有哪些被子植物?有哪些裸子植物?
被子植物(被子植物)
被子植物是植物界的最高纲,新生代以来在地球上占据绝对优势。目前被子植物有10多万属,约20万种,占植物界的半壁江山。中国有2700多个属,约30000种。被子植物能有如此多的种类,有如此广泛的适应性,与其复杂的结构和完善性是分不开的。特别是生殖器官结构和生殖过程的特点,为它提供了适应和抵抗各种环境的内在条件,使它在生存竞争和自然选择的矛盾斗争过程中不断产生新的突变和新的物种。被子植物的以下五个进化特征与裸子植物进行了比较。至于能产生种子、靠花粉管输送精子、有胚乳的种子植物的特性,这里就不赘述了。
(一)用真花
一朵典型的被子植物花由四部分组成:花雕像、花冠、雄蕊群和雌蕊群,每一部分称为花部分。
被子植物花的各部分在数量和形态上存在着极其多样的变化,这是在进化过程中,适应虫媒、风媒、鸟媒或水媒传粉的条件,经过自然选择、保存和不断强化而产生的。
(2)有雌蕊的
雌蕊由心皮组成,包括子房、花柱和柱头。胚珠被包围在子房中,受到子房的保护,从而避免昆虫叮咬和水分流失。受精后,子房发育成果实。水果有不同的颜色、气味和味道,有很多种开裂方式。果皮常有各种钩、刺、翅和毛。果实的所有这些特性都在保护种子成熟和帮助种子传播方面发挥着重要作用,其进化意义不言而喻。
(3)具有双受精现象
双受精,即两个精细胞进入胚囊后,1与卵细胞结合形成合子,另一个1与两个极核结合形成3n染色体,发育成胚乳。幼胚以3n染色体的胚乳为食,增加了新植株中的矛盾,从而具有更强的生命力。所有被子植物都有双受精现象,这也是它们有相同祖先的证据。
孢子体高度发达
被子植物的孢子体在形态、结构和生活型上比其他植物更加完善和多样化。这里有世界上最高的树,如高达156米的扁桃桉。也有像沙子一样细的草,如无根浮萍。],每平方米水面可容纳300万个个体,果实重25公斤,仅含65,438+0粒种子,如皇家棕榈[Roystone ea regia(h . b . k .)o . f . Cook];也有轻如尘埃的植物,5万粒种子只有0.1 g重,比如热带雨林中的一些附生植物;有寿命6000年的植物,如龙血树;也有植物(如生长在沙漠中的一些十字花科植物)在3周内开花结籽,完成其生命周期;有水生、沙生、石生、盐碱植物;有自养植物、腐生植物和寄生植物。解剖学上,被子植物次生木质部有导管,韧皮部有伴胞;裸子植物一般为管胞(麻黄和萱草除外),韧皮部没有伴生细胞。运输组织的完善,使体内物质运输顺畅,适应性增强。
(5)配子体进一步退化(简化)
被子植物的小孢子(单核花粉粒)发育成雄配子体。大多数成熟的雄配子体只有两个细胞(2核花粉粒),其中1为营养细胞,I为生殖细胞。少数植物在授粉前分裂1次产生两个精子,因此这类植物的雄配子体为3核花粉粒,如石竹亚纲。被子植物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个辅助细胞和1个卵子。反足细胞是原叶体营养部分的残余。一些植物(如竹子)有300多个反足细胞,而另一些植物(如苹果和梨)则在胚囊成熟时消失。助细胞和卵被称为卵器,是颈卵器的残余。可见被子植物的雌雄配子体没有独立的生活能力,终生寄生在孢子体上,在结构上比裸子植物更为简化。配子体的简化在生物学上具有进化意义。
被子植物的上述特点使其在生存竞争中具有优于其他植物的内在条件。随着被子植物的出现,地球上第一次出现了色彩鲜艳、种类繁多、花果丰富的景象。随着被子植物花形态的发展和高能产物在果实和种子中的储存,直接或间接依赖植物为生的动物界(尤其是昆虫、鸟类和哺乳动物)也相应发展并迅速繁荣。
