54第四章 种子植物的繁殖和繁殖器官

第四章种子植物的繁殖和繁殖器官一、目的要求：1.了解繁殖的概念及植物繁殖的类型；2.掌握花的概念、组成及结构特征；3.掌握花药的发育和花粉粒的形成过程；4.掌握胚珠的发育和胚囊的形成过程；5.了解传粉与受精的概念和类型；6.掌握种子和果实的形成过程。二、教学内容：第一节植物的繁殖第二节花第三节花药的发育和花粉粒的形成第四节胚珠的发育和胚囊的形成第五节开花、传粉与受精第六节种子和果实第七节被子植物的生活史三、教学方法：讲授法四、时间分配：25个学时五、所用教具：挂图第一节植物的繁殖一、繁殖的概念繁殖亦称生殖，是生物孳生后代的现象，为生命的基本特征之一。㈠、繁殖的概念生物生长发育到一定时期，就要由旧个体产生新个体，以延续种族，这种现象叫繁殖。㈡、繁殖的类型植物的繁殖可分为三种类型：⒈无性繁殖：不经过生殖细胞的结合，由母体直接产生子代的生殖方式。（包括裂殖、出芽生殖、孢子生殖）⒉营养繁殖⒊有性生殖（此两类下面介绍）二、被子植物的营养繁殖和有性生殖㈠、营养繁殖及其在生产上的应用⒈营养繁殖的概念：植物体的营养器官（根、茎、叶）的一部分和母体分离（或不分离）而直接形成新个体的繁殖方式。⒉营养繁殖的类型：被子植物的营养繁殖可分为两种情况：⑴、自然营养繁殖：植物体在自然情况下，不经过人工辅助，就能产生新的植株。自然营养繁殖多借助于块根、块茎、根茎、鳞茎、根蘖等来进行。⑵、人工营养繁殖：经过人工辅助，采用各种方式以达到繁殖个体、改良品种或保留优良性质为目的的营养繁殖。在农、林、园艺等生产实践中被广为采用。在生产实践中，经常采用的人工营养繁殖措施有分离、扦插、压条、嫁接等。㈡、有性生殖的概念通过两性细胞（雌、雄配子或卵与精子）的结合后，形成新个体的生殖方式。有性生殖是生物界中最普遍的一种生殖方式。有性生殖的后代，具备双亲的遗传特性，有更大的生活力与变异性，在生物演化过程中具有一定的进步作用。第二节花一、花的概念和花的组成㈠、花的概念花是种子植物的繁殖器官，是产生雌雄性生殖细胞和进行有性生殖的场所。从植物形态学的角度来看，花实际上是一节间缩短了的枝条，由一种变态的茎和集中变态的叶所组成。用一句话概括来讲：花是被子植物适应生殖的节间缩短了的变态枝。㈡、花的组成在这一节中我们主要讲被子植物的花，至于裸子植物的花我们以后再讲。典型的被子植物的花由花柄、花托、花被（包括花萼和花冠）、雄蕊群和雌蕊群组成。下面分别来介绍。⒈花柄和花托⑴.花柄：花柄或称花梗。花朵和茎相连的一圆柱形柄状体，叫做花柄。花柄是茎的变态，上面着生许多变态叶。花柄是茎和花相连的通道。多数植物的花都具有花柄，花柄有长有短，视不同植物种类而异。有些种类的花无柄，如小麦。花柄以后发育成为果实的柄，叫做果柄。⑵.花托：花柄顶端稍微有一些膨大的部分，称为花托。花托是节间非常短的变态茎，它是花的各组成部分的着生之处。花托的形状随植物种类而异，有的圆柱状，如木兰；有的膨大呈圆锥状。如草莓；有的中央凹陷呈碗状，如桃；有的呈倒圆锥状，如莲等等。有些植物的花托在雌蕊基部形成膨大的盘状，能分泌蜜汁，称花盘，如柑橘、枣等。有的花托在雄蕊群和雌蕊群之间延伸成柄，称雌蕊柄，如落花生。有的花托在雄蕊群和花冠间延伸成柄，称为雌雄蕊柄，如西番莲、苹婆属等。⒉花被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，在花中主要起保护作用，有些花的花被还有助于花粉传送。很多植物的花具有花萼和花冠，这种花称重被花，如桃；有些植物的花仅具有花萼或花冠中的一种，大多是只有花萼，此种花叫做单被花，如桑；也有的花完全没有花被，叫无被花，如白杨、柳等。另还有同被花如百合。⑴、花萼：花萼是花的最外一轮，通常由若干萼片所组成。花萼的颜色和形状各种各样，但一般为绿色叶状薄片。花萼一般为一轮，但也有两轮的，外轮的花萼叫副萼，如棉花。萼片有分离的，也有基部联合的，萼片全部分离的称离萼，如油菜；萼片全部或基部联合的称合萼，联合的部分家萼筒。