植物分類學

植物分類學

植物分類學是一門主要研究整個植物界的不同類群的起源,親緣關系,以及進化發展規律的一門基礎學科。也就是把紛繁復雜的植物界分門別類一直鑒別到種,並按系統排列起來,以便于人們認識和利用植物。

  • 中文名稱
    植物分類學
  • 研究
    植物界的起源,親緣關系,進化
  • 內容
    孢粉形態、地理分布和古生物學
  • 說明
    植物學科的分支

基本簡介

植物分類學是植物學科中最古老和最具綜合性的一門分支學科。過去的經典分類大多依據外部形態和內部解剖特征去分,後來把孢粉形態、地理分布和古生物學等方面的內容結合進去後,有助于進一步對種類的鑒定、植物演化關系的探討和植物的分類。

植物分類學

主要特點

現在生存在地球上的生物估計有50萬種以上(種子植物250000種左右)。要對數目如此眾多,彼此又千差萬別的植物進行研究,第一步必須先根據它們的自然性質,由粗到細、由表及裏地進行分門別類,否則便無從下手。植物分類學內容由三方面組成,它的研究對象為全世界生活的植物。

分類(Classification)

鑒定(Identification & determination)

命名(nomenclature)

植物分類學是發展較早的一門學科,它的任務不僅要識別物種、鑒定名稱,而且還要闡明物種之間的親緣關系和分類系統,進而研究物種的起源、分布中心、演化過程和演化趨勢。因此,它是一門既有實用價值又富有理論意義的學科。

為了分類各個植物類群,人們根據植物類群範圍大小和等級高低給它一定的名稱,這就是分類的等級單位。了解和掌握分類的等級單位(階層)是分類學必須具備的基本知識。

基本術語

12個主要等級

按照國際植物命名法規(ICBN)為(The International Code Of Botanical Nomenclature)的縮寫。有關綠色植物命名(包括真菌)共包括12個主要等級(階元)(Category)。主要分類階元如下:

門 Divisio或(Phylum)

綱 Classis (class)

目Ordo (order)

科 Familia (Family)

族Tribus(Tribe)屬 Genus (Genus)

植物分類學

組 Sectio(Section)

系Series(Series)

種Species(Species)

變種Varietas(Variety)

變型Forma(Form)

其他資料

植物分類學基礎知識

植物分類學的意義

1. 人類衣食住行的需要:

1. 人類生存的需要

2. 經濟發展的需要

3. 健康長壽的需要

2. 生物學科發展的需要:

1. 植物分類學自身發展的需要:

① 資源清查——植物志的編寫

② 對物種多樣性的認識和保護

③ 探討植物的起源和演化:

A、物種的實質及形成機製

B、各分類群之間的親緣關系

2. 其他生物學科發展的需要:

植物地理學

植物生態學

地植物學

植物遺傳學

植物生理學

植物化學

植物資源學

環境植物學

園林植物學

葯用植物學

資源植物學

​思想和方法

一 植物分類學思想

植物分類學思想的三次飛躍:人為分類,自然分類,系統分類

三種不同的分類系統:人為分類系統,自然系統,系統發育系統

分類學史三個時期:

人為分類系統時期(——1830) (李時珍、林奈)

進化論發表前的自然系統時期(1763——1920) (亞當森、裕蘇、拉馬克、德堪多、本瑟姆、虎克)

系統發育系統時期(1883——) (艾希勒、恩格勒、哈欽松、塔赫他間、克朗奎斯特、佐恩、諾·達格瑞、斯特賓斯、田村道夫)

四個最引人註目的系統:

1. Cronquist系統(1968,1979,1981)

2. Takhtajan系統(1953,1966,1969,1980)

3. Hutchison系統(1926,1934,1948,1959,1973)

4. 田村道夫系統(1974)

哈欽松被子植物分類系統:將雙子葉植物分為草本支和木本支,分別以木蘭目和毛茛目為原始起點,平行進化。認為柔荑花序類植物比較進化,,認為單子葉植物較雙子葉植物進化,起源于毛茛目。代表著被子植物起源學說中的真花學派。

二 植物分類學方法

1. 經典的方法 :標本室核對,文獻資料,形態解剖學——形態學分類

2. 現代實驗分類學方法

1. 栽培觀察試驗

2. 細胞分類學(染色體分類學)Cytotaxonomy

3. 化學分類學Chemotaxonomy

1. 直接可見物質

2. 植物本身的產物

① 初生代謝物

② 次生代謝物

③ 帶信息分子(DNA、RNA、Protein)

1)protein taxonomy

① Serology (血清學)(1897)

② Electrophoresis (電泳)

