植物多样性的观察

植物多样性的观察 基础知识

自地球上出现原始生命以来，经过漫长的演化过程，至今在地球上２００多万种生物中，有一类能够进行光合自养生活的，对人类极其重要的生物——我们称它为植物，包括藻类、地衣、苔藓蕨类和种子植物等多种类型。各类植物的大小、形态结构、寿命和生活习性、营养方式、生态适应和生态习性等多种多样，它们共同组成了千姿百态、五光十色的植物界。 现存植物已知种类达４Ｏ余万种，它们广泛分布于地球表面。从热带的雨林、亚热带的常绿阔叶林温带的针叶阔叶混交林到寒带的草甸；从海底森林——褐藻、平原的栽培植物、丘陵山地的森林到高山的矮灌丛。这种多样性不仅体现在植被类型上，而且体现在形态结构上，如最小的植物要用显微镜观察，而北美的巨杉，可高达 １４２ｍ；最简单的植物——衣藻只有一个细胞，而种子植物是具有复杂结构并有根、茎、叶等分化的植物体。植物寿命长短也不一，寿命长的可生活一千多年以上（银杏）、而短命菊只需一周就可完成整个生活史。有的植物生活在陆地上，有的生活在水中有的需要强烈阳光，有的则喜欢光弱阴暗的地方；绝大多数自养但也有异养—。植物的多样性，不是偶然产生的，而是植物有机体在和环境的相互作用中，经过长期不断的遗传变异适应和选择等一系列的矛盾运动有规律地演化而成的。其演化规律是从原核到真该从水生到陆生、从简单到复杂、从低等到高等。

实验认知 实验一 植物多样性的认识 实验二 识别校园植物及参观植物标本馆 实验三 植物标本的制作保存

实验一 植物多样性的认识 一、实验目的 通过植物界各大类群代表植物的观察，了解并掌握各类植物的共同特点，了解植物从水生到陆生从简单到复杂、从低等到高等的进化发展过程。 二、实验材料 （一）藻类植物 颤藻、衣藻、水绵、紫菜和海带浸制标本及带片横切制片。 （二）地衣植物 叶状地衣、壳状地衣和枝状地衣的干制标本，叶状地衣的横切制片。 （三）苔群植物 地钱植株及雌雄生殖器托纵切制片、葫芦藓 （四）被子植物 常见被子植物分科 三、实验器材 显微镜解剖镜放大镜镊子解剖针滴管、载玻片盖玻片吸水纸和纱布等。 四、实验操作 （一）藻类植物 藻类植物属低等植物其植物体无根茎叶的分化主要生长在水中，在潮湿的土壤、岩石树干上亦有分布藻植物形态悬殊小的需在显微镜下观察体型较大的肉眼可见，最大的可长达60米。藻体结构繁简不一有原核藻类（如蓝藻｝有真核藻类；有单细胞藻体，有多细胞藻体高等藻类已有组织分化、藻类植物有许多不同的类群本实验观察较常见的绿藻红藻和褐藻的代表植物物 1水绵 是绿藻的代表植物个体为不分支的绿色丝状体外被有粘滑胶质，用手摸之有滑溜的感觉。在示教显微镜下观察可见每条藻丝由一列圆简形细胞组成。 ２紫菜 是红藻的代表植物红藻大多数海产植物体多为丝状体、叶状体和技状体，有的已有简单的组织分化观察紫菜标本可见其藻体薄为紫红色的叶状体。 ３ 海带是褐藻的代表植物褐藻几乎全为海产多细胞的叶状体或技状体有很多是大型海藻。藻体呈褐色在示范台观察海带的浸制标本、个体呈狭长带状的叶状体、呈绿褐色可分带片、柄及固着器二部分。

（二）地衣植物 地衣是一种真菌和藻类组合的多年生共生体，真菌为藻类提供生长场所，藻类为真菌提供营养。 在示范镜框中观察三类地衣的外部形态壳状地衣——文字衣属）；叶状地衣——梅花衣属枝状地衣—松状地衣--松萝属。

