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实验二十五 被子植物分科(一)
作者:生科院植…    文章来源:西北农林科技大学    点击数:4327    更新时间:2010/7/13
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    被子植物是植物界进化地位最高、种类最多、分布最广、适应性最强的植物类群。主要具有如下形态特征:(1)具有真正的花,花被增强了传粉效率,有利于异花传粉。(2)胚珠包被于子房内,种子包被于果实内,保证了胚免受外界不良条件影响,有利于后代的繁殖和传播。(3)孢子体更发达,机械组织和输导组织进一步分工,保证了对陆地条件更强的适应性。(4)配子体进一步简化,发育成熟的雄配子体含有1个营养细胞和2个精细胞;雌配子体含有1个卵细胞,2个助细胞,2个极核和3个反足细胞,配子体寄生在孢子体上。(5)具有双受精现象和三倍体胚乳,增强了后代的生活力和适应性,丰富了后代的遗传基础。(6)传粉方式多样化,如虫媒、风媒、水媒等。(7)生活型多种多样,表现了对环境条件更强的适应性。

    被子植物分为双子叶植物纲(木兰纲)和单子叶植物纲(百合纲),两者有如下不同:

    双子叶植物纲:子叶2枚,直根系,有形成层,维管束环状排列,网状叶脉,花4~5基数。
    单子叶植物纲:子叶1枚,须根系,无形成层,维管束散生排列,平行叶脉,花3基数。

    被子植物分科实验按照恩格勒(A.Engler)系统分科,并尽量遵循实验安排与植物花期一致的原则,实验材料选取具有重要分类意义和经济用途的科,采取代表性植物和主要常见植物相结合的观察方法,要求做到:

    1.通过代表植物的观察,掌握各重要科的主要识别特征。

    2.通过仔细观察,能够用形态学术语正确描述不同类群的植物。通过花的解剖观察,能够绘花图式和写花程式。

    3.运用植物检索表检索和鉴定常见植物。


一、目的和要求

    1.掌握木兰科,毛茛科,罂粟科,石竹科,蓼科,藜科,苋科,十字花科植物的主要识别特征。

    2.识别各科主要常见植物。

二、仪器和材料

    解剖针,镊子,放大镜,解剖镜,刀片;玉兰、鹅掌楸、紫玉兰、五味子,牡丹、芍药、毛茛、石龙芮,秃疮花、虞美人,繁缕、卷耳、石竹、王不留行,酸模叶蓼、扁蓄、网果酸模、荞麦,菠菜、甜菜、灰绿藜,牛膝、苋、鸡冠花,油菜、白萝卜、播娘蒿、荠菜。

三、实验内容和方法

    (一)木兰科(Magnoliaceae)

    1.花程式

    2.识别特征:木本;叶互生,环状托叶痕;花被无分化;花托柱状;雌蕊和雄蕊分离,多数,螺旋状排列;聚合蓇葖果。

    3.代表植物

    玉兰Magnolia denudata Desr.): 落叶乔木。注意观察幼枝叶基部的环状托叶痕,枝端幼芽被托叶所包裹,当幼芽生长,幼叶张开时,托叶立即脱落,在枝上留下环状痕迹。单叶互生,花单生于枝条顶端,两性花,大而显著,先叶开放。花被白色,共9枚,排成3轮(图5—20)。注意观察雌蕊和雄蕊的数目及排列情况。

   4.常见植物

    (1)紫玉兰(辛夷、木笔、木兰)(Magnolia liliflora Desr.):落叶灌木,常丛生,小枝紫褐色。花芽顶生,卵形,上部急尖,略呈葫芦形,密被灰黑色或深绿色短绒毛。叶椭圆状倒卵形或椭圆状卵形,长8~18cm,宽3~7cm,先端短尖或渐尖,基部楔形,下面沿叶脉被毛;叶柄有托叶痕。外轮花被萼片状,3枚,披针形,黄绿色;花瓣6枚,外面紫红色,内面白色。聚合蓇葖果。

