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2012年4月20日星期五

叶

叶

植物的叶

一、叶的组成
一片完全的叶有三个部分组成,即叶片、叶柄、托叶。这三部分构成了一片完全的叶,但在我们所常见的植物中,它们的叶并非都具有这三者,不乏缺一、二的,最多是缺少托叶,其次是缺少叶柄。有趣的是还有缺少叶片的,如相思树,除幼苗时期外,全树的叶均无叶片,只剩下扩展成扁平状的叶柄。


1.叶片
叶片是叶的主体部分,通常为一绿色扁平体,两侧对称,有背腹之分。在叶片上有许多可供我们识别植物的特征,除了叶形、叶尖、叶基、叶缘以外,我们还应注意在叶片上的一些附属物,特别是各种形态的毛被。某些植物叶片的叶肉中有许多透明的油点,如芸香科植物都有这个特点,其中不同的种,它的油点大小,分布疏密均有所差异;有些植物的叶肉中则生有不透明的黑点;有些在叶片背面覆盖上一层白粉;有些在背面密被一片亮晶晶的小珍珠状的腺体。更多的是在叶的两面或仅在背面生有各种毛被,如柔毛、茸毛、硬毛、刺毛、鳞片状毛,或者有分枝的向四面辐射的星状毛等等。也有许多植物的叶片是光滑无毛、无任何附属物的。

2.叶柄
叶柄是叶片与茎的联系部分,位于叶片的基部,上端与叶片相连,下端着生在茎上。叶柄通常呈细圆柱形或扁平形或具沟漕。不同的植物,其叶柄的形状、粗细、长短都有所不同。有些叶柄长达一米以上,如棕榈;有些叶柄仍短,近乎无柄,如金丝桃;有结叶柄极粗壮,如白菜;有些叶柄细长并能卷缠它物,如女萎;有些叶柄局部膨大成气囊,如水葫芦。少数植物叶柄的着生方式很奇特,不是长在叶片其部,而是长在叶片背面中央,好像一把撑开雨伞的伞柄,这种称为盾状着生,如莲、千金藤。在同种植物中,当叶片长成后,叶柄的形态变化是不大的,长短虽有所不同,但总在某一幅度之内,因此,有时也用叶柄作为识别植物的特征之一。

3.托叶
托叶是大家所不注意,也不熟悉的部分。它通常着生在叶柄基部两侧,成对生长,也有着生在叶柄与茎之间。托叶的形状、大小因植物种类不同差异甚大,一般较细小。但托叶在区别各种植物中,常常是一个很重要的依据,比叶柄还显得重要些,在同一种植物的不同个体中,托叶的有无是极为一致的,其质地、形态也不会有多少变化。因此,对这小小的托叶我们要予以足够的重视。

在有些植物中,托叶的存在是短暂的,随着叶片的生长,托叶很快就脱落,仅留下一个不为人所注意的着生托叶的痕迹,这种情况称为托叶早落,如石楠的托叶。在托叶早落的植物中,有些托叶长成笔套状,套在顶芽上,当叶片长大托叶早落后,在幼枝上留下一个环状的痕迹。这个痕迹称托叶环,如玉兰、荷花玉兰的幼枝上即有许多托叶环,这个识别某些植物的重要依据。有些植物的托叶,能伴随叶片在整个生长季节中存在,这种情况称为托叶宿存,如龙芽草,在其叶柄基部有一对很大的托叶始终存在。也有些植物的托叶变得很细小,成针刺状,如六月雪的托叶即如此。有些植物的托叶变成薄膜状,包围在茎节的外面,这种托叶称为鞘状托叶,如桅子、水蓼。有的托叶还会演变为卷须,如菝葜,其托叶上端两侧变为两条细长的卷须,用以攀援它物,托叶除了早落、宿存两种情况外,还有第三种情况,那就是托叶根本不存在。在叶的生长过程中,托叶完全退化了,连痕迹也看不到。没有托叶的植物是相当多的,而且很一致的出现在许多大类群的植物中,因此,托叶的有和无,早落或宿存、大小和形态、质地以及托叶与叶柄结合的程度等等,都是识别植物中不可忽视的特征。   

二、叶片的形态   
叶片的形态包括整个叶片的外形,叶片尖端,叶片基部,叶片边缘等几个部分。   

1.叶形



叶形是指两个叶片的外形。不同的植物,叶形的变化很大,即使在同一种植物的不同植株上,或者同一植株的不同枝条上,叶形也不会绝对一样,多少还会有一些变化,但也不是说同一种植物的叶形是变化无究的,它的变化总还是在一定的范围内。常见的叶形有:
(1)针形 叶片细长,顶端尖细如针,横切面呈半圆形,如黑松;横切面呈三角形,如雪松。   
(2)披针形 叶片长约为宽4~5倍,中部以下最宽,向上渐狭,如垂柳;若中部以上最宽,向下渐狭,则为倒披针形,如杨梅。
(3)矩圆形 亦称长圆形。叶片长约为宽的3~4倍,两侧边缘略平行,如枸骨。
(4)椭圆形 叶片长约为宽的3~4倍,最宽处在叶片中部,两侧边缘呈弧形,两端均等圆,如桂花。
(5)卵形 叶片长约为宽的2倍或更少,最宽处在中部以下,向上渐狭,如女贞;如中部以上最宽,向下渐狭,则为倒卵形,如海桐。
(6)圆形 叶片长宽近相等,形如圆盘,如猕猴桃。
(7)条形 叶片长而狭,长为宽的5倍以上,两侧边缘近平行,如水杉。
(8)匙形 叶片狭长,上部宽而圆,向下渐狭似汤匙,如金盏菊。
(9)扇形 叶片顶部甚宽而稍圆,向下渐狭,呈张开的折扇状,如银杏。
(10)镰形 叶片狭长而少弯曲,呈镰刀状,如南方红豆杉。
(11)肾形 叶片两端的一端外凸,另一端内凹,两侧圆钝,形同肾脏,如如意堇。
(12)心形 叶片长宽比如卵形,但基部宽而圆,且凹入,如紫荆;如顶部宽圆而凹入,则为倒心形,如酢浆草。
(13)提琴形 叶片似卵形或椭圆形,两侧明显内凹,如白英。
(14)菱形 叶片近于等边斜方形,如乌桕。
(15)三角形 叶片基部宽阔平截,两侧向顶端汇集,呈任何一种三边近相等的形态,如扛板归。
(16)鳞形 专指叶片细小呈鳞片状的叶形,如侧柏。   
以上是几种较常见的叶形,除此以外还有剑形、锲形、箭形等。

