第三节 被子植物分类的形态学基础知识 被子植物分类主要以形态特征为依据,尤其是花和果实的形态。 一、茎 茎的形态多样,因植物种类、生长环境、发育阶段等的不同,差异很大。 1.根据茎的性质分 1)木本植物:乔木、灌木、半灌木 2)草本植物:一年生草本、二年生草本、多年生草本
3)藤本植物:木质藤本、草质藤本 2.根据茎的生长习性分:直立茎、缠绕茎、攀缘茎、匍匐茎、平卧茎
2.叶 每种植物的叶常有一定的形状,也是分类的基础,并常以叶序、叶形、叶尖、叶基、叶缘、叶脉、托叶等为依据。 1)叶序:指叶在茎上排列的方式,常见的有:互生、对生、轮生、簇生。
2)叶形:主要根据叶片的长宽比而定,常见的有:针形、线形、剑形、披针形、卵形、圆形、椭圆形、菱形、心形、肾形、三角形、扇形等。
3)叶尖:指叶片先端约1/3的部分,常见的有:渐尖、 锐尖、尾尖、钝形、微凹、倒心形。 4)叶基:指叶片基部约1/3的部分,常见的有:心形、耳垂形、箭形、楔形、戟形、圆形、偏形。 渐尖 锐尖 尾尖 钝形 微凹 倒心形 心形 耳垂形 箭形 楔形 戟形 圆形 偏形
5)叶缘:指叶片边缘的形态,包括:全缘、锯齿、牙齿、钝齿、波齿。
6)叶裂:指叶片边缘的裂口形状,包括:浅裂、深裂、全裂。
7)脉序:指叶脉在叶片中的排列方式。 脉序 平行脉 直出平行脉 侧出平行脉 辐射平行脉 弧状平行脉 网状脉 羽状网脉 掌状网脉 叉状脉 射出脉
A.羽状网脉,B.掌状网脉C.直出脉,D.弧形脉,E.射出脉,F.侧出脉);G.叉状脉 叶脉的类型 A.羽状网脉,B.掌状网脉C.直出脉,D.弧形脉,E.射出脉,F.侧出脉);G.叉状脉
单叶和复叶 根据一个叶柄所生叶片的数目,植物的叶可分为两种类型: 单叶:在一个叶柄上有一个叶片的叶。 复叶:在一个叶柄上生有多个叶片的叶。依小叶片数与着生方式可分为:羽状复叶、 掌状复叶、三出复叶、单身复叶 单叶类型 复叶类型
二、花 (一)花序:花在花枝上的排列方式。按开花顺序,可分为两种。 无限花序:花轴下部的花先开,渐及上部,或由边缘开向中心。有总状花序、穗状花序、柔夷花序、肉穗花序、伞房花序、头状花序、隐头花序、圆锥花序。 有限花序:又叫聚伞花序。是指花序中最顶点或最中心的花先开,渐及下边或周围。有单歧聚伞花序、二歧聚伞花序、多歧聚伞花序、轮伞聚伞花序。
花序类型
(二)花冠类型 花瓣的离合情况、花冠筒的长短以及花冠裂片形态不同等因素造成花冠类型多样,常见的有:筒状花冠、漏斗状花冠、钟状花冠、高脚碟状花冠、轮状花冠、蔷薇状花冠、唇形花冠、舌状花冠、蝶形花冠、十字形花冠。
主要的排列方式有:镊合状、旋转状、覆瓦状。 (三)花瓣和萼片在花芽中的排列方式 主要的排列方式有:镊合状、旋转状、覆瓦状。 覆瓦状 旋转状 镊合状
(四)雄蕊类型 常见类型:离生雄蕊、单体雄蕊、二体雄蕊、多体雄蕊、聚药雄蕊、二强雄蕊、四强雄蕊。
雄蕊类型 A.单体雄蕊; B.二体雄蕊; C.多体雄蕊; D.二强雄蕊; E.四强雄蕊; F.聚药雄蕊
(五)花药着生方式 基着药、背着药、丁字着药、广歧药、全着药。
