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花的组成与形态-药用植物学:花的部分和作用

时间:2023-11-09 理论教育 版权反馈
【摘要】:被子植物典型的花通常由花梗、花托、花被、雄蕊群和雌蕊群等部分组成。花梗、花托和花被均为花中的不育部分。花梗的有无、长短、粗细等因植物的种类而异;果实形成时,花梗成为果柄。多数植物的花被可明显分化为花萼和花冠,但有一些植物不易区分,称为花被,如厚朴、黄精等。花瓣的色彩主要是由于花瓣细胞内含有色体或色素所致。花瓣上的分泌组织细胞可分泌蜜汁及各种挥发性物质,吸引昆虫采蜜并传播花粉。

花的组成与形态-药用植物学:花的部分和作用

被子植物典型的花通常由花梗、花托、花被、雄蕊群和雌蕊群等部分组成(图6-1)。其中雄蕊群和雌蕊群是花中最重要的可育部分,具有生殖功能。花梗、花托和花被均为花中的不育部分。花梗和花托主要起支持作用;花萼和花冠合称为花被,具有保护雄蕊群、雌蕊群和引诱昆虫传粉等作用。

图6-1 花的组成部分

1.花药 2.花丝 3.柱头 4.花柱 5.子房6.花瓣 7.萼片 8.花托 9.花梗

(一)花梗(pedicel)

花梗又称花柄,是花与茎的连接部分,具有支持作用。通常呈绿色、圆柱形,与茎的构造大致相同。花梗的有无、长短、粗细等因植物的种类而异;果实形成时,花梗成为果柄。

(二)花托(receptacle)

花托是花梗顶端略膨大的部分,花被、雄蕊群、雌蕊群按一定方式排列其上。花托的形状随植物种类而异,通常平坦或稍凸起;有的呈圆柱状,如厚朴等;有的呈圆锥状,如草莓等;有的呈倒圆锥状,如莲,常称为莲蓬;有的凹陷呈杯状或瓶状,如桃、金樱子等。一些植物可在雌蕊基部或在雄蕊与花冠之间形成肉质增厚部分,呈扁平垫状、杯状或裂瓣状,常可分泌蜜汁,称花盘(disc),如柑橘、卫矛等;有的在雌蕊基部向上延伸成一柱状体,称雌蕊柄(gynophore),如黄连等;有的花托在花冠以内的部分延伸成一柱状体,称雌雄蕊柄(androgynophore),如西番莲等。

(三)花被(perianth)

花被是花萼和花冠的总称,着生于花托的外围或边缘。多数植物的花被可明显分化为花萼和花冠,但有一些植物不易区分,称为花被,如厚朴、黄精等。也有一些植物的花被是完全不存在的,如鱼腥草、胡桃等。

1.花萼(calyx) 是一朵花中所有萼片(sepals)的总称,位于花的最外层,一般呈绿色的叶片状。一朵花的萼片彼此分离,称离生萼(chorisepalous calyx),如毛茛、菘蓝等;萼片互相联合,称合生萼(gamosepalous calyx),如白花曼陀罗、桔梗等,其联合的部分称萼筒或萼管,分离的部分称萼齿或萼裂片。有些植物的萼筒一边向外形成伸长的管状凸起,称距(spur),如旱金莲、凤仙花等。一般植物的花萼在开花后即脱落。有些植物的花萼在花开放前即脱落,称早落萼(caducous calyx),如延胡索、虞美人等;有些花萼在花开放后直至果实成熟仍不脱落,称宿存萼(persistent calyx),如酸浆、柿等。萼片一般排成一轮,有的植物紧邻花萼下方另有一轮类似萼片状的苞片,称副萼(epicalyx),如蜀葵等。此外,苋科植物的花萼常膜质半透明,如牛膝、青葙等;菊科植物的花萼常特化为羽毛状,称冠毛(papus),如蒲公英等。

