被子植物主要形态学基础知识

一、实验目的

1．通过课堂教学和课外现场教学相结合，用2～3 次实验时间使学生基本掌握被子植物的外部形态术语的含义及其组成特点。

2．通过对各类型实体(活体或标本)的观察，从外部形态特征上区分根、茎、叶、花、果实等各器官的不同类型以及各种类型的组成特点。

3．通过对花的解剖，从外部形态及内部解剖结构上，掌握判断花冠类型、雄蕊类型、雌蕊类型、胎座类型、子房位置、心皮数目的方法。

4．根据对花的解剖观察，学会绘制花图式的方法及书写花程式。

5．通过对各类果实的形态及其纵、横切面的观察，掌握各类果实的形态结构特征。

二、实验用品

（一）材料 植物各类器官实验所需要的代表植物的实物标本(腊叶标本、浸制标本及活体标本)。

（二）器材 体视显微镜、解剖针、镊子、载玻片、模型。需要的代表植物的实物标本(腊叶标本、浸制标本及活体标本)。

三、内容与方法

在实验开始前，首先阅读被子植物的外部形态术语；心皮数目的判别方法；花程式或花图式的表达方式等内容。同时，在实验过程中，可根据地区、季节、学时、专业不同，从中选取一些代表性的植物进行教学。

在被子植物的外部形态术语实验所需的实验材料的取材方面：(1)同一实验可供选择的实验材料类型很多(本书只选择某一种或几种植物材料进行介绍)，如做四强雄蕊的实验，就可以选择油菜、萝卜、荠菜等植物材料中的任意一种；(2)同一种材料可以同时观察多个实验内容，如用油菜作实验材料，可同时进行的实验内容有：直根系、草本、十字花冠、四强雄蕊、复雌蕊、侧膜胎座、角果等。因此，在实验过程中，我们常将上述两方面结合起来，既可节省实验材料，也提高教学效果。

本文采用按植物器官类型对实验内容进行归类的编排方式。这样做的好处是，在做同一大类的实验时，可以及及时地对同类型的所有项目进行相互比较(如雄蕊部分中的四强雄蕊、二强雄蕊等内容)，找出他们的不同点，从而有利于学生对被子植物的外部形态术语和特征的掌握。下面按植物器官类型对实验内容进行归类编排，分别介绍观察要点及实验步骤。

(一)根系

现场从土中拔取陆地棉、大豆、高粱、香附子等植物的植株，洗净根部，观察其根系的组成特点，说明它们分别属于什么根系类型。

(二)茎

现场观察苦楝植株、加拿大杨、月季、竹叶椒、稻、小麦、紫藤、葡萄、刀豆等植株的茎或枝条，依据茎的质地，说明它们分别属哪种类型。现场观察下列植物标本，依据其植物茎的生长习性，指出他们分别属于哪种类型：小麦、玉米、地锦草、斑地锦、狗牙根、草莓、黄瓜、葡萄、凌霄、牵牛、豇豆、痛豆。

(三)叶

1．复叶的类型

(1)奇数羽状复叶取槐树叶观察，可见其羽状复叶的顶端有一顶生小叶存在，整个羽状复叶的小叶数目为单数。

(2)偶数羽状复叶取枫杨叶观察，可见其羽状复叶的顶端没有一顶生小叶，整个羽状复叶的小叶数目为偶数。观察合欢、南天竹的叶，看看它们分别属于几回羽状复叶。

(3)掌状复叶观察木通、七叶树等植物的叶，可见其小叶都着生于总叶柄的顶端，

(4)羽状三出复叶取大豆的叶观察，可见其叶有三张小叶组成，其中一张小叶生于总叶柄的顶端，另外两张小叶侧生于总叶柄的顶端下方。

(5)掌状三出复叶取三叶草的叶观察，其组成复叶的二张小叶都生丁总叶柄的顶端。

(6)单身复叶 取金桔等植物的叶观察，其叶由三张小叶组成，其中两个侧生小叶退化，顶生小叶正常发育，总叶柄与顶生小叶连接处有关节。

2．叶序

(1)叶互生取樟树等植物的枝条观察，其茎的每个节上都只生一张叶。

(2)叶对生取丁香等植物的枝条观察，可见其茎的每个节上都生有两张叶。

(3)叶轮生取夹竹桃等植物的枝条观察，可以看到茎的每个节上生有三张或三张以上的叶。

(4)叶簇生取金钱松等植物的枝条观察，可见其节间极度缩短的短枝上丛生两张或两张以上的叶。

(5)叶基生 取车前等植物的植株观察，可见其叶自植物体的基部发出，常呈莲座状。

3．脉序

(1)平行脉叶脉彼此近于平行。根据叶脉的发生方式又可分为：

①直出平行脉 取玉米等植物的叶片观察，可见叶片中的侧脉与中脉近于平行地到达叶片顶端。

②横出平行脉 观察芭蕉(Musa basjoo Sieb．et Zucc．)的叶片。可见其叶片中间有一条明显粗大的中脉，在中脉的两侧有许多横向排列的侧脉，各侧脉近于平行地走向叶片边缘。

