植物的基本结构与分类

第一讲植物的基本结构与分类植物经过几十亿年的发展和演化，形成了目前地球上丰富多彩的生物多样性。现在已发现的植物约有50万种，其中近1/6具有观赏价值。我国植物种类繁多，高等植物约3万余种，有观赏价值的达6000种以上，而且随着人们选育水平的提高，会有越来越多的植物成为美化人类家园的观赏植物。人工培育的栽培观赏植物也十分丰富，如桂花品种有100余个，山茶花品种3000多个，菊花品种达2~3万个。如此众多的观赏植物种类（品种）的识别、应用以及以此为基础的新品种培育，都建立在对观赏植物正确、合理、统一的命名和分类基础上。因此了解和掌握观赏植物分类、命名方面的基本概念和基础知识是十分必要的。而正确的形态描述、种类识别以至园林应用，同样也离不开对观赏植物形态特征的认识和把握。植物都具有根、茎、叶、花、果、种子第1节根根是植物长期演化过程中适应陆生生活发展起来的器官，种子植物和蕨类植物中的大多数有根的出现。根的主要功能表现在几个方面：支持和固定作用；吸收作用；输导作用；合成和转化作用；分泌作用；贮藏作用；繁殖作用。一、根的种类1.定根当种子萌发时，胚根首先突破种皮向地生长，形成主根，主根上可以产生侧根。不论主根或侧根，它们都有一定的发生位置，都来源于胚根，所以称为定根。2.不定根有些植物可以从茎、叶上产生根，这种不是由根部产生，位置也不固定的根，统称为不定根。二、根系的类型植物个体地下部分所有根的总体，称为根系。根系可分为直根系和须根系两类。1.直根系凡是主根发达，较各级侧根粗壮，能明显区别出主根和侧根，这种根系称为直根系。大多数双子叶植物和裸子植物的根系为直根系，如华山松、苹果等。2.须根系凡是主根不发达或早期停止生长，由茎基部生出的不定根组成的根系为须根系。如小麦、玉米、葱等大部分单子叶植物的根系为须根系。21根系的类型很多观赏植物的根由于生态环境的不同，在长期发展过程中，其形态与功能发生了变化，这种变化可以遗传，并已成为这种植物的鉴别特征。三、根的变态根的变态类型（一）贮藏根主要是一些二年生或多年生草本植物的地下越冬器官，贮藏有大量营养物质，通常肉质肥大，形态多样。大致可分两类：1.肉质直根（fleshytaproot）由主根发育而成，粗大单一；外形有圆柱形、圆锥形、纺锤形。如萝卜、甜菜等。2.块根（tuberroot）由不定根或侧根膨大而成的，在一株上可形成多个块根。块根的形状也很多，不规则块状、纺锤状、圆柱状、掌状、串珠状。如甘薯、大丽花、麦冬等。（二）气生根凡露出地面，生长在空气中的根，均为气生根。根据其生理功能的不同，又可分为支持根、攀缘根、呼吸根和板状根。1.支持根（proproot）玉米、高梁等禾本科植物，在接近地面的节上，常产生不定根，增强支持和吸收作用，叫支持根。2.攀援根（climbingroot）一些藤本植物，如凌霄、常春藤等的茎细长柔弱，不能直立，从茎上产生许多不定根，固着在其他树干、山石或墙壁等表面，这类不定根称为攀援根。3.呼吸根（respiratoryroot）有些生长在沿海或沼泽地带的植物，如红树、水松、落羽杉等，它们都有一部分根从腐泥中向上生长，暴露在空气中，形成呼吸根。另一些植物如榕树从树枝上发生多数向下垂直的根，亦是呼吸根。4.板状根（buttressroot）热带、亚热带树木在干基与根茎之间形成板壁状凸起的根，起支持作用。如榕树、人面子、野生荔枝等。（三）寄生根菟丝子、列当、桑寄生、锁阳等寄生植物，产生不定根，侵入寄主体内吸收水分和有机养料，这种吸器（haustorium）又称为寄生根。红树根系红树呼吸根草地植物根系植物根系保护植物根系组成体系茎是种子幼胚的胚芽向上伸长的部分，通常在叶腋生有芽（bud），芽萌发后形成分枝（或开花）。茎和枝上着生叶的部位叫节（node），两节之间的茎、枝叫节间（internode），叶柄与茎、枝相交的内角叫叶腋（axillary）。