被子植物門課程目標(biāo)了解被子植物的基本特征掌握形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理功能認(rèn)識被子植物的分類系統(tǒng)區(qū)分主要類群及其特點理解被子植物的生態(tài)作用了解在生態(tài)系統(tǒng)中的重要性探索被子植物的經(jīng)濟價值被子植物的定義種子植物的一大類群胚珠被子房包被具有真正的花花由花被、雄蕊和雌蕊組成獨特的雙受精現(xiàn)象形成胚胎和胚乳受精后形成果實果實包裹種子保護和傳播被子植物的主要特征真花具有完整花器官雙受精形成胚胎和胚乳果實保護和傳播種子維管組織發(fā)達(dá)的木質(zhì)部和韌皮部被子植物在植物界中的地位1物種數(shù)量最多約占植物界總物種的90%2分布最廣泛除極端環(huán)境外幾乎遍布全球3生態(tài)主導(dǎo)地位構(gòu)成大多數(shù)陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體4進化最先進在植物演化中處于頂端位置被子植物的起源與演化1早白堊紀(jì)約1.45億年前最早出現(xiàn)2晚白堊紀(jì)開始大規(guī)模分化3古近紀(jì)現(xiàn)代科屬逐漸形成4新近紀(jì)至今多樣性達(dá)到高峰被子植物的多樣性250,000+已知物種仍有大量未被發(fā)現(xiàn)的種類13,000+屬分布在不同生態(tài)環(huán)境中450+科形態(tài)特征各異64%地球生物量構(gòu)成全球主要植被被子植物的生態(tài)適應(yīng)性被子植物通過形態(tài)和生理調(diào)整適應(yīng)各種環(huán)境：從干旱沙漠到潮濕雨林，從高寒山區(qū)到水生環(huán)境。被子植物的經(jīng)濟價值糧食作物水稻、小麥、玉米藥用植物人參、銀杏、當(dāng)歸木材資源紅木、松木、樺木工業(yè)原料棉花、黃麻、橡膠觀賞植物牡丹、月季、蘭花被子植物的分類系統(tǒng)傳統(tǒng)分類系統(tǒng)基于形態(tài)特征林奈系統(tǒng)恩格勒系統(tǒng)克朗奎斯特系統(tǒng)現(xiàn)代分類系統(tǒng)結(jié)合分子證據(jù)APG系統(tǒng)APGII系統(tǒng)APGIII系統(tǒng)系統(tǒng)發(fā)育分類反映真實進化關(guān)系A(chǔ)PGIV系統(tǒng)（2016）分子標(biāo)記分析全基因組比對被子植物的主要類群基部被子植物最原始的被子植物類群無油樟目睡蓮目木蘭目單子葉植物胚有一個子葉禾本目天門冬目棕櫚目真雙子葉植物胚有兩個子葉薔薇目豆目茄目被子植物的生殖器官：花花冠由花瓣組成，吸引傳粉者雄蕊由花藥和花絲組成，產(chǎn)生花粉雌蕊由柱頭、花柱和子房組成，含胚珠花萼由萼片組成，保護花蕾花的結(jié)構(gòu)與功能花器官組成部分主要功能花被花萼、花冠保護、吸引傳粉者雄蕊花絲、花藥產(chǎn)生花粉（雄配子體）雌蕊子房、花柱、柱頭接收花粉，發(fā)育成果實花托莖的膨大部分支撐花器官花的類型與變異完全花具有四種花器官單性花只有雄蕊或雌蕊不完全花缺少一種或多種花器官花粉與傳粉花粉產(chǎn)生花藥中形成花粉粒傳粉過程傳粉媒介攜帶花粉花粉管生長花粉在柱頭上萌發(fā)3精子釋放精子通過花粉管到達(dá)胚珠被子植物的雙受精現(xiàn)象花粉管到達(dá)胚囊穿過珠孔進入胚珠釋放兩個精子花粉管末端破裂第一次受精一個精子與卵細(xì)胞結(jié)合形成合子第二次受精另一個精子與中央細(xì)胞結(jié)合形成三倍體胚乳種子的形成與結(jié)構(gòu)種皮胚乳胚芽胚軸胚根子葉種子由種皮、胚乳和胚組成，胚包括胚芽、胚軸、胚根和子葉。胚乳為發(fā)育中的胚提供營養(yǎng)。果實的類型與功能真果由子房發(fā)育而來假果由子房及其他花部發(fā)育而來聚合果由多朵花的子房發(fā)育而來果實功能保護種子、輔助傳播被子植物的營養(yǎng)器官：根吸收功能吸收水分和礦物質(zhì)固定功能將植物固定在土壤中儲存功能儲存養(yǎng)分供植物生長特殊功能呼吸根、支柱根、氣生根等根的類型與功能直根系有明顯主根，雙子葉植物常見深入土壤吸收水分牢固固定植物如胡蘿卜、蘿卜須根系無明顯主根，單子葉植物常見廣泛分布于淺層土壤高效吸收養(yǎng)分如水稻、小麥特化根適應(yīng)特殊環(huán)境的變態(tài)根儲藏根呼吸根寄生根被子植物的營養(yǎng)器官：莖1支撐功能支撐葉、花和果實2運輸功能輸導(dǎo)水分和養(yǎng)分3儲存功能儲存養(yǎng)分和水分4營養(yǎng)繁殖某些植物可通過莖進行無性繁殖莖的類型與功能莖的類型多樣：直立莖向上生長；匍匐莖貼地生長；攀援莖需要支撐物；塊莖和球莖儲存大量養(yǎng)分。