第五章 裸子植物

第五章裸子植物
一、裸子植物概述
（一）裸子植物主要形态特征：
1、孢子体发达
多为乔木、灌木，稀为亚灌木(如麻黄)或藤本(如买麻藤)，大多数是常绿植物，极稀为落叶性(如银杏、金钱松)，茎内维管束环状排列，有形成层及次生生长，但木质部仅有管胞，而无导管(除麻黄科、买麻藤科外)，韧皮部有筛胞而无伴胞。

叶为针形、条形、鳞片形，极少为扁平形的阔叶。

2.花单性，胚珠裸露，不形成果实
花单性同株或异株，常缺花被（买麻藤
纲有假花被）。

雄蕊(小孢子叶)聚生成小
孢子叶球(雄球花staminate strobilus)；
雌蕊的心皮(大孢子叶)呈叶状而不包卷形
成子房，丛生或聚生成雌球花female
cone (大孢子叶球)。

大孢子叶常变态为珠
鳞（松柏类）、珠领（银杏）、珠托（红
豆杉）、套被（罗汉松）和羽状大孢子叶
（铁树），以后由胚珠形成的种子也是裸
大孢子叶球露的，不被子房（果实）包被。

所以称裸
子植物。

小孢子叶球（以松科为例）：排列如穗状，生在当年新生的长枝条基部，由鳞片叶腋中生出。

每个小孢子叶球有1个纵轴，纵轴上螺旋状排列着小孢子叶（雄蕊），小孢子叶的背面（远轴面）有1对长形的小孢子囊。

小孢子囊内的小孢子母细胞，经过两次的连续分裂（其中一次为减数分裂），形成4个小孢子，由小孢子进一步发育形成雄配子体（花粉粒）。

成熟的花粉粒具4个细胞，其中2个退化的原叶体细胞、1个管细胞、1个生殖细胞花粉粒有2层壁，外壁向两侧突出成气囊，能使花粉在空气中飘
浮，便于风力传播。

小孢子叶球
大孢子叶球：1个或数个着生于当年新枝的近顶部，初生时呈红色或紫色，以后变绿，成熟时为褐色。

大孢子叶球是由大孢子叶构成的，大孢子叶也是螺旋状排列在纵轴上，由两部分组成：下面较小的薄片称为苞鳞（bract）；上面较大而顶部肥厚的部分称为珠鳞（ovuliferous scale），也叫果鳞或种鳞，一般认为珠鳞是大孢子叶，苞鳞是失去生殖能力的大孢子叶。

在松科各属植物苞鳞和珠鳞是完全分离的，每1珠鳞的基部近轴面着生2个胚珠，胚珠由1层珠被和珠心组成，珠被包围着珠心，形成珠孔。

珠心即大孢子囊，中间有1个细胞发育成大孢子母细胞，经过两次连续分裂（其中一次是减数分裂），形成4个大孢子，排列成1列称为“链状四分体”。

通常只有合点端的1个大孢子发育成雌配子体，其余3个退化。

苞鳞
种鳞背面
胚珠裸露
受精后，大孢子叶球继续发育，珠鳞木质化而成为种鳞，种鳞顶端扩大露出的部分为鳞盾，鳞盾中部有隆起或凹陷的部分为鳞脐，珠鳞的部分表皮分离出来形成种子的附属物即翅，以利风力传播。

湿地松(Pinus elliotii)种鳞
←鳞脐
鳞盾→
鳞脊→
3、具明显的世代交替现象
在世代交替中孢子体占优势，配子体极度退化，不能独立生活，寄生于孢子体上。