有些植物萼筒伸长成一细长管状，称距，如凤仙花。萼片通常在花谢后脱落，但也有些花萼花谢后仍保留在果实上，叫做宿存萼，如茄子、番茄、柿子等。花萼的作用是在花芽期起保护作用，宿存萼有保护幼果的作用。有的萼片特化成冠毛，有助于种子的散播，如蒲公英。⑵、花冠：是由若干花瓣组成的，位于花萼的里面。花瓣的形状也是多种多样的，但通常为叶状扁平体形，比花萼较薄。花冠除有保护作用外，由于花瓣中含有花青素和有色体使花呈现各种颜色，又由于花瓣的表皮细胞能够分泌挥发油和脂类物质，可以招引昆虫，帮助传粉。花瓣有分离和联合之分，花瓣分离的叫离瓣花，如桃；花瓣全部或基部联合的称合瓣花，如牵牛花、茄子、南瓜等。花冠的形状有多种多样。离瓣花中有十字花冠（如油菜）；蝶形花冠（如豌豆）；合瓣花中有漏斗形（如牵牛花）、钟形（如南瓜）、唇形（如薄荷）、筒状（如向日葵花序中部的小型花）、舌状（如向日葵花序边缘的花）等等。⒊雄蕊群雄蕊群是一朵花中雄蕊的总称。雄蕊位于花冠的里面，一般直接着生在花托上，也有基部着生于花被上的。雄蕊的形状是多种多样的，但除少数原始的被子植物的雄蕊呈薄片状外，绝大多数被子植物的雄蕊是由花丝和花药两部分组成的：花丝：一根细长的丝状体，主要作用只支持花药。花丝除一般细长如丝外，也有扁平如带的，如莲；或完全消失的如栀子；或转化为花瓣的，如美人蕉。花药：产生花粉的地方，是雄蕊的主要部分，呈囊状，通常由四或两个花粉囊组成，分为两半，中间以药隔相连。一朵花中的雄蕊数目，随植物的种类不同而不同。有的少而有定数，如油菜为6，小麦为3；有的多而无定数，如棉花。花丝的长短，花药在花丝上的着生方式以及成熟后花药开裂的方式随植物的种类不同而不同。详情请看书。雄蕊可能彼此互相分离，也可能彼此发生不同程度的联合，根据联合方式，可把雄蕊分为：单体雄蕊：雄蕊的花丝全部联合起来，形成管状，花药互相分离，如棉花。二体雄蕊：雄蕊的花丝联合成两组，花药互相分离，如大豆。三体雄蕊：花丝合为三束，如小连翘。四体雄蕊：花丝合为四束以上，如金丝桃。聚药雄蕊：雄蕊的花丝互相分离，花药互相联合起来，如向日葵、南瓜等。⒋雌蕊群一朵花中雌蕊的总称。构成雌蕊的基本单位是心皮（具生殖作用的变态叶）。雌蕊的类型：根据心皮的多少和是否联合，将雌蕊分为二大类：⑴、单雌蕊：一朵花中的雌蕊只由一个心皮所构成，如大豆等。单雌蕊是通过心皮二侧边缘，向内包卷愈合而成。边缘愈合部分形成一条缝线，称为腹缝线，相对于心皮的中肋处的一条缝线称为背缝线，在这二条缝线处都有维管束分布。⑵、复雌蕊：一朵花中的雌蕊是由几个心皮所构成。根据心皮是否联合，又将复雌蕊分为两类：①、离生雌蕊：心皮彼此分离，所形成的雌蕊也是分离的。如草莓、八角、玉兰等。②、合生雌蕊：数个心皮相互联合而形成一个雌蕊，如番茄及多数被子植物。合生雌蕊上，同样可以见到这二种缝线，但其腹缝线位于二个心皮彼此愈合的部分，心皮的背面中肋处为背缝线。合生雌蕊彼此结合的情况不一样，一般有三种情况：A、仅子房结合，而花柱、柱头分离。B、子房、花柱结合，仅柱头分离。C、子房、花柱、柱头全部结合。每一雌蕊由柱头、花柱和子房三部分组成，下面分别介绍：⑴、柱头：位于雌蕊的顶端，是接受花粉的地方。一般膨大或扩展成各种形状，如头状、二裂式、星状、羽毛状等，有的柱头表面湿润，表皮细胞可以分泌水分、糖类、脂类、激素、酶等物质，可以粘住更多的花粉，并促使花粉萌发，也有柱头是干燥的。⑵、花柱：是柱头和子房之间的连接部分，也是花粉进入子房的通道。一般植物的花柱细长，但也有极短、不明显的，如水稻、小麦。当花粉管沿着花柱生长并进入子房时，花柱能为花粉管的生长提供营养和某些趋化物质。花柱内有维管束分布，一端与花托相连，另一端止于柱头。⑶、子房：①、子房的构造：子房是雌蕊基部膨大成囊状的部分，中空为室。单雌蕊子房内有一室，复雌蕊子房内可由数个心皮合为一室或多室。子房一般包括三部分：A.子房壁：子房周围的壁，具保护作用。子房的内、外壁上都有表皮、气孔和毛茸等结构。