裸子植物;双子叶植物;单子叶植物;叶结构;比较 为更好地掌握裸子植物、双子叶植物、单子叶植物叶的解剖结构特征, 要求学生通过自主实验,对选取观察材料进行处理并制片观察, 进一步培养学生独立操作、观察和记录 的能力以及提升组织材料
谈药用植物学的实践教学改革
赵宜红,李寅超
(郑州大学药学院,河南郑州 450001)
摘要:对药用植物学实践教学体系进行了探索,改进传统验证性实验,加强综合性、设计性和研究性实验,重视野外实
习,并在实验教学中增加自由开放型实验,旨在提高药用植物学实践教学质量,培养学生的实践能力和创新精神。
关键词:药用植物学; 实践教学; 教学改革
中图分类号:G420 文献标识码:B 文章编号:1008-0805(2007)12-3148-02
在药用植物学教学过程中,实验教学和野外实习是药用植物
学的重要的实践性教学环节,其教学要求既涵盖实验教学和野外
实习的一般原则,又要突出药用植物学的学科特点[1]。本文结
合自身教学工作实践和文献报道,就如何提高药用植物学实践教
学质量,培养学生的实践能力和创造性,以及在实验教学中如何
进行自由开放型实验室初步尝试,谈谈自己的见解。
1 改进传统实验教学方法,确保教学质量
1. 1 传统的实验教学传统的药用植物学实验内容多为验证性
实验,在实验教学中采取的教学方法一般是带教老师介绍实验目
的、实验材料、实验内容和实验方法,然后由学生根据实验材料,
按照实验内容、实验方法的描述验证学过的理论知识。虽然通过
教师的讲解,学生对实验内容和方法己经有了较详细的了解,并在实验过程中对学生实验操作也有较详尽而规范的要求和不断
的督导,但是学生因为缺少实验学习的能动性,在实验过程中大
多敷衍了事、照本宣科,不去分析实验的机理,不去探讨实验中的
问题,使实验教学的质量在教学活动中大打折扣。
1. 2 传统实验教学方法改进为了配合药用植物学的教学改
革,对药用学实验课程的教学内容和方法要进行一些必要改革。
在实验内容方面,可以把实验内容分为四部分,即基本实验技术;
基础的验证性实验、综合性实验、探索性实验;在实验教学方法方
面:对于不同的实验内容采取不同的教学方法,目的是让学生能
积极主动的通过实验课的学习获取知识[2, 3]。
1. 2. 1 基本实验技术基本实验技术是指一些基本的实验技能,
如显微镜的使用方法、临时装片的制作、生物绘图技术、显微化学
方法以及实验室常用药品、试剂、染液等的配制,玻璃器皿的洗涤
方法等等,这些基础性的实验技术,要求每一位学生都能熟练掌
握,并在期末的实验考核中能有所反映。实验教学方法就采用传
统的教师先讲授,然后学生进行验证的教学方法。
1. 2. 2 基础的验证性实验以巩固课堂所学的理论知识为目的,
通过药用植物学中的经典实验和观察性实验,使学生掌握基本的
实验方法和培养学生的观察能力,如植物细胞的基本形态与结构
观察;植物组织的主要类型及结构观察;植物营养器官和生殖器
官的结构观察等实验。这些实验按传统的教学方法虽然有利于
学生基础知识的巩固,但这种单一的教学模式不能调动学生进行
积极的思维,实验课显得枯燥,没有生机和活力。
如果我们尝试把“验证性”实验转变为“探索性”的实验,就
会有截然不同的教学效果。如在实验教学方法上,采取让学生在
课前预习实验,上课时教师通过提问检查学生预习情况并对实验
要点和实验注意事项简要提示,留出较多时间让学生自己动手观
察,然后通过相互讨论来解决实验中出现的问题,最后由教师做
