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植物学教案：种子植物的繁殖和繁殖器官

来源：花匠小妙招时间：2024-11-12 01:18

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一、花的概念：
花是种子植物重要的生殖器官，从演化方面看，多数植物学家认为花是一个变态的枝条，是节间极短而具变态叶以适应生殖的枝条。花的各部分如花瓣、花萼、雄蕊、雌蕊均是由叶变化而成的。
种子植物也叫有花植物，不过平常将花作为被子植物的一种重要特征，有花植物通常就只指被子植物。在这里我们所讲的花实际上就是被子植物的花。
二、花的组成：
典型的被子植物的花由花柄、花托、花萼、花冠、雄蕊、雌蕊组成，在一朵花中，凡具备这几部分的花叫做完全花，缺少某一部分的叫不完全花。
花柄的长短随植物种类而异，花托的形状也随植物种类而异，有的为圆锥形，如草莓，有的凹陷呈杯状，如蔷薇，有的伸长呈棒状，如玉兰，等等。
花萼有离萼的、合萼的、宿存萼等。
花瓣有离瓣花、合瓣花；花冠的形状多种多样，在鉴定科属分类上有一定价值，如十字花科为十字花冠，蝶形花科为蝶形花冠，唇形科为唇形花冠等等。又有两被花、单被花、无被花(柳和白杨) 、同被花，整齐花、不整齐花等等。
雄蕊和雌蕊是直接与生殖有关的花的组成部分，单核期的花粉（小孢子）和胚囊（大孢子），以及雄性配子（精子）和雌性配子（卵），将由两种花蕊分别产生，并进一步经受精作用，完成花的有性生殖过程。两种花蕊分别起源于雄蕊原基和雌蕊原基，在经过细胞分裂和一系列生长发育后，形成雄蕊和雌蕊。
雄蕊（即小孢子叶）是由花丝和花药两部分组成。花丝与生殖无直接关系，它的作用是将花药托展在空间，以利传粉，同时把营养输送到花药部分，供其发育时用。花丝的结构一般简单，最外层是一层角质化的表皮细胞，有的还附生毛茸、气孔等，表皮以内是薄壁组织，中央有一条由筛管和螺纹导管组成的维管束贯穿，直达药隔。花药（即小孢子囊）是雄蕊产生花粉的主要部分，多数被子植物的花药是由4个花粉囊组成，分为左、右两半，中间由药隔相连，也有少数种类花药的花粉囊仅2个的，同样分列药隔的左、右两侧。花粉囊外由囊壁包围，内生许多花粉粒。花药成熟后，药隔每一侧的两个花粉囊之间的壁破裂消失，二花粉囊相互沟通，犹如每侧仅含一个花粉囊，叫药室。裂开的花粉囊散出花粉，为下一步进行传粉作好准备。
雄蕊的数目和形态随植物而异，也可作为植物分类的形态特征，如十字花科为四强雄蕊，唇形科的为二强雄蕊，锦葵科的为单体雄蕊，还有两体雄蕊(如蚕豆等)、聚药雄蕊(如向日葵等菊科植物)。
花药在花丝上的着生方式也有几种不同情况：底着药(花丝顶端直接与花药基部相连)、贴着药(花药背部全部贴着在花丝上)、丁字着药(花丝顶端与花药背面的一点相连,犹如丁字形)等等。
雄蕊的数目和形态随植物而异，也可作为植物分类的形态特征，如十字花科为四强雄蕊，唇形科的为二强雄蕊，锦葵科的为单体雄蕊，还有两体雄蕊(如蚕豆等)、聚药雄蕊(如向日葵等菊科植物)。
花药在花丝上的着生方式也有几种不同情况：底着药(花丝顶端直接与花药基部相连)、贴着药(花药背部全部贴着在花丝上)、丁字着药(花丝顶端与花药背面的一点相连,犹如丁字形)等等。
雌蕊：由子房、花柱和柱头组成。
组成雌蕊的基本单位是心皮。心皮是一种变态叶，形态结构与叶很相似，不过以适应生殖而边缘相内卷，两个边缘结合在一起，将胚珠包被其中，被子植物也由此而得名。
一朵花中的雌蕊可由一个心皮或多个心皮组成，由一个心皮构成的雌蕊叫单雌蕊，如蚕豆、大豆等；由几个心皮合生的雌蕊叫复雌蕊，复雌蕊又有离生复雌蕊、合生复雌蕊之分。
子房是雌蕊基部膨大成囊状的部分，外为子房壁，内藏胚珠，由于组成雌蕊的心皮数不同，子房结构也不尽相同。
（1）子房室：有一室的，也有多室的。子房由一心皮组成一个子房室的叫单子房（单室单子房），如大豆等；子房由多个心皮组成，各心皮以边缘结合，仍为一个子房室的叫单室复子房，如黄瓜等；子房由多个心皮组成多个子房室的叫多室复子房，如番茄、棉花等。（多室复子房是各心皮边缘向内弯入，各心皮的边缘在子房中央部分彼此连合，心皮的一部分成为子房的壁，而弯入部分的心皮成为子房内的隔膜）。
心皮边缘相结合的部分叫腹缝线，与腹缝线对应部分的心皮的中脉处为背缝线，胚珠通常着生在腹缝线上。
（2）胚珠：被子植物的胚珠包藏在子房内，每一子房内胚珠的数目因植物种类而异。每一成熟胚珠的结构由珠柄、珠被、珠心等组成。珠心是胚珠最重要的部分，珠心位居中部，其内有胚囊，珠心外面包有1—2层珠被，在胚珠顶端珠被并不连合，留有一孔叫珠孔。珠心基部叫合点，是维管束进入胚珠的地方，也是珠被、珠心、珠柄愈合处，胚珠以珠柄与子房相连。
由于胚珠各部分生长情况不同，胚珠在珠柄上的着生方位也就有所不同，从而形成几种不同类型的胚珠。
由于珠柄和其它各部分生长速度不匀而形成不同类型。
（1）直生胚珠（大黄，酸模，荞麦）
（2）倒生胚珠（大多数被子植物）
（3）横生胚珠（锦葵）
（4）弯生胚珠（芸苔，豌豆，蚕豆，禾本科）
（5）拳卷胚珠（仙掌属，漆树）。
（3）胎座：胚珠以珠柄着生在子房上，胚珠在子房上着生的位置叫胎座。由于心皮数目的不同及心皮连合的情况不一样，所以胎座有以下几种主要类型：
          边缘胎座
          侧膜胎座
          中轴胎座
胎座    特立中央胎座
          顶生胎座
          基底胎座
三、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，主要从以下几个方面表现出来：
  1、数目的变化：多而无定数       少而有定数
花基数：花部的相对固定数目称为花基数。一般单子叶植物的花基数为3，即各部分为3或3的倍数；双子叶植物的花基数一般为4或5，即各部分为4或5，或是4或5的倍数。
2、排列方式的变化：螺旋排列       轮状排列
花部作螺旋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。
3、对称性的变化：辐射对称的整齐花         两侧对称的不整齐花。
4、子房位置的变化：
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，出现了以下几种不同的子房位置：

