概述
維管束植物是植物的一個類群。
維管束植物的根莖葉內,有專司運輸水分的木質部及運輸養分的靭皮部,在木質部及靭皮部內的細胞上下排列成管狀,並聚集成束狀,所以特別稱為維管束組織。維管束組織可由根部延伸至莖部,再延伸至葉,葉內的維管束組織為葉脈。導管、假導管和篩管則分別自根、莖至葉互相連成運輸的管道,使根吸收的水與礦物質向上運輸至莖和葉,葉所製造的養分則輸送到莖與根。
形態特徵
1.維管束植物為多細胞植物體,細胞分化明顯,組成各種不同功能的組織。有根、莖、葉的分化。
2.植物體有由特化的細胞所組成的維管束。承擔支持和運輸的功能。
3.生殖器官構造複雜,特別是被子植物有完善的花。胚由受精卵細胞形成。
4.世代交替明顯而有規律,不受外界條件的影響而變化。無性世代占優勢。越高待越
有性生殖越退化。
三大類別
蕨類植物
簡介
蕨類植物又名
羊齒植物,是原始的維管束植物。蕨類植物具有獨立生活的
配子體和
孢子體,此項特性是而不同於其他維管束植物。配子體構造簡單,主要是
藏卵器和藏精器,且分別產有
卵及
精子;
孢子體構造較為複雜,有根、莖、葉和維管束系統的分化,及產生孢子的
孢子囊。蕨類植物是早期登入的維管束植物,以孢子為主要散播方式,較
種子植物為原始。
生活史
蕨類植物的生活史雖具有明顯的
世代交替現象,但是孢子體占優勢,並且朝著配子體逐漸退化而孢子體逐漸發達的方向演進。蕨類植物的無性世代為雙倍(2n)染色體的孢子體。孢子體顯著,生命期長,產有許多孢子囊,孢子囊內產有孢子母細胞,通過減數分裂形成單倍(n)染色體的孢子而進入有性世代。孢子同型或異型,成熟後脫離母體,在適宜的環境下萌發,生長發育成配子體;配子體的形體微小,結構簡單,生命期較短。同型孢子發育的配子體為兩性,其上產有藏卵器和藏精器;異型孢子發育的配子體為單性,分別產有藏卵器或藏精器。藏卵器產有卵子,藏精器則產有精子。精子有鞭毛,能遊動,憑水為媒介以及化學物質(主要是蘋果酸及其鹽類)的吸引,進入藏卵器與卵子結合形成雙倍(2n)染色體的受精卵。受精卵發育成幼胚,在配子體上繼續發育成長,繼而隨著配子體的迅速衰亡過程,而成長為獨立生活的
孢子體,即我們通常看到的綠色蕨類植物。
裸子植物
花粉管和種子的形成,在植物系統發育史上是一個巨大的轉折。花粉管的形成,使植物的
受精作用可以不再藉水為媒介,從而擺脫了對水的依賴,對適應陸生環境具有重大意義。種子的形成,則為植物的繁殖和分布,創造了更為有利的條件。因此,在系統發育過程中,裸子植物得以取代蕨類植物,而在陸地植被中占有一定的優勢地位。
裸子植物的主要特徵是
孢子體特別發達,多是
多年生木本植物,且大多數為
單軸分枝的高大喬木。分枝常有「長枝」與「
短枝」之分:長枝細長,無限生長,葉子在枝上螺旋狀排列;短枝粗短,生長緩慢,葉簇生枝頂。網狀中柱,並生型
維管束,具有
形成層和
次生生長。
木質部大多數只有
假導管,極少數具有導管;
韌皮部只有
篩胞而無
伴胞。葉多為針形、線形或鱗片狀,極少數為扁平的扇形及橢圓形。線形葉面的氣孔縱向單列成氣孔線,葉背的氣孔線常多條緊密排列成淺色的氣孔帶(stomatal band),氣孔帶之間凸起的綠色中脈區為中脈帶,氣孔帶與
葉緣之間的綠色區為邊帶。
孢子葉大多數聚生成毯果狀(strobiliform),稱孢子葉毯。孢子葉毯單生或多個聚生成各式毯序,通常都是單性同株或異株。小孢子葉(雄蕊)聚生成小孢子葉毯(
雄球花),每個小孢子葉下面生有貯滿小孢子(花粉)的
小孢子囊(
花粉囊)。
大孢子葉(
心皮)叢生或聚生成大孢子葉毯(
雌球花),某些種類的
大孢子葉常變態為
珠鱗或珠托。每個大孢子葉上或邊緣生有裸露的
胚珠,胚珠是由
胚囊(雌
配子體)、
