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第六章 植物的一生

Lesson 6/11 | Study Time: 20 Min


种子的结构


种子的结构



被子植物的种类


被子植物分为两大类:单子叶植物和双子叶植物。它们的区别可以用以下表格总结:










































分类 单子叶植物 双子叶植物
子叶数量 一个 两个
花瓣数量 三片或三的倍数 四片、五片或它们的倍数
叶脉形态 平行脉 网状脉
根系类型 须根 直根
茎的维管束 星散排列,无形成层 环状排列,有形成层
生活中的例子 玉米、小麦、水稻、甘蔗 黄瓜、花生、棉花、菜豆



植物种子的构造


种子看似小小一颗,但它的内部结构非常精妙,包含了许多重要部分,每个部分都有自己的功能:











































种子结构 功能
种皮 坚韧的外壳,保护种子内部不受损害。
种脐 胚珠与母体连接的痕迹,就像“种子的肚脐眼”。
珠孔 吸收水分和空气的通道,帮助种子萌发。
子叶 贮藏营养物质,为幼苗提供生长所需的能量。
胚芽 种子萌发后发育成叶子。
胚轴 种子萌发后发育成茎。
胚根 种子萌发后发育成根。
胚乳 储存淀粉等营养物质,为种子提供能量(部分种子如玉米、小麦有胚乳)。











种子的萌发


种子的萌发



种子萌发的条件


种子萌发需要满足以下几个基本条件:
































条件 解释 生活例子
氧气 提供细胞呼吸所需的能量。 把种子埋得太深,缺氧就无法发芽。
适当的温度 太冷或太热都会影响萌发,适温范围因植物而异。 北方的麦种适合低温萌发,而热带植物需要较高温度才能发芽。
适量的水分 水分能激活种子的生命活动,帮助溶解营养物质并运输给胚胎。 把绿豆泡在水里几小时后会变大,这是吸水的表现。
自身条件 种子的形态、大小、饱满程度、是否处于休眠状态等都会影响萌发。 饱满的种子萌发率高,瘪的种子则较难发芽。



种子萌发的过程


种子萌发就像一个“生命觉醒”的过程,具体步骤如下:



  • 吸水:种子吸足水分,种皮变软或胀破。

  • 营养溶解:子叶或胚乳里的营养物质溶解在水中,输送给胚根、胚轴和胚芽。

  • 细胞分裂:细胞开始分裂和生长。

  • 胚根伸长:胚根先长出来,形成根,负责吸收水分和养分。

  • 胚轴伸展:胚轴伸长,胚芽生出地面,形成茎。

  • 叶子生长:茎上的叶子逐渐展开,在阳光下变绿,进行光合作用。




种子的萌发种类






















萌发种类 特点 生活例子
外生萌发 胚轴生长迅速,将子叶托出土面。 绿豆、蓖麻种子
内生萌发 胚轴生长缓慢,子叶保留在土壤中。 玉米、蚕豆、豌豆、花生



人工种子


人工种子是利用科技手段,将植物细胞在试管中培育成胚状体,再用富含营养物质的凝胶包裹,制成的种子。



  • 不受季节限制:随时都能生产植物。

  • 提高营养与抗病能力:在凝胶中加入有利成分,增强种子的健康。

  • 更茁壮生长:人工种子能为植物提供更好的生长条件。












植物营养器官的生殖


植物营养器官的生殖



根尖的结构和生长


种子萌发后,根从胚根开始生长,逐步发育为:


胚根 → 直根 → 侧根 → 幼根 → 根毛


根尖的结构



























部分 功能
根冠 保护根尖,使根能在土壤中不断生长。
分生区 细胞分裂区,产生新细胞,让根不断增长。
伸长区 细胞停止分裂,细胞体积增大,根的长度增加。
成熟区(根毛区) 根毛吸收水分和无机盐,是根吸收功能的主要区域。



根的功能



  • 吸收:吸收水分和无机盐。

  • 制造:制造植物生长所需的激素。

  • 运输:将吸收的养分运输到植物其他部位。

  • 储存:储存养分(如红薯、胡萝卜的根储存淀粉)。

  • 利用:为植物提供能量。




根系


根系的分类






















根系类型 特点 生活例子
直根系 有主根,主根上生出许多侧根,深入土壤深处。 黄豆、花生、胡萝卜
须根系 没有主根,长出许多不定根,分布在土壤表层。 玉米、小麦、水稻