雌配子体的近珠孔端产生颈卵器，但结构简单，埋藏于胚囊中，仅有2—4个颈壁细胞露在外面。

颈卵器内有1个卵细胞和1个腹沟细胞，无颈沟细胞，比起蕨类植物的颈卵器更为退化。

裸子植物（松属）的生活史
种子松树
(两性、同株、离体)
小孢子叶球
小孢子叶
小孢子母细胞
(减数分裂)四分体小孢子雄配子体花粉管精子合子
大孢子叶球大孢子叶胚珠链壮 四分体雌配子体颈卵器卵
(减数分裂)(胚.胚乳.种皮)胚成熟阶段胚器官和组织分化阶段胚胎选择阶段原胚阶段
有性世代无性世代
4、具有多胚现象
简单多胚现象：一个雌配子体上几个颈卵器的卵细胞同时受精，形成多个胚。

裂生多胚现象：一个受精卵，在发育过程中，胚原组织分裂为几个胚。

两套名词对照表
种子植物蕨类植物种子植物蕨类植物
花（球花）---------孢子叶球花粉囊-------------小孢子囊
花粉母细胞----小孢子母细胞雄蕊---------------小孢子叶
花粉粒（单核）-------小孢子成熟花粉粒……成熟雄配子体
心皮--------------------大孢子叶胚珠（珠心-）-------大孢子囊胚囊母细胞-----大孢子母细胞胚囊（成熟期）-----雌配子体胚囊（单核期）-----大孢子
胚乳（裸子植物）-----后期的雌配子体
胚乳（被子植物，由受精的极核发育而成为其所特有）
两套系统1851年，由德国的荷夫马斯特（Hofmeister)统一起来。

二、裸子植物的分类
现代裸子植物的种类分属于5纲，9目，12科，71属，近800种。

我国是裸子植物种类最多、资源最丰富的国家，有5纲，8目，11科，41属，约300种。

其中引种栽培1科，7属，51种。

有不少是第三纪的孑遗植物，或称“活化石”植物。

裸子植物门分为5纲
铁树纲(Cycadopsida)：大型羽状复叶，集生茎顶。

银杏纲(Ginkgopsida)：扇形叶，二叉叶脉，种子核果状。

松柏纲(球果纲) (Coniferopsida)：针形或鳞片状叶，种子有翅，聚生在木质球果上。

红豆杉纲(紫杉纲) (Taxopsida)：叶条形，叶背有气孔带，种子有肉质假种皮。

买麻藤纲(倪藤纲) (Gnetopsida)：灌木或藤本，叶阔卵形或椭圆形，对生。

（一）、苏铁纲Cycadopsida
¾常绿木本，茎粗壮，常不分枝
¾叶螺旋状排列
¾营养叶大型、羽状深裂，集生于枝顶
¾雌雄异株
¾孢子叶球顶生
¾游动精子具多数鞭毛
¾1目3科11属209种，分布
于热带、亚热带地区
¾我国1科(苏铁科)1属15种
成熟的大孢子叶球剖面
成熟的大孢子叶
1苏铁科(Cycadaceae)铁树(Cycas revoluta Thunb.)，栽培极为广泛，为优美的观赏树种；茎内髓部富含淀粉，可供食用，种子含油和丰富的淀粉，微有毒，供食用和药用，可治痢疾、止咳及止血。

苏铁的种子
¾
落叶乔木¾
枝条有长、短枝之分¾
叶扇形，在长枝上散生，在短枝上簇生;先端2裂或波状缺刻，具叉状脉序,¾
雌雄异株，雌球花生于短枝叶腋或苞腋，呈簇生状；雄球花成柔荑花序状，下垂；¾
种子核果状，有臭味；中种皮骨质，白色，具2-3棱；内种皮膜质淡褐色；子叶2片。

¾
精子具多数纤毛¾仅存1科1属1种(银杏)
(二)、银杏纲Ginkgopsida
银杏大小孢子叶球
(Ginkgo biloba L.)
为我国特有种，著名的
孑遗植物
观赏
材用：建筑、雕刻、家具装饰等
食用：种仁(白果)(多食易中毒)
药用：种子有润肺、止咳、强壮等功效。

