植物界—被子植物（上）

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植物界

被子植物

被子植物（英语：Angiosperms），又称开花植物（英语：flowering plants）、真花植物或有花植物，是指有胚植物中的一类种子植物，其种子有较完整的保护构造，在胚胎时期即被子房包覆；可依其子叶数目，再细分为双子叶植物与单子叶植物。

被子植物是当今世界植物界中最进化、种类最多、分布最广、适应性最强的类群。现知全世界被子植物共有20多万种，占植物界总数的一半以上。中国已知的被子植物约2700多属，3万余种。 被子植物与人类有着极为密切的关系，如中国的被子植物可提供食物的达2000余种；果树有300多种；花卉植物数不胜数；药用被子植物有10027种（含种以下分类单位），占中国药用植物总数的90%，是药用种类最多的类群，绝大多数中药均来自于被子植物。

1.特征

（1）花

开花植物的花朵是其和其他种子植物间最显著的不同。花朵让开花植物能够有更广阔的演化关系，且延展了其生态上的利基，以致能使开花植物在陆地上的生态系中称霸。

花是被子植物（又称有花植物或开花植物）的繁殖器官，其生物学功能的是结合雄性精细胞与雌性卵细胞以产生种子。这一进程始于传粉，然后是受精，从而形成种子并加以传播。对于高等植物而言，种子便是其下一代，而且是各物种在自然分布的主要手段。同一植物上着生的花的组合称为[花序]。

被子植物具异形孢子，亦即能产生两种生殖孢子。花粉（小孢子，雄性）和胚珠（大孢子，雌性）分别产生于不同器官，但典型的花则同时含有大小孢子，因为它两种器官兼有。

花可视为节间缩短并具繁殖能力的茎的变态，而其节结构也可看作是叶的高度变态。从本质上说，花的结构是由顶端分生组织的花芽和“体轴”分化形成的。花可以多种方式着生于植物上：如果花没有任何枝干，而是单生于叶腋，即称为“无柄花”，而其他花上与茎连接并起支持作用的小枝则称为“花柄”。若花柄具分支且各分支均有花着生，则各分支称为小梗。花柄的顶端膨大部分称为花托。

花的各部分轮生于花托之上，四个主要部分从外到内依次是：

花萼：位于最外层的一轮萼片，通常为绿色，但也有些植物的花萼呈现花瓣状。花萼和花冠合称为“花被”。

花冠：位于花萼的内轮，由花瓣组成，较为薄软，常有颜色以吸引昆虫帮助授粉。和花萼合称为“花被”。

雄蕊，又称雄花器：可有一枚或多枚。花药着生于花丝顶部，是形成花粉的地方，花粉中含有雄配子。

雌蕊，又称雌花器：可有一枚或多枚。组成雌蕊的基本单位称为心皮，包含有子房，而子房室内有胚珠（内含雌配子）。一枚雌蕊可由一片心皮单独形成，称作单雌蕊；一枚雌蕊也可由数片心皮联合形成，称作复雌蕊。其中，复雌蕊又可依心皮间以合生或离生的联合样态，分型为合生心皮或离生心皮。雌蕊的黏性顶端称为柱头，是花粉的受体。花柱连接柱头和子房，是花粉粒萌发后花粉管进入子房的通道。

虽然上述结构体现了花的“典型”构造，但自然中各植物的实际构造具有很大的差异性。这些差异对于被子植物的进化具有重大意义，并被植物学家广泛用于确立各植物的种间关系。例如，被子植物的两个亚纲可以通过其花瓣数加以区分：双子叶植物通常有4或5（或者4或5的倍数）片花瓣，而单子叶植物多为3或3的倍数。

（2）含有两对花粉囊的雄蕊

开花植物的雄蕊比起和其相对应的裸子植物的器官要轻小的多，且随着时间使花朵更具多样性，因其对不同特定的授粉方式的适应能力，如某些特殊的授粉媒介。雄蕊亦随着时间演化出了防止自体授粉的机制，更增加了其多样性，让开花植物有着更多的优势。

（3）缩小的雄体

开花植物雄体的缩小可能是演化来减少其由授粉（即花粉到达母株）至进入子房受精的时间缩短。在裸子植物中，受精的时间可能长达一年之久，而开花植物则可以在授粉后的很短时间内开始其受精的程序。这使得开花植物能够比裸子植物以极快的速度来产生种子。