其实在各种植物中,叶形远远不止这些,也不完全长得像上述那么典型,例如它即像卵形,又像披针形,因此只能称它为卵状披针形;有时它即像倒披针形,又像匙形,就称它为匙状倒披针形。   
在观察叶形时,要注意有些植物具有异形叶的特点,就是在同一植株上,具有二种明显不一致的叶形。如薜荔,在不开花的枝上,叶片小而薄,心状卵形;在开花的枝上,叶大呈厚革质,卵状椭圆形,两者大小相差数倍,但这两种叶都可出现在同一植株上。水生植物菱亦如此,浮于水面的叶呈菱状三角形,沉在水中的叶则为羽毛状细裂,两者相差悬殊。异形叶的现象出现在同一种的不同植株上,就比较麻烦,如柘树的雄株与雌株叶形不一,时常会被人误认为两种植物。

2.叶尖



叶尖是指叶片远离茎杆的一端,亦称顶端、顶部、上部。常见的有:

(1)卷须状 叶片顶端变成一个螺旋状的或曲折的附属物。
(2)芒尖 叶片顶端突然变成一个长短不等,硬而直的钻状的尖头。
(3)尾状 叶片顶端逐渐变尖,即长而细弱,形如动物尾巴。
(4)渐尖 叶片顶端尖头延长,两侧有内弯的边。
(5)锐尖 叶片顶端有一锐角形,硬而锐利的尖头,两侧的边直。
(6)骤尖 叶片顶端逐渐变成一个硬而长的尖头,形如鸟啄。
(7)钝形 叶片顶端钝或狭圆形。
(8)凸尖 叶片顶端由中脉向外延伸,形成一短而锐利的尖头。
(9)微凸 叶片顶端由中脉向外延伸,形成一短凸头。
(10)微凹 叶片顶端变成圆头,其中央稍凹陷,形成圆缺刻。
(11)凹缺 叶片顶端形成一个宽狭不等的缺口。
(12)倒心形 叶片顶端缺口的两侧呈弧形弯曲。
此外,还有截形、刺凸、啮断状等等。

3.叶基



叶基是指叶片靠近茎杆的一端,亦称基部、下部。常见的有下列几种:

(1)心形 基部在叶柄连接处凹入成一缺口,两侧各形成一圆形边缘。
(2)耳垂形 基部两侧各有一耳垂形的小裂片。
(3)箭形 基部两侧各有一向后并略向外的小裂片,裂片通常尖锐。
(4)楔形 叶片中部以下向基部两侧渐变狭,形如楔子。
(5)戟形 基部两侧各有一向外伸展的裂片,裂片通常尖锐。
(6)盾形 叶片与叶柄相连在叶片的中央,或在边缘以内的某一点上。
(7)偏斜 基部两侧大小不均衡。
(8)穿茎 基部深凹入,两侧裂片相合生而包围着茎部,好像茎贯穿在叶片中。
(9)抱茎 没有叶柄的叶,其基部两侧紧抱着茎。
(10)合生穿茎 对生叶的基部两则裂片彼此合生成一整体,而茎恰似贯穿在叶片中。 (11)截形 基部平截成一直线,好像被切去的。
(12)渐狭 基部两则逐渐内弯变狭,与叶尖的渐尖类似。

4.叶缘



叶缘即叶片上除了叶尖、叶基以外的边缘。叶缘的形态(图15)常见的有下列几种。
(1)全缘 叶缘完整无缺,光滑成一连线。
(2)齿牙状 叶缘具尖齿,但齿的两侧近等长,齿尖直指向外。
(3)锯齿状 叶缘有内、外角均尖锐的缺刻,缺刻的两边平直,而且齿尖向前。如缺刻较小,则称小锯齿;如齿尖有腺体,则称腺质锯齿。
(4)重锯齿状 叶缘上锯齿的两侧又有小锯齿。
(5)圆齿状 叶缘有向外突出的圆弧形的缺刻,两弧线相连处形成一内凹尖角。
(6)凹圆齿状 叶缘有向内凹陷的圆弧形缺刻,两弧线相连处形成一外凸的尖角。
(7)波状 顺缘起伏如浪波,内、外角都呈圆钝形。
(8)睫毛状 叶缘有细毛向外伸出。
(9)掌状浅裂 叶片具掌状脉,裂片沿脉间掌状排列,裂片的深度不超过1/2。
(10)掌状深裂 裂片排列形式同上,裂片深度超过1/2,但叶片并不因缺刻而间断。
(11)掌状全裂 裂片排列形式同上,裂片深达中央,造成叶片间断,裂片之间彼此分开。 (12)羽状浅裂 叶片具羽状脉,裂片在中脉两侧像羽毛状分裂,裂片的深度不超过1/2。 (13)羽状深裂 裂片排列形式同上,裂片深度同掌状深裂。
(14)羽状全裂 裂片排列形式同上,裂片深度同掌状全裂。

在识别植物时,在叶形、叶尖、叶基、叶缘这四者中,应该把更多的注意力放在叶缘上,因为叶缘与其他三者相比,它的性状显得尤为稳定。如黄檀小叶片的全缘,白栎叶缘波状,青冈栎叶缘二分之一以上才有锯齿,化香小叶边缘有重锯齿等等,都是极为稳定的。当然,并不是说叶缘的形态在一个种内就一成不变,少数的植物,尤其是在栽培植物中,也会有一些变化。如桂花叶缘有锐锯齿,但有些植株上的叶缘却近乎全缘;杨梅叶缘是全缘,但有时也会有锯齿,类似的情况,总的来说并不多见。相比之下,叶形的变化就多一些,在同一个种的不同植株上,甚至在同一植株的不同枝条上,其叶形也会有不少变化,相差甚大。如垂柳叶片的形态有矩圆形、披针形、倒卵形、倒卵状长椭圆形,还有宽椭圆形等。同一种植物,具有二、三种叶形是很普通的,尤其在萌生枝条上生长的叶片,与正常枝条上的叶形往往相差甚大。


三、叶序   

叶在茎上排列的方式称为叶序。植物体通过一定的叶序,可以使叶片均匀地、有规律地向四面分布,使枝叶充分地照到阳光,有利于光合作用的进行。叶序的类型主要有:

1.簇生
凡是2片或2片以上的叶着生在节间极度缩短的茎上,外观似从一点上生出,称为簇生,如马尾松是2条针形叶一簇,白皮松是3条针形叶一簇,银杏、雪松是多枚叶片一簇。

2.套折
叶片左右着生,排成两列,但节间极不发达,而使叶集中在基部,恰如从根上生出,而各叶由外向内叶基部依次套抱,如茑尾、蝴蝶花。
3.互生
凡是在茎的每一节上着生一片叶的称为互生,如樟、向日葵。如果每一节上的叶片,各自向左右两侧展开成一平面,则称为叶两列互生,如杉、香榧侧枝上的叶。


4.对生
凡是在茎的每节上,相对着生两片叶的,称为对生,如女贞、石竹。同互生叶序一样,在对生叶序的每一节上,两片叶均左右展开成一平面,称两列对生,如金钟花。在对生叶序中,上一节的对生叶向左右展开,下一节的对生叶向前后展开,上下两对叶呈十安形交叉,称为交互对生,如女贞。

