第十三章 被子植物 Angiospermae
第一节 被子植物的主要特征
被子植物是植物界中发展到最高级、最繁荣和分布最广的植物类群,其主要特征为:
1)被子植物最显著的特征是具有真正的花,由花被(花萼、花冠)、雄蕊群和雌蕊群等部分组成。雄蕊是由小孢叶转化而来,分化为花丝和花药两部分。雌蕊是大孢叶的特化为子房、花柱和柱头,是花中最重要的部分。
2)被子植物的胚珠包藏在心皮构成的子房内,经受精作用后,子房形成果实,种子又包被在果皮之内。果实的形成使种子不仅受到特殊保护,免遭外界不良环境的伤害,而且有利于种子的散布。
3)被子植物的孢子体(植物体)高度发达,在它们的生活史中占绝对优势,木质部是由导管分子所组成,并伴随有木纤维,使水分运输畅通无阻。
4)被子植物的配子体进一步简化。被子植物的配子体达到了最简单的程度。小孢子即单核花粉粒发育成的雄配子体只有2个细胞或者三个细胞。大孢子发育为成熟的雌配子体称为胚囊,胚囊通常只有7个细胞:3个反足细胞、1个中央细胞(包括2个极核)、2个助细胞、1个卵细胞。颈卵器消失。可见,被子植物的雌、雄配子体均无独立生活能力,终生寄生在孢子体上,结构上比裸子植物更加简化。
5)出现双受精现象和新型胚乳。被子植物生殖时,一个精子与卵结合发育成胚(2n),另一个精子与两个极核结合形成三倍体的胚乳(3n)。所以不仅胚融合了双亲的遗传物质,而且胚乳也具有双亲的特性,这与裸子植物的胚乳直接由雌配子体(n)发育而来不同。
6)被子植物的生长形式和营养方式具有明显的多样性。被子植物的生长形式有木本的乔木、灌木和藤本,它们又有常绿的和落叶的;而更多的是草本植物,又分多年生、二年生及一年生植物,还有一些短生植物。被子植物大部分可行光合作用,是自养的,也有寄生和半寄生的、食虫的、腐生的以及与某些低等植物共生的营养类型。
第二节 被子植物的分类原则和演化趋向
一种植物是原始还是进化,不能简单的根据一两个性状确定,因为:
1 同一种性状,在不同植物中进化意义不是绝对的;
2 植物各性状演化不是同步的;
3 各种性状在分类上的价值是不等的。
第三节 被子植物分类的依据
一、形态学资料
在分类中应用最广、价值最大的,是被子植物分类学的基础。
二、细胞学资料
三、化学资料
四、分子生物学资料
五、超微结构和微形态学方面的资料
第四节 花程式、花图式和检索表
一、花程式
是用简单的符号来表示花的各部分特征,即花各部分的组成、数目、子房的位置和构成。
花的各部分的代号:
K--花萼 (Kalyx) C--花冠 (Corolla)
P--花被 (Perianth) A--雄蕊 (Androecium)
G--雌蕊 (Gynoecium)
在每个字母的右下角加上数字,表示各轮的实际数目,如:K5,表示萼片5;C5,表示花瓣5。
如果缺少其中一轮,可以用“0”表示,如:K0,表示花萼无;C0花冠无。
如果数目多,可用“∞”来表示,如:A∞表示雄蕊多数;
如果某一轮的各部分相联合,可在数字外加上括号?°()?±,如:K(5)表示萼片合生,5裂;
如果某一部分出现2轮或3轮,可在数字之间加上?°+?±表示,如:C1+2+(2)表示花瓣5个,三轮,1个旗瓣,2个离生的翼瓣,2个龙骨瓣合生。
子房的位置和结构:
子房上位,在G下加一横线,G
子房下位,在G上加一横线,G
子房半下位,在G上下各加一横线,G
在G的右下角可写上3个数字,依次表示:心皮数目、子房室数目、每室胚珠数目,数字之间用“:”隔开。
如:G(2:1:2)表示子房上位,心皮2个,子房室1个,室内胚珠2个.
