被子植物花的形态结构和功能
第八章 被子植物花的形态结构和功能
本章学习的目的和要求:
通过本章内容的学习,要求同学们了解被子植物花、花芽分化、开花、传粉和双受精等的基本概念,
掌握被子植物的生殖器官中雌雄蕊的发生、分化和成熟过程中的形态、结构和功能。懂得影响植物开花、
传粉、受精结实的内外在因素及其生物学意义。
本章学习的难点和重点:
花芽分化的过程及其结构特征;
雌雄蕊的发育和分化的解剖结构特征;
双受精过程及其意义;
本章教学与学习的方法:
多媒体教学(自制课件)
讲授与板书相结合
提问
本章板书内容(见讲稿黑体字)
本章讲授内容如下:
繁殖:植物生长发育到一定时期,由旧个体产生新个体,以延续种族的现象称为繁殖或生殖。
植物的繁殖主要有三种类型:
1、营养繁殖:植物营养体的某一部分再生直接形成新个体。如扦插、嫁接等。
2、无性繁殖:在植物体上产生具有繁殖能力的孢子,在适宜的条件下孢子直接发育成为新
个体。
3、有性生殖:植物产生雌、雄性细胞(配子),两者结合形成合子(受精卵),再由合子发
育成新的个体。
生殖器官:花、果实和种子都与植物的生殖有关,称为生殖器官。
第一节 花的组成和发生
一、花是适应于生殖而节间缩短的变态短枝条。
(一)花梗(花柄):是连接茎的小枝,也是茎和花相连的通道,并支持着花。有长、有短、
或无。
(二)花托:是花梗顶端略膨大的部分,着生花萼、花冠等部分,有多种形状。
(三)花萼:花最外轮的变态叶,由若干萼片组成;常绿色,有离萼、合萼、副萼。有保护
幼花的作用。
(四)花冠:花第二轮的变态叶,由若干花瓣组成;常有各种颜色和芳香味。有离瓣花、合
瓣花。可吸引昆虫传粉,并保护雄蕊、雌蕊。
花被:花萼和花冠的合称。常分为两被花、单被花、无被花(裸花)三类。
(五)雄蕊群:一朵花内所有雄蕊的总称,有多种类型,但每个雄蕊的结构如下:
花丝:常细长,有支持和输导的作用。
雄蕊
花药:呈囊状,产生大量花粉粒。
(六)雌蕊群:一朵花内所有雌蕊的总称。多数植物的花,只有一个雌蕊。
柱头:承受划分的地方,有各种形状。
雌蕊 ——— 果皮
子房
————种子
组成雌蕊的基本单位是心皮,雌蕊可由1或多个心皮组成。而心皮是一种变态叶。
单雌蕊:雌蕊是由一个心皮构成。
雌蕊 离生单雌蕊:一朵花中有多数彼此分离的单雌蕊。
类型 复雌蕊(合心皮雌蕊):一朵花中只有一个由两个或两个以上心皮组成的雌蕊。
雄蕊群、雌蕊都是花的重要组成部分。明确完全花与不完全花的概念。据花中雌、雄蕊具备
与否,将花分为三类:即两性花、单性花、无性花(中性花)。且应明确雌雄同株、雌雄异
株等概念。
注意:萼片、花瓣、雄蕊、心皮都是变态叶,而雄蕊和心皮都是能生育的变态叶。
二禾本科植物的花及小穗
小穗轴
颖片
小穗组成
外稃: 中脉常外延成芒
小花
花 雄蕊:三或六枚
第二节 雄蕊的发育及结构
一、雄蕊的发育
雄蕊原基经顶端生长和原基上部的有限的边缘生长,分化出花丝和花药两部分。
雄蕊 4或2个):内含花粉粒。
花药
:与花丝的维管束相连。
二、花药的发育和结构
后解体。
4个,N )
(内层) 或分裂
(二)成熟花药的结构:常由药隔和两对花粉囊组成。
1、药隔:药隔主要由周韧维管束和薄壁组织构成,有支持、连接与输导作用。
2、花粉囊:常由2
对花粉囊组成。每个花粉囊的结构如下: 表皮:保护。
纤维层(药室内壁):与花药开裂有关。
—— 中层:最后消失。
花粉囊 绒毡层:为花粉粒发育提供养料。最后消失。
三、花粉母细胞的减数分裂
(二)减数分裂的简要过程
1、减数分裂的第一次分裂:历时较长,变化较复杂。可人为的分为前期、中期、后期
与末期。主要是进行染色体数目减半的过程。
2、减数分裂的第二次分裂:基本上与有丝分裂相似,主要是染色体进行分裂的过程。
一个花粉母细胞经过减数分裂后形成四个子细胞,每个细胞外都有胼胝质包围或分隔,
彼此集合在一起,称为四分体。
四、花粉粒的形成和发育
胼胝质壁溶解
四分体 个单核花粉粒(细胞壁薄、细胞质浓、核位于细胞中央)
细胞液泡化 有丝分裂 营养细胞(大)
——— 单核花粉粒(核及细胞质偏向一侧) (两者仅以质膜相隔离)
有丝分裂
精细胞
精细胞
五、花粉粒的形态和结构
1、形态:不同植物种花粉粒形态差别较大,可作为植物分类的依据。
形状:球形、椭圆形、三角形、四方体等。
大小:直径为15-50μm,大者250μm。
纹饰:不同种花粉粒外壁具备各种图案,网状、刺状、颗粒状、条纹状等。
2、结构:成熟花粉粒壁由内外二层组成。其外壁上具萌发孔(萌发沟),内含一个营养细
。
