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出,在末端膨大,是为块茎,块茎上有一个个芽眼,是节所在地,上有鳞叶,但早落见不到,芽眼上有鳞芽。如仙客来等。
鳞茎:地下茎极度缩短,叫鳞茎盘基部有不定根,最外面的几片鳞片变成干膜质,起保护作用。如水仙、百合等。
球茎:地直茎先端膨大,略成球形,如海芋等。 2.地上茎变态
茎刺:枝条变态为刺,具有保护作用,称为茎刺或枝刺。如柚、山楂、柘树、长叶柞木、枸杞、钩藤。
茎卷须:枝条变成卷须,攀援用,葡萄科植物,瓜类、葫芦科植物(卷须在叶腋)。
叶状茎:茎扁平、叶状、呈绿色,能进行光合作用,叶则退化成鳞片状、针状,甚至缺失,如昙花、竹节蓼等。
肉质茎(:茎成球状、块状、多棱柱,具叶绿体,能光合作用,茎上有变为刺状的变态叶。薯蓣科的珠芽侧是由地上茎的腋芽变成小球体,形状、构造和块茎相似。
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第二章 植物的繁殖器官 (12学时)
教学内容:花的组成;胎座的类型;花序的类型;双受精的意义;种子和果实的形成;果实的类
型。
教学目的:掌握被子植物花的形态、结构、;掌握各种类型果实的特征。
重点难点:受精过程以及受精卵发育成胚,胚珠发育成种子,雌蕊发育成果实的过程; 花和果
实序的类型
教学方式:通过繁殖器官各发育时期丰富的图片讲授,并结合实践课程学习。
植物的全部生命活动周期中,包含着两个互为依存的方面:维持本身一代的生存和保持种族的延续。植物本身一代的生存是有一定的时限的,都要经过衰老、死亡的过程。所以植物在生长发育到一定阶段的时候,就必然通过一定的方式,从它本身产生新的个体来延续后代,这就是植物的繁殖。
植物的繁殖可分为三种类型:
营养繁殖是通过植物营养体的一部分从母体分离开去(有时不立即分离),进而直接形成一个独立生活的新个体的繁殖方法;
无性生殖是通过一类称为孢子的无性生殖细胞,从母体分离后,直接发育成为新个体的繁殖方式;
有性生殖是由两个称为配子的有性生殖细胞,经过彼此融合的过程,形成合子或受精卵,再由合子或受精卵发育为新个体的繁殖方式,是繁殖方式中的进步形式。有性生殖的配子,可以是从不同生活条件下生长的两个个体,或是从同一个体的不同部位上形成。
第一节 花(3+3学时)
一.花的概念和花的组成 (一) 花的概念
来源:花原基或花序原基。
通常认为,花是适合于繁殖作用的、不分枝的变态短枝,以形成有性生殖过程中的大、小孢子和雌雄配子,并进一步发展为种子和果实。 (二) 花的组成
一朵完整的花可分为五个部分,即花柄、花托、花被、雄蕊群和雌蕊群。
1.花柄或称花梗:是着生花的小枝,可以把花展布在枝条的显著位置上;同时,也是花朵和茎相连的短柄。
2.花托:是花柄的顶端部分,一般略膨大,花的其它各部分按一定的方式排列在它上面。花托有各种形状,如圆锥、杯状、圆盘状等。
3.花被:着生在花托的外围或边缘部分,是花萼和花冠的总称,由扁平状瓣片组成,在花中主要
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起保护作用,有些花的花被还有助于花粉传送。
4.雄蕊群:是一朵花中雄蕊的总称,由多数或一定数目的雄蕊所组成,位于花被的内方或上方,在花托上呈螺旋状或轮状排列。少数原始被子植物的雄蕊呈薄片状或扁平状,其余大多数是由花丝和花药两部分组成的。
5.雌蕊群:是一朵花中雌蕊的总称,位于花的中央或花托顶部,每一雌蕊由柱头、花柱和子房三部分组成。柱头是雌蕊顶端接受花药的地方,通常膨大或者扩展成各种适应传粉的形状,并且分干燥型和湿润型两种;花柱位于柱头与子房之间,是花粉管进入子房的通道,通常管状;子房位于雌蕊基部,由子房壁、子房室、胎座、胚珠等部分组成。