    (2)鹅掌揪(马褂木)Liriodendron chinens Sargent.):落叶乔木,树皮纵裂,灰色,小枝灰色或褐色,枝、叶无毛。叶长4~18cm,两侧通常各具一裂片,形似马褂,下面有白粉或具乳头状突起,外轮花被萼片状,3枚,花瓣6枚,淡黄绿色。聚合蓇葖果纺锤形,有翅,果翅先端钝或钝尖。

    (3)五味子Schisandra sphenanthera Rehd.et Wils):藤本。芽鳞较大,常宿存。叶倒卵形或倒卵状长圆形。花单性同株,单生于叶腋;花被片6~9,雄蕊10~15枚,花丝短;心皮多数,离生,螺旋状排列在花托上。果时花托延长,聚合果穗状,下垂(图5—21)。

    (二)毛茛科(Ranunculaceae)

    1. 花程式

    2.识别特征:草本。单叶分裂或羽状复叶,无托叶。萼片、花瓣各5枚或无花瓣而萼片花瓣状,雌蕊和雄蕊多数,螺旋排列于圆柱状花托上。蓇葖果或瘦果。

    3.代表植物

    毛茛Ranunculus japonicus Thunb.):多年生草本。茎直立,多分枝,注意观察茎和分枝上的平贴柔毛。基生叶柄长达20cm,基部扩大,微抱茎;注意观察叶片轮廓略呈五角形或肾形,3深裂,基部心形,中裂片倒卵状楔形,侧裂片2浅裂,边缘具缺刻状锯齿,两面被平贴短硬毛;茎生叶有短柄或无柄,3深裂、全裂或不裂,具缺刻状锯齿或全缘,两面被平贴毛。花数朵排列于腋生小枝顶端,直径1~2cm;萼片长圆状卵形,长约5mm,中央被长硬毛;花瓣黄色,有光泽,倒卵形,长约10mm,基部具1片鳞片状蜜腺;注意观察雄蕊、雌蕊和花托特点。瘦果倒卵圆形,膨胀,先端喙很短,多数聚集成球状果穗(图5—22)。

    毛茛与常见种石龙芮(R.sceleratus L.)和茴茴蒜 (R.chinensis Bge.) 的区别在于毛茛为多年生草本,花托无毛;石龙芮和茴茴蒜为一年生草本,石龙芮花托被疏毛,瘦果歪倒卵形,膨胀;茴茴蒜花托密被白色柔毛,瘦果卵圆形。

    4.常见植物

    (1)牡丹Paeonia Suffruticosa Andr.):落叶小灌木。根肉质,茎直立,多分枝。叶互生,二回三出复叶,枝上部常为单叶,小叶片有披针、卵园、椭园等形状,顶生小叶常为2~3裂,总叶柄长8~20cm,表面有凹槽;花单生于当年枝顶,两性,花大色艳,形美多姿,花径10~30cm;花色多样;雄、雌蕊多数,常有瓣化现象,心皮5枚,少有8枚,边缘胎座,多数胚珠。聚合蓇葖果。

    (2)芍药Paeonia lactiflora Pall.):多年生宿根草本,根肉质,粗壮。叶互生,二回三出复叶,枝上部常为单叶。花数朵生于茎顶或叶腋,花美丽、 大型,直径10~20cm,单瓣或重瓣,色泽艳丽,雄蕊多数,心皮3~5枚。聚合蓇葖果。

    (三)罂粟科(Papaveraceae)

    1.花程式

    2.识别特征:多草本,有乳汁。单叶互生,多分裂,无托叶。两性花,萼片2枚,早落,花瓣4枚。雄蕊多数,心皮2至多个,合生,上位子房,侧膜胎座。蒴果。

    3.代表植物:

    秃疮花[Dicranostigma leptopodum (Maxim.) Fedde.]:多年生草本,茎多数,丛生,直立,茎有棕黄色乳汁。基生叶羽状全裂,茎生叶苞片状。花大美丽,聚伞花序,萼片淡绿色,外面有毛,花开时脱落;花瓣4枚,鲜黄色。雄蕊多数,花丝黄色;雌蕊1个,花柱缺,柱头2裂,2心皮组成一室,胚珠多数。蒴果呈角果状,圆柱形,成熟时由顶端直达基部裂为2,侧膜胎座,其上与宿存柱头相连,多数种子(图5—23)。

