生物的分类系统
第九章生物的多样性
一、生物的分类系统
现代分类系统是根据生物所有性状的异同，综合起来分门别类，称为自然分类法，它采用了阶梯从属的等级，分为界、门、纲、目、科、属、种七个等级。如果某一等级内种类繁多，还可划分出中间等级如亚门、亚纲、亚目、亚科、亚属、亚种等。通过分类系统，可以了解各物种之间的亲缘关系和每一个物种在生物界中的地位。
二、生物的界级分类
随着生物科学的发展，对生物的分界产生了不同的观点，出现了不同的分界方法，如两界说、三界说、五界说、六界说等。
在显微镜发明以前，由林奈提出了两界说，把生物分为植物界和动物界。三界说是在用显微镜发现单细胞生物后产生的，在1866年由赫克尔提倡，把生物分成单细胞的原生生物界和植物界、动物界。五界说是1969年由惠特克提出的，把生物分为原核生物界、原生生物界、真菌界、植物界和动物界五界，此说更完善地反映出生物的进化历程，得到大多数生物学家的承认。也有一些学者主张，将现在生活在地球上的生物，分为六大类：病毒界、原核生物界、真核原生生物界、植物界、真菌界和动物界。
第一节植物界的主要类
【知识概要】
地球上的植物，目前已知的有40多万种，它们组成了整个植物界。植物界的主要类归纳如下：
我国的植物资源非常丰富，有许多世界珍稀的和特有的种类。我国的一级保护植物有熊类植物中的桫椤，裸子植物中的银杉、水杉、秃杉和被子植物中的金花茶、珙桐、人参和望大树。
一、藻类植物
藻类植物属于低等植物，其主要特征是一般具有光合素，能进行光合作用，自养。生殖器官为单细胞构造，植物体结构简单，有单细胞、体和多细胞三类，没有根、茎、叶分化。绝大多数生活在水中。
现存的藻类植物约2万多种。按细胞所含素以及贮存养分的不同，可把藻类分为绿藻门、轮藻门、红藻门、褐藻门等。绿藻门、红藻门和褐藻门的比较见下表。
藻类植物有重要的自然和经济意义，地球上90％的光合作用是由海洋和淡水中的藻类植物完成的。藻类植物不仅为水生植物提供食物，而且也是水和大气中氧气的重要来源。
二、地衣植物
地衣是一类多年生的低等植物，是藻类和真菌共生的复合体。地衣没有根、茎、叶的分化，由真菌菌丝缠绕藻细胞，并从外面包围藻类，藻类光合作用制造的有机物大部分被菌类夺取，藻类与外界隔绝，所需水分、无机盐和二氧化碳依靠菌类从外界吸收供给。
地衣按生长型分为壳状、叶状、枝状三类。地衣的生殖方式主要有营养生殖和有性生殖。地衣抵抗干旱、寒冷等不良环境的能力十分强。
地衣植物约有25000余种，一般分为三纲：子囊衣纲、担子衣纲和藻状菌衣纲。常见的有石蕊、松萝、石耳、冰岛衣、梅衣等。
三、苔藓植物
苔鲜植物是一类原始陆生植物，多生于阴湿的环境中。苔藓植物的配子体发达，孢子体退化。配子体为叶状体或有茎叶分化的茎叶状体，没有真正的根，只有假根、茎、叶无维管束，吸水和保水能力差，因此，个体较低矮，孢子体不能独立生活，依附在配子体上。配子体能形成多细胞雌、雄生殖器
官，受精作用必须在有水条件下进行，植物界从苔藓植物开始有胚的构造。
苔药植物约有23000多种，通常分为苔纲和藓纲。苔纲常见植物有地钱、大羽苔、平叉苔、角苔等。藓纲常见植物有葫芦藓、泥炭藓、黑藓等。
四．蕨类植物
藓类植物是最原始的维管植物。具有独立生活的配子体和孢子体。孢子体占优势，有根、茎、叶器官和维管系统的分化，根通常是不定根，茎多是根状茎，叶分小型叶和大型叶，孢子体产生孢子囊。配子体简单，产有颈卵器和精子器，受精作用必须在有水条件下进行。
现存的藏类植物约有12000种，分为五纲：石松纲、水韭纲、松叶蕨纲、木贼纲和真蕨纲。前四个纲都是小型叶，是比较原始古老的蕨类，真蕨纲具大型叶是最进化的一个类。石松纲常见植物有石松、卷柏、翠云草等。水韭纲常见植物有中华水韭，松叶藏纲植物我国仅有松叶蕨一种。木贼纲常见的有节节草、水贼、问荆等。真蕨纲常见的有蕨、瓶尔小草、紫萁、海金沙、水龙骨、桫椤、贯众、槐叶苹、满江红等。
五、裸子植物
裸子植物是具有颈卵器和维管束、能产生种子的一类高等植物。裸子植物能形成种子，但不形成子房
和果实，因此，胚珠和种子都是裸露的。配子体寄生在抱子体上。传粉时花粉萌发形成花粉管，直达胚珠，使受精作用摆脱了水的限制。孢子体特别发达，多为高大乔木，木质部中大多具有管胞而无导管，韧皮部中有筛管而无伴胞。具有多胚现象。