有时只写2个数字,表示心皮数目和子房室数目。
如果花是辐射对称,在前面加“ * ”;
如果花是两侧对称,在前面加“↑”。
如果是单性雄花,用“♂”表示;
如果是单性雌花,用“♀”表示;
如果是两性花,用“♀ ”表示(可省略)。
苹果的花程式: ♀ * K5C5A ∞ G(5:5:2)
表示:两性花;辐射对称;萼片5,离生;花瓣5,离生;雄蕊多数,离生;子房下位,由5个心皮组成,5室,每室2个胚珠。
柳的花程式:♂:↑K0C0A2 ♀: * K0C0G(2:1: ∞)
表示:花单性,雄花为不整齐花,花萼、花冠都无,只有2枚雄蕊;雌花为整齐花,无花萼、花冠,子房上位,2心皮,1子房室,胚珠多个。
二、花图式
是用图解的方式表示花的横剖面简图,借以说明花各部分数目、排列位置、离合情况、排列情况和胎座类型。
图例
三、检索表
是用来鉴定植物、认识植物种类的工具。它是通过一系列的从两个相互对立的性状中选择一个相符的、放弃一个不符的方法,达到鉴定的目的。
(一)定距检索表
相对立的特征编为同样的号码,并且在左边同样的地方开始,每组性状编排时,向右退一格。
例如:木犀科分属检索表。
(二)平行检索表
左边的字码平头写,可以节约篇幅。
编制检索表需注意的问题:
检索表中包含的被检索对象,完全是人为的编辑在一起的,可以是某一地区、某一类群或某种用途进行编辑。
认真观察记录植物的特征,并列出特征比较表,以便找出各类植物之间最突出的区别。
在选用区别特征时,最好选用相反的或易于区分的特征,不能采用似是而非或不肯定的特征。
对于同一种植物,由于生长的环境不同,既有乔木,也有灌木,遇到这种情况时,在乔木和灌木的各项中都可以编进去,这样就可以保证查到。
检索表的编排号码,只能用2个相同的,不能用三项以上。如1,1;2,2。
为了验证你编制的检索表是否适用,还需要到实践中验证。
在使用检索表时应注意下列事项:
对植物的各部分特征,特别是花的各部分构造,要做细致的解剖观察。因此,要鉴定的标本一定要完整,尤其是要有花、果。
要根据植物的特征从头按次序逐项往下查,决不能跳过一项去查下一项,因为这样极易发生错误。
要全面核对两项相对性状,如果第一项性状看上去已符合手头的标本,也应继续读完相对的另一项性状,因为有时后者更合适。
在核对了两项性状后仍不能做出选择时,或手头的标本上缺少检索表中要求的特征时,可分别从两方面检索,然后从所获的二个结果中,通过核对两个种的描述或图作出判断。
根据检索的结果,对照植物标本的形态特征是否和植物志或图鉴上的描述及图一致,如果全部符合,证明鉴定的结论是正确的,否则还需重新研究,直到完全正确为止。
第五节 被子植物的分类
一、双子叶纲
1、木兰科 Magnoliaceae
本科约18属,300种,分布于亚洲和美洲的热带和亚热带地区;我国有11属,120多种,大多产西南部。
木兰科的主要形态特征:
乔木和灌木。单叶互生;托叶大,脱落后在小枝上留下环状托叶痕。
花大,两性,单生于枝顶或叶腋,花被不分花萼与花瓣,花被片6至多数,每轮3片。雄蕊多数离生,螺旋状排列与柱状花托状花托的下部。花药长于花丝。心皮多数离生,螺旋状排列与柱状花托上部。子房1室,每室胚珠2个或多颗。果实为聚合蓇葖果,花托于果时延长,种子有丰富的胚乳。
小结木兰科的识别特征:
木本。花大、萼、瓣不分,雄蕊、雌蕊多数、离生,螺旋状排列于柱状的花托上,花托于果时延长。聚合蓇葖果。
2、毛茛科 Ranunculaceae
本科约37属,1200种,主产北温带。我国约有36属,570多种,各省均有。
毛茛科主要形态特征:
多年生草本,稀一年生草本。叶为单叶分裂或羽状复叶,基生或茎生。
花辐射对称或两侧对称;两性,少单性;萼片5枚或多数,有时花瓣状。花瓣5,基部有时有距。雄蕊多数分离,心皮多数离生。1室,胚株1至多个。
瘦果,少为浆果或蒴果。
本科与木兰科相似,是具有原始性状的科。双子叶草本植物即由本科保留草本性质演化而来,与木兰科是平行发展的科。
本科的识别特征:草本。萼片、花瓣各5个,或无花瓣,萼片花瓣状,雄雌蕊多数、离生,果为瘦果。
3、桑科 Moraceae
