花(植物的繁殖器官)_百度百科

[huā]
植物的繁殖器官
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花是被子植物(被子植物门植物,又称有花植物或开花植物)的繁殖器官,其生物学功能是结合雄性精细胞与雌性卵细胞以产生种子。这一进程始于传粉,然后是受精,从而形成种子并加以传播。对于高等植物而言,种子便是其下一代,而且是各物种在自然分布的主要手段。同一植物上着生的花的组合称为花序。
(特别注意:本义项介绍的是植物的生殖器官;而花在生活中亦常被指为观赏的开花植物,详见花卉词条或花的另一义项:一类具有观赏价值的植物。)
裸子植物的花构造较简单,通常无明显的花被,单性,形成雄球花和雌球花,被子植物的花构造复杂多样。所以一般所说的花就是指被子植物的花。 [1]
中文名

简介

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牡丹花
被子植物被子植物门植物,又称有花植物开花植物)的繁殖器官,其生物学功能的是结合雄性精细胞与雌性卵细胞以产生种子。这一进程始于传粉,然后是受精,从而形成种子并加以传播。对于高等植物而言,种子便是其下一代,而且是各物种在自然分布的主要手段。同一植物上着生的花的组合称为花序
“花”在生活中亦常称为“花朵”或“花卉”。广义的花卉可指一切具有观赏价值的植物(或人工栽插的盆景),而狭义上则单指所有的开花植物。花卉一直广受人们的喜爱和使用,主要用于观赏,还能当食材或提炼原料。

植物学史

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潘氏真花的模式标本与复原图
已知最早的被子植物(有花植物),距今约有1.25亿年的历史。一些已灭绝的裸子植物,尤其是种子蕨类植物,被认作是被子植物的祖先,但尚无连续的化石证据准确地显示花的进化过程。这种相对较为现代的花在化石记录中的突然出现,给进化理论带来了不小的困扰,以至于被达尔文称作是“恼人之谜”。不过,发现的古果等被子植物化石,以及裸子植物化石的进一步发现,为被子植物特征的形成过程带来了新的提示。虽然能直接证明花朵已存在了一亿三千万年的证据寥寥无几,但同时却也有旁证显示它们已有两亿五千万年的历史。在大羽羊齿类植物等古老的化石植物上,竟发现了齐墩果烷这种植物用来保护其花朵的化学物质。
迪拉丽花化石
至2015年为止已发现的最早的化石为辽宁的1.62亿年前侏罗纪的潘氏真花,成为迄今为止世界上最早的典型花朵。该成果在英国出版的《历史生物学》杂志上在线发表。此前最早的花化石是产自1.25亿年前义县组的迪拉丽花。 [4]
一般认为,花的生殖的过程自始就与其他动物有关。花粉传播并不需要鲜艳的颜色和明显的形状,除非另有他用,否则这样只会是个累赘,平白地浪费了植物的养分。一种假说认为,花外观的突然形成是其在岛屿或岛链之类的孤立地域演化的结果。在那里,有花植物可以和某些特定动物(如黄蜂)发展出共生关系,最终导致植物和其共生同伴间高度的特化。
花的进化仍在继续。人类对当今的花造成了巨大影响,甚至使得不少花无法自然传粉。许多观赏花卉曾经不过是些杂草,在地面受干扰时才会发芽。还有些喜与和农作物共生。此外,最漂亮的花往往因其美丽而免于拔采,从而形成了对人工选择的特殊适应。