被子植物的營養(yǎng)器官：葉光合作用制造有機物蒸騰作用散失水分調(diào)節(jié)溫度氣體交換通過氣孔進行特殊功能儲水、捕蟲等葉的類型與功能單葉葉片完整不分裂復(fù)葉一個葉柄上多個小葉變態(tài)葉適應(yīng)特殊環(huán)境的葉被子植物的生活周期種子萌發(fā)胚發(fā)育成幼苗營養(yǎng)生長根莖葉發(fā)育2生殖生長開花結(jié)果果實成熟種子形成與傳播被子植物的生長發(fā)育1胚胎發(fā)育期胚根、胚芽、子葉形成2幼苗期種子萌發(fā)，初生根系和初生葉形成3營養(yǎng)生長期植株高度和葉面積快速增長4生殖生長期花芽分化，開花結(jié)果5衰老期器官功能下降，養(yǎng)分再分配被子植物的光合作用光能吸收葉綠素捕獲光能光反應(yīng)水分解，ATP形成暗反應(yīng)CO?固定，糖合成碳素同化形成各種有機物被子植物的水分運輸根系吸水通過滲透作用和主動運輸莖內(nèi)運輸木質(zhì)部導(dǎo)管/管胞運輸葉片蒸騰通過氣孔散失水分水分運輸流動推動力來自根壓和蒸騰拉力。根壓作用于吸水初期，蒸騰拉力是主要驅(qū)動力。被子植物的養(yǎng)分運輸有機養(yǎng)分主要通過韌皮部篩管運輸，遵循從"源"到"庫"的原則。無機養(yǎng)分通過木質(zhì)部上行。被子植物的激素調(diào)節(jié)激素類型主要作用發(fā)現(xiàn)植物生長素促進細(xì)胞伸長燕麥胚芽鞘赤霉素促進莖伸長水稻細(xì)胞分裂素促進細(xì)胞分裂椰子脫落酸抑制生長棉花乙烯促進果實成熟柑橘被子植物對環(huán)境的響應(yīng)向光性莖向光生長葉定向排列向地性根向地心生長莖背地生長向水性根向水分移動觸發(fā)反應(yīng)觸碰引起運動如含羞草葉片閉合被子植物的生態(tài)位80%陸地覆蓋構(gòu)成全球大部分植被9/10食物鏈基礎(chǔ)提供初級生產(chǎn)力70%全球氧氣光合作用產(chǎn)生氧氣12,000+生態(tài)系統(tǒng)全球不同類型生態(tài)系統(tǒng)中的關(guān)鍵物種被子植物與其他生物的關(guān)系傳粉關(guān)系與昆蟲、鳥類等傳粉者共生關(guān)系與菌根真菌、根瘤菌被食關(guān)系作為草食動物食物分解關(guān)系死亡后被微生物分解競爭關(guān)系與其他植物競爭資源被子植物的進化優(yōu)勢高效繁殖系統(tǒng)花和果實的發(fā)育雙受精現(xiàn)象形成營養(yǎng)豐富的胚乳發(fā)達(dá)的維管系統(tǒng)效率高的導(dǎo)管和篩管多樣化的傳粉機制與傳粉者協(xié)同進化復(fù)雜的防御系統(tǒng)產(chǎn)生各種次生代謝物被子植物的系統(tǒng)發(fā)育基部被子植物保留原始特征無油樟目睡蓮目木蘭類植物早期分化類群木蘭目樟目單子葉植物主要分化支系禾本目蘭目真雙子葉植物最大分化支系薔薇目菊目分子生物學(xué)在被子植物研究中的應(yīng)用DNA條形碼技術(shù)物種鑒定與分類基因表達(dá)分析探究發(fā)育機制基因組學(xué)研究揭示進化關(guān)系基因編輯技術(shù)功能研究與改良被子植物的基因組研究被子植物基因組測序數(shù)量呈指數(shù)增長，為分類學(xué)和進化研究提供新視角。被子植物的保護與可持續(xù)利用就地保護建立自然保護區(qū)遷地保護植物園與種子庫法律法規(guī)保護珍稀瀕危種可持續(xù)利用生態(tài)友好型開發(fā)被子植物在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用60%全球糧食來自水稻小麥玉米95%農(nóng)作物種類屬于被子植物5,000+農(nóng)業(yè)品種通過育種開發(fā)30%產(chǎn)量提升得益于基因改良被子植物在園藝中的應(yīng)用被子植物在園藝中以其豐富的形態(tài)和色彩，為觀賞、裝飾、環(huán)境美化和心理治療提供了豐富資源。