双子叶植物,隶属荨麻目,约67属,1000种。主产热带和亚热带,中国16属,150种。全国均有分布,多产于长江以南各省地区。
桑科形态特征:
灌木或乔木或藤本,常有乳状液汁。单生、互生。花小,单性,同株或异株。常密集为葇荑花序,隐头花序,有的集成头状花序或穗状。单被花,萼片4个,雄花的雄蕊与萼片同数且对生。1花的雌蕊由2心皮组成1室,1胚珠上位子房
小瘦果或核果,由宿存的肉质花被包裹,并集生成聚花果,或许多小瘦果着生于肥大而中空的花序托内壁上形成隐花果。
小结桑科识别特征:
木本,常有乳状汁液,单叶互生,花单性,雄蕊与萼片同数而对生,上位子房,果为复果。
♂:*Co4; Coo; A4 ♀:*Ca4; Coo; G(2:1)
4、壳斗科(山毛榉科 Fagaceae)
木本;
单叶互生,革质,羽状脉直达叶缘,托叶早落;
花单性,雌雄同株,无花瓣,雄花为葇荑花序,雄蕊和萼片同数或为其倍数,雌花单生或2~3朵簇生在总苞内,3~6心皮合生,子房下位,3~6室,每室2个胚珠,仅1个胚珠发育。
坚果单生或2~3个生于总苞内,总苞木质化杯状或囊状,外面具刺或鳞片,种子无胚乳,子叶肥厚。
1 栗属(Castanea):落叶乔木,小枝无顶芽,雄花为直立的葇荑花序,雌花单生或2~5朵生于总苞内,总苞完全封闭,外面密生针状长刺,内有1~3个坚果。
板栗(C. mollissima)叶背有密毛,每个总苞内有2~3个坚果,为著名的木本粮食作物。
2 栎属(Quercus):多为落叶乔木;雄花序下垂,雌花1~2朵生簇生,总苞半包坚果,总苞的苞片为鳞片状或狭披针形。
栓皮栎(Q. variabilis):落叶乔木,树皮灰色,木栓层发达,叶背白色星状毛。
5、石竹科 Caryophyllaceae
本科约55属,1300种,广布于世界各地。我国有26属,约250种,全国各地均有分布。
石竹科形态特征:
草本,茎节膨大;单叶,全缘,对生,常在基部连成一横线;花辐射对称,两性;花瓣4-5;雄蕊为花瓣的2倍;萼片4-5,分离或连合成筒;子房上位,1室,少2-5室;特立中央胎座。果实为蒴果,少为浆果。
小结石竹科识别特征:
草本,节膨大;单叶,全缘,对生;雄蕊为花瓣的2倍;特立中央胎座,蒴果。
6、锦葵科 Malvaceae
本科约50属,1000多种,分布于温带和热带。我国有15属,80多种。
锦葵科形态特征:
草本或木本,常披星状毛或鳞片状毛。单叶互生,有托叶。花两性,辐射对称;萼片5,常有副片(苞片,俗称三角苞),花瓣5片,旋转状排列。雄蕊多数,花丝连合成单体雄蕊,花药1室纵裂。上位子房,2至多室。心皮彼此结合,中轴胎座,每室1至多数倒生胚珠。
果为蒴果或分果。
小结锦葵科识别特征:
单叶,单体雄蕊,花药1室,蒴果或分果。本科中有许多著名纤维植物,如棉花、 麻、洋麻,此外,还有许多观赏植物,如锦葵、蜀葵等。
7、葫芦科 Cucurbitaceae
本科约90属,700种,大部分产热带地区。我国有22属,100多种,南北均有分布。
葫芦科的形态特征:
一年生或多年生草质藤本,植株被毛、粗糙,常有卷须。单叶、互生,常掌状分裂。单性花,同株或异株。萼片、合瓣各为5片,分瓣或离瓣。雄蕊5条,常两两连合,一条单独,或为3组,或完全联合。花药常折叠弯曲。雌蕊由3心皮构成,下位子房。
果为瓠果。
小结葫芦科识别特征:
具卷须的草质藤本。叶掌状分裂。花单性;下位子房;花药折叠。瓠果。
8、杨柳科 Salicaceae
本科共3属,约400种。常见的是杨属和柳属,主产在北温带。三属我国都产。
杨柳科形态特征:
乔木或灌木,单叶互生,有托叶。花单性异株,葇荑花序。每花有一苞片,无花被,有花盘或腺体。雄蕊2,雌蕊1,子房1 室上位。蒴果,2-4瓣裂,种子小,多数,基部有长毛。
小结杨柳科识别特征:
木本,单叶互生有托叶,葇荑花序,无花被,有花盘或腺体。蒴果,种子小,基部有长毛。
9、十字花科 Cruciferae (Brassicaceae)
本科约300属,3000种,广布于世界各地,以北温带为多。我国有80属,300多种。
本科主要形态特征:
一年生、二年生或多年生草本,叶互生,基生叶呈莲座状无托叶;叶全缘或羽状深裂。花两性,辐射对称,排成总状花序。萼片4;花瓣4,呈十字形花冠;雄蕊6个,外轮2个花丝短,内轮4个花丝长,为四强雄蕊。雌蕊由2心皮组成,被假隔膜分为假2室,侧膜胎座。
