一、目的与要求
(1)通过对蔷薇亚纲的实验,掌握蔷薇科、豆科、芸香料和伞形科等科植物的主要特征。
(2)了解蔷薇科中四亚科之间的主要区别和科内各亚科之间的进化关系。
(3)注意观察豆科花的构造特点,掌握三亚科的特征和分亚科的依据,并判断和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、体视显微镜、扩大镜、镊子、解剖刀、解剖针、刀片、培养皿、载玻片、盖片及全部绘图用具。
(2)材料:虎耳草;绣线菊、蔷薇、月季、草莓、沙梨、苹果、李、桃、杏;蚕豆、扁豆、菜豆、合欢、紫荆或羊蹄甲;葡萄、乌蔹莓、爬山虎;柑橘属、野花椒;胡萝卜、芫荽、茴香、旱芹、窃衣等。
三、内容与方法
(一)蔷薇科(Rosaceae)
草本,灌木或乔木,常有刺及明显的皮孔。叶互生,稀对生,单叶或复叶,托叶常附在叶柄上而对生。花两性,辐射对称,花托凸隆或凹陷,花被与雄蕊常愈合成1蝶状,钟状,杯状,坛状或圆筒状的萼筒,萼裂片5;花瓣5,分离,覆瓦状排列;雄蕊多数,花丝分离,花粉外壁有条纹或丝网状的雕纹;子房上位或下位,心皮多数至1个,分离或连合,每心皮有1至数个倒生胚珠。果实有核果、梨果、瘦果、蓇葖果等。种子无胚乳。染色体:X=7,8,9,17.
本科有100属,3 000余种,主要分布在北半球温带。我国有51属,1 000余种,全国各地都有分布。
根据本科植物的心皮数、子房位置与果实的特征分为4个亚科。
1.绣线菊亚科(Spiraeoideae)特征
木本。常无托叶,心皮通常5个(稀12~1)分离或基部连合,蓇葖果,少蒴果。
(1)绣线菊属(Spiraea):小灌木,无托叶。花筒浅杯状,伞房花序;萼片,花瓣各5;雄蕊15~60;心皮5~2,分离。蓇葖果。分布于全国各地,是观赏栽培型;有光叶绣线菊、绣球绣线菊与中华绣线菊等。
(2)珍珠梅属(Sorbaria):奇数羽状复叶,互生。花小,顶生圆锥状花序;花瓣5;雄蕊20~50;心皮数5,稍合生。蓇葖果具多数种子。分布于我国西南部与东北部,有华北珍珠梅等。
2.蔷薇亚科(Rosoideae Focke)特征
木本与草本。叶互生,托叶发达。周位花;心皮多数,分离,着生于凹陷或突出的花托上。子房上位,每心皮含胚珠1~2个。聚合瘦果。
(1)蔷薇属(Rosa):灌木。皮刺发达,羽状复叶,萼筒与花托结合成壶形;萼裂5;花瓣5;雄瑞多数,生于花筒口部;心皮多数,分离。多数瘦果集于肉质的花筒内叫蔷薇果。分布在热带与北温带的高原。常见的是玫瑰,叶皱褶。茎多皮刺和刺毛,花红色。月季,托叶有腺毛,萼有羽状裂片,花大型,少数至单生。还有金樱子与野蔷薇等。
(2)悬钩子属(Rubus):灌木,多刺。单叶或复叶。萼宿存,5裂;花瓣5;雄蕊多数;雌蕊多数,核果小,集生在膨大的花托上,聚合果。有掌叶覆盆子、茅梅、插田泡等。
本亚科还有许多经济植物,如地榆、草莓、蛇梅、仙鹤草等。
讨论与思考:蔷薇与月季的区别是什么?说出有经济价值的几种植物。
3.苹果亚科(Maloideae)特征
木本。有托叶,心皮2~5,多数与杯状花筒之内壁结合成子房下位,或仅部分结合为子房半下位。每室有胚珠1~2个。梨果。
(1)梨属(Pyrus):叶近卵形。花柱2~5条,离生,果肉有石细胞,果实梨形。如沙梨(P。pyrifolia)。
(2)苹果属(Malus):如苹果(M。pumila。),叶近卵形。花柱基部结合。萼与花梗有毛,果扁圆形,两端凹,苹果形。还有沙红、垂丝海棠等。
本亚科还有枇杷、山楂、木瓜等。
讨论与思考:苹果与梨是假果吗?它们的区别是什么?
4.梅亚科(Prunoideae)特征
木本。单叶,有托叶,叶基常有腺体。花筒凹陷成杯状,心皮1,子房上位,胚珠2个,斜挂。核果。内有1种子。
(1)李属(Prunus):如李(P。salicina Lindl),叶倒卵状披针形。花3朵同生,白色。果皮有光泽。有蜡粉,核有皱纹。
(2)桃属(Amygdalus):如桃(A。persica Linn),叶披针形。花单性,红色。果皮被密绒毛,核有凹纹。还有蟠桃、榆叶梅。
(3)杏属(Armeniaca):侧芽单生,无顶芽。花先叶开放;子房与果实常被短毛。如杏(A。armeniaca Lam),叶卵形至近圆形,先端短尖或渐尖。花单性,微红。果杏黄色,微生短柔毛或无毛。核平滑。还有梅等。
讨论与思考:本科的识别要点是什么?本科为什么说是经济科?
