植物的生殖与生长

基础

花是植物的生殖结构:传粉把花粉送上柱头,花粉管把精子送入胚珠完成受精;受精后胚珠发育成种子、子房发育成果实,经风、水、动物或自力散播。生长素则调控生长:单侧光令茎弯向光源,顶芽产生的生长素抑制侧芽,形成顶芽优势。

适合:中五生物 · 单元:生物与环境(一) · 建议学习路径第 6/6 课

学完呢课,你会识:
  • 生殖分两路:营养繁殖属无性生殖、后代与亲本相同;有性生殖经传粉和受精,后代变异丰富。
  • 花由花萼、花瓣、雄蕊(花丝+花药)和雌蕊(柱头+花柱+子房)组成,花药产生花粉、柱头接收花粉。
  • 虫媒花鲜艳多蜜、花粉大而黏;风媒花细小无蜜、花粉多而轻、柱头羽状外露。
文体:科学知识说明文有声朗读

文体小知识:科学知识说明文——逐一认识花的各部分结构,追踪传粉、受精到种子和果实形成与散播的全流程,并以生长素解释向光性与顶芽优势。

生物Biology
读呢课前,你应该识: 植物的营养、气体交换与运输

§课文原文 Passage

1植物的生殖有两大途径。无性生殖不经配子结合,以营养繁殖进行,例如马铃薯的块茎和姜的根茎发芽成新植株,后代的基因与亲本完全相同,能稳定保留优良性状。有性生殖则经配子结合,后代组合了双亲的基因,变异丰富、适应力强,有花植物以花完成这一过程。

2花的结构可分几组:花萼在最外层,保护花芽;花瓣在其内,虫媒花的花瓣大而鲜艳,吸引传粉者。雄蕊由花丝和顶端的花药组成,花药产生花粉;雌蕊居中,由柱头、花柱和子房组成,柱头接收花粉并分泌黏液,子房内藏胚珠。一朵花齐备上述各部分者称完全花。

3传粉是花粉由花药传送到柱头的过程,分虫媒与风媒两大类:虫媒花花瓣鲜艳、有香气和花蜜,花粉大而黏,借昆虫携带;风媒花细小不显眼、无蜜,花粉多而轻小,柱头常羽状并伸出花外,方便拦截随风的花粉。花粉落在柱头后萌发花粉管,沿花柱向下生长直达胚珠,精子经花粉管进入胚珠,与卵细胞结合完成受精。

4受精后,胚珠发育成种子,子房发育成果实。种子由种皮和胚组成,胚包括胚芽、胚轴、胚根和子叶,养分储存在子叶或胚乳中。种子和果实的散播有四法:风播果实有翅或冠毛,水播果实能浮,动物播种靠钩刺附身或果肉吸引,自力播种则靠果荚干燥爆裂把种子弹出。散播令后代远离亲本,减少竞争并开拓新栖所。

5种子萌发需要适宜的水分、氧气和温度:种子吸水后,酶把子叶储藏的养分分解,胚根首先穿出种皮向下生长,胚芽随后向上长成幼苗。幼苗的生长方向受生长素调控:生长素由顶芽产生,低浓度促进细胞伸长。单侧光令生长素移向背光一侧,该侧细胞伸长较快,茎便弯向光源,这就是向光性;顶芽产生的生长素向下运输,抑制侧芽萌发,形成顶芽优势,摘除顶芽可令侧枝繁茂。

1重点摘要 Summary

花是植物的生殖结构:传粉把花粉送上柱头,花粉管把精子送入胚珠完成受精;受精后胚珠发育成种子、子房发育成果实,经风、水、动物或自力散播。生长素则调控生长:单侧光令茎弯向光源,顶芽产生的生长素抑制侧芽,形成顶芽优势。