果实为角果(有长角果和短角果)。本科有经济价值的许多蔬菜和油料作物(油菜), 少数供药用、观赏和作饲料。
小结十字花科识别特征:
植株具辛辣味。十字形花冠,四强雄蕊,角果,侧膜胎座,具假隔膜。
10、蔷薇科 Rosaceae
本科是一个大科,有4个亚科,约115属,3200种,广布于全世界。我国有55属,1000多种。
草本、灌木或乔木。单叶或复叶,常有托叶。花两性,辐射对称。花托突起,或下陷成壶状、杯状,或平展为浅盘状,或下陷而与子房相结合。花下位、周位或上位。萼裂片、花瓣常为5片。雄蕊常多数,并与花萼、花瓣联合着生于花托边缘,形成蔷薇型花。雌蕊由1至多数心皮,分离或联合,上位或下位子房。果实为核果、梨果、瘦果、蓇葖果等。
小结蔷薇科识别特征:
花为5基数,心皮离心或合生,子房上位或下位,周位花,蔷薇型花。果实为核果、梨果、瘦果等。
根据心皮数、花托类型、子房位置和果实特征分为四个亚科:
1、绣线菊亚科 Spiraeoideae
2、蔷薇亚科 Rosoideae
3、李亚科 Prunoideae
4、苹果亚科 Maloideae
11、豆科 Legaminosae
按照哈钦松的意见,本科分为三个科,由这三个科组成豆目。 现仍按恩格勒系统的分科予以处理。本科约690属,17000多种,为种子植物的第三大科,广布于全世界。我国有150属,1100多种,南北各地都产。由于本科较大,常可分为三个亚科:
含羞草亚科 Mimosoideae
云实亚科 Caesalpinioideae
蝶形花亚科 Papilionoideae
其中蝶形花亚科植物与人类关系最为密切。
豆科形态特征
草本,叶常为羽状复叶,叶柄基部有叶枕,具托叶。叶除羽状复叶外,也有三出复叶或单叶。花两性,两侧对称,萼片通常为5枚,多为合生,花冠多为蝶形雄蕊10个,9个花丝连合,一个分离,呈二体。心皮1个,上位子房1室,常具多个胚珠,果为荚果。
小结豆科识别特征:
叶常为羽状复叶或3出复叶,有叶枕。花冠多为蝶形或假蝶形,雄蕊为2体、单体或分离,雌蕊由1心皮构成。果实为荚果。
12、大戟科(Euphorbiaceae)
乔木、灌木或草本,常含乳汁。
单叶,稀复叶,互生,有时对生,具托叶。
花单性,形成聚伞花序、杯状花序或总状花序;花双被、单被或无花被;有花盘或腺体;雄蕊1至多数,花丝分离或合生;子房上位,常3心皮合生,3室,中轴胎座,每室具1~2个悬垂胚珠。
蒴果,成熟室裂为3分果,少数为浆果或核果;种子具胚乳。
本科约300属,8000种。
1 大戟属(Euphorbia):草本、木本或为肉质植物,有乳汁。叶互生或对生。杯状聚伞花序,外观象一朵花,外面围以绿色的杯状总苞,上端有4-5个萼状裂片,裂片和肥厚肉质的腺体互生;内面含多数或少数雄花和1雌花;花单性,无花被;雄花具1个雄蕊,雌花生于花序中央而突出于外。
泽漆(E. helioscopia):草本,叶倒卵形或匙形。茎顶端具5片轮生叶状苞;多歧聚伞花序顶生。
华北大戟(Euphorbia lunulata)
乳浆大戟(Euphorbia esula)
一品红(E. pulcherrima)、虎刺(Euphorbia milii)
2 蓖麻属(Ricinus):仅蓖麻1种。一年生草本。单叶,掌状裂。花单性同株,无花瓣;雄花具雄蕊多数,雌花子房3室。蒴果有软刺。
3 橡胶属(Hevea):高大乔木,有乳汁。三出复叶。花小单性同株,萼片5,无花瓣。蒴果。巴西橡胶。
4 其他种类:油桐、木油桐、巴豆子、木薯。
13、葡萄科(vitaceae)
双子叶植物,隶属鼠李目。12属,700种,主产热带、亚热带,少数分布温带。中国7属,100种,南北均有分布。
攀援木质藤本或草本,卷须与叶对生。单叶,互生。托叶通常早落。气孔器内轮列型或辐射型,有时为无规则型。花两性,单性异株或杂性。雄蕊4-5枚,离生,与花瓣对生。花药纵裂。花粉二或三细胞型,具3孔沟,蜜腺盘常环形或杯形。子房上位,胚珠每室2枚,下转或倒生。胚乳核型。浆果。种子有胚乳。染色体x=11-20.