(2)网状脉 取茼麻叶片观察，可见其中有许多较大的叶脉，再有这些叶脉数回分枝而形成更多的小叶脉，它们在叶片中互相连接成网。

(3) 三出脉 取樟树叶观察，可以看到在其叶片的基部有三条明显的叶脉伸出。

(4) 射出脉 观察莲叶，其盾状叶的叶片中，叶脉都由其中心(叶柄顶端)射向四周。

4．叶形

观察下列植物标本的叶，依据其叶片的形态，指出他们分别属于那种叶形：女贞、泽漆、桃、蝇子草(Silene fortunei Vis．)、莲、橙、芒果、水稻、大麦、松等。

5. 叶缘

观察下列植物标本的叶，依据其叶片边缘的形态，指出它们的叶缘类型：牛膝、千日红、龙芽草、光叶绣线菊、秋牡丹、茄等。

6．叶裂

观察下列植物标本的叶，依据其叶缘开裂的程度，指出他们属于那种叶裂类型：陆地棉、风花菜(Rorippa islandica (Oed．)Borb．)、大麻(Cannabis sativaL)等。

7. 叶尖

观察下列植物标本的叶，依据其叶尖的形态，指出它们属于那种叶尖类型：榆叶梅、金樱子、郁李、冬青卫矛、凹头苋、酢浆草等。

8. 叶基

观察下列植物标本的叶，依据其叶基的形态，指出它们属于那种叶基类型：甘薯、油菜、慈姑、垂柳、田旋花、苹果、秋海棠等．

(四)花

在花中作为鉴定植物种类依据的形态特征有：花的各组成部分的存在与否(如花被是否存在、雌雄蕊是否存在等)、数目多少、联合程度、位置关系(子房的位置等)、内部结构(胎座类型、胚珠类型等)、花的排列方式(花序类型等)等等。

1．单生花

(1)顶生花观察牡丹、毛莨、玉兰、莲等植物的花，可见它们的每一朵花都单生于花枝

(2)腋生花观察桃、麦李等植物的花，可见他们的每一朵花都单生于叶腋处。

2．花序

(1)无限花序其开花顺序是花轴下部的花先开，渐及上部，或由边缘开向中心。常见的类型有：

①总状花序观察油菜(图2-15)、荠菜的花枝，可见许多有柄的花都着生在一总花轴上。

②穗状花序观察车前(图2-16)花枝，可见许多无柄的花着生在一总花轴上。

③肉穗状花序观察玉米雌花序新鲜或浸制标本(图2-17)、马蹄莲花序实物标本，可见两者都是在粗大的肉质花序轴上着生了许多无柄的花。

同时，在马蹄莲花序中，在肉穗状花序外还可以看到一个展开的大苞片(佛焰苞)，这种具有佛焰苞的肉穗状花序叫佛焰花序。

④葇荑花序观察枫杨、垂柳(图2-18)的花序，可见在一下垂的花序轴上着生了许多无柄的小花，且每朵花都为单性花。

⑤圆锥花序观察玉米雄花序或丁香花序(图2-19)标本，可见总花序轴上着生了多个分枝花轴，每一分枝花轴均为一总状花序(复总状花序)。

⑥伞房花序观察麻叶绣球(图2-20)，可见其花均位于一近似平面上，花梗都排列在花轴的近顶部，下边的花梗较长，向上渐短。

⑦伞形花序 观察韭菜的花序，状如张开的伞，花梗近于等长，均生于花轴的顶端。再取胡萝卜花枝观察，可见其花枝顶端有许多小花序组成，而且每个小花序都为伞形花序，故称为复伞形花序(图2-21)。

⑧头状花序 观察向日葵、蒲公英或雏菊(图1-22)的头状花序(常被误认为一朵花的菊花其实是一个头状花序)，可见其平坦的总花托(为总花轴的变态)上着生了许多无柄的花，开花顺序一般是由外向内进行的。

⑨隐头花序 观察无花果花枝(图2-23(1))，可见其陷成囊状，其花均集生于肉质中空的囊状体(总花轴的变态) 的内壁上(图2-23 (2))。通常雌花着生于囊状内壁的上部，雄花着生于囊状内壁的下部，所有的花均完全隐藏在肉质膨大的花序轴内。