5.轮生
凡是在茎的每一节上,着生3片或更多片叶的称为轮生,如夹竹桃为3叶轮生,百部为4叶轮生,七叶一枝花为5~11叶轮生。


此外,在草本植物中,还有一种称为基生,这是指茎极度缩短,其叶恰如从根上成簇生出,如蒲公英、车前。在一些草本植物中,如金盏菊、荠莱,开始只长基生叶,要开花时,地上茎才向生长,茎上有互生的叶片,这种植物就有基生叶和茎生叶两种情况。蒲公英、车前除了基生叶外,永不长茎生叶。

叶序是植物所具有比较明显而又稳定的特征,是经常被用作识别植物的重要标志之一。在所有的种子植物中,多数植物具有互生叶序,这是最普遍的一种类型,少部份是对生叶序,轮生叶序更少。在各种植物中,绝大多数植物具有一种叶序,但也有数植物会在同一植物体上生长两种叶序类型,如圆柏、桅子有对生和三叶轮生两种叶序;紫薇、野老鹳草有互生和对生两种叶序;最有趣的是金鱼草,在一个植株上,甚至可以看到互生、对生、轮生三种叶序。   

四、叶脉和脉序

1.叶脉
叶脉就是生长在叶片上的维管束,它们是茎中维管束的分枝。这些维管束经过叶柄均匀地分布到叶片的各个部份。位于叶片中央较粗壮的一条脉叫中脉或主脉。在中脉两侧第一次分出的脉叫侧脉,联结各侧脉间次级脉叫小脉或细脉。
2.脉序
脉序是指叶脉在叶片上分布的形式。脉序的主要类型有三种:

(1)网状脉

叶片上的叶脉分枝,由细脉互相联结形成网状,称网状脉。如主脉明显,侧脉羽状排列,并几达叶缘,则称羽状网脉,如女贞、垂柳。如由主脉的基部同时产生多条与主脉近似粗细的侧脉,其间再由细脉形成网状,就称为掌状网脉,如麻、八角金盘等。如从主脉基部两侧只产生一对侧脉,这一对侧脉明显比其他侧脉发达,这种称三出脉,如山麻杆、朴树等;当三出脉中的一对侧脉不是从叶片基部生出,而是离开基部一段距离才生出时,则称为离基三出脉,如樟。由于三出脉、离基三出脉中的细脉都形成网状,所以它们都属于网状脉类型。


(2)平行脉

叶片上的中脉与侧脉、细脉均平行排列或侧脉与中脉近乎垂直,而侧脉之间近于平行,这些都称为平行脉。如果所有叶脉都从叶基发出,彼此平行直达叶尖,细脉也平行或近于平行生长,这种则称为直出平行脉。如麦冬、莎草等;如所有叶脉都从叶片基部生出,则彼此之间的距离逐步增大,稍作弧状,最后距离又缩小,在叶尖汇合,这种则称为弧形平行脉,如紫萼、玉簪等;如所有叶脉均从叶片基部生出,以辐射状态向四面伸展,这种则称为射出平行脉,如棕榈;如侧脉垂直或近于垂直主脉,侧脉之间彼此平行直达叶缘,这种则称为侧出平行脉,如芭蕉、美人蕉等。


(3)叉状脉

叶片上的叶脉无中脉、侧脉之分。叶脉从叶基生出后,均呈2叉状分枝,特称叉状脉。这种脉序形式在种子植物中极少见,仅在银杏中出现。


羽尖脉、平行脉这两大脉序类型,对于识别植物具有重要意义,因为所有种子植物,除了银杏属于叉状叶脉以外,不是网状脉就是平行脉,网状脉基本上属双子叶植物所具有的特征,平行脉则属单子叶植物所具有的特征,除了个别有例外,其他都如此。 脉序的形式,在植物体的各种性状中,属比较保守的性状,几乎不受环境或其他因素的影响而改变,而且在一个大类群的成员中,其脉序的细微特征也相当一致。因此在识别植物时,脉序是一个很有价值的表征依据。如侧脉与主脉的夹角大小、侧脉的数目、侧脉是否直达叶缘、或者伸出叶缘之外、或者未达叶缘即变曲、末端是否相互连结、叶脉在叶面上是否突起还是下陷、是主脉突起侧脉下陷还是侧脉突起主脉下陷、或全部突起、或全部下陷、叶片背面的情况如何等等

五、单叶和复叶


1.单叶
叶片是一个单个的称单叶。单叶如具叶柄,则在叶柄上只着生一片叶片,叶柄的另一端着生在枝条上,叶柄与叶片间不具关节。它是植物中最普遍的一种叶型。

2.复叶
有两片至多片分离的小叶片,共同着生在一个总叶柄或叶轴上,这种形式的叶称为复叶。复叶中的每一片小叶如具有叶柄,则称为小叶柄。这小叶柄的一端着生在一片小叶上,另一端着生在总叶柄或叶轴上,而绝不会着生在枝条上,如果没有小叶柄,则小叶直接着生在叶轴或总叶柄上,只有总叶柄才着生在枝条上。

复叶有下列几种:
(1)羽状复叶
小叶在叶轴的两侧排列成羽毛状称为羽状复叶。在羽状复叶中,如果叶轴顶端只生长一片小叶,称为奇数羽状复叶或单数羽状复叶,如槐树;当叶轴顶端着生两片小叶时,称为偶数羽状复叶或双数羽状复叶,如无患子。在羽状复叶中,如果叶轴两侧各具一列小叶时,称为一回羽状复叶,如槐树;如叶轴两侧有羽状排列的分枝,在分枝两侧才着生羽状排列的小叶,这种称为二回羽状复叶,如合欢;以此类推,可以有三回以至多回羽状复叶。根据以上情况,说得确切些,就可以把槐树叶称为一回奇数羽状复叶,无患子叶称为一回偶数羽状复叶,合欢叶为二回偶数羽状复叶。
在羽状复叶中,如果其小叶大小不一,参差不齐,或大小相间,则称为参差羽状复叶,如番茄、龙芽草等。

(2)掌状复叶
在复叶上没有叶轴,小叶排列在总叶柄顶端的一个点上,以手掌的指状向外展开,称为掌状复叶,如木通、五加,是五小叶的掌状复叶。羽状复叶和掌状复叶的区别,除了小叶的排列方式不一以外,另一个明显区别是前者有叶轴,后者没有叶轴。

(3)三出复叶
在总叶柄顶端只着生三片小叶,称为三出复叶。如果三片小叶均无小叶柄或有等长的小叶柄,则称为三出掌状复叶,前者如酢浆草,后者如白车轴草;如果顶端小叶柄较长,两侧的小叶柄较短,就称为三出羽状复叶,如鸡眼草。

(4)单身复叶
在三出复叶中,由于侧生二小叶退化掉,仅留下一枚顶生的小叶,看起来似单叶,但在其叶轴顶端与顶生小叶相连处有一关节,这处特殊的复叶称单身复叶,如桔。在单身复叶中,叶轴的两侧通常或大或小向外作翅状扩展。

