1、第一讲第一讲 被子植物分类学概述被子植物分类学概述一、被子植物分类原则一、被子植物分类原则 .二、被子植物分类依据二、被子植物分类依据 .三、被子植物分类方法三、被子植物分类方法 .四、被子植物分类系统四、被子植物分类系统 .五、克郎奎斯特被子植物分类系统五、克郎奎斯特被子植物分类系统 。一、被子植物分类原则一、被子植物分类原则 二、被子植物分类依据二、被子植物分类依据 1 1、形态学依据、形态学依据(1 1)根)根 根系类型:直根系、须根系;根的类型:主根、不定根、变态根、肥大直根、块根等。(2 2)茎)茎 茎的类型:木本茎、草本茎;直立茎、缠绕茎、攀援茎;地上茎、地下茎;变态茎、块茎、鳞茎
2、、根状茎等。茎的分枝类型:单轴分枝、合轴分枝、二叉分枝、假二叉分枝等。(3)叶)叶 叶的类型叶的类型:单叶、条形叶、心形叶、卵形叶、倒卵形叶、阔卵形叶、披针形叶、针状叶、剑形叶、复叶、羽状复叶、掌状复叶、一回羽状复叶、二回羽状复叶、多回羽状复叶等;叶脉的类型叶脉的类型:羽状脉、网状脉、平行脉、射出脉、羽状网脉、掌状网脉等;叶尖的类型叶尖的类型:渐尖、尾尖、突尖、锐尖等;叶缘的类型叶缘的类型:锯齿、牙齿、锐锯齿、顿锯齿、裂缺等;叶基的类型叶基的类型:心形、圆形、楔形、箭形、戟形等。(4)花)花 花的类型花的类型:典型花、不完全花、合瓣花、离瓣花、单被花、双被花、多被花等;花序的类型花序的类型:总
3、状花序、圆锥花序、有限花序、无限花序、伞形花序、伞房花序、聚伞花序、蝎尾状聚伞花序、头状花序、隐头状花序、穗状花序、复穗状花序、肉穗状花序、复伞形花序、复伞房花序等;花冠的类型花冠的类型:合生花冠、离生花冠;花冠镊合状排列、花冠螺旋状排列、花冠覆瓦状排列、花冠向下覆瓦状排列、花冠向上覆瓦状排列等;雌蕊的类型雌蕊的类型:单雌蕊、复雌蕊、离生复雌蕊、合生复雌蕊等;雄蕊的类型雄蕊的类型:二强雄蕊、四强雄蕊、单体雄蕊、二体雄蕊、多体雄蕊等。花公式花公式:用数字和符号表示花的基本组成及结构的式子。其中,“”表示花在结构上呈两侧对称;“”表示花在结构上呈辐射对称;“”表示花被;“K”表示花萼;“C”表示花
4、冠;“A”表示雄蕊;“G”表示雌蕊;“()”表示合生,无此符号表示离生;“1、2、3、4”作下标,指示数目。例如例如:木兰科的花公式为:“615 AG”;蝶形花科的花公式为:“K(5)C5 A(9)1 G1:1”。2、解剖学依据、解剖学依据 以植物各器官的解剖特征作为分类的依据。例如:根、茎、叶、的横切面结构(中柱的类型、维管束的类型、髓的有无等),花、果实和种子的构成,胎座的类型(边缘胎作、侧膜胎座、基生胎座、中轴胎座、特立中央胎座等)等。3、细胞学依据、细胞学依据 以细胞核内染色体的形态相似性,作为相似植物分类的基本依据。4、植物化学依据、植物化学依据 是以植物某些化学成分(主要是醌类、萜
5、类和黄酮类)的有无和多寡,作为对相似植物进行比较,从而判定其亲缘关系的依据。5、数量性状分析依据、数量性状分析依据 以植物大量的形态、结构、生殖、习性数据为基本材料,用计算机进行聚类分析,所得的相似性系数和聚类分析图,是判断植物亲缘关系的重要依据。三、被子植物分类方法概述三、被子植物分类方法概述 1 1、经典分类法:经典分类法:又称为传统分类法。其基本要点是:(1)、以植物标本为基本的研究对象;(2)、以植物形态特征为主要的分类依据;(3)、以植物解剖学、植物胚胎学、植物细胞学、植物化学、古植物学、植物生态学、遗传学等研究的成果为辅助;(4)、以植物间的相似程度作为判定其亲缘关系的依据。对对传
6、统传统分类方法的评价分类方法的评价:虽然该方法在判定植物的种及种下单位时人为性较大(学者们对一种新植物究竟是新种还是变种或其它种下单位,往往争执不断,难有量化的手段和措施),而且该方法主要的工作场所是植物标本采集地、植物标本室,所用的工具简单,手段比较原始,但是经验丰富的学者在判定种及其所在的属时,往往十分快捷而准确。还有,从事该项工作的学者继承的方法虽然古老,但非常注意兼收并蓄,吸收和采用新的技术及方法。因此,时至今日,该方法仍在使用。2、细胞分类学方法、细胞分类学方法:又称为染色体分类法,其基本的工作内容是染色体计数与形态比较。以染色体的相似性为分类的基本依据,在植物亲缘关系的判定方面比较
