植物學被子植物花的構造和發(fā)育知識點、論述題

第八章被子植物花的構造和發(fā)育花是被子植物特有的生殖器官。植物在完成養(yǎng)分生長后將轉(zhuǎn)而進展生殖生長,這時莖尖頂進展有性生殖的場所。一朵完整的花由花柄、花托、花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群等局部組成。雄蕊是花中雄蕊原基發(fā)育而成的,由花絲和花藥構成，其中花藥由花粉囊和藥隔組成，花粉囊內(nèi)發(fā)育而來，它的根本組成單位是心皮，形態(tài)上可區(qū)分為柱頭、花柱和子房三局部，子房內(nèi)的胎座上著生胚珠，胚珠由珠心、珠被、珠孔、珠柄等幾局部組成，珠心內(nèi)形成胚囊,胚囊中產(chǎn)生卵細胞和中心極核。雌、雄蕊發(fā)育成熟后，花粉粒從花粉囊中散出，通過不同的傳粉方式傳至雌蕊完成被子植物特有的雙受精過程。根本概念1.植物的生殖〔1〕生殖：植物生長到肯定階段時，就要通過肯定的方式由舊個體產(chǎn)生個體，來保持種族的連續(xù)，這種現(xiàn)象稱為生殖?！?〕養(yǎng)分生殖：植物養(yǎng)分體的某一局部與母體分別或暫不分別，而直接形成個體的生殖〔3〕無性生殖：植物體上產(chǎn)生一類稱為孢子的無性生殖細胞，以后由這些孢子直接發(fā)育形成個體的生殖方式?！?〕有性生殖：植物體上產(chǎn)生稱為配子的有性生殖細胞、即雌配子和雄配子，兩個配子融合后形成合子或受精卵，再由合子直接發(fā)育形成個體。它是種子植物主要的生殖方式。2,花的概念、組成和發(fā)生〔1〕花的概念：花是一種適應生殖功能，節(jié)間極度縮短、不分枝的變態(tài)的短枝，其上著生著變態(tài)的葉子，是被子植物特有的生殖器官?！?〕花的組成：一朵典型的花由以下幾局部組成：1〕花柄：也稱花梗，生于花的最下部，支持花位于肯定的空間，是莖與花之間的橋梁。

2〕花托：花柄頂端局部.花的其他局部著生其上，通常呈膨大狀?；ㄍ杏懈鞣N形狀，如圓錐狀、杯狀、圓盤狀等。3〕花萼：一朵花中全部萼片的總稱，位于花的最外圍，著生于花托最外側或最下方，由假設干萼片組成，萼片數(shù)目、外形因植物種類不同而異。全部聯(lián)合稱為合萼。為萼裂片。③距：有些植物花萼萼筒或花冠〔瓣〕向下端伸長成一個瘦長的空管稱為距，常內(nèi)藏花蜜，如飛燕草、紫堇及一些蘭科植物?；ㄝ?。

花冠：一朵花中全部花瓣的總稱，位于花萼之內(nèi)或之上，由假設干花瓣組成，其數(shù)目與花萼萼片同數(shù)，或是其倍數(shù)，一輪或多輪排列。全部花瓣大小、外形一樣時稱為整齊花，反之稱為不整齊花。①離瓣花和合瓣花:一朵花中全部花瓣彼此完全分別稱為離攤花。一朵花中全部花瓣之間彼此多少聯(lián)合稱為合瓣花。②花冠筒和花冠裂片：合瓣花花冠合生的局部稱為花冠筒；合瓣花花冠上端分離局部稱為花冠裂片。③花被：一朵花中花萼和花冠總稱為花被。④兩被花：既有花萼又有花冠的花。5單被花：花冠退化而只有花萼的花〔也有指只有一輪花被的花〕。6雄蕊群：一朵花中全部雄蕊的總稱，由肯定數(shù)目或多數(shù)雄蕊組成，位于花冠的內(nèi)方或上方，呈螺旋狀或輪狀排列生于花托上，個別生于花冠或花被上。雄蕊形態(tài)上可區(qū)分為花絲和花藥?；ㄋ幨切廴锏闹饕植?