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花的形态结构与建成过程.ppt

花匠小妙招
2024-10-27 08:50

1、8 生殖器官（I）花的形态结构与建成过程plantNutritive organ Reproductive organ rootstemleafflowerfruitseed营养生长生殖生长被子植物从种子萌发开始，首先进行根、茎、叶等营养器官的生长，这一过程称为营养生长。经过一段时间的营养生长，植物体的某些部位感受光照、温度等外界条件的改变，通过内部因素（如某些激素）的诱导作用开始形成花，经过开花、传粉、受精再形成果实和种子。花、果实、种子属于生殖器官，其形成过程属于生殖生长。8.1 花的概念及其在个体发育和系统发育中的意义8.1.1 花的概念花柄(pedicel) 花托(receptac

2、le) 花被(perianth) 花萼（calyx）花冠（corolla）雄蕊群(androecium) 雌蕊群(gynoecium) 花瓣雄蕊萼片雌蕊花托花柄从系统发育的角度看，花可被看成一个是节间极短而无分枝、适应于生殖的变态枝，花梗（花柄）是花连接枝条的部分，形态和结构与茎类似，其顶端的花托有多个节间极短，因而密集在一起的节，花萼、花冠，雄蕊群和雌蕊群依次由外至内着生在花托的这些节上。萼片绿色，形状很像叶片；花瓣有各种颜色，形态结构也和叶片相似；雄蕊和雌蕊虽然在形态和功能上与叶差别很大，但它们的发生、生长方式和维管系统则与叶类似。 8.1.2 花在个体发育和系统发育中的意义花的形

3、成标志着植物从营养生长转入了生殖生长。花是被子植物特有的有性生殖器官，在花中可以形成有性生殖过程中的雌、雄生殖细胞，并在花中完成受精，并形成果实和种子，以此繁衍后代，延续种族。因此，花在植物的生活周期中占有极重要的地位。从系统发育看，花器官的形成和生殖作用是植物繁殖方式中的最进化类型。繁殖（propagation）是植物的重要生命活动之一。植物有多种形成新个体的方式，通常可区分为三种类型，即营养繁殖（vegetative propagation）、无性生殖（asexual reproduction）和有性生殖（sexual reproduction）。植物的繁殖方式营养繁殖（vegetati

4、ve propagation）植物营养体的一部分从母体上分离后，直接形成新个体的方式。它是植物系统演化中出现的初级繁殖方式。许多低等植物以此进行繁殖。无性生殖（asexual reproduction）有些植物在其生活史中的某一时期，能够形成具有繁殖能力的无性分化的特化细胞，称为孢子（spore），孢子从母体脱离后，在适宜的条件下即可萌发为新的植物体。这种繁殖方式称为无性生殖(孢子繁殖)。藻类、菌类、苔藓和蕨类植物的主要繁殖方式。有性生殖（sexual reproduction）最进化的繁殖方式，植物体通过雌、雄两性生殖细胞（配子）结合产生新个体的方式称为有性生殖。由于合子具有双亲的遗

5、传性，因此适应性更强，从而增强了后代的生活力。 8.2.1 花梗与花托花梗（花柄）（pediced）是着生花的长轴状结构，内部结构与茎相似，是营养物质和水分由茎向花输送的通道。果实形成时花梗被称为果柄。有些植物的花没有花梗。花托（receptacle）是花梗顶端着生花部各部的部分。花托的形状具有多样性，如伸长呈棒状、圆锥形，凹陷呈杯状或壶状等等。花生的花托在受精后迅速伸长（称雌蕊柄），将子房推入土中，在地下形成果实。 8.2.2 花萼、花冠与花被花萼（calyx）：花的最外轮，由若干萼片组成，其结构与色泽多与叶相似，相互离生（分离）或合生（联合）。有些植物在花萼之外还有副萼（access

6、ory calyx，如棉花，副萼为3片大型的叶状苞片），有些花萼与花冠很难区分。花萼和副萼具有保护幼蕾、幼果的作用，并能进行光合作用，为子房的发育提供营养物质。副萼距：花萼一边引伸成短小的管状突起。花冠（corolla）：位于花萼内轮，由若干花瓣组成，排为一轮或几轮，相互离生或合生。花冠的主要作用之一是保护雌、雄蕊，但杨、柳树等植物的花冠多退化，这和它们依靠风力传粉相适应。花冠常鲜艳色彩，花瓣细胞中含有色体，或花青素，或二者都有。花瓣的表皮细胞多含挥发性的芳香油，有的花瓣内有芳香腺，能放出芳香气味。花冠的色彩与气味与吸引昆虫前来传粉相适宜。花被（perianth）：花萼与花冠合称花被

