一朵完全花是由花萼、花冠、雄蕊和雌蕊等幾部分共同著生于花托上構成。在長期的演化過程中,以及在不同的環境下,花的各部位發生各種形態變異,形成了千姿百態、絢麗多采的花的世界。花的形態特征是被子植物分類的重要依據之一,同時也是研究不同科屬植物之間親緣關系的重要根據。
本實驗通過對桃花(Prunus persica)和其它典型植物花的觀察,了解花的基本結構及花的不同類型。
(一)花的基本結構——桃花的觀察
桃花為單生花,每朵花下有柄并有一苞片。取一朵新鮮或浸泡的桃花,先自外向內逐層觀察花萼、花冠、雄蕊和雌蕊的數目、形態和著生情況。然后將桃花沿縱向切開,在實體解剖鏡下做進一步觀察。
桃花的花托呈杯狀,即花托中部凹陷成一小杯狀。萼片、花瓣和雄蕊著生于杯狀花托的邊緣,雌蕊的子房著生于花托中央的凹陷部位。桃花的花萼由五片綠色葉片狀萼片組成,各萼片相互離生。花萼也叫做外輪花被。桃花的花冠由五片粉紅色花瓣組成,離生。花冠也叫內輪花被。桃花的雄蕊數目多,不定數。每一雄蕊由花絲和花藥兩部分組成,花絲起支持和聯系作用,花藥中可產生花粉粒,為雄蕊的主要部分。雄蕊在花托邊緣作輪生排列。桃花的雌蕊呈瓶狀,可分為柱頭、花柱和子房三部分,子房中著生有胚珠。桃花的子房僅基部著生于花托上,而其它部位與花托分離,故其著生位置屬上位子房。桃花的花萼和花冠著生于杯狀花托的邊緣,其相對于子房的位置則屬于周位花(圖38-1)。
通過上述觀察可了解桃花具有齊全的花的各部分,是一典型的完全花,既是一具有外輪花被(花萼)和內輪花被(花冠)的重被花,又是具有雄蕊和雌蕊的兩性花,同時還是一花冠呈輻射對稱的整齊花。桃花的結構可代表一般花的基本結構。
(二)花的類型
1.完全花和不完全花 完全花指一朵花具有齊全的花萼、花冠、雄蕊和雌蕊四部分。當一些植物花的結構中缺少上述四部分中的任何一部分或兩部分,甚至缺少三部分時,即為不完全花。當缺少內輪或外輪花被時,可形成單被花,而花被完全缺少時,形成裸花。當雄蕊或雌蕊缺少時,可形成單性花,而當雌、雄蕊都缺失時,為中性花或無性花。
重被花、單被花和裸花 重被花,如桃花,既具花萼又具花冠(圖38-2,A);單被花,觀察繡球花(Hydrangea macro_phylla),僅有一輪花被,缺花冠,萼片呈花瓣狀。一般單被花多缺花冠(圖38-2,B);裸花,觀察毛白楊的雄花,可看到每朵雄花是由一杯狀花盤中著生6—8個雄蕊構成,其外既無花萼又無花冠,僅有一苞片。楊屬(Populus)、柳屬(Salix)的雌花和雄花均為裸花(圖38-2,C)。
兩性花、單性花和中性花 兩性花,如桃花,既具雄蕊,又具雌蕊;單性花,如楊樹或柳樹為單性花,其雄花缺雌蕊,雌花缺雄蕊。其它如黃瓜(Cucumis sativus)、玉米等也具單性花;中性花,菊科向日葵頭狀花序的邊花或胡蘿卜傘形花序外圍的花朵,僅有花被,而雌、雄蕊不發育,為中性花,或稱無性花。
2.整齊花和不整齊花 整齊花和不整齊花的劃分主要根據花冠的對稱情況。整齊花的花冠屬輻射對稱,通過花朵的中心可劃分出多個對稱面;不整齊花的花冠兩側對稱,通過花朵中心只能劃出一個對稱面。