子房上位下位花子房上位周位花子房中位(半下位)周位花子房下位上位花
花的各部分的演化是多方面的，就一朵花来说，演化的趋势也不是各部分同步一致的，这就使花的结构更为复杂而多样化。如苹果、梨的花萼、花冠离生，雄蕊多数，是原始性状，但花托凹陷和子房下位又是进化的。
子房上位下位花：花托圆柱形或是圆顶、平顶状，花萼、花冠、雄蕊群着生在雌蕊下方的花托四周，雌蕊的位置最高。子房上位周位花：花托杯状或盂状，花萼等着生在杯状花托隆起的四周边缘上，雌蕊的子房着生在花托的杯底，花托的壁与子房壁并不相连。
子房中位周位花：花托呈深陷的杯状，子房着生在花托杯底里，只有子房壁的下半部与花托愈合，其余部分与花托分离，花萼等围生在子房上半部的周围。
子房下位上位花：花托深陷成杯状，子房着生在花托的杯底里，子房的壁和花托完全愈合，只留花柱和柱头突出在花托外面，花萼等着生在子房上方的花托边缘上，这类花的子房位置最低。
四、禾本科植物的花
禾本科植物的花的形态结构比较特殊，与前面所述的不同。现以小麦花为例来说明(其它禾本科植物的花也有类似的特征.)
小麦的花集中着生在麦穗上,整个麦穗是小麦的花序，为复穗状花序，麦穗有一根主轴，周围着生许多小穗，每一小穗基部有2片坚硬的颖片，分别称内颖和外颖，颖片之内有几朵小花，其中基部的2—3朵是能正常结实的，上部的几朵往往是发育不全的不育花。
每一朵能育的花外面有2片鳞片状薄片包住，分别称外稃和内稃，外稃是花基部的苞片，有的小麦品种，外稃的中脉明显而延长成芒。内稃里面有2片小形囊状突起，称为浆片，内稃和浆片是由花被退化而成。开花时浆片吸水膨胀，使内外稃撑开，露出花药和柱头。小麦的雄蕊有3个，花丝细长，花药较大，成熟开花时，常悬垂花外，雌蕊一个，有2条羽毛状柱头承受花粉。花柱不显著。子房一室、上位。不育花只有内外稃，雌雄蕊不存在。

外颖（第一颖）
小麦小穗的结构内颖（第二颖）总苞
2——5朵花

               外稃（苞片）
                      内稃（小苞片或称外轮花被）
小麦小花的结构   浆片（二个）（花被或称内轮花被）
                      雄蕊3
                      雌蕊1 有二个羽毛状柱头
水稻每一小穗原含3朵花，但仅最上一朵两性花发育，下面的2朵已经退化，仅存退化成极小的鳞片状外稃位于发育花基部两侧，在两侧外稃稍下方各有1个小穗基部退化的外颖及内颖痕迹。
五、花程式和花图式
为了简单地说明一朵花的结构，可以用一个公式或一个图案把花的各个部分表示出来，前者称为花程式(花公式)，后者称花图式。
1、花程式：花的各部分用字母代表出来，一般是用每一轮花部拉丁名词的第一个字母来表示
2、花图式(花图解): 用花的横剖面简图来表示花各部分的数目、离合情况以及在花托上的排列位置。也就是花的各部分在垂直于花轴平面所作的投影图。

六、花序
有些植物的花如玉兰、桃的花是单独生在茎枝顶端，叫单生花。但大多数植物的花，如油菜、小麦、向日葵、胡萝卜等等，是许多花按照一定的顺序排列在花枝上，形成各种类型的花序。花序有许多类型，主要可归纳为二大类，一类是无限花序，另一类是有限花序。无限花序的特点是花序的主轴在开花期间，可以继续生长，向上伸长，不断产生花芽，犹如单轴分枝，所以也称单轴花序。各花的开花顺序是花轴基部的花先开，然后向上方顺序推进，依次开放。有限花序也称聚伞类花序，它的特点和无限花序相反，花轴顶端由于顶花先开放，而限制了花轴的继续生长。各花的开放顺序是由上而下，或由内而外。无限花序和有限花序又各自分成多种类型。