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關于植物分類的基礎知識
植物分類學(Plant taxonomy 或Plant classification)是研究植物類群的分類，探索植物親緣關系，闡明植物界自然系統的科學。那么關于植物分類的基礎知識有哪些?下面百分網小編為大家整理了相關關于植物分類的基礎知識，希望大家喜歡。
一、植物分類方法
(一)形態分類學
形態分類學是依據植物外部形態特征，對植物全面觀察和進行對比分析，研究其相似性與變異性，區別和確定不同的植物類群。隨著電子顯微鏡的誕生與應用，形態分類學已由宏觀描述進入微形態學領域，以便更詳盡地觀察和描述植物的形態特征。
(二)實驗分類學
實驗分類學是采用栽培對照實驗的方法研究植物形態變異本質的學科，其研究方法是把要研究的不同生境中的植物引種到環境條件相似的實驗園里進行栽培對照試驗，同時進行雜交試驗，以確定其遺傳型變異和表現型變異及生殖隔離情況。奧地利植物學家Kerner(1895)選取低地生活的植物種子樣品，把它們種在兩個不同的實驗園里，一個是在低海拔地區的維也納，海拔150m;另一個是在高海拔地區的梯羅爾，海拔2900m。發現高海拔實驗園種植的植物都有顯著的表現型飾變，如莖矮、花小且少、含有更多的花色素甙。從這些植物中采集種子種在低海拔地區的維也納，這些植物又恢復到它們低地生活的形態。說明生態環境對植物形態的變異有很大的影響。該領域另一個著名的植物學家是圖森(Turesson)，他發現來自不同地區植株的形態差異部分屬于可塑性差異，通過栽培就消失了，但這不是全部差異，通常有一種遺傳學基礎。
(三)細胞分類學
細胞分類學(Cytotaxonomy)，也叫染色體分類學，其實質是利用染色體的數目、形態結構、核型資料探討分類學問題。染色體資料在植物分類中的應用表現在植物分類、植物系統學和物種生物學方面，主要意義是：(1)用作鑒別和區分類群的特征，揭示類群之間的親緣關系，審定和修改原來的分類系統;(2)揭示物種形成機制和類群進化方向;(3)和地理分布資料相結合，用來推斷某一類群的起源中心，昔日的分布和遷移路線，指示植物區系特點和成因以及植物類群分布的規律。
牡丹科(Paeoniaceae)的劃分是染色體分類的最好例證。過去，牡丹屬(Paeonia)歸于毛茛科，但是，牡丹屬的染色體基數是5，染色體極大，是被子植物中具最大型染色體的屬之一，與毛茛科其它屬植物的染色體不同，再加上化學成分等方面的差異，將牡丹屬成立為科，甚至獨立為牡丹目(Paeoniales)。
(四)孢粉分類學
孢粉分類學是指利用植物孢粉學資料解決植物分類學問題的一門學科。孢粉是指植物的性孢子和花粉。種子植物的花粉形態特征比較穩定，可用于一些科、屬、種的正確劃分以及有關植物演化關系的探討。絕大多數被子植物的花粉形狀和萌發結構各不相同，被子植物花粉的孔、溝數目、位置、花粉壁的結構和紋飾等特征可用于植物分類學研究。
(五)化學分類學
化學分類學是揭示物種在分子水平上所反映出來的特有矛盾的學科。它一方面在分子水平上提供植物分類學特征，彌補形態分類學的不足;另一方面研究物種的系統發育在分子水平上反映出來的規律性。植物化學分類學的任務主要是通過各級分類群所含化學成分的特性和生物合成途徑的研究;探索化學成分在植物系統發育中的分布規律;從植物化學成分的角度，研究植物的系統發育。
用于植物分類的化學成分共有十大類，即糖類、甙類、黃酮類、植物堿、萜類、揮發油、鞣質、酶、蛋白質、核酸。
植物化學分類的準則：(1)普遍存在的化合物對于較低單位的分類意義不大，如纖維素、葉綠素等;(2)分布獨特或十分稀少的化合物意義不大，可能僅對種的鑒定有些幫助;(3)在植物化學分類學中有意義的化合物是有限分布的化合物，如異黃酮僅在幾個科中存在，具有重要的分類學價值，可以借助它區分幾個科。