③ Amino-acid sequencing(氨基酸順序)

2)細胞色素C

3)DNA、RNA分子雜交

4. 數量分類學Numerical taxonomy:套用數學理論和電子電腦技術處理生物分類學問題的邊沿學科。

1957年誕生(?),索卡爾和斯尼斯《數量分類學原理》(1963)為標志。

5. 分支分類學:以譜系學(geneology),即系統發育的分支式樣為基礎,旨在建立生物種系發生的譜系關系。

① 內類群比較法

② 外類群比較法

③ 分支圖法

④ 數量分支分類法

植物分類的等級  1. 基本等級

界、門(-phyta)、綱(-opsida,-phyceae)、目(-ales)、科(-aceae)、屬、種

亞界(-bionta)、亞門(-phytina)、亞綱(-idea,-phycidae)、亞目(-ineae)、亞科(-oideae)、亞屬、亞種

2. 完全等級

界、亞界、門、亞門、綱、亞綱、(超目)、目、亞目、科、亞科、族(-eae)、亞族(-inae)、屬、亞屬、組、亞組、系、亞系、種、亞種、變種、亞變種、變型、亞變型

植物界、有胚植物亞界、維管植物門、種子植物亞門、被子植物綱、雙子葉植物亞綱、薔薇超目、薔薇目、薔薇亞目、薔薇科、薔薇亞科、薔薇族、薔薇亞族、薔薇屬、犬薔薇系、犬薔薇亞系、犬薔薇、黃花變種、黃毛柱變型

Plantae,Embryobionta,Tracheophyta,Spermatophytina,Angiospermopsida,Dicotyledonidae,Rosanea,Rosales,Rosineae,Rosaceae,Rosoideae,Roseae,Rosinae,Rosa,Caninae,Caninae,Canina,Lutetiana,Lasiostylis

3. 種及種下分類群

1. Species(種):是生物分類的基本單位。它是具有一定的自然分布區和一定的生理、形態特征的生物類群。同一種中的各個個體具有相同的遺傳性狀,而且彼此雜技可以產生能育後代,但與另一個種的個體雜交,在一般情況下,則不能產生後代(或不育)。種是生物進化與自然選擇的產物。

2. Population(種群):是物種的結構單元,一個物種是由若幹個種群所組成,一個種群有由同種許多個體所組成,而各個種群總是不連續地分布于一定的區域內(即種的分布區域)。每一種群內即是一個集體,自成一個繁殖體系,個體之間進行有性繁殖,交流基因,維持種的繁衍。

3. Subspecies(亞種):一個種內的類群。形態上有差別,分布上或生態上或季節上有隔離,這樣的類群稱~

4. Variety(變種)。Varietas.是一個種內有形態變異,變異比較穩定,它分布的範圍比亞種小得多。是一個種的地方宗(local race)

5. Form(變型):forma.有形態變異,但看不出有一定的分布區,而是零星分布的個體,這樣的個體視為~

6. Cultivar(栽培品種):指為了農業和園藝上的目的,凡具有任何一種特征(形態學的、生理學的、細胞化學的或其他)的栽培個體的集合,且被繁殖後(無性的或有性的),仍能保持這種可資區別的特征。

(是可以認識的、具有不同性質的種下實體。如無性系,有花能孕的純系,或以1-多個屬性為其特征的異花受精的集合物(assemblages)。

4.確定種的四個主要準繩:

1. 各個體彼此間應有密切的相似性,易于將它們識別為該類群的的成員

2. 近緣種所表現出的變異譜之間有間隙(gaps)

3. 每個種佔據一定的地理區域(或寬或窄),並證明對于他們所遇到的環境是適應的

4. 有性分類群各個體之間應該能互交繁育,很少甚至于不失去其能育性,與其它種雜交的水準或成功率應有所下降。

命名法規

International cade of botanical nomenclature (ICSN)

1867年的巴黎會議由A.P.Decandono等擬定

1930年在英國召開的國際植物學會議修訂

1975年列寧格勒第十二屆國際植物學會議—第九版(1978)

1981年雪梨第十三屆國際植物學會議—第十版

每五年修改一次

75條+無數輔則、注解和例證

追溯既往之效,規定:

1. 苔蘚植物和維管植物從1935年起

2. 藻類植物從1958年起,凡新類群描述要用拉丁文

1. 林奈的雙名法(bionomial nomenclature)

J.Bauhin (1623)首創。Rivinus(1692)首創(?)。林奈將其完善化。故國際上公認林奈,為首創雙名法(binomial nomenclature) 的學者並以其在1753年發表的Species Plantarum 一書所載的植物全用雙名法為起點.凡此書已命名的植物均為有效名。

雙名法:指用拉丁文給植物的種起名字。需用兩個拉丁詞來表達。第一個詞是屬名,第二個詞是種加詞(即種名),第三個詞為命名人。

如 Helianthus annuus L.向日葵

↓ ↓ ↓

太陽花 一年生的 林奈

2. 三名法.

