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第八章 被子植物( Angiosperm ). 被子植物一词,早在 1732 年林奈就提到过,但林奈只是用以说明玄参科的种子生于蒴果内,区别于唇形科、紫草科的露出的小坚果的,而这 3 个科都是属于被子植物的。 直到 1851 年荷夫马斯特( Hofmeister )才第一次把被子植物单独列出来,并和裸子植物一起合称 显花植物( Phanerogam ) 。在这里,“显花植物”是一个广义的概念。 但是裸子植物的孢子叶球(球穗花)( strobilus )严格地说还不能看作真正的花,

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Angiosperm
第八章 被子植物(Angiosperm)

  • 被子植物一词,早在1732年林奈就提到过,但林奈只是用以说明玄参科的种子生于蒴果内,区别于唇形科、紫草科的露出的小坚果的,而这3个科都是属于被子植物的。

  • 直到1851年荷夫马斯特(Hofmeister)才第一次把被子植物单独列出来,并和裸子植物一起合称显花植物(Phanerogam)。在这里,“显花植物”是一个广义的概念。

  • 但是裸子植物的孢子叶球(球穗花)(strobilus)严格地说还不能看作真正的花,

  • 所以现在多数学者如哈钦森(J.Hutchinson,1926)、塔赫他间(A.Takhtajan,1968)、克朗奎斯特(A.Cronquist,1968、1981)等都采用狭义的“显花植物”概念,即有花植物(flowering Plant)或显花植物(anthophyta)都仅指被子植物,不包括裸子植物。

  • 被子植物因为有雌蕊,所以也称做雌蕊植物(gynoeciatae)与高等植物中具有颈卵器的其他类群相区别。


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第一节 被子植物的一般特征

  • 被子植物是植物界最高级的一类,自新生代以来,它们在地球上占着绝对优势。

  • 现知被子植物共1万多属,约20多万种,占植物界的一半,我国有2700多属,约3万种。

  • 被子植物能有如此众多的种类,有极其广泛的适应性,这和它的结构复杂化、完善化分不开的,特别是繁殖器官的结构和生殖过程的特点,提供了它适应、抵御各种环境的内在条件,使它在生存竞争、自然选择的矛盾斗争过程中,不断产生新的变异,产生新的物种。


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(一)具有真正的花

  • 典型的被子植物的花由花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群4部分组成,各个部分称为花部。

  • 被子植物花的各部在数量上、形态上有极其多样的变化,这些变化是在进化过程中,适应于虫媒、风媒、鸟媒、或水媒传粉的条件,被自然界选择,得到保留,并不断加强造成的。


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(二)具雌蕊

  • 雌蕊由心皮所组成,包括子房、花柱和柱头3部分。

  • 胚珠包藏在子房内,得到子房的保护,避免了昆虫的咬噬和水分的丧失。

  • 子房在受精后发育成为果实。果实具有不同的色、香、味,多种开裂方式;果皮上常具有各种钩、刺、翅、毛。果实的所有这些特点,对于保护种子成熟,帮助种子散布起着重要作用,它们的进化意义也是不言而喻的。


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(三)具有双受精现象

  • 双受精现象,即两个精细胞进入胚囊以后,

  • 1个与卵细胞结合形成合子,

  • 另1个与2个极核结合,形成3n染色体,发育为胚乳,幼胚以3n染色体的胚乳为营养,使新植物体内矛盾增大,因而具有更强的生活力。

  • 所有被子植物都有双受精现象,这也是它们有共同祖先的一个证据。


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(四)孢子体高度发达

  • 被子植物的孢子体,在形态、结构、生活型等方面,比其他各类植物更完善化、多样化

  • 有世界上最高大的乔木,如杏仁桉(Eucalyptus amygdalina Labill.),高达156米;

  • 有微细如沙粒的小草本如无根萍[Wolffia arrhiza(L.) Wimm.],每平方米水面可容纳300万个个体

  • 有重达25千克仅含1颗种子的果实,如王棕(大王椰子)[Roystonea regia(H. B. K. ) O. F. Cook];

  • 有轻如尘埃,5万颗种子仅重0.1克的植物如热带雨林中的一些附生兰;

  • 有寿命长达6千年的植物,如龙血树(Dracaena draco L.);

  • 有在3周内开花结籽完成生命周期的植物(如一些生长在荒漠的十字花科植物);

  • 有水生、砂生、石生和盐碱地生的植物;

  • 有自养的植物,也有腐生、寄生的植物。

  • 在解剖构造上,次生木质部有导管,韧皮部有伴胞;输导组织的完善使体内物质运输畅通,适应性得到加强。


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(五)配子体进一步退化(简化)