整齊花---棉花(陸地棉)的觀察
棉花也是一完全花、整齊花,觀察時應注意其與桃花形態上的差別。取一新鮮或浸泡的棉花的花,由外向內逐層觀察花萼、花冠、雄蕊和雌蕊的形態。注意棉花花朵的最外層有三張葉片狀結構將整朵花包圍,這是三張大苞片,也稱副萼。翻開副萼才看到在花朵基部花冠外方有五片合生的萼片。花瓣五數,分離,作覆瓦狀排列。棉花的雄蕊結構較特殊,雄蕊數目多,各雄蕊的花絲基部聯合成一雄蕊管,將雌蕊的花柱部分包圍,雄蕊管的基部與花瓣相結合,而各雄蕊的花絲上部和花藥相互分離。棉花的這種雄蕊類型特稱為單體雄蕊。剝開雄蕊管可看到棉花的雌蕊,呈瓶狀,由3—5個心皮結合而成,柱頭稍分離。最后可看到棉花花托呈扁平狀,子房上位。棉花的花冠呈輻射對稱狀,通過花朵中心,可劃出多個對稱面(圖38-3,A)。
不整齊花——豌豆花的觀察
豌豆花為完全花,但花冠為兩側對稱,所以是不整齊花。取一朵新鮮的或浸泡的豌豆花進行觀察。
豌豆花也是五數花。最外輪有萼片5片合生。其花冠結構特殊,五瓣形態不一致,包在最外的一瓣較大,為旗瓣,向內左右各有一翼瓣,中央為二片龍骨瓣,較小,下緣稍聯合。這種花冠類型稱為蝶形花冠。豌豆花的雌、雄蕊包在龍骨瓣中。雄蕊10枚,其中9枚雄蕊的花絲部分聯合而花藥分離,另1枚雄蕊單獨離生,這種雄蕊類型稱為兩體雄蕊。雌蕊包在聯合的花絲之中,由一心皮結合而成,子房較長,在腹縫線上著生若干個胚珠。豌豆花花冠呈兩側對稱狀,只能通過兩龍骨瓣的中央處,劃出一個對稱面,為不整齊花(圖38-3,B)。
3.禾本科植物的穎花-小麥花的觀察 禾本科植物花的各部分高度特化,結構比較特殊,特稱為穎花。觀察小麥小花的結構,以了解穎花結構的特點。
小麥穎花的觀察。整個小麥穗為一復穗狀花序,是由若干(一般為十多個至二十個)小穗著生于穗軸上構成。每一小穗為一穗狀花序,由若干朵(三、五朵或更多)無柄的小花著生于小穗軸上組成。小穗基部有一對穎片。小花在小穗軸上作互生排列,一般頂部小花發育不完全為不育花(圖38-4,A、B)。取小穗基部發育良好的小花,依次由外向內剝離花的各組成部分,觀察小麥一朵穎花的具體結構。小麥的穎花包括下列各結構部分:一片外稃,其中脈明顯,有時外稃的頂端可延長成芒;一片內稃,薄膜狀,船形,有兩條明顯的側脈;二片漿片,為緊貼在子房基部對著外稃一側的一對小薄膜片。漿片與小花的開放有關,當小麥開花時,漿片迅速吸水膨脹,將內、外稃撐開,利于雄蕊的伸出和雌蕊柱頭展開承受花粉;小麥有雄蕊三枚,開花時,花絲急速伸長,將花藥推出內、外稃,花藥縱裂散出花粉;雌蕊一枚,由二心皮合生而成,柱頭二裂呈羽毛狀,花柱短,不明顯,子房膨大呈球形(圖38-4,C、D)。禾本科植物小花的基本結構如上。有時,某些結構部分有所不同,如水稻的雄蕊為6枚,作兩輪排列,每輪3枚。
穎花各部分特化較大,從演變看,一般認為小花的外稃相當于每朵花的苞片;船形的內稃可理解為由外輪花被的二片花被片合生而成,另一花被片退化;漿片可能是由內輪花被的二花被片演變而成,另一花被片也可能退化。所以,小麥的花仍可理解為單子葉植物的三數花,只是花的各部分高度特化。形態發生很大變異。