内容正文:
专题一植物生殖营养器官的类型及生理功能
〈考纲要求〉
(1)掌握植物生殖器官的概念、类型及生理功能。
(2)掌握作物花、果实、种子的基本形态、结构、类型和生理功能。
(3)理解作物授粉的方式、双受精作用的概念。
〈知识点梳理〉
1、 植物的花
花是被子植物所特有的有性生殖器官,由花芽发育而成,是形成雌性生殖细胞和雄性生殖细胞,并进行有性生殖的场所。
(1) 花的组成
花由花芽发育而成。
1.完全花
一朵典型的花由花梗(或花柄)、花托、花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群组成。
通常把具有花萼、花冠、雄蕊和雌蕊的花称为完全花。缺少其中任何一部分或几部分,则称为不完全花。
(1)花梗或称花柄:主要起支持花的作用,也是茎向花输送养料和水分的通道。
(2)花萼与花冠:花萼和花冠合称花被,具有保护雌蕊和雄蕊的作用。
花萼具有保护幼花、幼果作用,并兼具光合作用。
根据萼片的离合程度,花萼有离萼和合萼之分。
根据花瓣的离合情况,分为离瓣花(如李、杏、亚麻)和合瓣花(如南瓜、牵牛花)。
(3)雄蕊群:每枚雄蕊由花药和花丝两部分组成。
(4)雌蕊群:由心皮卷合发育而成;心皮是组成雌蕊的基本单位。
每个雌蕊由柱头、花柱和子房三部分组成。
柱头可接受花粉;花柱连接柱头和子房,是花粉粒在柱头萌发后花粉管进入子房的通道;子房是雌蕊基部膨大的部分,由子房壁、胎座、胚珠组成,胚珠是种子的前身。
2.禾本科植物的花
禾本科植物的花无花萼和花冠。花由 2枚浆片、3或6枚雄蕊和1枚雌蕊组成;花及其外围的内秤和外秤组成小花;1至多朵小花、 2枚颖片和它们着生的小穗轴组成小穗。禾本科植物即以小穗为单位组成各种花序。
3.花序
根据花轴分枝形式和开花顺序,可将花序分为无限花序和有限花序。
(1)无限花序
其花轴为单轴分枝,开花顺序是花轴基部的花先开,渐及上部,由边缘向中央依次开花。
类型有总状花序(如白菜、萝卜的花序)、伞房花序(如梨、山楂的花序)、伞形花序(如葱、樱桃的花序)、穗状花序(如车前、马鞭草的花序)、柔荑花序(如杨、柳的花序)、头状花序(如向日葵、三叶草的花序)、隐头花序(如无花果、榕树的花序等)和圆锥花序(玉米雄花、水稻的花序)。
(2)有限花序
其花轴为合轴分枝,开花顺序是顶端或中心的花先开,然后由上向下或由内向外逐渐开放。类型有单歧聚伞花序(如萱草、附地菜)、二歧聚伞花序(如石竹、卷耳)和多歧聚伞花序(如泽漆、藜) 。
4.花的发育
花的发育包括雄蕊的发育和雌蕊的发育。
(1)雄蕊的发育。开花时,花丝以居间生长的方式迅速伸长,将花药送出花外,以利于花粉撒播 。花药是雄蕊的重要部分,通常有4个花粉囊。花粉囊是产生花粉粒的场所)。
(2)雌蕊的发育。子房是雌蕊基部肥大的部分,由子房壁、胚珠、胎座等组成。胚珠是形成雌性生殖细胞的地方,常着生在子房壁的心皮腹缝线上。受精后子房发育成果实,子房壁发育成果皮,胚珠发育成种子。
5.开花、传粉和受精
(1)开花
当花内雄蕊的花粉粒和雌蕊子房中的胚囊(或其中之一)成熟后,花萼和花冠即行开放,雌蕊、雄蕊暴露出来的现象称为开花。开花是大多数植物性成熟的标志。
各种植物的开花期长短不同, 一般小麦为3~6 d, 梨、苹果为6~12 d, 油菜为20~40 d。
(2)传粉
植物开花后,花药破裂,成熟花粉粒借助外力传到雌蕊柱头上的过程称为传粉。
传粉是有性生殖过程的重要环节,有自花传粉和异花传粉两种方式。
成熟的花粉粒落在同一朵花的雌蕊柱头上的传粉现象称为自花传粉。自花传粉植物有小麦、水稻、豆类和桃等。
一朵花的花粉落到同株或异株的另一朵花的柱头上的传粉现象称为异花传粉。异花传粉的植物有玉米、瓜类、油菜、梨、苹果等。异花传粉主要依靠昆虫(如蜜蜂)、风、水、鸟等传播。
(3)受精
雌雄配子(即卵和精子)相互融合形成合子的过程称为受精。