每一胚珠由珠心、珠被和珠柄所组成。
一朵具备以上各部分结构的花称为完全花,如果有一部分或二部分缺少不全的,称为不完全花。花萼和花冠全缺的称无被花,仅有花萼的为单被花。雌蕊和雄蕊如果在一朵花上同时兼备的称为两性花,单具一种花蕊而缺乏另一种花蕊的称为单性花,其中只有雌蕊的称雌花,只有雄蕊的称雄花。花被保存而花蕊全缺的称无性花或中性花。无被花、单被花、单性花和中性花都属不完全花。雌花和雄花生于同一植株上的,称为雌雄同株,分别生于两植株上的,称为雌雄异株。在同一植株上,两性花和单性花都存在的,称为杂性同株,如槭、柿等。 二、花程式和花图式
为了简明地描述一朵花的结构,表达花各部分的组成、排列位置和相互关系,可以用一个公式或图案把一朵花的各部分表示出来,前者称花程式,后者称花图式。 (一)花程式
通常用:K代表花萼(kalyx,德文),C代表花冠(corolla),A代表雄蕊群(androecium),G代表雌蕊或雌蕊群(gynoecium)。如果花萼、花冠不能区分,可用P代表花被(perianth)。每一字母的右下角可以记上一个数字来表示各轮的实际数目。如果缺少某一轮,可记下“0”,如果数目多于花被片的2倍且非定数,可用“∞”表示。如果某一部分的各单位互相联合,可在数字外加上“()”号。如果某一部分不止一轮,而有二轮或三轮,可在各轮的数字间加上“+”号。子房位置也可在公式中表示出来,如果是子房上位,可在G字下加上一划;子房下位,则在G字上加一划;周位子房,则在G字上下各加一划。在G字右下角写上一个数字,可以写上3个数字,依次代表构成该子房的心皮数、子房室数和每室胚珠数,各数字间可用冒号“:”相隔。
“*”号表示多面对称(辐射对称)花,单面对称花用“↑”表示。♂表示单性雄花,♀表示单性雄花,
如百合的花程式为:* P3+3A3+3G(3:3:∞)
花程式表示:百合花为多面对称花,花被片6,2轮,各轮3枚;雄蕊6,2轮,各轮3枚;雌蕊由3心皮组成,合生,子房上位,3室,每室有多数胚珠。
蚕豆的花程式为:↑K(5)C1,2,2A(9),1G1:1:∞
花程式表示:蚕豆花是单面对称花;花萼合生,5裂;花冠由5片花瓣组成,旗瓣、翼瓣离
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生,龙骨瓣2片合生;雄蕊群有雄蕊10枚,其中9枚合生,内轮的一枚分离;子房上位,1心皮1室,胚珠多数。 (二)花图式
是用花的横剖面简图来表示花各部分的数目、离合情况、排列的位置和胎座类型。花图式的上方一个黑点表示花轴或花序轴。通常用有肋的实心弧线表示苞片,有肋且带横线条的弧线表示花萼,无肋的实心弧线表示花冠,雄蕊和雌蕊就以它们的实际横切面图表示。
用花图式可以直观地表示花部的联合或分离、多面对称或单面对称的排列情况,但不能表达子房是上位还是下位,也不能表达胚珠数。因此花图式和花程式各有所长,常常同时使用。 三、胚珠的发育
胚珠是在胎座上发生的,初出现时是一个很小的突起物,这个突起物叫珠心。珠心增大体积并从珠心的基部生出一种保护珠心的构造——珠被。珠被通常有两层,外层的叫外珠被,内层的叫内珠被。内、外珠被向上生长,将珠心包被起来,形成胚珠。在胚珠的顶部珠被通常并未完全愈合,留有一个小孔,叫珠孔。胡桃、向日葵、银莲花属等的胚珠只有一层珠被。胚珠基部的一部分细胞发展成柄状结构,与心皮直接相连,称珠柄。胚珠基部与珠孔相对的部位,珠被、珠心和珠柄相愈合的部分称合点。心皮的维管束分支由珠柄进入胚珠,最后到达合点。
胚珠的类型:
1)直生胚珠,珠柄、珠心和珠孔的位置列于同一直线上,珠孔在珠柄相对的一端;
2)倒生胚珠,这类胚珠呈180度倒转,珠心并不弯曲,珠孔位于珠柄基部,靠近珠柄的外珠被常与珠柄贴合,形成一条向外突出的隆起,称为珠脊;
3)横生胚珠,胚珠在珠柄上成90度的扭曲,胚珠和珠柄垂直,珠孔偏向一侧,
