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第2章 植物常识概述(1)

林耐植物分类法

林耐(1707~1778)是瑞典博物学家,动、植物分类学和双名制命名法的创始人。1735年,他周游欧洲各国,在荷兰取得医学博士学位。同年,他出版了着名的《自然系统》一书。在这本书中,他首次将生物分为动物和植物两个界;对植物界他以种为分类的最小单位,再根据花的数量、形状和位置分成属,并以雌蕊的数目决定某一植物应归的目,以雄蕊的数目确立应归入的纲,另总括隐花植物为一纲。他把植物分为24纲、116目、1000多属、10000多种。

苔藓植物

在夏季阴湿的墙面或地面上,可以看到一丛丛或一片片绿茸茸的微小植物。用放大镜仔细观察,可以看到它们长着类似于叶和茎的结构,这些就是苔藓植物。苔藓植物是绿色自养性的陆生植物,植物体是配子体,它是由孢子萌发成原丝体,再由原丝体发育而成的。苔藓植物有23000多种,遍布于世界各地,大多生活在阴湿环境中。常见的苔藓植物除了葫芦藓、小墙藓之外,还有地钱、金发藓等。

苔藓植物的基本特征

苔藓植物是一群小型的多细胞的绿色植物,大多生于阴湿的环境中。在形态上,体形细小,最大的种类也只有数十厘米;多数有茎叶体,并有假根。茎叶体的叶大多由1层细胞组成,茎中的细胞仅有简单的分化,孢子散发在空中,对陆生生活有重要的生物学意义。

苔藓植物与人类的关系

苔藓植物与人类关系很密切。例如,苔藓植物可以在不毛之地上首先出现,可为其他植物拓荒;苔藓植物覆盖地表能防止水土流失;人们可以利用苔藓植物提取乙醇、醋酸等工业原料;在医药上,有些苔藓植物可以用做药材,如大叶藓对治疗心血管病有较好的疗效。由于苔藓植物的结构简单,对污染物敏感,因此还可以作为大气与土壤监测的指示植物。苔藓基因的丰富性也超乎想象,并且具有许多独特的变异。通过测序苔藓基因组,科学家有望弄清植物由水生到陆生的转变过程。

蕨类植物

蕨类植物通常生长在森林、溪沟和田野的阴湿环境里,它们叶子背面长有褐色孢子囊群。蕨类植物是植物中主要的一类,是高等植物中比较低级的一门。蕨类植物有12000多种,常见的如铁线蕨、肾蕨、贯众、银粉背蕨等。

蕨类植物的基本特征

蕨类植物是高等植物中比较低级的一门,是最原始的维管植物。大都为草本,少数为木本。蕨类植物除有茎和叶的分化外,还有了真正的根。在根、茎、叶里都出现了输导组织和机械组织,适合于陆地生活。在生殖季节,它们叶片的背面生出很多褐色的孢子囊,可以通过孢子囊中形成的孢子进行生殖。苔藓植物和蕨类植物都通过孢子进行生殖,因此它们统称为孢子植物。

蕨类植物与人类的关系

现存的蕨类植物,除了2亿多年前的蕨类植物形成了现在的煤炭之外,大多数是生于山区的多年生草本,现存的很多种类可以入药,如节节草能治化脓性骨髓炎;乌蕨可治菌痢、急性肠炎;卷柏外敷可以治刀伤出血等;很多种蕨类植物的幼叶是味美的食品,如蕨、菜蕨等;许多蕨类植物在工业上有重要用途,如木贼的茎可做木器或金属的磨光剂;有些蕨类植物既是优良的绿肥,又是高蛋白饲料,如满江红;许多蕨类植物可作为土壤指示植物,如狗脊藤、铁线蕨等;还有很多蕨类植物具有观赏价值,可用于美化环境,如肾蕨、铁线蕨、卷柏等。

裸子植物

裸子植物是植物界中的重要类群,也是种子植物中较低级的一类。具有颈卵器,既属颈卵器植物,又是能产生种子的种子植物。目前已知的裸子植物有800多种,我国是世界上裸子植物种类最多、资源最丰富的国家,有200多种,如松、杉、柏、银杏、苏铁等。其中,银杉、水杉和秃杉被列为国家一级保护植物。