7、准确。但是其基本研究条件要求较高,而且不能单独使用,只能作为经典分类方法的的补充。具体的应用事例有:见教材385386页。判定芍药科的分类地位。原来一直将其作为毛茛科的一个属,但是又与其有较大差别(有花盘、芯皮大而肉质、柱头厚而镰状、雄蕊离心发育、种子有大的假种皮而不同于毛茛科),经此方法研究发现其染色体大、且为5基数(毛茛科植物多为3基数),有力的支持了将芍药属独立成科的观点。在蕨类的经典分类中,双蹄盖蕨属是否独立一直存在争议,有将其归入蹄盖蕨属的提议。但是经此方法研究发现其染色体基数为41,而蹄盖蕨属的染色体基数为40,有力的支持了将该属独立,与蹄盖蕨属并列的观点。3、化学分类学方法、化学
8、分类学方法:产生于上个世纪60年代,是一种以分析植物的化学成分、比较外形相似植物化学成分的异同,从而判定其亲缘关系的植物分类方法。该方法的研究条件要求较高,而且并不是全面分析相似植物的化学成分,只是针对某些化合物的定性或定量分析(例如:醌类、萜类和黄酮类),不能单独使用,只能作为经典分类方法的的补充。具体的应用事例有:见教材387388页。单种属植物海滨莎,究竟应在藨草亚科还是在刺子莞亚科中(曾被国外学者放在刺子莞亚科中),存在争议。经此方法研究发现其该属植物含有大量的醌类物质,而刺子莞亚科却不含醌类,从而有力的支持了将海滨莎属放在藨草亚科的观点。在处理榆科榆属和朴属中的某些争议种的归属问题时
9、,经此方法研究发现榆属植物含有大量的黄酮醇类物质,而朴属植物含有大量的葡基黄酮类物质,从而解决了争议。4、数值分类学方法、数值分类学方法:产生于上个世纪80年代,是一种以计算机为基本工具,以被分析植物群的性状集合为分析对象、以聚类分析为基本方法、以相似程度的高低为植物亲缘关系判定依据的分类方法。该方法的研究条件要求较高(需较高级的计算机和聚类分析软件及操作人员),而且需要大量的数据(列举的性状不能低于50项)。沙参属植物亲缘关系的分析。见教材397页。遗憾的是,该方法也不能单独使用,只能作为经典分类方法的的补充。四、四、克郎奎斯特克郎奎斯特被子植物分类系统被子植物分类系统 1 1、系统概况、系
10、统概况(1)分纲:分木兰纲和百合纲两纲。(2)分亚纲:11个亚纲。详见教材第369页的图和370页至373页的文字说明。(3)分目及分科:分为83目383科。详见教材第369页的图和373页至380页的文字说明。2、系统各目和科的代表植物系统各目和科的代表植物 见后续介绍。一、被子植物分纲一、被子植物分纲克郎奎斯特将被子植物分为两纲,即:木兰纲和百合纲,其区别如下:6、花粉具单个萌发孔6、花粉具3个萌发孔5、花部通常3基数,极少4基数5、花部通常5或4基数,极少3基数4、叶具平行脉或弧形脉4、叶具网状脉3、茎内维管束散生,具形成层3、茎内维管束作环状排列,具形成层2、主根不发达,多为须根系2、
11、主根发达多为直根系1、胚仅含1片子叶1、胚具2片子叶百合纲(单子叶植物纲)木兰纲(双子叶植物纲)一、木兰目(Magnoliales)木兰目是被子植物中最原始的一个目,含木兰科、番荔枝科(Annonaceae)、肉豆蔻科(Myristicaceae)等10科。木兰科(Magnoliaceae)P615 A G 13属200种,我国11属130种。形态特征形态特征:木本,单叶互生;托叶比较大,包被幼芽,脱落后留有托叶环痕。花大,两性花,单生(顶生或腋生),整齐;花被片3基数,同形,呈花瓣状,分离;雄蕊多数,分离,螺旋状排列于柱状花托的下部,花药长,花丝短;离生心皮雌蕊多数,螺旋排列于柱状花托的上部
