植物学课件-花.ppt

第八章 花 教材内容 第一节花的组成第二节花芽分化第三节雄蕊的发育与结构第四节雌蕊的发育与结构第五节开花 传粉与受精 教学目的通过学习 掌握花的形态结构 雌雄蕊的发育及其解剖结构特征 被子植物的有性生殖过程 理解双受精的生物学意义 了解被子植物的生殖工程在农业 园艺与林业生产上的应用 教学重点 难点花的形态结构 雌 雄蕊的发育 解剖结构特征 双受精作用及其意义 第一节花的组成 蒲包花 玉兰 倒挂金钟 百合 琼花 桑 柳 半枝莲 一 花的概念 花是适应于生殖的变态的短枝 花的各部分为变态叶 是被子植物特有的生殖器官 产生雌雄配子 两性配子受精后 花就发育为果实和种子 二 被子植物花的组成一朵完整的花可分为五个部分 花柄 花托 花被 雄蕊群 雌蕊群 具有花萼 花冠 雄蕊群和雌蕊群的花叫完全花缺其中一部分或几部分的 叫不完全花 花的基本结构 花柄 花托 花萼 花冠 雄蕊群 雌蕊群 1 花柄 花梗 着生花的小枝 连接花和茎 支持 输导的作用 花后发育为果柄 不同情况 有 无 长 短 分枝 小梗 一 花柄和花托 2 花托 花柄顶端膨大的部分 花的各部按一定顺序着生在花托上 有时参与果实的形成 形状各异 圆柱状 玉兰 圆锥状 覆碗状 草莓 倒圆锥形 莲 凹陷呈碗状 桃 壶状 月季 二 花被 花萼和花冠的总称 双被花 单被花 无被花 双被花 有花萼和花冠 花生 油菜 桃 单被花 无花萼和花冠的区别 一般指仅有花萼 如桑 板栗 菠菜 荞麦 无被花 裸花 如杨 柳 作用 1 花萼 花萼 花托上最外层的变态叶 萼片 的总称 一般为绿色 结构与叶相似 有的大而具色彩 如飞燕草 花萼的类型离萼 萼片之间完全分离 如油菜花 合萼 萼片之间多少合生 合生部分称萼筒 上部未合生的部分叫萼裂片 副萼 正常花萼外面还有一轮苞片称副萼萼片脱落 早落萼 落萼 萼宿存 2 花冠 花冠 位于花萼内侧或上方 花瓣的总称 排成一轮或数轮 1 类型及特征合瓣花 花瓣联合离瓣花 花瓣分离 花冠筒 花冠裂片 2 色 香 味色 有色体显色 黄 橙黄 橙红 花青素显色 红 紫 蓝 与酸碱度有关 如牵牛花早 碱蓝上午 中性紫中午 酸性红香 花瓣细胞含各种挥发油类味 蜜腺分泌蜜汁 有甜味 3 对称性辐射对称 桃 两侧对称 蚕豆 不对称 美人蕉 4 形状十字形 白菜 萝卜 唇形 一串红 管状 向日葵盘花 钟状 南瓜 桔梗 漏斗状 牵牛花 轮状 辐状 茄 舌状 向日葵边花 对称性 辐射对称 光叶绣线菊 整齐花 两侧对称 豌豆 不整齐花 不对称 美人蕉 三 雄蕊群 一朵花内所有雄蕊的总称 1 有关特征 数目 多数或定数排列方式 螺旋排列或轮状排列 着生位置 花被内或上方 通常着生在花托上 也有着生在花冠上 2 组成 花药和花丝 花丝常细长也有扁平 如带 莲 花瓣状 美人蕉 或消失的 栀子 基部着生在花托或贴生在花冠上 长短 一般等长 也有四强或二强离合 一般分离 也有不同程度结合的 如单体 棉 二体 豌豆 三体 小连翘 多体 金丝桃 花药着生花粉囊的结构 分为两半 中间以药隔相连 a 花粉囊的数目 4或2b 开裂方式 纵裂 油菜 横裂 木槿 孔裂 茄 瓣裂 樟 c 着生方式 全着药 花药全部着生于花丝上 莲 玉兰 基底着药 花药基部着生花丝顶 茄 背贴着药 花药背部贴着在花丝上 苹果 油菜 丁字着药 药背中一点着生花丝顶 小麦 水稻 其它个字着药 广歧着药等d 