葡萄浆果可生食,为著名的水果,制葡萄干或酿葡萄酒,根和藤供药用。爬墙虎(Parthenocissus heterophylla)供观赏。
14、芸香科 Rutaceae
约100属,1000种,主要分布于热带亚热带。我国约有24属,150种。以柑桔类果树最为有名。
芸香科的形态特征:
多为芳香性常绿乔木或灌木,常具刺,少为草本。叶为单叶或复叶,常具透明油点,无托叶。两两性,稀单性,辐射对称,萼片4-5片,常合生。花瓣4-5片,分离,雄蕊与花瓣同数、2倍或多数。花丝分离或合生,着生于环状的肉质花盘周围。上位子房,4-5室,亦有多至16余室的。果多为柑果、浆果或核果。
小结芸香科识别特征:
茎常具刺。叶上常见透明油点,无托叶。萼片花瓣常4-5片,花盘明显,果多为柑果或浆果。
15、伞形科 Umbelliferae Apiaceae
本科约250属,2000多种,多产于北温带。我国有57属,近500种,主要供蔬菜和药用。
伞形科的形态特征:
草本,茎常中空;叶茎生,常为羽状复叶或裂叶,叶柄基部膨大成鞘状。伞形或复伞形花序,花序常有总苞。花小,两性,花多为辐射对称。花序的边花有时两侧对称。萼片5,很小或不明显,花瓣5,分离,雄蕊5,2心皮,花柱为2,下位子房,有上位花盘。双悬果,果实有肋或翅
小结伞形科识别特征:
草本,叶柄基部成鞘状抱茎,伞形、复伞形花序,双悬果。
16、茄科 Solanaceae
双子叶植物,隶属茄目。本科约85属,3000种,广布温带、亚热带和热带。南美洲种类最多。中国24属,约115种,南北各地都有分布。
茄科的形态特征:
多数草本,少数灌木。小乔木,有时为藤本。植物体有特殊气味(叶含麻醉性植物碱)。叶互生,无托片。花两性,常两性,常辐射对称,花单生、簇生或聚伞花序。花萼具5裂片,宿存(花开萼不掉,随果实一起长大)辣椒茄果实采摘时连果柄一起采下。花冠通常5裂,合瓣花,轮状(茄)、钟状(蔓陀萝)或漏斗状(烟草)。雄蕊5枚,为冠生雄蕊,花丝着生在花冠筒基部,并与花冠裂片同数互生。花药开裂方式多种:多数孔裂,如茄、马铃薯,少数纵裂,如番茄、辣椒。子房由2个心皮合生而成2室,或因假隔膜而成3-5室,上位子房,中轴胎座。果实浆果或蒴果
小结茄科识别特征:
花萼宿存,花冠轮状,雄蕊5个。着生于花冠基部,并与之互生,花药常孔裂
17、唇形科 Labiatae
本科约220属,3500余种,广布于全世界,我国约有99属,800余种,全国均有分布。
唇形科形态特征:
多草本少灌木,茎方形,四棱, 单叶对生或轮生,常含挥发性芳香油,有香味。花于叶腋形成聚伞花序或轮伞花序,然后再成总状、圆锥状排列。花两性,两侧对称(稀近辐射对称)。
萼片合生5裂,少数4裂,常2唇状宿存。花冠2唇形,合瓣,上唇二花瓣合生,下唇3花瓣Co(2/3), 雄蕊4枚,二长二短,二强雄蕊(A2+2)有时退化成2个(鼠尾草属),雄蕊与花冠裂片互生,着生在花冠筒上。雌蕊为2心皮合生,上位子房,子房深4裂,每室1个胚珠,花柱1个,插生于分裂子房的基部,柱头浅裂,花盘明显。果实为4个小坚果,种子无胚乳或有少量胚乳。
小结唇形科识别特征:
茎四棱,单叶对生,花冠唇形,二强雄蕊,心皮2个,4个小坚果。
18、桔梗科(Campanulaceae)
一年生或多年生草本,常含乳汁和汁液。
单叶多互生;无托叶。
花两性,辐射对称或两侧对称,单生或由聚伞花序组成呈穗状、总状或圆锥状花序;花萼裂片5,宿存;花冠钟状,裂片5,镊合状或覆瓦状排列;雄蕊和花冠裂片同数,着生于花冠基部或花盘上;子房上位或半下位。
蒴果,顶端瓣裂,侧面孔裂、纵裂、周裂;种子胚乳丰富。
本科约60属,1500种。
1 党参属(Codonpsis):多年生蔓生草本;花单生枝顶;花冠钟形或广筒形;蒴果顶端瓣裂。
党参(Codonopsis pilosula)
羊乳(Codonopsis lanceolata 轮叶党参)
2 桔梗属(Platycodon):多年生草本。根肥大肉质,淡黄褐色。花冠钟形,蒴果卵圆形,顶端5瓣裂。仅桔梗(Platycodon
grandiflorus)1种。
3 观赏植物:风铃草(Campanula medium)
19、菊科 Compositae
菊科是被子植物最大的一个科。约有900多属,3万余种,广布于全世界。我国160多属,2000余种。
菊科的主要形态特征:
草本,有的具乳汁。单叶,多互生,无托叶。头状花序,花序基部有多数总苞片;花多两性,少单性或中性。萼片5,变为冠毛或鳞片,花冠裂片5或3;花有辐射对称的管状花和两侧对称的舌状花;另含有钟状花冠等。雄蕊5个,聚药雄蕊;二心皮构成子房,柱头2,下位子房。果为瘦果。
小结菊科识别特征:
草本,头状花序,聚药雄蕊,瘦果顶端带冠毛或鳞片。
菊科植物可分为二亚科
(一)管状花亚科:该亚科植物均有管状花,舌状花有(花冠常3裂片)或无,无乳汁。
(二)舌状花亚科:该亚科植物花序全为舌状花(花冠常5裂片)组成,植物体具乳汁。
代表植物
茼蒿 Chrysanthemum coronarium var. spatiosum Baily
向日葵Helianthus annus L.