每个心皮有一条较大的中央维管束沿心皮的背缝线分布，另有二条侧生维管束分布在腹缝线处。B.胎座：子房内胚珠着生的部位。C.胚珠：种子的前身，即发育成种子的结构。为卵形小体，子房内胚珠的数目视植物种类而异，为一至多数。②、子房的类型：根据组成子房的心皮的多少和子房室的多少，把子房分为以下类型：A.单子房：由一个心皮组成，如豌豆。B.复子房：由多心皮组成，又有两种情况：a.单室复子房：由多心皮彼此以边缘相连接而形成一室。如黄瓜。b.多室复子房：各个心皮都向内折合，同时各心皮的侧壁又互相连合。心皮一部分形成子房壁，一部分形成子房内的隔膜，将子房隔为数室。折合在一起的心皮边缘相遇于子房室的中心，形成子房的中轴。如苹果、棉花等。[确定心皮数目的根据：在大多数情况下，柱头、花柱、子房室和胎座的数目等于心皮数。]③、胎座式：胎座在子房内分布的方式。胎座是胚珠着生的部位，胚珠通常着生于心皮的腹缝线处。因心皮连接的情况不同，胎座在子房内分布的方式也不同，常见的有：A.边缘胎座：胎座位于单子房内壁的腹缝线上，称边缘胎座。如豌豆、大豆等。B.侧膜胎座：在单室复子房中，胎座发生在心皮边缘的互相连合处（腹缝线处），如黄瓜、南瓜等。C.中轴胎座：在多室复子房中，胎座发生在子房内的中轴上，称中轴胎座。如柑桔、梨、苹果、棉花等。D.特立中央胎座：胎座发生在独立于子房中央的半截轴上。子房中央的轴是由子房腔的基部升起，向子房中伸长，但不达子房顶，如马齿苋、石竹等。除以上四种情况以外，胎座还有发生在子房基部的（基生胎座），如向日葵；也有发生在子房顶部的（顶生胎座），如桑。⒌花的类型：以上介绍了被子植物典型的花的构造。根据花的各组成部分是否齐全，把花分为：⑴、完全花：花的各部分（花萼、花冠、雌蕊群、雄蕊群）完全的花，如桃花。⑵、不完全花：花的各部分缺少其中一种或几种的花称不完全花，如柳（无花被）。⑶、两性花：雌、雄蕊存在于同一花内的花，如棉。⑷、单性花：雌、雄蕊仅有一种的花。具雌蕊的叫雌花，具雄蕊的叫雄花，如黄瓜。⑸、不育花：雌、雄蕊都没有，无繁殖能力，如向日葵的边花。（又称无性花、中性花）。雌花和雄花生于同一植株上的，称为雌雄同株，表示为（♀♂）；分别生于两个植株上的，称为雌雄异株，表示为“♀/♂”；同一植株上，两性花和单性花都存在的，称为杂性花，如柿树、槭树等。㈢、花各部分的演化每一种植物，花的各部分形态是比较固定的，而花的形态变化又往往与植物的演化有关，因此，被子植物的分类依据，很大一部分是由花的形态来决定的。花各部分的演化趋势，主要从以下几方面表现出来：⒈数目的变化：组成花的各部分的数目，总的演化趋势是从多而无定数到少而有定数。较原始的种类，都是多而无定数的。大多数被子植物的花多为3、4、5基数。（花部的相对固定数目称为花基数）。⒉排列方式的变化：花的各部分在花托上的排列，是随植物种类不同而异的。花部的排列主要有两种方式，一种是螺旋状排列，另一种是轮状或圆周排列，前者是原始类型。花部作螺旋状排列的花托往往凸起或呈圆柱状，而轮状排列的花托多为平顶或凹顶。⒊对称性的变化：花各部分在花托上的排列，常形成一定的对称面。根据花的对称面的多少或有无把花分为：⑴、整齐花（辐射对称花）：通过花的中心可以作出几个对称面的花，如茄、桃。⑵、不整齐花（两侧对称花）：仅有一个对称面的花。如益母草、芝麻、豆类的花（豆类的蝶形花分旗瓣、翼瓣、龙骨瓣）。⑶、不对称花：无有任何对称面的花，如美人蕉。从进化的观点看，辐射对称是原始性的，而两侧对称则是进化的。⒋子房位置的变化：原始类型的花托是一个圆锥体或圆柱形，在进化的演变过程中，花托逐渐缩短，加大宽度，变为圆顶或扁平状，并且进一步在中央出现凹陷，成为凹顶形。花托形状的变化，改变了花部在花托上的排列地位，特别是子房的位置。子房与花的其他部分（花萼、花冠、雄蕊群）的相对位置，因植物种类的不同而不同。一般有三种情况：⑴、子房上位：子房的基部着生在花托上，不与花的其余部分愈合。这一类的子房叫做子房上位。子房上位又有二种情况：①.子房