亞種或變種 名稱如不帶亞種Subsp或變種(Var.)的縮寫詞.則為3個詞。即屬名+種加詞+亞種或變種加詞。即為 ~

Panax Pseudo-ginseng Wall. Var. japonicus (C.A.Mey) Hoo et Tseng

屬名 種加詞 種名命名人 變種縮寫 變種加詞 變種命名人

Panax Pseudo-ginseng Wall. Var. notoginseng (Burkill) Hoo et Tseng

Et: 合發表:Cathaya argyrophylla Chun et Kung

鄭萬鈞和 匡可任

作者多于2人可用et al

Comb.nov. 新組合.(Combintio nova);

桃:Amygdalus persica L.後由Batsch.重新組合入李屬.Prunus:成.Prunuspersica (L.)Batsch.現有的書仍用林奈的命名.而將後者作為異名. Amygdaluspersica L.(Punus persica Batsch.)

ex:代發表:Thhaloctrum squarrosum steph.ex willd. 歧序唐松草

此種根據Willenow發表文章為準

3. 法規要點.

(法規是國際植物分類學者命名共同遵循的文獻和規章.)

①.每一種植物隻有一個合法的拉丁學名.其它名隻能作異名或廢棄.(異名Synonym)

②.每種植物的拉丁學名包括屬名和種加詞.另加命名人名.

③.一植物如已見有2個或以上的拉丁學名.應以了早發表的名稱(不早于1753年林奈的<<;植物種志>>;一書的年代).並且是按"法規"正確命名的.方為合用名稱.

④.一個植物合法有效的拉丁學名,必須為有效發表的拉丁文描寫。

⑤.對于科或科以下各級新類群的發表,必須指明其命名的模式種.新種一模式標本。

⑥.保留名(nomina conservwnda)是不合命名法規的名稱.按理應不通用通行.但由 于歷史上已習慣用久了.經公議可以保留.但這一部分數量不大.

如一些非-aceae 結尾的科 名:

Umbelliferae (Apiaceae) Labiatae (Lamiaceae)

Cruciferae (Bassicaceae) Leguminosae (Fabaceae)

Grramineae (Poaceae) Palmae (Arecaceae)

Compositce (Asterraceae) [Gutliferae (clusiaceae)

基本異名.(basionym):為異名之一.即一植物的屬名已改.(如重新組合列入另一屬.種加詞不變.)種加詞不改時,原來的拉丁學名為~

白頭翁.Pulsatilla chinensis (Bge.)Regel的基本異名為

Anemine chinensis Bge .

4. 模式標本.(模式方法)

模式標本:即將種(或種以下分類學群) 拉丁學名與一個或一個以上選定 植物標本相聯系,這種選定的標本作為發表新種的依據,就叫~。

(命名模式:是分類單位性名稱所永久依附 那個分子.element.而不論該名稱正確或為異名.必須是某一分類單位中最典型,最具代表性的分子.

1..全模式標本.(正模式標本.主模式標本.模式標本.)holotype 簡寫type:由命名人指定的模式標本.用作新種的的描述.命名和繪圖.

2..同號模式標本 istype (等模式)

為與全模式標本同一號碼的標本.採集時同一號採有幾枝同種植物.裝訂成幾張標本.其中1-2張為主模式標本,其餘的為~

3..合用模式標本.syntype (合模式)

當命 名人末指定模式標本時,或者有2號以上的標本被指定為模式標本時,(同雌.雄株..凡其引用的標本稱為~

4..同舉模式標本. paratype

命名者在原描述中,除模式標本外同時指出 標本.稱為~

5..選定模式標本.(lectotype) (選模式.) (後選模式)

原來發表的文章或著作中,沒有肯定哪一號標本為模式標本或主模式已丟失.或換切時.以後 學者在原始材料中選用一號標本為命名模式標本.(可為等模式or合模式及新模式.)

6..原產地模式(topotype)

當得 不到某種植物的模式標本時.根據記載該植物的模式標本產地採到同種植物 的標本.並選出一個標本代替模式標本.稱為,~

7..新模式標本.neotype

當所有某一植物 的等模式.合模式以及任何原始資料標本都喪失時.重新選定標本作為模式標本.

模式的方法可用到屬.科和目.