莴苣 Lactuca sativa L.
莴笋 Lactuca sativa L. var. angustata Irish.
生菜 Lactuca sativa L. var. romana Hort.
蒲公英 Taraxacum Hand-Mazz
菊科其它重要的经济植物有:
菊花 Dendranthema morifolium (Ramat.) Tzvel.
金盏菊 Calendula officinalis L.
大丽花(大理花)Dahlia pinnata Cav.
万寿菊 Tagetes erecta L.
孔雀草 Tagetes patula L.
菊芋 Helianthus tuberosus L.
甜叶菊 Stevia rebaudianum Bertoni
黄花蒿 Artemisia annua L.
二、单子叶植物纲
1、泽泻科
本科有13属,70种以上,广布全球。我国有5属13种,南北均产。
特征
水生或沼生草本,有根茎和块茎。 叶常于茎上基生,有鞘,叶形变化较大。花两性或单性,常轮生于花茎上。 萼片和花瓣均3枚,雄蕊6至多数,稀3枚;雌蕊的心皮6至多数,离生,螺旋状排列于延长的花托上;胚珠1-2个。聚合瘦果。
代表植物
泽泻 Alisma plantago-aquatica var.orientale Sam.
慈 姑 Sagittaria sagittifolia L.
矮慈姑 Sagittaria pygmaee Miq.
2、棕榈科(Areacaceae,Palmae)
属于棕榈亚纲,棕榈目;本科约212属,3000种。
乔木或灌木,稀木质藤本,茎多直立,不分枝,具皮刺。
叶常绿,大形,掌状分裂或羽状复叶,多集生于树干顶部,形成?°棕榈型?±树冠;叶柄基部扩大成纤维状的鞘。
肉穗花序多分枝,形成圆锥状,外为1至多个大形的佛焰状总苞包着;花小,淡黄绿色,两性或单性;花被片6,排成2轮,分离或合生;雄蕊多为6,2轮;心皮3,分离或结合;子房上位,1-3室,每室1胚珠,花柱短,柱头3。
核果或浆果;种子胚乳丰富。
棕榈(Trachycarpus fortunei):常绿乔木,叶掌状裂;花常单性,异株,多分枝的圆锥状肉穗花序,佛焰苞显著;果实肾形或球形。
椰子(Cocos nucifera):常绿乔木;叶羽状全裂或羽状叶;花雌雄同株,肉穗花序具分枝;核果近球形,大。
3、禾本科.
本科是被子植物中的大科之一,约有650多属,12000多种。根据茎是否木质化而分为竹亚科和禾亚科。本科为经济价值最高的一科,如稻、麦、玉米、粟(小米)、高梁等人类的主要粮食作物,甘蔗糖料作物以及牧草、竹类等均属本科。其它如造纸、纺织、铺建草皮、保提护岸、水土保持等方面,禾本科植物也占有相当重要的地位。
禾本科形态特征:
一年生、二年生或多年生草本,少亦有木本。茎常称为禾秆,圆柱形,节与节间区别明显,节间常中空。常于基部分枝,称为分蘖。单叶互生,成2列,叶鞘包围秆,边缘常分离而覆盖,少有闭合。叶舌膜质或退化为一圈毛状物,很少没有。叶耳位于叶片基部的两侧或没有。叶片常狭长,叶脉平行。花序种种,由多数小穗组成。
小穗的结构:
1至数朵小花, 2个颖片, 小穗轴, 小花1-几个
小花的结构:
外稃具芒(相当于苞片) 内稃无芒(相当于小苞片) 外稃内方有浆片2个,少有3个(相当于花被) 雄蕊3个,少有1,2或6个 柱头2个,多羽毛状,子房1室,上位,内有1个弯生胚珠,果实多为颖果
根据茎是否木质化而分为竹亚科和禾亚科
小结禾本科特征:秆常圆柱形,节间常中空。叶2列,叶鞘边缘常分离且覆盖。由小穗组成多种花序。
小麦属 Triticum L.
大麦属 Hordeum L.
稻属 Oryza L.
粟属 Setaria Beauv.
甘蔗属 Saccharum L.
蜀黍属 Sorghum Moench
玉蜀黍属 Zea L.
黍属(稷属)Panicum L.
狼尾草属 Pennisetum Rich.
燕麦属 Avena L.