，通常由2 4個花粉囊和藥隔組成。組成雌蕊的最根本單位稱為心皮。心皮是具有生殖作用的變態(tài)的葉子，由心皮卷合形成雌蕊。雌蕊形態(tài)上分化為柱頭、花柱、子房三局部。(4)花芽分化：種子萌發(fā)經(jīng)過養(yǎng)分生長形成根、莖、葉養(yǎng)分器官之后，在肯定條件下將轉(zhuǎn)進一步分化形成花及花序。雄蕊的發(fā)育及構造(1)雄蕊的發(fā)育：雄蕊發(fā)育起始于花中的雄蕊原基，雄蕊原基經(jīng)細胞分裂、分化其頂端膨大形成花藥，基部伸長形成花絲。其過程如下成熟花藥的構造：常由藥隔和兩對花粉囊組成。藥隔：藥隔主要由維管束和薄壁組織構成，有支持、連接與輸導作用。花粉囊：常由兩對花粉囊組成。每個花粉囊的構造如下：①花粉囊壁：表皮：由原表皮發(fā)育而成，有氣孔分布，表皮外表具有角質(zhì)膜，有些植物還具有表皮毛。藥室內(nèi)壁：位于表皮內(nèi)側，通常為單層細胞，早期含淀粉和其他養(yǎng)分物質(zhì)，花中層：由一至數(shù)層較小的薄壁細胞組成，早期含淀粉和其他貯藏物，花藥成熟時解體。絨氈層：是花粉囊的最內(nèi)-層細胞,體積大.細胞質(zhì)濃，含較多細胞器，初期為單核后期為兩核或多核細胞。其作用是為花粉發(fā)育供給養(yǎng)分。②花粉囊室：產(chǎn)生和貯存花粉粒?；ǚ勰讣毎臏p數(shù)分裂：減數(shù)分裂：是與生殖細胞或性細胞形成有關的-種分裂，發(fā)生在花粉母細胞產(chǎn)生單核花粉粒和胚囊母細胞產(chǎn)生單核作囊時，由兩次連續(xù)的分裂組成，其DNA一個母細胞產(chǎn)生四個子細胞，細胞內(nèi)染色體數(shù)比母細胞削減一半。減數(shù)分裂的簡要過程：減數(shù)分裂的第一次分裂,歷時較長，變化較簡單?？扇藶榈胤譃榍捌凇⒅衅?、后期與末期①前期1：又分為下面五個時期。細線期：在染色體配對之前，核內(nèi)消滅瘦長呈線形的染色體。偶線期：分別來自父本和母本的同源染色體兩兩配對即聯(lián)會，形成聯(lián)會復合體。粗線期：染色體漸漸變粗變短，同時，成對的同源染色體各自縱裂，每一同源染色體形成單體發(fā)生斷裂，互換染色體片段，從而改變了原來的基因組合，使后代發(fā)生變異。雙線期：同源染色體趨于分開，由于穿插常常發(fā)生在不止一個位點，因此此時可以看到同源染色體在一處或多處相連〔穿插〕，呈“x”“v”“8”等外形。終變期：核膜裂開之前，染色體更為縮短，并移向核的四周，核仁、核膜漸漸消逝。②中期：中期的特點是染色體排列到細胞的赤道板上，但由于在前期發(fā)生聯(lián)會，因而在減數(shù)分裂的中期，同源染色體不分開，仍是成對地排列到細胞中心。③后期1：由于紡錘絲的牽引兩條同源染色體〔各含兩條染色單體〕分別向細胞兩極移動，結果使細胞兩極各有一組染色體。④末期I：染色體解旋變細，但不完全伸展，仍舊保持可見的染色體形態(tài)；每個子核中染色體數(shù)目只有母細胞的一半。減數(shù)分裂的其次次分裂：根本上與有絲分裂相像。四分體：一個花粉母細胞經(jīng)過減數(shù)分裂后形成四個子細胞，其外有胼胝質(zhì)包圍或分隔，彼此集合在一起,稱為四分體。成熟花粉?！残叟渥芋w〕的構造：由花粉壁〔外壁、內(nèi)壁〕、一個養(yǎng)分細胞和一個生殖細胞或兩個精子組成?；ǚ郾冢喊ㄍ獗诤蛢?nèi)壁。外壁：較厚，堅硬缺乏彈性，由孢粉素、纖維素、類胡蘿卜素、類黃酮素、蛋白質(zhì)及肯定外形孔隙和溝槽，是花粉管伸出的地方。內(nèi)璧：花粉粒內(nèi)壁較薄，軟而具彈性，在萌發(fā)孔處較厚。主要成份是由纖維素、半纖維素、果膠及蛋白質(zhì)組成。識別蛋白：花粉內(nèi)壁和外壁中所含的蛋白是一種活性蛋白，具有識別的功能。在傳粉受精過程中，花粉壁蛋白與雌蕊組織之間的識別反響打算花粉是否萌發(fā)以及親和性或不親和性。生殖細胞及精子：生殖細胞最初緊貼著花粉內(nèi)壁，呈梭形，后來整個生殖細胞脫離花粉內(nèi)壁，游離到養(yǎng)分細胞的細胞質(zhì)中，呈圓球形。生殖細胞在成熟花粉粒中，僅由它本身的質(zhì)膜和四周養(yǎng)分細胞的質(zhì)膜所包圍，成為一個裸細胞，浸沒在養(yǎng)分細胞中。2-細胞花粉粒：生殖細胞在花粉粒里停滯直至花粉萌發(fā)，才在花粉管中完成分裂并形成兩個精子。3-細胞花粉粒:生殖細胞就在花粉粒里完成有絲分裂形成兩個精子。細胞壁，只是被質(zhì)膜包圍的裸細胞，細胞質(zhì)中含有一般的細胞器，但無質(zhì)體，細胞核具有深厚的染色體和核仁。精子外形多樣，如紡錘形、球形、橢圓形、蠕蟲形和帶狀。養(yǎng)分細胞：成熟花粉粒中，養(yǎng)分細胞較大，核構造疏松，細胞質(zhì)多，富含多種細胞器RNA,因此,對花粉管的延長和生殖細胞的分裂起重要作用?；ǚ蹟∮河捎趦?nèi)外因素的影響使花粉發(fā)育受到干擾，形成無生殖力量的花粉。這一現(xiàn)象稱為花粉敗育。雄性不育：個別植物由于內(nèi)在生理、遺傳緣由和外界環(huán)境條件的影響，花中的雄蕊發(fā)育不正常，不能形成正常的精細胞、花粉或雄配子體的現(xiàn)象稱為雄性不育。雄性不育植株有三種表現(xiàn)類型：第一種是花粉全部干癟退化,其次種是花藥內(nèi)不產(chǎn)生花粉，第三種是能夠形成花粉，但花粉敗育。雄性不育性可遺傳的品系稱為雄性不育系。應用雄性不育系可進展雜交育種。雌蕊的發(fā)育和構造雌蕊是由心皮向內(nèi)卷合而成的，有腹縫線和背縫線之分，心皮邊緣相聯(lián)合的局部稱為腹縫線，胚珠就著生在腹縫線上。而心皮中心相當于葉片中脈的位置稱為背縫線。腹縫線和背縫線上常有維管束分布，即腹束和背束。雌蕊的發(fā)育與構造：雌蕊是由雌蕊原基發(fā)育而來，其構造如下：柱頭：承受花粉的地方，通常膨大或擴展成各種外形；可分為枯燥型和潮濕型兩種?；ㄖ何挥谥^和子房之間，是花粉管進入子房的通道；可分為空心型和實心型兩種。長短、粗細因植物種類而異。胚珠四局部構成。①子房壁：由內(nèi)外表皮、根本組織及維管束構成。②子房室：數(shù)目因植物而異，并依構成雌蕊的方式和心皮數(shù)不同而變化。③單子房：由一個心皮形成的雌蕊的子房，只有一室，稱為單子房。④單室復子房：由多個心皮構成雌蕊，全部心皮都用來形成子房壁,子房一室，稱為單室復子房。⑤多室復子房：雌蕊的子房由多個心皮構成，心皮接合的部位向子房內(nèi)延長，在子房室，稱為多室復子房。⑥胎座：子房內(nèi)胚珠著生的部位.7凡局部組成：。珠心中心產(chǎn)生。囊內(nèi)發(fā)育出卵細胞。珠被：包于珠心之外的細胞層。珠被可以是一層或二層，兩層珠被時，外面的一層是外珠被，里面的一層是內(nèi)珠被。