一、蕨类植物的孢子体

蕨类植物孢子体发达，有根、茎、叶之分，为多年生草本，稀一年生，陆生或附生。

（一）根

蕨类植物无主根，只有不定根，着生于直立的根状茎上。根内具原生中柱，无次生生长，不能加粗，表面有根毛，用来吸收水分和营养物质。

（二）茎

绝大多数蕨类植物的茎是根状茎，或直立斜升，或细长横走，少数为缠绕藤本，极少数呈乔木状。蕨类植物的茎在进化过程中特化成具有保护作用的毛茸和鳞片，毛茸和鳞片的类型和结构很复杂，毛茸有单细胞毛、腺毛、节状毛、星状毛等，鳞片膜质，常有粗或细的筛孔（图9-1）。

（三）叶

蕨类植物的叶多从根茎上长出，幼时呈拳曲状。传统上根据叶片的不同，把蕨类植物分为两大类：小型叶蕨类（拟蕨类）和大型叶蕨类（真蕨类）。小型叶蕨类较原始，叶小，由茎的表皮细胞突出而成，无叶隙和叶柄。仅有不分枝的叶脉。如石松科、卷柏科、木贼科等植物。大型叶蕨类分叶柄和叶片两部分，叶脉多分枝，是进步类型。如真蕨类植物。

蕨类植物的叶通常兼有营养和生殖两种功能，分为孢子叶和营养叶。孢子叶是产生孢子囊和孢子的叶，又称能育叶。营养叶仅能进行光合作用，不能产生孢子囊和孢子，又称不育叶。有些蕨类植物的孢子叶和营养叶不分，既能进行光合作用，又能产生孢子囊和孢子，叶的形状也相同，称为同形叶，如石韦、粗茎鳞毛蕨等。也有孢子叶和营养叶形状和功能完全不相同的，称为异形叶，如紫萁、荚果毛蕨等。

（四）孢子囊、孢子囊群

蕨类植物的孢子囊在小型叶蕨类（拟蕨类）中，通常近轴而单生于叶腋，如石松、卷柏的一些种和木贼属。孢子叶通常集生在枝的顶端，形成球状或穗状，称孢子叶球或孢子叶穗。在大型叶蕨类（真蕨类）中，孢子囊通常远轴而生于叶片下面（原始类群的生于叶缘）。通常多数聚生在位于叶脉的表皮分化形成的囊托上，而呈各种形状的孢子囊群（sorus）。孢子囊群有各种形状如圆形、肾形、长圆形、线形等。原始类型的孢子囊群裸露，进化类型常有膜质的囊群盖覆盖（图9-2）。水生蕨类的孢子囊群生于特化的孢子果内。

孢子囊壁由单层或多层细胞构成，在细胞壁上有不均匀增厚形成的环带。环带着生的位置有多种形式，如顶生环带（如海金沙）、横生中部环带（如芒萁）、斜行环带（如金毛狗脊）、纵型环带（如水龙骨）等（图9-3）。这些环带对孢子的散布和种类的鉴别有重要意义。

（五）孢子

通常肉眼所见到的绿色蕨类植物即是它的孢子体，孢子体上产生孢子囊，每一个孢子囊内产生大量的、肉眼看不清的、直径10～100μm的孢子。孢子比重小，悬浮于空气中，随气流或水流漂移到各处，在适当的环境中萌发，长出微小的绿色叶状体—配子体。孢子的形状常为两面形、四面形或球状四面形，外壁光滑或有脊及刺状突起或有弹丝。绝大多数蕨类植物产生的孢子在形态大小上是相同的，称为孢子同型，少数蕨类如卷柏属和水生真蕨类的孢子大小不同，即有大孢子和小孢子的区别，称为孢子异型。异型孢子是一种进化的表现。产生大孢子的囊状结构叫大孢子囊，大孢子萌发后形成雌配子体；产生小孢子的囊状结构叫小孢子囊，小孢子萌发后形成雄配子体。雌雄配子结合后形成合子，然后发育成胚，再成长为常见的绿色孢子体。这个过程就是蕨类植物特有的世代交替生活史。

（六）维管系统

蕨类植物的孢子体内部有了明显的维管组织的分化，形成各种类型的中柱，蕨类植物的中柱体较为复杂，随科属而不同，有时同一株植物随不同发育年龄而有所改变。主要类型有原生中柱、管状中柱、网状中柱和散状中柱等。其中原生中柱为原始类型，仅由木质部和韧皮部组成，无髓部，无叶隙。原生中柱包括单中柱、星状中柱、编织中柱。管状中柱，中央为薄壁细胞形成的髓部，向外为木质部和韧皮部。由于韧皮部的位置不同，又分为外韧管状中柱（仅木质部外有一圈韧皮部）和双韧管状中柱（木质部内外各有一圈韧皮部）。网状中柱、真中柱和散状中柱是演化到最进化的类型，在种子植物中常见（图9-4）。