第五节 植物的类群
(一)植物分类的等级和基本单位 1.分类等级(阶层) 生物分类的等级有界、门、纲、目、科、属、种。 2、物种命名法 现代生物的命名,即世界通用的科学名称的命名,都是采用双名法。 所谓双名法是指用拉丁文给植物的种定名,每一种植物的学名,都由两个拉丁词或拉丁化形式的字构成,第一个词是属名,相当于“姓”;第二个词是种加词,相当于“名”。一个完整的学名还需要加上最早给这个植物命名的作者名。因此一个完整的学名为属名十种加词十命名人名。属名一般采用拉丁文的名词,书写时第一个字母要大写。种加词其来源不拘,大多为形容词,但不可重复属名。
3、植物分类的基本单位 在上述各个分类等级(阶层、单位)中,“种”是分类的基本单位。种是指有一定的自然分布区和一定的形态结构、生理特征的生物类群。同一种的各个个体具有基本相同的遗传性状,彼此杂交可以产生正常的能育后代。不同种的个体之间,通常不能杂交,或杂交后不能生育后代。这种现象又称为“生殖隔离”。它是我们判断两个生物同种还是不同种的标准。
(二)植物的类群 1.藻类植物 藻类是一群最原始的植物,大约在35~33亿年前,在地球的水体中出现了最早的藻类——原核蓝藻。目前地球上的藻类是一群大多生活在水中,具有叶绿素,营自养生活,没有根、茎、叶等器官的分化,用单细胞的孢子或配子进行繁殖的低等植物。
2、地衣植物 地衣是真菌和藻类的共生体,结构简单,没有根、茎、叶等器官。地衣的形态可分为3种类型:壳状、叶状和枝状。地衣能分泌地衣酸,使岩石表面变为土壤,而且抵抗不良环境条件的能力十分强,因此,地衣是植物界的“开路先锋”。主要代表有松萝等。可用于提取香料、染色剂和制造火药等。
3、苔藓植物 苔藓植物是从水生到陆生的过渡类型,为小型的多细胞绿色植物,大多适于生活在阴湿环境中。有的为叶状体,有的已有假根和类似茎、叶的分化,茎、叶和假根中均无输导组织。苔藓植物的生活史中具有明显的世代交替 。在其生活史中,配子体发达,孢子体寄生在配子体上。苔藓植物受精必须借助于水。由于苔藓植物有颈卵器和胚(又称为颈卵器植物或有胚植物)的出现,是高级适应性状,因此,苔藓植物属于高等植物。其主要代表植物有地钱和葫芦藓等。苔藓植物孢子体顶端产生孢子的膨大部分,一般呈球形、卵形或圆柱形 。称为孢蒴或孢子囊。有蒴盖、蒴壶和蒴台、蒴 齿、弹丝等结构。其中蒴齿、弹丝与孢子的弹出有关。
4、蕨类植物 蕨类植物是介于苔藓植物和种子植物之间的一大类群。该类植物也具有明显的世代交替现象。蕨类植物的孢子体发达,并且有根、茎、叶的分化,其中,叶有小型叶和大型叶、营养叶(进行光合作用)和孢子叶(产生孢子)之分 。其内部都有维管系统,木质部大多只有管胞,韧皮部主要含有筛胞,因此,蕨类植物与种子植物合称为维管植物。蕨类植物的配子体虽然不如孢子体发达,但也能独立生活。蕨类植物也具有胚,但不产生种子,而以孢子繁殖后代,蕨类植物的受精仍离不开水。因此,蕨类常生活在阴湿环境中,主要的蕨类植物有石松、卷柏、木贼、问荆、松叶兰、满江红等。
