林耐植物分类法

    林耐(1707～1778)是瑞典博物学家，动、植物分类学和双名制命名法的创始人。1735年，他周游欧洲各国，在荷兰取得医学博士学位。同年，他出版了着名的《自然系统》一书。在这本书中，他首次将生物分为动物和植物两个界；对植物界他以种为分类的最小单位，再根据花的数量、形状和位置分成属，并以雌蕊的数目决定某一植物应归的目，以雄蕊的数目确立应归入的纲，另总括隐花植物为一纲。他把植物分为24纲、116目、1000多属、10000多种。

    苔藓植物

    在夏季阴湿的墙面或地面上，可以看到一丛丛或一片片绿茸茸的微小植物。用放大镜仔细观察，可以看到它们长着类似于叶和茎的结构，这些就是苔藓植物。苔藓植物是绿色自养性的陆生植物，植物体是配子体，它是由孢子萌发成原丝体，再由原丝体发育而成的。苔藓植物有23000多种，遍布于世界各地，大多生活在阴湿环境中。常见的苔藓植物除了葫芦藓、小墙藓之外，还有地钱、金发藓等。

    苔藓植物的基本特征

    苔藓植物是一群小型的多细胞的绿色植物，大多生于阴湿的环境中。在形态上，体形细小，最大的种类也只有数十厘米；多数有茎叶体，并有假根。茎叶体的叶大多由1层细胞组成，茎中的细胞仅有简单的分化，孢子散发在空中，对陆生生活有重要的生物学意义。

    苔藓植物与人类的关系

    苔藓植物与人类关系很密切。例如，苔藓植物可以在不毛之地上首先出现，可为其他植物拓荒；苔藓植物覆盖地表能防止水土流失；人们可以利用苔藓植物提取乙醇、醋酸等工业原料；在医药上，有些苔藓植物可以用做药材，如大叶藓对治疗心血管病有较好的疗效。由于苔藓植物的结构简单，对污染物敏感，因此还可以作为大气与土壤监测的指示植物。苔藓基因的丰富性也超乎想象，并且具有许多独特的变异。通过测序苔藓基因组，科学家有望弄清植物由水生到陆生的转变过程。

    蕨类植物

    蕨类植物通常生长在森林、溪沟和田野的阴湿环境里，它们叶子背面长有褐色孢子囊群。蕨类植物是植物中主要的一类，是高等植物中比较低级的一门。蕨类植物有12000多种，常见的如铁线蕨、肾蕨、贯众、银粉背蕨等。

    蕨类植物的基本特征

    蕨类植物是高等植物中比较低级的一门，是最原始的维管植物。大都为草本，少数为木本。蕨类植物除有茎和叶的分化外，还有了真正的根。在根、茎、叶里都出现了输导组织和机械组织，适合于陆地生活。在生殖季节，它们叶片的背面生出很多褐色的孢子囊，可以通过孢子囊中形成的孢子进行生殖。苔藓植物和蕨类植物都通过孢子进行生殖，因此它们统称为孢子植物。

    蕨类植物与人类的关系

    现存的蕨类植物，除了2亿多年前的蕨类植物形成了现在的煤炭之外，大多数是生于山区的多年生草本，现存的很多种类可以入药，如节节草能治化脓性骨髓炎；乌蕨可治菌痢、急性肠炎；卷柏外敷可以治刀伤出血等；很多种蕨类植物的幼叶是味美的食品，如蕨、菜蕨等；许多蕨类植物在工业上有重要用途，如木贼的茎可做木器或金属的磨光剂；有些蕨类植物既是优良的绿肥，又是高蛋白饲料，如满江红；许多蕨类植物可作为土壤指示植物，如狗脊藤、铁线蕨等；还有很多蕨类植物具有观赏价值，可用于美化环境，如肾蕨、铁线蕨、卷柏等。

    裸子植物

    裸子植物是植物界中的重要类群，也是种子植物中较低级的一类。具有颈卵器，既属颈卵器植物，又是能产生种子的种子植物。目前已知的裸子植物有800多种，我国是世界上裸子植物种类最多、资源最丰富的国家，有200多种，如松、杉、柏、银杏、苏铁等。其中，银杉、水杉和秃杉被列为国家一级保护植物。