总结。对有些实验的材料,除了教师准备的实验材料外,鼓励学
生自己准备实验材料,如细胞、植物营养器官、生殖器官的观察、
分类学上的实验都可以通过鼓励学生自己准备实验材料,提高学
生学习积极性。同时在实验过程中,穿插徒手切片法、染色法、生
物绘图法等基本实验技能的培养。
1. 2. 3 综合性实验主要针对的是植物分类学的实验,以基本实
验技术和基础的验证性实验的技能为基础,变实验室单一观察的
方法为实验室与野外观察相结合的方法,把传统分类学实验设计
为以比较解剖和野外资源调查为主的综合实验。比如,先通过学
习让学生直观的认识不同类群的植物,总结各类植物的特征,然
后带学生到野外进行对比和扩展实验,巩固理论知识。如对裸子
植物、被子植物常见重要类群的特征和分布特点;校园常见物种
的鉴定,检索表的编制;某一地区的药用植物资源的调查;珍惜濒
危植物的调查等均可设计为综合实验。
通过综合性的实验,使学生既了解植物物种的多样性、植物
资源的丰富性,又增强学生保护植被,保护生态环境的决心。
1. 2. 4 探索性实验通过基本技能实验,基础实验和综合性实验
的训练,学生已经具备了一定的植物学基础知识、操作和动手能
力,可以根据学生的实际能力和实验室的具体情况确定几个研究
方向,让学生自己查资料,自行设计实验方案,经教师检查修改
后,利用野外实习和课外假日时间来完成实验的题目。通过探索
性实验可以培养学生发现问题、分析问题、解决问题的能力,培养
学生创造力和科研能力,为学生完成毕业论文和将来的自我发展
打下坚实的基础。
2 重视野外实习,培养学生的观察能力[4~6]
2. 1 对生态环境的观察任何生物的生存都必须依托于一定的
环境,药用植物也不例外。野外实习首先要指导学生认识各种生
态环境。指出各类生态环境的特点,尤其指出重点考查的药用植
物的主要生态环境。
2. 2 对单株植物的观察在观察其形态后,要注重从植物的分类
学特征上进行观察,观察植物的根、茎、叶、花、果实等器官。对于
一些当地特产的药用植物要重点观察药用部分器官的形态特征。
对于细部的观察可以在采集后整理标本时进行。
2. 3 培养学生的采集标本能力
2. 3. 1 对采集标本的选择药用植物的采集要特别注意其标本
的典型性和完整性。所谓典型性是指所采标本要具有明显的分
类特征,在同种植物中有较强的代表性。所谓完整性,是指整株
标本的根、茎、叶、花、果俱全,尤其要采带花的,因为花是鉴定种
类的主要依据。对于地下部分有突出特征的药用植物,如百合
科、薯蓣科等,应注意采集这此植物的鳞茎、根茎等,它们也是鉴
定物种的重要依据。遇到雌雄异株的植物,应分别采集雌、雄株。
草木植物的茎生叶和基生叶不同时要注意采集基生叶,如茵陈、
荠菜等。寄生植物采集时要把寄生全部或部分采下,并注明
关系。
2. 3. 2 采集的注意事项采集标本要注重质量,尽量减少野外
采集的数量,对于植物的产地、生活环境、性状、花的颜色、采集日
期等都要做详细记录,这对标本的鉴定和研究有很大帮助。一份
一树独先天下春”的梅花是中华大地的奇葩,是众多民族的骄傲。据调查,梅树野生于自西藏经滇、鄂、皖、浙直至台湾等10个省、区的山林,在我国已有3000年以上的应用历史。神、姿、色、态、香俱居上乘的梅花,至今约有两百多个形形色色的品种,都是从古代的野梅引种驯化、精心选育而得的精英。
梅花是家梅中的一大分支,家梅系由野梅演进而来。近百年来,植物学家、园艺学家和园林工作者在广大地区采集、调查了不少野悔。这些野生的梅树、是梅花原产于我国的铁证,也是对梅花原种进行科学研究的重要活材料。