本科约200多属,2800多种,广布于世界各地,尤以温带和亚热带最多。按照哈钦松的意见,将恩格勒所定本科范围中的某些族植物自成一科,或归并入其他科中。但为了学习方便,我们这里仍按照恩格勒所定科的原范围予以介绍。
4、姜科(Zingiberacea)
属姜亚纲,姜目;本科47属,约1000种。
草本,常有芳香,具匍匐或块状根茎,地上茎短,有时为多数叶鞘包叠而成假茎。
叶基生或茎生,2列,叶鞘顶端具叶舌;叶片具羽状平行脉。
花两性,两侧对称;萼片和花瓣均为3,基部合生成管状;雄蕊2轮,仅内轮1枚能育;心皮3,合生,子房下位,3室,中轴胎座。
蒴果,室背开裂成3瓣,或肉质不开裂呈浆果状;种子有胚乳。
5、百合科
多年生草本,少为木本;常具根状茎、鳞茎或块根。茎直立或攀援。叶为单叶互生、基生,少有轮生,叶有时退化为膜质鳞片,以枝行使叶的作用花两性,少单性。花序种种,花被花瓣状,排列为两轮,通常6片,辐射对称;雄蕊6枚,与花被片对生。花药纵裂。雌蕊3心皮构成,子房3室,子房上位、下位或半下位。果实为蒴果或浆果。
小结百合科识别特征:单叶;花被片6片(视频欣赏),排列或两轮,雄蕊6枚与之对生,子房3室;果实为蒴果或浆果。
代表植物:
葱 Allium fistulosum L.
洋葱 Allium cepa L.
蒜 Allium satium L.
韭菜 Allium tuberosum Rottler
金针菜(黄花菜) Hemerocallis liloaphodelus L. (H.flava L.)
萱草 Hemerocallis fulva L.
百合 Lilium brownni F. E. Brown ex Miell. var. colchesteris (Wall.)
Wils.
山丹 Lilium pumilum DC.
卷丹 Lilium lancifolium Thunb.
石刁柏(芦笋) Asparagus officinalis L.
黄精 Polygonatum sibiricum Redoute
玉竹 Polygonatum odoratum (Mill.) Druce (P. officinale All.)
丝兰 Yucca gloriosa L.
土麦冬 Liriope spicata Lour.
玉簪 Hosta plantagina (Lam.) Aschers.
郁金香 Tulipa gesneriana L.
6、兰科(Orchidaceae)
属于百合亚纲,兰目;本科有700多属,20000多种,为被子植物第二大科。
多年生草本。
单叶互生,常排成2列,基部具抱茎的叶鞘。
花两性,两侧对称;花被片6,2轮,外轮萼片3(中萼片和侧萼片),花瓣状,内轮两侧的2片称花瓣,中央的1片特化为唇瓣;雄蕊和花柱、柱头合生成合蕊柱;雌蕊由3心皮合生,子房下位,1室,侧膜胎座,柱头3,常2个能育。
蒴果,种子极小而多,无胚乳。
兰属:附生、陆生或腐生草本;茎极短,或变态为假鳞茎;叶革质,带状;总状花序直立或下垂,花大而美丽,有香味;花被张开,合蕊柱长。
第六节 被子植物的分类系统概要
按照植物亲缘关系对被子植物进行分类,建立一个分类系统,说明被子植物间的演化关系,是植物分类学家光荣的任务。自十九世纪后半期以来,有许多植物分类工作者,根据各自的系统发育理论,提出了许多不同的被子植物系统,但由于有关被子植物起源、演化的知识和证据不足,到目前为止,还没有一个比较完美的分类系统,当前较为流行的有下面几个系统。
1. 恩格勒的分类系统 这一系统是德国植物学家恩格勒(Engler)和柏兰特(Pr antl)于1987年在《植物自然分科志》一书中发表的,是分类史上第一个比较完整的自然分类系统。在他们的著作里,将植物界分成13门,
而被子植物是第13门中的一个亚门,即种子植物门被子植物亚门,并将被子植物亚门分成双子叶植物和单子叶植物二个纲,将单子叶植物放在双子叶植物之前,将“合瓣花”植物归入一类,认为是进化的一群植物,计45目,280科。
恩格勒系统是根据假花说的原理,认为无花瓣、单性、木本、风媒传粉等为原始的特征,而有花瓣、两性、虫媒传粉的是进化的特征,为此,他们把葇荑花序类植物当作被子植物中最原始的类型,而把木兰、毛茛等科看作是较为进化的类型,上述假说导源于艾希勒(A.W.Eichier),在今日被许多植物学家认为是错误的。
恩格勒系统几经修订,在1964年出版的《植物分科志要》第十二版上,已把放在原来分类系统前面的单子叶植物,修正了认为单子叶植物比双子叶植物要原始的错误观点,但仍将双子叶植物分为古生花被亚纲和合瓣花亚纲,基本系统大纲没有多大改变。并把植物界分为17门,其中被子植物独立成被子植物门,共包括2纲,62目,344科。