(二)豆科(Fabaceae)
观察代表植物:蚕豆(Vicia faba Linn。),判断它属于哪个亚科。
分三个亚科:含羞草亚科、云实(苏木)亚科、蝶形花亚科。蚕豆属蝶形花亚科。花簇生,两侧对称,花萼基部连合,5齿,花冠不整齐,花瓣5片,分旗瓣、翼瓣、龙骨瓣,雄蕊10,花丝9枚合生,1枚单生(二体雄蕊),雌蕊由1心皮组成,荚果。
有条件时可将合欢(含羞草亚科)、紫荆或羊蹄甲(云实亚科)、蚕豆或扁豆(蝶形花亚科)的花进行解剖,比较三个亚科的特征。
豆科三亚科检索表如下:
1.花辐射对称;花瓣镊合状排列,中下部常合生……
(1)含羞草亚科
1.花两侧对称;花瓣覆瓦状排列
2.花冠不为蝶形,各瓣多少不相似;花瓣在芽中通常为上升的覆瓦状排列,即在上方的一瓣位于最内方……
(2)云实亚科
2.花冠蝶形,各瓣极不相似,花瓣在芽中为下降的覆瓦状排列,即在上方的旗瓣位于最外方……
(3)蝶形花亚科
讨论与思考:解剖蚕豆的花,它属于哪个亚科?
(三)芸香科(Rutaceae)
1.取柑橘属(Citrus L。)的花进行观察
注意萼片、花瓣的数目和排列方式,雄蕊是否互相结合。横剖子房,观察子房室数、雌蕊由几个心皮组成?纵剖其花,注意观察子房基部花盘的形状。再取柑果观察其横剖面,区别外、中、内果皮,内果皮壁上着生许多肉质多汁的毛细胞。
在观察时要注意区别以下几种柑橘类植物:
(1)柚。常绿乔木,单身复叶为卵状长圆形,革质,具油腺点,箭叶宽大。果大、卵圆形或梨形,外果皮不易剥落。
(2)橘。常绿乔木,单身复叶为卵状披针形,具油腺点,箭叶狭窄不明显,果小,稍扁,果心空,外果皮易剥落。
(3)橙。常绿小乔木,单身复叶的箭叶极狭。果实近球形,果心不空,外果皮不易剥落。
此外,还有柠檬(C。limonia Osbeck。)、佛手(C。medica L。var。sarcodactylis Swingle)、代代花(C。aurantium L。)。这些均为我国南方盛产的著名柑橘类水果。
2.取野花椒(或花椒)新鲜材料或腊叶标本观察
落叶灌木,植物体密生基部扁平的皮刺,奇数羽状复叶,有小叶7~11片,叶中具透明油腺点,叶轴无翅或有窄翅。花单性,雌雄异株或杂性;蒴果球形开裂成蓇葖状,成熟时红色或紫红色,可作调味料,并可提取芳香油。
同属的还有竹叶椒。竹叶椒与野花椒区别是小叶3~7片,上有刚毛状小刺,叶轴有宽翅。
(四)伞形科[Apiaceae(Umbelliferae)]
1.取胡萝卜新鲜材料观察
两年生草本。注意叶形和叶柄基部的特征。复伞形花序基部,各个单伞形花序基部是否有总苞片和小总苞片?花序中,有二型花,边花的外侧花瓣较大,近两侧对称,花柄较长。花离中央的花是整齐的,取一朵花观察:花小、白色,花萼5齿裂,极小;花瓣5,与萼互生;雄蕊5枚,与花瓣互生;花中央雌蕊为2心皮,从其外只能见到2枚花柱,花柱与子房之间有一圈不明显的上位花盘。纵剖一朵花并在双目解剖镜(或平台扩大镜)下观察:可见子房与花托完全愈合,为下位子房,2个子房室。再取果实观察:为双悬果。
栽培的胡萝卜,地下肥大的直根可作蔬菜,含胡萝卜素等,营养丰富。
2.取其他常见伞形科植物的新鲜材料或腊叶标本观察
(1)芫荽。草本。多回羽状复叶,复伞形花序,无总苞片,但具线形小总苞片。外缘花有辐射瓣。双悬果球形。
(2)茴香。草本。多回羽状复叶,裂片细线形、花序下无总苞和小总苞,花黄色,外缘花瓣不具辐射瓣。双悬果背腹扁。
(3)旱芹。草本。羽状复叶,裂片较宽,复伞形花序,无总苞和小总苞片。双悬果两侧压扁。
(4)窃衣。草本。叶二回羽状分裂,裂片披针形至线形,总苞片通常无,很少1~2条,小总苞片线形。伞幅2~4,每个小伞形花序上花的数目较少。
本科药用植物很多,著名的有北柴胡(Bupleurum chinensie DC。)、防风[Saposhnikovia divaricata(Turcz)Schischk。]、川芎(Ligusticum chuanxiong Hort。)、当归[Angelica sinensis(Oliv。)Diels。]等。
四、作业与综合题
1.绘制蔷薇属花的纵剖面图,写出其花程式,注明各部名称。
2.绘制蚕豆或扁豆(或其他豆科)花冠展开图和萼片的展开图;绘制二体雄蕊和雄蕊的全面图。
3.绘制野胡萝卜花的侧面图(注明萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊、子房、上位花盘)。
4.列表比较葡萄属、乌蔹莓属、爬山虎属的区别。
5.芸香科、葡萄科、伞形科有哪些主要特征和经济价值?