书城自然科学植物学实验与实习
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第26章 被子植物(六):菊亚纲

一、目的与要求

(1)通过对菊亚纲的实验,掌握菊科、茄科、旋花科、唇形科等植物的主要特征。

(2)了解菊亚纲各目之间的系统演化关系,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:向日葵、白术、红花、矢车菊、菊花、莴苣、蒲公英;马铃薯、番茄、茄、烟草、龙葵、甘薯、蕹菜、牵牛、益母草、藿香、一串红等。

三、内容与方法

(一)菊科[Asteraceae(Compositae)]

基本特征:草本,半灌木或灌木,稀乔木,有乳汁管和树脂道。叶壶生,稀对生或轮生;无托叶。花两性或单性,5基数;为头状花序或缩短的穗状花序,有一层至多层的总苞片组成总苞,头状花序单生或数个至多数排列成总状,聚伞状、伞房状或圆锥状,在头状花序中有同形的小花;筒状花与舌状花。也有异型的小花;外围是假舌状花,中央是筒状花;萼片不发育为冠毛状,毛刺状或鳞片状;花冠合瓣,辐射对称或两侧对称,雄蕊5枚,着生于花冠筒上;花药合生成筒状,花粉呈球形。子房上位,1室,具1胚珠;花柱顶端2裂,果实为连萼瘦果。种子无胚乳。染色体X=8~29.

1.筒状花亚科

凡头状花序全为筒状花,或为边缘花假舌状,漏斗状,盘花为筒状花,植物体不含乳汁。

(1)向日葵属(Helianthus):一年生草本。茎直立粗壮,折断茎看是否有白色乳汁。单叶互生。观察头状花序:花序下的叶状苞片有几层?花序边缘有一轮黄色、无性、两侧对称的假舌状花,花冠顶端具3齿,下端连有很短的花冠筒(此花无雄蕊、雌蕊,只具退化子房),盘花密集着生多数棕紫色的管状花,两性、可孕。注意开花次序,再取一朵管状花观察,花基部具一个膜质托片,花萼退化成两个鳞片。花冠基部连合成筒状,顶端具5齿裂,辐射对称,用解剖针将花冠筒挑开,可见有5个雄蕊,着生于花冠上,花丝分离,花药聚合围绕着花柱;用解剖针挑开花药,可见雌蕊柱头分2叉,花柱细长,雌蕊由2个心皮组成;纵剖一朵花,可见子房与花托完全愈合,子房1室,1胚珠,基生胎座。连萼瘦果,种子无胚乳。

(2)苍术属(百术属)(Atractylodes):白术(A。Macrocephalae Koidz)多年生草本,根茎粗大,呈拳状;顶生头状花序,总苞钟形,裂片呈针刺状的苞叶;还有北苍术和茅术等。

(3)红花属(Carthamus):红花(C。tinctorius L。)为一年生或两年生草本,光滑无毛,叶质硬,边缘不规则浅裂,单生头状花序,或伞房状排列;总苞多裂,花序为两性筒状花。

(4)矢车菊属(Centaurea):矢车菊(C。cyanus L。)一年生草本。头状花序单生枝端,总苞钟状,总苞片多层,缘花漏斗状。常5裂。

(5)菊属(Chrysanthemum):多年生草本,头状花序枝端单生,或伞房状排列。总苞半球形,总苞片多裂,边缘多干膜质。盘花筒状,花药基部全缘,缘花1至多裂,雌花,假舌状,两者都结实。连萼瘦果具较多纵肋,无冠毛。菊花(D。morifolium Tzvel)品种很多,花、叶变化很大。

2.舌状花亚科

整个花序全为舌状花,含乳汁。

(1)莴苣属(Lactuca):一年生活多年生草本,叶全缘或羽状分裂。头状花序组成各种复花序;总苞片圆筒状;总苞片数列,外层较短,向内有渐长;花全为舌状花,白色、黄色、单红色或蓝紫色。连萼瘦果扁平,顶端窄有喙;冠毛多而细。莴苣(L。sativa L。),头状花序生在枝顶,排列成伞房状圆锥花序;花黄色。还有莴笋,生菜等。

(2)蒲公英属(Taraxacum):多年生草本。叶丛生于基部,头状花序生于花茎顶端,花全为舌状花,黄色;总苞片2裂。连萼瘦果纺锤形,有棱,先端延伸成喙,冠毛多。如蒲公英(T。mongolicum Hand。Mazz)、橡胶草等。

讨论与思考:菊科有很多杂草,你认识多少?本科植物哪些是油料,哪些是蔬菜植物?总结本科的识别要点。

(二)茄科(Solanaceae)