5、裸子植物 裸子植物是介于蕨类和被子植物之间的维管植物。其孢子体特别发达,具有真中柱,并生型维管束,有形成层和次生生长。木质部大多数只有管胞,极少数有导管。韧皮部中只有筛胞而无伴胞。其配子体完全寄生在孢子体上,受精已摆脱水的束缚。但仍保留着颈卵器。无真正的花,其胚珠裸露,传粉时,花粉粒可经珠孔直接进入胚珠。大多数裸子植物具有多胚现象,种子由种皮、胚和胚乳组成,它们分别由珠被、受精卵和大孢子发育而成。种子外没有真正的果皮包被。 具世代交替 (1)苏铁纲 木本、常绿叶,幼叶拳卷。铁树的精子具纤毛,长达0. 3毫米,是生物界中最大的精子。种子三层种皮,由珠被发育,是上一代孢子体(2N)部分;胚乳丰富,为雌配子体(N),胚为新一代的孢子体(2N)雏形。
(2)银杏纲 落叶乔木,叶具分叉脉序。种子被白粉(俗称白果),种皮三层(分别为肉质、骨质、纸质),胚乳肉质,胚小,子叶2片。精子具纤毛。本纲只有银杏一种,是著名的孑遗植物和活化石。 (3)松柏纲: 我国有松、杉、柏三科,另南洋杉科主产南半球热带与亚热带。精子无纤毛,孢子叶聚生成球果。种子有翅或无翅,种皮来自于珠被,属于老一代的孢子体,胚由受精卵发育,属于新一代的孢子体,胚乳丰富,来源于雌配子体(N)。 容易出错的名称: 名松而不属松科的:杉科的水松和金松、红豆杉纲罗汉松科的罗汉松、鸡毛松和陆均松。 名杉而不属于杉科的:松科的冷杉、云杉、银杉、铁杉、黄杉和油杉,南洋杉科的南洋杉、贝壳杉等还有红豆杉纲的三尖杉和红豆杉、白豆杉、穗花杉等。 名柏而非柏属的:竹柏属罗汉松科,卷柏属蕨类植物。
6、被子植物: ㈠被子植物与裸子植物比较有如下特征: (1)孢子叶(雄蕊和心皮)特化程度高,已不像叶子。 (2)胚珠包在子房中而不是裸露 (3)配子体更退化。 (4)传粉方式多样化 (5)双受精,胚乳是三倍性的,而裸子植物是单受精,一个精子退化,胚乳是单倍性的 (6)有果实,裸子植物没有果实。
(二)被子植物的主要类群 双子叶植物纲: 多为直根系,茎中具维管柱,叶具网状脉,胚 常具2片子叶,但也有一片子叶的如毛茛科等。 (1)木兰科:木本,单叶互生,托叶大,环状托叶痕,雄蕊与雌蕊均多数、离生、螺旋状排列。果实为聚合蓇葖果(一心皮一室,成熟时沿背或腹缝线开裂 ),少数为具翅坚果。种子大,胚小,胚乳丰富,常见有白玉兰、含笑、紫玉兰等。是被子植物中最原始的类群。 (2)毛茛科:草本,全株含生物碱,有毒。雄蕊与雌蕊均多数、离生、螺旋状排列。聚合瘦果或聚合蓇葖果。常见有毛茛、乌头。是被子植物中最原始的草本
(3)壳斗科(山毛榉科):常绿或落叶乔木,单叶互生,托叶早落。雄花多成柔荑花序(许多无柄或有短柄的单性花生于花序轴上,常于开花后,整个花序脱落),雌花1~3朵生于总苞内。果实为坚果全包或半包于壳斗(由总苞发育而成)内。壳斗为该科特有,种子无胚乳,子叶肥厚。常见板栗、山毛榉等。 (4)锦葵科:草本、灌木或乔木,韧皮纤维发达,单叶互生,托叶早落。果实有蒴果(如棉)或分果(果实成熟后,心皮分离,如锦葵) (5)葫芦科:草质藤本,有茎卷须,具双韧维管束(内外均为韧皮部,中间是木质部)。叶互生,花雌雄同株或异株,合瓣,稀离瓣,雄蕊三体,花药聚合或为三体,子房下位,侧膜胎座。果实为瓠果(浆果之一,花托与外果皮愈合,属假果,胎座发达),稀蒴果。南瓜,葫芦,黄瓜等。