植物化學分類的研究對象：(1)植物代謝次生成分中的有限分布的化合物。所謂次生成分是指在基本代謝中積累起來的無明顯作用的一類物質，屬于植物體內的低分子類化合物;(2)植物化學分類學研究中，如果兩個化合物結構相同，但它們的生物合成途徑不同，應把它們看作是在生物學上有區別。
(六)分子生物學方法
DNA序列直接反映物種的基因型，記錄了物種進化過程中發生的很多信息，因此，DNA序列研究為植物分類研究提供了更加可靠的證據。PCR(Polymerase chain reaction)和DNA自動測序技術的發展，為利用分子生物學資料進行植物分類研究奠定了基礎。
在研究中，人們要根據不同問題選擇不同的研究對象，如研究科以上的類群分類，要選擇相對保守的DNA分子，研究較多的是葉綠體DNA和核糖體DNA。葉綠體DNA中的一些序列很保守，很少發生序列重排，例如，由葉綠體DNA基因組編碼的磷酸核酮糖羧化氧化酶大亞基(rbcL)就是研究科以上類群的很好材料。核糖體DNA廣泛存在于植物體內，常被用來研究種內或親緣關系很近的種間或屬間分類。基于PCR原理的RAPD(Random Amplified Polymorphic DNA)、AFLP(Amplified Fragment Length POlymorphism)等技術所檢測的位點為隨機分布在基因組中的DNA片段，已越來越多地應用于種間、種內和居群間的親緣關系研究中。
(七)數量分類學
數量分類學(Numerical taxonomy)是指用數值方法根據其性狀狀態將分類單位歸類成類元，用統計學或其他數學方法從數據引出種系發生的推論。數量分類學使數學理論借助電子計算機技術解決分類學問題，把一門描述性的分類學提高到定量水平上，為這門古老的學科發展開拓了新的前景。
數量分類學依據分類群的全面相似性進行分類，分類的性狀愈多，愈全面，分類的結果愈好。每個性狀對建立自然分類群是同等重要的。任何二實體的全面相似性，是其所有形狀比較的相似性函數。不同的分類群能夠被各種性狀在被研究的有機物類群中相關的'差異加以區別。有關進化途徑和進化機制的某些假定，可以從組群的分類學結構和性狀相關作出種系發生的推論。分類是以表征相似性為基礎的。
數量分類學的優點是數量分類學有綜合多種來源數據的能力，如形態學、化學、生態學等。大部分分類過程自動化，效率高。以數值形式編碼的數據，計算機綜合處理，能夠用于編制記述、檢索、目錄、地圖和其他文件。由于方法是定量的，能夠給出比常規方法更好的分類。由于要求使用更多、更好的描述性狀，能夠改善常規分類的質量。
二、 植物分類的單位
將自然界數量繁多的植物種類按一定的分類等級進行排列，并以此表示每一種植物的系統地位和歸屬，是植物分類的一項主要工作。常用的植物分類等級單位主要有：界、門、綱、目、科、屬、種，其中種是基本的分類單位，由親緣關系相近的種集合為屬，由相近的屬組合為科，如此類推。在每個等級單位內，如果種類繁多，還可劃分更細的單位，如亞科、族、組、亞種、變種、變型等。每一種植物通過系統分類，既可以顯示出其在植物界的地位，也可表示出它與其它植物種的關系。
現以小麥為例，說明它在植物分類上的各級單位：
界 植物界(Regnum vegetabile)
門 被子植物門(Angiospermae)
綱 單子葉植物綱(Monocotyledoneae)
亞綱 穎花亞綱(Glumiflorae)
目 禾本目(Graminales)
科 禾本科(Gramineae)
屬 小麥屬(Triticum)
種 小麥(Triticum aestivum L.)