在识别植物时,单叶和复叶是经常首先应用的特征。判断时,关键是要正确判断叶轴和枝条或者总叶柄和枝条。它们差别的关键所在是叶轴或总叶柄的顶端没有芽,而小枝的顶端具顶芽。发我们能确定它是叶轴或总叶柄时,着生在它上面的不管有多少小叶,它都是一片复叶;当我们确定它是枝条时,着生在它上面的每一片叶,都是一片单叶。此外,作为复叶中的每一片小叶,它的叶腋内是不会长腋芽的,腋芽只出现在叶轴或总叶柄的腋内,而作为单叶的每一片叶腋中均有腋芽。在落叶时,作为复叶,它的叶轴与总叶柄是会脱落的,而在枝条上的单叶,当单叶脱落后,枝条一般并不随它而脱落。
  

2012年4月19日星期四

茎

植物的茎





茎是高等植物长期适应陆地生活过程中,所形成的地上部分器官,一般它具有向地上生长的习性。茎的下部连接根,在茎上有节和节间,在节上生叶和开花、结果。茎的顶端有芽,称顶芽,侧面的芽称侧芽。茎的主要功能是起输导作用和支持作用,通过茎能把根所吸收的物质,输送到植物体的各个部分,同时也能把植物在光合作用过程中的产物,输送到植物体所需的各个地方。茎也起着支持作用,支撑植物体的叶、花、果实向四面空间伸展,支持植物体对风、雨、雪等不利自然条件的抵御。此外,茎也有贮藏和繁殖作用。

茎的形态是多种多样的,有粗有细,有长有短,变化很大,高的150余米,直径粗达10米以上;低的只有几厘米;长的可达200~300米,没有茎的植物却是极为罕见的。通常所说“无地上茎”,实质是地上茎极短或极不明显,而决不是没有地上茎。茎的横切面多数呈圆形,可是有些植物,它们的茎却呈四方形,如蚕豆、金钱草等草本植物;少数植物的茎呈扁平状,如仙人掌、竹节蓼。在任何植物的茎上,都可以看到有节,这一点至关重要,是茎最本质的特征。节,在某些植物的茎上很明显,如毛竹、玉米、甘蔗。在这些植物的茎上,每隔一定距离,都可以看到有一环一环的突起,这就是节。这些节在幼小的茎上和老茎上始终都很明显。但是有相当数目的植物,其茎上的节并不像上述几种植物那样清楚,特别是在老茎上,更看不出何处是节。如我们所熟悉的悬铃木、樟树,它们茎杆上的节就不明显,甚至根本看不出。在这种情况下,我们可以根据什么地方长叶,来确定什么地方就是节,因为叶是生长在节上的。这样在悬铃木、樟树着生叶片的枝条上,它的节就很清楚了,但在叶片已脱落的老茎上,它的节就不清晰了。节与节之间称为节间。节间有长有短,即使在同一植株的不同生长期,节间的长短也会有所变化。极短的节间使整个茎缩成一扁盘状,外观看上去似乎没有茎,如洋葱茎的节间极短,节非常靠近,茎就显得非常之短。

茎的分类

茎的类型大体上可以从茎的质地,茎的生长方式,茎的变态三个方面来划分。
一、按照茎的质地来划分,有木质茎、草质茎。

1.木质茎
在茎的内部构造中,木质化细胞很多,茎的质地坚实而通常较为高大,称为木质茎。凡具木质茎的植物称木本植物。木本植物全是多年生植物。一般都能生长几十年至上百年。甚至上千年。它在整个生活期中,不论是地上部分或地下部分,都不会全部枯死。
在识别植物时,常用到“枝条”或“小枝”这一名称,枝条或小枝就是指木质茎的幼小部分。对于各种植物的枝条和小枝我们都应该充份地加以注意,因为在枝条上可以表现出许多比较稳定的特征。而这些特征,有助于我们区别两个相似的植物。例如小枝的形状是圆的还是呈四方形的,小枝的表面有纵行排列的浅沟还是有明显的木栓质翅等等,这些都是很稳定而清楚的特征。有些植物的小枝的节旁有一个环纹,如玉兰、荷花玉兰;有些小枝上有二个很靠近的圆环,如青榨槭;有时小枝的顶端没有顶芽,而变成一尖尖的刺,如石榴,还有许多植物的小枝外表,覆盖有各式各样的毛,这对于识别植物也是很有帮助的。必要时还需把小枝纵向切开。因为一般的小枝中心有一松软的髓,但在某些植物的小枝中却是空的,如溲疏、金银花;另一些植物小枝的中心不空也不实,却生有许多片状的横隔,如金钏花。

2.草质茎 
在茎的内部构造中,没有或极少有木质化细胞,茎杆柔弱,常保持绿色,称为草质茎。凡具有草质茎的植物称为草本植物。草本植物的茎不会长得很粗,寿命也较短,一般是一年生、二年生,少数是多年生。

二、按照茎的生长方式来划分,有直立茎、缠绕茎、攀缘茎、斜倚茎、斜升茎、平卧茎及匍匐茎等七种。(初中生物课本内,已经把斜倚茎、斜升茎、平卧茎及匍匐茎合并为匍匐茎一种来解说。)

1.直立茎
茎干垂直地面向上直立生长的称直立茎。大多数植物的茎是直立茎,在具有直立茎的植物中,可以是草质茎,也可以是木质茎,如向日葵就是草质直立茎,而榆树则是木质直立茎。

2.缠绕茎
这种茎细长而柔软,不能直立,必须依靠其他物体才能向上生长,但它不具有特殊的攀援结构,而是以茎的本身缠绕于它物上。缠绕茎的缠绕方向在每一种植物中是固定的,有些是向左旋转(即反时针方向)如牵牛、茑萝;有些是向右旋转(即顺时针方向)如忍冬;也有些植物的缠绕方向可左可右,如何首乌。

3.攀援茎
这种茎细长柔软,不能直立,唯有依赖其他物体作为支柱,以特有的结构攀援结其上才能生长。根据攀援结构的不同,可分为以卷须攀援的,如丝瓜、葡萄;以气生根攀援的,如常春藤;以叶柄的卷曲攀援的,如威灵仙;以钩刺攀援的,如猪殃殃;还有以吸盘攀援的,如爬山虎等几种情况。   
在少数植物中,茎即能缠绕,又具有攀援结构,如葎草。它的茎本身能向右缠绕于它物上,同时在茎上也生有能攀援的钩刺,帮助柔软的茎向上生长。

4.匍匐茎
茎细长柔弱,平卧地面,蔓延生长,一般节间较长,节上能生不定根,这类茎称匍匐茎,如蛇莓、番薯、狗牙根等。有少数植物,在同一植株上直立茎和匍匐茎两者兼有,如虎耳草、剪刀股。在这种植物体上,通常主茎是直立茎,向上生长,而由主茎上的侧芽发育成的侧枝,就发育为匍匐茎。有些植物的茎本身就介于平卧和直立之间,植株矮小时,呈直立状态,植株长高大不能直立则呈斜升甚至平卧,如酢浆草。


