菊科植物
菊科是比较年青而进化程度较高的一个大科。虽然出现在地球上的时间较晚,但由于该科植物在形态结构上先进,对环境适应能力强,使这个年青的科在较短的时间内,不论在种的数量上还是分布范围上,均跃居世界种子植物之冠。许多植物分类专家和系统演化专家都一致认为它在被子植物(尤其是双子叶植物)系统演化中的地位,发展到了最高阶段。
菊科植物的绝大部分属、种的营养体都是草本,木本者甚少,仅占本科植物种数的1.5%。从进化角度看,草本植物以种子或地下器官(根、根茎、块茎、球茎等)度过环境的不良时期,比木本植物适应性强,因而较木本植物进化。菊科植物除少数种类(如百日草、鬼针草)为对生叶外,多为互生单叶。
1.菊科植物繁殖器官的特点是头状花序。
头状花序是由许多无柄小花(或仅有一朵花)密集着生于花序轴的顶部,聚成头状。外形酷似一朵大花,实为由多花(或一朵)组成的花序。一般再由许多头状花序组成圆锥花序、伞房花序等。漏芦属的头状花序小,只包含一朵花,由许多小的头状花序又组成较大的复头状花序。
头状花序的最外面,包有总苞,一般为绿色,叶状,它的功能无疑是在头状花序未开放之前,包在外面起保护作用。但本科中许多属、种的总苞,特化成具有特殊用途的器官,如蜡菊的总苞变成膜质,并有鲜艳的色彩,用它吸引昆虫;牛蒡、苍术及苍耳等的总苞变成钩刺,腺梗菊、豨莶等的总苞上具粘质的腺毛,可利用动物来传播果实、种子。
由许多小花集成头状花序,这就使本来不太明显的每个小花集在一起,显得较大而醒目,尤其当某些属、种花序边缘的舌状花开放后,使花序变得更大、更醒目,以利于招引更多的昆虫。
有些属、种的头状花序中,各小花之间有了明确的分工,如向日葵,花序边缘的舌状花是不能结实的无性花,中间的管状花既能产生花粉,又能结果实,是两性花,而金盏菊与之不同,边缘的舌状花是能结实的雌花,而中间的管状花全是只能产花粉而不能结实的雄花。
2.头状花序上每朵花的结构,简要概括有如下几点:萼片变成冠毛,花瓣5枚连合,雄蕊聚药、子房2心皮下位。但各属、种之间差异很大,简化或特化现象很普遍。
萼片:萼片是保护器官,尤其在花蕾时期。菊科的头状花序外围有总苞统一保护,所以萼片失去了它原有的作用,有些种类特化成为果实顶端刺状、毛状或片状的“冠毛”,成为果实种子的传播器官,如蒲公英、鸦葱等具毛状冠毛,可借风力使果实到处飘扬。又如鬼针草,冠毛变成刺状,可使果实附着于动物身体上,借以传播。
花瓣:5枚,互相连合成管状或舌状。从进化角度看,合瓣花是后出性状,要比离瓣花进化。若花瓣的基部连合成较长的管,顶端五个花瓣呈辐射对称排列的,叫管状花,如向日葵花序中央的小花。若花瓣基部连合成较短的管,五个花瓣连合成为片状,两侧对称,向一侧伸展的叫作舌状花,花瓣顶端五个齿,表明该舌状花是由五枚花瓣连合而成。如蒲公英的花。有的种类花瓣基部连合成较长的管,但花瓣五枚形成唇形,分上下二唇,往往有的只发育一个唇,另一个唇退化,形成假舌状花,如金盏菊和向日葵花序外围的小花。在花冠管的基部,有环形的蜜腺,可分泌花蜜贮存在管的基部。
雄蕊:5枚,花丝互相分离而花药边缘互相连合形成空筒形,即聚药雄蕊。每当花药成熟时,将花粉粒撒在聚药雄蕊的“筒”中,待雌蕊花柱生长时,将它们“推”出筒外。有些种类花药的基部特化成“尾”状,其功用是保护花瓣管基部的蜜腺和花蜜,免遭灰尘或雨水的侵蚀。在每个花药的顶端有突出的“药隔”,在雄蕊未成熟时,此五个药隔互相靠合形成一个“盖子”,封住花药管的口部,起防护作用。