在西南山区,野梅分布的地段多较高。如在西藏波密等地,就在海拔2100~3300米处发现野生梅林。云南省除南部外,野梅几乎遍布全省,而以滇西北之下关、大理、洱源一带为多(海拔1800~2600米)。在四川,则主产于丹巴、汶川、广元、万源、西昌、会理、汉源等山地丛林中,海拔1300~2500米。而在鄂西宜昌、恩施等地,野梅就分布在较低海拔之山地(300~1000米)。故西南山区,尤其是滇、川二省,乃我国野梅的分布中心,并延伸至鄂西一带。
至于野梅分布的次中心,则系鄂南、赣北、皖南至浙西的带状地区。如在鄂南的咸宁市汀泗区聂家乡长丰大队后山海拔170米阔叶常绿与落叶混交林中,就有散生的野梅。野梅在江西省主产于景德镇市瑶里乡区石塔三矿区香菇场混交林中,海拔约300米,系零星分布。安徽省歙县以及黄山风景名胜区东坡芙蓉桥附近(海拔约200米),1984~1985年还有野梅零星分布。浙江亦有野梅散生于常绿阔叶树为主的混交林中。此外,在广西、福建亦发现有野生梅树。
我国古人应用梅子至少已有3000年以上历史。《书经·说命》载;“若作和羹,尔唯盐梅”,这是殷高宗对宰相傅说他的重要性:好比做羹汤时用的盐和梅那样。按商代之盐与梅,犹今日之酱油和醋。这种古代的烹调习惯,至今仅在云南下关等地,由白族人民保存了下来。
1975年我国在河南安阳殷墟发现,正好与《书经》的记述相互印证。考古学家在殷墟掘出一具精美的食器——铜鼎,其中满盛炭化了的梅核。核扁圆形,两端尖,似较鲜物略小,呈栗黑色,而表面密布蜂窝状小凹点——正是梅核的典型分类特征。经碳14鉴定,距今已有3200多年。早在商代中期,古人已用梅子(果梅)于食用了。
稍迟,关于梅树和梅子的记述越来越多。如《周礼·天官》云:“饮食之笾,其实干萚”。经查核,萚就是食用梅子的古称。在公元前六世纪左右的著名民族歌集《诗经·召南》中,有一首《慓有梅》的诗篇,它是一首热情奔放的情歌,姑娘将梅子投掷给她看中的小伙子,寓意至深。同时,《慓有梅》反映出当时在陕西召南地区,梅树是相当普遍的。也就是说在距今至少2500年前的春秋时代,引种野梅使之成为家梅的驯化过程就已经开始了。
在长江流域,古代艺梅也是从生产梅子(果实)开始的,例如在湖南长沙马王堆西汉墓的出土文物中,许多陶罐里都盛有保存完好的梅核和梅干。同时出土的竹简上记有“梅”、“脯梅”、“元梅”等字样,这都是当时梅子加工制品的名称。这说明早在西汉初期,我国长江流域人民早已引种栽培梅树,并多方利用梅子加工食品了。另外,在湖北江陵汉墓出土的陪葬品中,亦发现有梅核,其历史时期与长沙者相若。
在远古时代,先民采集野生梅子主要是以作加工食品或供祭祀之用。但因梅花冰中孕蕾,雪里开花,玉白朱红,暗香浮动,在北风凛冽的隆冬季节,唯有它“独先天下春”。于是人们在以果为主要目的过程中,也逐渐一并欣赏了它的神、姿、色、态、香之美,引起了人们对梅花的喜爱和向往。而在长期的驯化和栽培过程中,正好又有个别植株出现了复瓣、重瓣、台阁,奇异的花瓣或萼片,新奇的枝姿等等,于是有心人使其另行繁殖、栽培,从而培育成若干专供观赏的梅花新品种。
所以“花梅”应是从“果梅”中分出来的一支奇葩,时期约始自西汉初叶。如《西京杂记》载:“汉初修上林苑,远方各献名果异树,有朱梅、胭脂梅”。又载:“汉上林苑有侯梅、同心梅、紫蒂梅、丽友梅”。虽然这些品种只有名称,但从字面上看,当系“宫粉”之类的观赏品种,其中或已出现若干重瓣新品。稍迟,杨雄著《蜀都赋》,有“被以樱、梅,树以木兰”等记述。可见距今约两千年前,梅已在成都作城市园林绿化材料应用了。