2.花冠(corolla) 是一朵花中所有花瓣(petals)的总称,位于花萼的内方,常叶片状,具各种鲜艳的颜色。花瓣的色彩主要是由于花瓣细胞内含有色体或色素所致。含有色体时,花瓣常呈黄色、橙色或橙红色;含花青素时,花瓣常呈红色、蓝色或紫色等;如果两种情况同时存在,花瓣的色彩更加绚丽,两种情况都不存在时则花瓣呈白色。花瓣上的分泌组织细胞可分泌蜜汁及各种挥发性物质,吸引昆虫采蜜并传播花粉。一朵花中花瓣彼此联合,称合瓣花冠(sympetalous corolla),为合瓣花亚纲植物所具有,其下部联合的部分称花筒,上部分离的部分称花冠裂片,如黄芩、桔梗等;花瓣彼此分离,称离瓣花冠(choripetalous corolla),为离瓣花亚纲植物所具有,如甘草人参等。有些植物的花瓣基部形成管状或囊状的突起,亦称距,如紫花地丁、延胡索等。有些植物的花冠上或花冠与雄蕊之间形成的瓣状附属物,称副花冠(corona),如徐长卿、水仙等。

不同植物的花冠具有不同形态,常作为植物分类、鉴别依据。常见的花冠类型如下(图6-2)。

图6-2 花冠的类型

1.十字形 2.蝶形 3.管状 4.唇形 5.高脚碟状6.钟状 7.辐状 8.漏斗状 9.舌状

(1)十字花冠(cruciform):花瓣4枚,分离,上部外展呈十字形,如菘蓝、萝卜等十字花科植物的花冠。

(2)蝶形花冠(papilionaceous):花瓣5枚,分离,上面1枚位于最外方且最大称旗瓣,侧面2枚较小称翼瓣,最下面2枚最小、顶端部分常联合,并向上弯曲,称龙骨瓣,如甘草、槐花等豆科蝶形花亚科植物的花冠。

(3)唇形花冠(labiate):花瓣5枚,联合,下部筒状,上部二唇形,上唇2裂,下唇3裂,如益母草丹参等唇形科植物的花冠。

(4)管状花冠(tubular):花冠筒细长呈管状,如红花、菊花等菊科植物的管状花。

(5)舌状花冠(liguliform):花瓣联合,基部呈一短筒,上部向一侧延伸成扁平舌状,如蒲公英、向日葵等菊科植物的舌状花。

(6)漏斗状花冠(funnel-form):花冠筒较长,自下向上逐渐扩大,上部外展呈漏斗状,如牵牛等旋花科植物和曼陀罗等部分茄科植物的花冠。

(7)高脚碟状花冠(salverform):花冠筒下部细长呈管状,上部水平展开呈碟状,如水仙花长春花等植物的花冠。

(8)钟状花冠(campanulate):花冠筒宽而较短,上部裂片扩大外展似钟形,如沙参、桔梗等桔梗科植物的花冠。

(9)辐状或轮状花冠(rotate):花冠筒甚短而广展,花冠裂片由基部向四周扩展,形如车轮状,如龙葵枸杞等部分茄科植物的花冠。

3.花被卷叠式(aestivation) 是指花被片在花芽内的排列形式及关系,常见的花被卷叠式如下(图6-3)。

图6-3 花被卷叠式

1.镊合状 2.内向镊合状 3.外向镊合状 4.旋转状 5.覆瓦状 6.重覆瓦状

(1)镊合状(valvate):花被片的边缘彼此互相接触排成一圈,但互不重叠,如桔梗的花冠。若花被各片的边缘稍向内弯称内向镊合,如沙参的花冠;若花被片的边缘稍向外弯称外向镊合,如蜀葵的花萼。

(2)旋转状(contorted):花被片彼此以一边重叠成回旋状,如龙胆的花冠。

(3)覆瓦状(imbricate):花被片边缘彼此覆盖,但其中有1枚完全在外面,有1枚完全在内面,如山茶的花萼、紫草的花冠。若在覆瓦状排列的花被中,有2枚完全在外面,有2枚完全在内面,称重覆瓦状(imbricate-quincuncial),如桃的花冠。

(四)雄蕊群(androecium)

雄蕊群是1朵花中所有雄蕊(stamen)的总称,位于花被的内方,直接着生在花托上或贴生在花冠上。雄蕊数目因植物种类而异,一般多与花瓣同数或为其倍数。雄蕊数在10枚以上的称雄蕊多数。也有1朵花中仅有1枚雄蕊的,如京大戟等。

1.雄蕊的组成 典型的雄蕊由花丝和花药两部分组成。

(1)花丝(filament):为雄蕊下部细长的柄状部分,基部着生于花托上或花筒基部,上部支撑花药,其长短、粗细随植物种类而异。

(2)花药(anther):为花丝顶部膨大的囊状体,是雄蕊的主要部分。花药常由4个或2个药室(anther cell)或称花粉囊(pollen sac)分成左右两半组成,中间为药隔(connective)。花药在雄蕊成熟时自行裂开,散出花粉粒。