被子植物分为两类——双子叶植物(木兰科)和单子叶植物(百合科)。
被子植物的拉丁名称来自希腊复合词。Angio—-coated和——sperma seeds,两者合在一起,复数第一格是被子植物,英文名是angiospunor。
被子植物是植物界中最高级、最多样、分布最广、适应性最强的类群。在不同的系统中,被子植物有300到400多个科,1万多个属,20-25万种。超过植物界总物种的一半。它们分布在不同的气候带。因为气温高,雨水多,所以热带和亚热带最丰富。南美洲亚马逊地区大约有40000种。其他热带地区有20000-30000种。在温带地区,由于气温较低,降雨较少,物种逐渐减少。从中国的情况来看,云南省气候条件好,有一万多种植物,而河北省位于北纬26度到43度之间。相对的物种减少了很多,大约2500种。北极大大减少,很多地方几乎没有被子植物,只有少数物种在少数地方顽强生存。如绵毛柳、长根罂粟的分布纬度都在80度以上。在南半球南极大陆莫尔吉特湾的珍妮岛附近,生长着一种石竹属植物——厚叶石竹。另外,从海拔来看,地势越高气温越低,大约每上升100米,气温下降0.5℃,植物种类组成也发生变化;在珠穆朗玛峰地区,气候非常寒冷,只有少数耐寒物种能够存活。5000-5500米的地区也有繁缕。新疆天山的高处也分布着雪莲。
极端的自然环境和沙漠。比如在新疆省的沙漠地区,有胡杨和梭梭,它们可以适应干旱的气候。北非撒哈拉沙漠很少下雨,有的地方十几年不下雨。有一种植物叫小齿草,由于极度干旱,生命周期极短,只有几十天,被称为短命植物。稍有雨水,就能发芽生长开花结果,完成一代人的任务。平时稍微潮湿的时候,花就会开。一旦干燥,花就会闭合,这是非常敏感的。在美国和墨西哥的沙漠地区,有一种适应干旱的特殊植物,即多肉植物,即著名的仙人掌科。全身多刺,叶片退化,茎多用于抗旱。其中一些形状像巨人。如果用刀子把它们切开,它们可以直接喝水。在盐碱地上,有耐盐性很强的被子植物,其中以稻科最为著名。例如,盐角草是一种一年生草本植物,肉多,叶子小。茎呈节状,可用于光合作用。在茎的横切面上,有显著的特征:表皮薄而光滑,栅栏组织有两层,内部细胞大而含水多,维管组织在中央。亲水性是在钠离子的影响下形成的。盐角草生物重量的92%以上是水。干燥的盐角草燃烧后会留下大量的灰分,占干重的45%以上。上述茎结构、高含水量和高灰分是盐生植物的典型特征。海蓬子生在盐沼上,盐沼是含盐最多的地方,可以作为它的标准代表。水稻科盐生植物的进化是在盐进化的条件下进行的。
被子植物的特征
被子植物是植物界中最高级、最多样、分布最广的类群。被子植物有1万多个属,20万种,占植物界的半壁江山。中国有2700多个属,约30000种,是最大的药用植物类群。被子植物种类之多,适应性之广,与它们结构的复杂和完善是分不开的,特别是生殖器官和生殖过程的特点,赋予了它们适应和抵御各种不良环境的内在条件,使它们在生存竞争和自然选择的矛盾斗争中不断产生新的变异和新的物种,在地球上占据绝对优势。被子植物与裸子植物相比,有真正的花,所以也叫开花植物;胚珠被包在子房里,受到很好的保护。子房受精后形成的果实,不仅保护种子,还帮助种子以各种方式传播。双受精三倍体的胚乳不是简单的雌配子体,而是具有双亲的特性,使新植株具有更强的生命力;孢子体高度发达,进一步分化,除乔木和灌木外,更多的是草本植物;解剖学上,木质部有导管,韧皮部有筛管和伴胞,使输导组织的结构和生理功能更加完善。同时,在化学成分方面,被子植物随着被子植物的进化而不断发展和复杂化,含有各种天然化合物,具有各种生理活性。
被子植物的分类
被子植物分为双子叶和单子叶两类,它们的基本区别如下:
双子叶植物纲
根,直根,须根系统
茎维管束排列成环状,形成层维管束星散,无形成层。
叶具网状脉,脉平或弧形。
花的每一部分的基数是4或5,每一部分的基数是3。
花粉粒有三个萌发孔,花粉粒只有一个萌发孔。
胚有2个小叶,1个小叶。
以上差异不是绝对的,实际上存在重叠现象,如双子叶植物中的毛茛科、车前、菊科等须根植物;维管束分散的植物如花椒属、睡莲科、毛茛科、石竹属;樟科、木兰科、小檗科、毛茛科的花有3个基数;睡莲科、毛茛科、蓼科、罂粟科、伞形科都有L形叶。单子叶植物中,天南星科、百合科、薯蓣科等。有网状静脉;4基数的花如眼子菜、百合科、百部科。
木兰属
(1)河蚬亚科,河蚬亚科
Apocalyciflorus亚纲也称为Archichlamydeae。包括无花被、单花被或有花萼和花冠之分的类型,花瓣通常是分开的。雄蕊和花冠离生。胚通常有一层珠被。
克娄巴特拉亚纲恩格勒系统的分类目录。
(2)合瓣属,合杉科的一个亚纲
这个亚类又称为Metachlamydeae,主要表现为有多少花瓣相连形成一个闭合的花冠。花冠从径向对称到两侧对称,形成了各种形状,如漏斗形、钟形、唇形、管状、舌状等。各种花冠的组合增加了对昆虫授粉的适应性和对雄蕊和雌蕊的保护。因此,合轴花类群比质外花类群进化得更多。
花轮数有减少的趋势,从5轮(花萼L,花瓣L,雄蕊2轮,雌蕊心皮,如杜鹃花科,柿科等。)到4轮(花萼L、花瓣L、雄蕊L、心皮,如木犀科、忍冬科等。),而轮生体的数量也逐渐减少,例如雄蕊的数量与花冠裂片的数量相同,如
通常没有托叶,胚珠只有一层胚盖。
英国裂褶菌亚科的分类目录。
单子叶植物纲
被子植物的分类系统
自19世纪以来,许多植物分类学家为建立一个“自然的”分类系统付出了巨大的努力。根据各自的系统发育理论,他们提出了几十种分类系统。然而,由于对被子植物的起源和进化缺乏了解,特别是缺乏化石证据,直到现在也没有一个相对完善的分类系统。目前,国际上仍广泛使用恩格勒体系和约翰·哈钦松体系。在各级分类体系的安排上,克朗奎斯特体系和塔赫塔尔体系被认为更为合理。
一.恩格勒系统
这是德国分类学家A. Engler和K. Pranti在他们的巨著《自然植物志》1897中使用的系统。它是分类学史上第一个比较完整的系统,将植物界划分为13门,13门是种子门,再划分为裸子。
恩格勒的系统把单子叶植物放在双子叶植物之前,把合轴植物归为进化植物的一组,把柔荑花序植物看作双子叶植物最原始的一组,把木兰科和毛茛科看作更进化的一组。这些观点并不被许多现代分类学家所认可。
Schigler系统几经修改,在1964出版的《植物志》第十二版中,双子叶植物被放在单子叶植物之前。* * * 62目344科,其中双子叶植物48目290科,单子叶植物14目54科。药用植物学教材中被子植物的分类采用了修正的Siegler系统,但部分内容有所变化。
第二,约翰·哈钦松体系
这一系统是由英国植物学家J .约翰. J .哈钦森在他的《植物区系I和II》1926和1934中建立的。在1973修订的第三版中,* *有11目,411科,其中双子叶植物82目,342科,单子叶植物29目,69科。
约翰·哈钦松认为木兰科和毛茛科是被子植物的原始类群,但过分强调了木本植物和草本植物的两个来源,认为木本植物都是由木兰科演化而来,草本植物都是由毛茛科演化而来,这使得一些亲缘关系较近的科在系统位置上相距甚远,如草本植物的伞形科、木本植物的山茱萸科和五加科。草本唇形科和木本马鞭草科也遭到大多数现代分类学家的反对。
第三,塔希提体系