裸子植物现仅存760多种。我国是裸子植物种类最多、资源最丰富的国家，约有230种和48变种，其中不少是第三纪孑遗植物，称为“活化石”植物。裸子植物通常分为苏铁纲、银杏纲、松柏纲、红豆杉纲（紫杉纲）和买麻藤纲等五纲。苏铁纲是现代裸子植物最原始的类，常见植物有苏铁、华南苏铁等。银杏纲现代仅残存银杏，是著名的孑遗植物。松柏纲是现代最繁荣、最进化的裸子植物类，常见的如银杉、云杉、金钱松、落叶松、红松、油松、马尾松、黄山松、杉木、水杉、水松、丝杉、巨杉、侧柏、圆柏等，其中许多为我国
特产树种，红豆杉纲常见的有罗汉松、红豆杉、香榧等。买麻藤纲是现代裸子植物完全孤立的一，如草麻黄、买麻黄、百岁兰等。
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六、被子植物
1．主要特征和分类
被子植物是现代植物界中最高级、最繁盛和分布最广的一个类被子植物显著的特征是具有真正的花，
花的形态结构多种多样，适应于虫媒、风媒、鸟媒、水媒等各种传粉方式；胚珠包被在子房内，种子包被在果实内，果实的形成，对于保护种子和种子散播有特殊意义；出现双受精和胚乳组织；孢子体高度发达，组织分化精细，输导组织结构、功能交加完善，配子体进一步简化。
现已知的被子植物约20多万种，种数占植物界的一半以上。被子植物分为两纲：双子叶植物纲和单子叶植物纲，两者的主要区别见下表。
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被子植物的分类是以形态学特征为主要标准，尤其是以花和果实的形态特征作为标准的最为普遍。为了简单地说明一朵花的结构，可以用一种公式或图案把一朵花的各部分表示出来，前者称花程式，后者称花图式。
在花程式中，表示花各部分的代号通常是：K一花萼；C一花冠；A一雄蕊；G雌蕊；P－花被。每一字母右下角用数字表示实际数目，O－缺一轮；∞－数目极多；（）－连合；数字＋数字一两轮；G－子房上位；－子房下位；－子房周位。G字母右下角的数字：数字－心皮数；子房室数；在公式前，*－整齐花；↑－两侧对称；♂－雄花；♀－雌
花；两性花。
花图式是用花的横剖面简图来表示花各部分的数目、离合情况，以及在花托上的排列位置，也就是花的各部分在垂直于花轴平面所作的投影图。
3．花序
被子植物的花，有的是单独一朵花生在茎技顶上，称为单生花。绝大多数植物的花按一定排列顺序着生在特殊的总花柄上。花在总花柄上有规律地排列方式，称为花序。总花柄又称花轴或花序轴。花序种类归纳如下。
花序分为无限花序和有限花序。无限花序又分为简单花序和复合花序。简单花序包括：总状花序、伞房花序、伞形花序、穗状花序、葇荑花序、肉穗花序、头状花序、隐头花序。复合花序包括：圆锥花
序（复总状花序）、复穗状花序、复伞形花序、复伞房花序、复头状花序。有限花序分为单歧聚伞花序、二歧聚伞花序和多歧聚伞花序。多歧聚伞花序包括密伞花序和轮伞花序。
【解题指导】
例1海带属于藻类植物，长度可达十几米，葫芦藓属于苔藓植物，高不过几厘米，但为什么说苔藓植物比藻类植物高等？
析生物类的高等与低等，主要是指进化水平的高低。一般地说，高等类主要表现在：组织器官分化更加复杂，生理功能更加完善；更加适应陆地干旱环境条件；胚胎发育能够得到亲体充分的营养供应和保护（对动物来说，高等类的神经系统更为发达，行为也更复杂）。就海带和葫芦藓相比较，海带只是个叶状体，葫芦藓有了茎叶的分化，出现了假根；海带的生殖细胞只是一个单细胞，葫芦藓具有多细胞生殖器官颈卵器和精子器；海带的雌雄配子在水中结合成合子并发育，葫芦藓的精子借鞭毛游动到雌枝的颈卵器，与卵结合成合子，并在其中发育成胚，胚发育成孢子体。从生活环境看，海带只能生活在海水中，葫芦藓已经适应陆地阴湿环境。因此，从以上几方面看，苔藓植物体形虽小，但比藻类植物高等。
例2裸子植物比藏类植物更适合于陆地生活的特征是
A 大都是高大的乔木
B 受精脱离了水的限制
C 有了很、茎、叶的分化
D 胚珠有子房壁包被着