    松、杉等的生殖器官称为球果。球果有雌、雄两种，两者均由许多木质化的鳞片组成。例如，松的雄球果的每一鳞片上着生两个花粉囊，囊内产生花粉。雌球果的每一鳞片上着生两个胚珠，胚珠内有卵细胞。由于裸子植物的胚珠是裸露的，所以卵细胞受精后形成的种子也是裸露的。裸子植物的胚珠外面没有子房壁包被，不形成果皮，种子是裸露的。

    裸子植物的用途

    裸子植物具有许多重要用途。它们是优良的造纸原料、制造乐器的主要木材来源，如云杉、冷杉等；它们的很多副产品，如松香、松节油、麻黄素等是重要的工业和医药原料；有些裸子植物的种子可以食用，如松、银杏等；还有很多种类常作为观赏植物，如雪松、白皮松、侧柏、圆柏、水杉等。由于多数裸子植物树干端直、材质优良、出材率高，所以其所组成的针叶林常作为优先采伐的对象，使该资源正在受到强烈的人类活动的威胁和破坏。

    被子植物

    被子植物是种子植物的一种。被子植物的种子藏在富含营养的果实中，提供了生命发展很好的环境。受精作用可以风为传媒，大部分则是由昆虫或其他动物传导，使得显花植物能广为散布。被子植物是植物界最高级的一类，自新生代以来，它们在地球上占着绝对优势。目前已知的被子植物有20多万种。它们是植物界中种类最多，结构和功能最复杂，分布最广，经济用途最大的一个植物类群。常见的被子植物有很多种，如玫瑰、向日葵、玉米、葱、杨、柳、马铃薯等。

    被子植物的基本特征

    被子植物具有根、茎、叶、花、果实和种子六大器官；被子植物具有真正的花，花由花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群4部分组成；种子外面有果皮包被。随着被子植物的演化而不断发展和复杂化，被子植物包含了所有天然化合物的各种类型，具有多种生理活性。被子植物的孢子体，在形态、结构、生活型等方面，比其他各类植物更完善化、多样化。

    被子植物与人类的关系

    人类的衣、食、住、行等生产和生活的各个方面都离不开被子植物。人类的绝大部分食物和很大一部分纺织用的纤维都来自于被子植物。例如，粮食作物有小麦、水稻、玉米、高梁、燕麦、大麦等；果品有苹果、桃、杏、梨、西瓜等；能够获取纤维的有棉、竹、麻等；还有很多被子植物可以作为蔬菜、油料、糖、茶、药材、香料、装饰品等资源。此外，很多被子植物本身具有很高的观赏价值，可以美化人们的生活，如茧尾、剑兰、菊花等观赏花卉。目前，人们用于防风固沙、水土保持、环境绿化的植物品种也大多是被子植物。

    双子叶植物

    双子叶植物纲是被子植物门中，种子的胚具2片子叶的植物。通常将这类植物列为一纲，即双子叶植物纲。其主要特征除了具2片子叶外，还有以下几点：主根发达，多为直根系；茎内维管束多作环状排列，具形成层；叶脉网状，也有的为羽状；花部基数通常为5或4，极少为3；花粉粒具2个萌发孔等。本纲包括165000种植物，在被子植物中占大多数。其分布十分广泛，与人类的关系极为密切。

    单子叶植物

    单子叶植物纲是被子植物门的1纲。叶脉常为平行脉，花叶基本上为3数，种子以具1枚子叶为特征。绝大多数为草本，极少数为木本，多生于沼泽或湿地，具有地下球茎；根为须根系，茎中的维管束散生，叶由叶鞘、叶舌、叶耳、叶片组成，花粉粒具单萌发孔。单子叶植物在发育上比大多数的双子叶植物要进化。

    种子植物

    由于裸子植物和被子植物均能产生种子，因此统称为种子植物。被子植物中的棉、大豆与小麦、玉米在形态结构上又不完全相同，其中棉和大豆属于双子叶植物，小麦和玉米属于单子叶植物。