其中一个精子和卵细胞结合形成合子,以后发育成胚(2n);另一个精子和中央细胞结合,以后发育成胚乳(2n)。这种受精现象称为双受精。双受精是被子植物有性生殖所特有的现象。
(4)无融合生殖及多胚现象
在有些植物里,不经过精卵融合也能形成胚,这种现象称无融合生殖。无融合生殖可以是卵细胞不经过受精直接发育成胚,如蒲公英。或是由助细胞、反足细胞等发育成胚,如葱、含羞草、鸢尾。还有的是由珠心或珠被细胞直接发育成胚,如柑橘类。
无融合生殖往往形成多胚现象,即一个种子里有两个以上的胚。多胚中常有一个是由受
精卵发育而成的合子胚,其他则是通过助细胞、反足细胞、珠心等形成的不定胚。
二、植物的种子
(一) 种子的发育
种子包括胚、胚乳和种皮三部分,它们分别由合子、初生胚乳核和珠被发育而来。
(1)胚的发育。胚的发育从合子开始。受精后的合子通常要经过一段休眠期才开始发育,如水稻4~6 h,小麦16~18 h,棉 花2~3 d, 苹果为5~6d。胚发育成两片子叶、胚芽、胚轴和胚根,称双子叶植物;胚发育时,生长点偏向胚的一侧,因而形成一片子叶称单子叶植物。
(2)胚乳的发育。被子植物的胚乳是由初生胚乳发育而来的,常具三倍染色体。
(3)种皮的发育。珠被发育为种皮,位于种子外面起到保护作用。
胚珠仅具单层珠被的只形成一层种皮,如向日葵、番茄;
具双层珠被,通常形成内外两层种皮,如蓖麻、油菜;
但有的植物虽有两层珠被,形成种皮时仅由一层形成,另一层被吸收,如大豆、南瓜、小麦、水稻。
(二) 种子的结构
种子一般由胚、胚乳(或无)、种皮三部分组成。胚由胚芽、胚轴、胚根、子叶四部分组成。胚乳主要贮藏营养物质(淀粉、脂肪和蛋白质等),供种子萌发时的营养需要。种皮1~2层,包在胚及胚乳的外面,起保护作用。
(三)种子的类型
根据种子成熟时胚乳的有无,可将种子分为无胚乳种子和有胚乳种子两类。
(1)无胚乳种子。种皮、胚两部分组成,如双子叶植物中的豆类、瓜类、白菜、萝卜、桃、梨,单子叶植物中的慈姑、泽泻的种子。
(2)有胚乳种子。由种皮、胚、胚乳三部分组成,如蓖麻、荞麦、茄、番茄、辣椒、葡萄的种子;大多数单子叶植物的种子也是有胚乳的种子,如禾谷类和葱、蒜的种子。
(四)种子的生命力与寿命
种子生命力是指种子能够萌发的潜在能力或胚具有的生命力。
种子的寿命是指种子在一定条件下保持生命力的最长期限。 要想较长时间保持种子生命力,延长种子的寿命,在种子贮藏中必须保持干燥和低温。
(五)种子的萌发
植物学中的种子是指由胚珠受精后发育而成的有性生殖器官。而实际生产上的种子是指
农作物和林木的种植材料,包括子粒、果实和根、茎、苗、芽、叶等。
(1)种子的萌发过程。
种子的萌发是指种子的胚根伸出种皮,或营养器官的生殖芽开始生长的现象。
种子的萌发一般要经过吸胀、萌动和发芽三个阶段。
(2)种子萌发的条件
适当的水分、适宜的温度、充足的氧气是种子萌发的三要素,有些种子萌发还需要光(如莴苣、胡萝卜)。
不同植物的种子萌发需水量不同,如小麦的吸水率为30%以上、玉米为45%~50%。
一般植物种子需要氧浓度在10%以上才能正常萌发,氧浓度低于5%,种子不能萌发。
三、植物的果实
果实是指被子植物的花,经传粉、受精后,由雌蕊或花的其他部分参与发育形成的具有果皮和种子的器官。
(一) 果实的结构
果实由果皮和种子组成。果皮可分成三层,即内果皮、中果皮和外果皮。
多数植物的果实,仅由子房发育而成,这种果实称为真果;
有些植物的果实,除子房外,尚有花托、花萼或花序轴等参与形成,这种果实称为假果。
(二)果实的类型
被子植物的果实大体分为三类:单果、聚合果和聚花果。
一朵花中仅有一枚雌蕊所形成的果实称为单果,分为肉果和干果。
聚合果是由许多小果聚生在花托上形成的。
有些植物的果实是由整个花序发育而成的,称为聚花果,又称复果。
(三)单性结实
有些植物,没有经过受精,在花粉等物质的刺激下,其子房也能发育成果实,此现象称为单性结实。单性结实包括无融合生殖。
(四)种子和果实的传播