松、杉等的生殖器官称为球果。球果有雌、雄两种,两者均由许多木质化的鳞片组成。例如,松的雄球果的每一鳞片上着生两个花粉囊,囊内产生花粉。雌球果的每一鳞片上着生两个胚珠,胚珠内有卵细胞。由于裸子植物的胚珠是裸露的,所以卵细胞受精后形成的种子也是裸露的。裸子植物的胚珠外面没有子房壁包被,不形成果皮,种子是裸露的。

裸子植物的用途

裸子植物具有许多重要用途。它们是优良的造纸原料、制造乐器的主要木材来源,如云杉、冷杉等;它们的很多副产品,如松香、松节油、麻黄素等是重要的工业和医药原料;有些裸子植物的种子可以食用,如松、银杏等;还有很多种类常作为观赏植物,如雪松、白皮松、侧柏、圆柏、水杉等。由于多数裸子植物树干端直、材质优良、出材率高,所以其所组成的针叶林常作为优先采伐的对象,使该资源正在受到强烈的人类活动的威胁和破坏。

被子植物

被子植物是种子植物的一种。被子植物的种子藏在富含营养的果实中,提供了生命发展很好的环境。受精作用可以风为传媒,大部分则是由昆虫或其他动物传导,使得显花植物能广为散布。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。目前已知的被子植物有20多万种。它们是植物界中种类最多,结构和功能最复杂,分布最广,经济用途最大的一个植物类群。常见的被子植物有很多种,如玫瑰、向日葵、玉米、葱、杨、柳、马铃薯等。

被子植物的基本特征

被子植物具有根、茎、叶、花、果实和种子六大器官;被子植物具有真正的花,花由花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群4部分组成;种子外面有果皮包被。随着被子植物的演化而不断发展和复杂化,被子植物包含了所有天然化合物的各种类型,具有多种生理活性。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。

被子植物与人类的关系

人类的衣、食、住、行等生产和生活的各个方面都离不开被子植物。人类的绝大部分食物和很大一部分纺织用的纤维都来自于被子植物。例如,粮食作物有小麦、水稻、玉米、高梁、燕麦、大麦等;果品有苹果、桃、杏、梨、西瓜等;能够获取纤维的有棉、竹、麻等;还有很多被子植物可以作为蔬菜、油料、糖、茶、药材、香料、装饰品等资源。此外,很多被子植物本身具有很高的观赏价值,可以美化人们的生活,如茧尾、剑兰、菊花等观赏花卉。目前,人们用于防风固沙、水土保持、环境绿化的植物品种也大多是被子植物。

双子叶植物

双子叶植物纲是被子植物门中,种子的胚具2片子叶的植物。通常将这类植物列为一纲,即双子叶植物纲。其主要特征除了具2片子叶外,还有以下几点:主根发达,多为直根系;茎内维管束多作环状排列,具形成层;叶脉网状,也有的为羽状;花部基数通常为5或4,极少为3;花粉粒具2个萌发孔等。本纲包括165000种植物,在被子植物中占大多数。其分布十分广泛,与人类的关系极为密切。

单子叶植物

单子叶植物纲是被子植物门的1纲。叶脉常为平行脉,花叶基本上为3数,种子以具1枚子叶为特征。绝大多数为草本,极少数为木本,多生于沼泽或湿地,具有地下球茎;根为须根系,茎中的维管束散生,叶由叶鞘、叶舌、叶耳、叶片组成,花粉粒具单萌发孔。单子叶植物在发育上比大多数的双子叶植物要进化。

种子植物

由于裸子植物和被子植物均能产生种子,因此统称为种子植物。被子植物中的棉、大豆与小麦、玉米在形态结构上又不完全相同,其中棉和大豆属于双子叶植物,小麦和玉米属于单子叶植物。

绿色开花植物的结构形态:

