第八章被子植物——概述

1、吉首大学生物资源与环境(hunjng)科学学院1地球的生态系统为被子植物所统治，实际上，自新生代以来，被子植物在地球上一直占据(zhnj)绝对优势。被子植物能发展到这一地步，是由其进化程度所决定的，它们是地球上最进化的一类植物，适应能力最强。 共二十页吉首大学生物资源与环境科学(kxu)学院2第五章 被子植物(biz-zhw)（Angiosperm）第一节 被子植物的一般特征第二节 被子植物的分类原则和分类依据第三节 被子植物的分类第四节 Cronquist系统要览共二十页吉首大学(dxu)生物资源与环境科学学院3第一节 被子植物(biz-zhw)的一般特征孢子体高度发达与分化体形、生境和营养

2、方式的多样化整正的花与传粉方式的多样化双受精及新型胚乳的出现配子体进一步简化共二十页吉首大学生物资源与环境科学(kxu)学院4一、孢子体高度发达与分化(fnhu) 被子植物的孢子体在生活史中占绝对优势，且从形态、结构等方面越来越发展分化，表现出极高的生理机能效率。组织分化细致与生理机能的高效率：如输导组织的木质部中具有导管，韧皮部具有筛管和伴胞，由于输导组织的完善，使体内的水分和营养物质运输畅通无阻，而且机械支持能力加强，就能够供应和支持总面积大得多的叶子，增强光合作用的效能。 形态：一般有合轴式的分枝以及大而阔和复杂结构的叶片。共二十页吉首大学(dxu)生物资源与环境科学学院5二、体形、生境

3、(shn jn)和营养方式的多样化生活型：有乔木、灌木、藤本植物，有常绿的也有落叶的。有自养植物，也有附生、腐生和寄生植物。 体形：最高的达150m，最小的1-2mm。 寿命：一年生、二年生、多年生的，寿命有 的长达数千年，少数仅几周。 生境：有水生（海水和淡水）、砂生、附生、 石生和盐碱生的植物。 营养方式的多样化：多数自养，也有兼具寄生的或半寄生的，还有可食虫补充营养的，还有与细菌或真菌共生的。共二十页吉首大学生物资源与环境(hunjng)科学学院6三、真正的花及传粉(chunfn)方式的多样化 被子植物典型的花由花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群四部分组成，各部分称为花部。花部在数量上、形态上有

4、极其多样的变化。花萼和花冠的出现为增强传粉的效率，以达到异花传粉的目的创造了条件。而雌蕊的出现，则使胚珠得到了更好的保护，避免了昆虫的咬食和水分散失。 雌蕊由心皮（大孢子叶）组成，包括子房、花柱和柱头三部分。雌蕊的子房在受精后发育成为果实，果实具有不同的颜色和质地，有多种开裂方式。果皮上还常有各种毛、钩、刺、翅等附属物，对于果实的保护，种子的传播起着重要作用，利于繁殖和扩大其分布范围。 雌蕊是被子植物特有的结构，被子植物因此也称为“雌蕊植物”。 被子植物花的各部分在进化过程中能够适应虫媒、风媒、鸟媒、兽媒或水媒等各种类型传粉方式，并形成了与这些传粉相适应的结构特点，从而使被子植物能适应各种不同

5、的生活环境。 共二十页吉首大学生物资源与环境(hunjng)科学学院7四、双受精现象及新型(xnxng)胚乳的出现双受精现象，即两个精细胞进入胚囊以后，一个与卵细胞结合形成受精卵（合子，二相染色体），将来发育为胚；另一个与二个极核融合后，发育为三相染色体的胚乳。胚便是在这种具有三相染色体异质性的新型胚乳的哺育下发育的，使新个体吸收具有父本及母本双方的遗传物质，因而具有更强的生活力。可以说，双受精是推动被子植物繁荣发展的内在原因。双受精是所有被子植物最突出的特征之一，也是它们具有共同祖先的主要依据。被子植物的胚珠如果未经受精，胚乳就不会发育。不象裸子植物那样，无论胚珠是否受精和发育成种子，都是先

6、消耗大量养料以用于胚乳的形成。因此，双受精在节约养料方面也是有意义的。 共二十页吉首大学生物资源与环境科学(kxu)学院8五、配子体进一步退化(tuhu)被子植物配子体极度简化，繁殖功能更强大，繁殖效率更高。雄配子体：小孢子（单核花粉粒）发育而成的雄配子体，一般的只有2个细胞（2细胞花粉粒）或3个细胞（3细胞花粉粒），而原叶细胞、体细胞和柄细胞已不再出现。雌配子体（成熟胚囊） ：多为8个细胞（8核），即3个反足细胞、2个极核、2个助细胞和1个卵。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，结构比裸子植物更简化；颈卵器已不存在。 配子体的简化具有进化意义，因为，极度简化的

7、配子体的发育和有性生殖过程都寄生在孢子体中进行，使得这两个过程完全摆脱了环境的限止。使植物对环境的适应只剩下“孢子体”一个限制因素了。同时，配子体的简化并未降低生殖机能，相反可以合理分配养料，大大提高生殖效率。共二十页吉首大学(dxu)生物资源与环境科学学院9 被子植物十分复杂，具有大量不同性状。哪些性状具有分类作用，其作用究竟有多大，是分类学者特别是初学者迫切需要知道的。根据进化的分支原理，现常将较大的群如纲等表示(biosh)古老的分支，而较小的群如属种则表示(biosh)新近的分支。那么哪些性状表示(biosh)古老和原始、哪些表示(biosh)新近和进化呢？此类问题已渐次解决。通常认为

