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文檔簡介
第五章生物多樣性第一節(jié)概述一、生物多樣性概念1、植物多樣性:指自然界中植物的多樣化。在自然界中有50多萬種植物,它的形態(tài)各異充分體現(xiàn)了植物的多樣性,菌類、藻類、地花、苔蘚、蕨類、裸子、被子植物等各類群之間有很大不同。充立分體現(xiàn)多樣化。2、植物多樣性的分類:指植物種類的多樣化。高山、陸地、沙漠、溫泉、巖石、冰山極地各地均有分布。3、植物遺傳物質(zhì)的多樣性:①每一種植物、每一個體都含有數(shù)量很多的基因,這些基因不斷發(fā)生重組、突變、分離、繼續(xù)產(chǎn)生多樣化。②植物種群的遺傳結(jié)構(gòu),種內(nèi)的遺傳多樣性隨環(huán)境條件改變,隨交配方式或程度改變不斷發(fā)生變化。二、植物分類原理及方法(一)、分類植物學(xué)的發(fā)展。1.什么是分類學(xué):對生物進行分門別類的科學(xué)稱為分類學(xué)。任務(wù)是按系統(tǒng)對現(xiàn)存的生物種進行系統(tǒng)整理、歸類。2.人為分類與自然分類1).人為分法:按照人的意志對生物進行分類的方法。這種分類較簡單、直觀,實用易于掌握。不能反應(yīng)各除各群之的親緣關(guān)系。是最早的植物分類方法。16世紀李時珍編著的《本草綱目》一書采用這種分類法。將植物分為五部:草部、谷部、果部、木部和蔬部。將動物分為六部:蟲部、鱗部、介部、禽部、獸部和人部。這種方法在植物資源調(diào)查中仍在使用。將植物按用途分類,藥用植物、淀粉植物、山野菜植物、纖維植物、花卉植物,環(huán)抱植物和香料植物等。2).自然分類:根據(jù)生物類群之間形態(tài)特征和親緣關(guān)系進行分類的方法稱為自然分類法。這種方法比較科學(xué),能反映出物種之間的進化情況和親緣關(guān)系。也就是說把親緣關(guān)系進的分為一類或一群。這種分類系統(tǒng),早在18世紀由瑞典植物學(xué)林奈首先提出的。以后,經(jīng)許多植物學(xué)家的不斷完善,使其更合理更科學(xué)。3.染色體分類(細胞分類):根據(jù)植物細胞中染色體的數(shù)目、形態(tài)、結(jié)構(gòu)等對植物進行分類,使植物分類更科學(xué)、更合理。4.生化分類:根據(jù)生物的化學(xué)成分進行分類。這種分類把生物化學(xué)、免疫學(xué)、分子生物學(xué)等內(nèi)容引入分類學(xué)中,使分類更加科學(xué)、合理??贵w抗原反應(yīng):一種動物的抗血清(抗體)除與本種動物血清發(fā)生強烈反應(yīng)外,對其它親緣關(guān)系較近的動物也能發(fā)生較弱的反應(yīng)。幾種動物與人的抗體抗原反應(yīng)比較。從表中可以看出人與大猩猩、黑星星的親緣關(guān)系比較近。關(guān)于大熊貓的科的歸屬問題存在爭議,歸入熊科還是浣熊科無法定論。經(jīng)過血清學(xué)鑒定,大熊貓與熊科親緣關(guān)系近,應(yīng)歸屬熊科。大分子比較:根據(jù)構(gòu)成生物大分子成分不同,判斷親緣關(guān)系。如對細胞色素C的成分比較,細胞色素C由104—112個組成,比較穩(wěn)定。找出氨基酸順序的改變,判斷親緣關(guān)系。(二)、分類等級(分類階層)1.分類等級最早林奈分類系統(tǒng)中的分類等級只有綱、目、屬、種四個等級?,F(xiàn)今分類等級中有:如:大豆界(Regnum)植物界門(Divisio)、被子植物門綱(Classis)、雙子葉植物綱目(Order)、豆目科(Familia)、蝶形花科屬(Genus)、大豆屬種(Species)大豆最基本的單位是種。在有些分類中以上7個分類單位不能滿足需要,需要增加一些亞單位。如亞門、亞綱、亞目、亞科、亞屬和亞種等。2.物種(Species)的概念1).種(Species)(即物種):是分類的基本單位;有一定的形態(tài)征和生理特性;有一定的地理分布區(qū)。同種間雜交可產(chǎn)生有生殖能力的后代。馬X驢=騾子2).亞種(Subspecies縮寫“sub”)3).變種(Varietas縮寫“var”):是種內(nèi)的變異類型,形態(tài)上有一定的差別,但比較小,有一定的有一定的地理分布區(qū)。4).變型(forma縮寫“f”):在形態(tài)上有一定的差別,沒有地理分布區(qū),零星分布。表現(xiàn)為毛的多少,花的顏色等。5).品種:不是分類學(xué)中的單位。是栽培學(xué)中的一個名詞。相當(dāng)于變形。種的形成和幾個名詞間的比較見圖。(三)、植物的命名1、植物命名:給植物起個名字。2、植物名字的組成中名:用中文給出的名字,書中常用的名稱。俗名(土名,地方名):老百姓常用的名學(xué)名(拉丁名):用兩個拉丁單詞表示等名字,世界通用的名字。3、植物學(xué)名的意義及組成。植物學(xué)名是由瑞典植物學(xué)家林奈,在總結(jié)前人工作的基礎(chǔ)上提出的植物學(xué)名(拉丁名)①為什么要有學(xué)名?在不同地區(qū),不同國家間,常出現(xiàn)同物異名,或同名異物現(xiàn)象。俗名(土名):地方名。中名(俗名)學(xué)名如番茄(西紅柿、洋柿子、柿子)(LycopersicumesculentumMill)甘藍(大頭菜、包心菜、卷心菜、疙瘩白)(Brassicaderaceavar.capitataL.芥菜疙瘩(芥菜、大頭菜、玉根)(B.napiformisL.)馬鈴薯(土豆、洋山芋、山藥蛋等)(SolanumtuberosumL.)在以上例子中,出現(xiàn)同名異物和同物異名。不利于地區(qū)與國家之間的交流,為了解決此問題,人們設(shè)想世界上同一物種否給予同一種名稱。植物學(xué)家進行大量研究,于1753年由林奈創(chuàng)立了雙名法。內(nèi)容如下:②組成(具體內(nèi)容):屬名+種加詞+定名人(紫段)TiliaamurensisRupr(第一個字母大)(小寫)(第一字名大寫)屬名:多用名詞來表:如用其它語言文字必須拉丁名如LinneLinnaeus②種加詞:多數(shù)用形容詞,少數(shù)用用名詞,同一個屬內(nèi)的種加詞不能重復(fù)。③定名人:L.后應(yīng)加點“ex”AexB,A:為定名人,B為發(fā)表人白花堇菜ViolapatrilataR.BrexRich定名人與發(fā)表人“()”“()”內(nèi)的是定錯誤名的人名,“()”后是糾正前人定錯誤的人名。既正確的定名人,在前人的基礎(chǔ)上完成,保留原人名。半夏Pinelliaternate(thunb)Brait錯誤定名人正確定名人“et”表示二個人共同完成獐牙菜SwertiabimaculataHooketthoms共同發(fā)表模式標(biāo)本:給植物定名所用的標(biāo)本叫模式標(biāo)本第二節(jié)現(xiàn)存的原核生物一、原核生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)(一)藍藻的形態(tài)結(jié)構(gòu)藍藻植物細胞里的原生質(zhì)體,分化為中心質(zhì)和周質(zhì)兩部分。中心質(zhì)中含有DNA,不形成染色體,無核膜和核仁的結(jié)構(gòu),但有核的功能,故稱原核。周質(zhì)又稱色素質(zhì)。藍藻細胞沒有分化成載色體等細胞器。周質(zhì)中有光合片層。在光合片層的表面有葉綠素a、藻藍蛋白、藻紅蛋白及一些黃色色素,是光合作用的場所。藍藻光合作用的產(chǎn)物為藍藻淀粉和藍藻顆粒體。在細胞壁的外面有膠質(zhì)鞘包圍。藍藻植物體有單細胞的、群體的和絲狀體的。有一些藍藻的藻絲上常含有特殊細胞,叫異形胞。藍藻以細胞直接分裂的方法繁殖。絲狀類型是以形成藻殖段的方法繁殖。藍藻除了進行營養(yǎng)繁殖外,還可以產(chǎn)生孢子,進行無性生殖。在絲狀類型中(顫藻科除外)產(chǎn)生厚壁孢子。在管孢藻目中,有些種類產(chǎn)生外生孢子或內(nèi)生孢子。