雌蕊:子房下位,二心皮构成,一室,一枚倒生胚珠,基底着生。花柱一条,伸于花药管中,顶端柱头2裂,但在雌蕊尚未成熟时,柱头不张开。在花柱上部,常生有一圈毛,叫“扫粉毛”,每当花柱发育而伸长的过程中,此“扫粉毛”即可将雄蕊花药“撒”在花药管中的花粉粒“推”出,便于来访的昆虫携带。菊科植物花一般都是雄蕊先熟,花柱伸长过程中将花粉粒“推”出后,顶端的柱头再张开来接受其它花传来的花粉。这是避免自花传粉的适应。但是,一旦柱头上没接受到其他花传来的花粉,即异花传粉遭到失败,也无妨,柱头可以下弯,将“授粉面”接触到自己的花柱上,沾上自花产生的花粉粒,完成自花授粉。
3.菊科的果实是不开裂的干果,果皮致密,其中只含有一粒种子,一般认为是瘦果。但它来源于二心皮,并且是子房下位形成的,这与由一心皮形成的子房上位的瘦果有所不同,严格说起来应叫“菊果”或“连萼瘦果”(Cypsela)。
菊科植物大多数花序较大而鲜艳,适于虫媒传粉,但另外有些属、种的花并不鲜艳,例如蒿属(Artemisia)、苍耳属(Xanthium)及豚草属(Ambrosia)等,它们的花序很小,黄绿色,很不鲜艳。这些植物是由虫媒特化成风媒的一个类型。苍耳属植物是雌雄同株,异花,雄花序较小,还保留扁平的头状花序,花期很短,花谢后即脱落,往往不被人们注意到。雌花序(即所谓的“苍子”)的花序轴(托)木质化,外有许多钩刺,其中包有两朵雌花,每朵雌花只剩下一个子房和二裂的花柱,成熟时整个花序脱落。
向日葵在我国各地广为种植,取材容易,而且花序及花都较大,便于观察,下面将它的各部器官作一简述,供教学参考。
向日葵是原产北美洲的一年生大型草本油料作物,种子含油量43.9~52%。高2~4米,大型的心脏形叶,互生。头状花序单生于茎顶,一般直径30厘米,大的可达60厘米。头状花序的花序轴(托)扁平,其中充满白色海绵状的填充物(薄壁细胞)。花序边缘围有3~4层绿色的总苞。最外圈的花为鲜黄色的“舌状花”(边花),中央为黄褐色的管状花(盘花)。舌状花(边花)(见图c)是不育性的无性花,功能就是吸引昆虫来访,帮助传粉。花瓣基部连合成短管,花瓣上部扁平、伸展,由三枚花瓣连合而成,另外两枚花瓣退化,所以有人称它为“假舌状花”。子房三角柱状,内无胚珠,花柱和雄蕊皆退化,不复存在。萼片退化成膜质的“冠毛”,一般三枚,分别着生在子房三个角的顶端。子房基部无明显的苞片。管状花(盘花)(见图B)的五枚花瓣基部连合成管状,上部五个齿,辐射对称。在花瓣管的下部膨大成球形,上生纤毛,其作用有二:1.膨大的空腔内贮花蜜供来访的昆虫采食。2.膨大的部分彼此靠得紧密,填充了花冠管之间的空隙,防止雨水、灰尘或长吻昆虫伤害下面的子房。萼片退化成膜质三角形的小薄片,着生在扁平子房的两个上角,已无明显的作用,果实成熟时脱落。雄蕊的花药黑褐色,连合成管,药隔三角形,黄褐色。雌蕊的子房下位,未成熟时白色,壁薄而软,待成熟后,果皮变硬而具黑色花纹。每个子房的基部都有一枚膜质的苞片包住子房,白色,顶端有三个裂齿,当果实成熟脱落时,此苞片仍存留在扁平的花序轴上。
菊科植物依据头状花序内花的形态及乳汁的有无可分为两个亚科12个族。划分标准即:
管状花亚科(Asteroideae)植物体不含乳汁,头状花序皆为管状花或至少花序中的盘花为管状花。包括11个族,大多数菊科植物都属于此亚科。应当说明的是我们日常栽培的菊花(Dendranthema morifolium)虽花序中央的盘花似舌状,那是长期人工选择的结果,它无乳汁应归于本亚科。蒿属、向日葵等,也都属于本亚科。