(2) 有限花序指花序中最顶点或最中心的花先开，渐及下边或周围。

①单歧聚伞花序 取唐菖蒲、附地菜的花枝观察，可见其主轴的顶芽形成花芽后，主轴便停止伸展，而在顶芽下面的侧芽在一侧伸展形成侧枝，并最终形成花芽，如此瓦往复，依次由下面的侧芽形成花芽，且开花顺序由上向下进行。同时，在唐菖蒲的花枝中还可以看到，以主轴为中轴线，下边的花芽依次在中轴线的两侧交替开放，此为蝎尾状聚伞花序；而在附地菜的花枝中则可以观察到，下边的花芽依次在以主轴为中轴线的一侧开放，此为螺状聚伞花序(卷伞花序)。

②二歧聚伞花序 取卷耳(图2-24)观察，可见其主轴的顶芽形成花芽后，主轴便停止伸展，而在顶花的下面则形成一对侧枝，侧枝顶端再形成花芽；在侧枝顶端花的下面再形成一对侧枝，其每个侧枝的顶端再形成化芽，如此往复。

③多歧聚伞花序取泽漆(图2-25)标本观察，可见其主轴的顶芽形成花芽后，主轴便停止伸展，而在顶花的下面则形成三个或三个以上的侧枝，侧枝顶端再形成花芽；在侧枝顶端花的下面再形成一个或三个以上的侧枝，其每个侧枝的顶端再形成花芽，如此往复。

3．花的类型

取苹果、桃、蒲公英等植物的花，过其中心点作对称面(看每朵花能作出几个对称面)，说明他们分别属于什么类型。

4．花的组成

(1)花冠类型

①蔷薇形花冠取一朵桃花(图2-26(1)观察其花冠，可见其由五片大小相近且分离的花瓣排列成辐射状。

②漏斗状花冠取一朵牵牛花(图2-26(2)观察，可见花冠是由几片花瓣愈合而成，花冠下部呈筒状，并由基部逐渐向上扩展，整个花冠形如漏斗。

③钟状花冠花筒筒宽而短，上部扩大成钟状，如南瓜花(图2-26 3)等。

④轮状花冠花冠短，裂片由基部向四周扩展，状如车轮，如西红柿(图2-26(4)。

⑤管状花冠花冠大部分联合成一管状或筒状，花冠裂片向上伸展，如金盏菊的盘花(图2-26 5)。

⑥舌状花冠剥开蒲公英或山莴苣(图2-26(6))的头状花序观察，可见其平坦的总花托上着生许多朵花。再取其中的一朵花观察其花冠，可见其花冠由‘短筒和扁平的舌状(向一边展开)两部分组成，短筒位于基部，舌状位于上部。

⑦唇形花冠观察雪见草、宝盖草(图2-26(7))的花冠，可见其基部有一较长花冠筒，上部裂成二唇形，通常上唇为二裂，下唇为三裂。
⑧蝶形花冠取豌豆花(图2-26 8))观察，可见其花瓣五片，排列成蝶形。最上一瓣最大叫旗瓣；两侧的两瓣叫翼瓣，为旗瓣所覆盖，且较旗瓣小；最下两瓣位于翼瓣之间，且顶端合生的为龙骨瓣。如果在组成花冠的五片花瓣中，龙骨瓣最大，旗瓣最小，该类花冠则为假蝶形花冠，如紫荆(图2-26(9))。

⑨十字形花冠取萝卜(图2-26(10))、油菜等十字形花科植物的花观察，可见其花冠由四个分离的花瓣排列成十字形。

(2)花瓣与萼片或其裂片在花芽中的排列方式

①镊合状取番茄花蕾，由外至内一片一片剥开观察，可以看到在其花芽中，花瓣与萼片各片的边缘彼此接触，但不覆盖。

②旋转状取棉花蕾，由外至内一片一片剥开观察，可以看到在其花芽中，花瓣与萼片的每一片的一边既覆盖着相邻一片的边缘，而另一边又被另一相邻一片的边缘所覆盖。

③覆瓦状取油菜花蕾，由外至内一片一片剥开观察，可以看到在其花芽中，花瓣与萼片的排列与旋转状相似，但各片中有一片或两片完全在外，另一片完全在内。

(3)雄蕊

①单体雄蕊取蜀葵花(图2-27)、棉，剥去花萼、花冠观察，可见其雄蕊的花丝基部联合成一体，形成一管状结构包在花柱外侧，花丝上部及花药则彼此分离。

②二体雄蕊取紫藤花，剥去花萼、花冠观察，可见其花中有10 个雄蕊，其中9 个雄蕊的花丝联合在一起成管状包在子房的外侧，另1个雄蕊单生(图2-28)。

③多体雄蕊取金丝桃花(图2-29(1))，从顶部观察可见花中的雄蕊数目很多，用镊子夹住一个花丝向上轻轻提拉，即可提出一块下部花丝联合的雄蕊群，在整朵花中共可以得到5 个这样的雄蕊群(图2-29(2))。图2-27 单体雄蕊图2-28 二体雄蕊