常见的花药开裂方式有(图6-4):纵裂,即花粉囊沿纵轴开裂,如百合等;孔裂,即花粉囊顶端裂开一小孔,花粉粒由孔中散出,如杜鹃等;瓣裂,即花粉囊上形成1~4个向外展开的小瓣,成熟时,瓣片向上掀起,散出花粉粒,如樟、淫羊藿等;横裂,即花粉囊沿中部横裂1缝,花粉粒从缝中散出。

图6-4 花药开裂的方式

1.纵裂 2.瓣裂 3.孔裂

花药在花丝上有多种着生方式。花药基部着生在花丝顶端,称基着药,如樟等;花药背部中央一点着生在花丝顶端,与花丝略呈“丁”字形,易于摆动,称丁字着药,如百合等;花药上部联合,着生在花丝上,下部分离,花药与花丝呈“个”字形,称个字着药,如玄参等;两个药室完全分离平展,几乎成一直线着生于花丝顶端,称广歧着药,如薄荷等;花药背部全部着生在花丝上,称全着药,如莲等;花药的背部着生于花丝顶端,称背着药,如马鞭草等(图6-5)。

图6-5 花药着生的位置

1.丁字着药 2.个字着药 3.广歧着药 4.全着药 5.基着药 6.背着药

2.雄蕊的类型 花中各个雄蕊一般是相互分离的,在花中呈轮状或螺旋状排列。不同植物中雄蕊的数目、花丝长短、分离、联合、排列方式等状况有不同的变化。常见的雄蕊有以下几种类型(图6-6)。

图6-6 雄蕊的类型

1.单体雄蕊 2.二体雄蕊 3.二强雄蕊 4.四强雄蕊5.多体雄蕊 6.聚药雄蕊(右为解剖图)(www.xing528.com)

(1)离生雄蕊(stamen distinct):是最常见的一种雄蕊类型,即一朵花中有多数雄蕊且彼此分离,如莲、桃等植物的雄蕊。

(2)单体雄蕊(monadelphous stamen):花中雄蕊多数,花药分离,花丝联合成1束,呈筒状包围在雌蕊外面,如蜀葵、木槿等锦葵科植物和远志、瓜子金等远志科植物以及苦楝、香椿等楝科植物的雄蕊。

(3)二体雄蕊(diadelphous stamen):花中雄蕊的花丝联合成2束,如甘草、野葛等许多豆科植物有10枚雄蕊,其中9枚联合,1枚分离;延胡索、紫堇等罂粟科植物有6枚雄蕊,分为2束,每束3枚。

(4)多体雄蕊(polyadelphous stamen):花中雄蕊常多数,花丝联合成数束,如金丝桃、元宝草等藤黄科植物和橘、酸橙等部分芸香科植物的雄蕊。

(5)聚药雄蕊(synantherous stamen):花中雄蕊的花药联合成筒状,花丝分离,如蒲公英、白术等菊科植物的雄蕊。

(6)二强雄蕊(didynamous stamen):花中有4枚雄蕊,其中2枚的花丝较长,2枚较短,如益母草、薄荷等唇形科植物,马鞭草、牡荆等马鞭草科植物和玄参、地黄等玄参科植物的雄蕊。

(7)四强雄蕊(tetradynamous stamen):花中有6枚雄蕊,其中4枚花丝较长,2枚较短,如菘蓝、独行菜等十字花科植物的雄蕊。

有少数植物的花中,一部分雄蕊不具花药,或仅见痕迹,称不育雄蕊或退化雄蕊,如丹参、鸭趾草等。也有少数植物的雄蕊发生变态,没有花药与花丝的区别,而成花瓣状,如姜、姜黄等姜科植物以及美人蕉的雄蕊。

(五)雌蕊群(gynoecium)

雌蕊群是1朵花中所有雌蕊(pistil)的总称,位于花的中心部分。

雌蕊是由心皮(carpel)构成的。心皮是适应生殖的变态叶。裸子植物的心皮(又称大孢子叶或珠鳞)展开成叶片状,胚珠裸露在外,被子植物的心皮边缘结合成囊状的雌蕊,胚珠包被在囊状的雌蕊内,这是裸子植物与被子植物的主要区别。