花药的面向 内向 外向e 离合一般分离 也有合生的 如菊称聚药雄蕊 四 雌蕊群 一朵花中所有雌蕊 pistil 的总称 是产生雌配子体和孕育种子的场所 雌蕊位于花的中央 它包括柱头 花柱和子房三部分 1 柱头 位于雌蕊的顶端形态 一般膨大 有的扩展成各种形状 常有各种分泌物 水 脂类 酚类 糖类 酶 激素等 功能 接受 识别和促进花粉萌发 2 花柱 形态 实心 为引导组织 一般细长 也有短而不明显的内部构造薄壁细胞排列疏松空心 花柱道功能 花粉管的通道 能提营养和某些趋化物质 有利花粉进入胚囊 3 子房 雌蕊基部膨大的部分 内部中空称为子房室 其功能是着生和保护胚珠子房的位置 是根据子房与花托愈合程度不同而区别的 1 子房上位 花下位子房仅以底部着生在花托上 花的其余部分着生在子房下或周围的花托上 2 子房上位花周位子房仅以底部着生在花托上 花的其余部分着生于花托周围隆起的边缘上 3 子房下位 花上位整个子房埋生于下陷的花托中 并与之愈合 花的其余部分生于子房上的花托边缘 4 子房半下位 花周位子房下半部陷生于在花托中 并与花托愈合 上半部仍露在外面 花的其余部分着生于子房周围的花托边缘 子房上位 下位花 子房上位 周位花 子房半下位 周位花 子房下位 上位花 子房位置的变化 两性花兼有雄蕊和雌蕊的花 单性花 unisexualflower 仅有雄蕊或雌蕊的花 花柄 花托 花被 雄蕊群 雌蕊群 芸苔花解剖结构 花的结构 花蕊 雄蕊 花药和花丝 雌蕊 柱头 花柱 子房 花的主要部分 花被 花萼 花冠 花托 花柄 花的类型 从花蕊的情况看 从花的着生情况看 单性花 两性花 单生花 花序 如头状花序 总状花序 三 禾本科植物的花 以小麦为例麦穗 为复穗状花序 由许多小穗组成 穗组成 小穗 由2 5朵花组成 基部2 3朵为发育完全的花外颖 第一颖 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 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 四 花程式和花图式 一 花程式 用字母 符号和数字表明花各部分组成 排列 位置以及相互关系的公式例豌豆花 K 5 C5A 9 1G1 1 百合花 P3 3A3 3G 3 3 桃花 K5 C5 A G1 1 花程式 花的结构用公式表示花被 P花萼 K Ca 花冠 C Co 雄蕊群 A雌蕊群 G轮数 用数字表示 联合 用 表示 子房位置 用 表示 两侧对称 辐射对称 表示排列的轮数 雄花 雌花 两性花0 表示缺少 1 2 3 数目 表示多数豌豆花 K 5 C5A 9 1G1 1 百合花 P3 3A3 3G 3 3 桃花 K5 C5 A G1 1 二 花图式 用花的横切面简图表明上述内容的叫花图式 能补充花程式不能完全显示的构造特征 图解符号 见教材212页 外围的圆点为花轴 花图式 用图形表示花的结构 五 花序 单生花 单独生在花茎上的花花序 多数的花在花轴上 总花柄 花序轴 有规律的排列方式 花轴上无典型的营养叶着生 在花粉苞片的花轴基部有苞片着生有的苞片密集于花序之下组成总苞 根据花在花轴上的排列方式 开放顺序等情况 可将花序分为无限花序和有限花序 一 无限花序 花轴在干花期 可以继续生长 不断形成新的花 由下而上或由边缘向中心陆续开放 1 总状花序2 伞房花序3 伞形花序4 穗状花序5 