2生字卡 Vocabulary

V
Vegetative reproduction营养繁殖

以根、茎、叶等营养器官产生新个体的无性生殖,后代与亲本基因相同。

S
Stamen雄蕊

花的雄性生殖结构,由花丝和产生花粉的花药组成。

C
Carpel雌蕊

花的雌性生殖结构,由柱头、花柱和内藏胚珠的子房组成。

A
Anther花药

雄蕊顶端产生并储存花粉的部分。

P
Pollination传粉

花粉由花药传送到同一花或另一花的柱头的过程,分虫媒与风媒。

P
Pollen tube花粉管

花粉粒落在柱头后萌发、沿花柱向下生长至胚珠的管道,精子经它到达胚囊。

F
Fertilisation受精

精子与胚珠内的卵细胞结合形成受精卵的过程,是种子形成的起点。

S
Seed dispersal种子传播

种子或果实离开亲本散布到远处的现象,方法有风、水、动物和自力四种。

G
Germination萌发

种子在适宜水分、氧气和温度下恢复生长、发育成幼苗的过程。

A
Auxin生长素

顶芽产生的植物激素,低浓度促进细胞伸长,控制向光性与顶芽优势。

3逐步讲解 Steps

  1. 第一步:两种生殖途径无性生殖不经配子结合,靠营养器官繁殖:马铃薯的块茎、姜的根茎、草莓的匍匐茎都能长成新植株,后代与亲本基因完全相同,优良性状稳定,农民因此常用扦插和嫁接繁殖果树。有性生殖经配子结合,后代继承双亲基因、变异丰富。举个例子:用同一棵优质荔枝的枝条嫁接,所有新树结同样的果;改用种子播种,后代品质便参差,正是两种生殖方式的分别。
  2. 第二步:花的结构逐个认花由外到内分层:花萼在最外,开花前包裹花芽;花瓣负责吸引传粉者;雄蕊由花丝支撑顶端的花药,花药内产生花粉;雌蕊居中,顶端柱头黏滑、接收花粉,中部花柱连接底部子房,子房内藏一至多枚胚珠。举个例子:解剖一朵百合花,先数花被,再找花药与柱头,最后剖开子房,肉眼已能见到白色的胚珠,把结构与功能一一对应。
  3. 第三步:虫媒花与风媒花的适应传粉方式决定花的形貌。虫媒花以昆虫为媒介:花瓣大而鲜艳、有香气和花蜜,花粉粒大而粗糙带黏性,容易附在虫身上;风媒花以风为媒介:花小、无蜜、不显眼,花粉数量多而轻小光滑,柱头羽状、常伸出花外拦截花粉。举个例子:稻花细小灰绿、开花时几乎无人察觉,但花粉漫天飞散;反观苹果花满树粉白、招蜂引蝶,两种策略各有效率。
  4. 第四步:由传粉到受精传粉是花粉从花药到达柱头的过程;花粉一落上相熟品种的柱头,便吸水萌发出花粉管,沿花柱向下生长,直达胚珠。花粉管中的精子与胚珠内的卵细胞结合,形成受精卵,受精于是完成。柱头的黏液还能辨认花粉是否同种,防止异种乱配。举个例子:答题画图时,紧记路线是花药→柱头→花粉管沿花柱向下→胚珠→卵细胞,一步不漏。
  5. 第五步:受精后的变化受精后花各部分分工收尾:胚珠发育成种子,子房发育成果实,花萼、花瓣、雄蕊和花柱多数凋谢。种子由种皮和胚组成,胚含胚芽、胚轴、胚根和子叶:单子叶植物的养分多储于胚乳,双子叶植物的养分储于两片子叶。举个例子:剖开一粒浸软的豆,两片肥厚的子叶之间夹着细小的胚芽和胚根;豆荚本身则是子房发育成的果实,内含数枚种子。
  6. 第六步:种子传播四法与萌发种子和果实散播有四法:风播借翅或冠毛乘风远去,如蒲公英;水播借疏水果皮漂浮过海,如椰子;动物播种借钩刺附在皮毛或以果肉吸引吞食,如苍耳;自力播种靠果荚干燥扭转爆裂把种子弹出,如豆科植物。散播减少母子代之间的竞争并开拓新栖所。萌发需要水分、氧气和适温:种子吸水后酶活跃起来,分解子叶养分,胚根先出、胚芽后长。举个例子:窗台豆芽实验中,浸水的一组两天破皮,干燥的一组纹丝不动。
  7. 第七步:生长素、向光性与顶芽优势生长素由顶芽产生,低浓度促进细胞伸长。单侧光令生长素从照光一侧横移到背光一侧,背光侧细胞伸长较快,茎便弯向光源,此即向光性,令叶片争取更多光照。顶芽的生长素同时向下运输,抑制侧芽萌发,形成顶芽优势,令植物集中向上生长。举个例子:把幼苗放进只有右侧开孔的暗箱,数天后茎明显弯向右边;茶农摘去茶树顶芽,侧枝便繁茂起来,正是解除顶芽优势的应用。