（4）紧密地包围着胚珠的心皮

被子植物紧密的心皮允许其去适应不同的授粉方式，且避免其自体授精的发生，因此维持其多样性的续增。当胚珠受精了之后，心皮和其他周围的组织便会发展成一颗果实，另一个使被子植物可以增加其在陆地生态系优势的机会，以其演化出多样机制的适应能力。

（5）缩小的雌体

缩小的雌体如同缩小的雄体一般，演化成有较快结实的能力，终致开花植物有一年生草本的生命周期，而使其占有更多的利基。

（6）胚乳

胚乳约在受精后至受精卵第一期前开始成形，有很高的养分可提供胚胎发育之用，且有时亦可提供给幼苗。

这些不同的特征一齐使得被子植物为最多样性且大量的陆生植物，并且也对人类最有经济重要性。开花植物在陆地生态系中的优势有个重大的例外：即为北方针叶林生态系，其属于裸子植物。

2.功能

真正的花为被子植物独具的主要特征，所以被子植物又叫有花植物。花基本上由4个系列的成分组成：

①外层系列为由萼片组成的花萼，通常呈绿色，有保护花的作用；

②内层系列为由花瓣组成的花冠，通常质地柔软多汁，色泽鲜艳，具有引诱传粉者的作用；

③一至多个系列的生有花粉的雄蕊，合称雄蕊群；

④一个（至多个）系列的内含胚珠的心皮，构成子房或雌蕊群。

被子植物群，通过子房上的花柱和柱头接受花粉粒（雄配子体）。花粉萌发后，雄配子体有1个粉管细胞和2个精子（雄核）；在胚珠中，雌配子体（胚囊）通常有8个细胞（1个卵细胞、2个助细胞、3个反足细胞、2个极核细胞）。双受精后，由一个花粉粒产生的雄核（配子）与卵受精发育成胚，另一个雄核与二个雌核结合发育成胚乳。花的样式和不同纲的传粉者的感觉或知觉作用紧密相连，而且在昆虫与花的相互关系上存在着平行的协同进化。原始的叶状心皮通过折叠和边缘或缝线的愈合而封闭很可能与虫媒授粉有关，这不仅可以保护胚珠免受攫食昆虫的侵食，而且可以利用来访昆虫作为传递花粉的媒介。

被子植物细胞的结构和分化水平也是最进化的，除了若干原始的成员外，在水分输导组织（木质部）中都有称为导管的管状细胞。在体型上，被子植物大小的变化从高达150米的澳大利亚的桉树到长不足1毫米的、结构简单的微粒状漂浮水生植物无根萍。在热带雨林中，巨大的藤本植物（如榼藤子）攀援而上高耸云霄；也有附生在大树上的兰科、天南星科和凤梨科植物，它们仅依靠树槎上的薄薄积土而生长；茅膏菜、捕蝇草、狸藻和猪笼草等食虫植物则在捕虫设计上结构巧妙和复杂。被子植物中还有各种寄生植物如槲寄生、菟丝子，靠从别的植物中吸取营养物质来生活。特别是分布在加里曼丹和苏门答腊的奇异的大花草，营养器官退化到只剩下几根生长在其寄主植物的根或茎上的丝状物，但它那巨大的花，直径却达45厘米，重7千克，而且充满着为蝇类所喜爱的尸臭味。还有原产于中美洲和南美洲荒漠的多浆汁的仙人掌科植物，约有2000种，形态别致，有高达20米的巨大的仙人柱，有直径达1米的笨重的仙人球，也有延地而生，形似游蛇的仙人鞭。干燥的环境使得这些植物特别耐旱：植物体95%以上都是水，茎的外皮坚硬而不通气，叶变成了刺，而且有些种遍体密布毛茸——这一切都是为了防止水分蒸发。

高水平的生理效率和范围广泛的营养体可塑性以及花的多样性使被子植物得以占领几乎所有极端的生境，并使这些生境特征化——森林、草原、沙漠和许多水生生境。被子植物在主要的植物地理区域内形成了一个常由占优势的科、属和种为特征的一系列广泛的生态群落。