新組合的模式;為基原異名模式.新名稱的模式是被替代名稱的模式

5.合格發表(Valid publication)

①.合法名.是指符合國際植物學命名法規有關發表方面所有規則的名稱.為某個分 類群的可接受的名稱,是正確的名稱,

②.為了合法名稱必須:

1)合格發表即有效發表.印成材料.通過出售交換或贈送.在植物學界公開,

2)遵照名稱形成 有關規則.

3)附有拉丁文特征摘要或引證前人有效發表的特征摘要,拉丁文標準不適用于化 石植物,但化石和藻類另外需要附以一幅說明其特征 的圖.

4)標出命名模式.

5)明確指出它們所建屬 的等級

③.當某一作者採用另一作者創立但尚未有效發表名稱時,兩個作者的名字都出現在 作者引證內,較先作者名+ex+較後作者名

④.完整引證還 需把所發表的地方引證在作者引證後.如.Ranuncuhus acris L.,Species plantarum,P554(1753)若發表在不完全被名稱的作者所寫著作裏 就用"in"這個詞.如:Ramatuella virens spruce ex Eichler in Martius, FloaBrasiliensis, 14 ⑵:100(1867) 新描述 分類群名稱通常標以SP.nov.;gen nov cimb.nov. 一個新名稱,即根據以前描述的分類群來定名.但所有的名稱不同時,用.nom nov.

⑤.合格發表通常或是通過新分類群的描述.或者通過引證同一分類群以前曾合格發表的名稱,而到達目的. 6優先律原則(the principle of priority)

①.採用人為最早的有效發表合法名稱,(其它為異名)

②.不能早于林奈的<<;植物種志>>(1753.5.1)(泥炭藻科始于Hebwig<<;藻綱種志>>(1801.1.1)某些藻類所有真菌和化石植物除外)

③選擇某個分類群最早的名稱時,隻有該等級的名稱或加詞才可考慮,其發表日期也是以該等級 發表日期為準 ,未必是名稱或加詞的最早發表日期.通常,當相應等級的最早加詞隻存在于一個不適用的組合裏時.就另創這一個新的組合.

④.優先法規隻適用于科和其下的各個等級.

⑤.屬以下分類群的名稱.按國際植物學 命名法規有規則.無論如何.改變某個屬名以後.(如由于發現一個最早,的名稱,)對于它所 包括的種必須創立很多新 的組合.為避免這種情況.對于一些根據國際植物學命名法規盡管發現是不正確的屬名.但考以別的屬名替換後會引起許多不便 的話,此時屬名可以保留.而那些正確的屬名卻反而廢棄.風車蕨屬.√ Combrretum Loefl(1758) 有幾百種 .

× Gislea L.(1753) (自林奈時代以來幾乎就不使用了)

編製和使用

~是鑒定植物的工具。常是運用植物形態比較方法,按劃分類群(科.屬.種等)的標準.和顯著特征.選用一對明顯不同的特征.將未知植物(已記載過的).一一區分開來,最後分出其科、屬、種來。

1.類型:

一、提綱式檢索表:

以簡明的最少量識別特征對分類群作出排列,其排列順序反映了它們假設的親緣關系。是所有的識別特征可能是隱蔽的或者難于確定的,這種綱要編寫成的檢索表形式。

二.人為檢索表

1)單道或連續性檢索表 (二波式.R.Morison)

A.定距檢索表.(鋸齒式.內縮式)

B.平行檢索表(階層式)

2)多道檢索表

A.刀仞穿孔檢索表

B.主體穿孔檢索表.

C.表格式檢索表

D.側面檢索表.

2.編製和使用:

二歧分類法:將特征不同的一群植物.用一分為二 方法.逐步對比排列.進行分類,稱~.根據~可將自然界 植物列成分類檢索表.又名拉馬克式二歧分類法(1744-1829) (其實應為R.Morison 在其Plantarum Umbelliferarum Distributio Nova(1072)中首次套用)

1).定距檢索表(級次式檢索表)

將每一對互相區別的特征分開編排在一定的距離處,標以相同的項號,每低一項號退後一字。

每一組特征寫在右邊一定 的距離處,前有號碼1.2.....與之相對 的一組特征寫在同樣距離處,每分歧 下一級 一組相對性狀則在上一級的稍後處開始,如此繼續下去,描寫愈來愈短。直到檢索出某類或某種植物的名稱為止。

