维管束植物

原圖鏈接維管束植物

維管束植物是植物的一個類群。維管束彼此交織連接，構成初生植物體輸導水分，無機鹽及有機物質的一種輸導系統——維管系統，併兼有支持植物體的作用。有時也根據維管束的有無作為劃分高等植物與低等植物的界限，故維管束植物亦可稱為「高等植物」。

• 中文名維管束植物
• 別 名高等植物
• 界植物界
• 學 科生物
• 領 域生命科學
• 類 別蕨類植物、裸子植物、被子植物

簡介

維管束植物是高等植物中具有維管束的那部分種類。生活在水體中的維管束植物統稱為水生維管束植物，或稱水生植物，俗稱為水草。

在植物學，凡是有維管系統的植物都稱維管植物，包括蕨類植物、裸子植物和被子植物三大類群，它們與藻類、菌類、地衣、苔蘚植物不同之處在於具有發達的維管束系統。植物的維管束系統主要由木質部和韌皮部組成，木質部中含有運輸水分的管胞或導管分子，韌皮部中含有運輸無機鹽和養料的篩胞或篩管，它們大多為陸生植物，只有少數植物在受精過程需要在水中進行。

蕨類植物和種子植物主要生活在陸域環境，通常這些植物是綠色植物、具有胚胎且個體較高大。其體內具專供運輸物質的組織，液體在這些組織中可作快速的流動，而達到運輸的目的，這些組織就是維管束組織。因此，蕨類植物和種子植物又被稱為維管束植物或高等植物，而苔蘚、地衣、菌類、藻類植物則被稱為非維管束植物或低等植物。

形態特徵

維管束植物的根莖葉內，有專司運輸水分的木質部及運輸養分的靭皮部，在木質部及靭皮部內的細胞上下排列成管狀，並聚集成束狀，所以特別稱為維管束組織。維管束組織可由根部延伸至莖部，再延伸至葉，葉內的維管束組織為葉脈。導管、假導管和篩管則分別自根、莖至葉互相連成運輸的管道，使根吸收的水與礦物質向上運輸至莖和葉，葉所製造的養分則輸送到莖與根。

1．維管束植物為多細胞植物體，細胞分化明顯，組成各種不同功能的組織。有根、莖、葉的分化。

2．植物體有由特化的細胞所組成的維管束。承擔支持和運輸的功能。

3．生殖器官構造複雜，特別是被子植物有完善的花。胚由受精卵細胞形成。

維管束植物水稻

4．世代交替明顯而有規律，不受外界條件的影響而變化。無性世代占優勢。越高待越有性生殖越退化。

祖先

蕨類植物是原始的維管植物，蕨類植物又名羊齒植物，具有獨立生活的配子體和孢子體而不同於其他高等植物配。子體產有頸卵器和精子器。孢子體有根、莖、葉器官和維管系統的分化，並產有孢子囊。因此，蕨類植物是介於苔蘚植物和種子植物之間的一群植物，較苔蘚植物為進化，較種子植物為原始，既是高等的孢子植物，又是原始的維管植物。

蕨類擅物的生活史蕨類植物的生活史雖具有明顯的世代交替現象，但是孢子體占優勢，並且朝着配子體逐漸退化而孢子體逐漸發達的方向演進。

三大類別

蕨類植物

簡介

蕨類植物又名羊齒植物，是原始的維管束植物。蕨類植物具有獨立生活的配子體和孢子體，此項特性是而不同於其他維管束植物。配子體構造簡單，主要是藏卵器和藏精器，且分別產有卵及精子；孢子體構造較為複雜，有根、莖、葉和維管束系統的分化，及產生孢子的孢子囊。蕨類植物是早期登陸的維管束植物，以孢子為主要散播方式，較種子植物為原始。