8、种子的裸露或包被、子叶的数目、维管束的排列等可用来区分纲和亚纲；花序、叶序、花部分合等以区分目、科或者属；而大小、形状、毛被、色香等主要区分种、变种等。花果性状的分类学价值要比其他器官性状的价值更为重要。 如何根据这些性状确立植物类群之间的演化关系呢？显然系统学的区分应基于各种性状的综合而非基于少数一、二个性状，若以简单性状诸如将被子植物区分为有花瓣与无花瓣两纲所作出的分类无疑是人为的。第二节 被子植物的分类原则共二十页吉首大学生物资源与环境(hunjng)科学学院10实际上，至今为止植物的演化关系并未研究清楚，但我们可以根据现有的一些化石资料推测植物性状及植物类群的演化趋势(qsh)。植物分

9、类学者在看待这些问题上有着共同的观点，这些基本的共同观点被大家称之为分类原则。根据被子植物的化石推测，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、输导功能完善化是次生的性状。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，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。 基于这些认识，以下分类学原则是多数分类学者所公认的：共二十页吉首大学生物资源与环境科学(kxu)学院11被子植物(biz-zhw)的分类原则（一）共二十页吉首大学生物资源与环境(hunjng)科学学院12被子

10、植物的分类(fn li)原则（二）共二十页吉首大学生物资源(shn w z yun)与环境科学学院13被子植物的分类(fn li)原则（三）共二十页吉首大学(dxu)生物资源与环境科学学院14注：上述公认的植物形态构造方面的演化规律，是判别某类植物进化地位的标准。但不能孤立地、偏面地根据一个性状来确定某植物是进化的还是原始的，要联系各条综合地认真分析，其原因为：1各器官的进化不是同步走的：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状态。如唇形科植物的花冠不整齐、合瓣、雄蕊24枚，都表现出其与昆虫传粉的密切关系，是高级虫媒协调进化的结果。但子房仍是上位，又表现出原始性状。2同一性状

11、，在不同植物中的进化意义不是绝对的就一般植物而言，两性花、胚珠多数、胚小是原始性状，而在兰科植物中，恰恰(qiqi)是它进化的标志。所以，要判定植物进化程度的高低，和确立植物的自然系统，必须经过全面而系统的研究，才能作出正确的结论。 共二十页吉首大学生物资源与环境(hunjng)科学学院15第三节 被子植物(biz-zhw)的分类 被子植物分类有几个较为流行的系统： Engler系统 Huchinson系统 Takhtajian系统 Cronquist系统 我们所依据的是1981年发表的克朗奎斯特系统，克朗奎斯特（Cronquist）把被子植物门称木兰植物门，包括2纲、11亚纲、83目、413

12、科、约25万种。他将双子叶植物纲和单子叶植物纲分别称为木兰纲和百合纲。 共二十页吉首大学(dxu)生物资源与环境科学学院16单子叶植物(zhw)与双子叶植物(zhw)的区别共二十页吉首大学生物资源(shn w z yun)与环境科学学院17表中所列的主要(zhyo)区别点是相对的，实际上也有交错现象：1子叶数目：一些双子叶植物有的科中有1片子叶，如毛茛科、睡莲科、小檗科、罂栗科、胡椒科、伞形科、报春花科等。2根系：双子叶植物中有许多是须根系的植物，如毛茛科、车前科、茜草科、菊科等为最多。3维管束的排列 在毛茛科、睡莲科、石竹科等双子叶植物科中有星散维管束，而有些单子叶植物茎的幼期也有环状排列的

13、维管束，并有初生形成层。4脉序：单子叶植物天南星科、百合科、薯蓣科等科也有网状脉。5花部各轮的数目：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。 注：共二十页吉首大学生物资源与环境科学(kxu)学院18以上所说的每一个性状，在很多情况下不足使我们判断某一个具体植物应属于(shy)双子叶植物还是单子叶植物，必须综合起来运用，把注意力放在性状总体上。从进化的角度分析，单子叶植物的须根系，无形成层，具平行脉等性状，都是次生的进化的表现；然而，它们的单个萌发孔的花粉粒即保留了比大多数双子叶植物还要原始的特点。在原始的双子叶植物中，也具有单萌发孔的花粉

14、粒，这也给单子叶植物起源于双子叶植物提供了依据。实际上单子叶植物就是丧失了很多性状而产生了新性状总体的双子叶植物。 所以，从系统发生的观点看，把被子植物分为木兰纲（双子叶植物纲）和百合纲（单子叶植物纲）有一定的人为性。 共二十页吉首大学生物资源(shn w z yun)与环境科学学院19第四节 Cronquist系统(xtng)要览 美国当代著名植物学家Cronquist（1981）在 An Integrated System of Classification of Flowering Plants中将木兰植物门包括两个大小不等的纲，木兰纲（双子叶植物纲）和百合纲（单子叶植物纲），共11亚纲： 木兰亚纲 Magnoliidae 金缕梅亚纲 Hamamelididae 石竹亚纲 Caryophyllidae 五桠果亚纲 Dilleniidae 蔷薇亚纲 Rosidae 菊亚纲 Asteridae 泽泻亚纲.Alismatidae 槟榔亚纲.Arecidae 鸭跖草亚纲 Commelinidae 姜亚纲 Zingiberidae 百合亚纲 Liliidae共二十页内容摘要吉首大学生物资源与环境科学学院。整正的花与传粉方式的多样化。形态：一般有合轴