優點:對照區別清楚,使用便當

缺點:種類較多時,左邊空白太浪費篇幅,每組對句兩邊部分難翻書尋找。

2).平行檢索表

將每一對互相區的特征編以同樣的項號,並緊接並列,項號雖變但不退格,項未註明應查的下一項號或查到的分類等級。

與上共同之處在于每組相對特征緊緊相連易于比較 在一組特征敘述後,為一數位或名稱。

3).連續平行式檢索表

將一對互相區別的特征用兩個不同的項號表示,其中後一項號加括弧,以表示它們是相對比的項目。

檢索表

常見的植物分類檢索表有定距式(級次式)、平行式和連續平行式三種:

第二節 植物界的大類群

現存于地球上的植物,估計約為50餘萬種,整個植物界通常被分為16門。

1. 裸藻門Euglenophyta

2. 綠藻門Chlorophyta

3. 輪藻門Charophyta

4. 金藻門Chrysophyta

5. 甲藻門Pyrrophyta 藻類

6. 褐藻門Phaeophyta (spore plant) 植物

7. 紅藻門Rhodophyta 隱花植物 低等植物

8. 藍藻門Cyanophyta (孢子植物) (無胚植物)

9. 細菌門Bacteriophyta

10. 粘菌門Myxomycophyta 菌類

11. 真菌門Eumycophyta 植物

12. 地衣門Lichens

13. 苔蘚植物門Bryophyta

14. 蕨類植物門Pteridophyta (seed plant) 頸卵器植物 高等植物

15. 裸子植物門Gymnospermae 顯花植物 維管植物 有胚植物

16. 被子植物門Angiospermae

第三節 Algae(藻類植物

分類:是一群最原始的植物。

35-33億年前地球水體中首先出現原核藍藻

30000餘種

8門

特征:一般具有光合色素,能進行光合作用,為能獨立生活的一類自養原植體植物;

幾微米——60M;

無根、莖、葉的分化;

生殖細胞多為單細胞,高等藻類的生殖細胞雖為多細胞,但每個細胞都直接參加生殖作用,形成孢子或配子,其外圍無不孕細胞層包圍;

合子不發育成多細胞胚。

分布:主要生長在水中,及潮濕的岩石、牆壁、樹幹、土壤表層;100M深的海底,南北極,積雪高山,85℃溫泉。先鋒植物之一

繁殖:1. 營養繁殖:以植物體的片段發育為新個體

2.無性生殖(孢子繁殖):以專化細胞—孢子直接發育為新個體

3.有性生殖:借配子體的結合而進行的生殖方式

1. 同配生殖

2. 異配生殖

3. 卵式生殖

系統的等級

前面講了植物分類的基本單位是種,根據親緣關系把共同性比較多的一些種歸納成屬(Genus),再把共同性較多的一些屬歸納成科(Familia),如此類推而成目(order)、綱(C1assis)和門(Divisio)。因此植物界(Regnumvegetabile)從上到下的分類等級順序為門、綱、目、科、屬、種。在各分類等級之下根據需要建立亞級分類等級,如亞門(Subdiviso)、亞綱(Subclassis)、亞目(Suboxder)、亞科(Subfamilia)和亞屬(Subgeus)。

種以下的分類等級則根據該類群與原種性狀的差異程度分為亞種(Subspecies)、變種(Varietas)和變型(Forma)。亞種比變種包括的範圍更廣泛一些,除了在形態上有顯著的區別外,而且在地理分布上也有一定的區域性。變種又比變型在形態上的差異要大一些。實際分類工作中要根據野外調查的資料和標本的特征經過綜合研究分析方能確定。

各分類等級的具體名稱(如種子植物門、被子植物亞門、雙子葉植物綱等)的拉丁文名稱常有固定的詞尾,可供識別,如種子植物門(Spermatophyta)的詞尾為ta,亞門為一ae,綱為-eae,目為一ales,科為;-aceae,科名的拉丁名詞尾一般是aceae,但是也有少數例外,如唇形科Labatae,菊科Compositae,禾大學部Graminae。

現舉黃連為例,表明植物分類系統的等級和所在的分類位置:

界 植物界Regnumvegetabile

門種子植物門Spermatophyta

亞門被子植物亞門Angiospermae

綱雙子葉植物綱Dicotyledeae

亞綱古生花被亞綱Archichilamydoneae

目 毛茛目Ranales

科 毛茛科Ranunculaceae

屬 黃連屬Coptis

種黃連Coptischinesis Frallch

學科分支植物形態學· 植物分類學
植物分類藻類植物· 苔蘚植物· 蕨類植物· 裸子植物
植物結構· 果實· 葉· 莖· · 分生組織· 維管束· 氣孔
植物細胞細胞壁· 葉綠素· 葉綠體· 光合作用
植物生活史配子體· 植物有性生殖· 花粉· 授粉· 種子· 孢子· 孢子體
植物分類學雙名法· 標本· 國際植物命名法規·

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