1.取马铃薯(或番茄)新鲜材料或浸制标本观察

直立草本,具块茎。注意叶形特征和排列方式。伞房花序顶生,后侧生。取一朵花观察:花萼钟状,5裂,果实不增大宿存;花冠轮状,白色或蓝紫色,5浅裂,雄蕊5枚,着生于花冠上,并与花冠裂片互生,贴合成一圆锥体,花药孔裂。横剖子房观察,子房2室,中轴胎座,含多数胚珠。浆果球形。

2.观察茄新鲜材料

注意找出和马铃薯的异同点。

3.取烟草腊叶标本观察

一年生草本。植物体被腺毛,有强烈气味。叶片大,长椭圆形。顶生圆锥花序,花两性,萼钟状,花冠漏斗状,粉红色。蒴果,卵球形,全部为宿萼包围,成熟后2瓣裂。

4.取龙葵新鲜材料观察

一年生草本。单叶卵形或椭圆形。聚伞花序,腋外生,取一朵花观察花各部分特征(花萼、花冠、雄蕊、雌蕊)。浆果球形,熟时黑色。

属于茄科药用植物的有曼陀罗、枸杞(Lycium chinense Mill。)。枸杞为具刺小灌木,花淡紫色。浆果红色。

(三)旋花科(Convolvulaceae)

1.取甘薯新鲜材料观察

多年生草本。具块根,茎匍匐,具乳汁,茎节生不定根;单叶互生。花单生或成聚伞花序。取一朵花观察:花下有两个苞片,花萼5裂,花冠漏斗状,紫色、粉红色至白色;雄蕊5个,着生于花冠上,雌蕊由2个心皮组成,柱头2裂。横剖子房,2室,中轴胎座,每室有2胚珠。蒴果。块根除食用外还可作食品工业原料。

与甘薯同属的还有:蕹菜,茎中空,节处生根,叶长三角形,花粉红色至白色;蒴果,嫩茎和叶可作蔬菜。

2.取裂叶牵牛花新鲜材料观察

草质藤本,植株被粗硬毛。叶卵状心形,常3裂。花单生或2~3朵组成聚伞花序,每花有2个苞片,花萼5裂,有毛,漏斗形花冠,白色、蓝紫色或紫红色;雄蕊5枚,花丝不等长,冠生,基部有毛;柱头头状,2或3裂,子房3室,每室2胚珠。蒴果球形。

(四)唇形科[Lamiaceae(Labiatae)]

1.取益母草新鲜材料观察

一年生或两年生直立草本,茎四棱形,含挥发油,有香气。叶掌状3全裂,中裂片又有3小裂,两侧裂片有1~2小裂,花序上的叶线形或线状披针形。轮伞花序。取一朵花观察:花外有具刺状小苞片,花紫红色,无柄,萼钟形,上端有5尖齿,前2齿靠合;花冠唇形,下唇3裂,中间裂片先端凹入,上现红斑;上唇较短全缘;花冠筒内基部有毛环。雄蕊4枚,2强,近下唇一对花丝长。雌蕊由2心皮合生,柱头2裂,子房深4裂,形成4个小坚果,熟时黑褐色,三棱形。茎、叶入药,具活血调经的作用。

2.取藿香标本观察

注意草本,茎四棱,单叶对生特点;再将花解剖开进行观察,注意萼片有15条脉,内面无毛环;花冠上唇直立,2裂,下唇3裂开展,中裂片较大。注意花序特点,一般均为顶生轮伞花序组成密集的圆筒形穗状花序。

3.取一串红的花观察

该花的花苞叶、花托、花梗、萼片及花冠均为红色,整个花序都呈红色,故名一串红。花冠唇形,上唇直立而拱曲,下唇展开;雄蕊4枚,其中2枚花丝短,与花药有关节相连,上方药隔呈丝状伸长,有药室,藏在上唇里,下方药隔形状不一,本种无药室;另外2枚雄蕊完全退化,只有细心观察才能见到,着生在花冠上,只剩纤细的花丝,顶端生有不发育的花药。雌蕊的花柱很大,柱头2裂,成熟时伸出花冠;雌蕊基部有椅状腺体。结4枚小坚果。

四、作业与综合题

1.写出蒲公英和向日葵管状花的花程式。

2.绘制茄子或马铃薯花的全形图,注意雄蕊的特点,写出其花程式。

3.描述番茄花的特点,注意花部成员的特点。

4.绘制一串红花冠的展开图,写出其花程式。

5.举例说明菊科舌状花亚科和管状花亚科的区别。

6.列表比较菊科、唇形科、茄科、旋花科的主要特征。