整个晋代,梅花常见栽培,诗人吟咏渐多。如东吴名将陆逊之侄陆凯,曾做过丞相,其文辞优雅,有个文字挚友范晔在长安。他在春回大地、早梅初开之际,自荆州摘下一枝梅花,托邮驿专赠范晔,并附短诗:“折梅逢驿使,寄与陇头人,江南无所有,聊赠一枝春。”“春”可以“寄赠”自陆凯始,从此梅花传友情,传为佳话。
到了南北朝,梅花应用更多,有关诗文、韵事也盛。如《金陵志》云;“宋武帝(刘裕)女寿阳公主日卧于含章殿梅下,梅花落于额上,成五出花,拂之不去,号梅花妆,宫人皆效之”,这可能就是梅花图案用于美化的发端吧。其它的如宋元年间均有梅花诗文。其中尤以何逊《咏雪里梅》诗、庚信《梅花》诗及萧纲《梅花赋》等,最为脍炙人口。凡此种种,足见梅花栽培、应用渐盛,日益为文士所欣赏。因此从汉、晋至南北朝,“梅于是始以花闻天下”。
及时至隋(581~618)、唐(618~907)、五代(907~960),梅花栽培渐盛,品种也有所增益。这就引起了文人雅士更多的关注,纷纷用梅花作为创作的主题,促使梅之声誉大噪。象唐代名臣宋璟在东川官舍见梅花怒放于榛莽中,归而自感,遂作《梅花赋》,有“相彼百花,谁敢争先!莺语方涩,蜂房未喧,独步早春,自全其天”和“谅不移于本性,方可俪于君子之节”等赞语——这对梅花得高名和艺梅规模的扩大,起了相当大的促进作用。
唐代咏梅诗篇不少,如杜甫、李白、韩愈、杜牧、柳宗元、白居易、张九龄、李商隐等诸多名家俱有梅花诗。据《华阳县志》载:五代初,王建据蜀称王,留在成都辟梅苑。孟知祥在成都称王时,别苑中有老梅卧地,称为“梅龙”。凡此种种,足见早在唐及五代,不论华东、华中或华西,都已有较多的梅花栽培。而其中心地区,则为东西遥望的杭州和成都平原。
至隋、唐、五代时的梅花品机主要仍属江梅、宫粉等型。而在四川,则始有朱砂型品种出现(时称“红梅”)。如《全唐诗话》载:“蜀州郡阁有红梅数株”,今日祟庆县朱砂梅花名品仍多,实有其历史渊源。
宋、元400年(960~1368),是我国古代艺梅的兴盛时期。此际梅诗、梅文固多佳作,梅画、梅书亦脱颖而出,盛极一时。同时,梅花新的系、类、型和品种有所增加。梅花缤纷,梅影阵阵,在历史上形成了艺梅的一个高潮。
仅以梅诗而论,北宋林逋(和靖)隐居杭州孤山,不娶,而植梅放鹤,号称“梅妻鹤子”,传为千古佳话。其《山园小梅》诗中名句“疏影横斜水清饯,暗香浮动月黄昏”,最为胜炙人口。再如北宋之苏轼、秦观、王安石等,南宋之陆游、陈亮、范成大等,皆有甚多著名梅花诗词流传至今。王安石《梅花》:“墙角数枝梅,凌寒独自开。遥知不是雪,为有暗香来。”陆游《梅花》:“当年走马锦城西,曾为梅花醉似泥。二十里中香不断,青阳宫到皖花溪。”
南宋范成大是位赏梅、咏悔、艺梅、记梅的名家,曾在苏州石湖辟范村搜集梅花品种12个,约于1186年写成中国、也是全世界第一部梅花专著——《梅谱》。足见时至宋代,梅花栽培日盛,品种不断增加,艺梅已成为社会群众的风尚了。
元代有个爱梅、咏梅、艺梅、画梅成癖的王冕,隐居于九里山,树梅花千株,自题所居为“梅花屋”,其《墨梅》画及《墨梅》诗均名扬天下。王冕《墨梅》:“我家洗砚池头树,个个花开淡墨痕。不用人夸好颜色,只留清气满乾坤。”
此外,元代赵孟俯、杨维帧、谢宗可、僧明本等,皆有梅诗名作。而昆明温泉对岸曹溪寺一株元梅,趾曲蟠飞,老态龙钟,年年犹开重瓣粉红花,且可结实。笔者多次往观,确认其为七百余年前古物,且系原木。查曹溪寺元梅原有两株,其一在“文革”期间死去,甚为可惜。现存此株元梅恐系国内最老的古梅,弥足珍贵。由上所述,足见元代虽当兵乱,而艺梅、咏梅之风未衰。