芽的结构和发育


芽的类型






















芽的种类 位置 功能
顶芽 在主干或侧枝的顶端。 控制植物向上生长。
侧芽 在主干或侧枝的侧面。 控制植物横向生长。



树形与顶端优势


顶端优势:顶芽的生长会抑制侧芽的发育。


应用:修剪绿篱时,摘除顶芽可以促进侧芽生长,形成密集的灌丛。













花的结构


花的结构



花的定义与功能


什么是花?


花是被子植物的生殖器官,由花芽发育而成。


功能:



  • 产生种子。

  • 形成果实。


被子植物的特点


被子植物被称为绿色开花植物,它们发育成熟后会开花、结果,并产生种子。




花的结构:花器


花由四部分组成,统称为花器:


1. 花萼



  • 组成:由萼片组成。

  • 功能:保护花芽和花蕊。

  • 生活例子:未开放的花苞外层的绿色部分就是萼片。


2. 花冠



  • 组成:由花瓣组成。

  • 功能:

    • 保护花的内部构造。

    • 吸引昆虫前来传粉(花瓣颜色鲜艳、气味芳香的作用)。



  • 生活例子:玫瑰花的花瓣是它的花冠。


3. 雄蕊



  • 定义:花的雄性器官,负责产生花粉。

  • 组成:

    • 花药:产生花粉粒。

    • 花丝:支持花药,使花药高于花冠,便于传粉。



  • 生活例子:在百合花中,雄蕊的花药常涂满黄色的花粉。


4. 雌蕊



  • 定义:花的雌性器官,负责接受花粉并完成受精。

  • 组成:

    • 柱头:接受花粉粒。

    • 花柱:支持柱头,连接柱头和子房。

    • 子房:含胚珠,受精后形成果实。



  • 生活例子:在草莓花中,雌蕊的柱头和花柱明显可见。




花的结构总结表





































花器 组成部分 功能 生活例子
花萼 萼片 保护花芽和花蕊。 未开放的花苞外层。
花冠 花瓣 保护内部构造,吸引昆虫传粉。 玫瑰花、百合花的花瓣。
雄蕊 花药、花丝 产生花粉,支持花药。 百合花的花药上有黄色花粉。
雌蕊 柱头、花柱、子房 接受花粉,完成受精,子房发育成果实。 草莓花的子房最终发育成草莓果实。



花的功能与意义



  • 传粉:花通过吸引昆虫或风力完成花粉的传播。

  • 受精:雌蕊的柱头接受花粉后,完成受精作用。

  • 结果:受精后的子房发育成果实,胚珠发育成种子。

  • 繁殖:通过种子繁殖新一代植物。












传粉和受精



6.5 传粉和受精



传粉


什么是传粉?


传粉作用是指成熟的花粉粒从雄蕊的花药传送到雌蕊柱头上的过程。


传粉的类型

























类型 定义 特点 生活例子
异花传粉 从一棵植物的花传到另一棵植物的花朵的柱头上。 - 后代更加健康,适应能力强。
- 后代拥有双亲的特征,有利于制造新品种。
油菜、向日葵、棉花、苹果
自花传粉 花粉传到同一朵花或同一棵植物的花的柱头上(常发生于两性花)。 - 品质较差,适应能力较弱。 豌豆、小麦、芝麻、番茄

植物如何避免自花传粉?























方法 解释
雌蕊和雄蕊成熟时间不同 雄蕊先成熟或雌蕊先成熟,避免同一时间完成传粉。
雌蕊和雄蕊的位置不同 花药和柱头之间距离较远,避免花粉直接落到柱头上。
单性花 植物只开雌花或雄花,需依靠外界传粉。

传粉的媒介





































媒介 类型 特点 生活例子
昆虫 虫媒花 - 花瓣鲜艳、气味芳香,吸引蜜蜂、蝴蝶等昆虫传粉。 芒果、木瓜、凤仙花、牵牛花
风力 风媒花 - 花小、无香味,花粉轻且数量多,靠风力传播。 茅草、玉蜀黍、稻
水流 水媒花 - 花粉随水流传播。 苦草、金鱼藻
动物 动物传粉 - 蝙蝠、松鼠、鸟类甚至人类也能帮助植物完成传粉。 松鼠传粉的坚果类植物

