第二章裸子植物201902

第二章裸子植物（Gymnospermae)种子植物包括裸子植物和被子植物，其共同特点是产生种子。种子内具有胚（幼小的植物体），并受到较好的保护，对于度过不良环境以及传播、繁衍后代均有极大的作用。•裸子植物的一般特征•裸子植物的分类•裸子植物的起源与进化裸子植物是介于蕨类植物和被子植物之间，仍保留着颈卵器，具有维管束，能产生种子的一类高等植物。①孢子体特别发达②胚珠裸露③具有颈卵器④传粉时花粉直达胚珠⑤具多胚现象第一节裸子植物的一般特征①孢子体特别发达：多年生的木本植物，大多数为单轴分枝的高大乔木，枝条有长枝和短枝之分。具有形成层和次生结构。除买麻藤纲外，木质部有管胞而无导管和纤维，韧皮部有筛胞而无筛管和伴胞。②胚珠裸露：孢子叶大多数聚生成球果状，称孢子叶球。孢子叶球通常单性，同株或异株。大孢子叶常变态为珠鳞、珠领、珠托、套被、盖被或羽状大孢子叶。大孢子叶丛生或聚生成大孢子叶球，胚珠裸露。小孢子叶聚生成小孢子叶球；每个小孢子叶的下面生有贮满小孢子的小孢子囊。小孢子叶球小孢子叶球大孢子叶球胚珠裸露③具有颈卵器：大多数种类雌配子体中尚有结构简化的颈卵器（只有买马藤属和百岁兰属无）。雌配子体在近珠孔端产生颈卵器，其结构简单，埋藏在胚囊中。颈卵器内有一个卵细胞和一个腹沟细胞，无颈沟细胞。④传粉时花粉直达胚珠：花粉粒由风传播，经珠孔直接进入胚珠，在珠心上方形成花粉管，进入胚囊，使精子与卵细胞受精。从授粉到受精的过程，要经过相当长的时间，约2~3年。花粉管用于吸收珠心的养料（如苏铁属和银杏属）或输送精子（如松属）。⑤具多胚现象：是由于一个雌配子体上的2个或多个颈卵器的卵细胞同时受精，形成多胚（即简单多胚）；或者由于一个受精卵，在发育过程中分裂为几个胚（即裂生多胚）。裸子植物和被子植物又称为显花植物。但裸子植物的孢子叶球实际上不是真正的花，所以多数学者如哈钦松、塔赫他间、克朗奎斯特等采用狭义的“显花植物”的概念，即有花植物或显花植物仅指被子植物而不包括裸子植物。第二节裸子植物的分类现代裸子植物有5纲，9目，12科，71属，约800种。我国是裸子植物种类最多、资源最丰富的国家，有5纲，8目，11科，41属，236种。有许多为孑遗植物，或“活化石”植物。我国的裸子植物是重要的造林树种。（《中国植物志》第七卷：4纲、9目、12科、71属，约800种。）苏铁纲银杏纲松柏纲红豆杉纲买麻藤纲（盖子植物纲）松杉纲一、苏铁纲（Cycadopsida）•种子蕨目(Pterdospermae)：最原始的裸子植物，起源于上泥盆纪，繁盛于石炭纪，中生代时全部灭绝。•苏铁目(Cycadales)：起源于古生代石炭纪，繁盛于侏罗纪、白垩纪，现仅存留苏铁科一科(10属110种以上)。•本内苏铁目(Bennettitales)：出现于二迭纪，繁荣于侏罗纪，白垩纪灭绝。我国仅铁树属一属，8种。地质年代（距今约＿百万年）新生代第四纪（现代）第四纪（更新世）2.5第三纪（晚）25第三纪（早）65中生代白垩纪（晚）90白垩纪（早）136侏罗纪190三叠纪225古生代二叠纪（晚）160二叠纪（早）280石炭纪345泥盆纪（晚）360泥盆纪（中）370泥盆纪（早）390志留纪435奥陶纪500寒武纪570元古代570-1500太古代1500-5000苏铁（CycasrevolutaThunb.）•木本，粗壮，不分枝；•叶革质，常绿，羽状深裂；•雌雄异株，孢子叶球单生茎顶;•种子核果状。小孢子叶球大孢子叶球小孢子叶球（雄球花）由许多扁平、楔形的小孢子叶（雄蕊）螺旋排列而成。大孢子叶球（雌球花）密被淡黄色绒毛，上部羽状分裂，下部具狭长的柄，柄两侧生有2-6枚胚珠。CycaspanzhihuaensisL.ZhouetS.Y.Yang攀枝花苏铁为我国特有的古老残遗种。它的发现，不仅表明横断山区目前仍存在有天然苏铁群落，而且把苏铁属植物分布的北界推移到北纬27°11′，对研究植物区系、植物地理、古气候、古地理及冰川等都有重要的意义。