    4.常见植物

    (1)虞美人Papaver rhoeas L.):一年生草本,植物体被粗毛。叶羽状深裂或全裂及有不规则锯齿。花单生,花色多,但不为黄色,心皮多数,侧膜胎座。蒴果孔裂。

    (2)罂粟Papaver somniferum L.):一年生或二年生草本,植物体无毛或微有毛。叶羽状浅裂及有不规则锯齿。花单生枝顶,花大型而美丽,花瓣四片呈白色、淡红或紫红。蒴果卵状球形或长椭园形,孔裂。乳汁有毒。

    (四)石竹科(Caryophyllaceae)

    1.花程式

    2.识别特征:多草本,茎圆形,节膨大。单叶对生。聚伞花序,两性花,雄蕊数是花瓣的2倍,上位子房,特立中央胎座。蒴果。

    3.代表植物

    繁缕 [Stellaria media (L.) Cyr.] :一年生草本,茎杆细,直立或平卧,茎上有一行短柔毛。单叶对生,叶片卵形,全缘,有或无叶柄。花单生叶腋或成顶生聚伞花序。
镊取一朵花用放大镜观察,萼5枚,披针形,边缘膜质;花瓣5,白色,2深裂达基部,较萼片短。雄蕊10枚,雌蕊l枚位于花中央,子房上位,l室,特立中央胎座,花柱3枚。果卵形或椭圆形,先端开裂(图5—24)。

    4. 常见植物

    (1)石竹Dianthus chinensis L.):叶条状披针形。萼下有叶状苞片4枚,长约萼筒l/2,萼筒5裂,花瓣先端裂成锯齿状,下部有长爪(图5—25)。

    (2)卷耳Cerastitum viscosum L.):全株被糙毛。叶条状披针形至矩圆状披针形。萼片分离,花瓣2裂,花柱5。蒴果圆柱形,果瓣10齿裂。

    (3)王不留行Vaccaria segetalis Gracke.):全株光滑。花粉红色,萼具5条肋,果时增大。

    (五)蓼科(Polygonaceae)

    1.花程式

    2.识别特征:常为草本,茎节膨大。单叶互生,有明显膜质托叶鞘。单被花,花被花瓣状,宿存。瘦果,三棱形或两面凸起。

    3.代表植物

    酸模叶蓼(Polygonum lapathifolium L.):一年生草本。叶柄有短刺毛,托叶鞘呈筒状,膜质。圆锥花序,花萼4裂片,淡红色或白色;雄蕊6枚,雌蕊由2心皮构成,花柱2。瘦果卵形(图5—26)。

    4.常见植物

    (1)齿果酸模Rumex dentatus L.):草本。叶鞘膜质。圆锥花序顶生;花被片黄绿色。瘦果被卵形宿存内轮花被片,有3~4对不规则针状牙齿,背部有疣状瘤,瘦果卵状三棱形,有尖锐角棱。

    (2)荞麦Fagopyrum esculentum Moench.):草本。茎直立分枝,红色。托叶鞘三角形。总状花序腋生或顶生;花被淡粉红色或白色。瘦果超出花被l~2倍,三棱形。为栽培作物。

    (3)扁蓄Polygonum aviculare L.):一年生草本,植株小型。单叶互生,托叶鞘状抱茎。花生于叶腋,花被片5,无花瓣,呈白绿色稍红色,雄蕊8枚,花丝短,雌蕊由3心皮构成。瘦果三棱形,外包宿存花萼。

    (六)藜科(Chenopodiaceae)

