得的新品种•转基因改造的“新物种”和新品种植物种下单位的遗传多样性：①野生状态的种下单位：亚种变种变型②栽培与驯化：品种植物同源多倍体的形成方式亲本是二倍体2n=4减数分裂失败二倍体配子2n=4自花授粉合子是四倍体4n=8人类对甘蓝突变

3、的选育南瓜属（Cucurbita）的5个栽培种⑴黑籽南瓜（Cucurbitaficifolia）金瓜⑵墨西哥南瓜（C.mixta），又叫灰籽南瓜⑶印度南瓜（C.maxima），又叫笋瓜、金瓜、西洋南瓜⑷中国南瓜（C.moschata），又叫倭瓜、番瓜，其品种：⑸美洲南瓜（C.pepo），又叫西葫芦大磨盘南瓜小磨盘南瓜牛腿南瓜中国南瓜蛇南瓜西葫芦黄狼南瓜蜜本南瓜《中国西瓜甜瓜》2002（3）抗虫棉(双价基因)转基因遗传密码的通用性（三）植物的生境多样性生物为了适应不同的环境，各种生物群落与环境构成了生态学功能单位，即生态系统。生态系统多样性是指生物圈内的生

4、态环境、生物群落和生态过程的多样化过程。植物具体生长的环境叫做生境。沼泽猴面包树1、生境对植物形态的影响胡杨的叶形是由环境决定的2、植物主动适应环境•适应自然环境•适应人工环境（作物与杂草）•从赤道到南北极•从赤道到高山•从陆地到湖泊及海洋适应捕食环境美洲夹蝶专门取食西番莲西番莲主动逃避捕食的策略是改变叶片形态西番莲是如何“模仿”周围其他植物叶形的？世界海洋红树林的分布区世界海洋珊瑚礁的分布区（珊瑚虫与绿藻的共生体）（四）植物的营养方式多样性寄生和腐生是高级性状大花草（科）天麻（兰科）肉苁蓉（列当科）水晶兰（鹿蹄草科）（五）植物的其他方面多样性植物的多样

5、性不仅表现在物种、遗传、生境、营养方式等，还表现在分布、大小、习性、形态、结构、生活史、繁殖方式多个方面。习性方面：草本、藤本、乔木（具过渡状态）次生代谢物质方面：是资源植物和药用植物的基础地星芜萍芜萍的花望天树世界上最小的被子植物世界上最高的树种补充内容：真菌的类群•鞭毛菌纲水霉•接合菌纲根霉•子囊菌纲酵母菌，青霉，曲霉•担子菌纲蘑菇，木耳，茯苓，灵芝•半知菌类牛皮癣，脚癣，稻瘟病地衣门和菌根门（不是分类学术语）地衣真菌菌丝体与藻类细胞共生的共生体真菌的危害•真菌在生态系统中发挥重要作用，还有一些给人们的生产和生活带来了益处：酵母，曲霉、毛霉，青霉，各

6、种食用菌……•但是，真菌的危害主要表现在：农业和林业生产、水产养殖、家禽-家畜-人体健康。真菌的危害三、生物多样性的价值与保护（一）植物、动物和菌类提供人类的生活资料•鸡、鱼、肉、蛋、奶鹌鹑卷丹百合•粮、油、糖、果、菜•棉、麻、丝、酱、茶银杏•烟、酒、姜、醋、杂人们研究生物与环境的关系，通过采取多种途径，希望获得最高产量。（二）保障人类的健康1.有益方面：疾病治疗；疾病预防与保健；娱乐、旅游与疗养2.有害方面：致病微生物，寄生虫，有毒动植物。（三）改善我们的环境•生物多样性可维持生物圈的生态平衡•植被可调节气候、涵养水源、保持水土、净化空气•生物群落可净

7、化水体、加速物质循环•生物群落利于农业、林业的害虫防治（四）生物多样性的保护地球上丰富的生物多样性，组成了我们美丽的家园，是人类赖以生存的物质基础。但是，当今人类社会活动极大地加速了生物多样性的丧失，包括栖息地破坏、物种绝灭、遗传基因丢失。生物多样性保护是以挽救生物多样性、研究生物多样性和持续、合理利用生物多样性为宗旨的理论研究与实践。1992年，联合国环境与发展大会，签署了《生物多样性公约》。保护途径：迁地保护、就地保护、种质基因离体保护。一个物种可能影响一个国家的经济命脉，一个基因可能关系到一种生物的兴衰，一个生态系统可能改变一个地区的面貌。加拿大的

8、糖槭生物多样性科学前沿《生态学报》1997，17（6）：565-572•由国际生