    绿色开花植物的结构形态：

    绿色开花植物是多细胞植物。根据它们的结构、形态和功能的不同，一棵完整的植株可以分为根、茎、叶、花、果实和种子六种器官。

    根

    根是陆生植物吸收水和矿物质的主要器官。从根的顶端到生长根毛的部位叫根尖。它是吸收水和矿物质最活跃的部分。

    根的组成部分：

    根尖由根冠、分生区、伸长区、成熟区四部分组成。根冠位于根尖的顶端。细胞体积较大，排列不规则，根冠具有保护分生区的作用；分生区大部分被根冠包围。细胞体积较小，排列紧密，具有很强的分裂能力，能不断地产生新细胞；伸长区位于分生区上方。细胞能迅速生长，几小时内能伸长至原长的10倍以上，是根生长最快的部分。根能不断向土壤深处生长，是与伸长区细胞迅速伸长分不开的。伸长区也能吸收少量水分和矿物质；成熟区位于伸长区上方。细胞停止伸长，细胞内有很大的液泡，液泡里充满细液泡。表皮细胞向外突起形成根毛，表皮以内的细胞开始分化成组织。

    根的作用

    根是蕨类植物和种子植物适应于陆地生活而形成的一种营养器官。主要功能是固着植物体，支持地上部分，从土壤中吸收水分和无机盐。此外，根还能合成许多重要物质，如氨基酸、蛋白质、生物碱、激素等；也具有分泌功能，向其周围分泌氨基酸、生物碱、有机酸等，这些物质或能促使某些物质的解体，某些盐的溶解，有利于根的吸收；或可刺激微生物的繁殖，或抑制细菌的生长，有利于根的生命活动。根还具有贮藏营养和进行繁殖的作用。

    根毛

    一般情况下，根毛的细胞液浓度大于土壤溶液浓度。含营养物的水液可通过根毛的主动运输而进入细胞，通过根毛细胞壁、细胞膜、细胞质渗入到根毛细胞的液泡内。根据同样原理，根毛细胞吸收的水分，再掺入根内层层细胞，最后进入内部有输导功能的导管，运输到植物体的各个部分供细胞所利用。

    根冠

    根冠是由薄壁细胞组成的帽状结构，位于根尖的顶端，细胞体积较大，排列不规则，根冠具有保护分生区水分的作用。

    花蕊：

    花蕊包括雌蕊群和雄蕊群，是花的最重要的组成成分。

    雌蕊群居于花中央，由1个或几个心皮组成。每个雌蕊包括柱头、花柱和子房3部分。柱头是雌蕊上端接受花粉的部位，可有多种形态，能分泌水分、糖类、脂类、酸、激素和酶等多种物质，以利于花粉的黏着和萌发。花柱是花粉管进入子房的通道，可长可短，因植物而异。子房是雌蕊基部膨大的部分，由子房壁、胎座和胚珠组成。胚珠内有胚囊，是卵细胞和极核着生的地方。一朵花内可有一至多枚雌蕊，也可无雌蕊(雄性花)，雌蕊的生长可分离或联合。

    雄蕊群着生在花托或贴在花冠基部上。每个雄蕊由花丝和花药两部分组成。花丝支持着花药。花药通常由2或4个花粉囊组成，分为两半，中间有药隔相连。花粉囊内产生花粉，成熟后，花粉囊开裂，花粉逸出。雄蕊的数目不定，因植物种类而异。雄蕊可分离或联合。

    花被

    花被包括花萼和花冠。花萼位于花的最外轮，由若干萼片组成，在花芽期，有保护作用。萼片可全部分离或部分分离。萼片可一轮(如桃)或两轮(如棉)。外轮萼片称为副萼。有的花萼变成冠毛(如蒲公英)有利于果实的传播。花冠位于花萼之内，由若干花瓣组成。花瓣细胞内含花青素(在不同酸碱度时表现为红、蓝、紫色)，或有色体(表现为黄橙色)，或不含色素(白色)。花瓣可分泌芳香油或蜜液。色、香、蜜是招引昆虫的重要因素，是被子植物适应环境，进化高等的表现。花冠还具有保护作用。有的花冠退化(如杨、栗)，有的花瓣分离(如桃)，有的联合(如牵牛花)。