B C 此外还有弯生胚珠、拳卷胚珠等。 四、开花
当雄蕊中的花粉和雌蕊中的胚囊达到成熟的时期,或二者之一发育成熟,原来由花被紧紧包住的花张开,露出雌、雄蕊,为下一步的传粉作准备,这一现象称为开花。 五、传粉
由花粉囊散出的成熟花粉,借助一定的媒介力量,被传送到同一花或另一花的雌蕊柱头上的过A 程,称为传粉。传粉是有性生殖过程中的重要一环,通常情况下,没有传粉,也就不能完成受精作C 用
(一)自花传粉与异花传粉及其生物学意义
自然界普遍存在两种传粉方式,一是自花传粉,另一是异花传粉。
1. 自花传粉: 花粉从花粉囊散出后,落到同一花的柱头上的传粉现象,称为自花传粉。
自花传粉植物的花必然是:(1)两性花,花的雄蕊常围绕雌蕊而生,而且挨得很近,所以花粉易
F 于落在本花的柱头上;(2)雄蕊的花粉囊和雌蕊的胚囊必须是同时成熟的;(3)雌蕊的柱头对于本花的花粉萌发和花粉管中雄配子的发育没有任何生理阻碍。
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传粉方式中的闭花传粉和闭花受精是一种典型的自花传粉,
2. 异花传粉: 一朵花的花粉传送到同一植株或不同植株另一朵花的柱头上的传粉方式,称异花传粉。
异花传粉的植物和花,在结构上和生理上产生了一些特殊的适应性变化,主要表现在:(1)花单性,而且是雌雄异株植物;(2)两性花,但雄蕊和雌蕊不同时成熟,在雌、雄蕊异熟现象中,有雄蕊先熟的,如莴苣、含羞草等,或是雌蕊先熟的,如车前、甜菜等;(3)雌、雄蕊异长或异位,有利于进行异花传粉,如报春花;(4)花粉落在本花的柱头上不能萌发,或不能完全发育以达到受精的结果。 (二)风媒花和虫媒花
植物进行异花传粉,必须依靠各种外力的帮助,才能把花粉传布到其它花的柱头上去。传送花粉的媒介有风力、昆虫、鸟和水等,最为普遍的是风和昆虫。各种不同外力传粉的花,往往产生一些特殊的适应性结构,使传粉得到保证。
1. 风媒花 依靠风力传送花粉的传粉方式称风媒,借助这类方式传粉的花,称风媒花。 2. 虫媒花 依靠昆虫为媒介传送花粉的方式称虫媒,借助这类方式传粉的花,称虫媒花。 适应虫媒传粉的花,多具备以下特征:
多具有特殊的气味;多具有花蜜;花大而显著,并有鲜艳色彩;花粉粒大、而外壁粗糙,具粘性;雌蕊柱头也有粘液。
花解剖 结构上常和传粉的昆虫互相适应
3. 其他传粉方式 借水力来传粉的方式称水媒。例如苦草属植物是雌雄异株的,它们生活在水底,当雄花成熟时,大量雄花自花柄脱落,浮升水面开放,同时雌花花柄迅速延长,把雌花顶出水面,当雄花飘近雌花时,两种花在水面相遇,柱头和雄花花药接触,完成传粉过程,以后雌花的花柄重新卷曲成螺旋状,把雌蕊带回水底,进一步发育成果实和种子。
其他如借鸟类传粉的称鸟媒,传粉的是一些小型的蜂鸟,头部有长喙,在摄食花蜜时把花粉传开。蜗牛、蝙蝠等小动物也能传粉。 六、受精
花内两性配子互相融合的过程,称受精作用,包括花粉粒在柱头上的萌发、花粉管在雌蕊组织中的生长、花粉管进入胚珠与胚囊、花粉管中的两个精子与卵细胞和中央细胞受精等。 (一)花粉粒在柱头上的萌发
造成受精亲和或不亲和的因素是什么?细胞生物学研究证明,花粉与雌蕊组织之间的识别反应是决定于花粉壁上和壁内的蛋白质和柱头表面蛋白质表膜之间的相互关系。 (二)花粉管的生长
具有受精亲和性的花粉,经过吸水和酶的促进作用后,便开始萌发,形成花粉管。花粉管有顶端生长的特性,它的生长只限于前端3~5μm处,形成后能继续向下引伸,先穿越柱头,然后经花柱而达子房。同时,花粉粒细胞的内含物全部注入花粉管内,向花粉管顶端集中,如果是三细胞型的花粉粒,营养核和2个精子全部进入花粉管中,而二细胞型的花粉粒在营养核和生殖细胞移入花粉
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