外壁:较厚,主要由孢粉素组成,具各种
花粉粒壁 雕纹和一至多个萌发孔(沟)。
内壁:较薄,在萌发孔处较厚
成熟花粉粒
营养细胞(N )
精细胞(N )
生殖细胞(N )—————
精细胞(N ,雄配子)
(2-细胞花粉粒:约70%的被子植物在此时花粉粒即发育成熟) 第三节 雌蕊的发育及其结构
一、 雌蕊是由心皮向内卷合而成的,有腹缝线和背缝线之分,心皮边缘相联合的部分叫腹
缝线,胚珠就着生在腹缝线上。而心皮中央相当于叶片中脉的位置叫背缝线。每个心皮上常
有维管束分布,即腹束和背束。
雌蕊在形态上包括三部分:柱头、花柱和子房。
(一)柱头的类型:①干柱头 ②湿柱头
(二)花柱的类型:①空心型花柱②实心型花柱
(三)子房的类型:
子房室:一至多室。
胎座:胚珠着生在子房壁上的位置。
二、胚珠的组成和发育
(一)组成:胚珠由珠心、珠被、珠柄、合点珠孔等几部分组成。
(二)发育: 平周分裂 胎座表皮下的一些细胞 胚珠原基 基部 珠心基部表皮
(三)类型:直生胚珠、倒生胚珠、弯生胚珠、横生胚珠。
三、胚囊的发育和结构
在珠被形成前或与它同时,珠心内部也发生变化,最后形成胚囊。
分裂
珠心细胞 减数分裂
2N
2N ) (N )
N )
3个消失(核增大)32N )
个极核)(2N )
1个发育 (N ) N )
(近合点端) N )
(雌配子体)
第四节 开花、传粉和受精
一、开花:当雄蕊中的花粉粒和雌蕊中的胚囊(或二者之一)已成熟时,花被即行开放,露
出雄蕊和雌蕊,这种现象称之为开花。
开花期:一株植物,每年从第一朵花开放至最后一朵花开完所经历的时间。
二、传粉(授粉):成熟的花粉粒借外力传到雌蕊柱头上的过程。传粉是受精的前提。
(一)自花传粉和异花传粉
最典型的自花传粉为闭花受精
(二)植物对异花传粉的适应
有几种形式:1、单性花2、雌雄蕊异熟3、雌雄蕊异长4、雌雄蕊异位5、自花不孕。 风媒花:花小而多,花被不显著,花丝细长;花粉多、小而轻、光滑;柱头大,常羽毛状。
虫媒花:花冠大而鲜艳,具气味,有蜜腺;花粉大、粗糙、有粘性。
三、受精 雌雄性细胞,即卵细胞和精细胞的互相融合过程,称为受精。其步骤为: 传粉 花粉在柱头上萌发 花粉管在花柱中伸长 子房壁 子房室
常经珠孔
释放精细胞
(一)花粉粒的萌发和花粉管的生长
1、花粉粒的萌发:传粉后经柱头识别,亲和的花粉粒从柱头上吸水和养料,增加内压,由内壁经萌发孔向外突出,形成花粉管的过程。
2、花粉管的生长:花粉管进入花柱,并从中吸收糖类等物质,合成新管壁沿子房内壁或胎座至子房室;常经珠孔或合点、珠被进入胚珠的胚囊;同时2-细胞花粉粒中的生殖细胞在花粉管中进行有丝分裂形成2个精细胞。
(二)双受精过程及其特点
1、双受精:卵细胞和中央细胞分别与两个精细胞互相融合的过程,是被子植物有性生殖的特有现象。
2、双受精过程:花粉管通常经过珠孔进入珠心,最后进入胚囊,花粉管端壁形成小孔并喷出2个精细胞1个营养核及其它营养物,随后2个精细胞转移到卵细胞和中央细胞附近,一个精细胞的质膜与卵细胞的质膜融合,精核入卵,两者的核膜融合、核质融合、核仁融合形成受精卵(合子),受精卵进一步发育形成胚(2N )。其中另一个精细胞的质膜与中央细胞的质膜融合,两者的核膜融合、核质融合、核仁融合形成初生胚乳核,初生胚乳核进一步发育形成胚乳(3N )。
3、双受精的意义:
(1)产生二倍体的合子,具有父母本的双重遗传性,恢复了各种植物原有的染色体数,保
持了物种遗传的稳定性。出现新的遗传性状,利于选择优良变异的后代,培育成新的品种。
(2)初生胚乳核结合了父母本的遗传性,更适合作为胚发育的养料,使后代变异更大,生
活力更强。
(三)受精的选择性和多精如卵
1、受精的选择性:(1)雌蕊和花粉粒间的相互识别 (2)卵细胞选择合适的精细胞
2、多精子现象:同时有几个花粉管进入胚囊中,这时胚囊中有2个以上的精细胞。
3、多胚现象:胚囊中多余的精细胞与助细胞或反足细胞受精,发育成胚,产生1个以上的胚。
4、多精入卵现象:有2个以上的精细胞进入到卵细胞中。
问题与思考:
1. 什么叫花?什么叫花芽分化?以油菜、桃和小麦为例说明单双子叶植物的花芽分化。
2. 掌握双子叶植物和禾本科植物的花序的结构特征。
3. 表解被子植物的雌雄蕊的发生和分化过程中的结构及其差异特征。
4. 简要说明被子植物适应异花传粉的结构特征。
5. 简要说明双受精的过程及其意义。
6. 简要说明单双子叶植物胚和胚乳发育的基本过程和特征。
7. 被子植物的种子和果实发育中的结构和传播的关系是什么?
8. 简要说明被子植物的生合史过程及其特征。