珠心(
大孢子囊)和
珠被(大孢子囊外側附屬物)組成,頂端開孔,稱為
珠孔。珠孔的頂部常有貯水的花粉室,或珠孔附近的珠被伸長而形成珠孔管。配子體非常微小,構造簡單,完全寄生在
孢子體上。雌配子體由大孢子發育而成,下端
原葉體部分就是
胚乳,充滿豐富的營養物質,頂端則生有2或多個
藏卵器,或極少數不生藏卵器;雄配子體是由小孢子萌發形成的
花粉管,內有兩個遊動或不遊動的精子。小孢子在小孢子囊中萌發,主要由風力傳播。除極少數受精卵可直接形成胚外,大多數均由4個或多個細胞或游離核狀態先形成前胚(
原胚)。前胚某些細胞發育成很長的
胚柄,胚柄末端的胚原基細胞繼續分裂才形成胚。因此,
裸子植物的胚能深深地插入
胚乳中。大多數裸子植物都具有
多胚現象,這是由於一個雌
配子體上的幾個或多個藏卵器的
卵細胞同時受精而成,或者由於一個受精卵在發育過程,胚原組織分裂為幾個胚,這是裂生性多胚現象。
種子由胚雌配子體和
種皮等組成。胚來源於受精卵,是新的一代
孢子體,胚乳來源於於雌配子體,種皮來源於珠被,是老一代的孢子體。因此,裸子植物的種子包含有三個不同的世代,且胚乳在來源上又完全不同於被子植物。同時某些類群的種子,成熟時,除由
珠被變態為種皮外,還具有
大孢子葉變態的假種皮包圍著種子,或
種鱗、
果鱗托護著種子,某些類群的
大孢子葉球則變態為毯果(strobile)。
被子植物
被子植物是現代
植物界中最高級最繁茂和分布最廣的一個類群。它的
營養器官和生殖器官都比
裸子植物複雜。根、
莖、
葉的內部組織結構更適應於各種生活條件,生殖器官也具有更成功的繁殖能力,所以,自
新生代以來它們在地球上占絕對優勢。現已知的被子植物約有1萬多個屬,20多萬個種,種的數量占植物界的一半以上。中國有2700多屬,約3萬種,而且,如今仍不斷有新的種類被發現;在台灣則約有4000多種。
被子植物的特徵可概括如下:
2.被子植物的
胚珠是包藏在由單一個心皮(大孢子葉)或由幾個心皮結合而閉合起來的子房之內,比裸子植物的開放心皮和胚珠裸露要複雜而完善得多。
5.出現雙重受精現象和
胚乳組織是被子植物明顯的特徵之一。被子植物胚乳的來源及性質都同裸子植物的有差別,它不是單純的雌
配子體(n),而是經過
受精作用形成的
三倍體(3n),這種
異質性的胚乳,能為被子植物提供較強的生活力。
6.被子植物的子房經受精之後繼續發育,形成果實。果實的形成對於保護種子和種子散播有特殊意義。此外,被子植物傳粉的方式是多種多樣的,主要是蟲媒,其次是
風媒,還有鳥媒和
水媒等。因此,被子植物能適應各種不同的生活環境。從上述事實可以看到被子植物形態結構的多樣性和複雜性達到了比其他各類植物的器官及功能要完善得多的境界,是更有效地適應陸生環境條件的一群植物。被子植物有喬木、灌木,還有
藤本、草本,有多年生的,也有一年生,
二年生的。
雙子葉
種子具2片子葉;多數是木本植物;主根發達,多為軸根系;莖內
維管束組織多排列成環狀,有
形成層。葉除少數外,多為
網狀脈。花的基數通常5或4。
單子葉
種子僅具1枚子葉;多草本或稀為木本;
鬚根系;維管束組織多為散生排列,通常無形成層。葉脈通常為
平行脈或弧形脈,稀為網狀脈或羽狀脈。花通常基數為3,稀為4~5。
標本
種類
維管束植物學門之標本種類有
臘葉標本、浸液標本、切片標本、孢粉玻片標本、種子標本及木材標本等。
蒐藏方式
標本的排列方式依次為蕨類植物、裸子植物、
雙子葉植物和
單子葉植物,各類標本再依科名的英文字母順序排序,同科之標本再依屬名順序排列,而同屬則再依種名之英文字母順序排列。
處理流程
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