生活史

蕨類植物的生活史雖具有明顯的世代交替現象，但是孢子體占優勢，並且朝着配子體逐漸退化而孢子體逐漸發達的方向演進。蕨類植物的無性世代為雙倍（2n）染色體的孢子體。孢子體顯著，生命期長，產有許多孢子囊，孢子囊內產有孢子母細胞，通過減數分裂形成單倍（n）染色體的孢子而進入有性世代。孢子同型或異型，成熟後脫離母體，在適宜的環境下萌發，生長發育成配子體；配子體的形體微小，結構簡單，生命期較短。同型孢子發育的配子體為兩性，其上產有藏卵器和藏精器；異型孢子發育的配子體為單性，分別產有藏卵器或藏精器。藏卵器產有卵子，藏精器則產有精子。精子有鞭毛，能遊動，憑水為媒介以及化學物質（主要是蘋果酸及其鹽類）的吸引，進入藏卵器與卵子結合形成雙倍（2n）染色體的受精卵。受精卵發育成幼胚，在配子體上繼續發育成長，繼而隨着配子體的迅速衰亡過程，而成長為獨立生活的孢子體，即我們通常看到的綠色蕨類植物。

裸子植物是具有藏卵器的種子植物，裸子植物既是藏卵器植物，又是種子植物，是介於蕨類植物和被子植物之間的一群維管束植物。配子體寄生在孢子體上，絕大多數有藏卵器，小孢子萌發形成花粉管；同時由胚雌配子體和珠被等形成種子，但並不形成子房和果實。由於胚珠和種子是裸露的，因此，稱為裸子植物。

花粉管和種子的形成，在植物系統發育史上是一個巨大的轉折。花粉管的形成，使植物的受精作用可以不再藉水為媒介，從而擺脫了對水的依賴，對適應陸生環境具有重大意義。種子的形成，則為植物的繁殖和分布，創造了更為有利的條件。因此，在系統發育過程中，裸子植物得以取代蕨類植物，而在陸地植被中占有一定的優勢地位。

裸子植物的主要特徵是孢子體特別發達，多是多年生木本植物，且大多數為單軸分枝的高大喬木。分枝常有「長枝」與「短枝」之分：長枝細長，無限生長，葉子在枝上螺旋狀排列；短枝粗短，生長緩慢，葉簇生枝頂。網狀中柱，並生型維管束，具有形成層和次生生長。木質部大多數只有假導管，極少數具有導管；韌皮部只有篩胞而無伴胞。葉多為針形、線形或鱗片狀，極少數為扁平的扇形及橢圓形。線形葉面的氣孔縱向單列成氣孔線，葉背的氣孔線常多條緊密排列成淺色的氣孔帶（stomatal band），氣孔帶之間凸起的綠色中脈區為中脈帶，氣孔帶與葉緣之間的綠色區為邊帶。

孢子葉大多數聚生成毯果狀（strobiliform），稱孢子葉毯。孢子葉毯單生或多個聚生成各式毯序，通常都是單性同株或異株。小孢子葉（雄蕊）聚生成小孢子葉毯（雄球花），每個小孢子葉下面生有貯滿小孢子（花粉）的小孢子囊（花粉囊）。大孢子葉（心皮）叢生或聚生成大孢子葉毯（雌球花），某些種類的大孢子葉常變態為珠鱗或珠托。每個大孢子葉上或邊緣生有裸露的胚珠，胚珠是由胚囊（雌配子體）、珠心（大孢子囊）和珠被（大孢子囊外側附屬物）組成，頂端開孔，稱為珠孔。珠孔的頂部常有貯水的花粉室，或珠孔附近的珠被伸長而形成珠孔管。配子體非常微小，構造簡單，完全寄生在孢子體上。雌配子體由大孢子發育而成，下端原葉體部分就是胚乳，充滿豐富的營養物質，頂端則生有2或多個藏卵器，或極少數不生藏卵器；雄配子體是由小孢子萌發形成的花粉管，內有兩個遊動或不遊動的精子。小孢子在小孢子囊中萌發，主要由風力傳播。除極少數受精卵可直接形成胚外，大多數均由4個或多個細胞或游離核狀態先形成前胚（原胚）。前胚某些細胞發育成很長的胚柄，胚柄末端的胚原基細胞繼續分裂才形成胚。因此，裸子植物的胚能深深地插入胚乳中。大多數裸子植物都具有多胚現象，這是由於一個雌配子體上的幾個或多個藏卵器的卵細胞同時受精而成，或者由於一個受精卵在發育過程，胚原組織分裂為幾個胚，這是裂生性多胚現象。