(二)細菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)1、細菌的特征:微小,單細胞;異養(yǎng)為主;形態(tài):球菌、桿菌和螺旋菌;部分細胞有鞭毛;細胞壁成分為粘質(zhì)復(fù)合物,有些種類壁外有莢膜;原核;通過細胞分裂繁殖意義:致病細菌,有益細菌,工程細菌。2、細菌的形態(tài)和構(gòu)造微小有機體,平均長2-3微米,寬0.5微米;通常在形態(tài)上分為球菌、桿菌和螺旋菌;細胞的構(gòu)造和一般植物類似有細胞壁、細胞膜、細胞質(zhì)、核質(zhì)和內(nèi)含物,有的細菌還有莢膜、芽孢和鞭毛,沒有真正的細胞核。3、細菌的繁殖細菌主要進行無性繁殖,除少數(shù)種類外,分裂繁殖是細菌的唯一繁殖方法。細菌裂殖速度極快,在最適宜條件下,20-30分鐘就能分裂一次,并可繼續(xù)分裂若干次。細菌在培養(yǎng)基上裂殖堆積在一起,肉眼可以看到的群體,稱為菌落。細菌是否有有性生殖目前尚未見到,僅有基因重組現(xiàn)象。4、細菌在自然界中的作用和經(jīng)濟意義有利方面:細菌和其他腐生真菌聯(lián)合起來,把動物、植物的死體和排泄物以及各種遺棄物分解為簡單物質(zhì),直至變?yōu)樗?、二氧化碳、氨、硫化氫或其他無機鹽類為止,不僅完成自然界物質(zhì)循環(huán)作用還供給植物和農(nóng)作物肥料,在農(nóng)業(yè)、工業(yè)和醫(yī)藥衛(wèi)生方面利用很多。有害方面:病原菌可使其他生物致病,腐生菌能使食物變質(zhì)。第三節(jié)真核藻類的多樣性(一)、綠藻門植物體形態(tài)多樣,有單細胞、群體、絲狀體和葉狀體。少數(shù)單細胞和群體類型的營養(yǎng)細胞前端有鞭毛,終生能運動。絕大多數(shù)綠藻的營養(yǎng)體不能運動,只在繁殖時形成的游動孢子和配子有鞭毛,能運動。綠藻細胞有細胞壁,內(nèi)層主要成分為纖維素,外層是果膠質(zhì)。載色體所含的色素主要有葉綠素a和b、α-胡蘿卜素和β-胡蘿卜素以及一些葉黃素類。在載色體內(nèi)通常有1至數(shù)枚蛋白核。同化產(chǎn)物是淀粉,細胞核1至多數(shù),通常位于靠壁的原生質(zhì)中。運動細胞具兩條或四條頂生等長鞭毛,鞭毛為尾鞭型。1衣藻屬衣藻屬。植物體是單細胞,卵形、橢圓形或圓形。體前端有兩條頂生鞭毛,有些種在鞭毛著生處有乳頭狀突起。細胞壁分兩層,內(nèi)層是纖維素的,外層是由果膠質(zhì)包著。多數(shù)種的載色體,其形狀如厚底杯形,在基部有1個明顯的蛋白核。細胞中央有1個細胞核。鞭毛基部有兩個伸縮泡,是排泄器官。眼點橙紅色,位于體前端。繁殖方式為無性生殖和有性生殖,多數(shù)種的有性生殖為同配。2.團藻屬(Volvox)植物體是由數(shù)百至上萬個細胞,排列成1層空心球體。有性生殖為卵式生殖。3.水綿屬(Spirogyra)水綿屬載色體帶狀,1至多條,螺旋狀繞于細胞周圍的原生質(zhì)中,有多數(shù)的蛋白核縱列于載色體上。水綿屬的有性生殖為結(jié)合生殖,有梯形結(jié)合和側(cè)面結(jié)合。(二)輪藻門多細胞具分枝:主枝、短枝、刺狀突起,有假根固定植株,主枝和側(cè)枝分化成節(jié)和節(jié)間,頂端細胞、中央細胞和皮層。卵式生殖:生殖器官為多細胞,卵囊:管細胞5、冠細胞5、卵細胞1;精子囊:盾細胞(桔紅色載色體)→盾柄細胞→頭細胞→次級頭細胞→精囊絲→精子(頂生兩個等長鞭毛)合子休眠后減數(shù)分裂后發(fā)育成新個體,營養(yǎng)繁殖:藻體斷裂、珠芽繁殖(三)、褐藻門褐藻植物體是多細胞的,有的有組織分化。細胞有壁,分為兩層,內(nèi)層是纖維素的,外層是藻膠組成的。同時在細胞壁內(nèi)還含有褐藻糖膠。載色體含有葉綠素a和c、β-胡蘿卜素和6種葉黃素。葉黃素中有1種叫墨角藻黃素,使藻體呈褐色。細胞光合作用積累的貯藏食物,主要是褐藻淀粉和甘露醇。褐藻的精子和游動孢子一般具2條不等長側(cè)生鞭毛,向前方伸出的1條較長,是茸鞭型;向后方伸出的1條較短,是尾鞭型的。1.水云屬(Ectocarpus)水云屬的配子體與孢子體的形態(tài)構(gòu)造相同,為明顯的同形世代交替植物。水云的無性生殖器官有單室孢子囊和多室孢子囊兩種。2.海帶屬(Laminaria)海帶的孢子體分成固著器、柄和帶片3部分。海帶的生活史有明顯的世代交替。孢子體成熟時,在帶片的兩面產(chǎn)生單室的游動孢子囊,游動孢子囊叢生呈棒狀,中間夾著長的細胞,叫隔絲,隔絲尖端有透明的膠質(zhì)冠。帶片上生長游動孢子囊的區(qū)域為深褐色。孢子母細胞經(jīng)過減數(shù)分裂及多次普通分裂,產(chǎn)生很多單倍側(cè)生雙鞭毛的同型游動孢子。游動孢子梨形,兩條側(cè)生鞭毛不等長。北方海帶的孢子多在9、10月間成熟,10月底到11月間放出大量孢子。同型的游動孢子在生理上是不同的。孢子落地后立即萌發(fā)為雌、雄配子體。雄配子體是十幾個至幾十個細胞組成分枝的絲狀體,其上的精子囊由1個細胞形成,產(chǎn)生1枚側(cè)生雙鞭毛的精子,構(gòu)造和游動孢子相似。雌配子體是由少數(shù)較大的細胞組成,分枝也很少,在2—4個細胞時,枝端即產(chǎn)生單細胞的卵囊,內(nèi)有1枚卵。成熟時卵排出,附著于卵囊頂端,卵在母體外受精,形成二倍的合子。合子不離母體,幾日后即萌發(fā)為新的海帶。次年6月在適宜的條件下,可長至1.3—1.7米。海帶的孢子體和配子體之間差別很大,孢子體大而有組織的分化,配子體只有十幾個細胞組成。這樣的生活史稱為異形世代交替。(四)紅藻門1.植物體多數(shù)是多細胞的,少數(shù)是單細胞的。某些種類有一定的組織分化。2.細胞壁內(nèi)層為纖維素質(zhì)的,外層是果膠質(zhì)的,3.載色體中含有葉綠素a和d、β-胡蘿卜素和葉黃素類,此外,還有藻膽素和藻藍素,故藻體多呈紅色。4.紅藻細胞中貯藏紅藻淀粉和紅藻糖。1.紫菜屬(Porphyra)紫菜屬的生活史,可以甘紫菜為例。甘紫菜是雌雄同株植物,水溫在15℃左右時,產(chǎn)生性器官。藻體的任何1個營養(yǎng)細胞,都可轉(zhuǎn)變?yōu)榫幽?,其原生質(zhì)體分裂形成64個精子。果胞是由1個普通營養(yǎng)細胞稍加變態(tài)形成的,一端微隆起,伸出藻體膠質(zhì)的表面,即受精絲,果胞內(nèi)有1個卵。精子放出后隨水流漂到受精絲上,進入果胞與卵結(jié)合,形成二倍的合子。合子經(jīng)過減數(shù)分裂和普通分裂,形成8個單倍的果孢子。果孢子成熟后,落到文蛤、牡蠣或其他軟體動物的殼上,萌發(fā)進入殼內(nèi),長成單列分枝的絲狀體,即殼班藻。殼班藻產(chǎn)生殼孢子,由殼孢子萌發(fā)為夏季小紫菜,其直徑約3毫米。當(dāng)水溫在15℃左右時,殼孢子也可直接發(fā)育成大型紫菜。夏季因水中溫度高,不能發(fā)育成大型紫菜,小紫菜產(chǎn)生單孢子,發(fā)育為小紫菜。在整個夏季,小紫菜不斷產(chǎn)生不斷死亡。大紫菜也可以直接產(chǎn)生單孢子,發(fā)育成小紫菜。晚秋水溫在15℃左右時,單孢子萌發(fā)為大型紫菜。因此,在北方,大型紫菜的生長期為每年的11月至次年的5月。第四章高等植物多樣性一、苔蘚植物門1一般特征苔蘚植物是一群小型的多細胞的綠色植物,葉狀體或莖葉體。構(gòu)造簡單,具假根,無中柱。苔蘚植物具有明顯的世代交替。配子體在世代交替中占優(yōu)勢,孢子體占劣勢,并且寄生在配子體上面。苔蘚植物的雌、雄生殖器官都是多細胞組成的。雌性生殖器官稱頸卵器,頸卵器的外形如瓶狀,上部細狹,下部膨大。細狹的部分稱頸部,膨大的部分稱腹部,頸部的外壁由1層細胞構(gòu)成,中間有1條溝,稱頸溝。頸溝內(nèi)有1串細胞,稱頸溝細胞。腹部的外壁是由多層細胞構(gòu)成,中間有1個大形的細胞,稱卵細胞。在卵細胞與頸溝細胞之間的部分稱腹溝,在腹溝內(nèi)有1個腹溝細胞。雄性的生殖器官稱精子器,精子器的外形多成棒狀或球狀,精子器的外壁也是由1層細胞構(gòu)成,精子器內(nèi)具有多數(shù)的精子,精子的形狀是長而卷曲,帶有兩條鞭毛。