叉叶苏铁CyeasmicholitziiDyer分布于广西龙州、大新、崇左及云南弥勒，生于海拔130-175米。分布范围极窄，植株稀少，羽片叉状分裂，为苏铁属植物中所罕见，对保护物种和研究苏铁属分类有一定的科研意义。棕榈状常绿植物，树干高约65厘米。叶羽状全裂，长达1.6米，裂片条形或条状披针形，厚革质，无毛，深绿色，叶柄两侧具短刺。大孢子叶多数，密生茎顶呈球形，密被黄褐色或锈褐色绒毛。中国特有种。分布于贵州、广西，生于海拔400～1060米处。贵州苏铁CycasGuizhouensisLanetRFZou美叶凤尾蕉苏铁纲是裸子植物中最原始的类群。原始性•幼叶拳卷，与许多真蕨类似；•小孢子囊厚壁性发育；•精子具纤毛。二、银杏纲（Ginkgopsida）现仅存１科１属１种：银杏（Ginkgobiloba）主要特征落叶乔木，分长短枝；长枝为营养枝，短枝为生殖枝；叶扇形，叉状脉；雌雄异株；小孢子叶球葇荑花序状，大孢子叶球珠领。白果树、公孙树、鸭掌树银杏短枝上叶有波状缺刻，长枝上叶二裂。银杏(Ginkgobiloba)♂原始性中生代珍贵孑遗树种，侏罗纪繁盛，第四纪冰川侵入后灭绝，现仅我国和日本有存活，故称“活化石”。起源古老；叶具叉状脉，精子具纤毛。落叶乔木树干直，雌雄异株长短枝，扇形叶子叉状脉，种子似杏活化石。三、松柏纲（球果纲）（Coniferopsida）主要特征•常绿或落叶乔木，少灌木，叶形条针鳞钻刺，多具树脂道；•精子无纤毛；•孢子叶球单性，排列成球果状；•球果的种鳞和苞鳞分为离生、半合生、完全合生三种类型。我国产松、杉、柏三科。松柏纲常用术语介绍球花球果•珠鳞松、杉、柏科树木的雌球花上着生胚珠的鳞片，又称为大孢子叶。•苞鳞承托雌球花上珠鳞或球果上种鳞的苞片。•球果松、杉、柏科树木的成熟雌球花，由多数着生种子的鳞片（即种鳞）组成。•种鳞球果上着生种子的鳞片，又叫果鳞。•鳞盾松属树种的种鳞上部露出部分，通常肥厚。•鳞脐鳞盾顶端或中央凸起或凹陷部分。叶•下延叶叶片基部下延于茎上而成棱状或翼状。•气孔线叶上面或下面的气孔纵向连续或间断排列成的线。•气孔带由多条气孔线紧密并生所连成的带。•中脉带条形叶下面两气孔带之间的突起或微突起的绿色中脉部分。•边带气孔带与叶缘之间的绿色部分。•树脂道叶内含有树脂的管道，又叫树脂管。仅靠皮下层细胞着生的为边生，位于叶肉薄壁组织中的为中生，靠着维管束鞘的为内生，既靠着皮下层细胞又靠着维管束鞘的为横生。•腺槽柏科植物鳞叶下面突起或凹陷的腺体。杜松银杉一、松科(Pinaceae)针形叶或鳞形叶，叶及种鳞螺旋状排列，种鳞和苞鳞离生，每种鳞具2粒种子。本科是松柏纲植物中最大的科，我国有10属，其中有许多是特有种和孑遗植物。1.松属(Pinus)•针叶2、3、5针一束，叶鞘；•孢子叶球单性同株；•种子具翅或无翅。•叶内具1或2条维管束。松属松属性状特征单维管束亚属（软松亚属）双维管束亚属（硬松亚属）木材软，色淡硬，色深叶鞘早落叶鞘宿存针叶基部鳞叶不下延下延代表植物红松，华山松，白皮松*黑松，马尾松，油松*，黄山松**我国特有树种油松（PinustabulaeformisCarr.）油松小孢子叶球油松Ａ球果枝；Ｂ叶横切；Ｃ种鳞背腹面观；Ｄ种子；Ｅ小孢子叶马尾松（P.massonianaLamb.）白皮松P.bungeanaZucc.etEndl.红松P.koraiensis•落叶乔木，有长枝和短枝；•叶在长枝上螺旋状散生，在短枝上呈簇生状，倒披针状窄条形，扁平，横切面有2个树脂道，常边生，稀中生；•球花单性；雌雄同株，雌雄球花均生于短枝顶端；花粉无气囊；球果当年熟，熟时种鳞张开；种鳞革质，宿存；子叶6-8枚。2.落叶松属（Larix）华北落叶松（L.principis-rupprechtiiMayr.）乔木，高达30米，胸径1米。我国特产，为华北地区高山针叶林带中的主要森林树种，模式标本采自山西五台山。