肉穗花序6 柔荑花序7 头状花序8 隐头花序9 简单花序 花轴不分枝 总状花序 具柄的花朵依次着生在花轴上如白菜 油菜等 荠菜 穗状花序 车前 肉穗花序 玉米天南星 花烛 柔荑花序 杨 柳等 毛白杨 伞房花序 梨 苹果等 伞形花序 人参 五加等 头状花序 向日葵 翠菊 隐头花序 无花果 二 有限花序 开花期花轴不伸长 开花顺序是由上而下或由内向外 1 单歧聚伞花序 1 蝎尾状单歧聚伞花序 委陵菜 尾 2 螺状聚伞花序 勿忘草 附地菜 2 二歧聚伞花序 大叶黄叶 石竹 3 多歧聚伞花序 泽漆 大戟 花序类型比较复杂 上述是些模式实际情况要复杂一些 有的甚至无限 有限花序混生 如葱是伞形花序但中间的花先开 是有限花序的特征 单歧聚伞花序 聚伞花序 唐昌蒲 二歧聚伞花序 鹅肠菜 多岐聚伞花序 主轴顶端发育一花后 其下分出三数以上的分枝 各分枝再长出小的聚伞花序 如益母草 复合花序 花轴分枝 每一分枝上呈现上述一种花序 与分枝形式相同的花序 1 圆锥花序 复总状花序 玉米 2 复穗状花序 小麦 3 复伞房花序 花楸 4 复伞形花序 胡萝卜 5 复头状花序 合头菊 第二节花芽分化 花芽分化 植物转入生殖生长时 茎尖分生组织逐渐形成花原基或花序原基 然后再分化形成花或花序 这一过程叫做花芽分化 第三节雄蕊的发育与结构 雄蕊起源于雄蕊原基 雄蕊原基不断生长 不久即分化出花丝和花药两部分 花丝与生殖过程没有直接的关系 它的作用主要是支撑花药 以利于传粉 花丝构造 表皮 薄壁组织 维管束 自花托经花丝进入花药的药隔 花药是雄蕊的主要部分 多数被子植物的花药由4个花粉囊所组成 分为左右两半 中间由药隔相连 花粉囊外由囊壁包围 内生许多花粉粒 花药成熟后 药隔每侧的二个花粉囊之间的壁破裂 花药开裂 花粉粒散出 一 雄蕊花药的发育和结构 雄蕊的形态 成熟花药的横切 一 花药的发育 发育初期的花药结构简单 外为一层幼龄表皮 未分化成熟的表皮细胞 和包围在内的分生细胞 在表皮以内花药四角各出现一至几列的分生细胞 孢原细胞 经一次平周分裂形成内外两层细胞 外层叫初生壁细胞 周缘细胞 将来经分裂分化形成花粉囊壁 内层为造孢细胞 经分裂 或直接长大 形成花粉母细胞 在幼花药的中部发育出一个维管束及其周围的薄壁细胞 构成药隔 壁细胞经分裂自外至内依次分化形成药室内壁 中层和绒毡层 三者与表皮共同组成花粉囊壁 花药接近成熟时 药室内壁细胞扩大并有木化和栓化的斜向条状次生壁 因此称为纤维层 其功能与花药开裂有关 中层是1 3层较小的薄壁细胞 初期含有淀粉等营养物质 后来被挤压消失 绒毡层是花粉囊壁最内一层较大的薄壁细胞 含有2个或多个细胞核 含有蛋白质 RNA 油脂 类胡萝卜素和孢粉素等营养物质 对花粉粒的形成和发育起重要的营养和调节作用 二 花粉囊壁的形成 发育和功能 1 形成周缘细胞 初生壁细胞 平周 垂周分裂 外 药室内壁 一层大型细胞 中 一层或几层细胞 内 绒毡层 一层大型细胞 2 发育 1 药室内壁 自半径方向伸长 垂周 内切向壁增厚 纤维层 2 中层 早期分解 吸收 消失 3 绒毡层 核型 多核 壁溶 原生质团 胶体溶液 壁不溶内面物质渗出 3 功能 1 纤维层 具保护和开裂的作用 2 绒毡层 对花粉粒的形成和发育起重要的营养和调节作用 二 花粉母细胞的减数分裂 造孢细胞 分裂 或不分裂 花粉母细胞 小孢子母细胞 减分 单核花粉粒 小孢子 减数分裂 