    包括上述4个组成部分的花称完全花，缺少其中一部分或两部分的花称不完全花。如花冠退化的花称无被花。缺少雌蕊或雄蕊的花称单性花(缺雌蕊的花称雄花，缺雄蕊的花称雌花)。花的组成部分在花托上的着生一般呈几何对称。

    两性花和单性花

    在一朵花中，雄蕊和雌蕊都存在，并且发育良好，这样的花就叫两性花。在一朵花中，只有雄蕊或只有雌蕊的叫单性花。在单性花中，只有雄蕊的叫雄花，只有雌蕊的叫雌花。

    传粉

    花开放后，雄蕊上成熟的花药裂开，花粉粒就会放出来，这些花粉粒落到雌蕊的柱头上，这个过程就叫做传粉。传粉是绿色开花植物进行有性繁殖的必要过程，只有经过传粉以后，果实和种子才能够形成。传粉有自花传粉和异花传粉两种方式。

    叶柄

    叶柄是叶片与茎相联系的结构。水、无机盐和有机物通过叶柄内的输导组织，在茎、叶间交流；此外，叶片可借助叶柄展现在空间，获取最佳位置，吸收光能；叶柄也可承担风雨强加到叶片上的压力。不同植物，叶柄长短不一，有的较长，如毛莨科铁线莲，为叶片长的几倍，甚至可卷络它物；有的很短，成无柄叶。

    叶片

    叶片是叶的重要组成部分。典型的叶片为绿色的扁平体，大小相差悬珠。小如鳞(如柏)，大的可达20米以上(如亚马逊棕榈)。其形状更是千姿百态，有单叶、复叶之分。单叶又有针形、线形、卵形、圆形、心形、箭形。复叶可有三出复叶、掌状复叶、羽状复叶。根据叶基、叶尖、叶缘等的不同，还可将叶片分成更多的类型，这些都是植物分类的依据。叶片内有叶脉。叶脉是输导水分、无机盐和有机物的管道，也是支撑叶片伸展的内架。大多数双子叶植物具有网状叶脉，大多数单子叶植物具有平行叶脉。

    叶

    叶是植物重要的营养器官，来源于茎的芽原基，着生在茎的节上。可进行光合作用和蒸腾作用。叶还有贮藏和繁殖功能。叶由叶片、叶柄和托叶组成。具有这三部分的叶称完全叶(如棉花)；凡缺少其中一或两部分的叶称不完全叶(如小麦、白菜为无柄叶)。

    茎

    茎是由胚芽发育来的植物地上部分的营养器官。在茎上着生着叶和繁殖器官，并使这些器官合理地占有一定空间，以利于光合作用、传粉受精和种子传播。其下部与根相连。茎是上下器官水分与营养运输的通道。茎还具有贮藏营养和繁殖作用。茎上着生叶的部分称节。两个相邻的节之间称节间。有的植物节与节间很明显，如禾本科植物，有的则不明显。叶子脱落后，在茎上留下的疤痕称叶痕。茎上常见到许多小的突起，称皮孔，是气体交换的通道。有的茎表层被蜡质层或皮刺或毛状物覆盖。茎多为圆柱状，有的为四棱形(如益母草)，有的为三棱形(如莎草)，有的为扁带形(如令箭荷花)，有的为多角形(某些仙人掌科植物)。

    地上茎和地下茎

    由于茎所处地位不同，可分为地上茎和地下茎。前者又依其生长状态分为：直立茎(如棉花)、匍匐茎(如甘薯)、攀缘茎(如葡萄)、缠绕茎(如牵牛花)。根据茎中木质化程度不同，又可将茎区分为木质茎(如杨、柳)和草质茎。后者又可区分为1年生草质茎(如花生、大豆)、2年生草质茎(如白菜)、多年生草质茎(如草莓、苜蓿)。由于长期适应环境的结果，茎出现多种变态。地上茎变态可有茎刺(如山楂、皂荚)、茎卷须(如葡萄、黄瓜)、叶状茎(如昙花、假叶树)。常见地下茎变态有根状茎(如竹、荷花)、块茎(如马铃薯)、球茎(如荸荠、慈菇)、鳞茎(如蒜、洋葱)等。