绿色开花植物是多细胞植物。根据它们的结构、形态和功能的不同,一棵完整的植株可以分为根、茎、叶、花、果实和种子六种器官。

根是陆生植物吸收水和矿物质的主要器官。从根的顶端到生长根毛的部位叫根尖。它是吸收水和矿物质最活跃的部分。

根的组成部分:

根尖由根冠、分生区、伸长区、成熟区四部分组成。根冠位于根尖的顶端。细胞体积较大,排列不规则,根冠具有保护分生区的作用;分生区大部分被根冠包围。细胞体积较小,排列紧密,具有很强的分裂能力,能不断地产生新细胞;伸长区位于分生区上方。细胞能迅速生长,几小时内能伸长至原长的10倍以上,是根生长最快的部分。根能不断向土壤深处生长,是与伸长区细胞迅速伸长分不开的。伸长区也能吸收少量水分和矿物质;成熟区位于伸长区上方。细胞停止伸长,细胞内有很大的液泡,液泡里充满细液泡。表皮细胞向外突起形成根毛,表皮以内的细胞开始分化成组织。

根的作用

根是蕨类植物和种子植物适应于陆地生活而形成的一种营养器官。主要功能是固着植物体,支持地上部分,从土壤中吸收水分和无机盐。此外,根还能合成许多重要物质,如氨基酸、蛋白质、生物碱、激素等;也具有分泌功能,向其周围分泌氨基酸、生物碱、有机酸等,这些物质或能促使某些物质的解体,某些盐的溶解,有利于根的吸收;或可刺激微生物的繁殖,或抑制细菌的生长,有利于根的生命活动。根还具有贮藏营养和进行繁殖的作用。

根毛

一般情况下,根毛的细胞液浓度大于土壤溶液浓度。含营养物的水液可通过根毛的主动运输而进入细胞,通过根毛细胞壁、细胞膜、细胞质渗入到根毛细胞的液泡内。根据同样原理,根毛细胞吸收的水分,再掺入根内层层细胞,最后进入内部有输导功能的导管,运输到植物体的各个部分供细胞所利用。

根冠

根冠是由薄壁细胞组成的帽状结构,位于根尖的顶端,细胞体积较大,排列不规则,根冠具有保护分生区水分的作用。

花蕊:

花蕊包括雌蕊群和雄蕊群,是花的最重要的组成成分。

雌蕊群居于花中央,由1个或几个心皮组成。每个雌蕊包括柱头、花柱和子房3部分。柱头是雌蕊上端接受花粉的部位,可有多种形态,能分泌水分、糖类、脂类、酸、激素和酶等多种物质,以利于花粉的黏着和萌发。花柱是花粉管进入子房的通道,可长可短,因植物而异。子房是雌蕊基部膨大的部分,由子房壁、胎座和胚珠组成。胚珠内有胚囊,是卵细胞和极核着生的地方。一朵花内可有一至多枚雌蕊,也可无雌蕊(雄性花),雌蕊的生长可分离或联合。

雄蕊群着生在花托或贴在花冠基部上。每个雄蕊由花丝和花药两部分组成。花丝支持着花药。花药通常由2或4个花粉囊组成,分为两半,中间有药隔相连。花粉囊内产生花粉,成熟后,花粉囊开裂,花粉逸出。雄蕊的数目不定,因植物种类而异。雄蕊可分离或联合。

花被

花被包括花萼和花冠。花萼位于花的最外轮,由若干萼片组成,在花芽期,有保护作用。萼片可全部分离或部分分离。萼片可一轮(如桃)或两轮(如棉)。外轮萼片称为副萼。有的花萼变成冠毛(如蒲公英)有利于果实的传播。花冠位于花萼之内,由若干花瓣组成。花瓣细胞内含花青素(在不同酸碱度时表现为红、蓝、紫色),或有色体(表现为黄橙色),或不含色素(白色)。花瓣可分泌芳香油或蜜液。色、香、蜜是招引昆虫的重要因素,是被子植物适应环境,进化高等的表现。花冠还具有保护作用。有的花冠退化(如杨、栗),有的花瓣分离(如桃),有的联合(如牵牛花)。

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