10 · 被子植物总论与 APG 系统

10 · 被子植物总论与 APG 系统

本讲目标：掌握被子植物的四大创新；记住 APG IV 的分支地图（能背出主干分支的名字和代表科）；学会“拿到一个科，先放进分支”的定位法。 这是科属篇的“总装图纸”——后面 7 讲的内容全部挂在这张地图上。

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10.1 被子植物 = 开花植物 = 有花有果的植物

现存约 30–45 万种（中国 33,000+），地球陆地生态的主宰。四大关键创新：

创新	内容	带来的优势
花（完全的变态枝）	胚珠包入心皮/子房；花被吸引传粉者	虫媒鸟媒协同演化 → 物种爆发
双受精	1 精子 + 卵 → 胚(2n)；1 精子 + 极核 → 胚乳(3n)	胚乳“新鲜定制”，养料利用率高（裸子的胚乳是现成的旧组织）
果实	子房壁发育成果皮，包裹种子	保护 + 借动物/风/水传播的“运费自理”
导管	高效水分运输（裸子植物多为管胞）	支撑更大叶面积，快速生长

顺便记住：“单子叶 vs 双子叶”的老二分法已被证明只对了一半——单子叶是一个自然分支（monocots），而“双子叶”是个大杂烩；真正的自然类群是 真双子叶 eudicots（约占被子植物 70%）。

10.2 被子植物的骨架：必须背下来的分支地图

被子植物 Angiosperms
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├── 基部分支（ABAJL·早分家的"小众贵族"）
│    ├── 无油樟科 Amborellaceae（现存最早的姊妹群，新喀里多尼亚）
│    ├── 睡莲目 Nymphaeales（睡莲、莲?——注意：莲属在山龙眼目！）
│    └── 木兰类 Magnoliids（木兰科/樟科/胡椒科/番荔枝科/八角科/肉豆蔻科…）
│
├── 单子叶 Monocots（约 1/5 的物种）
│    ├── 泽泻目（水生基部）、百合目、天门冬目、露兜树目、薯蓣目…
│    └── 鸭跖草类 Commelinids → 棕榈目、鸭跖草目、姜目、禾本目（禾草的天下）
│
├── 金鱼藻目 Ceratophyllales（金鱼藻，水生，位置特殊）
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└── 真双子叶 Eudicots（约 70% 的物种；三孔花粉）
     ├── 基部真双子叶
     │    ├── 毛茛目 Ranunculales（毛茛科、小檗科、罂粟科、防己科、木通科）
     │    ├── 山龙眼目 Proteales（莲科！悬铃木科、山龙眼科）
     │    └── 黄杨目等
     ├── 石竹类 Superasterids 前哨 → 虎耳草目 Saxifragales（景天科、虎耳草科、芍药科、金缕梅科）
     │
     ├── 【石竹类 Superrosids/CPW线】
     │    └── 石竹目 Caryophyllales（石竹科、苋科(含藜)、蓼科、仙人掌科、
     │           马齿苋科、猪笼草科、茅膏菜科、甜菜/菠菜…）
     │
     ├── 【蔷薇类 Rosids】（约占真双子叶一半）
     │    ├── 豆类 Fabids（fabids）
     │    │    ├── 豆目 Fabales（豆科）
     │    │    ├── 蔷薇目 Rosales（蔷薇科、桑科、荨麻科、榆科、大麻科）
     │    │    ├── 壳斗目 Fagales（壳斗科、桦木科、胡桃科、木麻黄科）
     │    │    ├── 葫芦目 Cucurbitales（葫芦科、秋海棠科）
     │    │    ├── 卫矛目 Celastrales（卫矛科）
     │    │    ├── 金虎尾目 Malpighiales（大戟科、杨柳科、堇菜科、金丝桃科、
     │    │    │      西番莲科、叶下珠科、红树科、亚麻?——亚麻在牻牛儿苗目）
     │    │    └── 酢浆草目 Oxalidales（酢浆草科、杜英科）
     │    └── 锦葵类 Malvids（malvids）
     │         ├── 锦葵目 Malvales（锦葵科 s.l.(含椴/梧桐/木棉/榴莲)、瑞香科、龙脑香科）
     │         ├── 十字花目 Brassicales（十字花科、白花菜科、辣木科）
     │         ├── 无患子目 Sapindales（芸香科、无患子科、漆树科、楝科、苦木科、橄榄科）
     │         ├── 桃金娘目 Myrtales（桃金娘科、千屈菜科、柳叶菜科、野牡丹科、使君子科）
     │         └── 牻牛儿苗目 Geraniales（牻牛儿苗科）
     │
     └── 【菊类 Asterids】（约另 1/3，合瓣花大本营）
          ├── 山茱萸目 Cornales（山茱萸科、绣球花科、蓝果树科(珙桐)）
          ├── 杜鹃花目 Ericales（杜鹃花科、山茶科、报春花科、柿科、猕猴桃科、安息香科）
          ├── 冬青目 Aquifoliales（冬青科）
          ├── 伞形目 Apiales（伞形科、五加科、海桐科）
          ├── 桔梗类 Campanulids
          │    ├── 菊目 Asterales（菊科、桔梗科、睡菜科）
          │    ├── 川续断目 Dipsacales（忍冬科 s.l.(含锦带花/接骨木/荚蒾)、败酱）
          │    └── 伞形?（不，伞形目在 campanulids 外…注意：伞形目属于 campanulids 以外的位置）
          └── 唇形类 Lamiids
               ├── 龙胆目 Gentianales（龙胆科、夹竹桃科、茜草科、马钱科）
               ├── 茄目 Solanales（茄科、旋花科）
               ├── 紫草目 Boraginales（紫草科）
               └── 唇形目 Lamiales（唇形科、木犀科、紫葳科、爵床科、苦苣苔科、
                      车前科、马鞭草科(并入唇形科)、狸藻科、列当科）