④聚药雄蕊取蒲公英或山莴苣花，剥去花冠，可见雄蕊中的花药聚合成管状包裹在花柱外侧，而在花药的下部则有5 个分离的化丝(图2-30)。

⑤二强雄蕊取泡桐花，轻轻取下其唇形花冠，再用解剖针从下唇处挑开花冠筒，展开观察，可见其花中有2 长2 短共4 个雄蕊(图2-31)。

⑥四强雄蕊取油菜花，剥去花冠观察，可见其花中有4 长2 短共6 个雄蕊(图2-32)。

有一子房室．子房室内有一列胚珠，它们都着生在子房壁一侧壁上。说明该雌蕊(图2-33)由一个心皮构成，即单雌蕊。离生单雌蕊取日本绣线菊花，剥去花萼、花冠，可见在平坦的花托上部有5 个雌蕊（图2-34），图2-33 单雌蕊图2-34 离生单雌蕊

复雌蕊取金丝桃花，剥去花萼、花冠、雄蕊群后可观察到雌蕊。雌蕊由柱头、花柱和子房(图2-35(1))三部分组成。将子房作横切面在体视显微镜下观察，可见横切面中央有一中轴和5个子房窒(内含胚珠)( 图2-35(2))。说明该雌蕊由5个心皮构成，即复雌蕊。

②子房位置的类型

上位子房取油菜花观察，可以看到着生于花托上的花萼、花瓣和雄蕊位置都低于子房，故称该花为上位子房下位花。再取桃花观察，可以看到在花的底部有一杯状的萼筒(花托)，花萼、花瓣和雄蕊均着生在杯状的萼筒上；剖开杯状的萼简，可见其围绕在子房的周围且不与子房结合，其萼筒底部的位置又低于子房底部的位置，故称该花为上位子房周位花(图2-36)。

图2-35 复雌蕊图2-36 上位子房周位花半下位子房取马齿苋花观察，可见子房的下半部分陷生于花托(萼筒)中，并与花托愈合，子房上半部分仍露在花托外，花的其余部分着生在子房周围花托的边缘，故称该花为半下位子房周位花。

下位子房取丝瓜雌花观察，可见此上部着生有花萼、花瓣；下部为一细长膨大的部分，即为子房与花托愈合的部分(从外部不能直接观察到子房)，切开该区域可观察到胚珠，说明子房位于花部的下方，故称该花为下位子房上位花(图2-37)。

⑧胎座的类型

边缘胎座取四季豆子房作横切面(图2-38)观察，可见子房中有一个子房室，在子房室边缘的子房壁上仅有一个胚珠着生的位点。侧膜胎座取油菜子房作横切面观察，可见在子房壁内侧有两个膨大的区域，它们之间相连，形成一隔膜，将子房分为二个子房室，胚珠即着生在膨大的区域，而不着生在形成的一隔膜上，故此隔膜为假隔膜，子房室为假数室，胎座类型为侧膜胎座。再取黄瓜雌花子房作横切面观察，可见子房中仅有一个子房室，在子房室边缘的子房壁上有三个胚珠着生的位点。

因此，侧膜胎座可以理解为具有二个以上的边缘胎座、再取黄瓜子房作横切面(图2-39)观察，看看它与油菜的胎座有何不同。中轴胎座取剑兰子房((图2-40)作横切而观察，可见其子房是由两个或两个以上的心皮构成的多室子房，胚珠着生在由心皮腹缝线在子房室中央愈合形成的轴上。

基生胎座取蒲公英花，用针挑开它的子房壁，可见子房只有一个子房室， 在子房室的基部着生一胚珠(图2-41)。

(五)果实

在果实中，作为分类的主要依据有：果实的类型；果实的组成部分及其米来源；果皮的质地；成熟果实的果皮是否开裂；开裂果实的开裂力式等。取西红柿、柑桔、桃、黄瓜、梨、苹果、蚕豆、大豆、花生、梧桐、芍药、白菜、荠菜、棉、芝麻、罂粟、虞美人、马齿苋、石竹、茼麻、向日癸、板粟、玉米、小麦、稻(糙米)、槭树、枫杨、胡萝卜、芫荽、草莓、八角、桑椹、凤梨、无花果等植物的果实，对其外部形态组成及内部解剖结构进行观察，分别说明它们属于什么果实类型。