繁殖方法

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成花诱导

成花诱导是植物生命周期中的一个重大变化,这一过程必须发生在特定的时间,以利于受精和种子的形成,从而确保繁殖的最大成功。为了满足这些需求,植物能够感受重要的内源和环境信号,例如植物激素水平、适时的温度和光周期变化等。许多多年生和二年生植物需要经过春化作用方能开花。这类信号从分子学角度解释,是由名为成花素的复杂信号的传递引起的。其中涉及到多个基因,包括Constant 、Flowering Locus TFlowering Locus T等。成花素会在适宜的生殖条件下形成于叶片中,并作用于芽和生长锥,诱导形成一系列的生理和形态变化。成花诱导完成后,下一步便是花原基的形成,使茎端分生组织转变为花分生组织。简而言之,就是使叶、芽和茎组织的细胞分化为能形成生殖器官的组织的生物化学变化过程。花芽顶端的生长点停止叶原基分化并横向扩大,随后形成多个螺旋状的突起,这些突起日后能形成萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊。对于大多数植物而言,虽然成花的起始条件与环境信号密不可分,但这一过程是不可逆的。成花过程一经开始,即使再除去相应的信号,茎端依旧会继续发育为花器官。

器官发育

人们已较为清楚决定花器官特征的分子调控方式。在一个简单的模型中,三类基因共同作用决定分生组织中花器官原基的发育特征,分别称作A类、B类和C类基因。花器官的第一轮仅有A类基因表达,控制花萼的发育;第二轮由A类和B类共同表达,控制花瓣的发育;在第三轮中,B类和C类基因共同作用形成雄蕊;而C类基因则在中心单独控制心皮的发育。该模型基于对拟南芥Arabidopsis thaliana)和金鱼草Antirrhinum majus)的同源异型突变体的研究建立。例如,当B类基因的功能出现缺损,突变花产生的花萼一如往常,但在花瓣层也会发育出多余的萼片。而在第三轮B类基因的缺失会致使C类基因单独表达,使得原本因出现在第四轮的心皮也同样产生在第三轮。
该模型中的大多数基因均属于MADS盒基因,并且是为各花器官调控基因表达的转录因子

栽培技术

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花是植物的繁殖器官,其主要目的在于繁殖,即令花粉中包含的精子和位于子房的胚珠得以结合。授粉是花粉从花药到柱头的移动过程,精细胞和卵细胞结合的过程则称为受精。花粉通常是从一株植物传播到另一株,但许多植物能够自花授粉。受精胚珠能发育成下一代的种子。为了适应自然,有性繁殖产生的后代都各具遗传独特性。
有花植物通常面临着自然选择压力,因而会使用最适合其的传粉方式,体现在花的形态和植物的行为上。花粉可通过“媒介”在植物间传播:有些植物利用非生物媒介,如风(风媒)或较罕见的水(水媒);而其他植物则利用生物媒介,包括昆虫(虫媒)、鸟类(鸟媒),蝙蝠(蝙蝠媒)及其他动物。有些植物能利用多种媒介,但大多都不是高度特化的。在这一过程中,花完全开放并发挥作用的时期称为花期。

吸引方法

蜂兰花模仿雌蜂,吸引雄蜂传粉
由于植物无法随意移动,因此,许多花依靠吸引动物帮助其在大自然进行种间授粉。利用昆虫授粉的花称为虫媒花,这些花可能会和授粉昆虫高度地协同进化。利用生物媒介的植物的花通常都有蜜腺,用以吸引寻找花蜜的动物接触。有些花上还有称为蜜源标记的图案,为传粉者指示出花蜜的位置。花也会用颜色吸引授粉者,鸟类和蜜蜂都有色觉,可以看到色彩斑斓的花朵。花卉还能用香味吸引授粉,其中有些香味会让人们感到愉悦。不过并不是所有的花香都能让人类觉得好闻,有些花为了吸引喜食腐肉的昆虫授粉,会散发出类似的腐臭味,例如大王花巨花魔芋泡泡树Asimina triloba)等。夜间借由蝙蝠和飞蛾授粉的花,则更多地是通过气味来吸引授粉,且这类花大多为白色。
此外,还有一些花卉能利用拟态吸引授粉。例如,蜂兰花的花朵与雌蜂的颜色、形状和气味类似。雄蜂会为了寻找配偶往来其间,花粉由此得以传播。

传粉方式

大多数花的传粉方式可分为两大类:
  • 虫媒传粉:吸引和利用昆虫、蝙蝠、鸟类或其他动物传播花粉。这些花朵都有特化的形状和雄蕊的生长方式,以确保授粉者由引诱剂(如花蜜、花粉或配偶)吸引而来时,花粉粒能顺利传入其体内。 [2]
  • 风媒传粉:使用风力帮助传粉,例如桦树杨树枫树等。由于它们无需吸引他人传粉,因此花朵往往不太引人注目。风媒花一般是雌雄异花或异株,雄性花花丝细长,末端为裸露的雄蕊,而雌性花则具有长长的羽状柱头。一般而言,借由动物传播的花粉颗粒较大,具黏性,并含有丰富的蛋白质(算是对授粉者另一种“奖励”); 而风媒花粉通常是小颗粒,很轻,而且对动物没什么营养价值。此外,风媒花传播的花粉还可能引起部分人类的花粉过敏症
还有些花可以自花授粉,即同一朵花中,雄蕊的花粉落到雌蕊的柱头上。自花受精能增加种子产生的几率,但也会限制遗传变异的产生。闭花受精花就是自花授粉,之后其可能会开花,也可能不会,已知堇菜科玄参科中的许多种含有此类花。另一方面,许多物种的植物都有阻止自花受精的方法。有些植株上的单性雄花和雌花的不会同时出现或成熟,此外对于有些植物,来自同一植株的花粉由于含有化学阻挡层而无法为其胚珠授精,这种特性称为自花不孕或自交不亲和性
花与授粉者的关系
许多花和某些授粉生物有着密切的关系,例如,很多花只会引来某种特定的昆虫,因而也很依靠这种昆虫得以成功繁殖。这种密切关系往往可以作为协同进化的例子,因为人们认为经过很长的时间,花和授粉者都会共同地进化,以配合对方的需要。不过,这种密切关系也会带来灭绝的负面影响。在这一关系下,任何一名成员的灭绝也几乎必然导致另者步其后尘。一些濒危植物种即是因授粉者的减少而致其濒危的。

主要价值

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花的功能

花朵是种子植物的有性繁殖器官,可以为植物繁殖后代。花用它们的色彩和气味吸引昆虫来传播花粉。
可一些植物只有小而毫无生气的花瓣,所以它们用有耀眼颜色的叶子或者萼片代替花瓣来吸引昆虫。
罂粟属的植物生长得非常快,开花和死亡都在一年之内,叫 “年生植物”。单朵的罂粟的花能形成几百颗种子。但不是所有的植物都是这样的,更多的植物能存活几年,这样的植物叫做“多年生植物”。

花的绽放

绽放的牡丹花
花的芽体是一种被塞满了的“小提箱”。它是由一层坚韧的外皮覆盖着,能防止它受到伤害。在里面,花的不同部分被紧紧的裹起来,因此它们仅占据很小的空间。当芽体生长时,花在里面展开。
很快,花开始变大,以至于芽体不能再容纳它们,然后它们开始绽放出美丽的花朵。

花的花粉

花粉
植物直到两种花粉囊结合起来时才发育种子。一种花粉囊叫胚珠,胚珠是在花的底部形成的,它们由子房保护着;另一种花粉囊叫做花粉粒,花粉粒需要和来自其它花的胚珠相结合,因此,花粉粒必须要通过异花传粉或闭花传粉(自花传粉)从雄蕊移到另一个柱头上。
当你看到昆虫在花间飞舞,这是它们在传播花粉。当一只蜜蜂来到一朵花上时,它会获取到花粉。当它飞到另一朵花上时,它撒下其中的一些花粉,然后取得更多。蜜蜂辛勤工作的回报是它能得到含糖的花蜜作为“薪金”。夏天,空气中含有大量的花粉,有的人呼吸了这样的空气后便会打喷嚏,这是因为他们对花粉过敏