    果实

    果实是被子植物的花经过传粉、受精以后，由雌蕊或在花的其他部分参与下，形成的具有果皮和种子的器官。仅由雌蕊的子房形成的果实称真果(如桃、大豆)。由子房和花托或花被共同形成的果实称假果(如梨、苹果、石榴、蔷薇等)。

    种子

    种子是胚珠受精后发育的器官，包括种皮、胚和胚乳3部分。

    种皮是由珠被发育而来，具有保护内部结构的作用。有的植物只有一层珠被，所以形成一层种皮(如核桃、向日葵)；有的有两层珠被，即形成内、外2层种皮(如蓖麻、油菜)。有的外珠被或内珠被在发育过程中被吸收而消失，如蚕豆种皮只由外珠被发育而成，小麦种皮由内珠被发育而成。种皮的色泽、花纹、厚薄和坚硬程序因不同种类而异。种子成熟后，脱离种柄(珠柄)或胎座，于种皮上遗留下的疤痕称种脐。通常为线形或椭圆形，颜色不一。有的植物外种皮衍生可形成海绵状突起，称为种阜，如蓖麻。有的植物有假种皮，它实为珠柄或胎座发育生长，包于外种皮之外的肉质结构。如龙眼和荔枝的果实内，肥厚可食的部分即是。

    种子的呼吸作用

    种子萌发及植物其他各项生命活动所需要的能量，都储存在细胞内的各种有机物中。有机物中储存的能量是通过呼吸作用释放出来的。

    生物体都能够利用氧气将细胞内的有机物分解为二氧化碳和水，同时释放出有机物中储存的能量。生物体的这一过程就是呼吸作用。呼吸作用释放的能量除了满足生物体生命活动需要以外，还有一部分转变成热，释放出来。种子的萌发能够产生大量的热，就是这个原因。

    种子萌发时的呼吸作用与吸水过程相似，也可分为三个阶段：

    (1)种子吸胀吸水阶段，呼吸作用也迅速增强。此时的呼吸主要是无氧呼吸，由已存在于种子细胞中、在吸水后活化的酶所催化；

    (2)吸水停滞阶段，呼吸也停滞；

    (3)再次大量吸水阶段呼吸作用又迅速增强。此时胚根突破种皮，进入有氧呼吸阶段。

    胚

    胚是由受精卵发育来的。包括胚根、胚芽、胚轴和子叶4部分。胚是种子内最重要的部分，萌发后能生成新个体。胚乳是贮藏营养物质的结构。在种子萌发过程中为胚的发育提供必要的营养物质。有的植物，于种子形成过程中胚乳细胞被吸收，形成无胚乳种子(如花生、大豆)。其营养物质贮存在子叶里。

    无性生殖

    生物不经过两性生殖细胞的结合，而是由母体直接产生新个体的生殖方式，叫做无性生殖。无性生殖是自然界中普遍存在的现象。通过无性生殖产生的后代，由于只具备母体的遗传特性，所以产生的后代能够比较稳定地保持母体的遗传特性，而且通过无性生殖的繁殖后代的速度也快，产生子代的数量多，有利于生物种群的繁衍。

    植物的光合作用

    绿色植物通过叶绿体利用光提供的能量，将二氧化碳和水等无机物合成淀粉等有机物，并且把光能转变为化学能，储存在有机物中，同时释放出氧气，这一过程就叫做光合作用。

    在光合作用过程中，发生了物质变化，将无机物——二氧化碳和水合成了有机物——淀粉。这些淀粉还可以进一步转化成蛋白质、脂肪等其他的有机物。这些有机物不仅是植物自身生长发育所需要的营养物质，也是人类和动物的食物来源。

    在物质变化的同时还发生了能量变化，原来的太阳光能转变成淀粉等有机物中贮存的能量。这些能量是植物，动物和人体生命活动的能量来源。煤炭、石油等通过燃烧释放出热量，其中的能量都是亿万年前植物通过光合作用所积蓄的太阳能。

    生物的呼吸作用要消耗氧气，排出二氧化碳，各种物质的燃烧也是这样。而光合作用则是吸收二氧化碳，释放氧气，这对维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定起着极其重要的作用。