12、。果实多为聚合蓇葖果,背缝线开裂,少数为翅果。种子胚小,胚乳丰富,成熟时常挂在细丝上。识别要点识别要点:木本。单叶互生,有托叶痕。花单生,两性,同被花,3基数;雌、雄蕊多数,离生,螺旋排列在柱状的花托上;果实为聚合蓇葖果。大花玉兰大花玉兰鹅掌楸 Liriodendron辛夷Magnolia常见3属分属检索表 1聚合蓇葖果;叶全缘或叶先端稀有凹缺;叶柄显著比 叶片短或近无柄。2花顶生;雌蕊群与雄蕊群之间无间隙 1木兰属 Magnolia 2花腋生;雌蕊群与雄蕊群之间有间隙呈短柄状 2含笑属 Michelia 1.聚合小坚果,有翅,叶两侧有波状裂或凹缺,有长 叶柄3鹅掌楸属 Liriodendro
13、n 荷花玉兰荷花玉兰(Magnolia grandiflora L.)荷花玉兰荷花玉兰Magnolia grandiflora L.玉兰(Magnolia denudata Desr.)辛夷辛夷(Magnolia liliflora Desr.)辛夷辛夷辛夷Magnolia liliflora Desr.日本厚朴Magnolia hypoleuca Sieb.et Zucc.含笑M.figo(Lour.)Spreng.2、含笑属(Michelia)白兰花(Michelia alba DC.)3、鹅掌楸属(Liriodendron)鹅掌楸(L.chinense Sarg)属国家二级保护植物北美鹅
14、掌楸(L.tulipifera L.)二、樟目(Laurales)木本,有油腺。单叶全缘。本目含樟科、腊梅科(Calycanthaceae)等8科。樟科(Lauraceae)木本,有油腺。单叶互生,革质,三出脉或羽状脉。两性花,整齐,三基数。核果。樟 Cinnamonmum camphora(L.)Pres.樟Cinnamonmum camphora(L.)Pres.樟Cinnamonmum camphora(L.)Pres.四、睡莲目(Nymphaeales)水生植物,茎内维管束散生。花单生。坚果。本目含莲科、睡莲科等5科。(一)莲科(Nelumbonaceae)K45 C A G 水生草本
15、,有根状茎;叶盾形;花大,单生,果实埋于海绵质的花托内。本科1属2种。种子在适宜的情况下埋藏地下3000年仍有发芽力。1、莲属(Nelumbo)莲 N.nucifera Gaertn.莲(Nelumbo nucifera Gaertn.)莲(Nelumbo nucifera Gaertn.)(二)睡莲科(Nymphaeaceae)K46 C8 A,0 G(3-5-)水生草本,有根状茎。叶心 形至盾形。花单生;花萼、花 瓣与雄蕊逐渐过渡;心皮多数,结合。果浆果状。本科5属。1、睡莲属Nymphaea 睡莲N.tetragona Georgi 睡莲 Nymphaea tetragona Georg
16、i 草本或木质藤本。花心皮多数,离生,螺旋状排列或轮生。本 目 含 毛 茛 科、小 檗 科(B e r b e r i d a c e a e)、木 通 科(Lardizabalaceae)、防己科(Menispermaceae)等8科。毛茛科(Ranunculaceae)K3 C3 A G1 50属2000种,我国39属750种。形态特征形态特征:多年生或一年生草本,少数为攀援藤本。叶基生,互生,少数对生;叶为单叶、分裂或羽状复叶,无托叶。花多为两性花,少单性,辐射对称或两侧对称;萼片5个或多个,有时花瓣状;花瓣5或多数;雄蕊多数,心皮多数,离生,雄蕊和心皮都是呈螺旋状排列;子房1室,胚珠1
17、至多个。果实为瘦果或蓇葖果。识别要点识别要点:草本。叶分裂或复叶。花两性,整齐,5基数;花萼和花瓣均离生;雄蕊和雌蕊多数,离生,螺旋状排列于突起的花托上,瘦果聚合。五、毛茛目(Ranales)1.毛茛属(Ranunculus)直立草本。花黄色,萼片、花瓣各5片,分离,花瓣基部有一蜜腺穴;雄蕊和雌蕊多数,离生,螺旋状排列于突起的花托上,瘦果聚合成头状。约300种,我国有78种,9变种。毛茛Ranunculus japonicus Thunb.毛茛属(Ranunculus)毛 茛石龙芮Ranunculus sceleratus L.2.黄连属(Coptis)多年生草本,具黄色根状茎。叶具长柄,35