  • 被子植物的小孢子发育为雄配子体,大部分成熟的雄配子体仅具2个细胞(2核花粉粒),其中1个为营养细胞,1个为生殖细胞,少数植物在传粉前生殖细胞就分裂1次,产生2个精子,所以这类植物的雄配子体为3核的花粉粒。如石竹亚纲的植物和油菜、玉米、大麦、小麦等。

  • 被子植物的大孢子发育为成熟的雌配子体称为胚囊,通常胚囊只有8个细胞:3个反足细胞、2个极核、2个助细胞、1个卵。反足细胞是原叶体营养部分的残余。助细胞和卵合称卵器,是颈卵器的残余。

  • 由此可见,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简化。配子体的简化在生物学上具有进化的意义。


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第二节 被子植物的分类原则

  • 被子植物的分类,不仅把几十万种植物安在一定的位置上(纲、目、科、属、种),还要建立起一个分类系统,反映出它们之间的亲缘关系。

    • 首先是被子植物在地球上,几乎是在距今1.4亿年的白垩纪突然地同时兴起的,所以就难于根据化石的年龄,论定谁比谁更原始;

    • 其次是几乎找不到任何花的化石,而花部的特点又是被子植物分类的重要方面,这就使整个进化系统成为割裂的许多片段。人们还是根据现有资料进行了分类,并尽可能地反映出它的起源与演化关系。

  • 根据被子植物的化石,最早出现的被子植物多为常绿、木本植物,以后地球上经历了干燥、冰川等几次大的反复,产生了一些落叶的、草本的类群,由此可以确认落叶、草本、叶形多样化、输导功能完善化等是次生的性状。再者根据花、果的演化趋势,具有向着经济、高效的方向发展的特点,由此确认花被分化或退化、花序复杂化、子房下位等都是次生的性状。


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初生的、原始性状 次生的、进化性状

根 主根发达(直根系) 主根不发达(须根系)

茎 乔木、灌木 多年生或一、二年生草本

直立 藤本

无导管,有管胞 有导管

叶 单叶 复叶

互生或螺旋排列 对生或轮生

常绿 落叶

有叶绿素,自养 无叶绿素,腐生,寄生

花 花单生 花形成花序

花的各部螺旋排列 花的各部轮生

两被花 单被花或无被花

花的各部离生 花的各部合生

花的各部多数而不固定 花的各部有定数(3、4或5)

辐射对称 两侧对称或不对称

子房上位 子房下位

两性花 单性花

花粉粒具单沟 花粉粒具3沟或多孔

虫媒花 风媒花

果实 单果、聚合果 聚花果

蓇葖果、蒴果、瘦果 核果、浆果、梨果

种子 胚小、有发达胚乳 胚大、无胚乳

子叶二片 子叶一片


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  • 我们不能孤立地、片面地根据一二个性状,就给一个植物下一个进化还是原始的结论,这是因为:我们不能孤立地、片面地根据一二个性状,就给一个植物下一个进化还是原始的结论,这是因为:

  • (一)同一种性状,在不同植物中的进化意义不是绝对的

  • 如对于一般植物来说,两性花、胚珠多数、胚小是原始的性状,而在兰科植物中,恰恰是它进化的标志。

  • (二)各器官的进化不是同步的

  • 常可见到,在同一植物体上,有些性状相当进化,另一些性状则保留着原始性;而另一类植物恰恰在这些方面得到了进化,因而,不能一概认为没有某一进化性状的植物就是原始的,如对常绿植物与落叶植物的评价。


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第三节 被子植物的分类我们不能孤立地、片面地根据一二个性状,就给一个植物下一个进化还是原始的结论,这是因为:

  • 被子植物分为两个纲——双子叶植物纲(木兰纲)和单子叶植物纲(百合纲),它们的基本区别如下:

    双子叶植物纲 单子叶植物纲

    根 直根系 须根系

    茎维管柬成环状排列,有形成层 维管束成星散排列,无形成层

    叶 具网状脉 具平形脉或弧形脉

    花 各部分基数为4或5 各部分基数为3

    花粉粒具3个萌发孔 花粉粒具单个萌发孔

    胚 具2片子叶 具1片子叶


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  • 这些区别点只是相对的、综合的,实际上有交错的现象:这些区别点只是相对的、综合的,实际上有交错的现象:

    • (1) 一些双子叶植物科中有1片子叶的现象,如睡莲科、毛莨科、小檗科、罂粟科、胡椒科、伞形科、报春花科等。

    • (2) 双子叶植物中有许多须根系的植物,尤其在毛茛科、车前科、茜草科、菊科等科中为

    • (3) 毛茛科、睡莲科、石竹科等双子叶植物科中有星散维管束,而有些单子叶植物的幼期也有环状排列的维管束,并有初生形成层。

    • (4) 单子叶植物的天南星科、百合科等也有网状脉。

    • (5)双子叶植物的樟科、木兰科、小檗科、毛茛科有3基数的花,单子叶植物的眼子菜科、百合科有4基数的花。