(6)十字花科:草本,单叶,无托叶。十字花冠,四强雄蕊,蜜腺生于花托上,子房一室,被假隔膜分为假二室,横切面上有两个侧膜胎座。果实为角果(长角果和短角果)。种子无胚乳,胚弯曲。常见有油菜(长角果)、荠菜(短角果)、白菜、萝卜等 (7)蔷薇科:木本或草本。单叶或复叶,托叶有或无,花被与雄蕊基部常愈合,形成萼筒。①蔷薇亚科:草本或灌木,托叶发达,周位花,聚合瘦果或聚合核果。如玫瑰,月季②苹果亚科:木本,有托叶。子房下位,上位花,稀半下位,周位花。梨果。代表苹果和梨③梅亚科:木本,单叶,托叶小,核果。如桃李梅④绣线菊亚科:灌木,常无托叶,花筒浅杯状,周位花。聚合蓇葖果
8、豆目:木本或草本,常有根瘤。叶互生,叶枕(为叶柄基部特别膨大的部分)发达。花两性,常5基数,雌蕊1心皮。荚果。种子无胚乳,子叶发达。①含羞草亚科:木本,常为二回羽状复叶,花辐射对称,花瓣镊合状排列;头状花序,花基数为4。代表有台湾相思②苏木科:木本,一至二回羽状复叶,花冠假蝶形,雄蕊10,常离生。如紫荆③蝶形花科:木本或草本,羽状复叶或三出复叶,蝶形花冠,二体雄蕊,稀单体雄蕊或雄蕊离生。如各种豆类。
9、芸香科:木本,稀草本,含挥发油。常有透明油腺点,无托叶。花两性,稀单性。雄蕊常两轮,花盘发达生于雄蕊内侧。果实可为柑果,蒴果,核果,蓇葖果或分果。 常见有柑橘,花椒 10、茄科:草本或灌木,具双韧维管束。单叶或羽状复叶,无托叶。花两性,单生或为聚伞花序。花冠合瓣,具花盘。子房二室,或由假隔膜隔成3~5室,胚珠多数。浆果或蒴果,如茄子,马铃薯、番茄、辣椒、烟草、枸杞。
11、唇形科:芳香性草本,茎方形,单叶,无托叶。轮伞花序,花冠唇形,雄蕊4枚,2强,稀2枚。肉质花盘下位。子房上位,2心皮,四分子房。果实为分果。如益母草,鼠尾草。 12、木犀科:木本,叶对生,单叶或复叶,无托叶。圆锥花序或聚伞花序。浆果、核果、蒴果或翅果。如女贞、丁香。 13、菊科:草本,无托叶。头状花序,有总苞。花有三种类型:筒状花,舌状花或花异型(即两者都有。花冠合瓣,辐射对称或两侧对称。花药聚合,子房下位,基生胎座,胚珠1。连萼瘦果(属假果)。如向日葵、蒲公英。
单子叶植物纲: 1、禾本科:草本(禾亚科)或木本(竹亚科),秆有显著的节与节间,节间多中空。叶分叶鞘、叶片、叶舌和叶耳四部分。花被特化成浆片。小花由2稃片包裹。数朵小花组成小穗,每一小穗基部生2颖片。小穗为一穗状花序,小穗进进一步排成穗状、总状、圆锥状或指状。果实颖果。如玉米、水稻、小麦、竹等。 2、百合科:多为草本,具根状茎、鳞茎和球茎。整齐花,子房上位,稀半下位。蒴果或浆果。 常见有百合、葱、蒜等。 3、天南星科:有根状茎或块茎。花常恶臭,子房上位,果实浆果。如天南星,芋,马蹄莲等。
小结: 1、孢子植物:藻类、苔藓、蕨类 2、颈卵器植物:苔藓、蕨类 3、维管植物:蕨类、裸子植物、被子植物 4、低等植物(无胚植物):藻类 5、高等植物(有胚植物):苔藓、蕨类、裸子植物、被子植物。 6、隐花植物;同孢子植物 7、显花植物:同显花植物(即裸子植物和被子植物)
附双子叶植物各科特征: