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药用植物学
1.9.4.5 五、花的生理功能
五、花的生理功能

花是植物的繁殖器官,主要的功能为进行生殖。花的生殖需经过开花、传粉和授精等过程。

(一)开花

当花的雄蕊的花粉和雌蕊的胚囊发育成熟,或其中之一已达成熟程度,花被由包被状态逐渐展开,雄蕊和雌蕊露出的现象称为开花(anthesis)。除少数闭花受精植物外,开花是大多数种子植物性成熟的标志。

不同植物的开花年龄、开花季节和花期长短不尽相同。一、二年生植物,生长数月后就可开花,只开花一次便完成生命周期;多年生植物在达到开花年龄后,便能年年到时候开花,只有少数植物如竹子,虽为多年生植物,但一生只开花一次,花后即死亡。植物的开花季节主要与气候有关,但大多数植物多在早春季节开放,也有一些植物是在冬季开花的。不同植物的花期长短差异较大,有的仅几天,如桃、李、杏等,有的持续一、二个月或更长,如腊梅;有的一次盛开后全部凋落,有的持久陆续开放,如棉花、番茄等,一些热带植物几乎终年开花,如可可、桉树等。植物的开花习性是植物在长期的演化过程中所形成的遗传特性,也是植物适应不同环境条件的结果。

(二)传粉

当雄蕊成熟后,花粉囊开裂,散出的花粉通过各种途径传送到雌蕊柱头上的过程,称为传粉(pollination)。传粉是高等维管植物有性生殖的特有现象,精子借助花粉管传送到胚珠,使植物受精不再以水为媒介,对适应陆生环境具有重大意义。通常传粉包括自花传粉(self-pollination)和异花传粉(crosspollination)两种形式。

1.自花传粉 是雄蕊成熟的花粉粒散出后,落到同一朵花的柱头上,并能正常受精结果的传粉现象。具有自花传粉现象的植物在自然界中较少,如水稻、小麦、棉花、番茄等。自花传粉的植物必须是两性花,雄蕊紧靠雌蕊,常等高排列,而且雌蕊与雄蕊同时发育成熟。有些植物的雌、雄蕊成熟较早,不待花苞开放,成熟的花粉粒就直接在花粉囊中萌发形成花粉管,并把精子输送到胚珠中受精,这种现象称为闭花传粉,如落花生、豌豆等。自花传粉的花粉和雌蕊来自于同一植株,遗传性差异较小,受精后发育成的后代往往生命力较弱。

2.异花传粉 是一朵花上的成熟的花粉粒散出后,落到同一植株或不同植株另一朵花的柱头上的传粉现象,异花传粉较自花传粉相比更为普遍且先进。异花传粉的植物往往为单性花且雌雄异株,若为两性花则雌雄蕊不同时成熟或雌雄蕊不等长,自花授粉不能萌发等。异花传粉的雌雄两方的生殖细胞遗传性差异较大,后代往往具有较强大的生命活力。

(三)受精

受精作用(fertilization)即卵子和精子融合成一个合子的过程。在被子植物中,成熟花粉粒经传花授粉后落到柱头上,被柱头分泌的黏液所黏住。随后花粉粒在柱头上萌发,自花粉粒内壁萌发孔向外长出若干个花粉管,其中只有一个花粉管能继续生长,并穿过柱头沿着花柱向下延伸进入子房,一般通过珠孔进入胚囊(珠孔受精),少数经过合点进入胚囊(合点受精)。随着花粉管的深入,花粉粒细胞内的2个精子和1个营养细胞全部注入花粉管中,并向花粉管顶端集中。当花粉管先端破裂时,营养细胞大多已解体消失,2个精子进入胚囊,其中1个精子与卵细胞结合,形成二倍体的受精卵,将来发育成种子的胚;另1个精子与中央细胞的2个极核结合,形成三倍体的初生胚乳核,日后发育成种子的胚乳。卵细胞和极核同时和两个精子分别完成融合的过程,称为双受精(double fertilization),是被子植物有性生殖的特有现象,它使来自父本和母本的具有差异的遗传物质重组,融合了双亲遗传特性,并且受精卵在同样兼有双亲遗传特性的胚乳中孕育成熟,使后代个体更加富有生命力和适应性,是植物界有性生殖过程中最进化、最高级的形式。另外,在受精过程中,助细胞和反足细胞均破坏消失。

复 习 题

【A型题】

1.蝶形花冠是哪个科植物特有的花冠类型? ( )

A.豆科 B.小檗科 C.五加科 D.唇形科

2.中药中的红花是以植物的下列哪个部分入药? ( )

A.花柱 B.开放的花 C.花蕾 D.花序

3.具有四强雄蕊的科是: ( )

A.豆科 B.十字花科 C.玄参科 D.锦葵科

4.日常食用的瓜类蔬菜的胎座类型是: ( )

A.边缘胎座 B.侧膜胎座 C.中轴胎座 D.顶生胎座

5.菊科植物的雄蕊类型为: ( )

A.单体雄蕊 B.二体雄蕊 C.聚药雄蕊 D.二强雄蕊

6.姜科植物的雄蕊常发生变态而成: ( )

A.苞片状 B.花托状 C.花瓣状 D.叶片状

7.下列植物中,在同一株植物兼有雄花和雌花的为: ( )

A.银杏 B.牡丹 C.桔梗 D.南瓜

8.珠柄、珠孔、合点在一条直线上的胚珠是: ( )

A.直生胚珠 B.弯生胚珠 C.横生胚珠 D.倒生胚珠

9.花是由花芽发育而来,是节间极缩短、不分枝的、适应生殖的: ( )

A.变态根 B.变态叶 C.变态叶 D.变态枝

10二体雄蕊花程式中可表示: ( )

A.A(9)+1B.A(9+1)C.A9+(1)D.A9+1

【判断题】

1.中药中的番红花是以植物的柱头入药。 ( )

2.雄蕊四枚,分离,两长两短的雄蕊类型为二体雄蕊。 ( )

3.伞形花序的小花梗不等长,下部较长,向上逐渐缩短,使小花在上部排列成一平面。 ( )

4.通常胚珠着生于心皮的腹缝线上。 ( )

5.我们通常所说的花是指种子植物的花。 ( )

【填空题】

1.花通常由 _____、_____ 、_____ 、_____ 、 _____、 _____等几个部分组成。

2.雌蕊由 _____、_____ 、_____ 组成。

3.胚珠由 _____、 _____、_____ 、 _____组成。

4.典型的雄蕊由 _____、_____ 构成。

5.蝶形花冠由五枚花瓣组成,最上面最大的一片称_____ ,侧面两片较小的称_____ ,最下面的两片联合成龙骨状称_____ 。

6.成熟胚囊有8个细胞分别为 _____、 _____、_____ 、_____ 。

7.胚珠类型有 _____、_____ 、 _____、_____ 。

【名词解释】

1单体雄蕊 2二强雄蕊 3二体雄蕊 4心皮 5上位子房 6胎座 7胚珠 8合点 9佛焰苞 10双受精 11自花传粉

【简答题】

1.何为花程式?试用花程式表示出桃花的结构。

2.无限花序与有限花序有何区别?各有哪些类型?

3.何谓双受精?双受精有何生物学意义?