包括二次连续的核分裂1 第一次分裂四个时期 前 中 后 末前期 比有丝分裂时间长 分5个阶段 1 细线期 核内出现细线状染色体 2 偶线期 同源染色体两两配对同源染色体 来自父本和母本的相似染色体 即具有相同形态和相似的基因 3 粗线期 染色体缩短变粗 同源染色体中每条染色体形成两染色单体 但着丝点仍相连 此时在非姐妹染色体的染色单体之间发生交叉交换遗传物质 片段互换 基因互换 4 双线期 染色体继续螺旋缩短 紧密配对的同源染色体开始相互分离 但在发生交换的地方 仍连在一起 呈现X V O 8等形状 5 终变期 染色体更为缩短 此时易于计数 核仁 核膜消失 纺锤丝出现 中期 各成对染色体 同源染色体 移向细胞中央 赤道面上 纺锤体形成 后期 同源染色体分离 分别移向两极 每一极的染色体数目减半末期 染色体解螺旋 形成染色质 核膜 核仁出现 子核形成 子核为单倍体 2 第二次分裂 为染色体的分离 分裂过程为前 中 后 末各期 整个分裂的结果 产生四个子细胞 暂时不分开 称四分体 子细胞即为小孢子 三花粉粒的发育 营养细胞生殖细胞 成熟花粉粒 雄配子体 单核花粉 小孢子 2细胞花粉3细胞花粉 花粉壁 2个精子 成熟的花粉粒就是雄配子体 精子叫雄配子 许多植物的花粉粒成熟时含有一个营养细胞 vegetativecell 和一个生殖细胞 generativecell 称为2 细胞花粉 如棉 桃 李 茶 杨 柑橘等的成熟花粉粒 在被子植物中约有192个科的植物的成熟花粉粒为此类 另一些植物的成熟花粉粒含有一个营养细胞和两个精细胞 称为3 细胞花粉 如水稻 大麦 小麦 玉米 油菜等的成熟花粉粒 在被子植物中约有115个科的植物的成熟花粉粒为此类 花粉粒壁由外壁 exine 和内壁 intine 构成 外壁较厚 硬而缺乏弹性 有萌发孔 germpore 萌发沟germfurrow 和各种形状的雕纹 主要组成物质有孢粉素及纤维素 类胡萝卜素 类黄酮素 油脂 蛋白质等 常呈黄色并有粘性 内壁较薄 软而有弹性 主要成分为纤维素 果胶质 半纤维素和蛋白质 四 花粉粒的形态结构 外壁和内壁均含有活性蛋白质和酶类 外壁蛋白质来自绒毡层 是由孢子体起源 具有基因型的特异性 在花粉与柱头的相互识别中起作用 内壁蛋白质由花粉粒本身制造 主要是各种水解酶 在花粉粒萌发和花粉管的生长中起作用 百合花粉粒 光学显微镜下 扫描电子显微镜下 新鲜花粉萌发 第四节雌蕊的发育与结构 心皮原基心皮原基的愈合雌蕊 1 雌蕊的类型 一 雌蕊的结构 1 柱头 承受花粉粒的场所2 花柱 花粉管进入子房的通道3 子房 子房室 子房壁 胚珠是形成雌性生殖细胞的地方 胎座胚珠着生的部位 边缘胎座 侧膜胎座 中轴胎座 特立中央胎座 图 基生胎座 顶生胎座 胚珠类型 干柱头 湿柱头 实心型 空心型 一 柱头 柱头 stigma 柱头位于雌蕊的顶端 是接受花粉的部位 一般膨大或扩展成各种形状 湿柱头 当传粉时 有的柱头表面湿润 表皮细胞分泌水分 糖类 脂类 酚类 激素 酶等物质 可以粘住更多的花粉 并为花粉萌发提供必要的基质 这类柱头为湿柱头 如烟草 百合 苹果 豆科植物的柱头属此类型 干柱头 这类柱头在被子植物中比较常见 在传粉时不产生分泌物 但柱头表面存在亲水性的蛋白质薄膜 能从薄膜下角质层的中断处吸收水分 石竹科植物 凤梨 蓖麻 月季等的柱头属此类型 禾本科植物中的水稻 小麦 大麦 