孢子體通常分為3個部分:上端為孢子囊,又稱孢蒴,孢蒴下有柄,稱蒴柄,蒴柄最下部有基足,基足伸入配子體的組織中吸收養(yǎng)料,以供孢子體的生長,故孢子體寄生于配子體上。孢蒴中孢子母細胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成4個孢子,孢子成熟后散布于體外。孢子在適宜的生活環(huán)境中萌發(fā)成絲狀體,形成原絲體,原絲體生長一個時期后,在原絲體上再生成配子體。苔蘚植物有頸卵器和胚的出現(xiàn),是高級適應(yīng)性狀,因此,將苔蘚植物、蕨類植物和種子植物,合稱為有胚植物,并列于高等植物范疇之內(nèi)。2、苔綱葉狀體,有的種類則有莖、葉的分化,但多為背腹式。孢子體的構(gòu)造比蘚類簡單,孢蒴無蒴齒,多數(shù)種類亦無蒴軸,孢蒴內(nèi)除孢子外具有彈絲。孢子萌發(fā)時,原絲體階段不發(fā)達。地錢屬(Marchantia)地錢是雌雄異株植物,當(dāng)有性生殖的時候,在雄株植物體的中肋上生出雄生殖托,雄生殖托圓盤狀,具有長柄。雄生殖托內(nèi)生有許多精子器腔,每1腔內(nèi)生1個精子器。雌生殖托傘形,下垂8—10條指狀芒線,在兩芒線間生有1列倒懸的頸卵器,每行頸卵器的兩側(cè)各有1片薄膜將其遮住,稱蒴苞,頸卵器成瓶狀,具有頸部及腹部和1個短柄。地錢除有性及無性生殖外,也有營養(yǎng)繁殖。地錢的營養(yǎng)繁殖主要是胞芽。地錢的生活史如下:孢子發(fā)育為原絲體,原絲體發(fā)育成雌、雄配子體,在雌、雄配子體上分別形成精子器和頸卵器,在精子器內(nèi)產(chǎn)生精子,頸卵器內(nèi)產(chǎn)生卵,以上這個過程稱有性世代或配子體世代,細胞核的染色體數(shù)目為單倍體,通常以(n)來表示。精子和卵結(jié)合成為受精卵,即合子,合子在頸卵器內(nèi)發(fā)育成胚,由胚進一步發(fā)育成為孢子體,這個過程稱無性世代或孢子體世代,細胞的染色體數(shù)目為二倍體,通常以(2n)來表示。孢子母細胞經(jīng)減數(shù)分裂為四分孢子,使2n又變成n。地錢的配子體是綠色的葉狀體,能獨立生活,在生活史中占主要地位。孢子體退化,不能獨立生活,寄生在配子體上。3、蘚綱植物體有莖、葉的區(qū)別,為無背腹之分的莖葉體。有的種類的莖常有中軸分化,葉在莖上的排列多為螺旋式,故植物體呈輻射對稱。有的葉具有中肋,孢子體構(gòu)造比苔類復(fù)雜,蒴柄堅挺,孢蒴內(nèi)有蒴軸,無彈絲,成熟時多為蓋裂。孢子萌發(fā)后,原絲體時期發(fā)達,每1原絲體常形成多個植株。葫蘆蘚為雌雄同株植物,雌、雄生殖器官分別生在不同的枝上。產(chǎn)生精子器的枝,頂端葉形較大,而且外張,形如一朵小花,是為雄器苞,雄器苞中含有許多精子器和側(cè)絲,精子器成熟后,頂端裂開,精子逸出體外。產(chǎn)生頸卵器的枝,枝頂端如頂芽,其中有頸卵器數(shù)個。頸卵器瓶狀,頸部細長,腹部膨大,腹下有長柄著生于枝端。頸部壁由1層細胞構(gòu)成,腹部壁由多層細胞構(gòu)成。頸部內(nèi)有1串頸溝細胞,腹部內(nèi)有1個卵細胞,頸溝細胞與卵細胞之間有1個腹溝細胞。葫蘆蘚在生殖季節(jié)里,生殖器官成熟時,精子器的精子逸出,借助水游到頸卵器附近,進入成熟的頸卵器內(nèi),卵受精后形成合子。合子不經(jīng)過休眠,即在頸卵器內(nèi)發(fā)育為胚,胚逐漸分化形成基足、蒴柄和孢蒴,而成為1個孢子體。基足伸入母體之內(nèi),吸收養(yǎng)料,蒴柄初期生長較快,而將孢蒴頂出頸卵器之外,被撕裂的頸卵器部分,附著在孢蒴的外面,而形成蒴帽。蒴帽于孢蒴成熟后即行脫落。孢子體的主要部分是孢蒴,孢蒴的構(gòu)造可分為3個部分:頂端為蒴蓋,中部為蒴壺,下部為蒴臺。蒴壺和蒴蓋相臨處,外面有由表皮細胞加厚構(gòu)成的環(huán)帶內(nèi)側(cè)生有蒴齒。蒴齒能行干濕性伸縮運動,孢子借蒴齒的運動彈出蒴外。孢蒴成熟后,孢子散出蒴外,在適宜的環(huán)境中萌發(fā)成為原絲體。原絲體是由綠絲體、軸絲體和假根構(gòu)成。葫蘆蘚每一個孢子發(fā)生的原絲體,可以產(chǎn)生幾個芽。每一個芽都能形成1個新植物體。當(dāng)植物體生長一個時期后,又能在不同的枝上形成雌、雄生殖器官,進行有性生殖。二、蕨類植物門(一)蕨類植物的形態(tài)特征蕨類植物和苔蘚植物一樣具明顯的世代交替現(xiàn)象,無性繁殖是產(chǎn)生孢子,有性生殖器官為精子器和頸卵器。但是蕨類植物的孢子體遠比配子體發(fā)達,并有根、莖、葉的分化,內(nèi)中有維管組織,這些又是異于苔蘚植物的特點。蕨類植物只產(chǎn)生孢子,不產(chǎn)生種子,則有別于種子植物。蕨類的孢子體和配子體都能獨立生活,此點和苔蘚植物及種子植物均不相同。因此,就進化水平看,蕨類植物是介于苔蘚植物和種子植物之間的一個大類群。蕨類植物的孢子體一般為多年生草本,常具不定根。莖通常為根狀莖。有些原始的種類還兼具氣生莖和根狀莖。蕨類植物的中柱類型主要有原生中柱,管狀中柱,網(wǎng)狀中柱和多環(huán)中柱等。維管系統(tǒng)是由木質(zhì)部和韌皮部組成,木質(zhì)部的主要成分為管胞,韌皮部的主要成分是篩胞和篩管以及韌皮薄壁組織。一般沒有形成層的結(jié)構(gòu)。蕨類植物的葉有小型葉和大型葉兩類,小型葉沒有葉隙和葉柄,只具1個單一,不分枝的葉脈。大型葉有葉柄,維管束有或無葉隙,葉脈多分枝。蕨類植物的葉子中,有僅進行光合作用的葉,稱為營養(yǎng)葉或不育葉;也有些葉子的主要作用是產(chǎn)生孢子囊和孢子,稱為孢子葉或能育葉。有些蕨類的營養(yǎng)葉和孢子葉是不分的,而且形狀相同,稱同型葉;也有孢子葉和營養(yǎng)葉形狀完全不相同的,稱為異型葉。蕨類植物的孢子囊,在小型葉蕨類中是單生在孢子葉的近軸面葉腋或葉子基部,孢子葉通常集生在枝的頂端,形成球狀或穗狀,稱孢子葉球或稱孢子葉穗。較進化的真蕨類,其孢子囊通常生在孢子葉的背面、邊緣或集生在一個特化的孢子葉上,往往由多數(shù)孢子囊聚集成群,稱為孢子囊群或孢子囊堆。水生蕨類的孢子囊群生在特化的孢子果內(nèi)。多數(shù)蕨類產(chǎn)生的孢子大小相同,稱為孢子同型,而卷柏植物和少數(shù)水生蕨類的孢子有大小之分,稱孢子異型。孢子形成時是經(jīng)過減數(shù)分裂的,所以孢子的染色體是單倍的。孢子萌發(fā)后,形成為配子體。配子體又稱原葉體,小型,結(jié)構(gòu)簡單,生活期較短。絕大多數(shù)蕨類的配子體為綠色、具有腹背分化的葉狀體,能獨立生活,在腹面產(chǎn)生頸卵器和精子器,和苔類植物相似,但精子多鞭毛。配子體產(chǎn)生的精子和卵,在受精時還不能脫離水的環(huán)境。受精卵發(fā)育成胚,幼胚暫時寄生在配子體上,長大后配子體死亡,孢子體即行獨立生活。蕨類植物的生活史,有兩個獨立生活的植物體,即孢子體和配子體。從受精卵萌發(fā)開始,到孢子母細胞進行減數(shù)分裂前為止,這一過程稱為孢子體世代,或稱為無性世代,它的細胞染色體是雙倍的(2n)。從孢子萌發(fā)到精子和卵結(jié)合前的階段,稱為配子體世代,或稱有性世代,其細胞染色體數(shù)目是單倍的(n)。在它一生中世代交替明顯,而孢子體世代占很大的優(yōu)勢。(二)代表植物1.石松亞門(Lycophytina)孢子體有根、莖、葉的分化。莖多數(shù)二叉分枝,通常具原生中柱,木質(zhì)部為外始式。小型葉,孢子囊單生于葉腋或近葉腋處,孢子葉通常集生于分枝的頂端,形成孢子葉球。石松屬為編織中柱。木質(zhì)部為外始式。孢子囊生在孢子葉的近葉腋處,大多數(shù)種類的孢子葉集生在分枝的頂端,形成孢子葉球。為同型孢子。卷柏屬中柱為多體中柱。孢子囊生于孢子葉的葉腋內(nèi),有大小之別。卷柏的大孢子萌發(fā)成雌配子體,小孢子萌發(fā)成雄配子體。卷柏屬的配子體極度退化,是在孢子壁內(nèi)發(fā)育的,卷柏的雄配子體是由1個精子器和1個原葉細胞(營養(yǎng)細胞)所組成。雌配子體的初期發(fā)育也是在大孢子壁內(nèi),同時也不脫離大孢子囊,大孢子的核經(jīng)過多次分裂,形成很多自由核,再由外向內(nèi)產(chǎn)生細胞壁,成為營養(yǎng)組織,色綠,能進行光合作用,其中有一部分突出于大孢子頂端的裂口處,產(chǎn)生假根,頸卵器生在突出部分的組織中,精子和卵結(jié)合形成受精卵,并發(fā)育為胚。2.