华北落叶松球果种鳞的上部边缘不向外反曲，近五角状卵形，先端截形或微凹，背面无毛，常有光泽；一年生长枝淡褐色或淡黄褐色，无白粉。日本落叶松球果种鳞的上部边缘显著向外反曲，卵状巨圆形或卵方形，背面有褐色细小疣状突起和短粗毛；一年生长枝淡黄色或淡红褐色，有白粉（栽培）。日本落叶松(L.kaempferi(Lamb.Carr.))雪松（Cedrusdeodara(Roxb.)Loud）3.雪松属（Cedrus）4.云杉属（Picea）•常绿；枝条轮生;•小枝有显著木钉状叶枕，粗糙;•叶四棱状，或扁棱状条形，四面有气孔线或仅腹面中脉两侧有气孔线；•叶内两条边生树脂道；•种鳞宿存,种子具翅.青杄(Piceawilsonii)白杄(P.meyeri5.银杉属（Cathaya）银杉，植物界的大熊猫，我国特有的活化石植物。松科•常绿或落叶；叶针形或线形，针形叶常2~5针一束，生于极度退化的短枝上，基部包有叶鞘；条形叶在长枝上螺旋状排列，短枝上簇生。小孢子多有气囊；雌球花由多数螺旋状着生的珠鳞与苞鳞组成，珠鳞苞鳞分离（仅基部结合），种子具翅，稀无翅。•松科树皮片片裂，长枝短枝针形叶，雌雄同株花球果，珠鳞苞鳞两分离。二、杉科(Taxodiaceae)•常绿或落叶；叶螺旋状散生（水杉例外）；叶披针、钻、条、鳞形，同型或异型。孢子叶球单性同株。小孢子囊多于两个；花粉无气囊；大孢子叶球顶生，珠鳞孢鳞半合生（仅顶端分离），珠鳞腹面基部胚珠2-9个；球果当年熟，熟时张开，种鳞宿存或脱落；种子2-9枚，具周翅或两侧窄翅。•我国有6属。•杉科常绿或落叶，干直大枝轮生多，叶形披针条钻鳞，苞珠二鳞半离合。杉木1.杉木属（Cunninghamia）杉木（C.Lanceolata）杉木（C.Lanceolata）杉木（C.Lanceolata）杉木（C.Lanceolata）2.水杉属(Metasequoia)水杉（M.guptostroboidesHuetCheng）水杉小枝对生。叶线形，交互对生，基部扭转而成2列，冬季与侧生小枝一同脱落。球果种鳞盾形，交互对生，能育种鳞共有个种子5-9粒，种子有窄翅。三、柏科(Cupressaceae）常绿乔或灌；叶对生或轮生，稀螺旋状着生，鳞形或刺形，或二型。孢子叶球单性同株或异株；小孢子叶交互对生，小孢子囊常多于二个，小孢子无气囊；珠鳞对生，胚珠1-多数；珠鳞苞鳞完全合生；球果球形，熟时张开或不张；种子具翅或无翅。我国有8属。柏科树皮条状裂，互生对生鳞刺叶，雌雄同株或异株，珠鳞苞鳞两相合。1、侧柏属(Platycladus)仅侧柏一种侧柏(P.orientalis(Linn.)Franco)侧柏(P.orientalis）侧柏大小孢子叶球A.雄枝B.雌枝C.小孢子叶，每叶有2-3个花粉囊D.4对大孢子叶，仅中间两对腋生1-2枚胚珠传粉时，珠孔有明显的传粉滴。2.圆柏属(Sabina)圆柏(S.chinensis)圆柏(S.chinensis)注意•名杉而不属杉科–冷杉、云杉、银杉、铁杉、黄杉、油杉等，属松科；–南洋杉、贝壳杉等，属南洋杉科。•名松而不属松科–水松、金松，属杉科；–罗汉松、鸡毛松、陆均松等，属罗汉松科。•名柏而不属柏科的–竹柏，属罗汉松科。特征类型松科杉科柏科叶形叶、孢子叶着生方式小孢子囊数/小孢子叶胚珠数/珠鳞珠鳞与苞鳞大、小孢子叶球松科、杉科、柏科特征比较四、红豆杉纲（紫杉纲）（Taxopsida）*珠托或套被：红豆杉纲树木的雌球花顶部着生胚珠的鳞片，珠托呈盘状或漏斗状(红豆杉)，套被呈囊状或杯状（罗汉松）。•大孢子叶特化为珠托或套被•不形成球果•种子具肉质的假种皮或外种皮三个科：罗汉松科，红豆杉科，三尖杉科罗汉松(Podocarpusmacrophyllus)罗汉松(Podocarpusmacrophyllus)♂♀罗汉松大孢子叶发育出假种皮，与种皮愈合。种托部分的两条维管束，一条通向不育性的珠鳞，一条经种柄通向胚珠。种子当年熟，球果状。种托由绿转红再转紫黑。三尖杉(Cephalotaxusfor