舌状花亚科(Cichorioideae)植物体含乳汁,头状花序上皆为舌状花。只包含一个族。蒲公英、莴苣、苣荬菜等都属于本亚科。
菊科植物与人类生活关系较为密切。其中有许多著名的观赏花卉如菊花、大丽菊、万寿菊、金盏菊、翠菊、蜡菊、大波斯菊(秋英)、瓜叶菊、雏菊等。日常食用的蔬菜有莴苣、茼蒿(北京称蒿子秆),菊芋(姜不辣),生菜等。药用种类较多如除虫菊、红花、牛蒡、蛔蒿(花序中产驱蛔虫有效成分——山道年)、苍术、泽兰、大蓟等。可提取芳香油的植物有艾纳香(Blumeabalsamifera),蒸馏后提取的挥发性物质即冰片,黄花蒿(Artemisia annua)全草可提取芳香油。橡胶草(Taraxacum kok-saghyz)是北方较寒冷地区的草本橡胶资源植物,苏联曾大量栽培。对人类生活有害的植物如蒿属某些种,专门生长在农田中,是庄稼的大敌。豚草属一些种的花粉对某些人易产生过敏反应。
【地理与植物】
研究地球表面植被空间分布规律的学科。又称地植物学。地理学和植物学的边缘学科。属于自然地理学的分支学科,常与动物地理学(Zoogeography)合称为生物地理学(biogeography)。
生物作为自然环境的有机成分,形成地球上非常活跃的特殊结构——生物圈。生物圈乃是地球上所有生物及其生活领域的总和,它占有大气圈的底部、水圈和岩石圈的上部,厚度约为20km。实际上生物的大部分个体繁衍于地表上下约100m厚的范围内,因此对于整个地球来说,这仅仅是很薄的一层“生物膜”。
生物物种的多样性远远超过无机物质的类型,已知现存植物50万种、动物150万种、微生物10万种,生物种类总数可能超过500万种,这不仅构成人类生活必需的生物资源,更维持着全球生态平衡。
二、植物地理学发展简史
植物地理知识的萌芽十分古老。中国,公元前六世纪前的《诗经》记载有植物分布的知识,提到“山”与”低下的湿地”生长着不同的植物。特别是对“枢”(刺榆)和“榆”这两种性质非常相近的榆科树木,当时已观察到它们分布的生境不同:一在山地,一在于原。
公元前六世纪《考工记》中,已提出因地形、气候差异,中国植物南北分布存在的界限。
公元前五世纪《管子·地员》中,已述及山地植物的垂直分布现象以及阴、阳坡的差异,还记载了随地形变化的植物分布,列举了从水中到陆地依次更替的12种植物。公元前三世纪的地理著作《尚书·禹贡》已有植被水平地带分布的记载。东晋时期稽含所著《南方草木状》中,则提出南岭为中国植分布的一条界限。西方 最早关于植物分布的记述公元前334~前332年间古希腊学者泰奥弗拉斯托记述在《植被历史》和《关于植被的论文》中。
植物地理学作为一门科学出现于18世纪末到19世纪初德国的洪堡,把植物地理的知识系统化,被称为“植物地理学之父”。他发表的著作中,首先提出了植物地理学的概念,并指出了植物分布对气候的依赖性。在这期间,达尔文提出了通过自然选择的物种起源、进化的理论,给植物地理学带来深刻影响,使生物分布规律的解释具备了正确的理论基础。
19世纪末~20世纪初,俄国土壤学家道库恰耶夫建立了关于自然地带的学说,促进了植被地带性规律的研究。至20世纪上半期,植物地理学逐步发展为3个分支:
①区系植物地理学。包括植物种类地理学和历史植物地理学。研究植物的起源、分布和变化历史。②植物生态地理学。在植物生态学的基础上,研究植物分布的环境原因与规律。③植物群落地理学或植被地理学。研究植物群落、植被带以及各种植被类型在地球表面的分布、形成、变化和发展趋向等。 20世纪60年代,随着“板块构造说”的出现,魏格纳于1912年提出的“大陆漂移说”受到广泛重视。板块构造说和大陆漂移理论在60年代和70年代初,广泛为生物地理学家所接受,解释了许多植物的分布现象,并使传统的“历
史植物地理学”发生了革命,促使学者们重新考虑植物分布类型。20世纪70年代以来,出现了不少以“生物地理学”命名的著作,其中都有植物地理的内容。随着科学新理论的出现和新的研究手段的采用,植物地理学正面临变革。这种变革的两个最明显的趋势是:由定性走向定量,描述配合实验。认识植物是研究和利用植物的前提。植物地理学不仅
以种为基本的研究单位,同时也常应用更高级的分类单位进行分析。
沈小杰 请采纳 环境保护是我国的一项基本国策。植物的作用主要为对污染物的治理及其预防和监测。但由于各环境要素存在差异,植物在各环境要素保护中的作用不尽相同。本文从各个环境要素出发,概括了植物在各环境要素保护中的作用,包括在大气环境中的作用,在水环境保护中的作用和在土壤保护中的作用等等。 关键词:环境保护 植物 环境要素 净化作用 监测作用 随着生产力的发展和工农业的现代化,排放到环境的污染物日益增加,大大超过了生态系统自然净化的能力,造成了环境污染。为了减少环境污染,措施很多,其中一条就是利用植物以防止环境污染,因为植物有净化环境的能力,对各种污染物都有吸收、积累、分解和代谢作用,能降低大气中有毒气体的浓度,而且能保持大气层中氧和二氧化碳的平衡,减少空气中放射性物质的浓度,减弱躁声,杀菌除尘,净化环境污染。同时,由于不同植物对不同污染物的敏感性不同,又可用来监测预报环境污染。本文将主要从大气、水、土壤三个环境要素主要阐述植物在环境保护中的作用。 植物在大气环境保护中的作用 1.1净化作用 植物对于大气的净化,主要有三方面的作用,即去除环境中微生物,对粉尘等的物理吸附作用和对化学物质的吸收转化作用。 绿色植物具有抑制或杀死细菌的功能。利用这一功能栽植适当的绿化植物,可使大气中细菌数量下降。一方面绿化地区空气中灰尘减少,细菌失去滋生的场所,从而使细菌数量下降;另一方面植物的分泌物本身具有杀菌作用。目前,已经发现许多植物能分泌出具有杀死细菌、真菌和原生动物能力的挥发物质,例如洋葱的碎糊能杀死葡萄球菌、链球菌及其他细菌;地榆的水浸液能在1分钟内杀死伤寒、副伤寒A和B的病原菌和痢疾杆菌的各菌系;柠檬桉分泌的杀菌素可杀死肺炎球菌、痢疾杆菌、结核病和流感病毒等病菌;柑桔、迷迭香和吊兰,可使空气中的细菌和微生物大为减少。。 植物一般具有吸附灰尘的作用,植物的叶面有皱纹、粗糙或分泌油脂,可吸附或粘着粉尘,从而降低植物中灰尘等颗粒物的含量,净化环境作用。蒙尘的植物,一经雨水冲洗,又能迅速恢复吸附的能力;此外,草坪也有显著的减尘作用。常春藤、无花果、蓬莱蕉和普通芦荟,都可以吸纳灰尘。 植物对环境中的化学物质,能够通过吸收、转化等方式去除一部分的化学物质。植物可以吸收环境中的二氧化碳、二氧化硫、甲醛等物质,并将这些物质转化为自身物质,降低环境中的化学物质浓度。如酚进入植物体后,大部分参加糖代谢,和糖结合成酚糖苷,对植物无毒,贮存于细胞内;另一小部分呈游离酚,则会被多酚氧化酶和过氧化物酶氧化分解,变成CO2、水和其他无毒化合物,解除其毒性。