楔葉亞門(Sphenophytina)楔葉亞門植物的孢子體有根、莖、葉的分化。莖有明顯的節(jié)與節(jié)間之分,節(jié)間中空,莖上有縱肋。中柱由管狀中柱轉(zhuǎn)化為具節(jié)中柱,木質(zhì)部為內(nèi)始式。孢子囊生于特殊的孢子葉上,這種孢子葉又稱孢囊柄,孢囊柄在某些枝干頂端聚集成孢子葉球。孢子同型或異型,周壁具彈絲。代表植物:木賊屬,中柱為具節(jié)中柱。孢子同型,具彈絲,彈絲有助于孢子囊的開裂和孢子的散出。3.真蕨亞門(Filicophytina)真蕨亞門植物的葉都是大型葉。幼葉拳卷。孢子囊生在孢子葉的邊緣、背面或特化了的孢子葉上,由多數(shù)孢子囊聚集成為各種形狀的孢子囊群,生于葉背的種類較為高等。有的孢子囊群具有囊群蓋,也有無囊群蓋的。配子體小,絕大多數(shù)種類為腹背性葉狀體,心臟形,綠色,有假根,精子器和頸卵器均生在腹面,精子螺旋狀,具多數(shù)鞭毛。真蕨亞門可分為厚囊蕨綱、原始薄囊蕨綱和薄囊蕨綱。(1).厚囊蕨綱(Eusporangiopsida)厚囊蕨綱植物的孢子囊壁厚,由幾層細胞組成,孢子囊的發(fā)生是由幾個細胞同時起源的,孢子囊較大,內(nèi)含孢子的數(shù)量也較多,而且都是同型孢子。配子體的發(fā)育需要有菌根共生,精子器埋在配子體的組織內(nèi)。代表植物:瓶爾小草屬、觀音座蓮屬。(2).原始薄囊蕨綱(Protoleptosporangiopsida)原始薄囊蕨綱的孢子囊可由1個原始細胞發(fā)育而來,但囊柄可由多數(shù)細胞發(fā)生。孢子囊的壁系單層細胞構(gòu)成,僅在1側(cè)有數(shù)個細胞的壁是加厚的,形成盾形的環(huán)帶。配子體為長心形的葉狀體。代表植物:紫萁屬。(3).薄囊蕨綱(Leptosporangiopsida)薄囊蕨綱的孢子囊起源于1個原始細胞,孢子囊壁薄,由1層細胞構(gòu)成,具有各式的環(huán)帶,孢子囊通常聚集成孢子囊群,著生在孢子葉的背面、邊緣或特化的孢子葉邊緣,囊群蓋有或無孢子少,有定數(shù),大多數(shù)種類為同型孢子;僅少數(shù)水生蕨類形成孢子果,具異型孢子。薄囊蕨綱通常分為3個目,即水龍骨目或稱真蕨目、蘋目和槐葉蘋目。水龍骨目孢子囊聚生成各式孢子囊群。孢子同型。代表植物:蕨屬,多環(huán)中柱。每維管束具木質(zhì)部和韌皮部,木質(zhì)部為中始式,維管束的外面被維管束鞘所包圍。孢子囊群生于孢子葉的背面,沿葉緣生長。囊群有1條縱裂的環(huán)帶,環(huán)帶除少數(shù)細胞為薄壁外,多數(shù)細胞的內(nèi)壁和側(cè)壁均木質(zhì)化增厚,其中有2個不加厚的細胞,稱為唇細胞,孢子成熟時,由于環(huán)帶的反卷作用,使孢子囊從唇細胞處橫向裂開,并將孢子彈出。孢子散落在適宜的環(huán)境中,到了第二年開始萌發(fā),成為配子體。配子體形小,為心臟形的扁平體,能行光合作用。腹面(接觸地面的一面)生有起固定作用的假根。雌、雄器官都生在配子體的腹面,頸卵器是著生在配子體心臟形凹口附近,頸卵器含有腹溝細胞和卵細胞各1個,精子器球形,產(chǎn)生螺旋形多鞭毛的游動精子。精子游出后,循著腹溝細胞分解的物質(zhì)進入頸卵器的腹部,但僅有1個精子能和卵受精。受精卵在受精后2—3小時就開始分裂,至4個細胞時,即形成幼胚,幼胚已初具發(fā)育成子葉、初生根、莖及基足的發(fā)生區(qū)域。當(dāng)莖、葉及根發(fā)育后,幼胚從配子體下面伸出,成為獨立生活的孢子體,配子體亦隨之死亡。蘋目(Marsileales)蘋目植物是淺水或濕生性植物,孢子異型,孢子囊生長在特化的孢子果中,孢子果的壁是由羽片變態(tài)所形成的。孢子果內(nèi)具有很多大、小不同的兩種孢子囊群。槐葉蘋目(Salviniales)槐葉蘋目是飄浮水生植物,也產(chǎn)生孢子果及異型孢子。孢子果壁系由變態(tài)的囊群蓋形成。孢子果球圓形,單性,大、小孢子囊分別著生在不同的孢子果內(nèi)。三、裸子植物門裸子植物是介于蕨類植物和被子植物之間的一類維管植物。它和苔蘚、蕨類植物相同之處為都具有頸卵器,最大特征為產(chǎn)生種子,但種子裸露,沒有被果皮包被,因此稱裸子植物。
下面從裸子植物的生活史來認識其特征(一)裸子植物的一般特征1.孢子體發(fā)達
裸子植物均為木本植物,大多為單軸分枝的高大喬木,有強大的根系,維管系統(tǒng)發(fā)達,具形成層和次生生長,木質(zhì)部大多只有管胞,而韌皮部只有篩胞而無篩管和伴胞葉為針形、條形或鱗形極少數(shù)是扁平的闊葉,葉表皮有較厚的角質(zhì)層和下陷氣孔,氣孔排列成淺色的氣孔帶(stomatal),更適應(yīng)陸生環(huán)境。2.具胚珠,形成種子
胚珠為種子植物特有的結(jié)構(gòu),有珠心和珠被組成,珠心相當(dāng)于蕨類植物的大孢子囊,珠被為珠心外的保護結(jié)構(gòu),在裸子植物中常為單層。胚珠裸露,不為大孢子葉所形成的心皮所包被。胚珠成熟后形成種子。種子有胚、種皮和胚乳組成,胚乳來自雌配子體。種子的產(chǎn)生具有重要意義,種皮對胚有很好的保護作用,使胚免受外界環(huán)境的損傷,大大延長種子的壽命,胚乳又為胚萌發(fā)階段。3.形成球花
裸子植物的孢子葉(sporophyll)大多聚合成球果狀(strobiliform)成球花(cone)。小孢子葉球(starninatestrobilus)又稱雄球花(malecone),由小孢子葉(雄蕊)聚合而成,每個小孢子葉下有小孢子囊(花粉囊)內(nèi)有多個小孢子母細胞(花粉母細胞),經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生小孢子。再有小孢子發(fā)育成雄配子體(花粉粒),花粉粒為單溝型,有時具氣囊,3溝孔或多溝孔的花粉粒。大孢子葉球(ovulatestrobilus)又稱為雌球花(femalecone),由大孢子葉(心皮)叢生或聚生而成。大孢子葉的腹面近軸面生有一至多個裸露的胚珠,球心(大孢子囊)中的一個大孢子母細胞經(jīng)減數(shù)分裂產(chǎn)生4個大孢子,僅遠離珠孔端的1個大孢子發(fā)育4.配子體進一步退化寄生在孢子體上
雄配子體是有小孢子發(fā)育成的花粉粒,在多數(shù)種類僅有4細胞組成:2個退化的原葉細胞,1個生殖細胞和1個管細胞。雌配子體由大孢子發(fā)育而來,在近珠孔端產(chǎn)生2至多個頸卵器,但結(jié)構(gòu)簡短,埋藏于胚囊中,僅有2-4個頸細胞露在外面,頸卵器內(nèi)有1個卵細胞和1個腹溝細胞,無頸溝細胞,比蕨類植物頸卵器更加退化。雌、雄配子均無獨立生活能力,完全寄生在孢子體上。5.形成花粉管,受精作用不在受水的限制
裸子植物的雄配子即花粉粒,通常由風(fēng)力傳播,經(jīng)珠孔直接進到胚珠,在珠心上萌發(fā),形成花粉管,進入胚囊,將由生殖細胞所產(chǎn)生的2個精子直接送到頸卵器內(nèi),其中1個具有功能的精子和卵細胞結(jié)合,完成受精作用,因此受精不在受水的限制。6.具多胚現(xiàn)象
裸子植物具多胚現(xiàn)象,一個為簡單多胚現(xiàn)象(simplepolyembryony),即由一個雌配子體上的幾個或多個頸卵器的卵細胞同時受精,各自發(fā)育成1個胚,形成多個胚。另一種是裂生多胚現(xiàn)象(clearagepolyembryony),即由1個受精卵,在發(fā)育過程中胚原細胞分裂為幾個胚的現(xiàn)象。
綜上所述,裸子植物孢子體進一步組織分化,具有發(fā)達的微管系統(tǒng)和根系,特別是產(chǎn)生種子和花粉管,受精完全擺脫了水的限制,使它更能適應(yīng)陸生環(huán)境和繁衍后代,因此,在中生代迅速發(fā)展并取代蕨類植物在陸地上占優(yōu)勢,成為進化史的一個里程碑。裸子植物可分:
(二)、裸子植物的分類1.鐵樹綱(蘇鐵綱)(Cycadopsida)常綠木本植物,莖干粗壯,常不分枝。葉螺旋狀排列,有鱗葉及營養(yǎng)葉,二者相互成環(huán)著生;鱗葉小,密被褐色氈毛;營養(yǎng)葉大,羽狀深裂,集生于樹干頂部。孢子葉球亦生于莖頂,雌雄異株。游動精子有多數(shù)纖毛。染色體:X=8、9、11、13。鐵樹科(Cycadaceae)的鐵樹(CycasrevolutaThunb.)具柱狀主干,常不分枝,頂端簇生大型羽狀深裂的葉。莖中有發(fā)達的髓部和甚厚的皮層,網(wǎng)狀中柱,內(nèi)始式木質(zhì)部,次生木質(zhì)部的管胞具多列圓形的緣孔,形成層的活動期較短,后為由皮層相繼發(fā)生的形成層環(huán)所代替。葉為一回羽狀深裂,革質(zhì),堅硬,幼時拳卷,脫落后莖上殘留有葉基。側(cè)根具有特化的菌根,菌根內(nèi)還有魚腥藻屬(Anabaena)共生。鐵樹的大、小孢子葉異株。小孢子葉扁平,肉質(zhì),鱗片狀窄楔形,具短柄,緊密地螺旋狀排列成橢圓形的小孢子葉球,生于莖頂。每個小孢子葉下面生有許多由3-5個小孢子囊組成的小孢子囊群。小孢子囊是厚囊性發(fā)育,囊壁由多層細胞構(gòu)成,借表皮細胞壁不均勻增厚而縱裂,散發(fā)小孢子。這是裸子植物中孢子囊機械組織構(gòu)造與蕨類植物相似的唯一代表。小孢子多數(shù),兩側(cè)對稱,寬橢圓形,具1縱長的深溝。大孢子葉叢生于莖頂,密被淡黃色絨毛,上部羽狀分裂,下部成狹長的柄,柄的兩側(cè)生有2—6枚胚珠。胚珠較大,直生,有1層珠被,珠心頂端有喙及花粉室,與珠孔相通,珠心內(nèi)的胚囊發(fā)育有2—5個頸卵器。頸卵器位于珠孔下方,頸部短小,通常僅由2個細胞組成,受精的前幾天,中央細胞的核分為2,下面一個變?yōu)槁押?,上?個是不發(fā)育的腹溝細胞,并很快消失。小孢子萌發(fā),形成具有3個核的雄配子體,即基部1個原葉體細胞(營養(yǎng)細胞),此細胞不再分裂;上面的1個細胞再分裂一次成為1個管細胞(吸器細胞)及l(fā)個生殖細胞,并以3個細胞狀態(tài)從小孢子囊中散出,隨風(fēng)傳播到珠孔上。由珠孔溢出1滴液體,名為傳粉滴(pollinationdrop),雄配子體隨著液滴的干涸而被吸入花粉室。隨后生殖細胞分裂為2,大的叫體細胞,小的叫柄細胞。體細胞又分裂為2個精細胞,成熟的精子為陀螺形,端有纖毛,能游動,長可達0.3毫米,是生物界中最大的精子。管細胞的主要功用不是輸送精子,而是吸取養(yǎng)料,當(dāng)先端生長,伸至頸卵器旁時即炸裂,2個游動精子進入頸卵器,1個與卵結(jié)合,形成合子,另1個消失。合子在長時間內(nèi)重復(fù)進行游離核分裂,形成未分化的原胚。原胚分化緩慢,基部一些細胞伸長形成胚柄,原胚的末端則分化發(fā)育成胚。種子成熟時,胚已發(fā)育成具有2片子葉和稍指向珠孔的胚根的大形圓柱體,并陷于充滿營養(yǎng)物質(zhì)的雌配子體中,雌配子體此時又稱為胚乳。珠被變成種皮,分為3層:外層肉質(zhì)甚厚,中層為石細胞所成的硬殼,內(nèi)層為薄紙質(zhì)。種子無休眠期,萌發(fā)時,根由珠孔穿出,子葉則永留種子中吸取養(yǎng)料。2.銀杏綱(Ginkgopsida)銀杏科(Ginkgoaceae)的銀杏(GinkgobilobaL.)為落葉喬木,樹干高大,枝分頂生營養(yǎng)性長枝和側(cè)生生殖性短枝。兩種枝的解剖構(gòu)造亦極不同:長枝髓小,皮層薄,木質(zhì)部甚厚;短枝則正相反,髓大,皮層厚,木質(zhì)部甚窄。網(wǎng)狀中柱,內(nèi)始式木質(zhì)部,原生木質(zhì)部僅有螺紋管胞,后生木質(zhì)部為孔紋管胞,次生木質(zhì)部則由具緣紋孔的管胞組成,年輪明顯。各種器官內(nèi)均有分泌腔。葉扇形,有柄,長枝上的葉大都具2裂,短枝上的葉常具波狀缺刻。銀杏雌雄異株,營養(yǎng)體雌、雄株的主要區(qū)別有:雄株樹冠狹圓錐形,雌株闊圓錐形;雄株長枝斜上伸展,大枝基部具乳狀突瘤,雌株長枝開展和下垂,無乳狀突;雄株葉柄橫切無樹脂隙,雌株具樹脂隙;雄株實生苗幼根直伸,無乳狀突,雌株稍屈曲,具乳狀突;雄株苗木形大、干細、橫枝少,葉大而多裂,雌株形小、干粗、橫枝多、葉小裂少。
球花單性。小孢子葉球呈柔荑花序狀,生于短枝頂端的鱗片腋內(nèi)。小孢子葉有1短柄,柄端有由2個(稀為3—4個,或甚至7個)小孢子囊組成的懸垂的小孢子囊群。大孢子葉球很簡單,通常僅有1長柄,柄端有2個環(huán)形的大孢子葉,稱為珠領(lǐng)(collar),也叫珠座,大孢子葉上各生1個直生胚珠,但通常只有1個成熟,偶有若干個胚珠,這是一種返祖現(xiàn)象。珠被1層,珠心中央凹陷為花粉室。雌配子體發(fā)育極似鐵樹,不同的是珠被發(fā)育時含有葉綠素,并有明顯的腹溝細胞。雄配子體的發(fā)育和受精過程等,也都與鐵樹相似。具纖毛的游動精子是受精時需水的遺跡,這是鐵樹與銀杏所具有的原始性狀。胚的發(fā)育步驟和成熟種子,也與鐵樹相似,不過胚柄不強烈伸長,胚的體積較小。種子近球形,熟時黃色,外被白粉,種皮分化為3層,外種皮厚,肉質(zhì),并含有油脂及芳香物質(zhì);中種皮白色,骨質(zhì),具2—3縱脊;內(nèi)種皮紅色,紙質(zhì)。胚乳肉質(zhì)。子葉2,不出土。3松柏綱常綠或落葉喬木,稀為灌木,莖多分枝,常有長、短枝之分;莖的髓部小,次生木質(zhì)部發(fā)達,由管胞組成,無導(dǎo)管,具樹脂道(resinduct)。葉單生或成束,針形、鱗形、鉆形、條形或刺形,螺旋著生或交互對生或輪生,葉的表皮通常具較厚的角質(zhì)層及下陷的氣孔。孢子葉球單性,同株或異株,孢子葉常排列成球果狀。小孢子有氣囊或無氣囊,精子無鞭毛。球果的種鱗與苞鱗離生(僅基部合生)、半合生(頂端分離)及完全合生。種子有翅或無翅,胚乳豐富,子葉2—10枚。松柏綱植物因葉子多為針形,故稱為針葉樹或針葉植物;又因孢子葉常排成球果狀,也稱為球果植物。松科(Pinaceae)喬木,稀灌木,大多數(shù)常綠。葉條形或針形:條形葉扁平,稀呈四棱形,在長枝上螺旋狀散生,在短枝上簇生;針形葉常2-5針成束,著生于極度退化的短枝頂端,基部包有葉鞘。孢子葉球單性同株,小孢子葉球,具多數(shù)螺旋狀著生的小孢子葉,每個小孢子葉有2個小孢子囊,小孢子多數(shù)有氣囊;大孢子葉球,由多數(shù)螺旋狀著生的珠鱗與苞鱗所組成,每珠鱗的腹面(上面)具兩枚倒生的胚珠,背面(下面)的苞鱗與珠鱗分離(僅基部結(jié)合),花后珠鱗增大發(fā)育成種鱗。球果直立或下垂。種子通常有翅;胚具2-16枚子葉。冷杉屬(Abies)枝具圓形而微凹的葉痕。葉條形,上面中脈凹下。葉內(nèi)具2個(稀4-12)樹脂道。球果直立,當(dāng)年成熟,種鱗和種子一同脫落。常見的有臭冷杉[A.nephrolepis(Trautv.)Maxim.],一年生枝有毛,樹脂道中生,產(chǎn)于東北、華北。銀杉屬(Cathaya)枝分長、短枝。葉條形扁平,上面中脈凹陷,在枝節(jié)間的頂端排列緊密成簇生狀,在其下則排列疏散。球果腋生,初直立后下垂,種鱗遠較苞鱗大,宿存。僅銀杉(C.argyrophyllaChunetKuang)1種。云杉屬(Picea)小枝有顯著隆起的葉枕。葉四棱狀條形或條形,無柄,四面有氣孔線或僅上面有氣孔線。孢子葉球單性同株。球果下垂。種鱗宿存,苞鱗短小。。魚鱗云杉[P.jezoensisvar.microsperma(Lindl.)ChengetL.K.Fu],葉橫切面扁平。球果長4—6厘米,產(chǎn)我國東北。落葉松屬(Larix)落葉喬木,枝有長枝和距狀短枝。葉條狀扁平,在長枝上螺旋狀散生,在短枝上呈簇生狀。孢子葉球單生于短枝頂端,球果直立,當(dāng)年成熟,種鱗革質(zhì),宿存。種子上部具膜質(zhì)長翅。落葉松[L.gmelinii(Rupr.)Rupr.]小枝不下垂,球果卵圓形或橢圓形,苞鱗較種鱗為短,為我國東北林區(qū)的主要森林樹種雪松屬(Cedrus)常綠喬木,枝有長枝和短枝。葉針形,堅硬,通常三棱形,或背脊明顯而呈四棱形。球果第二年(稀三年)成熟,熟后種鱗從宿存的中軸上脫落,種子有寬大膜質(zhì)的種翅。雪松[C.deodara(Roxb.)Loud],松屬(Pinus)常綠喬木,稀灌木。冬芽顯著。葉有兩型:鱗葉(原生葉)單生,螺旋狀著生,在幼苗為扁平條形,后逐漸退化成膜質(zhì)苞片狀;針葉(次生葉)螺旋狀著生,常2、3或5針一束,生于苞片狀鱗葉的腋部,著生于不發(fā)育的短枝的頂端,每束針基部由8—12枝芽鱗組成的葉鞘所包,葉鞘脫落或宿存。孢子葉球單性同株,小孢子葉球多數(shù),集生于新枝下部;大孢子葉球單生或2—4個生于新枝近頂端。