球孔：珠被在珠心頂端留下的小孔，是將來花粉管進入胚囊的通道之一。珠柄：胚珠基部的一個柄狀構造，內(nèi)有維管束與胎座相連。合點：珠柄維管束進入胚珠的一點，即珠心、珠被、珠柄三者的愈合局部。，由胚珠原基發(fā)育形成胚珠和胚囊,過程如下所示：成熟胚囊〔雌配子體〕的構造：成熟胚囊通常是由7個細胞組成，包括珠孔端的1個卵細胞和2個助細胞，合點端的3個反足細胞以及這兩群細胞之間的1個大、含兩個極核的中心細胞。這樣的構造也稱雌配子體。1〕卵細胞:是胚囊中最重要的成員，它是雌配子體。細胞近于洋梨形，珠孔端有一個大液泡，細胞核和大局部細胞質(zhì)位于合點端。珠孔端的細胞壁較厚，向合點端漸漸變薄，甚至消逝，卵細胞與助細胞和中心細胞之間為不完全的細胞壁或只以質(zhì)膜分隔。成熟卵細胞細胞器削減,合成代謝活動降低。2〕助細胞：助細胞與卵細胞緊靠一起，呈三角鼎立狀排列在珠孔端，核位于珠孔端，壁厚。液泡位于合點端，細胞器豐富代謝活潑。在珠孔端的細胞壁成片狀、指狀內(nèi)突，稱為絲狀器，大大增加了質(zhì)膜的面積，有利于養(yǎng)分物質(zhì)的吸取及運轉(zhuǎn)。還能合成和分泌物質(zhì)吸引花粉管向胚囊生長，有助于花粉管及內(nèi)溶物進入。3〕中心細胞：胚囊中體積最大的一個細胞，細胞高度液泡化。兩個極核相互靠近，在受精前或在受精過程中，融合為一個雙倍體的次生核。與卵細胞、助細胞和反足細胞之間存在胞間連絲，加強了構造和生理上的協(xié)調(diào)。中心細胞含有豐富的細胞器和貯有多量的淀粉、蛋白質(zhì)和脂類等。4〕反足細胞：反足細胞的數(shù)目變化最大，在多數(shù)植物胚囊中為3個,但有些植物反足細胞有次生增殖力量，可形成多數(shù)細胞，達幾十甚至幾百個。反足細胞中有豐富的細胞器，代謝力量強，與胚囊吸取物質(zhì)有關，具有傳遞細胞的特點。開花、傳粉和受精〔1〕〔或二者之一發(fā)育成熟時，花被片開放，露出雌雄蕊，這種現(xiàn)象稱為開花。傳粉：開花之后，花藥開裂，成熟的花粉粒借外力傳到雌蕊柱頭上的過程。自花傳粉：成熟的花粉粒傳到同一朵花的雌蕊的柱頭上的過程。在農(nóng)林業(yè)生產(chǎn)上，農(nóng)作物的同株異花間的傳粉和果樹中的品種內(nèi)傳粉也稱為自花傳粉。異花傳粉：一朵花中的成熟的花粉粒從花藥中散出后傳到同一植株或不同傳粉。植物對異花傳粉的適應性：異花傳粉的植物和花，在構造和生理上產(chǎn)生了一些特別的適應性變化，使自花傳粉成為不行能，主要表現(xiàn)在：①單性花，而且雌雄異株。②雌雄蕊異熟，即一朵花或一株植株上的雌雄蕊的成熟時間不全都。③雌雄蕊異長、異位。④自花不孕，即花粉粒落在同一朵花或同一植株花的柱頭上不能受精結實的現(xiàn)象。自花傳粉與異花傳粉的生物學意義：達爾文指出，植物連續(xù)自花傳粉是有害的，異花傳粉是有益的。由異花傳粉所得的后代，植株髙大，生活力強，結實率高，抗逆性也較強。異花傳粉使兩個生活環(huán)境不盡一樣的雌雄配子結合，使后代的適應性更強。大量生產(chǎn)實踐和科學試驗的事實證明白達爾文理論的正確性。如自花傳粉的栽培植物，假設任其長期［“自花傳粉有害，異花傳粉有益”是自然界的一個規(guī)律。但是，植物的自花傳粉是在異花傳粉條件缺乏的狀況下對生殖的一種特別適應。