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第93章 被子植物(1)

什么是被子植物

被子植物是植物发展的最高阶段,也是地球上与人类关系最密切的植物大家族。目前已知被子植物门有1万多属,20多万种,中国约有2.5万种。花是被子植物的主要特征,所以被子植物又称有花植物。

被子植物的特点

被子植物

被子植物是最高等的植物,器官与系统在植物界中进化得最为完善,而且与人类的关系也非常密切。典型的被子植物,是由地上部分的茎、叶、花、果实、种子和地下部分的根所组成的。庞大的根系深扎在地下,吸收地下的水分和无机盐,固持着地上的株体。茎、叶、花、果实、种子各司其职,使这个复杂的植物体能够进行正常的生命活动。

被子植物的营养器官

被子植物具有根、茎、叶、花、果实、种子六大器官。其中根、茎、叶担负植物营养物质的吸收、制造和运输等生理功能,因此称为营养器官。被子植物的营养器官有完善的维管系统,保证水分和养料的运输。被子植物先进的营养器官,为其争得了足够的阳光、水分,为其进一步成长、繁荣奠定了重要的先决条件。

植物世界的多样性

植物的结构、形态、生活习性以及对环境的适应性各有不同,从而形成了植物世界的多样性。植物在地球上的分布是如此广泛,无论高山、平原、干旱的沙漠还是炎热的赤道,绚丽多彩的生命无处不在。当人们在万象更新、群芳吐艳的时节,步入山林去探索大自然的奥秘时,即会深切地感受到,眼前形形色色、千姿百态的生物体,宛如一个个华美的音符,组成了无比绮丽的生命交响乐章。

单子叶植物

单子叶植物只有一片子叶,包在种子里,长成的长叶上有平行的叶脉。虽然少数单子叶植物,例如棕榈可长成乔木,但大多数是非木本植物,称草本植物。

双子叶植物

双子叶植物是显花植物中最大的一类。双子叶植物的种子中包含两片子叶。子叶可作为食物储藏所,也可以在萌芽后短暂地张开,以供给种子生长所需的能量。双子叶植物约有250个科,大多数乔木都属于双子叶植物。

迷惑人的外表

香蕉树是一种热带植物,能够在花序中轴的顶端结出果实。我们称之为“干”的部分不过是被叶柄包裹着的花序中轴。它的叶子长在根茎上。因此,香蕉树实际上是一种单子叶的“大型草类”,而不是双子叶的木本树木。

一些特征的比较

单子叶植物双子叶植物

胞芽只长有一片子叶胞芽长有两片子叶

成熟种子中有胚乳成熟种子中没有胚乳

叶子有平行脉序叶子有网状脉序

不能长粗能够长粗

花朵各部分的数量为3或3的倍数

花朵各部分的数量为4和5或4和5的倍数

多为草本植物为草本和木本植物

枝干中的维管为分散状枝干中的维管为圆柱状

纤维质聚集根部有一个或多个主根和许多次生根被子植物的繁殖

被子植物可以通过无性生殖或是精卵结合的有性生殖方式来繁殖后代。有性生殖对于植物来讲有着非凡的意义:它可以让两株植物有机会产生基因变异,其结果则更能适应多变的环境。被子植物这个目前在植物界中种类最多、分布最广、适应性最强的一个类群,正是通过完善的进化来一步步适应有性生殖的。被子植物的有性生殖在所有植物当中是最复杂精妙的。其进化特征让其具备了更强的活力与对环境的适应性,从而保证了在多样化的自然条件中能够广泛地繁衍、生存。

被子植物的分布

与裸子植物相比,被子植物生长更快,更能适应陆地各种生态环境,分布更广泛,耐寒、耐旱、耐盐碱的本领更强。被子植物的类型有乔木、灌木、藤本、草本,有多年生的,也有一二年生的。它是热带森林、亚热带暖温带森林、草原以及湿地的主人。

被子植物的家族

被子植物种类繁多,是植物界中最大的一类。被子植物包含许多个科属,其中比较重要的门类有禾本科、蔷薇科、百合科、豆科、十字花科等。这些植物中有的是我们熟悉的花卉,有的是我们常吃的粮食和蔬菜,与人类的生活关系非常密切。

蔷薇科

蔷薇科中的许多植物被广泛栽培,如玫瑰、苹果、梨、樱桃、李子和草莓等。蔷薇科的花通常有4瓣或5瓣,中间有许多雄蕊。蔷薇科约有3100个物种,其中很多是乔木或灌木。

十字花科

十字花科植物主要分布于全世界的温带至寒带地区,是种子植物中具有重要经济价值的种类。例如萝卜和白菜可作为蔬菜食用,油菜种子既可供食用,又是常用的油料植物,还有些植物既可作观赏,又可作药用。