7、，当花萼和花冠形态相似不易区分时，常将两者统称为花被（如洋葱、百合）。蔷薇型花冠钟形花冠轮状花冠唇形花冠漏斗形花冠唇形花冠蝶形花冠轮状花冠菊科植物的花舌状花管状花 8.2.3 雄蕊群一朵花内所有的雄蕊统称为雄蕊群（andoecium）。雄蕊（stamen）着生在花冠内方，数目常随植物种类不同而异。雄蕊由花丝（filament）和花药（anther）两部分组成。花药是花丝顶端膨大成囊状的部分，一般由4个花粉囊（pollen sac）组成，花粉囊内可形成花粉粒。花丝常常细长，基部着生在花托或（贴生在）花冠上，花丝顶端为花药，花粉囊就分布于其中。 8.2.4 雌蕊群一朵花内的所有雌蕊统

8、称为雌蕊群（gynoeciurn）。很多植物的一朵花内只有1个雌蕊（pistil），位于花的中央，是花的重要组成部分。 1. 心皮（carpel）为适应生殖的变态叶，是构成雌蕊的基本单位，它由一个心皮的两缘向内卷合或数个心皮互相连合形成一个雌蕊。心皮边缘相合处为腹缝线（rentral suture），心皮中央相当于叶片中脉的部位为背缝线（dorsal suture）。在腹缝线和背缝线处各有维管束通过，分别称腹束（2束）和背束（1束）。根据雌蕊的心皮数目和结合方式不同，雌蕊分为下列几种类型：由一个心皮构成的单雌蕊（simple pistil），如大豆、桃。由2个或2个以上的心皮联合而成的

9、复雌蕊（compound pistil），如油菜由2心皮合成，苹果、梨为5心皮合成。一朵花中的多个心皮彼此分离，各自形成一个离生单雌蕊（apocarpous postil），如毛茛、草莓、蔷薇等。植物学家认为在植物演化过程中，离生单雌蕊为原始类型，由此向复雌蕊类型演化。雌蕊常分化出柱头、花柱和子房3部分。柱头（stigma）：位于雌蕊的上部，是雌蕊接受花粉的地方，常扩展成各种形状。花柱（style）：位于柱头和子房之间，长短随各种植物而异，是花粉萌发后，花粉管进入子房的通道。子房（ovary）：是雌蕊基部膨大的部分，外为子房壁，内为1至多数子房室。胚珠着生在子房室内。受精后整个子房发育成

10、果实，子房壁发育成果皮，胚珠发育为种子。湿柱头：柱头表面产生分泌物，可以粘住花粉，并为花粉萌发提供基质。干柱头：不产生分泌物。2. 胎座和胚珠胚珠着生于子房室内，沿心皮的腹缝线着生，着生的部位称为胎座（placenta）。由于心皮的数目、合生方式、胚珠着生的位置等不同，可形成多种类型的胎座。边缘胎座 (marginal placenta)侧膜胎座(parital placenta)中轴胎座(axial placenta)特立中央胎座(free central placenta)基生胎座(basal placenta)顶生胎座(pandulous placenta)片状胎座(lamella

11、te placenta)离生雌蕊的边缘胎座单雌蕊的基生与顶生胎座单雌蕊的边缘胎座合生雌蕊的胎座类型侧膜胎座特立中央胎座中轴胎座上位子房下位花上位子房周位花中位（半下位）子房周位花下位子房上位花 3. 子房的位置子房着生在花托上，根据子房在花托上的生长情况和子房与花萼、花冠、雄蕊群的相对位置的不同，可分为：上位子房、半下位子房和下位子房。子房上位子房下位周位花 8.3 花的形态建成过程花芽分化花或花序均由花芽发育而来，花芽的分化是被子植物从营养生长进入生殖生长的重要标志。花芽分化需要植物体的内部因素与外界因素相互协调才能启动。通常认为植物在经一段时间的营养生长后，其叶和茎生长锥