析在植物的进化过程中，裸子植物取代蕨类植物而在陆地植被中占有一定的优势地位，是由于花粉管和种子的形成。裸子植物花粉管的形成，使裸子植物的受精作用可以不再借水为媒介，从而摆脱了对水的依赖，对适应陆地生活环境具有重大意义，而蕨类植物的受精离不开水，受到水的限制。裸子植物形成了种子，种子的胚包外面包着种皮，抵抗干旱和其他不良条件的能力比孢子大得多了。这一点本题的选项中未提及。A选项中高大的乔木不能说明问题，两亿多年前，地球上曾经茂盛地生长着高达数十米的乔木状的古代蕨类植物。C项中有了根、茎、叶的分化，是蕨类植物和裸子植物共有的特征。D项为被子植物的特征。因此答案选B。
【巩固练习】
1．植物分类的主要依据是
①根②茎③叶④花⑤果实⑥种子
A ①②③
B ④⑤
C ④⑥
D ③④⑤
2．下列属于我国一级重点保护的植物是
①水杉②银杉③银杏④珙桐⑤人参⑥铁树⑦桫椤⑧龙眼
A ①②④⑤⑦
B ①②③④⑤
C ②④⑤⑦⑧
D ①③④⑤⑥
护肤品的正确步骤3．下列哪种不属于我国特有的珍稀植物？
A 银杉
粗犷
B 水杉
C 人参
D 珙桐
4．冬天池塘里见不到水绵，而春暖后就可以见到水绵丝团漂浮水面，主要原因是
①秋季形成合子沉入水底②秋后以种子形式沉入水底③春季进行光合作用，放氧的水绵丝团上浮④春季呼吸作用加强，放出二化碳水绵丝团上浮
A ①③
B ②③
C ①④
D ②④
5．地球上近90％的光合作用是由哪一类植物完成的
A 被子植物
B 裸子植物
C 蕨类植物
D 藻类植物
6．下列关于藻类的叙述，正确的是
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A 藻类的叶状体具有原始的输导组织
B 绿藻类含有与一般绿植物相同的叶绿素，也被认为是陆生物的祖先
C 紫菜属于红藻类，可在淡水中大量培养
D 蓝藻的叶绿素存在于叶绿体内
7．在一个以燃煤供暖和取得动力的大城市附近，地衣不能生长，因为大气被某种物质污染，这种物质是
A CO
B SO2
C NO
D CO2
8．苔鲜植物体内水分和养分的输送途径是
A 导管
B 筛管
C 维管束
D 细胞之间的传递
9．划分高等植物和低等植物的主要标准是
①细胞内有叶绿体②植物体有根③植物体有茎叶分化④生殖过程出现胚⑤由真核细胞构成⑥具有维管束
A ①③⑤
B ②④
C ③④
D ②④⑥
10．下列有关苔藓植物和蕨类植物的叙述，正确的是
A 地钱的配子体既能从土壤中吸收水分，亦能进行光合作用
B 蕨类的配子体可从孢子体中摄取水分
C 卷柏的配子体比孢子体发达
D 葫芦藓的孢子体能直接从土壤中吸收水分
11．在松柏类植物中，长距离输导水分的结构是
A 导管和管胞
B 导管和传递细胞
C 筛管和管胞
D 管胞
12．褐煤是由哪一类高等植物形成的？
A 马尾草
B 蕨类植物
C 石松
D 裸子植物
13．被子植物在生殖方面适应陆地生活的最重要特征是
A 传粉方式多种多样
B 花粉管比裸子植物发达
C 双受精完全脱离水的限制
D 种子得到果实保护和协助散播
14．普遍具有双受精现象的植物是
A 高等植物
B 维管植物
C 被子植物
D 种子植物
15．下列生物类中未发现有性生殖的是
A 苔藓植物
B 蓝藻门
C 藏类植物
D 褐藻门
16．属于裸子植物和被子植物的输导组织的特征是
①都具有导管②都具有筛胞③被子植物具有导管④裸子植物具有筛胞
A ①②
B ③④
C ②③
D ①④
17．裸子植物与被子植物种子的主要区别是
A 有无种皮
B 胚的大小
C 胚乳来源不同
D 有无胚乳
18．下列哪种植物的受精离不开水？
A 卷柏
B 莲
C 水稻
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19．在高等植物中，孢子体的进化明显超过了配子体（指的是大小、解剖学复杂性和植物生活周期的持续时间）。这种优势的最基本原因是孢子体
A 可以无性繁殖
B 有发达的薄壁组织
C 有发达的线管组织
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20．下列植物的花基数为3的是
A 木槿
B 豌豆
C 甘蓝
D 百合
21．下列属于蝶形花科植物的花公式是
A    B
C    D
22．菊花的花序属于下列哪种花序类型

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