種(species)。是分類學上的基本單位，是具有相同的形態學、生理學特征和一定自然分布區的生物群，種內個體間能自然交配產生正常能育的后代，種間存在生殖隔離。種是客觀存在分類單位，它既有相對穩定的形態特征，又是在進化發展中。一個種通過遺傳、變異和自然選擇，可能發展成另一個新種。現在地球上眾多的物種就是由共同祖先逐漸演化而來的。
亞種(subspecies，subsp.)。種內類群，是指同一種內由于地域、生態或季節上的隔離而形成的個體群。
變種(variety，var.)。種內的種型或個體變異，是指具有相同分布區的同一種植物，由于微生境不同而導致植物間具有可穩定遺傳的一些細微差異。如瓠子〔Lagenaria siceraria var.hispida (Thunb.) Hara〕為葫蘆〔L.siceraria(Molina)Standl.〕的變種。
變型(form, f.)。是指分布沒有規律，僅有微小的形態學差異的相同物種的不同個體。如毛的有無，花的顏色等。
品種(cultivar, cv.)。不是植物分類學中的分類單位，而是屬于栽培學上的變異類型。通常把人類培育或發現的有經濟價值的變異(如大小、顏色、口感等)列為品種，實際上是栽培植物的變種或變型。
三、植物的命名法規
自然界種類繁多，每種植物都有其地方土名，這樣就出現了許多同物異名和同名異物現象，如土豆、洋芋、馬鈴薯指的是同一種植物;玉米、棒子、包谷、玉蜀黍也是同物異名，這些現象在植物名稱上造成極大的混亂。為了促進全世界植物名稱的統一和穩定，瑞典植物學家林奈(Carl Linnaeus)(1707-1778)創立了雙名法命名，后來于1867年國際植物學會上正式通過了德堪多(A.De candolle)提出的《國際植物命名法規》(Inter-national Code of Botanical Nomenclature，簡稱 ICBN)，并以林奈(Linn.)1753年發表的《植物種志》(Species Plantarum)一書所載的植物全部用雙名法命名為起點，凡此書已經命名的植物均為有效名。ICBN成為國際植物命名的法規準則。
種的學名由拉丁文或拉丁化的屬名 + 種加詞 + 命名人縮寫構成，這種命名方式稱為雙名法命名，如銀杏 Ginkgo biloba L. 等。屬名的第一個字母大寫，是名詞;種加詞一律小寫，為形容詞;命名人縮寫的第一個字母須大寫。
如果是亞種、變種或變型，命名時要在其種名后加上亞種(subspecies)、變種(variety)或變型(form)的縮寫(subsp.)、(var.)或(f.)，然后再加上亞種、變種或變型加詞，最后仍要有命名人的姓氏或其縮寫。如糯稻是稻的一個變種，其學名是：Oryza sativa L.var.glutinosa Matsum.。
植物被命名后經后人研究認為需要改變其分類位置或等級時，就必須進行重新組合，更正后需將原命名人用括號保留在學名中，如射干Belamcanda chinensis (L.) DC.，是林奈1753年最先發表的，歸于Ixia屬，定名為Ixia chinensis L.，1807年De Candolle研究后認為應該歸于Belamcanda屬，所以更名為Belamcanda chinensis (L.) DC.，同時將原命名人林奈用括號保留在學名中。
每一種植物只能有一個合法學名，如果出現異名則寫于合法學名之后的括號內或在其合法學名之后加Syn.，如Belamcanda chinsensis (L.) DC.(Ixia chinensis L.)或Belamcanda chinensis (L.)DC.Syn.Ixia chinensis L.
有些植物學名在命名人之后有ex再有另外一個命名人，如藏麻黃Ephedra saxatilis Florin ex Royle.，意為該種曾由Royle.研究過，但是沒有正式發表，后來由Florin正式發表。
如果某一植物是新種則在學名后加sp.nov.，如云南蘿芙木Rouwolfia yunnanensis Tsiang.sp.nov.。其他如新屬gen.nov.、新亞種ssp.nov.、新變種var.nov.、新變型f.nov.等。
模式標本是新種發表的依據標本，對于鑒別植物有重要作用，科中有模式屬，屬中有模式種。模式標本共有7類：
(1)全模式標本(正模式標本、主模式標本、模式標本Holotype,Type)。用作新種的描述、命名和繪圖。
(2)同號模式標本(Isotype)。與全模式為同一采集號標本，只有一份為全模式標本，其余為同號模式標本。
(3)合用模式標本(Syntype)。當命名人未指定全模式標本或指定了兩號以上的全模式標本(如一號為雌株，另一號為雄株)時，凡是命名人所引用的標本均稱為合用模式標本。
(4)同舉模式標本(Paratype)。在原描述中除全模式標本外同時指出的標本。
(5)選定模式標本(Lectotype)。原描述中沒有肯定全模式標本，以后學者在其原始材料中選用一號符合原始描述的標本。
(6)原產地模式標本(Topotype)。當得不到某種植物的全模式標本時，根據記載到其原產地采集的同種植物選出一份代替全模式標本的標本。
(7)新模式標本(Neotype)。當所有某種植物的原始標本都喪失時重新選定的標本。
四、植物檢索表及其應用