    由此可见，光合作用是地球上生物生存、繁衍和发展的基础。

    植物光合作用的原理

    农业生产是人们为了获得光合作用产物而进行的种植活动，其产量的高低与光合作用制造有机物的多少具有直接的关系，阳光是光合作用的必备条件。阳生植物种在阳光充足的地方，阴生植物种在背阴的地方，即适当提高光照强度、延长光照时间，充分利用阳光，能有效地促进光合作用，提高农作物的产量。

    植物体内的物质运输

    植物体内物质运输的结构是茎。根据茎的结构不同，主要可分为木质茎和草本茎。像杨树这样的茎叫做木质茎其结构从外至内依次是：表皮、木栓层、皮层、韧皮部、形成层、木质部、髓等。其中，木质部中有起运输作用的导管和起支持作用的木纤维。

    导管是由许多筒状的、横壁消失(或部分消失)的死细胞上下相连而成的。根、茎和叶脉里的导管是相互连通的。导管的主要功能是运输水分和无机盐。

    木质茎的最外面，容易剥离的一层，就是人们平时所说的树皮。它包括表皮、木栓层、皮层和韧皮部等几部分。韧皮部中有起运输作用的筛管和起支持作用的韧皮纤维。筛管是由许多管状的活细胞上下连接而成的。根、茎和叶脉里的筛管也是相互连通的。筛管的主要功能是运输有机物。

    草质茎也有木质部和韧皮部，但其结构与木质茎不同。草质茎不具有木栓层，表皮层也非木质化，气体可直接透过表皮细胞间隙与外界交换气体。

    植物体所需要的水分、无机盐和有机物，通过导管和筛管运输到植物体的各个部位，使每个细胞都能得到生命活动所必需的营养物质，使植物体能够正常地生长发育和繁殖后代。

    植物体内水分和无机盐运输的动力是，由于植物体内各器官之间的导管是相通的，水分和溶解在水中的无机盐能从根运输到茎，再运输到叶、花、果实等器官。

    植物的蒸腾作用

    叶的表皮上有许多气孔，水分可以不断地以气体状态从植物体内散失到大气中，这个过程叫做蒸腾作用。由于蒸腾作用在不断地进行，使气孔周围细胞的细胞液浓度增加，细胞便从叶脉的导管中吸水。叶脉中的导管与茎和根中的导管是相通的，其中充满着水。这样，水和溶解在水中的无机盐就形成一个连续的水流，通过导管，沿着根、茎、叶的途径运输。因此，叶的蒸腾作用是植物体内水分和无机盐运输的主要动力。

    蒸腾作用的生理意义

    它是植物吸收和运输水分的主要动力，可加速无机盐向地上部分运输的速率，可降低植物体的温度，使叶子在强光下进行光合作用而不致受害。同时，蒸腾作用还能够提高空气的湿度，增加降水量，有利于自然界中的水循环。

    食虫植物

    在自然界里，动物吃植物，牛羊以植物为饲料，蚕吃桑叶，蚱蜢吃野草，这些都是普遍的现象。但是，也有一些植物会吃动物，叫做食虫植物。全世界的食虫植物约有500种，主要分布在热带和亚热带地区，我国约有20种。

    食虫植物的功能

    食虫植物主要用叶或由变态叶构成的捕虫器来捕捉昆虫，分泌消化液来消化昆虫的躯体，作为生活所需要的养料。同时，它们的叶还有叶绿体，能进行光合作用，也就是说，有以太阳能为动力，把空气中的二氧化碳和水同化成有机物的能力。

    食虫植物的消化方式与高等动物的基本相同，都是在细胞外进行消化作用。但是，高等动物是有特殊的消化道如胃肠系统来进行消化作用的。食虫植物没有高等动物那样的胃肠消化系统，它们的变态叶或捕虫囊的内壁有腺毛或腺细胞，能分泌消化液，把昆虫消化掉。

    腐生生物

    在潮湿、温暖的地方，我们常常可以见到馒头、橘子皮上会长出霉菌，在朽木和树干上会长出蘑菇。霉菌和蘑菇都是腐生生物，它们通过菌丝从有机质中汲取养料营养自身，像这样，一种生物从动植物残体或可溶性有机物里，吸取营养来维持自身正常生命活动的营养方式，叫做腐生。木耳、银耳、灵芝、蘑菇等，都过着腐生生活。

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