一般植物的节不明显，只是在叶柄着生处略有突起，而有一些植物的节非常显著，如禾本科植物（玉米、竹类等）和蓼科植物的茎；少数植物如荷花，它的根状茎上的节也很显著，但节间膨大，节部缩小。第2节茎一、茎的分类（一）根据茎的性质、寿命分类1.木本植物茎的木质部发达、寿命较长的一类植物，称为木本植物。常又分为乔木、灌木和木质藤本。2.草本植物茎中含木质成分很少，多汁、柔软、易折断。依据寿命又可分为一年生草本、二年生草本和多年生草本。茎的生长习性1.缠绕茎2.攀援茎3平卧茎4匍匐茎1234（二）根据茎的生长习性分类1.直立茎（erectstem）茎垂直于地面生长，大多数植物的茎为这种类型。2.平卧茎（procumbentstem）茎沿地面生长，但节处不生根。3.匍匐茎（creepingstem）茎沿地面或靠近地面生长，通常在节处生根。4.缠绕茎（twiningstem）缠绕他物上升的茎。5.攀援茎（climbingstem）指用小根（气生根）、叶柄或卷须等其他特有的变态器官攀援他物上升的茎。二、分枝的方式分枝是植物生长普遍存在的现象，顶芽和腋芽的发育，形成枝系。由于各种植物芽的性质和活动情况不同，所产生的枝的组成和外部形态也不同，因而分枝方式各异。植物的分枝方式，大致可分为以下几种类型。分枝类型单轴分枝合轴分枝假二叉分枝1.单轴分枝（monopodialbranching）单轴分枝也称为总状分枝。这种分枝方式的植物，顶端优势明显，主干上虽然也能产生各级分枝，但主干的伸长和加粗比侧枝强的多，主干极显著。一部分被子植物如杨树、山毛榉等，多数裸子植物如油松、水杉、圆柏等属单轴分枝类型。2.合轴分枝（sympodialbranching）主茎的顶芽在生长季节，生长迟缓或死亡，或顶芽分化为花芽，由紧接顶芽下面的腋芽生长，代替原顶芽，如此每年重复生长、延伸主干，这种主干是由许多腋芽发育而成的侧枝联合组成，所以称为合轴分枝。如无花果、梧桐、桃、苹果等。3.假二叉分枝（falsedichotomusbranching）假二叉分枝是具有对生叶（芽）的植物，如丁香、茉莉、接骨木、石竹等，在顶芽停止生长或顶芽分化为花芽，由顶芽下的两侧腋芽同时发育成二叉状分枝。如苔藓植物中的石松、卷柏等。三、茎的变态大多数观赏植物的茎生长在地面以上，具有节和节间，并在节上生长着叶和芽，芽萌发以后形成枝。但有些植物的茎为了适应不同的功能，形态结构上发生一些变化，还有的茎主要在地下生长和扩展，形成地下茎及其变态。1.茎刺（stemthorn）茎转变为刺，或称为枝刺。如山楂、酸橙的单刺，皂荚的分枝刺。2.茎卷须（stemtendril）许多攀援植物的卷须是由枝变态而来，用以攀附他物上升。茎卷须又称枝卷须，其位置或与花枝的位置相当（如葡萄），或生于叶腋（如南瓜、黄瓜）。3.叶状茎（phylloid）由茎转变成叶片状，扁平，呈绿色，能进行光合作用，称为叶状茎（枝）。如假叶树、竹节蓼等。图1-5地上茎的变态1.肉质茎2.茎刺3.叶状茎4.茎卷须（二）地下茎的变态11.根状茎2.块茎3.球茎4.鳞茎2341.鳞茎（bulb）地下茎短缩为圆盘状的鳞茎盘，其上着生多数肉质膨大的鳞片，整体呈球形。如郁金香、风信子、水仙、百合等。2.球茎（corm）地下茎短缩膨大呈实心球状或扁球形，其上着生环状的节，节上具褐色膜状物，即鳞叶。如唐菖蒲、香雪兰、番红花、观音兰等。3.块茎（tuberousstem）地下茎变成膨大呈不规则的块状或球状，其上具明显的芽眼，往往呈螺旋状排列。可分割成许多小块茎，用于繁殖，如马铃薯。但另一类块茎类花卉，如仙客来、球根秋海棠、大岩桐等，其芽着生于块状茎的顶部，须根则着生于块状茎的下部或中部，块状茎能多年生长，但不能分成小块茎用于繁殖，所以有些人把后者划为块根类。4.根状茎（rhizome）地下茎呈根状肥大，具明显的节与节间，节上有芽并能发生不定根，所以可分割成段用于繁殖。其顶芽能发育形成花芽而开花，而侧芽则形成分枝。