A-B.纵裂 C.横裂(木槿) D-E.孔裂 F-G.瓣裂 (六)花药开裂方式 主要开裂方式:纵裂、孔裂、瓣裂。 A-B.纵裂 C.横裂(木槿) D-E.孔裂 F-G.瓣裂
(七)雌蕊的类型 根据心皮数目和离合情况,有单雌蕊、离心皮雌蕊、复雌蕊。
(八)子房位置的类型 根据花托形态、子房和花托连合情况,子房位置有如下类型:上位子房(包括上位子房下位花和上位子房周位花)、半下位子房和下位子房。
(九)胎座式 胎座即胚珠在子房上着生的地方。因心皮数目和连合情况不同,而形成:边缘胎座式、侧膜胎座式、中轴胎座式、特立中央胎座式、基生胎座式、顶生胎座式。
(十)胚珠的类型 常见的胚珠类型:直立胚珠、倒生胚珠、弯生胚珠、横生胚珠。
花程式:用符号和数字来表明花各部分的排列、组成、位置及彼此关系的式子。 (十一)花程式和花图式 花程式:用符号和数字来表明花各部分的排列、组成、位置及彼此关系的式子。 花的组成、排列、位置与特定符号的对应关系表 花 被 花 萼 花 瓣 雄花 雌花 两性花 雄蕊群 P K C ♂ ♀ A 雌蕊群 辐射对称 左右对称 子房上位 子房半下位 子房下位 G * ↑ ♂ ♀
花图式:用来表明花各部分的排列、组成、位置及彼此关系的花的横切面简图。
果 实 单 果 肉质果: 浆果、核果、柑果、 瓠果、梨果 干 果: 裂果:荚果、蓇葖突果、角果、蒴果 闭果:瘦果、颖果、坚果、翅果分果 单 果 肉质果: 浆果、核果、柑果、 瓠果、梨果 干 果: 裂果:荚果、蓇葖突果、角果、蒴果 闭果:瘦果、颖果、坚果、翅果分果 聚合果:聚合蓇葖果、聚合核果、聚合瘦果、聚合坚果 复 果
1.单果 由一朵花中一个单雌蕊或复雌蕊参与形成的果实。单果在植物界很普遍。 (1)浆果 (berry)。由一个或几个心皮形成,含一粒至多粒种子。外果皮薄,中果皮、内果皮和胎座均肉质化;浆汁丰富。如番茄、葡萄、柿、茄等。
(2)核果 (drupe)。核果是具有坚硬内果皮的一类肉果,通常由单雌蕊发育而成,内含一粒种子。外果皮极薄,由表皮层和表皮下的几层厚角组织组成;中果皮厚,是内质的食用部分,全由薄壁细胞组成;内果皮是由石细胞构成硬核 ,如桃、梅、李、杏等的果实。 杏的果实 A.外果皮 B.中果皮 C.内果皮 D.种子 E. 子叶 F.败育种子
(3)柑果 (hesperidium) 由多心皮具中轴胎座的上位子房发育而成,它的外果皮厚,外表革质,内部分布许多油囊;中果皮较疏松,具多分枝的维管束(即桔络);内果皮膜质,分为若干室,向内产生许多多汁的汁囊,是食用的主要部分。
(4)瓠果 (pepo) 为瓜类所特有,由3个心皮组成,果实的肉质部分是由子房和花托共同发育而成的,因而是假果。南瓜、冬瓜等的食用部分为肉质的中果皮和内果皮,西瓜的主要食用部分为发达的胎座。
(5)梨果 (pome)。 梨果是由多心皮的下位子房和花托愈合发育而成的一类肉质假果。外面很厚的肉质部分是原来的花托,肉质部分以内才是果皮部分。外果皮和花托,以及和中果皮之间均无明显界限可分;内果皮木质化,较易分辨,如梨、苹果、山楂等的果实
