一、目的与要求
通过本次实验(实习)掌握种子植物形态描述的基本方法,熟悉观察植物的基本步骤,学会鉴定植物标本的一般步骤和方法。
二、用品与材料
(1)用品:放大镜(或体视显微镜)、尖头镊子、解剖针、刀片、铅笔、有关形态结构实物标本(腊叶标本、浸泡标本及活体标本)或模型、种子植物形态术语手册(或者植物学教材中有关形态描述部分的内容)、有关工具书及植物检索表等。
(2)材料:已装订好的草本、木本、藤本、寄生植物标本各1份。
三、内容与方法
(一)种子植物的形态描述
对照种子植物形态术语手册(或者植物学教材中有关形态描述部分的内容),取上述植物标本,按下列步骤观察、记录和绘图:
1.对所描述的植物进行认真细致的系统观察,做好记录并绘制有关的重要结构。
(1)首先根据植物茎的性质确定植物是属于哪一类植物(草本植物、木本植物还是其他)。
(2)在确定植物的类型以后,从根开始观察,判断根系是属于直根系还是须根系,以及根是否有变态类型,如有的话,还须区分是属于哪一类变态。
(3)观察茎的生长习性,判断茎是属于直立茎、平卧茎、缠绕茎、攀缘茎、匍匐茎等;再观察茎是否有变态类型,如有的话,还须区分是属于哪一类变态。
(4)观察叶,首先判断是单叶还是复叶,如为复叶则需判断出复叶的类型;再依次从叶序、托叶、叶形、叶尖、叶基、叶缘、叶裂形状、脉序等对叶进行形态描述,再观察叶是否有变态类型,如有的话,还须区分是属于哪一类变态。
(5)对花的观察,单生花可直接观察;花序则需先判断其类型。一朵花的组成,应由外向内逐层进行解剖(必要时借助放大镜或者体视显微镜)观察。在解剖花的同时,还要注意花的各组成部分在花中的萼排列位置及其相互关系。
①观察花萼。先看萼片是否结合,然后记录萼片的数目,再描述萼片的颜色、形状及附属物等。
②剥去花萼,观察花冠。先看花冠是否结合,然后记录花瓣的数目,再描述花瓣的颜色、形状及附属物等。同时还要观察花蕾,看花瓣在花芽中的排列方式。
③剥去花瓣,观察雄蕊。先看花药和花丝是否结合,然后记录雄蕊的数目,再观察其排列方式及其长短,同时观察花药的着生方式和开裂方式等。
④剥去雄蕊,观察雌蕊。先记录雌蕊的数目,判断出雌蕊的类型;然后观察子房和花托的关系,判断出子房位置的类型;再通过对柱头、花柱、子房的外部形态及解剖结构等的观察,判断出组成雌蕊的心皮数目、心皮结合情况、子室的数目、胎座的类型以及胚珠类型等。
(6)对果实的观察,先通过其果皮及其附属部分成熟时的质地和结构来判断出类型,再观察记载果实的形状、大小、颜色、毛被以及表面附属物的特征等。
(7)对种子的观察,可通过纵剖面和横剖面观察种子的结构组成特点。
2.用科学的形态术语对所观察的植物体进行归纳和总结
对一种植物的完整描述,其顺序大体上按照植物的习性、根、茎、叶、花序、花、果实、种子、花期、产地、生境、分布、用途等以文字进行描述。通常用“,”“;”“、”“。”等将所描述的内容分开,以表示前后内容之间的关系。以下牵牛的描述可作为示例:
牵牛[Pharbitis nil(Linn。)Choisy]
一年生草本,全株有刺毛。茎细长,缠绕,有分枝。单叶,互生,无托叶,叶片心形,通常3裂至中部,中间裂片长卵圆形而渐尖,两端裂片底部宽圆,掌状叶脉。花序有花1~3朵;苞片2,细长;花萼5裂,裂片狭披针形,外面有毛;花冠漏斗形,长5~7 cm,蓝色或淡紫色,管部白色;雄蕊5,不伸出花冠外,花丝不等长、基部稍阔、有毛;心皮3,子房3室,每室有2胚珠;中轴胎座。蒴果球形,种子5~6颗,无毛。花期7~9月。
原产美洲,全国大多地区有栽培,除供观赏外,主要供药用。其种子有黑褐色和米黄色两种,中药称“黑丑”和“白丑”,富含牵牛甙成分,具泻下、利尿、消肿、驱虫等功效。
(二)种子植物标本鉴定
首先,所需鉴定的标本必须完整,除了营养体外,还必须有花、有果实,属于合格标本。其次,在鉴定标本之前,还必须准备好有关的参考资料,如《中国植物志》及地方植物志书、《中国高等植物图鉴》、种子植物检索表,以及标本产地的植物名录等。对于一个初学者,鉴定一份陌生植物标本时,一般要在对所鉴定标本作仔细观察和描述的基础上,遵循下列步骤进行:
1.科的判定
有两种方法:方法一是借助已有的植物学知识(或者是丰富的经验),特别是某些关键识别特征,判断所需鉴定的标本究竟属于哪一科。如需鉴定的标本其幼枝条上具有明显的托叶环痕,其果实为隐头花序发育的无花果,则根据所学知识(或经验)就很容易判断出,该标本属于桑科(榕属)植物。方法二是根据《中国种子植物分科检索表》逐条检索,判断出所鉴定标本属于哪一科。
2.属种的判定
(1)属种的初步确定。在科确定以后,即刻找出《中国植物志》[或者标本产地省(市)的植物志]的相关卷册,先根据植物志书对该科的特征描述以及分属检索表,判断出属于哪一属;再根据该属的描述和分种检索表检索出该标本所属种的名称。
(2)对种描述的查对核实。初步确定种名以后,就要运用上述植物志书、图鉴等工具书中关于该种的描述(文字和线条图)对标本逐条进行检查核对,如果标本与各工具书中的描述基本吻合(注意:不可能是完完全全的吻合)、产地范围一致,则表明鉴定结果正确。如果不吻合或者产地范围不一致,则证明所定名称不正确,应该重新鉴定。
对于研究得比较充分的地区(域),有时还可借助该地植物名录来快速鉴定植物种名。例如,有的科属在全国有几十甚至上百种,但在所需鉴定的标本之产地仅一两种,鉴定这样的植物就不必查阅编有全部种类的大型工具书,一般就是名录的那个种。
(3)标本室标本的查证核实(必要时)。对于一些确有疑问,一时间无法确定种名的标本,还须利用已鉴定的标本查证核实。进入标本室查看标本时,应遵循标本室管理规定,严格遵守查看程序并对标本可能存在的属内各个种逐一进行核对。通过核对标本(特别是经过专家鉴定过的标本),往往可以鉴定出正确的种名。但如果标本室中原来的鉴定是错的,查证的结果也会跟着出错。
如果是新种的话,各标本室中均不可能有此标本,那么还须进行更多的文献查阅工作。新种一旦确定,就可以考虑正式发表了。
四、作业与综合题
(一)作业
1.系统观察并描述1份标本,绘制所观察标本的花、果实的各组成部分形态图。
2.按照标本鉴定的一般方法和步骤鉴定所观察的植物标本,写出鉴定的步骤和鉴定结果。
(二)综合题
1.怎样判断一朵花的雌蕊是由多少心皮组成的?
2.指出各种花序、胎座类型、果实类型的区别和联系。