叶（冠心酮）
可治疗心血管疾病。

外种皮有毒，提取物可用于杀虫。

三、松柏纲(Coniferopsida)
¾常绿或落叶乔木，稀为灌木
¾茎多分枝，常有长短枝之分；具树脂道。

¾叶单生或成束，针形、鳞形、钻形、条形或刺形，螺旋着生或交互对生或轮生。

¾孢子叶球单性同株或异株，孢子叶常排列成球果状。

小孢子有气囊或无气囊
¾种子有翅或无翅，胚乳丰富，子叶2~10枚
¾松柏纲植物因叶子多为针形，故称为针叶树或针叶植物；又因孢子叶常排成球果状，也称为球果植物。

¾4科约400种，是现代裸子植物数目最多，分布最广，经济价值最大的一个类群
松柏纲（球果纲）的分类：
现代松柏纲植物共分4科44属，约400 余种。

我国产3科23属150余种，引种1科7属50余种。

我国是松柏纲植物最古老的起源地，也是松柏植物最丰富的国家，并富有特有的属、种和第三纪孑遗植物。

松科（Pinaceae)
杉科（Taxodiaceae)
柏科（Cupressaceae)
南洋杉科（Araucariaceae)
肉质或木制
木质化、革质木质化种鳞交互对生螺旋状排列螺旋状排列珠鳞排列
方式
完全愈合半愈合分离珠鳞与孢
鳞的关系
多于2个小孢子囊3－4个小孢子囊2个小孢子囊小孢子叶
具小孢子
囊数目
无气囊无气囊多具气囊小孢子
鳞形、钻形条形、钻形或披针形针叶、条形叶
柏科(Cupressaceae)杉科(Taxodiaceae)松科
(Pinaceae)
1、松科(Pinaceae)
乔木，叶针形或条形，针形叶常2-5针一束，生极度退化的短枝上，基部包有叶鞘
条形叶在长枝上螺旋状着生，在短枝上簇生
球花单性同株
小孢子叶螺旋状排列，每个小孢子叶有2小孢子囊，小孢子多有气囊
雌球花由多数螺旋状排列的株鳞与苞鳞组成，苞鳞与株鳞分离，株鳞腹面生2倒生胚珠
种子具翅，稀无翅
松科Pinaceae重点属
松属Pinus
云杉属Picea
冷杉属Abies
油杉属Keteleeria
铁杉属Tsuga
落叶松属Larix
雪松属Cedrus
松属Pinus
常绿乔木，各级长枝轮生，长枝上具极不发育的特化短枝，呈螺旋状排列；
叶二型：鳞形叶（原生叶或初生叶）螺旋状互生于长枝上；针形叶（次生叶）成2、3、5（或1、4、7、8）针一束生于短枝上，基部有宿存或早落的叶鞘；叶内具1或2条维管束，树脂道2～10；
雄球花多数集生于当年生新枝基部，呈穗状；雌球花1～4个生于当年生枝顶端或近顶端侧方；
球果翌年成熟；直立或下垂；种鳞肥厚木质，顶端或背面具鳞盾、鳞脐和鳞脊，熟时宿存，张开；苞鳞极短（不发育）；种子具翅，稀无翅。

用途：用材树种；作为风景树，园林观赏；
提取松脂；种子食用或榨油
雄球花→←幼球果
松属(Pinus)
油松(Pinus tabulaeformis)：叶2针一束
马尾松(P. massoniana)：叶2针一束
白皮松(P. bungeana)：叶3针一束
华山松(P. armandii)：叶5针一束
银杉(Cathaya argyrophylla)：活化石，1级保护 金钱松(Pseudolarix amabilis)：庭园观赏
雪松(Cedrus deodara)：世界三大庭园树种
←鳞脐鳞盾→
种鳞腹面种鳞背面
2针一束，鳞脐无刺尖。

医用价值：树皮能收敛生肌；叶能祛风活血，明目安神，解毒，止痒；花粉(松花粉)能收敛，止血；松球果(松塔)、松子仁能润肺滑肠；树脂蒸馏提取的挥发油即松节油，外用于肌肉酸痛、关节痛，又为合成
冰片的原料
经济价值：
重要材用树种：极耐水湿，特别适用于水下工程。