球果第二年(稀第三年)秋季成熟,種鱗木質(zhì),宿存,種子上部具長翅。。本屬又可分2個亞屬:即軟松亞屬或稱單維管束亞屬和硬松亞屬或稱雙維管束亞屬。(1)單維管束亞屬(Strobus)木材軟,色淡。葉鞘早落,針葉基部的鱗葉不下延。葉內(nèi)有1條維管束。常見的有:紅松(P.koraiensisSieb.etZucc.),小枝密被黃褐色或紅褐色柔毛,針葉5針一束,橫切面近三角形,樹脂道3個中生,種鱗的鱗臍頂生,產(chǎn)于我國東北。華山松(P.HmandiiFranch.),小枝無毛,針葉5針一束,稀6—7針一束,橫切面三角形,樹脂道常3個中生或背面2個邊生,腹面中生,種鱗鱗臍不明顯,產(chǎn)于我國山西、陜西、河南、四川及云南等省山地。(2)雙維管束亞屬(Pinus)木材硬,色深。葉鞘宿存,針葉基部的鱗葉下延。葉內(nèi)有2條維管束。鱗臍背生,種子上部具長翅。常見的有:油松(P.tabulaeformisCarr.),小枝無毛,微被白粉,針葉2針一束,葉邊緣有細鋸齒,橫切面半圓形,樹脂道5—8個或更多,邊生,鱗臍凸起有尖刺。為我國特有樹種,產(chǎn)于華北、東北等地;馬尾松(P.massonianaLamb.),枝條無毛,針葉2針一束,稀3針一束,橫切面半圓形,樹脂道4—8個邊生,鱗臍微凹無刺。主要分布于我國中部、長江流域以南各省區(qū);杉科(Taxodiaceae)喬木。葉螺旋狀排列,同一樹上的葉同型或二型;孢子葉球單性同株,小孢子葉及珠鱗螺旋狀排列(僅水杉的葉和小孢子葉、珠鱗對生),小孢子囊多于2個(常3—4個),小孢子無氣囊,珠鱗與苞鱗多為半合生(僅頂端分離),珠鱗的腹面基部有2—9枚直立或倒生胚珠。球果當(dāng)年成熟,種鱗(或苞鱗)扁平或盾形,木質(zhì)或革質(zhì),能育種鱗有2—9粒種子,種子周圍或兩側(cè)有窄翅。染色體:X=11、33。杉木屬(Cunninghamia)常綠喬木。葉條狀披針形,邊緣有鋸齒,螺旋狀著生,葉的上、下兩面均有氣孔線。苞鱗與珠鱗的下部合生,螺旋狀排列,苞鱗大,邊緣有不規(guī)則細鋸齒,珠鱗小,先端3裂,腹面基部生3枚胚珠。球果近球形或卵圓形,種子兩側(cè)具窄翅。共2種,為我國特產(chǎn),分布于長江流域以南各省區(qū)及臺灣省。杉木[C.lanceolata(Lamb.)Hook.]柳杉屬(Cryptomeria)常綠喬木。葉鉆形,螺旋狀排列略成5行列,背腹隆起。小孢子葉球單生葉腋,大孢子葉球單生枝頂,每一珠鱗有2—5枚胚珠,苞片與珠鱗合生,僅先端分離,球果近球形,種子有極窄的翅水杉屬(Metasequoia)落葉喬木。小枝對生或近對生。條形葉交互對生,基部扭轉(zhuǎn)排成2列,冬季與側(cè)生小枝一同脫落。球果的種鱗盾形,木質(zhì),交互對生,能育種鱗有種子5—9粒,種子扁平,周圍有窄翅,現(xiàn)僅有水杉(M.glyptostroboidesHuetCheng)1種,為我國特產(chǎn),是稀有珍貴的孑遺植物,分布于四川石柱縣、湖北利川縣、湖南西北部等地,現(xiàn)各地普遍栽培。本科植物以種鱗和苞鱗半合生,種鱗具2—9粒種子,葉披針形、鉆形、條形或鱗狀,互生,螺旋狀排列或2列(除水杉屬對生外),小孢子無氣囊等為特色。
柏科(Cupressaceae)常綠喬木或灌木。葉交互對生或輪生,稀螺旋狀著生,鱗形或刺形,或同一樹上兼有兩型葉。孢子葉球單性,同株或異株。小孢子葉交互對生,小孢子囊常多于2個,小孢子無氣囊。珠鱗交叉對生或3—4片輪生,珠鱗腹面基部有1至多枚直立胚珠,苞鱗與珠鱗完全合生。球果通常圓球形,種鱗盾形,木質(zhì)或肉質(zhì),熟時張開或肉質(zhì)合生呈漿果狀。種子兩側(cè)具窄翅或無翅,或上端有1長1短的翅。染色體:X=11。側(cè)柏屬(Platycladus)生鱗葉的小枝扁平,排成一平面,直展或斜展。葉鱗形交叉對生。孢子葉球單性同株,單生于短枝頂端。大孢子葉球有4對交互對生的珠鱗,僅中間2對各生1—2枚胚珠。球果當(dāng)年成熟,熟時裂開,種鱗木質(zhì)、扁平,背部近頂端具反曲的鉤狀尖頭,種子無翅,稀有極窄的翅。僅有側(cè)柏[P.orientalis(Linn.)Franco]1種
柏木屬(Cupressus)小枝斜上伸展,稀下垂,生鱗葉的小枝四棱形或圓柱形,不排成一平面,稀扁平而排成一平面。葉鱗形,交叉對生,排成4行,同型或2型,僅幼苗或萌生枝之葉為刺形。孢子葉球單性同株,單生枝頂。球果第二年成熟,種鱗4—8對,熟時張開,木質(zhì),盾形,頂端中部常具凸起的短尖頭。種子具棱,兩側(cè)有窄翅。圓柏屬(Sabina)葉刺形或鱗形,或同一植株上兼有鱗形及刺形葉。孢子葉球單性異株或同株,單生于枝頂。球果熟時種鱗愈合,肉質(zhì),不張開。種子無翅。約50種,分布于北半球。我國產(chǎn)15種,另引入栽培2種。常見的有圓柏[S.chinensis(Linn.)Ant.]刺柏屬(Juniperus)冬芽顯著。葉全為刺形,3葉輪生,基部有關(guān)節(jié)。大孢子葉球有3枚輪生的珠鱗,胚珠3枚,生于珠鱗之間。球果近球形,漿果狀,熟時種鱗合生,肉質(zhì)、不張開。種子無翅。4.紅豆杉綱(紫杉綱)(Taxopsida)常綠喬木或灌木,多分枝。葉為條形、披針形、鱗形、鉆形或退化成葉狀枝。孢子葉球單性異株,稀同株。胚珠生于盤狀或漏斗狀的珠托上,或由囊狀或杯狀的套被所包圍。種子具肉質(zhì)的假種皮或外種皮。羅漢松科(Podocarpaceae)常綠喬木或灌木。管胞具單列稀2列的緣孔,木質(zhì)射線單列,無樹脂道。葉常為條形、披針形,稀為鱗狀鉆形,或退化成葉狀枝,螺旋狀散生,稀近對生。孢子葉球單性異株,稀同株;小孢子葉球穗狀,單生或簇生于葉腋,或生于枝頂,小孢子葉多數(shù),螺旋狀排列,各有2個小孢子囊,小孢子通常有氣囊;大孢子葉球單生葉腋或苞腋,或生于枝頂,稀穗狀,具多數(shù)至少數(shù)螺旋狀著生的苞片,部分或全部或僅頂端之苞腑著生1枚倒生的胚珠(稀有為直生的),胚珠為1囊狀或杯狀的套被所包圍,稀無套被。雄配子體的營養(yǎng)細胞6—8個或4—6個,精子2個,通常僅1個具有機能,另1個很快衰退。雌配子體有發(fā)達的大孢子囊,頸卵器2個,稀3—5個或更多。種子核果狀或堅果狀,成熟時,珠被分化成薄而骨質(zhì)的外層和厚而肉質(zhì)的內(nèi)層2層種皮,套被變?yōu)楦镔|(zhì)的假種皮;或珠被變成極硬而骨質(zhì)的種皮,套被變成肉質(zhì)的假種皮,有時苞片與軸愈合發(fā)育成肉質(zhì)種托。羅漢松屬(Podocarpus)羅漢松[P.macrophyllus(Thunb.)D.Don]
紅豆杉科(紫杉科)(Taxaceae)常綠喬木或灌木。管胞具大形螺紋增厚,木射線單列,無樹脂道。葉條形或披針形,螺旋狀排列或交互對生,葉腹面中脈凹陷,葉背沿凸起的中脈兩側(cè)各有1條氣孔帶。孢子葉球單性異株,稀同株;小孢子葉球單生葉腋或苞腋,或組成穗狀花序狀球序集生于枝頂,小孢子葉多枚,各有3—9個小孢子囊,小孢子球形,無氣囊,外壁具顆粒狀紋飾,單核狀態(tài)時即傳播;大孢子葉球通常單生,或少數(shù)2—3對組成球序,生于葉腋或苞腋,基部具多數(shù)覆瓦狀或交互對生的苞片,胚珠1枚,基部具輻射對稱的盤狀或漏斗狀珠托。雄配子體完全沒有營養(yǎng)細胞。雌配子體具1—3或8個頸卵器。成熟種子核果狀或堅果狀,包于肉質(zhì)而鮮艷的假種皮中。紅豆杉屬(紫杉屬),(Taxus)小枝不規(guī)則互生。葉條形,螺旋狀著生,背面有兩條淡黃色或淡灰綠色的氣孔帶,葉內(nèi)無樹脂道。孢子葉球單生葉腋。種子當(dāng)年成熟,堅果狀,生于杯狀肉質(zhì)的假種皮中,上部露出,成熟時肉質(zhì)假種皮紅色。約11種,分布于北半球。我國有4種,廣布全國。紅豆杉[T.chinensis(Pilger)Rehd.],5.買麻藤綱(倪藤綱)(Gnetopsida)[蓋子植物綱(Chlamydospermopsida)]灌木或木質(zhì)藤本,稀喬木或草本狀小灌木。次生木質(zhì)部常具導(dǎo)管,無樹脂道。葉對生或輪生,葉片有各種類型;有細小膜質(zhì)鞘狀,或綠色扁平似雙子葉植物;也有肉質(zhì)而極長大,呈帶狀似單子葉植物。