到了明(1368~1644)、清(1644~1911)两代,艺梅规模有所扩大,技艺水平续有提高,新品种大量涌现,这些在书、文、诗、画中均有反映。如明代王象晋箸《群芳谱》(1921),记梅花品种19种之多,且各附简单记载,还将它们分属于白梅、红梅、异品等三大类。书中对梅花的栽培、繁殖等,亦有若干论述。在此前后,周文华著《汝南圃史》(1620),徐光启箸《农政全书》(1636),皆列记若干梅花品种。
至清而梅花栽培益盛,品种增多。如陈淏子作《花镜》,记载了21个梅花品种,其中“台阁梅”、“照水梅”乃前所未有者。“扬州八怪”中,以咏梅、画梅著称者不乏其人。而金农、李方赝等,则更以善于画梅而名扬四海。
关于明清之古梅,应以杭州超山之明梅为最。超山大明堂原有宋梅20株,传系苏轼1056年由杭州移来手植。但宋梅年老株衰,后渐陆续死去,最后一株亦于1933年2月枯毙。现存的一株所谓“宋梅”,系明代分本,树高4.5米,最大冠幅5.1米,老态龙钟,干已空心,着花略稀,品种名“大叶猪肝”,萼紫瓣白,花瓣5~8枚,花径达2.6~3.3厘米,仍能结实。
辛亥革命之后,梅花栽培又有新发展,品种续有增添。如《华阳县志》(1934)中即记有成都梅花品种八个。此时的沪、宁、苏、杭、扬(州)、(无)锡、渝、穗、汉、昆等地私家园林,搜集的梅花品种也不少。上海黄园还从日本引入“洒金”、“垂枝”等类、型梅花品种数十,并将艺梅经验编入《花经》(1949)一书中。
解放前,曾勉教授1942年发表专论梅花之学术论文,并记载重庆的梅花品种15个,是为科学整理我国梅花品种之始。汪菊渊与笔者在1945年拟定了中国梅花各类品种检索表,以成都20个品种为例,进行了中国梅花品种科学分类的首次尝试。1947年7月,笔者著《巴山蜀水记梅花》,作为上海园艺事业改进协会丛刊发行。1949年2月,在沪举行了我国有史以来第一属梅花展览会。
解放后,梅花栽培的规模与技术均有飞跃的发展,品种也迅猛增加。从1958年起,除特殊情况外,每年春节在武汉东湖风景区举办梅花展览会。近年南京、无锡、上海、合肥等城市也常组织梅展,受到群众的热烈欢迎。
梅花引种驯化和新品种选育研究,在最近几十年已取得了显著成绩,在北京已有“送春”、“北京玉蝶”等耐寒品种可以露地越冬,在武汉也有“单凝馨”、“华农玉蝶”等先后脱颖而出。
梅花在我国栽培历史悠久,与国人的文化与生活结下了不解之缘。除我国外,仅东方的日本、朝鲜有较多的梅花栽培。在日本,甚至还有“梅之会”的组织,并发行专门刊物《梅》。
而在整个西方,则只大洋洲的新西兰开始重视梅花,有5~6个品种用于商品生产性的梅花栽培。追溯史乘,始知迟至15世纪中,我国的梅花才借道朝鲜东传日本。早年(1879及1884)传于欧洲之少数梅株,则系由日本辗转运去的。目前欧洲仅在英、法等少数国家的植物园内,有梅花数株点缀共间而已。至于美国的梅花是由日本转去,至今仅50~60年的短暂历史,且被误称为“日本杏”,载培、应用很不普遍。
西方除新西兰人开始了解到梅花特易形成花芽,系绝佳之促成花木已用于切花生产性栽培外,其余国家大多不知道梅花的优点,也不会欣赏梅花的神、姿、色、态、香之美。而在东方的日本,由于受到西化的影响,梅花栽培也有走下坡路的趋势。
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。