人工授粉


原因:自然条件下传粉不足可能导致果实缺粒或空瘪,例如:



  • 连续阴雨天气。

  • 气温过低,昆虫活动减少。

  • 柱头上没有落上花粉,子房无法形成果实。


方法:人工帮助植物完成传粉:



  • 采集花粉。

  • 将花粉涂抹到植物的柱头上。


应用:玉米、向日葵等作物的人工授粉。




受精作用


什么是受精作用?


定义:花粉管内的精子与胚珠内的卵子结合形成受精卵的过程。


受精过程:



  1. 传粉后,柱头上的花粉粒开始萌发,产生花粉管。

  2. 花粉管向下生长,穿过花柱,直达子房内的胚珠。

  3. 花粉管内的精子与胚珠内的卵子结合,形成受精卵。


传粉与受精的关系






















步骤 过程 意义
传粉 花粉粒从雄蕊花药传到雌蕊柱头上。 为受精提供必要条件。
受精 花粉管内的精子与子房胚珠内的卵子结合,形成受精卵。 受精卵发育成胚,子房发育成果实,胚珠发育成种子。












果实和种子的形成与散播


果实和种子的形成与散播



果实和种子的形成


果实和种子的发育过程



  • 受精后:

    • 受精卵发育成胚。

    • 胚珠发育成种子。

    • 子房发育成果实。

    • 其他花器(如花瓣、花萼)凋谢脱落或部分残留在果实上。




种子的形成



  • 胚:由胚珠内的受精卵经过多次细胞分裂和组织分化形成。

  • 种皮和胚乳:
    胚珠的其余部分发育成种皮(保护种子)和胚乳(储存营养)。某些植物的成熟种子中,胚乳的营养被子叶吸收,因此种子中没有胚乳(如豆类)。

  • 种子数量:

    • 子房内一个胚珠 → 形成一粒种子。

    • 子房内多个胚珠 → 形成多粒种子。




天然无籽果实



  • 形成原因:

    • 种子繁殖过程中发生变异,导致果实无籽。

    • 农业中通过营养繁殖(如扦插、分根、嫁接)保存无籽植株。



  • 无籽果实的发育机制:雌蕊受粉后,胚珠发育过程中合成大量生长素。在生长素作用下,子房直接发育成果实,无需种子或外界刺激。

  • 生活例子:无籽西瓜、无籽葡萄。




果实的功能



  • 保护种子:果实包裹种子,免受外界伤害。

  • 提供营养:为发育中的种子提供养分。

  • 协助散播:通过果实的结构和特性帮助种子传播到新的地方。




果实和种子的散播


散播的媒介
































媒介 特点 生活例子
动物

  • 果实香甜可口,动物食用后,无法消化的种子被丢弃或排出。

  • 果实带刺或分泌粘液,附着在动物身上。

  • 小动物(如松鼠、蚂蚁)收集种子埋藏起来。


葡萄、木瓜、榴莲、苍耳、松鼠贮藏坚果
果实能漂浮,随水流到适合的土壤或岸边繁殖。 莲花、椰子
果实或种子结构轻便,形状如羽毛、伞形、薄膜状或长绒毛,便于随风传播。 青龙木、莎罗双
自动爆裂 果实成熟后果皮自动爆裂或卷曲崩裂,弹射种子到远处。 凤仙花、相思树、橡胶

散播方式总结表





































散播方式 特点 果实/种子特点 生活例子
动物媒介 动物吃果实或携带种子传播。 果实香甜、带刺或有粘液。 葡萄、榴莲、苍耳
水媒介 果实能漂浮,随水流传播到适合环境。 中果皮纤维疏松,充满空气。 莲花、椰子
风媒介 果实或种子轻便,形状适合风力传播。 羽状、伞形、薄膜状或长绒毛。 青龙木、莎罗双
自动爆裂 果实成熟后果皮爆裂,种子被弹射到远处。 果皮具弹性,内含种子。 凤仙花、橡胶、相思树