如美人蕉、荷花、睡莲、鸢尾类、姜花、红花酢酱草、铃兰等。叶（leaf）是由芽的叶原基发育而成的部分，通常绿色，有规律地着生在枝（茎）的节上，是植物进行光合作用、蒸腾水分及气体交换的主要器官。第3节叶一、叶的组成叶一般由叶片（laminaorblade）、叶柄（petiole）和托叶（stipule）三部分组成。叶片是叶的主要部分，常为绿色的扁平状；叶柄是连接茎（枝）和叶片的部分，常呈圆柱状或扁平或具沟槽；托叶是叶柄基部两侧的叶状附属物。具叶片、叶柄和托叶三部分的叶，称为完全叶（completeleaf），如梨、桃、月季等多数观赏植物。有些植物叶缺少其中的一个或两个部分，称为不完全叶（incompleteleaf）。叶的组成叶片的形状主要是以叶片的长宽比和最宽处的位置来决定的。常见的叶片形状有以下几种：（1）针形（acicular或acerose）叶细长，先端尖锐，如白皮松、雪松等植物。（2）条形（linear）叶片狭长，两侧叶缘近平行，如水仙、冷杉的叶。（3）披针形（lanceolate）叶片较线形为宽，中部以下最宽向上渐狭，称为披针形叶，如柳、桃的叶。中部以上最宽，向下渐狭，称为倒披针形叶（oblanceolate），如绣线菊的叶片。（4）椭圆形（ellipse）叶片中部最宽，两端较窄，两侧叶缘成弧形，如樟树、苹果等。二、叶片的形状（5）卵形（ovate）叶片下部圆阔，上部稍狭，如向日葵、芝麻、稠李的叶片。若卵形倒转，称为倒卵形（obovate），如白三叶草的小叶。（6）菱形（rhomboidal）叶片成等边斜方形，如菱、乌桕的叶。（7）肾形（reniform）叶片基部凹形钝形，先端钝圆，横向较宽，似肾形，如灰杨、冬葵的叶。（8）盾形（peltate）凡叶柄着生在叶片背面的中央或近中央（非边缘），不论叶形如何，均称为盾形叶，如莲、蓖麻的叶。（9）圆形（rotund）长宽近相等，形如圆盘，如莲叶、圆叶锦葵叶。（10）扇形（flabellate）形状如扇，顶端宽而圆，向基部渐狭，如银杏的叶。（11）三角形（triangular）基部宽呈平截状，三边或两侧边近相等，如加拿大杨。（12）剑形（ensiformorgladiate）长而稍宽，先端尖，常稍厚而强壮，形以剑，如鸢尾属植物的叶。（13）钻形（或锥形awl-shaped）锐尖如锥或短且窄的三角形状，叶常革质，如柳杉。（14）鳞形（squamiform）叶状如鳞片，如圆柏、柽柳的叶。（15）矩圆形（或长圆形oblong）长2-4倍于宽，两边近平行，两端均圆形，如紫穗槐的小叶。（16）匙形（spatulate）形似勺，先端圆形向基部变狭，如补血草的叶。（17）心形（cordate）与卵形相似，但叶片下部更为广阔，基部凹入，似心形。如紫荆的叶。叶片的形状叶尖指叶片的顶端，常见的形状有：（1）渐尖（acuminate）叶端尖头稍延长，渐尖而有内弯的边，如榆叶梅、菩提树的叶。（2）急尖（acute）尖头成锐角，叶尖两侧缘近直，如荞麦的叶。（3）钝形（obtuse）叶端钝而不尖或近圆形，如冬青、厚朴的叶。（4）截形（truncate）叶尖如横切成平边状，如鹅掌楸叶。（5）短尖（凸尖mucronate）叶尖具有突生的短锐尖，如树锦鸡儿的叶。三、叶尖（6）骤尖（硬尖cuspidate）叶尖尖而硬，具尖突状利尖头，如补血草、虎杖、吴茱萸的叶。（7）微缺（凹缺emarginate）叶端有一稍显著的凹缺，如苋、苜蓿的叶。（8）尖凹（微凹retuse）叶端微凹入，如黄檀叶。（9）倒心形（obcordate）叶端凹入，形成倒心形，如酢酱草，白三叶草的叶。（10）圆形（rounded）先端圆形，如蚕豆小叶片。（11）尾尖（caudate）叶端渐狭长成长尾状附属物，如郁李。（12）芒尖（aristate）叶顶尖具芒或刚毛。渐尖锐尖尾尖钝尖尖凹倒心形叶尖叶基指叶片的基部，常见的类型有：（1）耳形（auriculate）叶基两侧的裂片钝圆，下垂