氰化物在植物体内能分解转变为营养物质。地衣、垂柳、臭椿、山楂、板栗、夹竹桃、丁香等吸收SO2能力较强,积累较多硫化物;垂柳、拐枣、油茶具有较大的吸收氟化物的能力。芦荟、吊兰和虎尾兰等可吸收甲醛。紫苑属、黄耆、含烟草和鸡冠花,这类植物能吸收大量的铀等放射性核素。常青藤、月季、蔷薇、芦荟和万年青,可有效清除室内的三氯乙烯、硫比氢、苯、苯酚、氟化氢和乙醚等。天门冬可清除重金属微粒。龟背竹、虎尾兰和一叶兰,可吸收室内80%以上的有害气体。月季,能较多地吸收硫化氢、苯、苯酚、氯化氢、乙醚等有害气体。 1.2调节作用 植物能够进行光合作用。光合作用是指绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧的过程。光合作用除了能转化太阳能,制造有机物之外,还能调节大气中氧和二氧化碳的含量,使大气中的氧和二氧化碳的含量相对稳定。据估计,全世界所有生物通过呼吸作用消耗的氧和燃烧各种燃料所消耗的氧,平均为10000 t/s(吨每秒)。以这样的消耗氧的速度计算,大气中的氧大约只需二千年就会用完。然而,这种情况并没有发生。这是因为绿色植物广泛地分布在地球上,不断地通过光合作用吸收二氧化碳和释放氧,从而使大气中的氧和二氧化碳的含量保持着相对的稳定。 1.3监测作用 植物对大气污染还有监测和指示作用。植物监测是利用植物对某些大气污染物的反映,监测空气中有害气体的种类和含量或大气污染程度,以了解大气环境质量状况。在植物受到有害物质的侵害时,一般有害气体都是从叶片上的气孔钻入的,因此叶片上往往出现肉眼看得见的各种伤斑。不同气体引起的伤斑也会有所不同。因而可以通过调查叶片受害症状,测量植物生长量、解析年轮等症状判断空气中的环境质量。如果伤斑是二氧化硫引起的,则多出现在叶脉间,呈点状或块状,严重时出现鲱骨效应;而由氟引起的伤斑大多集中在叶子的尖端和叶片边缘,呈环状或带状。比如,苔藓枯死;雪松呈暗竭色伤斑,棉花叶片发白;各种植物出现“烟斑病”。这是SO2污染的迹象。菖蒲等植物出现浅褐色或红色的明显条斑,是氮氧化物中毒的显示。假如丁香、垂柳萎靡不振,出现“白斑病”,说明空气中有臭氧污染。要是秋海棠、向日葵突然发出花叶,则是氯化物污染引起的。其他的指示植物还有:紫花苜蓿、胡萝卜、菠菜可以监测SO2污染;菖兰、郁金香可以监测氟污染;苹果、玉米可以监测氯污染等等。 2.植物在水环境保护中的作用 利用水生植物净化污水是一种成本低廉,节约能源、效益较高的简便易行方法,目前,国内外有关部门正广泛应用生物处理措施净化污水。 曾有人做过这样一个实验:在一个实验水池中栽培了芦苇后,从水中排除的悬浮物减少了30%,氯化物减少90%,有机氮减少60%,磷酸盐减少20%,氨减少66%,总硬度减少了33%。水池中的水经芦苇的净化,明显清洁多了。 植物对水域的净化,主要有以下途径:首先是植物能分解和转化某些有毒物质。在低浓度的情况下,植物能吸收某些有毒物质,并在体内将有毒物质分解和转化为无毒成分。例如,植物从水中吸收丁酚,丁酚进入植物体后,就能与其他物质形成复杂的化合物,而失去毒性。其中最常见的为酚糖苷,它可以贮藏在液泡内变成对植物无毒的结合态物质,在以后的生长发育过程中,可以被分解和利用,参加细胞正常的代谢过程。其他苯、氰等也都有相似的情况;其次是植物的富集作用。