（三）苔藓植物 苔藓植物是由水生生活向陆生生活过渡的类群之一，是一类原始的高等植物。有了似茎、叶的分化，但还只有假根。配子体发达，孢子体简单并寄生在配子体上。 ｌ地钱 地钱为最常见的苔类，植物体为二叉分支的叶状体，有背腹之分，常生长在潮湿岩石及土壤表面。在示范台观察地钱叶状体（配子体）的形态：叶状体的背面有的能见到胞芽杯．内产生胞芽，可进行营养繁殖；叶状体腹面有毛状的假根（单细胞的）。用放大镜观察背面，可见整个表面被线条划分为多角形的小区，每区中央有一白点称“气孔’。地钱雌雄异株，有性生殖分别在雌雄配子体上产生伞状的雌器托和雄器托。雌器托顶盘指状深裂；雄器托顶盘边缘浅波状。在示教显徽镜下观察雌、雄器托纵切制片，可见到在雌器托顶盘两条指状裂之间倒悬着一列颈卵器，颈卵器呈烧瓶状，下面膨大称腹部，上部称颈部、在成熟颈卵器的腹部内有一个较大的卵细胞。在雄器托顶盘上面有许多小孔，孔内各有一精子器，内产生许多带鞭毛的精子。 在有的雄器托切片上，可见到孢子体。孢子体由受精卵（合子）经胚发育而来，寄生在雌器托（配子体）上，由孢蒴、蒴柄和基足三部分组成。 ２葫芦鲜 在示教解剖显微镜下观察葫芦鲜植株（配子体），可见配子体为绿色直立矮小的茎叶体，不分支或由基部分出一２小支，具有茎、叶和假根的分化，雌雄异株或同株。在配子体上（茎叶体的顶端）有时生有孢子体，区分孢蒴、蒴柄；基足埋于茎叶体中，不易见到。孢蒴上可见到蒴帽。 ３其他 在示范台观察常见藓类如泥炭藓（浸制标本）、立碗藓、真藓等的形态特点，了解苔藓植物的特点和结构。

（四）蕨类植物 蕨类植物是一类绝大多数陆生的高等植物，但受精还离不开水；孢子体发达，已有了真正的根、茎、叶的分化，配子体简化，但两者都能独立生活，是一类以孢子繁殖的植物。在示教显微镜和示范台观察各个纲的蕨类植物。 １石松 为小型叶蕨类，药用植物。孢子体匍匐而蔓生，二歧分支，分支常直立，具有不定根。叶钱状钻形，呈螺旋状排列。 ２节节草 为小型叶蕨类，常见杂草。孢子体根状茎横走，地上茎具节和节间有纵棱脊 和沟。叶小型，轮生，下部合生成鞘包在节部，鞘齿褐色。常见杂草。 ３贯众 为大型叶蕨类，多年生草本。根状茎短，直立或斜生，连同叶柄基部密生褐色鳞片。叶为羽状复叶，注意叶背面着生的孢子囊群内有许多孢子囊。 ４在示范台认识一些常见的大型叶真蕨植物（标本或盆栽植物）江南卷柏、芒箕、海金 沙、并栏边草、狗脊、瓦韦、肾蕨、蕨、紫萁和满江红等。了解蕨类的形态特点。