当心皮卷合形成雌蕊时,其边缘的闭合缝线称腹缝线(ventral suture),相当于心皮中脉部分的凸起线称背缝线(dorsal suture),胚珠常着生在腹缝线上。

1.雌蕊的组成 雌蕊的外形似瓶状,由柱头、花柱、子房三部分组成。

(1)柱头(stigma):雌蕊顶部稍膨大的部分,常成圆盘状、羽毛状、星状、头状等多种形状,为承受花粉的部位。柱头上带有乳头状突起,常能分泌黏液,有利于花粉的附着和萌发。

(2)花柱(style):柱头与子房之间的连接部分,支持柱头,也是花粉管进入子房的通道。花柱的长短、粗细、有无等情况不一。如莲的花柱短;玉米的花柱细长;木通等无花柱,其柱头直接着生于子房的顶端;唇形科和紫草科植物的花柱插生于纵向分裂的子房基部,称花柱基生(gynobasic);兰科等植物的花柱与雄蕊合生成一柱状体,称合蕊柱(gynostemium)。

(3)子房(ovary):雌蕊基部膨大的囊状部分,常成椭圆形、卵形等形状,其底部着生在花托上,是雌蕊最重要的部分。子房的外壁称子房壁,子房壁以内的腔室称子房室,其内着生胚珠。

2.雌蕊的类型 被子植物的雌蕊可由1至多个心皮组成。根据组成雌蕊的心皮数目等不同,雌蕊可分为以下类型(图6-7)。

图6-7 雌蕊的类型

1.单心皮单雌蕊 2.2心皮复雌蕊 3.3心皮复雌蕊 4.3心皮离生雌蕊 5.多心皮离生雌蕊

(1)单雌蕊(simple pistil):是由1个心皮构成的雌蕊,如甘草、野葛等豆科植物和桃、杏等部分蔷薇科植物的雌蕊。

(2)离生雌蕊(apocarpous gynoecium):是由1朵花内多数离生心皮构成的雌蕊,如毛茛、乌头等毛茛科植物和厚朴、五味子等木兰科植物的雌蕊。

(3)复雌蕊(syncarpous gynoecium):是由1朵花内2个或2个以上心皮彼此联合构成的雌蕊,如菘蓝、丹参等为2心皮;大戟、百合等为3心皮;卫矛等为4心皮;贴梗海棠、桔梗等为5心皮;橘、蜀葵等的雌蕊则由5个以上的心皮联合而成。组成雌蕊的心皮数往往可由柱头和花柱的分裂数、子房上的腹缝线或背缝线数以及子房室数等来判断。

3.子房的位置 花托形状不同,子房在花托上的着生位置及与花被、雄蕊之间的关系也会发生变化,常有以下几种(图6-8)。

图6-8 子房的位置简图

1.子房上位(下位花) 2.子房上位(周位花) 3.子房半下位(周位花) 4.子房下位(上位花)

(1)子房上位(superior ovary):花托扁平或隆起,子房仅底部与花托相连,花被、雄蕊均着生在子房下方的花托上,称子房上位,这种花称下位花(hypogynous flower),如毛茛、金丝桃、百合等。若花托下陷,子房着生于凹陷花托内壁却不与花托愈合,花被、雄蕊均着生于花托的上端边缘,亦为子房上位,但这种花称周位花(perigynous flower),如桃、杏等。

(2)子房下位(inferior ovary):花托凹陷,子房完全生于花托内并与花托愈合,花被、雄蕊均着生于子房上方的花托边缘,称子房下位,这种花称上位花(epigynous flower),如梨、贴梗海棠等。

(3)子房半下位(half-inferior ovary):子房下半部着生于凹陷的花托中并与花托愈合,上半部外露,花被、雄蕊均着生于花托的边缘,称子房半下位,这种花称周位花,如党参、桔梗等。

4.子房的室数 子房室的数目由心皮的数目及其结合状态而定。单雌蕊的子房只有1室,称单子房,如甘草等豆科植物的子房。合生心皮雌蕊的子房称复子房,其中有的仅是心皮边缘愈合,形成的子房只有1室,称单室复子房,如栝楼等葫芦科植物的子房;有的心皮边缘向内卷入,在中心联合形成了与心皮数相等的子房室,称复室子房,如百合等百合科植物和南沙参等桔梗科植物的子房;有的子房室可能被假隔膜完全或不完全地分隔为二,如菘蓝等十字花科植物和益母草、唇形科植物的子房。