12、感受了光和温度等刺激后，芽的分化发生变化：生长锥不再产生叶原基和腋芽原基，而分化出花（或花序）的各部分原基，并逐渐依次形成花或花序的各组成部分。这一过程称为花芽分化（flower bud differentiation）。 8.3.1 花芽分化时顶端分生组织的变化植物进入生殖生长后：芽顶端生长锥的表面积明显增加。单生花的原基，生长锥逐渐增宽变平（如桃、棉等）；花序原基的生长锥增大呈半圆形或圆锥形，并随植物的花序不同，发生形态上的不同变化。随着花部原基（萼片原基、花瓣原基、雄蕊原基和心皮原基）或花序各部分的依次发生，生长锥的面积又逐渐减小。当花中心的心皮原基形成后，顶端分生组织就完全

13、消失。花芽分化时，生长锥的组织结构发生相应变化：中央母细胞区下部及髓分生组织区上部之间的这部分细胞最早出现活跃的有丝分裂。中央母细胞区的细胞分裂频率增高，与周围分生组织区的界限模糊，形成了细胞较小，染色较浓的一个分生组织套区。套区的形成是生殖生长开始的标志。与此同时，髓分生组织中央的细胞分裂速率明显下降，细胞体积增大，出现大液泡，逐渐分化成髓部的薄壁细胞，髓分生组织趋于消失。花芽分化时，茎端原套的层数常发生变化，原体的相对体积也会改变，或原套和原体的分界变得不清晰。例如水稻进入幼穗分化期时，原套由2层减少为1层或为不清晰的2层。从细胞生理学角度看，在向生殖生长转化过程中，茎尖生长锥细胞中

14、的高尔基体、线粒体的数量增加，呼吸强度增大。同时，可溶性糖也有增多，特别是氨基酸和蛋白质含量增加，核糖体数量增多，核酸的合成速率加快，细胞分裂的频率提高。 8.3.2 花芽分化的时期和基本条件1. 植物成花年龄差别很大。一年生植物辣椒和茄等植物，播种后一个月便接受环境条件的诱导而开始花芽分化。一些二年生植物，第一年进行营养生长，第二年才完成生殖生长。一些多年生木本植物需生长多年才开始花芽分化，如桃23年，竹数十年。大多数多年生木本植物和草本植物到了成熟期后，能年年重复成花，但竹类一生却只能开一次花，花后植株即死亡。 2. 花芽分化时间桃、梨、苹果等一般落叶树种，开花前1年的夏季就开始了花

15、芽分化，以后转入休眠。翌年春季，花芽继续发育至开花。柑橘和油橄榄等春、夏开花的常绿树木，它们的花芽分化大多在冬季或早春进行。油茶、茶等秋、冬开花的植物则在当年夏季就进行了花芽分化。植物成花生理过程受遗传因子控制和外界环境条件的影响利用遗传学和分子生物学研究技术，已在拟南芥、金鱼草等植物中找到一些控制花器官发生的基因，但由于生殖器官和配子的发生与发育是一个非常复杂的过程，对其了解还很少，尚需进一步研究。外界条件对成花的影响，现了解得比较清楚的是温度和光照两个因子。外界环境因子的影响必须在植物达到一定的生理状态才能起作用。植物在幼年期，即使有合适的外界条件也不能开花。植物进入成花期后，不同植物的花芽分化的时间与特定季节、环境条件和植物生长状况有关。相同植物或同一品种，在同一地区或相同纬度地区，每年花芽分化的时期大致接近，并具有相近的开花期。如在南方，3月开桃花，4月开樱花，7月开荷花，基本上是相对稳定的。 8.3.3 花芽分化的过程花部的原基分化顺序，通常由外向内进行：萼片原基发生最早，依次向内产生花瓣原基、雄蕊原基、雌蕊原基。由于植物种类不同，花部形态多样，花芽分化顺序也会出现一些变化。如棉的果枝（花枝）为合轴分枝，棉的花芽起源于每一节果枝轴的顶端，亦即由其顶芽发育而来。各原基的发育顺序见图。小麦的花序是复穗状花序，小穗无柄，着生在穗轴的两侧。每小