5.斜升茎
茎的质地、粗细不一,可为草本,亦可木本,植株幼时茎不完全呈直立状态,而且偏斜而上,但决不横卧地面,随植株生长而茎的上部逐渐变直立,故长成后植株下部呈弧曲状,上部呈直立状,如草本植物的酢浆草,木本植物的山黄麻。

6.斜倚茎
茎通常为草质,基部斜倚地面,但不完全卧倒,上部有向上生长的倾向,但决不直立,整个植株呈现近地面生长向四周扩展的状态。这种类型的植物,在生长密集的情况下,可发育为斜升茎状态。这种类型的植物,在生长密集的的情况下,可发育为斜升茎状态,在植物生长较稀疏时,则植株斜倚于地表。如扁蓄、马齿苋等。

7.平卧茎
茎通常草质而细长,在近地表的基部即分枝,平卧地面向四周蔓延生长,但节间不甚发达,节上通常不长不定根,故植株蔓延的距离不大,如地锦、蒺藜等。

三、按照茎的变态来分,有茎卷须、茎刺、根茎、块茎、鳞茎、球茎等。 所谓变态,就是不同于正常工作的状态。有些植物的茎在长期适应某种特殊的环境过程中,逐步改变了它原来的功能,同时也改变了原来的形态,比较稳定地长期保持下去,这种和一般形态不同的变化称为变态。有些变态的茎变化得非常奇特,以至在外形上几乎无从辩认。下面是几种常见的变态茎。


变态茎

变态茎(modification of stem) 由于功能改变引起的形态和结构都发生变化的茎。茎变态是一种可以稳定遗传的变异。变态茎仍保留着茎所特有的特征:如有节和节间的区别,节上生叶和芽,或节上能开花结果。可分为地上变态茎和地下变态茎两大类。


地上变态茎






1、叶状茎/枝
  茎扁化变态成的绿色叶状体。叶完全退化或不发达,而由叶状枝进行光合作用。如昙花、令箭、文竹、天门冬、假叶树和竹节蓼等的茎,外形很像叶,但其上具节,节上能生叶和开花。
  
2、茎刺
  在植物的茎节上,长出的枝条发育成刺状,称为茎刺,具有保护功能。茎刺有分枝和不分枝两种,前者如皂荚,后者如枸桔、山楂。 在许多植物体上都可以看到刺,刺的形态、质地、着生的部位,常常为我们提供了识别植物的有用的依据。植物体上的刺,大体上有三类,一是茎刺,二是皮刺,三是托叶刺,三者的形态、质地、着生部位都有所不同。茎刺来源于枝条,质地坚硬,呈木质,不易折断和剥落,着生位置始终在节上;皮刺来源于植物体的表皮,质地较软,呈草质,易于剥,易于剥落,着生位置不固定,在茎上、叶片上、叶柄上都可出现;托叶刺则来源于托叶,由托叶演变而来,质地不一,但着生位置基本上都在叶柄的基部,常成对出现。正确区分上述三种刺是识别的植物的重要前提。 
  
3、茎卷须
  在植物的茎节上,不是长出正常的枝条,而是长出由枝条变化成可攀援的卷须,这种器官称为茎卷须。如黄瓜和南瓜的茎卷须发生于叶腋,相当于腋芽的位置,而葡萄的茎卷须是由顶芽转变来的,在生长后期常发生位置的扭转,其腋芽代替顶芽继续发育,向上生长,而使茎卷须长在叶和腋芽位置的对面,使整个茎成为合轴式分枝。常见的茎卷须中,有分枝和不分枝的两种情况。有一种很特殊的形态,就是在卷须分枝的末端,膨大而成盘状,可分泌粘质,成为一个个吸盘,粘附于它物上,使植物体不断向上生长,如爬山虎。
  
4、肉质茎
  由茎变态成的肥厚多汁的绿色肉质茎。可行光合作用,发达的薄壁组织已特化为贮水组织,叶常退化,适于干旱地区的生活。如仙人掌类的肉质植物,变态茎可呈球状、柱状、或扁圆柱形等多种形态。

地下变态茎
  




1、根状茎
  根茎或称根状茎,是某些多年生植物地下茎的变态,其形状如根,称为根茎,如芦苇、莲、毛竹都有发达的根茎。习称的“芦根”就是芦苇的根茎,藕就是莲的根茎,竹鞭就是竹的根茎。尽管不同的植物根茎形态各异,但它们都具有一些共同的特征。首先根茎都是长在地下,以水平横向的方式生长,其次在根茎上可以看到茎的基本形态特征,就是有节,节间,在节上也长叶,在叶腋中同样也生有侧芽。节上往往还有退化的鳞片状叶,呈膜状,同时节上还有不定根,营养繁殖能力很强。如竹类、鸢尾、白茅和蓟等。
根茎的节通常是很明显的,如藕、黄精,它们的节间呈肥厚肉质;有些植物的根茎节间细长,如芦苇、白茅。在根茎上所生长的叶,其形态与正常的叶不一样。通常呈薄膜状或鳞片状,不呈绿色,包围在节上。在根茎的顶端生有顶芽,能不断向水平方向生长;在侧面有侧芽,冬笋就是毛竹根茎上的侧芽。



2、块茎
  某些植物地下茎的侧枝末端膨大,形成一短粗块状体,这种生长的地下呈球形、椭圆形或不规则块状的变态茎称为块茎,如马铃薯的薯块。它们的贮藏组织特别发达,内贮丰富的营养物质。菊芋的地下茎也会膨大成块茎,俗称“洋生姜”。在块茎上同样可能看到茎的特点,如有节、节间、退化的小叶,以及顶芽、侧芽等。从发生上看,块茎是植物茎基部的腋芽伸入地下,先形成细长的侧枝,到一定长度后,其顶端逐渐膨大,贮积大量的营养物质而成。如马铃薯块茎,顶端有一个顶芽,节间短缩,叶退化为鳞片状,幼时存在,以后脱落,留有条形或月牙形的叶痕。在叶痕的内侧为凹陷的芽眼,其中有腋芽1至多个,叶痕和芽眼在块茎表面相当于茎上节的位置上呈规律地排列,两相邻芽眼之间,即节间。
如果我们在一块放置比较久的马铃薯块上仔细地观察,可以在它上面看到许多凹穴,在一侧许多凹穴的中心有一个芽,这就是顶芽,其周围许多凹穴中生有多个侧芽;在凹穴的稍下侧有一半圆形横脊,这就是节,在新鲜的薯块上,横脊上可看到有一细小的鳞片状叶。 块茎与块根常常使初学者混淆不清,其实只要运用根和茎的区别,观察一下有没有节和侧芽,在节上有没有退化的叶,就可以很容易把两者区别开来。
除马铃薯和菊芋外,甘露子(草石蚕)等也有块茎。


