12.16 為啥有些果樹沒有花也能結果?來看看植物的生殖器官——花的介紹

被子植物佔據植物界總數一半以上,已知的果樹就有300多種。被子植物在經過一定時期的營養生長後,在植株的一定部位形成花芽,轉入生殖生長,經過開花、傳粉、授精,形成果實和種子。

花、果實和種子與植物的有性生殖有關,被稱為生殖器官。

花是被子植物所特有的有性生殖器官,由花芽發育而成,是形成雌性生殖細胞和雄性生殖細胞,並進行有性生殖的場所。接下來就來看看詳細的介紹吧!

花的組成:花由花芽發育而成

一朵典型的花由花梗(或花柄)、花托、花萼、花冠、雄蕊群、雄蕊群組成,其中花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群由外至內依次著生於花柄頂端膨大的花托上。

構成花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群的組成單位分別是萼片、花瓣、雄蕊和心皮,它們均為變態葉。通常把具有花萼、花冠、雄蕊和雌蕊的花稱為完全花。缺少其中任何一部分或幾部分,則稱為不完全花。

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(1)花梗與花托。花梗或稱花柄,是著生花的小枝,主要起支持花的作用,也是莖向花輸送養料和水分的通道。花梗的頂端膨大的部分稱為花托;花的其他部分按一定方式著生於花托上。

(2)花萼與花冠。花萼和花冠合稱花被,具有保護雌蕊和雄蕊的作用。

花萼位於花的最外輪,由若干個萼片組成,形似葉,通常呈綠色,具有保護幼花、幼果作用,併兼具光合作用。根據萼片的離合程度,花萼有離萼和合萼之分。

花冠位於花萼的內面,由若干花瓣組成。根據花瓣的離合情況,分為離瓣花(如李、杏)和合瓣花(如南瓜、牽牛花)。

(3)雄蕊群。位於花冠之內,是一朵花內所有雄蕊的總稱。每枚雄蕊由花葯和花絲兩部分組成。花葯是花絲頂端膨大成囊狀的部分,內有4個花粉囊,成熟的花葯內有大量的花粉粒。

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(4)雌蕊群。位於花的中央,是一朵花內所有雌蕊的總稱,由心皮卷合發育而成;心皮是適應生殖的變態葉,它是組成雌蕊的基本單位。

每個雌蕊由柱頭、花柱和子房三部分組成。柱頭是雌蕊頂端膨大的部分,可接受花粉;花柱連接柱頭和子房,是花粉粒在柱頭萌發後花粉管進入子房的通道;子房是雌蕊基部膨大的部分,由子房壁、胎座、胚珠組成,胚珠是種子的前身。

禾本科植物的花

禾本科植物的花與一般花的形態不同。禾本科植物無花萼和花冠,而是變為漿片。花由2枚漿片、3或6枚雄蕊和1枚雌蕊組成;花及其外圍的內稃和外稃組成小花;1至多朵小花、2枚穎片和它們著生的小穗軸組成小穗。禾本科植物即以小穗為單位組成各種花序。

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花序

花在花軸上排列的次序稱為花序。根據花軸分枝形式和開花順序,可將花序分為無限花序和有限花序。

(1)無限花序。義稱總狀類花序或向心花序。其花軸為單軸分枝,能繼續生長和向外擴大;開花順序是花軸基部的花先開,漸及上部,若花軸很短,則由邊緣向中央依次開花。

無限花序的類型有總狀花序(如白菜、蘿蔔的花序)、傘房花序(如梨、蘋果的花序)、傘形花序(如蔥、櫻桃的花序)、穗狀花序(如車前、馬鞭草花序)、葇荑花序(如楊、柳的花序)、頭狀花序(如向日葵、三葉草的花序)、隱頭花序(如無花果、榕樹的花序等)和圓錐花序(玉米雄花、水稻的花序)。

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(2)有限花序。又稱聚傘類花序或離心花序。其花軸為合軸分枝,憑側枝向上生長;開花順序與無限花序相反,是頂端或中心的花先開,然後由上向下或由內向外逐漸開放。其類型有單歧聚傘花序(如萱草、附地菜)、二歧聚傘花序(如石竹、卷耳)和多歧聚傘花序(如澤漆、藜)。

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花的發育

花的發育包括雄蕊的發育和雌蕊的發育。

(1)雄蕊的發育。花芽分化過程中,雄蕊原基形成後不斷生長分化,使其頂端膨大發育為花葯,基部伸長形成花絲。開花時,花絲以居間生長的方式迅速伸長,將花葯送出花外,以利花粉撒播。

花葯是雄蕊的重要部分,通常有4個花粉囊,分成左右兩半,中間由藥隔相連,藥隔中央有維管束,與花絲維管束相通。花粉囊是產生花粉粒的場所,花粉粒成熟時,花葯壁開裂,花粉粒由花粉囊內散出進行傳粉。

(2)雌蕊的發育。雌蕊中最重要的部分是子房。

子房是雌蕊基部肥大的部分,由子房壁、胚珠、胎座等組成。子房內分一至數室,每室含有一個或幾個胚珠,胚珠是形成雌性生殖細胞的地方,常著生在子房壁的心皮腹縫線上。胚珠著生的部位為胎座。授精後子房發育成果實,子房壁發育成果皮,胚珠發育成種子。