2.干果 果实成熟时,果皮干燥,有的自行开裂,称为裂果 (dehiscent fruit);有的不开裂,称为闭果 (indehiscent fruit)。 (1)裂果类 ① 荚果 (legume)。由一个心皮发育而成。成熟时果皮沿背缝和腹缝两面开裂,如大豆、豌豆、蚕豆等。有些在自然情况下不开裂,如落花生、合欢的荚果;含羞草、决明、山蚂蝗等的荚果呈分节状,每节含一粒种子,成熟时分节脱落,这类果实称为节荚果。
②蓇葖果 (folicle)。 由一心皮或离生心皮发育而成,果实成熟时,沿腹缝线 (如牡丹、芍药、飞燕草)或背缝线开裂 (如木兰、辛夷)。
③ 蒴果 (capsule)。 由两个或两心以上合生心皮发育而成,每室含多数种子。蒴果是较普遍的一类果实,果实成熟时有几种裂开方式,常见的有室背开裂 ,即沿心皮的背缝裂开,如棉、百合等;室间开裂 ,即沿心皮相接处的隔膜裂开,如烟草、马兜铃等;室轴开裂 ,即果皮外侧沿心皮的背缝线或腹缝线相接处裂开,但中央的部分隔膜仍与中轴相连,如牵牛、曼陀罗;周裂 ,即果实中上部环状横裂成盖状脱落,如马齿苋、车前;孔裂 ,即果实成熟时,每一心皮顶端裂一小孔,以散发种子,如罂粟、虞美人、桔梗、金鱼草的果实。
核桃•蒴果 白芨•蒴果
④ 角果。 角果是十字花科植物特有的开裂干果,由二心皮的子房发育而来。子房一室,后来由心皮边缘合生处向中央生出假隔膜,将子房分隔为两室。果实成熟时,果皮沿两腹缝线裂成两片而脱落,只留假隔膜,种子附于假隔膜上。油菜、甘蓝、白菜的角果很长,称为长角果 (siligue);荠菜、独行菜的角果短阔,称为短角果 (silicle)
(2)闭果类: ① 瘦果 (achene)。 瘦果由1~3个心皮组成,内含一粒种子。成熟时,果皮革质或木质,容易与种皮分离。一心皮构成的瘦果如白头翁,二心皮瘦果如向日葵,三心皮瘦果如荞麦。
② 颖果 (caryopsis)。 颖果是禾本科植物特有的果实类型。果皮薄、革质,只含一粒种子,果皮与种皮紧密愈合而不易分离,如水稻、小麦、玉米等的果实。
③ 翅果 (samara) 翅果的果皮一部分延伸成翅状,有利于果实的散播,如榆、白蜡、槭、枫杨等的果实
④ 坚果 (nut) 坚果的果皮坚硬木质化,内含一粒种子。坚果外面常包有壳斗,壳斗是由原花序的总苞发育而成,如栗属和栎属的果实。通常,一个花序中仅有一个果实成熟;但也有两三个果实成熟的,如栗 。
⑤ 双悬果 (cremocarp) 双悬果由两个心皮的子房发育而成两室。果实成熟时,子房室分离成两瓣,分悬于中央果柄的上端,种子仍包在心皮中,果皮干燥,但不开裂,如胡萝卜、茴香的果实。
(二)聚合果 是由一朵花中许多离生雌蕊聚生在花托上,以后每一雌蕊形成一个小果,许多小果聚集在同一花托上,如莲、草莓、玉兰、八角、芍药、悬钩子等植物的果实 。
(三)复果 是由整个花序发育成的果实 (图4 - 55),也称聚花果 (collective fruit)或花序果。如菠萝的果实由许多花聚生在肉质花轴上发育而成;无花果的肉质花轴内陷成囊状,囊内壁上着生许多小坚果。