被子植物在醫(yī)藥中的應(yīng)用傳統(tǒng)草藥如人參、當(dāng)歸現(xiàn)代藥物源頭如紫杉醇、阿司匹林研發(fā)平臺藥物篩選和發(fā)現(xiàn)生物工廠生產(chǎn)有價值代謝物被子植物在工業(yè)中的應(yīng)用纖維產(chǎn)業(yè)棉花、亞麻、黃麻1木材工業(yè)家具、建筑、紙漿2能源產(chǎn)業(yè)生物燃料、生物質(zhì)能3化工產(chǎn)業(yè)香精、染料、橡膠4新型材料生物塑料、復(fù)合材料5被子植物與全球氣候變化碳匯功能吸收大氣CO?減緩溫室效應(yīng)儲存碳元素緩解氣候變化分布變化物種向高緯度遷移范圍北移高海拔擴展生態(tài)系統(tǒng)重組生理適應(yīng)對極端氣候的響應(yīng)抗旱能力增強開花期改變生長季延長被子植物與生物多樣性保護25%瀕危物種全球被子植物面臨威脅35生物多樣性熱點高度集中的特有種區(qū)域17,000+保護物種列入IUCN紅色名錄48%棲息地被子植物提供的生物棲息環(huán)境被子植物與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)調(diào)節(jié)服務(wù)氣候調(diào)節(jié)、水源凈化、空氣凈化供給服務(wù)食物、藥材、纖維、木材文化服務(wù)審美價值、文化象征、教育價值支持服務(wù)初級生產(chǎn)、養(yǎng)分循環(huán)、土壤形成被子植物的形態(tài)適應(yīng)干旱適應(yīng)肉質(zhì)莖儲水，氣孔減少水生適應(yīng)通氣組織發(fā)達(dá)，葉片大而薄高寒適應(yīng)矮小緊湊，毛被覆蓋被子植物的生理適應(yīng)環(huán)境壓力植物響應(yīng)適應(yīng)機制干旱水分保持滲透調(diào)節(jié)，氣孔關(guān)閉高溫避免過熱熱休眠，合成熱休克蛋白低溫防凍保護增加膜流動性，產(chǎn)生抗凍蛋白鹽脅迫離子平衡Na?排出，K?選擇性吸收強光避免光損傷葉綠素含量調(diào)整，光保護機制被子植物的繁殖策略有性繁殖通過種子繁殖基因重組適應(yīng)性強遠(yuǎn)距離傳播無性繁殖通過營養(yǎng)器官遺傳穩(wěn)定快速擴張資源高效利用混合策略兼顧兩種方式環(huán)境波動應(yīng)對資源分配權(quán)衡生態(tài)位擴展被子植物的傳粉綜合征蟲媒花色彩鮮艷，有香氣和蜜腺鳥媒花紅色管狀，多蜜少香獸媒花夜開，氣味濃烈風(fēng)媒花小而不顯，花粉量大水媒花簡化結(jié)構(gòu)，花粉防水被子植物的種子傳播風(fēng)力傳播種子輕小或有翅動物傳播果實美味或種子附著水力傳播種子防水能漂浮自體傳播果實爆裂彈射種子被子植物的共生關(guān)系菌根共生與真菌交換養(yǎng)分根瘤共生與根瘤菌固氮傳粉互利給傳粉者提供食物蟻植物關(guān)系為螞蟻提供棲息地被子植物的防御機制物理防御刺、棘、毛和厚角質(zhì)層化學(xué)防御產(chǎn)生毒素、單寧和生物堿誘導(dǎo)防御被攻擊后激活防御系統(tǒng)間接防御吸引天敵消滅害蟲被子植物的次生代謝產(chǎn)物生物堿萜類化合物酚類化合物黃酮類糖苷類其他被子植物產(chǎn)生多種次生代謝物，用于防御、吸引傳粉者和種子傳播者，也是重要藥物來源。被子植物的遺傳多樣性物種間多樣性各物種間遺傳差異種群間多樣性同種不同地理種群間差異個體間多樣性同一種群內(nèi)個體間差異多倍體現(xiàn)象染色體組加倍增加多樣性被子植物的物種形成種群隔離地理隔離或生態(tài)隔離基因突變積累遺傳差異適應(yīng)性分化對不同環(huán)境的選擇壓力生殖隔離雜交不育或不成功新物種形成基因交流徹底中斷被子植物的地理分布被子植物分布與氣候帶密切相關(guān)，不同地區(qū)的特有物種比例差異很大。被子植物的瀕危與保護主要威脅棲息地喪失、過度采集、氣候變化、外來物種入侵保護策略就地保護、遷地保護、種質(zhì)資源庫、生態(tài)恢復(fù)法律保障國際公約、國家立法、保護名錄、貿(mào)易限制科學(xué)研究物種監(jiān)測、種群動態(tài)、復(fù)育技術(shù)、瀕危評估被子植物研究的前