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開花、傳粉和授精

開花、傳粉和授精是被子植物由花芽發育為種子和果實的一個重要過程。

(1)開花。當花內雄蕊的花粉粒和雌蕊子房中的胚囊(或其中之一)成熟後,花萼和花冠即行開放,雌蕊、雄蕊暴露出來的現象稱為開花。開花是被子植物生活史上的一個重要階段,除少數閉花授精植物外,開花是大多數植物性成熟的標誌。

不同植物的開花年齡常有差別,一、二年生植物生長几個月後就開花,一生只開一次花。多年生植物需到一定年齡才開花,如桃樹需3~5年,樺樹需10~12年,一旦開花後,每年到一定時候就開花,直到植株枯死為止。也有少數多年生植物(如竹類),一生只開花一次。

一株植物從第一朵花開放到最後一朵花開完所經歷的時間稱為開花期。各種植物的開花期長短不同,一般小麥3~6天,梨、蘋果為6~12天,油菜為20~40天。掌握植物的開花習性,有利於在栽培上及時採取相應措施,以提高產量和質量,也有助於適時進行人工雜交授粉,培育額品種。

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(2)傳粉。植物開花後,花葯破裂,成熟花粉粒藉助外力傳到雌蕊柱頭上的過程稱為傳粉。傳粉是有性生殖過程的重要環節,有自花傳粉和異花傳粉兩種方式。

成熟的花粉粒落在同一朵花的雌蕊柱頭上的傳粉現象稱為自花傳粉。生產中,農作物同株異花間的傳粉和果樹同品種異株間的傳粉也屬於自花傳粉。自花授粉植物有小麥、水稻,豆類和桃等。

一朵花的花粉落到同株或異株的另一朵花的柱頭上的傳粉現象稱為異花傳粉。異花傳粉的植物有玉米、瓜類、油菜、梨、蘋果等。異花傳粉主要依靠昆蟲(如蜜蜂)、風、水、鳥、小型獸類等傳播,因而有風媒花植物和蟲媒花植物之說,蟲媒花植物如油菜、柑橘、瓜類等,風媒花植物有玉米、板粟、核桃等。

自花授粉植物的天然雜交率小於5%,自交不衰退。異花授粉植物的天然雜交率一般高於50%,近交會引起後代生活力衰退,因此,為適應自然選擇,不少異花授粉植物的花在結構和生理上形成了許多避免近交而適應異花傳粉的性狀,如單性花(瓜類、菠菜等)、雌雄異熟(如蘋果)、雌雄異株(如蕎麥)、雌雄異位和自花不孕等。

根據植物的傳粉規律,農業生產上可通過人工輔助授粉等措施,彌補自然授粉的不足,大幅度提高作物產量和品質。也可利用自花傳粉培養自交系,配製雜交種,具有顯著增產效益。

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(3)授精。雌雄配子(即卵和精子)相互融合形成合子的過程稱為授精。被子植物的卵細胞位於子房內胚珠的胚囊中,而精子位於花粉粒中,因此,精子必須依靠花粉粒在柱頭上萌發形成花粉管向下傳送,經過花柱進入胚囊後,授精作用才有可能進行。

花粉粒的萌發過程為:經過傳粉,落到柱頭上的花粉粒首先與柱頭相互識別,如果柱頭認可,則花粉粒可得到柱頭的滋養,吸收水分,增強代謝,體積增大,花粉內壁由萌發孔突出伸長為花粉管,花粉管穿過柱頭和花柱進入胚珠的胚囊內。一般情況下,一個柱頭上有很多花粉粒萌發,形成很多花粉管,但只有一個花粉管最先進入胚囊。在花粉管伸長的同時,花粉粒中營養核和生殖核移到花粉管的最前端。當花粉管到達胚囊時,營養核逐漸解體消失,生殖核分裂成兩個精子。其他花粉管停止伸長,萎縮消失。

到達胚囊中的花粉管,頂端膨大破裂,管內的精子和內含物散出。其中一個精子和卵細胞結合形成合子,以後發育成胚;另一個精子和中央細胞結合,以後發育成胚乳。這種授精現象稱為雙授精。雙授精是被子植物有性生殖所特有的現象。雙授精過程中,首先是精子(n)與卵細胞(n)的無壁區接觸,接觸處的質膜隨即融合,精核進入卵細胞內,精卵兩核膜接觸、融合,核質相融,兩核的核仁融合為一個大核仁,完成精卵融合,形成一個具有二倍體的合子(2n),將來發育為胚。另一個精子(n)與中央細胞(2n)的極核或次生核的融合過程與精卵融合過程相似,形成具有三倍體初生胚乳核(3n),將來發育成胚乳。

(4)無融合生殖及多胚現象。正常情況下,種子的胚是經過卵細胞和精子結合後形成的,但在有些植物裡,不經過精卵融合也能形成胚,這種現象稱無融合生殖。無融合生殖可以是卵細胞不經過授精直接發育成胚,如蒲公英等。或是由助細胞、反足細胞等發育成胚,如蔥、含羞草、鳶尾等。還有的是由珠心或珠被細胞直接發育成胚,如柑橘類等。

無融合生殖往往形成多胚現象,即一個種子裡有兩個以上的胚。多胚中常有一個是由授精卵發育而成的合子胚,其他則是通過助細胞、反足細胞、珠心等形成的不定胚。


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