开花植物的有性生殖
开花植物利用花,专门用于产生并结合雄性与雌性配子的结构,进行有性生殖。本章讲授花的结构、花粉粒与胚囊如何形成、传粉与受精,以及由此产生的种子与果实如何发育、传播,并最终萌发成新植株。
标注花、描述双受精,以及比较自花传粉与异花传粉,都是常见的考题,因此对花的每个部分及过程每个阶段使用准确的词汇十分重要。
种子在果实内形成后,通常需要被带离母株才能顺利生长,因为传播能减少亲代与子代之间对光、水与土壤养分的竞争,并让该物种能够拓殖新的地区。果实与种子表现出与其传播方式和距离相符的特定适应,分别适合风、水、动物或弹射传播。
自花传粉,花粉在同一朵花或同一植株内转移,与异花传粉,在同种不同植株之间转移,各有相反的优点:自花传粉即使没有外来媒介也能可靠完成,但产生的遗传变异较少;异花传粉能增加遗传变异,却依赖风或动物把花粉带到别的植株,因此许多花具有偏好其中一种方式的结构。
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本章的内容标准
- 21.1 花的结构
- 21.2 花粉粒与胚囊的发育
- 21.3 开花植物的传粉与受精
- 21.4 Development of Seeds and Fruits
- 21.5 Importance of Seeds for Survival
关键概念
- 花的结构
- 雄蕊由花药与花丝组成,是花的雄性生殖部分;心皮由柱头、花柱与子房组成,是雌性部分;一朵花可含有一个或多个此类部分,其数量与排列方式常用于鉴别物种。
- 配子的发育
- 每个含雄配子的花粉粒在花药内形成,含雌配子的胚囊则在子房内的胚珠中形成;两者都经减数分裂产生,这在受精结合两个亲本的基因之前就已在配子间制造了遗传变异。
- 传粉
- 传粉是把花粉粒从花药转移到柱头,可发生在同一朵花内(自花传粉),也可发生在同种不同植株的不同花之间(异花传粉);转移由风或昆虫等外来媒介完成,花的特征常显示出它所依赖的媒介。
- 受精
- 传粉后,花粉管沿花柱向下生长伸向胚珠,携带两个雄配子;在双受精中,一个雄配子与雌配子融合形成二倍体合子,另一个则与胚囊中的两个细胞核融合形成三倍体组织,胚乳,为发育中的胚提供养分储备。
- 种子与果实
- 受精后,胚珠发育为含有胚、养分储备与保护性种皮的种子,子房壁则发育为果实,保护其中的种子,在许多物种中也协助传播。
- 种子的重要性
- 种子使植物物种能在干旱或寒冷等不利生长的条件下保持休眠直到条件改善而得以存活,并能被带离母株去拓殖竞争较少的新地区。
- 种子的传播
- 种子与果实可借助风传播,依靠轻质与翅或羽状冠毛等结构;借助水传播,依靠能漂浮且防水的果壁;借助动物传播,或以钩刺附着于皮毛,或以肉质可食的果实被取食后种子在别处排出;也可通过弹射传播,即干燥的荚果突然扭转裂开,把种子弹离母株。
- 萌发的条件
- 种子萌发通常需要三个条件:水,用以软化种皮并激活酶;氧气,以进行释放生长所需能量的有氧呼吸;以及适宜的温度,使这些酶能高效发挥作用;萌发本身通常不需要光,尽管幼苗随后很快就需要光进行光合作用。
- 自花传粉与异花传粉的比较
- 即使没有传粉媒介,自花传粉也能保证种子产生,并保留一套已适应环境的基因组合,但后代的遗传变异很少,经过多代后可能导致后代变弱;异花传粉能增加遗传变异,通常产生更强健的后代,但依赖外来媒介,也要求花粉来源相容。
本章如何考查
SPM 生物通过三张试卷评估。试卷一有40道客观题(40分),时长1小时15分钟;试卷二为100分,分 A、B、C 部分,时长2小时30分钟;试卷三是考查科学过程技能的实作卷。本章内容可能出现在其中任何一张,因此课程为试卷一训练记忆、为试卷二训练结构化作答。
常见考法
- 标注花并说明每部分的功能。
- 比较风媒与虫媒传粉。
- 描述受精及胚珠与子房的去向。
- 解释种子传播机制,并把每种果实或种子特征与其传播方式联系起来。
- 陈述并解释种子萌发所需的三个条件。
- 比较自花传粉与异花传粉的优点与缺点。
常见错误
学生常写: 混淆传粉与受精。
能得分的写法: 传粉是把花粉转移到柱头;受精是雄雌配子的融合。
学生常写: 说子房变成种子。
能得分的写法: 胚珠变成种子,子房变成果实。
学生常写: 混淆自花与异花传粉。
能得分的写法: 自花传粉在同一朵花或同一植株内;异花传粉在同种不同植株之间。
学生常写: 写柱头产生花粉。
能得分的写法: 花药产生花粉;柱头接受花粉。
学生常写: 混淆种子传播与传粉。
能得分的写法: 传粉发生在受精之前,把花粉转移到柱头;种子传播发生在受精之后,把已形成的种子带离母株。
学生常写: 说光对种子萌发是必需的。
能得分的写法: 大多数种子能在完全黑暗中萌发;萌发只需要水、氧气与适宜的温度,光只有在幼苗开始进行光合作用后才变得重要。
学生常写: 认为自花传粉无法成功产生种子。
能得分的写法: 许多物种,如豌豆,能成功自花传粉并产生有活力的种子;自花传粉的缺点是遗传变异减少,而非无法繁殖。
学生常写: 把任何又小又轻的果实都说成是风媒传粉的。
能得分的写法: 带翅或羽状冠毛的小而轻的果实或种子表现出适应风传播的特征,这与传粉方式无关,即使该花是虫媒传粉也可能如此。
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本章的过程
常见问题
传粉与受精有何区别?
受精后花会怎样?
风媒花与虫媒花有何不同?
种子萌发需要哪些条件?
自花传粉与异花传粉有何区别?异花传粉为何会发生?
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