(1)借风力传播。借风力传播的植物种子小而轻,并有毛、翅等附属物,如蒲公英的种子,杨树、柳树的种子。
(2)借水力传播。有些水生或沼生植物的种子具漂浮结构,适宜水面漂浮传播,如莲的种 子,苋属菜种子。
(3)借人与动物活动传播。有些植物的种子具钩刺等,可黏附于人和动物身上而被传播;有的种皮坚硬,动物吞食后不易消化而排泄至他处;有些杂草的种子常与栽培植物同时成熟,借人类收获和播种活动进行传播。
(4)借果实自身机械力传播。有些植物的果皮各层结构不同,细胞含水量不同,如大豆、绿豆的炸荚,凤仙花的果皮内卷,可通过机械力将种子弹至他处。
〈真题练讲〉
1.(2023山东春季高考真题)每个成熟花粉粒中含有的雄配子个数是( )
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】B
【解析】每个成熟花粉粒包括2个精细胞和1个营养核,即每个成熟花粉粒中含有的雄配子个数是2。
2.(2014山东春季高考真题)花生果实属于( )
A.颖果 B.荚果 C.角果 D.蒴果
【答案】B
【解析】大豆、花生果实为荚果。
3.(2019山东春季高考真题)植物雌配子形成过程中,1个胚囊母细胞经过生长发育,形成卵细胞的个数是( )
A.1个 B. 2个 C.3个 D.8个
【答案】A
【解析】植物雌配子形成过程中,1个胚囊母细胞经过减数分裂形成4个大孢子,3个退化,1个发育,经过连续的三次有丝分裂,形成1个卵细胞、2个助细胞、3个反足细胞、1个中央细胞。
4.(2015山东春季高考真题)在种子发育过程中,珠被发育成( )
A.子叶 B.种皮 C.胚乳 D.果皮
【答案】B
【解析】珠被发育为种皮,位于种子外面起到保护作用。
5.(2019山东春季高考真题)植物的无限花序有多种类型,其中白菜的花序属于( )
A.柔荑花序 B.总状花序 C.穗状花序 D.圆锥花序
【答案】B
【解析】白菜的花序为总状花序。
6.(2014山东春季高考真题)以下选项中,属于双子叶有胚乳种子的作物是( )
A.大豆 B.辣椒 C.黄瓜 D.小麦
【答案】B
【解析】如蓖麻、荞麦、茄、番茄、辣椒、葡萄的种子为双子叶有胚乳种子。大豆、黄瓜为无胚乳种子,小麦属于单子叶植物。
7.(2015山东春季高考真题)无花果的花序类型为( )
A.隐头花序 B.总状花序 C.圆锥花序 D.伞房花序
【答案】C
【解析】无花果的花序类型为隐头花序。
8.(2017山东春季高考真题)植物双受精过程中,精子与极核融合发育成胚乳。胚乳的染色体数是( )
A.n B.2n C.3n D.4n
【答案】C
【解析】被子植物的胚乳是由初生胚乳发育而来的,常具三倍染色体。
〈限时练习〉
1.下列哪种植物的种子属于有胚乳种子( )
A.黄瓜 B.蚕豆 C.花生 D. 水稻
2.种子结构中,能发育成幼苗的结构是( )
A. 胚 B. 胚乳 C. 种皮 D. 子叶
3.双子叶植物种子的胚包括( )。
A. 胚根、胚芽、子叶、胚乳 B. 胚根、胚轴、子叶、胚乳
C. 胚根、胚芽、胚轴 D. 胚根、胚轴、胚芽、子叶
4.小麦的花序为( )
A. 总状花序 B. 圆锥花序 C. 复穗状花序 D. 伞形花序
5.玉米雄花的花序为( )
A. 总状花序 B. 圆锥花序 C. 复穗状花序 D. 伞形花序
6.玉米雌花的花序为( )
A. 总状花序 B. 圆锥花序 C. 复穗状花序 D. 伞形花序
7.大豆的果实属于( )
A. 肉果 B. 角果 C. 荚果 D. 瘦果
8.水稻的花序为( )
A.穗状花序 B.总状花序 C.伞状花序 D.圆锥花序
9.番茄的果实属于( )
A.浆果 B. 核果 C.干果 D.瓠果
10.种子中贮藏营养的是( )
A.胚 B.胚乳 C.子叶 D.子叶和胚乳
〈内容小结〉
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