Transcript
Page 1: 第八章  被子植物( 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。

Page 2: 第八章  被子植物( Angiosperm )

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。

Page 3: 第八章  被子植物( Angiosperm )

(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。

Page 4: 第八章  被子植物( Angiosperm )

(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。

Page 5: 第八章  被子植物( Angiosperm )

(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。

Page 6: 第八章  被子植物( Angiosperm )

(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。

Page 7: 第八章  被子植物( Angiosperm )

(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。

Page 8: 第八章  被子植物( Angiosperm )

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。

Page 9: 第八章  被子植物( Angiosperm )

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

Page 10: 第八章  被子植物( Angiosperm )

• 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。

Page 11: 第八章  被子植物( Angiosperm )

第三节 被子植物的分类• 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

Page 12: 第八章  被子植物( Angiosperm )

• 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。