玉米柱头也属此类 二 花柱 花柱 style 花柱是柱头和子房间的连接部分 也是花粉管进入子房的通道 闭合型花柱道是实心 中央为引导组织所充塞 引导组织的细胞长形 壁薄 细胞内含丰富的原生质和淀粉 常成疏松状排列 如棉 烟草 番茄 荠菜以及大多数双子叶植物的花柱 开放型花柱中央是空心的管道 称为花柱道 管道周围是花柱的内表皮 或为2 3层分泌细胞 如单子叶植物百合科的百合 贝母和双子叶植物的罂粟科 豆科 马兜铃科等 三 子房 胎座的类型胚珠在子房内沿腹缝线着生 其着生部位叫胎座可分为 边缘胎座 一心皮单子房 胚珠沿心皮腹缝线排列 如 豆类侧膜胎座 一室的复子房 胚珠沿腹缝线排列 如 瓜类中轴胎座 复雌蕊子房 多室 胚珠生于各室内隅 如 柑桔 胎座的类型特立中央胎座 复子房隔膜消失后 胚珠着生在残留的中短轴 如 石竹顶生胎座 一室 一粒胚珠着生在子房顶部 如 桑基生胎座 一室 一粒胚珠着生在子房基部 如 向日葵 边缘胎座 单雌蕊 子房一室或假数室 胚珠着生于心皮边缘呈纵行排列 如大豆 侧膜胎座 复雌蕊 一室子房或假数室子房 胚珠着生于心皮边缘相连的腹缝线上 如十字花科和葫芦科植物 中轴胎座 复雌蕊 数室子房 数个心皮边缘内卷 于中央形成轴 胚珠着生于中轴上 如百合等 特立中央胎座 复雌蕊 子房的分隔消失而成为一室子房 子房室中央有一向上伸出但未达子房顶部的轴 胚珠着生于轴上 如石竹等 顶生胎座 胚珠着生于子房的顶部 基生胎座 胚珠着生于子房的基部 胚珠类型 倒生胚珠直生胚珠横生胚珠弯生胚珠 1 胚珠的发育与结构 合点珠被珠心 胚囊胚珠原基珠被珠心珠孔珠柄 胚珠的发育 腹缝线突起 胎座 珠心组织 分化形成珠被和珠心 合称胚珠 胚珠与胚囊发育过程 胚珠结构模式图 周缘细胞 形成珠心一部分珠心细胞近珠孔端的表皮下孢原细胞造孢细胞长大胚囊母细胞减数分裂四分体三个消失 一个发育3个反足细胞 合点端N 1个中央细胞 中央2X1N 单核胚囊三次有丝分裂8核胚囊 7细胞胚囊 2个助细胞 珠孔端N 1个卵细胞 珠孔端N 二 胚囊的发育与结构 蓼型胚囊 成熟胚囊就是被子植物的雌配子体 其中的卵细胞为有性生殖的雌配子 胚珠的发育和胚囊的形成小结 第五节开花 传粉和受精 一 开花开花 当植物生长发育到一定的阶段 雄蕊的花粉粒和雌蕊的胚囊达到成熟时 或两者之一已成熟 原来紧包的花萼和花冠即行开放 露出雄蕊和雌蕊 为下一步的传粉作准备 这一现象叫开花 先花后叶 花叶同放 先叶后花 开花期 一株植物从第一朵花开放到最后一朵花开毕所经历的时间称为开花期 开花期长短随植物种类而异 从数天至二 三个月不等 如早稻5 7天 棉可延续几个月 二 传粉 传粉 成熟的花粉粒以各种不同的方式传到雌蕊柱头上的过程称为传粉 传粉的媒介 自花传粉与异花传粉及其生物学意义 自花传粉 一朵花的成熟花粉粒传到同一朵花内的雌蕊柱头上 并能受精结实的过程称为自花传粉 闭花受精 指在未开花时已经完成受精作用 花粉粒在花粉囊里萌发 花粉管穿过花粉囊伸向柱头完成受精 长期的自花传粉会使后代的生活力减弱 异花传粉 一朵花的花粉借助外力传到另一朵花的雌蕊柱头上并能受精结实的过程称为异花传粉 植物对异花传粉的适应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 从生物学意义上说 异花传粉比自花传粉较进化 这是因为异花传粉的精 卵细胞产生于不同的环境