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被子植物分类学演示文稿 制作人 王锡华潍坊教育学院生环系 第一讲被子植物分类学概述 一 被子植物分类原则 二 被子植物分类依据 三 被子植物分类方法 四 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 二 被子植物分类依据1 形态学依据 1 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 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 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 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 渐尖 尾尖 突尖 锐尖等 叶缘的类型 锯齿 牙齿 锐锯齿 顿锯齿 裂缺等 叶基的类型 心形 圆形 楔形 箭形 戟形等 4 花花的类型 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 总状花序 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 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 单雌蕊 复雌蕊 离生复雌蕊 合生复雌蕊等 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 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 木兰科的花公式为 6 15A G 蝶形花科的花公式为 K 5 C5A 9 1G1 1 2 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 植物化学依据是以植物某些化学成分 主要是醌类 萜类和黄酮类 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1 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 对传统分类方法的评价 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 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385 386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 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387 388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 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 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 克郎奎斯特被子植物分类系统1 系统概况 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见后续介绍 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 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 P6 15A G 13属200种 我国11属130种 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 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 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 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Magnolia2 花腋生 雌蕊群与雄蕊群之间有间隙呈短柄状 2 含笑属Michelia1 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Liriodendron 荷花玉兰 MagnoliagrandifloraL 荷花玉兰 荷花玉兰MagnoliagrandifloraL 玉兰 MagnoliadenudataDesr 辛夷 MagnolialilifloraDesr 辛夷 辛夷MagnolialilifloraDesr 日本厚朴MagnoliahypoleucaSieb etZucc 含笑M figo Lour Spreng 2 含笑属 Michelia 白兰花 MicheliaalbaDC 3 鹅掌楸属 Liriodendron 鹅掌楸 L chinenseSarg 属国家二级保护植物 北美鹅掌楸 L tulipiferaL 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Cinnamonmumcamphora L Pres 樟Cinnamonmumcamphora L Pres 樟Cinnamonmumcamphora 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 K4 5C A G 水生草本 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 nuciferaGaertn 莲 NelumbonuciferaGaertn 莲 NelumbonuciferaGaertn 二 睡莲科 Nymphaeaceae K4 6C8 A 0G 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 tetragonaGeorgi 睡莲NymphaeatetragonaGeorgi 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 Berberidaceae 木通科 Lardizabalaceae 防己科 Menispermaceae 等8科 毛茛科 Ranunculaceae K3 C3 A G 150属2000种 我国39属750种 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至多个 果实为瘦果或蓇葖果 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RanunculusjaponicusThunb 毛茛属 Ranunculus 毛茛 石龙芮RanunculussceleratusL 2 黄连属 Coptis 多年生草本 具黄色根状茎 叶具长柄 3 5全裂 花葶1 2条 萼片条形 花瓣5 心皮8 12 蓇葖果 约16种 我国有6种 常见有黄连 C chinensisFranch 多年生草本 根肥厚 叶掌状3 5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 carmichaeliDebx 4 乌头属 Aconitum 乌头 AconitumcarmichaeliDebx 5 耧斗菜属 Aquilegia 多年生草本 2 3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5 10 蓇葖果 约70种 我国有13种 常见有 耧斗菜 A viridifloraPall 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 8C0A4 8G 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 pumilaL 榆 UlmuspumilaL 二 桑科 Moraceae K4 6C0A4 6 K4 6C0G 2 1 67属1400种 我国16属160种 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 木本 常具白色乳汁 单叶互生 花单性 单被 聚花果 桑MorusalbaL 桑 MorusalbaL 构树Broussonetiapapyrifera L Vent 核果 聚花果 柘树Cudraniatricuspidata Carr Bur 无花果FicuscaricaL 橡皮树 FicuselasticaRoxb 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2 4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 无胚乳 本目含马尾树科和核桃科 1 核桃属 Juglans 核桃 JuglansregiaL 核桃 JuglansregiaL 核桃 JuglansregiaL 核桃秋 JuglansmandshuricaMaxim 2 枫杨属 Pterocarya 枫杨 PterocaryastenopteraDC 十四 壳斗科 Fagaceae K 4 7 C0A4 7 8 12 K 4 7 C0G 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4 8片 无花瓣 雌花单生或2 3朵簇生于花后增大的总苞内 花萼4 8裂 无花瓣 萼片与下位子房合生 3 6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2 3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CadstaneamollissimaBl 板栗 板栗CadstaneamollissimaBl 麻栎 QuercuscutissimaCarr 一 石竹科 Caryophyllaceae K4 5 4 5 C4 5A8 10G 5 2 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4 5 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2 5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DianthuschinensisL 石竹DianthuschinensisL 香石竹 DianthuscaryophyllusL 须苞石竹 DianthusbarbatusL 锥花丝石竹 满天星 Gypsophilapaniculata 繁缕Stellariamedia L Cyr 二 藜科 K5 3C0A5 3G 2 3 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 花小 两性花 萼片2 5裂