3、球茎
  由植物主茎基部膨大形成的球状、扁球形或长圆形的变态茎,称为球茎,如荸荠、慈菇、芋艿。观赏植物唐菖蒲和药用植物番红花具比较典型的球茎。节与节间明显,节上生有退化的膜状叶和腋芽,顶端有较大的顶芽。从发生上看,有些球茎,如荸荠、慈菇等是由地下匍匐枝(侧枝)末端膨大形成的。球茎内都贮有大量的营养物质,供营养繁殖之用。球茎是块茎与鳞茎之间的中间类型,外形似鳞茎,结构近似块茎,常有发达的顶芽,节和节间明显可辩,并具腋芽,鳞叶稀疏而呈膜状。通常球茎全部埋于泥中。
球莖甘藍
芋头
4、鳞茎
  某些植物的茎变得非常之短,呈扁圆盘状,外面包有多片变化了的叶,这种变态的茎称为鳞茎,如洋葱、大蒜、百合等。上述三种植物都具有鳞茎,但这三种鳞茎的构造又稍有不同。洋葱的鳞茎四周是一层层套叠的肉质鳞叶,把扁平状高度压缩的茎紧紧地围起来,外侧有几片薄膜干枯的鳞片,是地上叶的叶基。地上叶枯死后,叶片基部干枯呈膜质,包在整个鳞茎的外面。大蒜在成熟后,鳞茎(即食用的大蒜头)的底部因木质化而变得紧硬起来,外围的膜质叶基干枯而无食用价值,主要起保护作用。膜质叶间的腋芽却充分地生长起来,显得肥厚而呈肉质,即食用的大蒜瓣。百合的鳞茎由许多半月形的肉质鳞片相互覆盖在缩短了的茎上而形成。显然鳞茎的形态各有不同,但都可能在它们上面看到茎的特点,有节,有缩短了的节间和叶片。

2012年4月15日星期日

变态根

形形色色的变态根






植物为了适应特殊生活方式或特殊环境,它们的根、茎、叶的形状、结构和用途常常会发生很大变化,这种变化属于变态。这些可能是位置上的变化、生长方式的变化、生长位置的变化或者形态上发生的变化等。而发生变态的根,则是十分有趣的。


a)支柱根
玉米茎秆下部节上生出的那些结实粗壮的支柱根就属于变态根。它们斜斜地插入土中,就象给玉米打上了许多支撑,这样就帮助玉米起到稳固茎秆的作用。它可以帮助支撑植株。如榕树、橡胶树、林投的气生根一直长到地面,也可以 成为支柱根。支柱根一方面协助支撑植物,一方面可使植物的枝叶向四周扩展, 而这正是热带植物扩张地盘的武器。



b)板根
板根是热带雨林中某些树木的奇异特征。象麻楝树、香龙眼、臭楝等,树干高大,在它们树干基部,从各侧向四周长出板子一样的部分,这就是板根。由数根基部长出高高的板状根,可协助支撑身体,增加稳固性,也可在排水不良 的地面帮助呼吸。板根可以使树干长得更加牢固。每块板根可高达3—8米,俨然如一堵堵墙壁,真可谓根中之奇。许多热带雨林植物都具有板根,如面包树、银叶板根。


c)气生根
一些热带植物(如兰花,凤梨)的根不长在土中,而附生在大树干或其他物体上,它们长出的气生根形如一把胡须,完全暴露在空气中,以吸收大气中的微细的水滴和空气中飘来的一点点尘土或枯枝烂叶的分解物生活。


榕树的气生根,它是由榕树树干上垂挂下来的大大小小圆柱状的不定根。它们有的悬在半空,有的下地入土,由于这些气生根入土后又起了支持作用,因此榕树树冠广为发展,形成“独木成林”的壮观场面。中国广东新会有个“小鸟天堂”的小岛,就是由单一榕树在岛上形成的鸟类的天堂。世界上最大的两株榕树,一株在孟加拉国国的杰索尔地区,其树冠盖地达40多亩,树龄900岁;另一株在印度加尔各达植物园,树冠也广及20亩,树龄为200岁。




d)附生根
常春藤的攀缘根,为了适应登高的需要,它的根还能分泌出一种很粘的胶状物使根在墙上或树上粘得十分牢固,藉此爬上树或墙壁。这些都是变态根。



e)贮藏根
根的一部分或全部因贮藏营养物质而肉质肥大,是植物最常见的变态根。依据其来源及形态的不同又可分为肉质直根(fleshy tap root)和块根(root tuber)。肉质直根主要由主根发育而成,一般同连接其上的肥大的下胚轴共同构成一个肉质结构。如甘藷、大丽花、萝卜、胡萝卜。

1、肉质直根:由下胚轴和主根发育而来,植物的营养物质贮藏在根内以供抽茎开花时用。(形成原因:根的增粗主要是在次生生长以后,木质部或韧皮部的薄壁细胞恢复分裂能力成为副形成层,由副形成层产生三生木质部和三生韧皮部。)
2、块根:由不定根或侧根发育而来,根的细胞内也贮藏了大量淀粉等营养物质,增粗过程也出现三生结构。




f)呼吸根
生长在淤泥或沼泽地区的植物,由于有一部分植物体埋在泥泞中,吸收氧气有困难,因而常常有一些根向上生长露在空气中,形成特殊的呼吸根。在印度、马来西亚和我国海南岛有淤泥的海岸上生长的海桑树,树干附近地面长出许多象竹笋一样的根就是呼吸根。还有湖泊岸边落羽杉树附近地面冒出的那些圆圆的象膝盖一样的根,也是呼吸根。呼吸根顶端松软有孔,内有发达的气道,利于空气的流通和贮存。其他如海茄苳、水笔仔、林投等都从主根上长出呼吸根。



g)寄生根
寄生植物菟丝子的吸根(或叫吸器),外形如同一个个小突起的“疖”,只要这种“疖”一与寄主的茎、叶接触,它们就会伸入寄主体内吮吸寄主的营养,过不劳而获的生活。所以,这种根又叫做寄生根。其他还有槲寄生、无根藤等。





h)其他变态根
  除了这些较为奇特的变态根之外,豆类植物根上的根瘤也算是一种变态根。根瘤是根瘤菌侵入豆类植物根上以后而形成的。根瘤菌由豆科植物提供水分和营养,它以合成的氮素供植物需要,二者过着共生生活。


  还有如在墨西哥荒漠中有一种葫芦科植物笑布袋,学名是Ibervillea sonorae,它的根有一部分露在地面,形状变得象个扁水壶,里面含有很多水分,因此可以耐旱。这种带“水壶”的根,应算是植物为适应干旱,根发生变态的一个十分有趣而又特殊的例子。
  
