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植物分类基础知识
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杨斧老师20081206讲座整理
第一部分被子植物分类的基础知识
一、植物分类的单位和阶层系统
1.种是基本分类单位
2.界、门、纲、目、科、属、种各单位,由大到小形成了分类的阶层。
地球上所有的植物都隶属于植物界之中,其下又分为若干个门,每个门下再分为若干个纲……依此类推直到种。
在上述各单位间根据需要还可以再建立亚单位,如亚门、亚纲……亚种。
二、植物的科学名称
1.俗名和学名
俗名是没有严格的科学界定的植物名称,可因地域、语言等不同而异,因此同物异名、同名异物的现象不可避免。
如番茄的俗名有西红柿、tomato等许多;而中国各地被俗称为白头翁的植物有十几种。
学名是严格按照国际命名法规确定的以拉丁文表示的科学名称,每一种植物只能有一个世界通用的学名,一个学名只能代表一种植物。
2.学名的表示方法——“双名法”
(1)一个学名必须由两个拉丁词或拉丁化形式的词构成。
(2)第一个词为该种所在属的属名,第一个字母大写;第二个词为种加词(种名),均为小写字母。
(3)完整的学名还应包括定名人的姓氏,排在种加词后,一般用缩写,第一个字母大写。
但在某些场合定名人可以省略。
例如:
苹果的学名MaluspumilaMill.
属名种加词定名人缩写(可以省略)
油松的学名PinustabulaeformisCarr.
属名种加词定名人缩写(可以省略)
三、分类系统简介
(一)人为分类系统与自然分类系统
1.人为分类系统是人们按照自己利用植物的不同目的而建立的系统,不能客观反映植物界的发展演化规律。
2.自然分类系统是19世纪生物进化论建立后,人们力图客观反映植物界各门类之间的亲缘关系和进化顺序而建立的分类系统。
但由于研究者的认识水平和所依据的论据不同,分类系统之间有所差异。
(二)被子植物门(或亚门)几个主要的自然分类系统
1.恩格勒系统(1964年修订):
2纲,62目,343科
2.哈钦松系统(1959年修订):
2纲,111目,411科
3.克郎奎斯特系统(1981年):
2纲,11亚纲,83目,383科
4.塔赫他间系统(1997年修订):
2纲,17亚纲,71超目,232目,591科
四、识别植物的基本方法
(一)分类的依据
1.传统分类学以植物的形态特征为依据
2.现代分类学在形态特征的基础上综合细胞学、植物化学、分子生物学、遗传学等多学科的研究资料进行分类
(二)分类的语言和工具
1.形态术语是认识植物的主要语言
2.工具书和检索表是认识植物的助手和指南
3.植物标本是识别植物的范本
4.植物的栖息地是认识植物的现场
第二部分被子植物主要科和代表属种
被子植物又被称为有花植物,以具有真正的花、形成果实、具有双受精现象等特征而领先于裸子植物,是现代植物界中最高级、种类最多、分布最广、适应性最强的一个植物类群。
目前已知的被子植物有20多万种,中国有2万多种。
一、木兰科
(一)分类地位:
双子叶植物纲、木兰目
(二)主要特征:
木本。
单叶互生;全缘。
花单生;两性;雌、雄蕊多数,离生,螺旋状排列在柱状花托上。
聚合蓇葖果。
(三)属种和分布:
15属,250种左右。
分布于亚洲东部和南部,北美东南部至巴西东部。
中国有11属,90余种,主要产于东南至西南部。
(一)代表属种
1.木兰属(Magnolia):
花顶生,花被多轮,种子成熟时悬挂在由珠柄螺纹导管展开而形成的细丝上。
常见种有玉兰(M.denudata)、紫玉兰(M.liliflora)、厚朴(M.biloba)等,为园林著名观赏树。
2.含笑属(Michelia)
3.木莲属(Manglietia)
4.鹅掌楸属(Liriodendron):
鹅掌楸(L.chinense)为中国特有的珍稀植物。
二、毛茛科