孢子葉球單性,異株或同株,或有兩性的痕跡,孢子葉球有類似于花被的蓋被,也稱假花被,蓋被膜質(zhì)、革質(zhì)或肉質(zhì);胚珠1枚,珠被1—2層,具珠孔管(micropylartube);精子無纖毛;頸卵器極其退化或無;成熟大孢子葉球球果狀、漿果狀或細長穗狀。種子包于由蓋被發(fā)育而成的假種皮中,種皮1—2層,胚乳豐富。麻黃科(Ephedraceae)灌木、亞灌木或草本狀,多分枝,小枝對生或輪生,具節(jié)。節(jié)間有多條細縱槽紋,橫切面常有棕紅色髓心。葉退化成鱗片狀,對生或輪生,2—3片合生成鞘狀,先端具三角狀裂齒。孢子葉球單性,異株稀同株;小孢子葉球單生,或數(shù)個叢生;或3—5個成復(fù)穗狀,具膜質(zhì)苞片數(shù)對,每苞片生一小孢子葉球,其基部具2片膜質(zhì)蓋被及一細長的柄,柄端著生2—8個小孢子囊,小孢子橢圓形,具5—10條縱溝槽;大孢子葉球有數(shù)對交互對生或3片輪生的苞片,僅頂端1—3苞片生有1—3枚胚珠,每個胚珠均由1層較厚的囊狀蓋被包圍著,胚珠具1—2層膜質(zhì)珠被,珠被上部(2層者僅內(nèi)被)延長成充滿液體的珠孔管。小孢子萌發(fā)基本上與松屬相似,最后形成1個管細胞核和1個生殖細胞核,后者再分裂為1個足核和1個精核,精核分裂成2個無鞭毛的精子。成熟的雌配子體充滿了細胞,通常有2個(有時1個或3個)頸卵器,頸卵器具有32個或更多的細胞構(gòu)成的長頸,中央細胞核分裂為卵核和腹溝細胞核。種子成熟時,蓋被發(fā)育為革質(zhì)或稀為肉質(zhì)的假種皮,大孢子葉球的苞片,有的變?yōu)槿赓|(zhì),呈紅色、桔紅色或橙黃色,包于其外面,呈漿果狀,俗稱“麻黃果”;有的則變?yōu)楦赡べ|(zhì)甚至木質(zhì)化。染色體:X=7。買麻藤科(Gnetaceae)大多數(shù)為常綠木質(zhì)大藤本,極少為直立灌木或喬木,莖節(jié)由上、下兩部接合而成,呈膨大關(guān)節(jié)狀。次生木質(zhì)部具多列圓形具緣紋孔的管胞和導(dǎo)管,寬的射線,厚的皮部及多數(shù)粘液溝,以及位于韌皮部外側(cè)的針狀細胞層。單葉對生,橢圓形或卵形,革質(zhì)或半革質(zhì),具羽狀側(cè)脈及網(wǎng)狀細脈,極似雙子葉植物。孢子葉球單性,異株,稀同株;孢子葉球序伸長成細長穗狀,具多輪總苞,總苞淺杯狀,由多數(shù)苞鱗愈合而成。小孢子葉球序單生或數(shù)個組成頂生或腋生聚傘花序狀,各輪總苞有多數(shù)小孢子葉球,排成2—4輪,小孢子葉球具管狀蓋被,每個小孢子葉,1—2個或4個小孢子囊,小孢子圓形。大孢子葉球序每輪總苞內(nèi)有4—12個大孢子葉球,各具2層蓋被,外蓋被極厚,是由2個蓋被片合生而成,內(nèi)蓋被是外珠被,珠被的頂端延長成珠孔管,大孢子囊內(nèi)通常有2—3個大孢子母細胞,各自形成4個大孢子,其中若干個能夠發(fā)育為雌配子體,但除了最下面1個雌配子體繼續(xù)發(fā)育外,其他的均退化;雌配子體在受精前始終處于自由核狀態(tài);到受精時分化出來1、2或3個游離核,在其周圍形成細胞質(zhì),而近似于被子植物的卵核,不形成頸卵器,這是裸子植物(頸卵器植物中發(fā)展到最高水平的一群)中的例外情況,可稱之為“沒有頸卵器的頸卵器植物”。小孢子萌發(fā)成4核狀態(tài)時,似乎是由昆蟲傳至珠孔管分泌的傳粉滴上,隨著滴液的干涸而被吸入珠孔管中,并形成花粉管,花粉管生長到達雌配子體時,2個精子,管核和一些細胞質(zhì)即流入雌配子體,2個精子向卵核移動,其中1個與卵核結(jié)合。胚的發(fā)育無游離核階段,具有發(fā)達的胚足,長的胚軸和2枚子葉。在配子體中,雖可有數(shù)個卵核同時受精,但最后只有1個胚發(fā)育成熟。種子核果狀,包于紅色或桔紅色肉質(zhì)假種皮中,胚乳豐富。染色體:X=11。
百歲蘭科(Welwitschiaceae)植物體的形態(tài)非常奇特,不同于其他裸子植物。莖部粗短,塊狀,有圓錐根深入地下。植物體除了在幼苗時期還有1對子葉(2—3年后脫落)外,終生只有1對大型帶狀葉子,長達2—3米,寬約30厘米,可生存百年以上,故名百歲蘭。孢子葉球序單性異株,生于莖頂凹陷處;孢子葉球序的苞片交互對生,排列整齊,呈鮮紅色。小孢子葉球具6個基部合生的小孢子葉,中央有1個不完全發(fā)育的胚珠。這說明百歲蘭是來自兩性花的祖先。大孢子葉球蓋被筒狀,胚珠具一層珠被,珠被頂端延伸成珠孔管。百歲蘭也沒有頸卵器,其受精作用是由雌配子體的頂部向上生出的管狀突起和珠心中向下生長的花粉管相遇而進行的。染色體:X=21。四、被子植物門(一)被子植物的一般特征1.具有真正的花2.具雌蕊3.具有雙受精現(xiàn)象4.孢子體高度發(fā)達5.配子體進一步退化(簡化)(二)被子植物的分類被子植物分為兩個綱——雙子葉植物綱(木蘭綱)和單子葉植物綱(百合綱),它們的基本區(qū)別如下:這些區(qū)別點只是相對的、綜合的,實際上有交錯的現(xiàn)象:(1)一些雙子葉植物科中有1片子葉的現(xiàn)象,如睡蓮科、毛莨科、小檗科、罌粟科、胡椒科、傘形科、報春花科等。(2)雙子葉植物中有許多須根系的植物,尤其在毛茛科、車前科、茜草科、菊科等科中為(3)毛茛科、睡蓮科、石竹科等雙子葉植物科中有星散維管束,而有些單子葉植物的幼期也有環(huán)狀排列的維管束,并有初生形成層。(4)單子葉植物的天南星科、百合科等也有網(wǎng)狀脈。(5)雙子葉植物的樟科、木蘭科、小檗科、毛茛科有3基數(shù)的花,單子葉植物的眼子菜科、百合科有4基數(shù)的花。雙子葉植物鋼1.木蘭目(Magnoliales)木蘭科(Magnoliaceae)*P6-15A∞G∞木本。樹皮、葉和花有香氣。單葉互生,全緣或淺裂;托葉大,包被幼芽,早落,在節(jié)上留有托葉環(huán)?;ù笮停瑔紊?,兩性,偶單性,整齊,下位;花托伸長或突出;花被呈花瓣狀,多少可區(qū)分為花萼及花冠;雄蕊多數(shù),分離,螺旋狀排列在伸長的花托的下半部;花絲短,花藥長,藥2室,縱裂;雌蕊多數(shù),稀少數(shù),分離,螺旋狀排列于伸長花托的上半部花粉具單溝(遠極溝),較大,左右對稱,外壁較??;每心皮含胚珠1—2(或多數(shù))(圖8-1)。蓇葖果,稀不裂,或為帶翅的堅果,聚合成球果狀。種子具小胚,胚乳豐富,成熟時常懸掛在細絲上,該絲是由珠柄部分的螺紋導(dǎo)管展開而形成的。染色體:X=19。木蘭屬(Magnolia)花頂生,花被多輪,每心皮有胚珠1—2,蓇葖果,背縫線開裂。荷花玉蘭(洋玉蘭)(M.grandifloraL.)。厚樸(M.officinalisRehd.etWils.)。凹葉厚樸[M.biloba(Rehd.etWils.)Cheng]。辛夷(木蘭,紫玉蘭)(M.lilifloraDesr.)。玉蘭(M.denudataDesr.),花大,白色,有芳香,花被3輪,共9片,大小約相等。黃山有野生,各地栽培,供觀賞?;ɡ偎幱?。含笑屬(Michelia)花腋生,開放時不全部張開,雌蕊軸在結(jié)實時伸長成柄,每心皮有胚珠2個。含笑花[M.figo(Lour.)Spreng.],本科重點特征木本。單葉互生,有托葉?;▎紊?;花被3基數(shù),兩性,整齊花;常同被;雄蕊及雌蕊多數(shù)、分離、螺旋狀排列于伸長的花托上,子房上位。蓇葖果。有胚乳。2.樟目(Laurales)樟科(Lauraceae)*P3+3A3+3+3+3G(3:1)常綠或落葉木本,僅無根藤屬(Cassytha)是無葉寄生小藤本。葉及樹皮均有油細胞,含揮發(fā)油。單葉互生,革質(zhì),全緣,三出脈或羽狀脈,背面常有灰白色粉,無托葉?;ǔ尚?,輻射對稱,圓錐花序、總狀花序或頭狀花序,花各部輪生,3基數(shù);花被6裂,很少為4裂,同形,排成2輪,花被管短,在結(jié)實時增大而宿存,或脫落;雄蕊3—12,常9,3—4輪,每輪3枚,常有第4輪退化雄蕊,花藥4或2室,瓣裂,第3輪雄蕊花藥外向,花絲基部有腺體;花粉球形至近球形,無萌發(fā)孔,外壁薄,表面常具小刺或小刺狀突起;子房上位,1室,有1懸垂的倒生胚珠,花柱1,柱頭2—3X=7、12。樟屬(Cinnamomum)葉常為3山脈。發(fā)育雄蕊3輪,花藥4室,第1、2輪藥內(nèi)向,第3輪外向,基部有腺體,第4輪為退化雄蕊,圓錐花序,萼片脫落。樟樹[C.camphora(L.)Pres.]