5.胎座(placenta) 胚珠在子房内着生的部位称胎座。其类型由雌蕊的心皮数目及联合方式等决定,常见的胎座类型有以下几种(图6-9)。

图6-9 胎座的类型

1.边缘胎座 2.侧膜胎座 3~5.中轴胎座 6、7.特立中央胎座8.基生胎座 9.顶生胎座

(1)边缘胎座(marginal placenta):由单雌蕊形成,子房1室,多数胚珠沿腹缝线的边缘着生,如甘草和黄芪等豆科植物的胎座。

(2)侧膜胎座(parietal placenta):由复雌蕊形成,子房1室,多数胚珠着生在心皮联合的腹缝线(侧膜)上,如延胡索等罂粟科植物和栝楼等葫芦科植物的胎座。

(3)中轴胎座(axial placenta):由复雌蕊形成,子房多室,多数胚珠着生在心皮愈合的中轴上,其子房室数往往与心皮数目相等,如玄参等玄参科植物、桔梗等桔梗科植物以及贝母等百合科植物的胎座。

(4)特立中央胎座(free-central placenta):由复雌蕊形成,但子房室的隔膜和中轴上部消失,形成1子房室,多数胚珠着生在残留于子房中央的中轴周围,如太子参等石竹科植物和过路黄等报春花科植物的胎座。

(5)基生胎座(basal placenta):由1~3心皮形成,子房1室,1枚胚珠着生在子房室基部,如大黄等蓼科植物和白术等菊科植物的胎座。

(6)顶生胎座(apical placenta):由1~3心皮形成,子房1室,1枚胚珠着生在子房室顶部,如桑等桑科植物和草珊瑚等金粟兰科植物的胎座。

6.胚珠(ovule) 胚珠着生在子房内胎座上,常呈椭圆形或近圆形,受精后发育成种子,其数目与植物种类有关。

(1)胚珠的构造:胚珠一端有一短柄称珠柄(funicle),与胎座相连,维管束即从胎座通过珠柄进入胚珠。大多数被子植物的胚珠有2层珠被(integument),外层称外珠被(outer integument),内层称内珠被(inner integument),裸子植物及少数被子植物仅有1层珠被,极少数植物没有珠被。在珠被的顶端常留下一小孔,称珠孔(micropyle),是受精时花粉管到达珠心的通道。珠被里面为珠心(nucellus),由薄壁细胞组成,是胚珠的重要部分。珠心中央发育着胚囊(embryo sac)。一般成熟的胚囊有1个卵细胞、2个助细胞、3个反足细胞和2个极核细胞8个细胞。珠被、珠心基部和珠柄汇合处称合点(chalaza),是维管束进入胚囊的通道。

(2)胚珠的类型:胚珠生长时,由于珠柄、珠被、珠心等各部分的生长速度不同,而形成不同的胚珠类型(图6-10)。①直生胚珠(atropous ovule),胚珠直立且各部分生长均匀,珠柄在下,珠孔在上,珠柄、珠孔、合点在1条直线上,如三白草科、胡椒科、蓼科植物。②横生胚珠(hemitropous ovule),胚珠一侧生长较另一侧快,使胚珠横向弯曲,珠孔和合点之间的直线与珠柄垂直,如毛茛科、茄科、玄参科和锦葵科的部分植物。③弯生胚珠(campylotropous ovule),胚珠的下半部生长速度均匀,上半部的一侧生长速度快于另一侧,并向另一侧弯曲,使珠孔弯向珠柄,胚珠呈肾形,如豆科和十字花科部分植物。④倒生胚珠(anatropous ovule),胚珠的一侧生长迅速,另一侧生长缓慢,使胚珠倒置,合点在上,珠孔下弯并靠近珠柄,珠柄较长并与珠被愈合,外面形成一明显的纵脊称珠脊。大多数被子植物的胚珠属此种类型。

图6-10 胚珠的类型及构造

(a)直生胚珠 (b)横生胚珠 (c)弯生胚珠 (d)倒生胚珠
1.珠柄 2.珠孔 3.珠被 4.珠心 5.胚囊 6.合点 7.反足细胞8.卵细胞和助细胞 9.极核细胞 10.珠脊

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