(一)分类地位:
双子叶植物纲、毛茛目。
(二)主要特征:
多为草本。
叶掌状或羽状分裂,或为一至多回三出复叶。
花常两性;整齐;花部分离;萼片和花瓣均为三至多数;雄蕊多数;心皮通常多数,离生,常螺旋排列在突起的花托上。
(三)属种和分布:
50属,2000多种。
主要产于北半球温带和寒带。
中国有40属,约750种。
(四)代表属种
1.毛茛属(Ranunculus):
直立草本。
花黄色,萼片、花瓣各5。
聚合瘦果。
约400种,中国有80余种。
代表植物:
毛茛(R.japonicus),花瓣亮黄色,基部具蜜腺。
2.乌头属(Aconitum):
具块根。
叶掌状裂。
萼片5,最上面一枚盔形;花瓣2。
植物体有剧毒。
约350种,中国有165种。
乌头(A.carmichaeli)等为著名中草药。
3.铁线莲属(Clematis):
多为藤本。
羽状复叶对生,无花瓣。
4.黄连属(Coptis):
黄连(C.chinensis),根茎为著名中药材。
三、桑科
(一)分类地位:
双子叶植物纲、荨麻目。
(二)主要特征:
木本。
常具乳汁。
单叶互生。
花单性,单被;雄蕊4;雌蕊2心皮合生。
聚花果。
(三)属种和分布:
40属,约1000余种。
主要分布在热带、亚热带。
中国11属,150余种。
(四)代表属种
1.榕属(Ficus):
具乳汁。
花单性。
隐头花序。
约1000种,热带森林重要树种;中国有120余种。
著名果树:
无花果(F.carica)。
观赏植物:
印度胶树(F.elastica)。
2.桑属(Morus):
具乳汁。
花单性异株,成葇荑花序。
常见种:
桑(M.alba),中国著名的乡土树种。
四、壳斗科
(一)分类地位:
双子叶植物纲、壳斗目。
(二)主要特征:
木本。
单叶互生。
花单性,雌雄同株;无花瓣;雄花组成穗状(葇荑)花序;雌花生于总苞内,总苞在结果时发育为木质的壳斗,半包或全包坚果,外面有鳞片或刺。
(三)属种和分布:
8属,约800余种。
分布在热带及北半球亚热带至温带。
中国有6属,300余种。
(四)代表属种
1.栎属(Quercus):
多为落叶乔木。
雄花序下垂;雌花1—2朵簇生,子房常3室。
壳斗半包坚果,苞片鳞片状或狭披针形。
约450种,中国有110种。
为温带和亚热带重要的森林树种。
常见种:
蒙古栎(Q.mongolica)。
2.栗属(Castanea):
落叶乔木。
雄花序直立。
子房6室。
总苞完全封闭,外面密生针状长刺,内有1—3个坚果。
板栗(C.mollissima),为常见栽培种。
五、石竹科
(一)分类地位:
双子叶植物纲、石竹目。
(二)主要特征:
草本。
茎节膨大。
单叶对生。
花两性;整齐;组成聚伞花序或单生;花瓣4—5;子房上位,1室,特立中央胎座。
(三)属种和分布:
75属,约2000种。
广分布于世界各地。
中国有22属,400余种。
(四)代表属种
1.石竹属(Dianthus):
萼片结合成筒;花瓣5,具爪;雄蕊10,2轮;心皮2,合生。
蒴果圆柱形,顶端齿裂。
常见种:
石竹(D.chinensis)。
常见栽培种:
香石竹(D.caryophyllus),又称康乃馨,著名的切花花卉。
六、葫芦科
(一)分类地位:
双子叶植物纲、堇菜目
(二)主要特征:
草质藤本。
有卷须。
单叶互生;掌状裂。
花单性,雌雄同株或异株;花冠5裂;雄蕊5或3;子房下位,3心皮合生,1室。
瓠果,稀蒴果。
(三)属种和分布:
90属,约700余种。
主要分布于热带和亚热带。
中国有26属,140余种。
(四)代表属种
1.黄瓜属(Cucumis):
卷须不分枝。
雌雄同株;雄蕊3。
常见栽培种:
黄瓜(C.sativus)、甜瓜(C.melo)。
2.栝楼属(Trichosanthes):
卷须2—5分枝。
雌雄异株,稀同株;雄蕊3。
代表植物:
栝楼(T.kirilowii)。
此外,本科常见栽培植物还有:
南瓜、西瓜、丝瓜、葫芦等。
七、杨柳科
(一)分类地位:
双子叶植物纲、杨柳目
(二)主要特征:
木本。
单叶互生。
花单性,雌雄异株,稀同株。
葇荑花序;每花基部有一苞片;无花被。
蒴果。
种子基部具绵毛。
(三)属种和分布:
3属,约620种。
主产于北温带。
中国有3属,320余种。
(四)代表属种
1.杨属(Populus):
常具顶芽,芽鳞多片。
葇荑花序下垂;花具杯状花盘,雄蕊常多数;苞片具裂。
风媒花。
常见种:
毛白杨(P.tomentosa),叶三角状卵形,幼叶背面密被白绒毛。
2.柳属(Salix):
无顶芽,芽鳞1片。
葇荑花序直立;花具1—2枚腺体;雄蕊常2枚;苞片全缘。
虫媒花。
常见种:
旱柳(S.matsudana)、垂柳(S.babylonica)。
八、十字花科
(一)分类地位:
双子叶植物纲、白花菜目
(二)主要特征:
多为草本。
叶互生。
花两性;总状花序;花瓣4,十字形排列;雄蕊6,4长,2短。
角果。
(三)属种和分布:
350属,约3000种。
世界广布。
中国有90属,约300种,全国分布。
(四)代表属种
1.芸苔属(Brassica):
总状花序伞房状,萼片基部囊状。
长角果,具喙。
常见栽培蔬菜:
大白菜(B.pekinensis)、青菜(B.chinensis)。
2.碎米荠属(Cardamine):
花柱细,柱头短,2裂。
长角果条形,成熟时常骤然开裂,果瓣向上旋卷。
白花碎米荠(C.leucantha),常生于林下水边。
九、蔷薇科
(一)分类地位:
双子叶植物纲、蔷薇目
(二)主要特征:
叶互生,稀对生。
花两性;辐射对称;周位花;花瓣5,分离;雄蕊常多数。
(三)属种和分布:
125属,约3300余种。
世界广布,主产于北温带。
中国有52属,1000余种,全国分布。
(四)亚科和代表属种
1.绣线菊亚科:
木本。
心皮常5,分离,子房上位。
蓇葖果或蒴果。
(1)绣线菊属(Spiraea):
灌木。
单叶。
多伞形花序。
代表植物:
三裂绣线菊(S.trilobata)。
(2)珍珠梅属(Sorbaria):
羽状复叶。
顶生圆锥花序。
珍珠梅(S.kirilowi),北京园林常见栽培
2.蔷薇亚科:
木本或草本。
心皮多数,分离,子房上位。
聚合瘦果或蔷薇果。
(1)蔷薇属(Rosa):
灌木,皮刺发达。
羽状复叶。
蔷薇果。
月季(R.chinensis)为世界著名观赏植物。
(2)悬钩子属(Rubus):
灌木,常具刺。
单叶或复叶。
聚合果。
3.苹果亚科:
木本。
心皮2—5,合生,子房下位或半下位。
梨果。
(1)梨属(Pyrus):
花柱2—5条,离生。
(2)苹果属(Malus):
花柱基部合生。
4.李亚科(梅亚科):
木本。
心皮单生,子房上位。
核果。
(1)桃属(Prunus)
(2)杏属(Armeniaca)
十、蝶形花科
(一)分类地位:
双子叶植物纲、豆目
(二)主要特征:
羽状复叶或三出复叶,稀单叶。
花冠两侧对称,蝶形;雄蕊10,常为2体雄蕊:
9+1或5+5;心皮1,子房上位,1室,边缘胎座。
荚果。
(三)属种和分布:
440属,约12000余种。
世界广布。
中国产103属,引种11属,共1000余种,全国分布。
(四)代表属种
1.大豆属(Glycine):
一年生草本,三出复叶,总状花序。
大豆(G.max)。
2.槐属(Sophora):
木本。
奇数羽状复叶。
雄蕊10,分离或很少合生成环状。
国槐(S.japonica):
乔木,叶轴有毛,花乳白色,荚果肉质,串珠状,中国著名行道树和风景树,广泛栽培。
3.甘草属(Glycyrrhiza):
多年生草本或半灌木。
花序腋生,雄蕊9+1。
4.紫藤属(Wisteria):
木质落叶藤本。
奇数羽状复叶互生。
长总状花序下垂。
紫藤(W.sinensis),园林著名观赏植物。
十一、大戟科
(一)分类地位:
双子叶植物纲、大戟目
(二)主要特征:
常含乳汁。
花单性;有花盘或腺体;雌蕊常3心皮合生,子房3室,中轴胎座。
(三)属种和分布:
300属,约8000种。
世界广布,主产于热带。
中国产66属,360余种,主产于南方。
(四)代表属种
1.油桐属(Vernicia):
乔木,含乳汁。
叶柄近顶端有2腺体。
圆锥状聚伞花序;花单性同株或异株;花瓣5。
核果大,种子富含油质。
油桐(V.fornicia):
著名木本油料作物,我国南方广泛栽培。
2.乌桕属(Sapium):
乔木或灌木,有乳汁。
花单性同株;无花瓣。
蒴果。
乌桕(S.sebiferum):
落叶乔木,叶近菱形或菱状卵形,著名油料树种。
3.大戟属(Euphorbia):
草本、木本或肉质植物。
花序为杯状聚伞花序(大戟花序)。
蒴果。
一品红(E.pulcherrima):
又称圣诞花,原产于热带美洲和非洲,总苞叶红色,著名观赏植物。
本科著名经济树种还有橡胶树(Heveabrasiliensis)。
十二、伞形科
(一)分类地位:
双子叶植物纲、伞形目
(二)主要特征:
草本。
含挥发油。
茎有棱。
叶互生;羽状分裂或复叶;叶柄基部膨大成鞘状。
复伞形花序;花小;5基数。
双悬果。
(三)属种和分布:
约300属,3000种。
世界广布。
中国产90属,600余种,各地均有分布。
(四)代表属种
1.当归属(Angelica):
茎常中空。
叶为三出式羽状分裂或羽状多裂。
果棱有阔翅。
当归(A.sinensis):
著名中药植物。
2.独活属(Heracleum):
多年生草本。
根大,圆锥形。
叶大,三出式或羽状多裂。
小伞形花序外圈花瓣扩大而呈放射状(辐射瓣)。
短毛独活(H.moellendorffii):
著名中药植物,广布于我国温带地区。
除多药用植物外,本科还有胡萝卜、芹菜、香菜等常见蔬菜。
十三、唇形科
(一)分类地位:
双子叶植物纲、唇形目
(二)主要特征:
多为草本。
有芳香气味。
茎四棱形。
叶对生。
唇形花冠;雄蕊4,2长,2短或雄蕊2。
4小坚果。
(三)属种和分布:
约220属,3500种。
主产于地中海地区。
中国有60属,500余种,各地均有分布。
(四)代表属种
1.鼠尾草属(Salvia):
花冠上唇直立而拱曲,下唇展开;雄蕊2。
代表植物:
丹参(S.miltiorrhiza)、一串红(S.splendens)。
2.薄荷属(Mentha):
花冠筒漏斗形,通常短于花萼,冠檐4裂,上唇片稍宽大;雄蕊4,近等大。
代表植物:
薄荷(M.canadensis)。
十四、菊科
(一)分类地位:
双子叶植物纲、菊目
(二)主要特征:
多为草本。
头状花序单生或再排成各类花序;花萼退化,常变态成毛状、刺毛状或鳞片状;雄蕊5,聚药雄蕊;心皮2,合生,子房下位,1室,1胚珠。
果为连萼瘦果。
(三)属种和分布:
约1100属,25000种左右。
世界广布。
中国有217属,2100余种,各地均有分布。
(四)亚科和代表属种
1.管状花亚科:
不具乳汁。
头状花序全由管状花组成,或边缘为舌状花。
(1)向日葵属(Helianthus):
草本。
花序托盘状,外层总苞叶状,边缘花全为舌状花。
代表植物:
向日葵(H.annuus)。
(2)菊属(Dendranthema)。
代表植物:
菊花
(3)蓟属(Cirsium):
直立草本。
叶裂片常有利刺。
头状花序全由管状花组成。
代表植物:
大蓟(C.japonicm)。
2.舌状花亚科:
具乳汁。
头状花序全为舌状花。
(1)蒲公英属(Taraxacum):
多年生草本。
叶丛生于基部。
花黄色。
代表植物:
蒲公英(T.mongolicum)。
(2)苦苣菜属(Sonchus):
一年生或多年生草本。
叶互生。
舌状花舌片有5裂齿。
十五、天南星科
(一)分类地位:
单子叶植物纲、天南星目
(二)主要特征:
草本或木质藤本。
有根状茎或块茎。
花小,排成肉穗花序,外包佛焰苞。
果实通常为浆果。