（五）裸子植物 裸子植物是一类介于蕨类和被子植物之间的陆生种子植物，孢子体进步发达，绝大多数为高大的木本植物，配子体进一步简化并寄生在孢子体上，已出现花粉（雄配子体），雌配子体的颈卵器已无颈部；种子的出现是一大进步，但无心皮包被，种子是裸露的。在示范台和校园内进行观察。 Ｉ苏铁标本及大小孢子叶苏铁为常绿乔木，具粗壮圆柱形主干，不分支顶端簇生大型羽状深裂的叶。雌雄异株，小孢子叶球生于茎顶小孢子叶鳞片状上生有许多小抱子囊；大泡子叶才于茎顶密被黄褐色绒毛，上部羽状分裂，下部成长柄，柄的两侧生有２－６枚胚珠。种子核果状。 ２银杏子遗植物为著名经济树种。抱子体为高大多分支的落叶乔木，有长、短枝之分。叶扇形在长技上的叶，先端多２裂。种子核果状（又称白果），观察剥开的成熟白果可见有３层种皮：外种皮厚肉质；中种皮白色骨质；内种皮红色，薄纸质。 ３黑松观察黑松的抱子体，是多年生常绿乔木，主干直立侧枝常轮生，枝具长枝和短枝，长枝上生鳞片叶，腋内生极短的短枝，顶生且束针形叶门针回束），基部常有薄膜状的叶鞘包围。雌球花（大抱子叶球）和雄球花（小抱子叶球）都牛在同一植株上，雄球花群生于当年新枝的基部，雌球花通常一个或数个着生在当年新枝顶端的周围，受精后发育为球果。剥开种鳞，可见每种鳞基部有２个具翅的种子。 ４观察一些常见的裸子植物水杉、杉木、柳杉、雪松、金钱松、侧柏、圆柏及其变种、 罗汉松、竹柏和香榧等。了解它们的形态特点，并掌握裸子植物的特征。 （六）被了植物 被子植物是植物界进化的最高阶段，抱子体高度发达配子体进一步简化，仅由几个细胞组成，寄生在抱子体上。有了真正的花，双受精有了果实更具适应性。在示范台和校园观察各个科的常见植物并掌握被子植物的基本特征。