正如植物的其他部分发生的变态一样,根的这些异常变化,可以说是植物通过遗传变异的自然选择而逐渐适应环境的一个很好证据。

根


根


种子植物的器官:种子植物通常由根、茎、叶、花、果实、种子等部分组成,这些部分统称为器官。在一般情况下,各器官皆具有不同的形态、构造与生理功能。根、茎、叶为营养器官,分别有吸收、贮藏、输导、同化作用,并皆能使植物获得营养和生长。花、果实、种子为繁殖器官,则有保证植物种族繁衍的作用和功能。

根:根为茎向下或在土中的延伸部分,不分节与节间,不生叶、芽和花。根的主要功能是固着、支持植物体,亦有吸收,贮藏等作用。许多植物的根,如人参、党参等都是重要的中药。通常根向下生长,是隐藏在地面以下的,但并不绝对,也有些植物的根不长在地下,而是长在空气中,甚至向上生长。此外,要注意并非所有植物都有根。世界上所拥有的50万种植物中,只有20多万种高等植物才具有真正的根,其余近30万种低等植物都没有根的。它们还没有进化到具有根这个器官的水平,有些低等植物有根的外形,但它不具有根的构造,充其量只能称它为假根。


每条根都会长出许多支根,支根又生出许多次级支根。如果把这些根、支根全部连接起来,你猜一猜会有多长?不是几厘米、几米,而是几十公里、几百公里长!比如,一棵黑麦的支根总共有1300万-1400万条,如果把它们连接起来,可达623公里长!另外,每条根上还长着细小的根毛。一棵植物的根毛多达140亿条,如果把它们连接起来,总长度可达9654公里呢!
 
根除了能将植物固定在地上,使其不致东倒西歪,还能通过根毛吸收土壤中的水分和养分,而根毛是通过渗透作用完成这一任务的。

什么叫渗透作用呢?我们知道煮菜的时候,如果在锅里撒盐,不一会儿,菜里的水分就会出来,而汤里的盐分也会渗入菜,直到菜和汤一样咸。这就是渗透作用的缘故,即物质会从高浓度区向低浓度区扩散,直到两边浓度达到平衡。当土壤中水分和养分的浓度高于根毛细胞内部的浓度时,水分和养分就会穿过根毛细胞壁流入根毛。由于根毛细胞壁的孔隙非常小,只有水分子,以及溶解于水中的矿物质分子才能穿得过。那些不能溶解于水的养料就不能被根所吸收了。由于植物的叶子不断的蒸发水分,各部器官不断的消耗养分,一般来说,植物总是从土壤中吸收水分和养分,而不会流失水分和养分。


直根系与须根系

1.直根系:是有垂直向下生长的主根。主根由胚根发育而来,因其着生于茎干基部,有一定生长部位,故又名定根。主根通常较发达,长圆锥状,有分枝,主根的分枝为侧侧根的分枝为支根,支根的分枝为小根,小根先端部分着生有根毛,由主根、侧根、支根、小根、根毛所组成的整个根系,称为直根系。直根系是许多双子叶植物(如大豆等)的主要外形特征之一。

2.须根系:是无垂直向下生长的主根,间有也极不发达或在早期萎缩,代之而起的是于茎干基部,由多数纤细,且无一定着生部位的根所组成的须根系。须根系是许多单子叶植物(如葱等)的主要外形特征之一,但亦有少数双子叶植物(如龙胆、徐长卿等)的根是须根系的。


根的功能

根的基本功能有五种:吸收、运输、固持、贮藏及繁殖作用。

一、吸收
一般陆生植物体中,水分占非常重要的部分。有些草本植物含水量甚至可 高达百分之九十五,水分不但是代谢作用所必须,也是运输养分的溶剂和调节 温度的热媒,同时,植物体也需要土壤中的矿物质,所以陆生植物需要有专门 吸收的器官─根。根的第一个重要功能就是吸收水分和养分。

二、运输
当根吸收水分和养分后,就要将这些水分和养分输送到茎、叶、花、果等 其他部分,因此,根的第二种功能就是运输。

三、固持
陆生植物要靠自己的枝叶才能竖立在空中,而空中的枝叶又要靠根的固定与支持。有些攀缘性的植物也会借着根的吸附力固着在其他物体的表面,所以,固持是根的第三种功能。

四、贮藏
植物的细胞都具有贮藏的功能。草本植物由于地上部分的生命较短,也比 较容易受害枯死,所以许多草本植物的根都能贮藏水分和养分,有些根部膨大 的植物,就把根当作主要的贮藏器官。由于土壤中的水分和养分分布很广,植 物的根部就必须分布得深广才能达到吸收与固持的目的。因此,虽然我们看不 到地下的根,但是,一般说来,植物在地面的茎叶占有多大空间,地下的根就 占多大空间。不过,因为土壤中的水分和养分大都集中在上层,而且上层土壤 的空气也比较流通,所以,植物的根系,仍以表土中最为繁盛。

五、繁殖
某些植物体的根部存有足够的营养,可以在必要的时候使用营养长出新的茎。

2012年4月12日星期四

被子植物(Angiosperm)


被子植物(Angiosperm)


被子植物(Angiosperm)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,中国有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。

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)。 被子植物拉丁名 Angiospermae,来源于希腊文复合词。Angio—包被的与—sperma种子,两者接合,用复数第一格即成 Angiospermae,英文名为 Angiosperm。

被子植物的五个进化特征

列举的被子植物的五个进化特征,是与裸子植物相比较而得出的,能产生种子、精子靠花粉管传送、有胚乳等种子植物共有的特征。

(一)具有真正的花
典型的被子植物的花由花尊、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。

 (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。

(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,如杏仁按(Eucalyptus amygdalina Labill.),高达156米;也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];也有轻如尘埃,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.);也有在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,被子植物的次生木质部有导管,韧皮部有伴胞;而裸子植物中一般均为管胞(只有麻黄和买麻藤类例外),韧皮部无伴胞,输导组织的完善使体内物质运输畅通,适应性得到加强。

 (五)配子体进一步退化(简化)
被子植物的小孢子(单核花粉粒)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,I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。有的植物(如竹类)反足细胞可多达300余个,有的(如苹果、梨)在胚囊成熟时,反足细胞消失。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。
被子植物的上述特征,使它具备了在生存竞争中,优越于其他各类植物的内部条件。被子植物的产生,便地球上第一次出现色彩鲜艳、类型繁多、花果丰茂的景象,随着被子植物花的形态的发展,果实和种子中高能量产物的贮存,使得直接或间接地依赖植物为生的动物界(尤其是昆虫、鸟类和哺乳类),获得了相应的发展,迅速地繁茂起来。

裸子植物与被子植物的比较

项目
裸子植物
被子植物
胚珠 裸露,无子房保护 包于子房内
胞子叶 集合成球花 集合成花
受精 单受精 双重受精
胚 子叶二至多枚 子叶一到二枚
胚乳 为雌配子体细胞 为极核受精后的细胞
果 多为球果 形式不一
根 常无根毛 多有根毛
茎 1.多为木本,无草本
2.木质部无导管
3.韧皮部的筛管细胞中有细胞核,无伴细胞
1.木本、草本兼而有之
2.木质部多具导管
3.韧皮部的筛管细胞无细胞核,有伴细胞
叶 螺旋状排列、轮生或十字对生 多为互生、对生或轮生
花 1.多单性
2.多风媒花
3.多无花被,无柱头
4.花粉粒落在珠孔上授粉
1.两性或单性
2.虫媒、风媒或其它媒介传粉
3.有花被及柱头
4.花粉粒落在柱头上授粉

