一、目的与要求
(1)通过对苏铁科、银杏科、松科、杉科、柏科等一些主要代表植物的观察,了解裸子植物的主要特征,并掌握松科、杉科和柏科的重要特征,以区别它们之间的主要不同点。
(2)通过实验,认识一些裸子植物的常见树种,要求判断并标注图中各部分形态结构名称。
二、用品与材料
(1)用品:显微镜、擦镜纸、解剖镜、解剖针、镊子、载玻片、盖玻片、培养皿、滴管、滴瓶、吸水纸等。
(2)材料:盆栽苏铁和银杏标本及蜡叶标本与液浸标本。马尾松枝条和花、球果,松花粉、松雌球果纵切永久装片。杉木的小枝、花和球果。侧柏球果枝条。罗汉松种子枝和小孢子叶球枝。
三、内容与方法
(一)苏铁科(Cycadaceae)
观察盆栽苏铁植物标本,注意其常绿乔木,单干不分枝;大型一回羽状复叶,集生于茎顶部,每片小羽叶呈条形,有一条中肋,边缘反卷;下部叶柄宿存的特点。雌雄异株;雌、雄两类孢子叶球分别着生在两株植物的茎顶上。
取苏铁干燥的大孢子叶标本,注意观察其形态特点。每一片大孢子叶很像失去叶绿素的营养叶,其上密生黄褐色长绒毛,先端宽卵形,边缘呈羽状分裂,基部呈柄状,两侧着生一至多枚裸露的种子;每粒种子为卵圆形,微扁,顶部凹陷,成熟时为朱红色。注意观察种子裸露的方式和特点。注意大孢子叶的形态特点,进一步领会生殖器官是由营养器官进化而来的事实。
取苏铁浸制的小孢子叶标本,观察其形态特点。每一片小孢子叶呈楔形,肉质,背腹扁平。下面密生小孢子囊堆,每堆有3~5枚小孢子囊,群聚在一起,每个小孢子囊成熟时纵裂,其中含有多数小孢子。小孢子叶多数,螺旋状排列在小孢子叶球的主轴上。
(二)银杏科(Ginkgoaceae)
银杏(白果)(Ginkgo biloba)的观察。
取银杏盆栽植物标本,注意观察,落叶乔木顶生枝为营养性长枝,侧生枝为生殖性短枝。叶呈扇形,先端二裂,叶脉为二歧式分叉。小孢子叶球呈柔荑花序状,生于短枝顶端的鳞片腋内。从小孢子叶球上取下一个小孢子叶,观察其全形注意小孢子叶具一短柄,柄端生有两个小孢子囊组成的悬垂的小孢子囊群。每个小孢子具两个囊,每一囊中内含多数小孢子。大孢子叶球极为简化,有一长柄,柄端具有两枚环形大孢子叶(球领),其上各着生一枚裸露的直立胚珠。大孢子叶球亦生于短枝顶端的鳞片腋内,取大孢子叶观察种子裸露的特点。
取银杏种子标本,用刀片或解剖刀将其纵切开进行观察。银杏种子为核果状,与被子植物中的杏在外形上很相似,但是两者有其本质区别,请指出区别何在。种皮只有一层,分三部分:种皮外层,肉质,比较厚,并含有油脂及芳香物质;种皮中层白色,骨质(又称白果)有2~3条纵脊;种皮内层纸质,红色,胚乳肉质,顶部着生一个较小的胚,被胚乳包围着。
(三)松科(Pinaceae)
马尾松(Pinus massoniana Lamb。)(或其他松树)的观察。
首先取马尾松的小枝观察其营养体,注意枝上叶子的排列与形状;其当年生新枝上有棕色鳞片状叶,老枝上的叶为针状、绿色。观察其针状叶几针一束、长短如何、基部是否有叶鞘。剥去老枝的一部分树皮,可见其上面长有极短而细小的短枝。仔细观察针状叶生于何处。
马尾松为雌雄同株植物,大孢子叶球一般一至多个生于新枝顶端,小孢子叶球为数众多,生于新枝基部,观察它们的颜色、形状。在培养皿中取一雄球花观察,注意它是如何着生在小枝上的;然后将雄球花放入解剖镜中观察,可看到雄球花是由多数小孢子叶排列在一轴上而成的。如用针轻轻挑一个小孢子叶,便见到小孢子叶具有两个小孢子囊,中间被扁平的药隔隔开。将一个小孢子叶放在载玻片上,用针尖小心地弄破一个小孢子囊,盖上盖玻片,在显微镜下观察,可见到有许多花粉粒,在每一个小孢子(花粉粒)的两侧有一对气囊。思考这对气囊对传粉有什么作用。
在装有雌球花的培养皿中,取一个雌球花观察,注意它在小枝上是如何着生的,然后将这雌球花放入解剖镜中观察,可以看到雌球花是由许多珠鳞螺旋状排列在一个轴上所形成的。然后可用针小心地挑出一个珠鳞作详细的观察,这样可看到在珠鳞的内面基部有两个胚珠,而在珠鳞的外面则有一苞鳞,珠鳞和苞鳞区别明显、分离是松科的一个主要特征。
雌球花发育成球果,取一个成熟的球果,削取一片果鳞观察,则可看见果鳞的内侧有两枚种子,在每一种子的上端具有一长翅。
(二)杉科(Taxodiaceae)
杉木[Cunninghamia lanceolata(Lamb。)Hook。]的观察。
常绿乔木,速生树种,各地广泛栽培。取杉树枝条观察,注意叶子的形状,特征和在枝上的排列情况。如果在春夏间,小枝的顶端还可看到雌球花和雄球花。杉树的雄球花通常是多朵聚生在一起而形成花序,然后取一个雄球花,放入解剖镜中观察,注意它的雄球花是由无数螺旋状排列的小孢子叶所组成的。杉树的雌球花是单生或两三个聚生在一起,观察时,可以从培养皿中取一个雌球花观察,从而可看到它是呈圆球形的,上面排列着许多珠鳞,在每一珠鳞的里面着生有3个胚珠,注意在珠鳞外有没有明显的苞鳞。最后取杉的一球果观察,注意球果的形状,并剥取一果鳞观察,注意观察它里面有几个种子,种子边缘是否有翅。
(三)柏科(Cupressaceae)
侧柏[Platycladus orientalis(Linn)Franco]的观察。
常绿乔木,小枝扁平,排列为一平面,树姿优美,常作庭园观赏树种。取一小枝观察,注意观察小枝的排列,叶片的形状。取一球果观察,其种鳞背部近顶端有一反曲的尖头,注意种鳞的数目和种子的形状。
观察后思考:柏科与松科、杉科比较,有哪些区别?
(四)罗汉松科(Podocarpaceae)
罗汉松[Podocarpus macrophyllus(Thunb。)D。Don]的观察。
注意叶条状披针形,尖端圆钝,中脉显著隆起。
种子卵圆形,成熟时呈紫色,颇似一秃顶的头,全部为肉质假种皮所包,种托膨大呈紫红色,仿佛罗汉的袈裟,故名罗汉松。
试想一想紫红色的套被将发育成什么结构,假种皮的来源如何。
四、作业与综合题
(一)作业
绘制马尾松的一个大孢子叶、花粉粒的外形图,并简单描述其主要特征。
(二)综合题
1.如何区别松科、杉科和柏科(可以列表比较)?
2.通过本次实验,你掌握了裸子植物的哪些特征?
3.裸子植物有哪些特征比蕨类植物高级?