木材含纤维素62％，脱脂后为造纸和人造纤维工业的重要原料；
我国主要的产脂树种，松香是许多轻、重工业的重要原料，主要用于造纸、橡胶、涂料、油漆、胶粘等工业；
松节油可合成香料，生产杀虫剂，并为许多贵重萜烯香料的合成原料。

松针可提取松针油，供作清凉喷雾剂，皂用香精及配制其他合成香料，还可浸提栲胶。

树皮可制胶粘剂和人造板。

松籽含油30％，除食用外，可制肥皂、油漆及润滑油等。

球果可提炼原油。

松根可提取松焦油，花粉可入药。

松枝富含松脂，可作薪柴，还可提取松烟墨和染料。

国家Ⅱ级重点保护野生植物
我国只分布在东北的长白山到小兴安岭一带
绿化、观赏树种；能滋补强壮, 润肺滑肠
红松材质轻软，结构细腻，纹理密直通达，形色美观又不容易变形，并且耐腐朽力强，所以是建筑、桥梁、枕木、家具制作的上等木料。

即使是红松的枝丫、树皮、树根也可用来制造纸浆和纤维板。

从松根、松叶、松脂中还能撮松节油、松针油、松香等工业原料
雪松属Cedrus
常绿乔木，具长枝与短枝之分；小枝具凸起的叶枕； 叶三棱针形，较坚硬，在长枝上螺旋状互生，在短枝
上簇生状；中脉在叶腹面凸起；
雌、雄球花单生短枝顶端；
球果翌年或三年成熟，直立；熟时种鳞脱落；苞鳞内藏。

用途：世界著名观赏树种；用材树种
冷杉属Abies
常绿乔木，仅具长枝，小枝具微凹叶痕；
叶扁平条形，螺旋状互生，排成二列状；中脉在叶腹面凹下，在叶背面凸起；树脂道2；
雌、雄球花单生叶腋；
球果直立，熟时种鳞
脱落；苞鳞外露或内藏。

种鳞背面苞鳞—
冷杉属Abies
生物学特性：耐荫、耐寒、喜冷湿气候。

宜酸性和微酸性土壤；生长慢。

在亚高山带常成纯林。

用途：用材树种；
提取冷杉胶（光学仪器粘合剂）。

云杉属Picea
常绿乔木，仅具长枝，具
明显隆起的叶枕；
叶四棱或扁四棱状条形，
稀扁平条形，螺旋状互
生；四面有气孔线或背面
无气孔线；中脉在叶两面
凸起；树脂道2，边生；
雄球花单生叶腋，雌球花
单生枝顶；
球果下垂，熟时种鳞宿
存；苞鳞小，不外露。

云杉属Picea代表种
分类：中国16种，甘肃省6种，均为中国特有种。

*云杉（粗枝云杉）Picea asperata
*青海云杉Picea crassifolia
*青杄(细叶云杉) Picea wilsonii
大果青杄Picea neoveitchii
紫果云杉Picea purpurea
*麦吊云杉Picea brachytyla
用途：用材树种；树皮可提取栲胶；园林绿化树种
2、柏科(Cupressaceae)叶对生或轮生，具鳞叶
或刺状叶，种鳞和苞鳞
完全合生，珠鳞交互对
生或3-4片轮生，胚珠直立。

球果成熟时种鳞木
质化或肉质合生成浆果状。

柏科Cupressaceae重点属
侧柏属Platycladus
柏木属Cupressus
圆柏属Sabina
刺柏属Juniperus
侧柏Platycladus orientalis
小枝扁平，排成平面，挺直；
叶鳞形，先端钝，交互对生；
雌、雄球花单生小枝顶端；
球果熟时张开，种鳞木质，扁
平；具反曲的苞鳞尖头，种子
无翅。