18、全裂。花葶12条;萼片条形,花瓣5;心皮812。蓇葖 果。约16种,我国有6种。常见有黄连(C.chinensis Franch.)多年生草本,根肥厚。叶掌状35裂。总状花序;花萼兰色,最上萼片盔状;花瓣2片退化成蜜腺,另3片消失;雄蕊多数;心皮3,分离。蓇葖果。约350种,我国有167种。常见有乌头(A.carmichaeli Debx.)4、乌头属(Aconitum)乌头(Aconitum carmichaeli Debx.)5、耧斗菜属(Aquilegia)多年生草本。23回三出复叶。单歧或二歧聚伞花序;花整齐,花萼5,花瓣状;花瓣5,基部有距;雄蕊多数,心皮510。蓇葖果。约70种,我
19、国有13种。常见有:耧斗菜(A.viridiflora Pall.)十、荨麻目(Urticales)本目含榆科、桑科、大麻科(Cannabaceae)、荨麻科(Urticaceae)等6科。(一)榆科(Ulmaceae)K4-8 C0 A4-8 G(2:1)18属1400种,我国8属50余种。形态特征:木本。单叶互生。花小,两性或单性,常集成头状、穗状花序;花单被,萼片4个;雄蕊与萼片同数而对生;雌花仅有雌蕊,上位子房,1室,每室有1个胚珠。果实为翅果、坚果或核果。识别要点:木本,单叶互生,花单性,单被,翅果、坚果或核果。1、榆属(Ulmus)1、榆属(Ulmus)榆(U.pumila L.)
20、榆(Ulmus pumila L.)(二)桑科(Moraceae)K4-6 C0 A4-6 K4-6 C0 G(2:1)67属1400种,我国16属160种。形态特征形态特征:木本(灌木,乔木或藤本),常含有乳汁。单叶互生,花小,单性同株或异株,常集成头状、穗状或柔荑花序、或为隐头花序;花单被,萼片4个;雄蕊与萼片同数而对生;雌花仅有雌蕊,上位子房,1室,每室有1个胚珠。果实为聚花果,由增厚肉质萼片包围的瘦果,或瘦果包藏于肉质花序轴中。识别要点识别要点:木本,常具白色乳汁,单叶互生,花单性,单被,聚花果。桑Morus alba L.桑(Morus alba L.)构 树Broussonetia
21、 papyrifera(L.)Vent.核果核果聚花果聚花果柘树Cudrania tricuspidata(Carr.)Bur.无花果Ficus carica L.橡皮树(Ficus elastica Roxb.)十一、胡桃目(Juglandales)胡桃科(Juglandaceae)形态特征:落叶乔木,稀有灌木,叶互生,奇数羽状复叶,无托叶。花单性,雌雄同株;雄花成下垂的柔荑花序;单生或穗状排列。果实为坚果核果状或具翅。识别要点:落叶乔木。羽状复叶。花单性,雄花序葇荑状;子房下位,1室或不完全24室。坚果核果状或具翅。乔木。羽状复叶互生。花单性同株。单花被,雄蕊3,子房下位,胚珠1直立,无胚
22、乳。本目含马尾树科和核桃科。1、核桃属(Juglans)核桃(Juglans regia L.)核桃(Juglans regia L.)核桃(Juglans regia L.)核桃秋(Juglans mandshurica Maxim.)2、枫杨属(Pterocarya)枫杨(Pterocarya stenoptera DC.)十四、壳斗科(Fagaceae)K(4-7)C0 A4-7,8-12 K(4-7)C0 G(2-6)8属900种,我国6属300种。形态特征:常绿或落叶乔木或灌木。单叶互生,常为革质,羽状脉,托叶早落。花单性,雌雄同株;雄花成柔荑花序,花萼裂片48片,无花瓣;雌花单生或