達爾文指出：“很明顯，|對植物來說，用自體受精的方法來生殖種子，總比完全不生殖或生殖很少量的種子來得好些?！币虼?，自花傳粉,在某些狀況下，仍舊是生物學上的有利特征。傳粉的媒介:傳粉要借助肯定外力，常見的外力有風和昆蟲，前者稱為風媒花，后者稱為蟲媒花。風媒花的花被小；不具有明媚的顏色或無花被；不具有蜜腺和芳香的氣味；產(chǎn)生花粉量大、質(zhì)輕，外表枯燥易被吹送；雌柱頭常擴展或分裂。外表粗糙，花構造常與昆蟲形成互為適應的關系。受精：受精作用是指雄配子〔精細袍〕和雌配子〔卵細胞〕相互融合的現(xiàn)象。被子植物的受精必需經(jīng)過花粉萌發(fā),形成花粉管，并通過花粉管將精細胞送入胚囊，才能使兩性細胞相遇而結合，完成受精全過程?；ǚ勖劝l(fā)：落在柱頭上的花粉,在適宜條件下，內(nèi)壁穿過萌發(fā)孔向外突出，形成花粉管稱為花粉的萌發(fā)，只有同種或近緣花粉才能經(jīng)過識別后萌發(fā)。花粉管生長：花粉萌發(fā)形成花粉管，并定向生長，進入柱頭、子房到達胚珠，穿過珠心從一個助細胞絲狀器進入助細胞，花粉管頂端裂開噴射出精子及內(nèi)含物進入胚囊，養(yǎng)分核消失，雙受精：當花粉管進入胚囊時，先端裂開，兩個精子由花粉管進入胚囊，其中一個精物所特有的現(xiàn)象。雙受精的意義:通過單倍體的卵細胞與精子的結合,形成的二倍體合子發(fā)育成的一代植物體，恢復了植物體原有的染色體數(shù)目，保持了物種的穩(wěn)定性；由于雌、雄配子間存在遺傳差異，精、卵融合將父母本具有差異的遺傳物質(zhì)組合在一起，通過合子發(fā)育形成的個體具有父母本的遺傳特性，同時具有較強的生活力和適應性。由于雌、雄配子在減數(shù)分裂過程中發(fā)生了遺傳基因交換、重組，因而在所形成的后代中就可能形成一些的變異，極大地豐富了后代的遺傳性和變異性，為生物進化供給了選擇的可能性和必定性，被子植物的雙受精作用具有特別的生物學意義。由于雙受精不僅使合子或由合子發(fā)育成的力和適應性。因此，被子植物的雙受精，是植物界有性生殖過程的最進化、最高級的形式，加上其他各種形態(tài)構造上的進化適應，使它們成為地球上適應性最強、構造最完善、種類最多、分布最廣、在植物界中占確定優(yōu)勢的類群。閉花受精：植物的花不待花被張開，它們的花粉粒在花粉囊里直接萌發(fā)，花粉管穿過花粉囊的壁向柱頭生長，完成受精。閉花受精在自然界是一種合理的、長期適應的現(xiàn)象，即植物在環(huán)境條件不適于開花傳粉時，通過閉花受精度過這一個不良時期，完成生殖過程。多精現(xiàn)象：正常狀況下，只有一個花粉管伸入胚囊,釋放一對精子，但有時會有多個花粉管同時進入胚囊，使胚囊中具有兩個以上的精子，稱為多精現(xiàn)象。二、試述雙受精的過程及其意義解雙受精過程中，一個精子與卵細胞合點端的無壁區(qū)接觸，兩細胞的質(zhì)膜先融合，精核進入卵細胞的細胞質(zhì)中，并與卵核靠近，隨后，兩核的核膜融合，核質(zhì)相融，兩個核的核仁融合為一個核仁，至此，卵細胞受精過程完成，形成了一個具有二倍染色體的合子，即受精卵，它將來發(fā)育成胚。另一個精子與中心細胞的融合過程，根本上與精卵融合過程相像。有些植物在受精前，中心細胞的兩個極核尚未融合時，精核則先與一個極核融合再與另一個極核融合，中心細胞受精后，形成三倍體初生胚乳核，將來發(fā)育成胚乳。