仙人掌科

仙人掌科原产于北美和南美的沙漠,包括那些适于干燥地方生长的植物。它们常有刺保护着,而蓄茎则用来代替叶子进行光合作用。大多数仙人掌植株低矮。

禾本科

禾本科植物是分布最广的被子植物。包括生存范围广泛的草类,它们构成了天然草坪或人工草场。草类能够适应动物的觅食,因为它们的枝干和芽都紧贴着地面生长。该科很多植物都被人工种植,如麦子、水稻、玉米、燕麦等。

兰科

兰科是被子植物中的第二大科。兰科植物独特的花朵,常吸引动物来帮助授粉。兰花的生长发育有赖于和真菌的特殊关系。温带地区也有兰花,这是长寿草类。温带地区的兰花不如极地兰花有特色。这个种类的形成是为了适应昆虫受粉。它们的花朵非常独特,而且花瓣总比别的植物的大,呈唇状。

百合科植物

有些单子叶植物,如百合、郁金香等能够适应干燥地区的生存环境,因为它们都有鳞茎、块茎和根茎。还有一些长有皮质枝干,如石刁柏、龙血树等,也能适应干燥气候。

木兰科

木兰科是双子叶植物中具有原始花的一科,同时也是被子植物中很古老的科之一。木兰科都具有原始花,即其分离的多片花呈螺旋形排列。木兰科植物包括乔木和灌木,例如木兰和美国鹅掌楸、红花木莲等。

毛茛科

毛茛科是双子叶植物的一科,包括多种杂草和庭园花,如飞燕草、银莲花、大火草等。多数为草本,少数为小灌木或木质藤本,且多分布于北温带。该植物含有多种化学成分,有些可作药用,有些可作土农药,用来防治害虫。

豆科

豆科植物包括食用豆类和其他豆类植物。豆科植物的花有5瓣,果实为荚果,内有一颗或多颗种子,加豌豆和菜豆。

被子植物的生命构成

我们知道,一株完整的被子植物是由根、茎、叶、花、果实和种子6部分构成的。其中根通常伸展在地下,茎、叶、花通常生长在地上,而果实和种子则负责为植物体延续后代,它们分工协作,使植物得以代代繁衍,构或了世界上最庞大的植物家族。由一株被子植物完整的一生,我们可以看到这6部分各自的特点和作用。

1.种子开始萌芽。

2.当粒种子开始发芽时,它首先裂开,长出主根。

3.茎胚轴向上生长,钻出土壤,第一片叶子形成。

4.根吸取矿物质和水,然后通过叫做木质层和韧皮层的维管输送到植物的全身。

5.花包含着植物的生长细胞,花苞直到花粉粒成熟以后才开放。

6.花苞开放,展现出鲜艳的花辦及花的其他部分。

7.花吸引了寻找花蜜的昆虫,昆虫将花粉携带给另一株植物。

8.释放花粉后,花辦就凋谢了,只剩下种皮。

9.花托渐渐嘭张隆起,并不断变换颜色,种子就在里面发育成长。

10.花托终于变成了果实,里面包含着已成熟的种子。

11.果实的鲜艳颜色,会把四下寻食的小鸟吸引过来。

12.成熟的种子通过种皮掉落出来。

13.鸟类啄食果实时,将种子溅落到地上,种子又开始新一轮的生长。

在植物的生命体中,根生长在最下边,默默无闻地担负着固定植株、吸收水分和无机盐的重任。此外,根系还有合成和转化有机物的能力,可以有效地矽善土壤的结构,为植物的生长创造良好的土壤环境,促进植物的生长。

根的结构

植物的根一般呈圆锥形,顶端部分称为根尖,根尖分为根冠、分生区、伸长区和根毛区。其中根毛区密生的根毛吸收水分的能力非常强,植物生长所需要的水分和养分几乎都是靠这个区域吸收的。

根的运动

植物对单向环境因素的刺激所引起的定向运动叫向性运动。植物的向性运动是植物的一种生长运动,也是进化过程中的适应现象之一。根的向性运动可分为向光性、向地性、向水性、向化性等。

变态根

为了适应环境,植物形成了各种各样的根。有些植物在茎上又长出许多细根,帮助支撑植株,这种根称做支柱根。生长在沼泽和海滩上的植物,为了解决缺氧问题,在茎的周围常长出许多呼吸根来帮助呼吸。有些植物的根肉质肥大,里边储藏许多淀粉和糖类,这种根称做储藏根。

根的类型

根一般都由主根和侧根组成。主根比较粗大,上面又长出许多较细的分枝,称为侧根。一株植物所有的根总称为根系。主根和侧根明显的根系叫直根系,如大豆、油菜;而主根不发达、主根和侧根差别不明显的根系称为须根系,如玉米、小麦。