勘误说明（这张图有两个“陷阱”请务必记住）： ① 莲属 Nelumbo 不在睡莲目！睡莲科（Nymphaeaceae）是早分家的水生基部类群，而莲花/荷花属山龙眼目 Proteales，与悬铃木（法国梧桐）是亲戚——形态相似纯属“水生适应的趋同”。 ② 伞形目 Apiales 位于 campanulids（桔梗类）之内（菊类主干上，与冬青目为邻）。读图时把它记在“菊类·桔梗类”一侧即可。 现代教材/名录以 APG IV (2016) 为准；本课程后续各讲均按此框架组织。

10.3 记分支的“锚点科”（背熟这 12 个，全图不散架）

每个大分支记一个“锚”，考你任何科，先想它像哪个锚：

分支	锚点科	一眼锚点
木兰类	木兰科	大花、螺旋排列花被、托叶包芽
单子叶	禾本科 / 兰科	平行脉；两侧对称+合蕊柱
基部真双子叶	毛茛科	多数雄蕊+多心皮螺旋排列（“木兰式”但草本）
石竹类	石竹科	对生叶、节膨大、特立中央胎座
豆类·豆目	豆科	蝶形花+荚果
豆类·蔷薇目	蔷薇科	5 基数花、多数雄蕊、核果/梨果
锦葵类·十字花目	十字花科	十字花冠+四强雄蕊+角果
锦葵类·锦葵目	锦葵科	单体雄蕊+副萼+掌状脉
桃金娘目	桃金娘科	叶对生+有透明油点+雄蕊多
菊类·菊目	菊科	头状花序+聚药雄蕊+瘦果
唇形类·唇形目	唇形科	四棱茎+对生叶+唇形花+坚果
唇形类·龙胆目	茜草科	对生叶+托叶间连成“托叶鞘状”/合花瓣

10.4 “单子叶 vs 双子叶”实战判别表（复习+升级）

性状	单子叶 monocots	真双子叶 eudicots
子叶	1 枚	2 枚
叶脉	平行/弧形为主	网状为主
花基数	3 基数（P3+3…）	4 或 5 基数
根系	须根系	直根系为主
维管束（茎横切）	散生、无形成层	环列、有形成层
花粉	单孔/单槽	三孔（eudicot 的定义特征！）

10.5 科的“影响力排行”（中国版，来自本课程名录）

中国接受种 Top 15 科（详见 data/中国植物科名录_按种数排序.csv，全部 486 科）：

排名	科	属	种	排名	科	属	种
1	菊科	278	2,584	9	苦苣苔科	53	869
2	豆科	223	2,000	10	杜鹃花科	25	866
3	禾本科	247	1,970	11	茜草科	112	787
4	兰科	200	1,811	12	报春花科	19	752
5	蔷薇科	60	1,179	13	伞形科	116	689
6	唇形科	107	1,094	14	鳞毛蕨科	13	584
7	毛茛科	36	1,039	15	十字花科	115	550
8	莎草科	37	918

规律：大科 = 认人的重点。仅前 4 名（菊豆禾兰）就占了中国的 ~21%。但注意——大科也意味着“属内差异大”，认科时抓科的共性特征（花公式），认种时再进属。

10.6 本讲自测

1. 背出被子植物四大创新，并解释双受精中 3n 胚乳的意义。
2. 莲花属于睡莲目吗？它真正的“亲戚”是谁？
3. 真双子叶植物的定义特征是什么（花粉层面）？
4. 写出 12 个锚点分支和它们的锚点科。
5. 中国最大的四个科是哪几个？合计约多少种？
6. 芸香科（柑橘）和无患子科（荔枝）同属哪个目？桃金娘科和千屈菜科呢？

📖 参考答案（先自答，再点开核对）

1. 四大创新：花（心皮包胚珠）、果实（子房壁成果皮）、双受精（1 精卵成胚、1 精极核成 3n 胚乳）、导管。3n 胚乳是受精后"新鲜定制"的储养组织，对杂种胚的支持效率高于裸子现成的 n 配子体组织。
2. 不在。莲花属山龙眼目莲科，与悬铃木近缘；与睡莲的相似是水生生活的趋同。
3. 三孔花粉（triapolate）——真双子叶的界定性状。
4. 木兰类→木兰科；单子叶→禾本科/兰科；基部真双子叶→毛茛科；石竹类→石竹科；豆目→豆科；蔷薇目→蔷薇科；十字花目→十字花科；锦葵目→锦葵科；桃金娘目→桃金娘科；菊目→菊科；唇形目→唇形科；龙胆目→茜草科。
5. 菊 2,584 + 豆 2,000 + 禾 1,970 + 兰 1,811 ≈ 8,365 种，约占全国 21%。
6. 芸香科与无患子科同属无患子目；桃金娘科与千屈菜科同属桃金娘目。

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下一讲（模块三开始）：11 · 单子叶植物主要科。