2012年4月3日星期二

裸子植物


裸子植物


名称来源

裸子植物是指种子植物中,胚珠在一开放的孢子叶上边缘或叶面的植物,其胞子叶通常会排列成圆椎的形状。种子植物的另一主要类群为被子植物,其胚珠则是在心皮(一个边缘相接的胞子叶)内。英文 gymnosperm 源自希腊语“gumnospermos”,意指“裸露的种子”,因为裸子植物的种子从胚珠开始,就一直裸露在外头。相对来说,裸子植物较被子植物更为原始。

进化历程

当古生代的蕨类植物形成地球上第一次原始森林的时候,比蕨类植物更加进步的裸子植物已经在泥盆纪晚期悄然出现了。但是在当时,地球上的气候温暖潮湿,蕨类植物的发展更为顺利,裸子植物还不能获得优势。

到了二叠纪晚期,气候转凉而且变得干燥,蕨类植物不能很好地适应这样的新环境,逐渐退出了植物王国的中心舞台,裸子植物开始发挥出其潜在的优越性而得到了大发展,并将它的繁盛一直持续到白垩纪晚期。可以说,爬行动物王国里的植被是以裸子植物为特征的。

二叠纪晚期之前,蕨类植物之所以能够得到大量繁殖,主要依靠其孢子体产生大量孢子,飞散到各处,在温暖潮湿的气候条件下,很容易萌发成为配子体;配子体独立生活,在水的帮助下受精形成合子,合子萌发后形成新一代的孢子体。但是在干燥的气候条件下,孢子很难萌发成配子体,萌发出的配子体也不易存活;特别是,没有水不能受精,这就使蕨类植物的繁殖不能正常进行。



生物特性

裸子植物的孢子体发达,占绝对优势。多数种类为常绿乔木,有长枝和短枝之分;维管系统发达,网状中柱,无限外韧维管束,有形成层和次生结构。除买麻藤纲植物以外,木质部中只有管胞而无导管和纤维。韧皮部中有筛胞而无筛管和伴胞。叶针形、条形、披针形、鳞形,极少数呈带状;叶表面有较厚的角质层,气孔呈带状分布。

配子体退化,寄生在孢子体上,不能独立生活。成熟的雄配子体(花粉粒)具有4个细胞,包括1个生殖细胞、1个管细胞和2个退化的原叶细胞。多数种类仍有颈卵器结构,但简化成含1个卵的2~4个细胞。



裸子植物的胚珠和种子裸露。裸子植物的雌、雄性生殖结构(大、小孢子叶)分别聚生成单性的大、小孢子叶球,同株或异株;大孢子叶平展,腹面着生裸露的倒生胚珠,形成裸露的种子。种子的出现使胚受到保护以及保障供给胚发育和新的孢子体生长初期所需要的营养物质,可使植物度过不利环境和适应新的环境。小孢子叶背部丛生小孢子囊,孢子囊中的小孢子或花粉粒单沟型、有气囊,可发育成雄配子体,产生花粉管,将精子送到卵,摆脱了水对受精作用的限制,更适应陆地生活。少数种类如苏铁属(Cycas)和银杏(Ginkgo biloba),仍有多数鞭毛可游动。由此可以说明,裸子植物是一群介于蕨类植物与被子植物之间的维管植物。

花粉成熟后,借风力传播到胚珠的珠孔处,并萌发产生花粉管,花粉管中的生殖细胞分裂成2个精子,其中1个精子与成熟的卵受精,受精卵发育成具有胚芽、胚根、胚轴和子叶的胚。原雌配子体的一部分则发育成胚乳,单层珠被发育成种皮,形成成熟的种子。


裸子植物与被子植物的区别

这两类植物的共同特征是都具有种子这一构造,但这两类植物又有许多重要区别。其中最主要的区别是被子植物的种子生在果实里面,除了当果实成熟后裂开时,它的种子是不外露的,如苹果、大豆即被子植物。裸子植物则不同,它没有果实这一构造。它的种子仅仅被一鳞片覆盖起来,决不会把种子紧密地包被起来。在马尾松的枝条上,会结出许多红棕色尖卵形的松球,当仔细观察时,会看到它是由许多木质鳞片所形成,它们之间相互覆盖。如果把鳞片剥开,可以看到在每一鳞片下覆盖住两粒有翅的种子。在有些裸子植物中,如银杏,它的种子外面,连覆盖的鳞片也不存在,种子着生在一长柄上,自始至终处于裸露状态。具有这些特性的植物,都称为裸子植物。


被子植物与裸子植物的根本区别是种子外面有无果实包被住。但当我们检查某一植物是属于被子植物还是裸子植物时,并不都要去察看一下它们种子的情况,通常从其他一些特点来判断。首先看它是草本还是木本植物,如果是草本植物,那毫无疑问,一定是被子植物,因为裸子植物全部是木本植物。如果碰到的是木本植物,那么先看看有没有花,有花的则是被子植物,因为裸子植物是不开花的。如果碰到没有花的木本植物,则可看叶片,裸子植物的叶片,除了银杏以外,叶形通常狭小,呈针形、鳞形、条形、锥形等。银杏叶片虽宽,但呈展开的折扇状,叶脉二叉分枝,也很容易识别。其他少数裸子植物叶片稍宽一些,也仅仅呈狭披针形。这一部分叶片稍宽的裸子植物也不会同被子植物相混,因为这些裸子植物的叶脉,除中脉外,侧脉都不明显,叶片质地也较厚,都是常绿植物。




裸 子 與 被 子 主 要 植 物 學 性 狀 比 較
項目裸子植物被子植物
1.胚珠裸露,無子房生於子房內
2.胞子葉集合成毬花(strobilus)集合成花(flower)
3.花1.多單性
2.多風力傳粉
3.多無花被,無柱頭
1.兩性或單性
2.蟲媒、風力或其他媒介傳粉
3.有花被及柱頭
4.受精單受精雙受精
5.胚有子葉二至多枚子葉二枚或一枚
6.胚乳為雌配子體細胞(n)為極核受精的細胞(3n或5n)
7.果多為毬果狀種類及型式不一
8.根常無根毛常有根毛
9.莖1.多為木本,無草本
2.木質部多具管胞,無導管
3.韌皮部的篩管細胞中,有細胞核,無伴胞
1.木本、草本兼而有之
2.木質部多具導管
3.韌皮部的篩管細胞無細胞核,有伴胞
10.葉螺旋狀排列、輪生或十字對生多為互生、對生或輪生