寄生根

菟丝子刚生长出来时,根可帮助它攀附在其他植物上,植株成熟后,根部就会慢慢枯萎。它的茎细呈丝状,缠绕在寄主植株上,茎上生有许多突起状的吸盘,这些吸盘实际就是菟丝子变态的寄生根。

身体平衡

树根通常生长在离地面30厘米的地方,那里有树木所需要的矿物质和其他各种养分。树枝向外扩展,树根在土壤内向四周伸展,主根分化出很多侧根以支持和固定树木,维持身体平衡。

无土栽培

植物需要水分和矿物质,根还需要得到某种支撑。但是,植物不一定非需要土壤不可。现代农业采用的无土栽培技术,就是让作物直接生长在水中,植物的根从水中吸收液体矿物质。

植物外观最显著的部分是茎。有些植物的茎可高达几十米,低矮的小草茎却仅有几厘米高。根、芽、叶、花全和植物的茎相连。虽然植物的茎不一定都长得挺拔笔直,但它却跟人体的脊椎骨一样,把植物的各个部分连成了一个整体。

茎的结构

茎的顶端称为茎尖,茎都是由茎尖分生组织不断分化形成的。茎尖分为分生区、伸长区和成熟区3个部分。每一个茎上都有芽、节和节间。

茎的主要类型

茎一般有4种主要类型。第一种类型是直立茎,即直立向上生长的茎。第二种是缠绕茎,即茎幼小时不能直立,须缠绕于支持物上生长。第三种是攀缘茎,茎幼小不能直立,以特有的结构攀缘支持物上升。第四种是匍匐茎,茎细长而又柔弱,蔓延生长在地面上。

变态茎

与根一样,许多植物的茎在长期适应环境的过程中,也发展出了各种变态茎。茎的变态形式很多,分为地上变态茎和地下变态茎两大类。柑橘、山楂的茎刺,豌豆的茎卷须等都属于地上变态茎;地下变态茎的形状很像根,如马铃薯的块茎、洋葱的鳞茎等。

茎刺

茎刺是植物为了防卫动物采食而发生的变态,如柑橘、山楂、皂英等部分茎变态为刺,多位于叶腋部,由腋芽发育而成,不易脱落,具保护作用。

皮刺

皮刺与乔木的茎变态刺有所不同,它们是从茎的外皮长出来的。蔷薇科的植物多生有皮刺。以玫瑰为例,作为著名的香料提取植物,它满身被覆着茸毛、腺毛以及锋利的皮刺,让撷取者望而生畏。然而,皮刺虽说也会刺痛人的神经,却由于只是附着在植物的表皮上,因而相对易断得多,杀伤力也小得多。

草本与木本

植物的茎根据形态,大致可以分为草本和木本两大类。草本植物的茎矮小、柔软;木本植物的茎比较坚硬,并有乔木和灌木的区别。乔木的主干明显,植株高大,而灌木的主干不明显,植株也比较矮小。

植物的地下茎

许多植物为了度过严寒的冬天,学会了利用地下茎的形式保存自己。地下茎即指生长在土壤中、变态为贮藏或营养繁殖器官的茎枝部分。虽然在外部的形态结构上与根很相似,但它们不失茎的基本特征,如具有明显的节、腋芽,有的还有退化的叶子等。在冬天来临之时,地上茎部分全部死亡,只有地下部分存活。等到来年春暖以后,地下茎重新萌芽,就又长成同样的植株。

植物的地下茎

这些植物有的每年也结种子,但大多数只在最后一年结种子。

根状茎

根状茎的外形如同根一样,它横着伸向土中,但却具有明显的节与节间,节上的腋芽长出地上枝,且在节处还可长出不定根。一般在节上还留有小型的退化鳞片叶。许多禾本科植物都具有根状茎,如羊草、白茅、芦苇、竹及莲、姜、菊芋等。根状茎贮藏有丰实的营养物质,其繁殖力很强。

宿根草花

宿根草花即多年生草花,泛指在宿根性草本植物中,以观花为主的多年生草本花卉。宿根草花的寿命较长,可以延续多年,它不论地上部分是否已开花、结实,地下部分仍然保持生命。此类花卉品种颇多,如非洲菊,天堂鸟、康乃馨、花烛、满天星等。宿根草花有着较高的观赏价值,因此又是盆栽或做切花及插花的重要材料。

块茎

马铃薯的薯块是最常见的一种块茎,其内贮藏有大量的淀粉。它由地下茎逐渐膨大而成,在其外部有许多呈螺旋状排列的、深陷的芽眼,每一个芽眼下都留有叶痕,故芽眼所在部位相当于茎的节,相邻两芽眼的间距即为节间。可见块茎实际上就是极度缩短的变态茎。在块茎的内部,还可以看到由外至里的周皮、皮层、外韧皮部、木质部、内韧皮部及髓。

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