種子由胚雌配子體和種皮等組成。胚來源於受精卵，是新的一代孢子體，胚乳來源於雌配子體，種皮來源於珠被，是老一代的孢子體。因此，裸子植物的種子包含有三個不同的世代，且胚乳在來源上又完全不同於被子植物。同時某些類群的種子，成熟時，除由珠被變態為種皮外，還具有大孢子葉變態的假種皮包圍着種子，或種鱗、果鱗托護着種子，某些類群的大孢子葉球則變態為毯果（strobile）。

被子植物是現代植物界中最高級最繁茂和分布最廣的一個類群。它的營養器官和生殖器官都比裸子植物複雜。根、莖、葉的內部組織結構更適應於各種生活條件，生殖器官也具有更成功的繁殖能力，所以，自新生代以來它們在地球上占絕對優勢。現已知的被子植物約有1萬多個屬，20多萬個種，種的數量占植物界的一半以上。中國有2700多屬，約3萬種，而且，如今仍不斷有新的種類被發現；在台灣則約有4000多種。

被子植物的特徵可概括如下：

1.被子植物具有真正的花，開花過程是它的一個顯著特徵，故又稱為開花植物或顯花植物。被子植物的花由花被（花萼、花冠）、雄蕊群和雌蕊群等部分組成。花被的出現是增強傳粉效率，以達到異花傳粉的目的；雄蕊是由小孢子葉轉化來的，由花絲和花葯兩部分組成；心皮（雌蕊）是大孢子葉的高級結構，由子房、花柱和柱頭三部分組成。

2.被子植物的胚珠是包藏在由單一個心皮（大孢子葉）或由幾個心皮結合而閉合起來的子房之內，比裸子植物的開放心皮和胚珠裸露要複雜而完善得多。

3.被子植物的孢子體高度發達，組織分化精細，生理機能效率高，如輸導組織的木質部中一般都具有導管、薄壁組織和假導管，使水分運輸暢通和機械支持能力加強，就能夠供應和支持總面積大得多的葉子，增強光合作用的效能。

4.被子植物的配子體進一步簡化。花粉萌發成雄配子體只有2個細胞，即管細胞和生殖細胞；胚囊（雌配子體）大多數只有8個細胞，即2個助細胞、1個卵細胞、2個極核和3個反足細胞。頸卵器已不復存在，原葉體的細胞也幾乎不存在。

5.出現雙重受精現象和胚乳組織是被子植物明顯的特徵之一。被子植物胚乳的來源及性質都同裸子植物的有差別，它不是單純的雌配子體（n），而是經過受精作用形成的三倍體（3n），這種異質性的胚乳，能為被子植物提供較強的生活力。

6.被子植物的子房經受精之後繼續發育，形成果實。果實的形成對於保護種子和種子散播有特殊意義。此外，被子植物傳粉的方式是多種多樣的，主要是蟲媒，其次是風媒，還有鳥媒和水媒等。因此，被子植物能適應各種不同的生活環境。從上述事實可以看到被子植物形態結構的多樣性和複雜性達到了比其他各類植物的器官及功能要完善得多的境界，是更有效地適應陸生環境條件的一群植物。被子植物有喬木、灌木，還有藤本、草本，有多年生的，也有一年生，二年生的。

雙子葉

種子具2片子葉；多數是木本植物；主根發達，多為軸根系；莖內維管束組織多排列成環狀，有形成層。葉除少數外，多為網狀脈。花的基數通常5或4。 單子葉

種子僅具1枚子葉；多草本或稀為木本；鬚根系；維管束組織多為散生排列，通常無形成層。葉脈通常為平行脈或弧形脈，稀為網狀脈或羽狀脈。花通常基數為3，稀為4~5。