庭园绿化树种，木材可供建筑和家具等用材，叶和枝入药，可收敛止血、利尿健胃、解毒散瘀；种子有安神、滋补强壮之效。

喜生于湿润肥沃排水良好的钙质土
壤，耐寒、耐旱、抗盐碱。

侧柏为
中国植物图谱数据库收录的有毒植
物。

圆柏属Sabina
形态特征：
小枝圆柱形、四棱形，不排成平面，挺直；
叶二型：鳞形叶交互对生，背面具腺体；刺形叶三枚轮生，无关节，基部下延；
雌、雄球花同株或异株，单生小枝顶端；
球果熟时不张开，种鳞肉质；种子无翅。

用途：用材树种；荒山造林、固沙树种；园林绿化树种。

4、红豆杉纲(紫杉纲) (Taxopsida)
叶多为条形、披针形。

胚珠生于盘状或漏斗状的珠托上，或由囊状、杯状的套被所包围，不形成球果。

种子常具假种皮(由套被增厚形成)或外种皮。

隶属于3科，即罗汉松科、三尖杉科和红豆杉科。

杯状的套被
红豆杉Taxus chinensis(Pilg.) Rehd
红豆杉科。

常绿乔木; 小枝互生。

叶螺旋状着生，基部扭转排成二列，条形，边缘微反曲，先端渐尖或微急尖，下面沿中脉两侧有两条宽灰绿色或黄绿色气孔带，绿色边带极窄，中脉带上有密生均匀的微小乳头点。

雌雄异株; 球花单生叶腋; 雌球花的胚珠单生于花轴上部侧生短轴的顶端，基部托以圆盘状假种皮。

种子生于红色肉质的怀状假种皮中。

为我国特有树种，第三纪孑遗植物。

分布于甘肃南部、陕西南部、湖北西部和四川。

木材水湿不腐，为水上工程的优良用材; 种子含油60%以上，供制皂及润滑油; 入药有驱蛔虫、消积食作用；叶常绿、深绿色、假种皮肉质红色，颇为美观，可作庭园树。

南方红豆杉Taxus chinensis(Pilger) Rehd. var. mairei(Lemee et Levl.) Cheng et L.K.Fu
三尖杉Cephalotaxus fortunei Hooker
种子、树皮和根皮抗癌、润
肺、消积、杀虫。

三尖杉科(粗榧科）
Cephalotaxaceae 材用：其木材坚实，有弹性，具有多种用途。

工业：种子榨油可供制皂及油漆。

药用：植物体内除含有双黄酮类化合物外，主要含有20多种生物碱，可归为两大类，即粗榧碱类生物碱和高刺桐类生物碱,对人体非淋巴系统白血病和癌症有较好的疗效。

三尖杉科/属。

我国特有树种。

常绿灌木或小乔木。

树皮灰色或灰褐色，呈薄片状脱落。

叶条形，上面绿色，下面气孔带白色。

园林装饰；木材可作农具；
种子含油，可制肥皂、润滑油等；
种子、树皮和根皮抗癌、润肺、消积、杀虫。

5、买麻藤纲(Gnetopsida)
¾多灌木；次生木质部常具导管，无树脂道
¾叶对生或轮生，叶片膜质鞘状、阔叶或为肉质带状叶
¾孢子叶球单性，有类似花被的盖被(假花被)
¾胚珠具1~2层珠被，上端延长成珠孔管
¾精子无鞭毛,除麻黄科外,雌配子体无颈卵器
¾种子包于由盖被发育的假种皮中，胚乳丰富
¾裸子植物中最进化类群。

为裸子植物与被子植物的过渡类群
¾3科3属约80种，我国2科2属19种
麻黄科Ephedraceae
形态特征：
灌木亚灌木或草本状，直立或匍
匐;小枝绿色，具节（似木贼、
问荆）。

叶鳞形，膜质，对生或轮生，基
部联合；
雌、雄球花异株稀同株，单生或
簇生；具2～8对或轮苞片；雄花
具膜质假花被，雌花具囊状假花
被；珠被顶端延生成珠被管；
种子具假种皮，外被肉质假果
皮；子叶2。

分类：1属40种。

草麻黄茎叶。