    1.花程式

    2.识别特征:草本、灌木或小乔木。单叶互生。花小,单被,雄蕊与萼片同数而对生,子房上位,基生胎座。花萼宿存,包于胞果之外。

    3.代表植物

    菠菜(Spinacia oleracea L.):一年生草本,全株光滑无毛。叶多基生,茎上部叶互生,有长柄。花单性,雌雄异株;雄花成顶生穗状花序,雌花数朵簇生于叶腋;雌、雄花甚小,用解剖针轻轻从花的基部挑取,置放大镜或解剖镜下观察,可见雄花有黄绿色萼片,长圆形,先端钝;雄蕊4,与萼片对生,花丝线形,伸出花萼之外。雌花有萼状苞片2~4,合生,子房近球形,柱头4,线形而细长,下部结合。胞果包在有2~4个角的由萼状苞片形成的杯状体内,常有2个角刺 ( 图5—27)。

    4.常见植物

    (1)甜菜Beta vulgaris L.):花绿色,在叶腋处集成球状;柱头3裂,3心皮。胞果外包有宿存的花萼。根肥大含糖分多,供制糖用;叶作蔬菜或饲料。

    (2)灰绿藜Chenopodium glaucum L.) :草本,常有粉粒。叶上面淡绿,下面灰白色。花两性,柱头2裂。胞果扁球形,果皮膜质。

    (七)苋科(Amaranthaceae)

    1.花程式

    2.识别特征:多草本。单叶互生或对生,无托叶。花小,两性或单性,花下有干膜质苞片,花密集成穗状、圆锥状或头状花序;萼片3~5,干膜质,无花瓣;雄蕊l~5个,与萼片对生,心皮2~3合生,l室,子房上位。胞果,盖裂。

    3.代表植物

    苋Amaranthus tricolor L.) :一年生草本。单叶互生,无托叶,叶卵状椭圆形至披针形。穗状花序,注意观察杂性花,萼片与雄蕊各3枚,柱头3枚,子房上位,胚珠1个。胞果环裂,种子有丰富的胚乳与环形胚 (图5—28)。

    4.常见植物

    (1)牛膝Achyranthes bidentata Bl.):多年生草本,根圆柱形而长。叶对生,节部膝状膨大。穗状花序,开花后其花向下折而贴于花轴。

    (2)鸡冠花Celosia cristata L.):一年生草本。花序顶生,扁平鸡冠状,紫色、淡红色或黄色。

    (八)十字花科(Cruciferae)

    1.花程式

    2.识别特征:草本。基生叶莲座状,茎生叶互生。花两性,萼片、花瓣各4枚,十字形花冠;四强雄蕊6枚,雌蕊由2心皮组成,有假隔膜,子房上位,侧膜胎座。角果。

    3.代表植物

    油菜(Brassica campests L.):基生叶莲座状,具柄,茎生叶抱茎互生。花序为总状花序组成的圆锥花序;取一朵油菜花从外至内观察,看到萼片和花瓣各4枚,成十字形排列,花瓣黄色,有长爪,四强雄蕊6枚,排成两轮,注意内外轮的数目。在花托基部有4个蜜腺,与萼片对生,中央为1枚圆柱状雌蕊,用刀片横切子房,观察其心皮数目、胎座类型、假隔膜(图5—29)。

    4.常见植物

    (1)萝卜Raphanus sativus L.):花淡紫白色,长角果不裂。肉质直根发达,为重要蔬菜。

    (2)荠菜[Capsula bursa-pastoris (L.) Medic.]:叶互生,长圆披针形,羽状分裂。总状花序,花白色,子房三角状倒卵形。短角果,每室有多枚种子。嫩苗叶可作蔬菜 (图5—30)。

    (3)播娘篙Descurainia sophia Schur.):茎被星状毛。叶羽状全裂,裂片狭。花小黄色,花柱缺。长角果细长,种子有网纹。麦田主要杂草之一 (图5—31)。

四、课堂作业

    1.写出玉兰、毛茛、繁缕、油菜等植物的花程式。

    2.绘油菜花纵剖面图,并注明各部分名称。

五、思考题

    1.列表比较蓼科、藜科和苋科的主要异同点。

    2.试述石竹科、十字花科和木兰科植物的主要形态特征。

    3.请用检索表检索玉兰、卷耳、石龙芮、荠菜、播娘篙等植物。

    4.绘出石竹科和十字花科植物花的花图式。

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