4图解 Diagrams

花药 anther(花粉,雄)柱头 stigma花柱 style子房 ovary(内有胚珠)有性生殖流程传粉(虫媒/风媒)→ 花粉管生长→ 受精(胚珠内)→ 种子+果实传播四法:风、水、动物、自力虫媒花大而香;风媒花细而多生长素 auxin向光性:照光侧生长素移走→ 背光侧长得快 → 弯向光顶芽优势:摘顶芽侧芽长种子=胚(胚芽胚轴胚根)+子叶(储养分)+种皮。
图 1:花的结构与生殖流程

5例题示范 Example

例题:稻是风媒花,花小而不鲜艳,无香气和花蜜;苹果花则是虫媒花。(1) 写出花中产生花粉和接收花粉的构造名称;(2) 由柱头写出精子到达胚珠的完整路线;(3) 受精后子房和胚珠分别发育成什么?(4) 说出种子传播的四种方法,并各举一例。

  1. 产生花粉的是雄蕊的花药,由花丝支撑;接收花粉的是雌蕊顶端的柱头,其表面黏滑,适合固定花粉并让它萌发。
  2. 路线:花粉落上柱头→萌发花粉管→花粉管沿花柱向下生长→到达子房内的胚珠→精子经花粉管进入胚珠→与卵细胞结合完成受精。
  3. 受精后:胚珠发育成种子,子房发育成果实;稻的谷粒便是果实,内藏一粒种子。
  4. 四法各举例:风播——蒲公英的冠毛果;水播——椰子的浮水果实;动物播——苍耳的钩刺果实;自力播——豆荚干燥爆裂弹出种子。
  5. 答案:花药产生花粉,柱头接收花粉;精子沿柱头→花粉管→花柱→胚珠的路线到达卵细胞完成受精;受精后胚珠成种子、子房成果实。种子传播四法为风播(蒲公英)、水播(椰子)、动物播(苍耳)和自力播(豆荚爆裂)。稻花细小、花粉多而轻、柱头羽状伸出,正是风媒的适应;答结构题时要一边认结构一边配功能,说明它怎样配合传粉或散播。

6常见错误 Mistakes

✗ 受精后花药发育成果实,胚珠发育成种子。
✓ 受精后子房发育成果实,胚珠发育成种子;花药、花瓣和花萼多数凋谢脱落。
✗ 传粉就是受精,两者没有分别。
✓ 传粉只是花粉到达柱头;受精是精子与胚珠内卵细胞的结合,中间还要花粉管生长,两者先后分明。
✗ 种子萌发必须有阳光,否则不能发芽。
✓ 萌发的必要条件是水分、氧气和适温;养分早已储于子叶或胚乳,一般种子在黑暗中也能萌发。
✗ 茎弯向光源,是因为向光一侧的细胞长得快。
✓ 正好相反:单侧光令生长素移向背光一侧,背光侧细胞伸长较快,茎才弯向光源。
✗ 营养繁殖的后代变异多,适应力比有性生殖强。
✓ 营养繁殖属无性生殖,后代基因与亲本相同、变异少;有性生殖才组合双亲基因,变异丰富、适应潜力大。

75 题快测 Quick check

Q1雄蕊和雌蕊各由哪些部分组成?

Q2风媒花有哪些适应特征?

Q3种子萌发需要哪些外在条件?

Q4把幼苗放在只有右侧开孔的暗箱内,茎会怎样生长?为什么?

Q5摘除顶芽对植株有什么影响?为什么?

8重点回顾 Recap

  • 生殖分两路:营养繁殖属无性生殖、后代与亲本相同;有性生殖经传粉和受精,后代变异丰富。
  • 花由花萼、花瓣、雄蕊(花丝+花药)和雌蕊(柱头+花柱+子房)组成,花药产生花粉、柱头接收花粉。
  • 虫媒花鲜艳多蜜、花粉大而黏;风媒花细小无蜜、花粉多而轻、柱头羽状外露。
  • 受精路线:花粉管由柱头沿花柱到胚珠,精子与卵结合;受精后胚珠成种子、子房成果实,传播四法为风、水、动物和自力。
  • 萌发需水分、氧气和适温;生长素由顶芽产生,单侧光令茎向光弯曲,顶芽优势抑制侧芽,摘顶可催侧枝。

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