六、思考题 １简述植物多样性对人类的作用，以及植被破坏对生物多样性丧失的影响。 ２试述植物演化的基本规律。

种子植物蜡叶标本制作 一、制作蜡叶标本的意义 没有蜡叶标本也就没有分类学、”这句话道出了蜡叶标本的重要意义。植物分类学对近 ５０万种植物进行分门别类．按照界、门、纲、目、科、属、种逐级归类最后要确定到物种，而蜡叶标本就是物种的具体佐证或模式世界各国政府都十分重视植物标本馆的建设、我国在北京、南京昆明、广州和咸阳等地都建有大型植物标本馆．收藏标本都在百万份以上。各个高校一般都建设有中小型标本室。这些大量的蜡叶标本是科学研究和教学的宝贵资料，标本的时间越久，越有研究价值。解放前，曾有１１个国家的１５９人来我国采集植物标本，发表了大量的新属和新种这些标本也就作为模式标本存人国外标本馆成为十分珍贵的科学资料蜡叶标本是经过采集，加工和消毒处理，能够长期保存的植株片段或整体、标本的制作要 符合规范、记录完全，成为合用标本。它可以作为教学标本展示给学生学习，也可以存放在某标本馆里，让世界上其他的植物学家也能看到它．那作用就更大了、哪怕是世界广布的一棵狗尾草或蒲公英的标本在植物分类学家眼里都有一定的份量因为它是来自不同居群中的一个代表。 二、植物标本的采集 采集工具有枝剪、小镐、望远镜、高枝剪、采集袋（箱）海拔仪、放大镜、钢卷尺、指南针、小纸袋、号牌、采集签和铅笔等。号牌是２。ｍ＼４ｃｍ的硬纸片打孔穿线，系在标本上．号牌上印有采集人、地点日期和编号共４项内容、野外采集签是６～８。ｒｎＸ１０～１２ｃｍ的记录纸． 认真填写野外采集签十分重要，除了号码、产地、采集人、海拔、日期等必须填写外，还应注意对生境和花果等内容的填写、因为有些植物压干后植株会变色例如饭汤子、冬青和醴肠等２也有的植物花色发生改变．如扣哇花、杜朗花等一般来讲花瓣是由花青素决定其颜色的，压制时容易变色．如蓝色和红色花：而花瓣以胡萝卜素和叶黄素决定其颜色的．压制时不会改变颜色、如黄色和橙色花。因此，趁植株新鲜时、应对花色、花的内部结构加以详细记录．以方便以后的鉴定工作．植株是否有乳汁或汁液．以及乳汁的颜色或气味等都要记录，因为标本干燥后难以分辨．对植物的土名俗名）和民间传统的用途也应记录．记录时．注意采集签的号码一定要同号牌的号码相同不能搞错记录应该在野外完成，边采边记、有些内容来不及记录时．可以回到宿营地后对照新鲜标本补充记录。 采集标本的时间一般在春、夏、秋三季，在不同的季节里可以采到不同植物的标本，或同一植物的不同物侯期的标本、采集地点不限，山区、丘陵、平原、湖泊和池塘等地都能采集到种子植物标本，只不过在山区里种子植物区系更丰富一些罢了。作为教学野外实习，应该选择在植物种类较为丰富的山区采集标本。 采集的标本必须有花或有果，因为花和果是植物分类学的主要依据。小型草本植物应采 全株；大型草本植物可以分段采集，或折成“ｖｗ形、“Ｎ”形或“Ｍ”形；具有块根、块茎及鳞茎的，也需采集各种地下茎。对雌雄异株的植物，分别采集雌株和雄株，编上同一号码．对于乔、灌木植物，采隼２５～３０＿长的花技或果枝、如果叶片、花或果太大，无法压制时，可以拍成照片，并伴有对照尺度的物体。对于先花后叶者，应分别采集花枝和果枝、水生植物中有些细弱标本本，可用硬纸片托住，连同纸板一道压制．对于寄生植物，必须连同寄主的器官一起采下．对于树木的萌发枝不要采集，因为叶片往往变异很大。另外不要采集有病害和虫害的植株。采集集标本时，同一种植物应采３份或４份，每份都要系上相同号码的号牌，但采集签只写ｌ份，其余的回去再补写． 三、植物标本的压制 采集的标本最好边采边压，这样得把标本夹带到野外．如果不能在野外压制，把标本带回 宿营地压制则不能过夜。必须当天压制．在压制标本时要用到标本夹、吸水纸和瓦棱纸，瓦棱 纸有利于透气．压制时，将标本放在吸水纸中间，上下都用瓦核纸隔开、最后将标本夹捆紧 在有条件的地方，可用电吹风对着瓦棱纸吹，加速脱水于燥。每天更换吸水纸２次、３～５天即 可压好．秋天的标本水分少，比春天的标本好压、在压制标本时，要注意标本的整体造型，同 时将部分叶片扭折，使叶背向上．在第一次更换吸水纸时，要注意整理标本，使叶片平整，造形美观，花果位置适当。如果叶片太多，相互堆叠在一起，而又无法展开时，可以摘去部分叶片，一但要保证能看清正常的叶序．对于木本植物的技条可以用枝剪修饰一下再压制．有的标本压制时叶片极容易脱落可先将鲜标本投入沸水中２０～３０秒．晾干水后再压．在压制过程中．注意每个标本的号牌不能丢失采集签一般不要放在标本这样容易丢失。应在标本上过台纸后，直接抄写或贴在台纸上。 另外，有些标本采集时可能具较大的地下茎，不便于压制，应系上号牌，单独处理，烘烤或日晒，待干燥后同标本一道装上台纸、有些珍贵的果实或种子应装入小纸袋，在袋上编上同植株标本相同的号码．也单独存放，以免弄丢。待标本制好后．将纸袋贴在台纸上． 四、植物标本的装订制作 在标本压干后将其装定在台纸上，台纸规格为１Ｑ。ｎ；ＸＵｏｎ。的白纸板。关于装订方法．有线订、纸条穿孔粘贴、透明胶布粘贴等方法、实践证明最好的方法还是用牛皮纸条（３～５页）固定在标本的主干两侧若干部位用刀在台纸上纵切出一对刀孔将纸条的两端穿过去，两个纸头拉向前面分开反贴住，每个标本订～６处即可、有些叶片可用胶水粘但不能用浆糊。太小的标本，可用硫酸纸袋装上、贴在台纸上。装订标本时先将标本放在台纸上调整布局与造型，注意标本的美感台纸的左上角留出采集签的空位右下角留出定名签的位