这是前苏联植物学家A. Takhtajan在他的著作《被子植物的起源》1954中发表的一个系统。他首次将双子叶植物的传统分类打破为两个亚类,即裂叶纲和裂叶纲。在分类层次上,增加了一个“超目的”一级分类单元。他将毛茛科的芍药属分离为芍药科,与植物解剖学、孢粉学、植物细胞分类学、化学分类学的发展相一致,获得国际认可。
塔希提体系已经修改了很多次。在修订版1980中,* *有28个超家族,92目,416科,其中双子叶植物(木兰科)20个超家族,单子叶植物(百合科)333个超家族,71目,8个超家族。
四、克朗奎斯特系统
这是美国植物学家A. Cronquist在1968年出版的《有花植物的分类与进化》一书中的系统。在修订版1981中,* *有83目388科,其中双子叶植物64目,单子叶植物318科,单子叶植物65目。
Cronquist系统接近大溪地系统,将被子植物(称为木兰科)分为木兰科和百合科,但取消了超目一级分类单元,科的划分比大溪地系统少。现在我国部分教材采用这种制度。
系统进化的两大流派长期以来一直是植物分类学家研究最古老被子植物形态特征、原始类群和进化类群形态特征的重点,特别是在被子植物花的来源问题上,意见分歧最大,形成了两大流派,即所谓的“假花派”和“真花派”,或称“软”派和“软”派。前者以德国植物学家恩格勒为代表,后者以美国植物学家博施和哈利勒以及英国植物学家约翰·哈钦松为代表。
第一,人造花学校
认为被子植物的花和裸子植物的花完全一样,每个雄蕊和心皮分别相当于1个极度退化的雄花和雌花。因此推测被子植物来源于麻黄的分支植物弯叶麻黄,如下图所示。在这个假设中,雄花的苞片变成了花被,雌花的苞片变成了心皮,每个雄花的苞片消失后,只剩下一个雄蕊。因为裸子植物,尤其是麻黄和藤本植物,主要是单性花,所以推测原始被子植物有单性花。这个理论被称为假花理论。据此,现代被子植物的原始类群应具有单性花、无花被花、风吹花和木质软花花序,如木麻黄、胡椒、柳树等。这个学派的观点遭到大多数现代系统学的反对。根据解剖学和孢粉学的研究资料,证明柳絮应该是一个次级类群。
二、真花派
人们认为被子植物的花是由原始裸子植物的两性球茎进化而来的,因此推测被子植物来自已灭绝的苏铁目,尤其是苏铁目,在苏铁目中,孢子球茎上的苞片进化成花被,小孢子叶进化成雄蕊,大孢子叶进化成雌蕊(心皮),孢子球茎的轴缩短成花轴。这种理论被称为真花被理论。据此,现代被子植物,尤其是木兰科的许多心皮被认为是被子植物的原始类群。
裸子植物
裸子植物的一个低等纲。它有颈卵器,属于颈卵器植物,是一种能产生种子的种子植物。然而,它们的胚珠没有被子房壁覆盖,也不结果。它们的种子是裸露的,所以被称为裸子植物。孢子体是植物,极其发达,多为乔木,少数为灌木或藤本(如热带藤本),通常常绿,有针状、线状、鳞状叶,很少有扁平阔叶(如竹、柏)。大多数次生木质部只有管胞,少数有导管(如麻黄)。韧皮部只有筛细胞,没有伴胞和筛管。大多数雌配子体有颈卵器,少数种类的精子有鞭毛(如苏铁和银杏)。裸子植物出现于古生代,兴盛于中生代,后因地质历史变迁而逐渐衰落。现代裸子植物约有800种,分属于苏铁、银杏、松柏、红豆杉和桂枝5个纲,9个目,12个科,71个属。中国有5纲8目11科41属236种及部分变种和栽培种。许多裸子植物是重要的树木,尤其是在北半球。大型森林80%以上是裸子植物,如落叶松、冷杉、华山松、云杉等。各种木材质轻、强度大、不易弯曲且富有弹性,是建筑、车辆、船只和造纸的好材料。苏铁叶和种子、银杏种子、松花粉、松针、松油、麻黄、柏子仁都可以入药。单宁、挥发油、树脂和松香可从各种树皮和树干如落叶松和云杉中提取。刺苏铁的嫩叶是可以食用的,髓可以用来制作西米。银杏、华山松、红松、香榧的种子是可食用的干果。