水生植物能吸收和富集水中的有毒物质,其富集能力依植物种类不同而异,但一般可高于水中有毒物质浓度的几十倍、几百倍甚至几千倍以上。 经试验证明,多种高等水生植物对氮、磷和各种金属以及酚、氰、农药等有机物都有吸收、积累、分解和转化的能力。其中,水葫芦、水花生、水葱、浮萍、紫萍、水浮莲等都能有效地吸收、积累、分解废水中的营养盐类和多种有机污染物在最适宜的生长条件下,一公顷水葫芦能将800人排放的氮、磷元素当天吸收掉。通过试验进一步证明,在自然界中的多种水生植物,对水中的重金属元素也有去除作用。如水葫芦、水花生能从污水中除去镉、铅、汞、铊、银、钴、锶等重金属元素。除此之外,浮萍在夏秋也能大量吸收、积累电厂洗煤废水中的重金属元素。另外,水生植物还能净化废水中的多种有机污染物。 水生植物在净化污水方面各显神通:水葱、田蓟、水生薄荷等植物可以有效杀死水中的细菌;凤眼莲、浮萍、菹草、金鱼藻等植物有较高的吸收水中重金属的能力。 我国水生植物资源十分丰富,对进一步研究、开发利用新的种类净化污水,还有很大潜力。 3.植物在土壤环境保护中的作用 土壤污染可以由大气污染和水质污染而引起。工厂排出的含有重金属的废气、烟尘和其他有害气体、工业废水、废渣,以及农业上施用化学农药、某些毒性除莠剂及污水灌溉等都会污染土壤。其他放射性物质也会对土壤污染。土壤污染后,能引起土壤酸化或碱化,以及影响有些作物的正常生长发育,因此,利用某些植物对土壤中污染物质的吸收,就能达到消除和净化的目的,降低土壤污染。 植物除能吸收有害物质外,还具有防风固沙,涵养水源的作用。对于一些已经遭受污染或本身环境不好的土壤,植物也能够对此进行调节和改善,保护土地资源。这类具有改良土壤能力的植物,称为“绿肥”。人们常常请它们当开路先锋,到十分艰苦的旱、涝、盐、碱、酸、瘠的盐碱荒地或红壤荒地去“落户”。它们不仅能在这些地区扎根生长,而且还积极地替庄稼创造美好的生活环境。此外,绿肥植物多有强大的根系,能够充分吸收利用深层的水分和养分。因此,在它们死亡腐烂后,土壤表层就留下了丰富的养分。据计算,每亩如果收1500公斤苕子,土壤里就相当于增加了57公斤氮肥、12公斤磷肥、13 公斤钾肥!像紫云英、苜蓿等一些豆科绿肥,自身就是一个小小的化肥厂——它们利用根瘤中的固氮菌,将空气的氮气合成为氮肥,每亩可产氮肥50公斤左右。这些植物大大的改善了土壤环境,有利于土壤资源的保护和永续利用。 4.结论: 植物以其特有的生理特性,在环境保护中起着非常重要的作用。不仅能够净化大气、水、土壤等环境,还能指示监测环境污染,改善环境条件,在保护和预防环境中起着非常重要的作用。此外,植物在环境保护中的作用远不只此。植物能够降低噪声,减弱噪声污染。绿色的环境还能创造舒适环境,改善心情。另外,环境保护重在人人参与,发挥群众的作用。而植树造林,可以让大家见到环境保护的成果,改善环境,增强大家的环保信心与动力,更好地保护环境。由此可见,植物在环境保护中的作用是非常巨大的,用植物改善环境的发展前景也是相当巨大的。
求采纳
起码要解决这几个问题。
一是植物的定位,属于什么门类、纲目、属种;
二是它的演化历史,世界上的分布范围;
三是有什么特性;
四是对我们人类的影响;它的价值,我们如何对待它:
五是它的发展预测。
能说明这些问题,就是一篇不错的论文了。
论文写作,向来是冷峻面孔,你不妨在说事的时候,讲些理,用点情,则南,则再好不过。