2. 哈钦森被子植物分类系统 这个系统是英国植物学家哈钦森于1926年在《有花植物科志》一书中提出的,1973年作了修订,从原来332科增加到411科。
哈钦森系统是在英国边沁(Bentham)及虎克(Hooker)的分类系统,和以美国植物学家柏施(Bessey)的花是由两性孢子叶球演化而来的概念为基础发展而成的。他认为两性花比单性花原始;花各部分分离、多数的,比连合、定数的为原始,花各部螺旋状排列的,比轮状排列的为原始,木本较草本为原始。他还认为被子植物是单元起源的,双子叶植物以木兰目和毛茛目为起点,从木兰目演化出一支木本植物,从毛茛目演化出一支草本植物,认为这两枝是平行发展的;无被花、单花被则是后来演化过程中蜕化而成的;葇荑花序类各科来源于金缕梅目。单子叶植物起源于双子叶植物的毛茛目,并在早期就分化为三个进化线:萼花群(Calyciferae)、瓣花群(Corolliferae)和颖花群(Glumiflorae)。
哈钦森系统为多心皮学派奠定了基础,但由于本系统坚持将木本和草本作为第一级区分,因此导致许多亲缘关系很近的科(如草本的伞形科和木本的山茱萸科、五加科等等)远远的分开,占据着很远的系统位置,为此,把被子植物分为木本群和草本群是形式上的附会,有着时代性的错误,故这个系统很难被人接受。半个世纪以来,许多学者对多心皮系统进行了多方面的修订。塔赫他间系统,克郎奎斯特系统都是在此基础上发展起来的。
3.塔赫他间被子植物分类系统 塔赫他间是1954年公布的。他认为被子植物起源于种子蕨,并通过幼态成熟演化而成的;草本植物是由木本植物演化而来的;单子叶植物起源于原始的水生双子叶植物的具单沟舟形粉的睡莲目莼菜科。他发表的被子植物亲缘系统图,主张被子植物单元起源说,认为木兰目是最原始的被子植物代表,由木兰目发展出毛茛目及睡莲目;所有的单子叶植物来自狭义的睡莲目;葇荑花序各自起源于金缕梅目,而金缕梅目又和昆兰树目等发生联系,共同组成金缕梅超目(Hamamelidanae),隶属于金缕梅亚纲(Hamamelidae)。
自1959年起,塔赫他间分类系统进行过多次的修订(1966、1969、1980),在1980年发表的分类系统中,他把被子植物分成二纲,10亚纲,28超目,其中木兰纲(即双子叶植物纲)包括7亚钢,20超目,71目,333科;百合纲(即单子叶植物纲)包括3亚纲,8
超目,21目,77科,总计共92目,410科。
塔赫他间修改的分类系统,较1954年系统作了较多的修改,首先打破了传统的把双子叶植物纲分成离瓣花亚纲和合瓣花亚纲的概念,增加了亚纲的数目,使各目的安排更为合理;其次,在分类等级方面,于“亚纲”和“目”之间增设了“超目”一级分类单元,对某些分类单元,特别是目与科的安排作了重要的更动,如把连香树科独立成连香树目,把原属毛茛科的芍药属独立成芍药科等等,都和当今植物解剖学、染色体分类学的发展相吻合的;再次,在处理葇荑花序问题时,亦比原来的系统前进了一步。但不足的是,增设了“超目”一级分类单元,科的数目达410科,似乎太繁杂了些,不利于教学中应用。
4.克郎奎斯特被子植物分类系统 克郎奎斯特分类系统是美国学者克郎奎斯特(Cronquist)1958年发表的。他的分类系统亦采用真花学说及单元起源的观点,认为有花植物起源于一类已经绝灭的种子蕨;现代所有生活的被子植物亚纲,都不可能是从现存的其他亚纲的植物进化来的;木兰亚纲是有花植物基础的复合群,木兰目是被子植物的原始类型;葇荑花序类各目起源于金缕梅目;单子叶植物来源,类似现代睡莲目的祖先,并认为泽泻亚纲是百合亚纲进化线上近基部的一个侧枝。
克郎奎斯特系统接近于塔赫他间系统,在1981年修订的分类系统中,他把被子植物(称木兰植物门)分为木兰纲和百合纲,前者包括6个亚纲,64目,318科,后者包括5亚纲,19目,65科,合计11亚纲,83目,383科。克郎奎斯特系统的安排基本上和塔赫他间系统相似,但是个别分类单位的安排上仍然有较大的差异,如把大花草目从木兰亚纲移出,放在蔷薇亚纲檀香目之后;把木犀科从蔷薇亚纲鼠李目移出,放在紫菀亚纲玄参目内;把大戟目从五桠果亚纲分出,放在蔷薇亚纲卫矛目之后;把姜目从百合亚纲移出,独立成姜亚纲;把香蒲目从槟榔亚纲中移出,放在鸭跖草亚纲莎草目之后。另外,本系统简化了塔赫他间系统,取消了“超目”一级分类单元;把后一个系统的木兰亚纲和毛茛亚纲合并成木兰亚纲;科的数目有了压缩。
总之,克郎奎斯特系统在各级分类系统的安排上,似乎比前几个分类系统更为合理,科的数目及范围较适中,有利于教学使用。
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