被子植物花的形态结构和功能.doc

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 花柱：花粉管进入子房的通道。
子房壁 ——— 果皮
子房 —果实
胚珠 ————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
内颖
颖片 外颖
小穗组成
内稃
外稃： 中脉常外延成芒
小花 浆片：常二片
花 雄蕊：三或六枚
雌蕊：一枚
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。
花丝：最外层是表皮，内为薄壁组织，中央是维管束。
雄蕊 花粉囊（4或2个）：内含花粉粒。
花药
药隔（在中央）：与花丝的维管束相连。
二、花药的发育和结构
（一） 花药的发育
花 原表皮（外层） 花药表皮 维管束
药 药隔
原 —— 中部细胞 薄壁细胞
基 基本组织（内层）—— 四个角隅处细胞 原表皮下面的
四棱形花药雏形 孢原细胞—
第一层细胞
平周分裂一次
细胞壁
药室内壁 纤维层
平周分裂 条状加厚
初生周缘层 中层：1-数层小细胞、被挤压、常消失。
（外层） 垂周分裂 绒毡层：最内一层，初时含丰富营养物质，后解体。
直接发育 减数分裂
造孢细胞 花粉母细胞（2N） 花粉粒（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。
花粉囊壁 —— 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。
花粉囊室：产生和贮存花粉粒。

三、 花粉母细胞的减数分裂
（一） 减数分裂：染色体数目减半的细胞分裂，它与有丝分裂的主要区别如下：
区别
一次减数分裂
一次有丝分裂
细胞分裂次数
连续分裂二次
分裂一次
染色体分裂次数
分裂一次
分裂一次
分裂结果
1个母细胞—4个子细胞
2N 4*N
1个母细胞—2个子细胞
2N 2*2N
分裂时间
有性生殖时期：
①花粉母细胞—花粉粒
②胚囊母细胞—胚囊
营养生长时期

（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 4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
生殖细胞（小）
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），内含一个营养细胞和一个生殖细胞（或二个精细胞）。
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）
细胞——— 有丝分裂 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：
内、外表皮
子房壁— 薄壁组织和维管束————受精后发育为果皮
子房 子房室：一至多室。
胎座：胚珠着生在子房壁上的位置。 果实
胚珠：受精后发育成种子。
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。
前端 珠心（产生胚囊）

（二） 发育： 平周分裂
胎座表皮下的一些细胞 胚珠原基 基部 珠柄
（不等速分裂） 珠心基部表皮 珠被 外

内
珠孔
（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
平周分裂 周缘细胞 形成珠心一部分
珠心细胞 孢原细胞 长大 减数分裂
（近珠孔端表皮下） 2N 造孢细胞——胚囊母细胞——四分体
或直接发育 （2N） （N）

3个反足细胞（合点端N）
3个消失（核增大）3次有丝分裂 生长、分化 1个中央细胞（中央2N）
单核胚囊 8核胚囊 7细胞胚囊 （或2个极核）（2N）
1个发育 （N） 暂不产生壁 产生新壁（成熟胚囊、72个助细胞（珠孔端N）
（近合点端） 或雌配子体）1个卵细胞（珠孔端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
进入胚囊 释放精细胞 精、卵结合
（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。