本科重點特征木本,有油腺。單葉至生,革質(zhì)。兩性花,整齊,輪狀排列,花部3基數(shù);花被2輪;雄蕊4輪,其中1輪退化,藥瓣裂;雌蕊由3心皮所成,子房1室。核果。無胚乳。3.毛茛目(Ranales)毛茛科(Ranunculaceae)K3-∞C3-∞A∞G∞-1多年生至一年生草本,偶為灌木或木質(zhì)藤本。維管束在某些種(升麻屬Cimicifuga、類葉升麻屬Actaea)是散生的。葉基生或互生(鐵線蓮屬Clematis是對生的),掌狀分裂或羽狀分裂,或為1至多回3小葉復(fù)葉?;▋尚?、整齊,花部分離;萼片3至多數(shù);花瓣3至多數(shù);雄蕊多數(shù),花粉近球形至長球形,萌發(fā)孔是多型的,有散孔的,多溝至散溝的,3溝的以及無萌發(fā)孔的各種類型,外壁2層,內(nèi)、外層約相等,表面一般具小刺狀或顆粒狀雕紋;心皮多數(shù)。各部常螺旋狀排列,但亦有輪狀排列和缺花瓣的;也有萼片呈花瓣狀的;也有萼片和花瓣變?yōu)榫喽商厥饷巯俚模灰灿行钠そY(jié)合的;也有兩側(cè)對稱花的,所有這些都屬次生特化的性狀。果為瘦果或蓇葖果,偶有漿果;種子有胚乳。染色體:X=6—10、13。毛茛屬(Ranuculus)直立草本?;S色;萼片、花瓣各5,分離,花瓣基部有1蜜腺穴;雄蕊和心皮均為多數(shù),離生,螺旋狀排列于突起的花托上(圖8-7)。瘦果集合成頭狀。本屬有300余種。毛茛(R.japonicusThunb.)鐵線蓮屬(Clematis)攀援草本或木質(zhì)蔓生藤本。羽狀復(fù)葉對生?;ㄝ?—5,鑷合狀排列;無花瓣;雄蕊和雌蕊多數(shù)。瘦果集合成1頭狀體,具宿存的羽毛狀花柱。本屬有230種,我國南北均產(chǎn)。威靈仙(C.chinenissOsbeck),藤本,葉干時變黑,小葉5。根入藥,能祛風(fēng)鎮(zhèn)痛。烏頭屬(Aconitum),烏頭屬為烏頭(A.carmichaeliDebx.),多年生草本,根肥厚。葉掌狀,3至5裂??偁罨ㄐ蛎苌咨崦换ㄝ嗨{紫色,最上萼片呈盔狀;花瓣有2片退化成蜜腺,另3片消失;雄蕊多數(shù);心皮3,分離。蓇葖果。產(chǎn)歐亞。塊根即烏頭,入藥能祛風(fēng)鎮(zhèn)痛,子根為中藥“附子”,均含多種烏頭堿,有大毒。黃花烏頭(關(guān)白附)[A.coreanum(Levl.)Raipaics],葉3全裂,裂片細裂,小裂片條形。萼片5,淡黃色。分布于我國河北北部、遼寧和吉林。朝鮮、蘇聯(lián)遠東地區(qū)也有。塊根入藥。本科重點特征草本。葉分裂或復(fù)葉。花兩性,整齊,5基數(shù);花萼和花瓣均離生;雄蕊和雄蕊多數(shù),離生,螺旋狀排列于膨大的花托上。瘦果聚合。4、罌粟目(Papaverales)罌粟科(Papaveraceae)*K2C4-6A∞,4G(2-16:1)草本或灌木,常有黃、白色汁液。葉互生或?qū)ι?,常分裂,無托葉?;ǘ鄦紊?;萼片2—3,早落,呈苞葉狀;花瓣4—6或8—12,2輪;雄蕊多數(shù),分離,花藥2室,縱裂;花粉長球形至扁球形,具2—6溝或散孔,表面具網(wǎng)狀或顆粒狀雕紋;子房上位,由數(shù)個心皮合成1室,側(cè)膜胎座,稀為離生心皮。蒴果,瓣裂或孔裂。胚乳油質(zhì)。染色體:X=5—11、16、19。罌粟(PapaversomniferumL.),一年生草本,莖葉及萼片均被白粉?;ù?,緋紅色。未成熟果實的乳汁可制鴉片,內(nèi)含嗎啡、可卡因、罌粟堿等30多種生物堿?;ü胨?。能鎮(zhèn)咳、鎮(zhèn)痛、麻醉止瀉。原產(chǎn)亞洲西部。同屬植物虞美人(麗春花)(P.rhoeasL.)
白屈菜(ChelidoniummajusL.),為多年生草本,有黃色汁液,葉羽狀全裂。產(chǎn)華北、東北、新疆和四川。全草含有毒生物堿。本科重點特征有白或黃色汁液,無托葉。萼早落;雄蕊多數(shù),分離;子房上位,側(cè)膜胎座。蒴果。5、蕁麻目(Urticales)??疲∕oraceae)♂:*K4-6C0A4-6♀:*K4-6C0G(2:1)木本。常有乳汁,具鐘乳體。單葉互生;托葉明顯、早落?;ㄐ?、單性,雌雄同株或異株;聚傘花序常集成頭狀、穗狀、圓錐狀花序或隱于密閉的總(花)托中而成隱頭花序;花單被;雄花萼4裂,雄蕊4,對萼(圖8-19,A);花粉近球形到扁球形,最小的花粉見于薜荔(長徑7.2微米)接近于被子植物最小的花粉[勿忘我屬(Myosotis)[5微米],一般為20微米左右,具2—3(稀4)孔,孔膜上往往具顆粒,孔邊緣常稍加厚;雌花萼4裂,雌蕊由2心皮結(jié)合;子房1室,花柱2(圖8-19,B)。堅果或核果,有時被宿存之萼所包,并在花序中集合為聚花果,如桑椹、構(gòu)果、榕果等。染色體:X=7,12-16。
桑屬(Morus)喬木或灌木,葉互生?;▎涡?,穗狀花序,花絲在芽中內(nèi)彎;子房被肥厚的肉質(zhì)花萼所包。聚花果。桑(M.AlbaL.)(圖3-20),落葉喬木。單葉互生,廣卵形,有時3裂,基出3脈,邊緣有圓齒狀鋸齒,脈腋有毛。雌雄異株,雌花為下垂柔荑狀的假穗狀花序,萼片4,交互對生;雌蕊由2心皮結(jié)合,無花柱,子房l室,胚珠1。核果被以肥厚之萼,再集合成紫黑色的聚花果,是為桑椹。原產(chǎn)我國,各地栽培。桑葉飼蛋;桑椹、根內(nèi)皮(稱桑白皮)、桑葉、桑枝均藥用;莖皮纖維可制桑皮紙。雞桑(M.australisPoir.)葉常多裂,尾尖頭,花柱細長。廣布于華北至西南地區(qū)。莖皮纖維可制紙,果供釀酒。
無花果屬(榕屬)(Ficus)約1000種。木本,有乳汁。托葉大而抱莖,脫落后在節(jié)上留有環(huán)痕?;▎涡?,生于中空的肉質(zhì)總(花)托(稱隱頭花序或稱隱花果)的內(nèi)壁上,總(花)托口部為覆瓦狀排列的總苞片所封閉;雄花被2—6片,雄蕊1—2,雌花分結(jié)實花(長花柱花)與癭花(短花柱花)兩種,后者不能結(jié)實;花柱側(cè)生,子房1室,l胚株。瘦果小。無花果屬植物與膜翅目的昆蟲(如榕小蜂)有著密切的共生關(guān)系,無花果屬植物為榕小蜂提供棲身場所(癭花子房)及發(fā)育所需的一切營養(yǎng);榕小蜂在花序中爬動,尋找產(chǎn)卵場所(癭花)的過程中把花粉留給長花柱花,為無花果屬植物進行了必不可少的傳粉。無花果(F.caricaL.)落葉灌木,葉掌狀,原產(chǎn)地中海沿岸。我國有栽培。果可食或制蜜餞。印度橡膠樹(F.elasticaRoxb.),本科重點特征木本,常有乳汁。單葉互生?;ㄐ?,單性,集成各種花序,單被花,4基數(shù)。堅果、核果集合為各式聚花果。大麻科(Cannabaceae)*♂:K5A5♀:K5G(2:1:1)直立或攀援狀灌木。葉互生或?qū)ι?,不分裂或掌狀分裂?;▎涡援愔辏干?;雄花為圓錐花序;雄花萼5裂,雄蕊5;花粉近球形,具3孔,孔小,圓至橢圓形,具孔膜,孔邊加厚;雌花聚生,花萼包圍著子房,膜質(zhì),全緣,與子房緊貼;子房1室,內(nèi)有胚珠1枚,花柱2裂(圖8—22)。堅果。染色體:X=8(葎草屬)、10(大麻屬)。本科有2屬,5種,我國產(chǎn)2屬,4種。大麻屬(Cannabis)只有大麻(C.sativaL.)1種。一年生草本。葉掌狀分裂?;▎涡援愔?,稀同株;雄花為圓錐花序;雌花團聚于葉腋內(nèi);雄花萼分離,雌花萼不明顯,與子房緊貼。堅果。大麻在栽培條件下,成為極其多樣化的2個亞種:1個是以利用纖維為目的,栽于北方的原亞種;另1個是以提取麻醉劑或刺激劑為目的,栽于熱帶的亞種[Csativasubsp.indica(Lam.)Small.etCronq.]。每個栽培的亞種,都有難以與其區(qū)別的野生型,因而本屬的野生原產(chǎn)地難以確定。葎草屬(Humulus)草質(zhì)藤本,莖粗糙。葉對生,3—7裂?;▎涡援愔?,雄花為圓錐花序式;萼5裂;雄蕊5。雌花2朵,生于宿存、覆瓦狀排列的苞片內(nèi),排成1假柔荑花序,結(jié)果時變成球果狀體。每花有1全緣萼抱持著子房,花柱2;果為1扁平的堅果。忽布(啤酒花)(H.lupulusL.),種子含揮發(fā)油,摻入麥酒中,可增加香味,入藥有健胃之效。葎草[H.scandens(Lour.),Merr]亦入藥。我國西南部至東南部盛產(chǎn)。本科重點特征草本。葉常掌狀分裂。花單性異株,5基數(shù)。堅果。蕁麻科(Urticaceae)♂:*K4-5C0A4-5♀:*K4-5C0G(1:1)草本,稀為灌木,無乳狀汁,莖皮有較長的纖維。表皮細胞有鐘乳體,在干葉上顯出點狀或長形斑紋。單葉互生或?qū)ι?,常兩?cè)不對稱,通常有托葉。花細小,多單性,聚傘花序常集成頭狀或假穗狀花序;花單被;花絲在芽中內(nèi)曲,開放時伸直;花粉扁球形,具3—4孔,外壁層次不清,表面雕紋模糊;子房1室,胚珠單個,基生。堅果或核果,有胚乳。染色體:X=7,12,13。苧麻屬(Boehmeria)有多種纖維用植物,如苧麻[B.nivea(L.)Gaud.],葉互生,基出3脈,邊緣有粗齒,背面白色。我國各省廣為栽培,已有3千多年的利用歷史,莖皮纖維為制夏布及優(yōu)質(zhì)紙的原料,是我國重要纖維作物之一,產(chǎn)量占世界第一位;根、葉入藥;葉可養(yǎng)蠶;種子油供食用。本科重點特征草本,無乳汁,莖皮纖維發(fā)達?;▎涡?,聚傘花序,單被花。堅果或核果。6、胡桃目(Juglandales)胡桃科(Juglandaceae)♂:*P3-6A8-10♀:P3-5(2:1)落葉喬木,有樹脂。羽狀復(fù)葉,互生,無托葉?;▎涡?,雌雄同株;雄花排成下垂的柔荑花序,花被與苞片合生,不規(guī)則3—6裂;雄蕊多數(shù)—3個;花粉扁球形,極面觀為鈍三角形或多角形,赤道面觀為橢圓形,具3—7
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