23、23朵簇生于花后增大的总苞内,花萼48裂,无花瓣;萼片与下位子房合生,36室,每室具有2个胚珠,常仅有1个发育。坚果外包壳斗,或称为总苞;形状有的像碗,有的是闭合的;总苞的外面有鳞片或刺。识别要点:木本,单叶互生,雄花为柔荑花序。坚果位于壳斗内。十二、壳斗目(Fagales)木本。单叶互生,有托叶。花单性,风媒,雌雄同株,单花被。柔荑花序,每苞片内常含3花;雄蕊和花被片对生;雄蕊由23个心皮结合而成,子房下位,悬垂胚珠。坚果。本目包括壳斗科、桦木科(Betulaceae)等3科。板栗板栗Cadstanea mollissima Bl.板栗板栗Cadstanea mollissima Bl.麻
24、栎(Quercus cutissima Carr.)(一)石竹科(Caryophyllaceae)K45;(45)C45 A810 G(52:1)75属2000种,我国32属400种。形态特征:草本植物,茎节膨大;单叶,全缘,对生,基部常相连。花两性,辐射对称,聚伞花序或单生;萼片45,分离或合生成管状;花瓣与萼片同数,有时无花瓣;雄蕊为花瓣的2倍。子房25心皮合生,上位,1室,特立中央胎座。蒴果,瓣裂或顶端齿裂。胚弯曲,具外胚乳。识别要点:草本,节膨大;单叶,全缘,对生;雄蕊为花瓣的2倍;特立中央胎座,蒴果。十三、石竹目(Caryophyllales)草本。花两性,辐射对称,雄蕊定数,子房上
25、位,中轴胎座至特立中央胎座。本目包括石竹科、蔾科、商陆科、紫茉莉科、仙人掌科(Cactaceae)、苋科等12科。石竹 Dianthus chinensis L.石竹 Dianthus chinensis L.香石竹香石竹(Dianthus caryophyllus L.)须苞石竹须苞石竹(Dianthus barbatus L.)锥花丝石竹(满天星)(Gypsophila paniculata)繁缕Stellaria media(L.)Cyr.(二)藜藜 科科 K53 C0 A53 G(23:1)100属1500种,我国48属170种形态特征:多为草本,常具粉粒状物;单叶互生,常肉质,无托叶
26、。花小,两性花,萼片25裂,常为绿色,花后常增大而宿存,无花瓣;雄蕊与萼片同数而对生;子房上位,胚珠1个;花常密集簇生,形成穗状或圆锥状花序;胞果,包于宿萼内。胚弯曲或螺旋状,具外胚乳。识别要点:草本,单叶互生,具有泡状粉粒物。花小,单被,雄蕊与萼片同数而对生。胞果。菠菜菠菜Spinacia oleracea L.胞 果藜属Chenopodium藜属(Chenopodium)藜属 Chenopodium灰绿藜 Chenopodium glaucum L.甜菜Beta vulgaris L.菠菜(Spinacia oleracea L.)地 肤Kochia scoparia(L.)Schrad.
27、地肤(Kochia scoparia)(L.)Schrad.盐角草属(Salicornia)碱蓬属 Suaeda盐地碱蓬(黄须菜)S.salsa(L.)Pall.盐土草场先锋植物群落,为一年生真盐生指示植物,伴生种有柽柳、二色补血草等。猪毛菜属(Salicornia)(三)苋科(Amaranthaceae)形态特征:通常为草本,单叶互生或对生,无托叶。花小,常两性,单生或密集簇生为穗状、头状或圆锥状的聚伞花序;单被花,萼片35,干膜质,花下常有1枚干膜质苞片和2枚小苞片;雄蕊15,与萼片对生,花丝基部常连合;子房上位,由23心皮组成,1室,胚珠1个。常为胞果,种子有胚乳,胚环形。识别要点:草本,单叶互生,无托叶。花小,萼片膜质,雄蕊与萼片对生。果实为胞果。苋科Amaranthaceae千日红Gomphrena globosa L.牛膝属苋(Amaranthus tricolor L.)尾穗苋Amaranthus caudatus L.反枝苋反枝苋Amaranthus retroflexus L.刺苋刺苋(Amaranthus spinosus L.)鸡冠花鸡冠花Celosia cristata L.千日红千日红谢谢