(三)属种和分布:
约115属,2450种。
主产于热带、亚热带。
中国有35属(含栽培植物),200余种,各地均有分布。
(四)代表属种
1.天南星属(Arisaema):
多年生草本,有块茎。
肉穗花序顶有附属体。
代表植物:
一把伞南星(A.erubescens),喜阴湿环境,块茎入药,全株有剧毒。
2.芋属(Colocasia)
3.半夏属(Pinellia)
本科常作室内花卉栽培的有马蹄莲、龟背竹、绿萝、合果芋、广东万年青等。
十六、禾本科
(一)分类地位:
单子叶植物纲、莎草目
(二)主要特征:
地上茎有显著的节和节间。
单叶互生,2列;每一叶分为叶鞘、叶片和叶舌三部分;叶片具平行脉。
花序以小穗为基本单位。
颖果。
(三)属种和分布:
约750属,10000余种。
世界广布。
中国有225属(含栽培植物),1200余种,各地均有分布。
(四)亚科和代表属种
1.竹亚科:
秆一般为木质,节间常中空。
主秆叶与普通叶明显不同。
(1)刚竹属(毛竹属)(Phyllostachys)
(2)箬竹属(Indocalamus)
2.禾亚科:
草本,秆通常草质。
秆生叶即普通叶。
(1)稻属(Oryza):
小穗有3小花,仅1小花结实。
水稻(O.sativa)
(2)小麦属(Triticum):
小穗有小花3—9。
(3)针茅属(Stipa):
小穗有1小花
十七、百合科
(一)分类地位:
单子叶植物纲、百合目
(二)主要特征:
通常为草本。
具地下茎。
花两性;辐射对称;花被6,2轮排列,花瓣状;雄蕊6,2轮;心皮3,合生,中轴胎座。
蒴果或浆果。
(三)属种和分布:
约240属,近4000种。
中国有60属,约600种,各地均有分布。
多观赏和药用植物。
(四)代表属种
1.百合属(Lilium):
多年生草本,具鳞茎,花单生或排成总状花序。
蒴果,室背开裂。
北方常见种:
山丹(L.pumilum)、有斑百合(L.concolorvar.pulchellum)。
2.葱属(Allium):
多年生草本,具葱蒜味。
伞形花序顶生。
蒴果。
3.贝母属(Fritillaria)
4.萱草属(Hemerocallis)
5.郁金香属(Tulipa):
郁金香(T.gesneriana),世界著名宿根花卉。
十八、兰科
(一)分类地位:
单子叶植物纲、兰目。
(二)主要特征:
草本。
单叶互生。
花两侧对称;花被片6,2轮:
外轮3片为萼片;内轮两侧的为花瓣,中央一片特化为唇瓣,内有(或无)蜜腺;雄蕊和雌蕊的花柱及柱头合生成蕊柱;花粉常结合为花粉块。
蒴果。
种子小,无胚乳。
(三)属种和分布:
约700属,20000种以上;主产于热带、亚热带。
中国有171属,约1247种,各地均有分布,全部野生种均为国家保护植物。
(四)代表属种
1.兰属(Cymbidium):
茎极短,或变态为假鳞茎。
叶革质、带状。
总状花序;花粉块2个。
蒴果长椭圆形。
春兰(C.goeringii)、建兰(C.ensifolium)、蕙兰(C.faberi)。
2.石斛属(Dendrobium):
附生。
茎节明显。
侧萼片和蕊柱基部合生成萼囊;花粉块4个。
石斛(D.nobile)。
3.杓兰属(Cypripedium):
陆生。
叶基生。
唇瓣囊状;花粉粒状,不成花粉块。
大花杓兰(C.macranthum)。
附录:
中国植物分类的主要工具书
1.中国植物志:
共80卷,120多册。
被子植物按恩格勒系统编排。
科学出版社出版。
2.中国高等植物图鉴:
正编5册,补编2册。
被子植物按恩格勒系统编排。
科学出版社出版。
正编一种一图,文字描述简单扼要,较适于初学者使用。
3.中国高等植物:
共13卷。
被子植物按克郎奎斯特系统编排。
青岛出版社出版。
4.中国种子植物科属词典:
全1册。
被子植物按哈钦松系统编排。
科学出版社出版。
5.中国树木志:
共4卷。
被子植物按哈钦松系统编排。
中国林业出版社出版。