植物檢索表是植物分類學中識別鑒定植物的鑰匙。檢索表的編制是根據法國人拉馬克(Lamarck，1744-1829)的二歧分類原則，將要編制的檢索表中需容納的所有植物，選用一對以上顯著不同的特征，分成兩類;然后又從每類中再找出相對的特征再區分為兩類;如此下去，直到所需要的分類單位(如科、屬、種等)出現。植物檢索表常用的表達方式有等距(定距)檢索表和平行(階梯)檢索表兩種。
(一)等距檢索表
等距檢索表是最常采用的一種，在這種檢索表中，將每一對相對的特征，編為同樣號碼，并列在書頁左邊同樣距離處，每一對相同的號碼在檢索表中只能使用一次，如此繼續下去，逐級向右錯開，描寫行愈來愈短，直至追尋到科、屬或種為止。這種檢索表的優點是每對相對性狀的特征都被排列在相同距離，一目了然，便于查找。不足之處是當種類繁多時，左邊空白太大，浪費篇幅。
現用小麥(Triticum aestivum L.)、玉米(Zea mays L.)、稻(Oryza sativa L.)、高粱(Sorghum vulgare Pers.)、大豆〔Glycine max (L.) Merr.〕、棉花(Gossypium hirsutum L.)、花生(Arachis hypogaea L.)、黃瓜(Cucumis sativus L.)、油菜(Brassica campestris L.)、蘿卜(Raphanns sativus L.)等10種作物編制成一個分種定距檢索表，以說明其編制方法及格式：
1.葉由葉片、葉柄或托葉組成;網狀葉脈;直根系
2.單葉
3.花兩性;上位子房;角果或蒴果
4.四強雄蕊;角果
5.花黃色;果熟后開裂…………………………………………………油菜
5.花淡紅色或紫色;果熟后不開裂;具肉質直根……………………蘿卜
4.單體雄蕊;蒴果 …………………………………………………………棉花
3.花單性;下位子房;瓠果 …………………………………………………………黃瓜
2.復葉
6.羽狀三出復葉;莢果熟后開裂…………………………………………………大豆
6.偶數羽狀復葉;莢果熟后不開裂………………………………………………花生
1.葉由葉片和葉鞘組成;平行葉脈;須根系
7.一年生高大草本，莖桿高2m以上;節間實心
8.花兩性;圓錐花序頂生……………………………………………………………高粱
8.花單性，雌雄同株;雄花序圓錐狀頂生，雌花序肉穗狀腋生…………………玉米
7.一或二年生草本，莖桿高一般在1m以下;節間中空
9.圓錐花序，小穗有柄;雄蕊6個 ……………………………………………………稻
9.穗狀花序直立，頂生，小穗無柄;雄蕊3個 ……………………………………小麥
(二)平行檢索表
平行檢索表是把每一對相對特征的描述并列在相鄰的兩行里，便于比較。在每一行后面或為一植物名稱，或為一數字。如為數字，則另起一行重寫，與另一對相對性狀平行排列，如此直至終止。這種檢索表的優點是排列整齊、節省篇幅，缺點是不如定距檢索表那么一目了然。還以上述10種植物說明。
1.葉由葉片、葉柄或托葉組成;網狀葉脈;直根系………………………………………2
1.葉由葉片和葉鞘組成;平行葉脈;須根系………………………………………………7
2.單葉…………………………………………………………………………………………3
2.復葉…………………………………………………………………………………………6
3.花兩性;上位子房;角果或蒴果…………………………………………………………4
3.花單性;下位子房;瓠果………………………………………………………………黃瓜
4.四強雄蕊;角果……………………………………………………………………………5
4.單體雄蕊;蒴果…………………………………………………………………………棉花
5.花黃色;果熟后開裂……………………………………………………………………油菜
5.花淡紅色或紫色;果熟后不開裂;具肉質直根………………………………………蘿卜
6.羽狀三出復葉;莢果熟后開裂…………………………………………………………大豆
6.偶數羽狀復葉;莢果熟后不開裂………………………………………………………花生
7.一年生高大草本，莖桿高2m以上;節間實心…………………………………………8
7.一或二年生草本，莖桿高一般在1m以下;節間中空…………………………………9
8.花兩性;圓錐花序頂生…………………………………………………………………高粱
8.花單性，雌雄同株;雄花序圓錐狀頂生，雌花序肉穗狀腋生………………………玉米
9.圓錐花序，小穗有柄;雄蕊6個…………………………………………………………稻
9.穗狀花序直立，頂生，小穗無柄;雄蕊3個……………………………………………小麥
常用的檢索表有分科、分屬和分種檢索表，可以分別檢索出植物的科、屬、種。要正確檢索一種植物，首先要有完整的檢索表資料。其次，要掌握檢索對象的詳細形態特征，并能正確理解檢索表中使用的各項專用術語的涵義，如稍有差錯、含混，就難以找到正確的答案，因此，在檢索過程中，須要十分細心，并要有足夠的耐心。
檢索一個新的植物種類，即使對一個較有經驗的工作者來說，也常會經過反復和曲折因此，檢索的過程也是學習、掌握分類學知識的過程。
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