雙受精過程中，精子與卵細胞的融合比精子與中心細胞的融合開始得早，歷經(jīng)時間較長，融合速度較慢，因此，初生胚乳核反而比受精卵形成得早。被子植物的雙受精作用具有重要的生物學意義。受精作用實質(zhì)上是雌、雄配子的相互同化過程，通過單倍體的雌配子〔卵細胞〕與單倍體的雄配子〔精子〕的結合，形成了一個二倍體的合子，由合子發(fā)育成一代植物體，恢復了各種植物原有染色體數(shù)目，保持了物種的穩(wěn)定性；并且由于雌、雄配子間存在遺傳差異，精、卵融合將父母本具有差異的遺傳物質(zhì)組合在一起，通過性。又由于雌、雄配子本身相互之間的遺傳差異〔由減數(shù)分裂過程中所發(fā)生的遺傳基因交換、重組所打算的〕，因而在所形成的后代中就可能形成一些的變異，極大地豐富了后代的遺傳性和變異性，為生物進化供給了選擇的可能性和必定性。被子植物的雙受精作用還具有特別的生物學意義。由于雙受精不僅使合子或由合子發(fā)育的，因而也帶有父母雙方的遺傳特性。這就使產(chǎn)生的后代具有更深的父母遺傳特性，以及更強的生活力和適應性。三、簡述花芽分化的過程。解：花和花序均由花芽發(fā)育而來，而花芽分化的開頭則是被子植物從養(yǎng)分生進步入生殖發(fā)育的重要轉(zhuǎn)折標志。種子萌發(fā)后經(jīng)過養(yǎng)分生長形成根、莖、葉養(yǎng)分器官，在環(huán)境條件和內(nèi)部而漸漸形成花原基和花序原基，進一步分化形成花及花序?；ǖ母骶植吭只ご危ǔＳ赏庀騼?nèi)進展，萼片原基發(fā)生最早，以后依次向內(nèi)產(chǎn)生花瓣原基、雄蕊原基和雌蕊原基，但由于植物種類不同，花部形態(tài)多樣，花芽分化挨次也會消滅一些變化。四、為什么說花是適應生殖的變態(tài)短枝？解：從系統(tǒng)發(fā)育角度看，通常認為花是節(jié)間極短而無分枝、適應于生殖的變態(tài)枝，由于花柄是花與枝條連接的局部，形態(tài)、構造與莖類似，其頂端的花托有多個節(jié)間極短而密集在一起的節(jié)，花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群由外至內(nèi)依次著生在花托的這些節(jié)上。萼片綠色，外形很像葉片；花瓣有各種顏色，形態(tài)構造也和葉片相像，雄蕊和雌蕊雖然在形態(tài)和功能上與葉差很大，但它們的發(fā)生、生長方式和維管系統(tǒng)則與葉類似。五、花藥的組成與發(fā)育有哪些特點？解：花藥是雄蕊的主要局部，大多被子植物具有4個花粉囊。此外，在花藥中部有藥2花粉成熟，花藥開裂散出花粉?；ㄋ幨怯尚廴镌敹司植堪l(fā)育而來。其外層為原表皮，內(nèi)側為一群形態(tài)一樣的根本分生組織?；ㄋ幩膫€角隅處的細胞分裂較快，使花藥形成具有四棱外形的構造。隨之在四棱處原表皮內(nèi)側分化出四個孢原細胞，經(jīng)過平周分裂，外層形成周緣細胞內(nèi)層成為造孢細胞。周緣細胞再進展平周分裂和垂周分裂，花藥中部細胞漸漸分裂、分化形成維管束和薄壁細胞，構成藥隔。周緣細胞再進展平周分裂和垂周分裂，產(chǎn)生數(shù)層細胞，由外向內(nèi)漸漸形成藥室內(nèi)壁、中層和絨氈層，與花藥表皮共同構成花粉囊壁，將造