被子植物的生殖器官 —— 花

被子植物的生殖器官——花 植物学精品课程

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 • 雌、雄蕊的发育、解剖结构特征；双受精作用及其意义植物学精品课程

主要内容 • 一花的组成部分与形态特征 • 二禾本科植物花的结构 • 三花芽的分化 • 四雄蕊的发育与结构 • 五雌蕊的发育与结构 • 六开花、传粉和受精 • 七无融合生殖和多胚现象植物学精品课程

一花的组成部分与形态特征 • 花( flower)——是被子植物的生殖器官，是适应于生殖的变态短枝，花的各部分为变态叶。 • 典型的被子植物的花包括：花萼(calyx)、花冠(corolla)、雄蕊群(androecium) 雌蕊群(gynoecium)。植物学精品课程

具有花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群的花叫完全花（complete flower）。 • 缺其中一部分或几部分的，叫不完全花（incomplete flower）。植物学精品课程

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(一) 花柄与花托 • 花柄(pedicel)：连接茎与花的小枝。支持与运输。果实成熟时称果柄。 • 花托(receptacle)：花柄顶端、花各部分着生的部位。有时参与果实的形成。植物学精品课程

(二)花萼(calyx) • 花托上最外层的变态叶（萼片）的总称，常为绿色，结构与叶相似。 • 离萼、合萼（萼筒、萼裂片、距）、副萼、萼宿存。 • 保护与光合作用。植物学精品课程

（三）花冠(corolla) • 花萼内侧变态叶（花瓣）的总称，常具各种色彩和香气。 • 离瓣花、合瓣花（花冠裂片）。 • 花被、双被花、单被花、无被花（裸花）。 • 保护和助传粉。植物学精品课程

(四) 雄蕊群(androecium) • 花冠内侧所有雄蕊（stamen）的总称，是产生雄配子体的场所。 • 雄蕊是由花药（anther）和花丝（filament）两部分组成。植物学精品课程

(五) 雌蕊群(gynoecium) • 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(stigma)、花柱(style)和子房(ovary)三部分。植物学精品课程

二禾本科植物花的结构 • 小穗：构成禾本科植物花序的基本单位。 • 小穗本身常为花序。 • 小穗的结构：每一小穗的基部有2个较大的硬片，叫颖片。在颖片内包含有2-5朵花，通常只有小穗基部2～3朵花结构正常，能育，可以结实。植物学精品课程

每朵能育的花外面又有2片鳞片状的薄片包住，位于外侧的稃片形状较大，常具有显著的中脉，并延长成芒，叫外稃；在内侧的稃片形状较小，无显著的中脉和芒，叫内稃。每朵能育的花外面又有2片鳞片状的薄片包住，位于外侧的稃片形状较大，常具有显著的中脉，并延长成芒，叫外稃；在内侧的稃片形状较小，无显著的中脉和芒，叫内稃。植物学精品课程

在内稃的内侧基部，有2个较小的薄片，称为浆片，浆片是由花被退化而成。开花时，浆片吸水膨胀，使内外稃张开，花药和柱头露于花外，以利传粉。在内稃的内侧基部，有2个较小的薄片，称为浆片，浆片是由花被退化而成。开花时，浆片吸水膨胀，使内外稃张开，花药和柱头露于花外，以利传粉。 • 花的中央有3枚雄蕊和1枚雌蕊，雌蕊具2个羽毛状柱头，子房1室。植物学精品课程

三花芽的分化 • 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（flower bud differentiation）。植物学精品课程

四雄蕊的发育与结构 • 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）植物学精品课程

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。植物学精品课程

(一) 花药的发育与结构 • 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。植物学精品课程

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。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。植物学精品课程

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。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。植物学精品课程

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。植物学精品课程

花粉母细胞经减数分裂形成四分体，再发育形成花粉粒。花粉母细胞经减数分裂形成四分体，再发育形成花粉粒。 • 花粉粒发育成熟时，花药也即达到成熟阶段，此时的花药壁只剩下表皮和纤维层，中层和绒毡层已先后解体消失，花粉囊内侧充满成熟的花粉粒。植物学精品课程

花药通常有两对花粉囊，花药成熟时，每对花粉囊之间的壁破裂（花药开裂），相互连通为一个药室。花药通常有两对花粉囊，花药成熟时，每对花粉囊之间的壁破裂（花药开裂），相互连通为一个药室。植物学精品课程

(二) 花粉的发育及结构 • 花粉母细胞经减数分裂形成4个子细胞。刚形成的这4个子细胞是连在一起的，叫做四分体(quadrant)。植物学精品课程

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(vegetative cell)和一个生殖细胞(generative cell)，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）植物学精品课程

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）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）植物学精品课程

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(germ pore)（萌发沟 germ furrow）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。植物学精品课程

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。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。植物学精品课程

光学显微镜下 扫描电子显微镜下新鲜花粉萌发百合花粉粒植物学精品课程

五雌蕊的发育与结构 心皮原基心皮原基的愈合雌蕊植物学精品课程

1）植物学精品课程

(1) 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。植物学精品课程

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。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。植物学精品课程

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