植物分类学竞赛校本教材04(蕨类植物).pdf

生物竞赛校本教材（植物分类学） 主 编：吴 波 第四节 蕨类植物 凡是有维管系统 （vascular system）的植物都称维管植物，包括蕨类植物和种子植物， 它们与藻类、菌类、地衣、苔藓植物不同之处在于具有发达的维管系统。维管系统主要由木 质部和韧皮部组成，木质部中含有运输水分的管胞或导管分子，韧皮部中含有运输无机盐和 养料的筛胞或筛管。维管植物大多为陆生植物，只有少数在受精过程需要在水中进行，它们 的孢子体在生活史中占优势，只有在幼小的时候（即在胚胎阶段）才依赖配子体而生存；它 们的配子体一般较小，在松柏类和有花植物中其配子体完全寄生在孢子体中，孢子体的形态 结构有的较简单，仅为轴形，有的则分化成复杂的根、茎、叶系统。 一、中柱类型 由初生木质部和初生韧皮部所组成的维管组织是一种初生结构，它们聚集而成中柱。按 照维管组织排列方式的不同而形成多种类型的中柱。根据中柱类型可以判断植物类群之间的 亲缘关系 （图4-1、图4-2）。 1.原生中柱：原生中柱的中央为木质部所占，其周围围绕着呈圆筒形的韧皮部。倘若木 质部向四周生长出辐射排列的脊状突起，则形成星状中柱。倘若韧皮部生长侵入木质部，使 其在局部地区成为不连续的结构，这就演变成编织中柱。此种中柱见于裸蕨类，石松类及其 他植物的幼茎中。 2.管状中柱：木质部围绕中央髓形成圆筒状。若韧皮部在木质部的内外两边都出现则称 为双韧管状中柱，有许多蕨类植物具有此种中柱。双韧管状中柱又称疏隙中柱。若韧皮部位 于木质部的外部表面则为外韧管状中柱。管状中柱在蕨类植物中普遍存在。 3.网状中柱：由管状中柱演变而来。由于茎的节间甚短，节部位叶隙密集，从而使中柱 产生许多裂隙，从横剖面上看中柱被割成一束束。每一束中央为木质部，木质部外面围着韧 皮部，而韧皮部外再围着内皮层。有不少蕨类植物具有此种类型的中柱。 4.真中柱：木质部与韧皮部并列成束或索状。蕨类中的木贼属及多数裸子植物，被子植 物具此种类型的中柱。 5.散生中柱：在单子叶植物中，维管组织分散于茎内。 - 1 - 生物竞赛校本教材（植物分类学） 主 编：吴 波 图4-1 植物中柱的类型 （1） 图4-2 植物中柱的类型 （2） 二、蕨类植物的形态特征 蕨类植物又称羊齿植物，无性繁殖是产生孢子，有性生殖器官为精子器和颈卵器。但是 蕨类植物的孢子体远比配子体发达，并有根、茎、叶的分化，内中有维管组织。蕨类植物只 产生孢子，不产生种子。蕨类的孢子体和配子体都能独立生活。蕨类植物是介于苔藓植物和 种子植物之间的一个大类群。 （一）配子体 配子体有性世代的简单植物体，由孢子萌发而来 （图4-3）。孢子萌发后形成几个细胞 的简单丝状体，经过顶细胞和侧生分生组织的细胞分裂形成片状体，或称细胞片，再发育为 成熟的通常背腹扁平的心形原叶体，原叶体靠近尖端下面生有假根，借以固定和吸收水分， 凹缺处为生长点，颈卵器 （图4-4）生长在附近，其外形大而似瓶状，腹部埋在组织内，颈 部弯向雄器所在部位，口部突出。精子器 （图4-5）呈突起状或圆球形，有柄或无柄，生长 在假根附近，通常它的壁由3 个细胞，即茎细胞、环细胞和帽细胞组成，进化类型的由更多 - 2 - 生物竞赛校本教材（植物分类学） 主 编：吴 波 的细胞组成。每个颈卵器含一雌配子——卵子，每个精子器含多个雄配子──精子，精子顶 部有纤毛。配子体这样的结构，巧妙地利用了贴近地面，易于获得水分的特点。通常雌配子 器的发育晚于雄配子，成熟后除卵细胞外，颈卵器内其他细胞被分泌的有机酸溶解变成胶质 而溢出。当原叶体下面有一层薄水层时，精子器的帽脱开（进化类型的为孔裂），精子被释 放，通过纤毛运动和受颈卵器口溢出胶质的化学感应而被吸引到颈卵器中，和卵子结合而产 生合子，合子萌发后形成胚，再发育成常见的孢子体。