鲜花

牡丹花
被子植物(被子植物门植物,又称有花植物)的繁殖器官,其生物学功能的是结合雄性精细胞与雌性卵细胞以产生种子。这一进程始于传粉,然后是受精,从而形成种子并加以传播。对于高等植物而言,种子便是其下一代,而且是各物种在自然分布的主要手段。同一植物上着生的花的组合称为花序。鲜花在生活中亦常被称为“花朵”或“花卉”。广义的鲜花卉可指一切具有观赏价值的植物,而狭义上则单指所有的开花植物。除了作为被子植物的繁殖器官,鲜花还一直广受人们的喜爱和使用,主要用于美化环境、人际交往,而且还作为一种食物来源。

演化

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辽宁古果Archaefructus liaoningensis)是已知史上最早的被子植物(有花植物),距今约有1.25亿年的历史。一些已灭绝的裸子植物,尤其是种子蕨类植物,被认作是被子植物的祖先,但尚无连续的化石证据准确地显示花的进化过程。这种相对较为现代的花在化石记录中的突然出现,给进化理论带来了不小的困扰,以至于被达尔文称作是“恼人之谜”。不过,近年来发现的古果等被子植物化石,以及裸子植物化石的进一步发现,为被子植物特征的形成过程带来了新的提示。虽然能直接证明花朵已存在了一亿三千万年的证据寥寥无几,但同时却也有旁证显示它们已有两亿五千万年的历史。在大羽羊齿类植物等古老的化石植物上,竟发现了齐墩果烷这种植物用来保护其花朵的化学物质。
一般认为,花的生殖的过程自始就与其他动物有关。花粉传播并不需要鲜艳的颜色和明显的形状,除非另有他用,否则这样只会是个累赘,平白地浪费了植物的养分。一种假说认为,花外观的突然形成是其在岛屿或岛链之类的孤立地域演化的结果。在那里,有花植物可以和某些特定动物(如黄蜂)发展出共生关系,最终导致植物和其共生同伴间高度的特化。
时至今日,花的进化仍在继续。人类对当今的花造成了巨大影响,甚至使得不少花无法自然传粉。如今的许多观赏花卉曾经不过是些杂草,在地面受干扰时才会发芽,还有些喜与和农作物共生。此外,最漂亮的花往往因其美丽而免于拔采,从而形成了对人工选择的特殊适应。

用途

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在现代社会,人们经常因为鲜花宜人的外观和香味而以各种方式种植、购买和佩戴花卉。在世界各地,人的一生中都会在各种各样的活动和场合中使用鲜花:
  • 用于庆祝新生或宗教洗礼(天主教)
  • 在社交集会或节日用作胸花纽扣花
  • 用于表达爱意或敬意
  • 用于婚礼装饰
  • 用于家居装潢
  • 在告别或欢迎宴会用作纪念礼物,以寄托思念
  • 用于葬礼,以表达哀思
  • 用于供奉或祭拜神灵
人们因此会在家园四周遍植花卉,将其部分生活空间辟作花园,采摘野花,或是从花商手中购买鲜花。而花卉生产和销售产业也由此应运而生,并在现代社会中方兴未艾。
与植物的其他主要部分(种子果实)相比,花的食用价值较少 ,但其也是一些重要食物和香料的来源之一。西兰花花椰菜洋蓟等都是常见的花菜类蔬菜,而番红花的柱头则可提取出全世界最为昂贵的香料。丁香续随子也可以用来提取香料。此外,蛇麻(啤酒花)和蒲公英可用于酿酒,万寿菊可作为鸡饲料,以使蛋黄呈现更宜人的金黄色泽。蜜蜂采集花粉酿造的蜂蜜也被不少人认为是健康食品,其往往以所采集的花的类型命名,例如荆花蜜、枣花蜜、苜蓿花蜜等。
可共食用的花卉数以百计,但其中作为食物得到广泛推广的却很少,而往往只是用于点缀颜色和给沙拉调味。南瓜花可以蘸上面包屑油炸,其他的食用花卉有西洋菜菊花香石竹香蒲金银花菊苣矢车菊美人蕉向日葵等等。一些食用花卉还可加工为蜜饯,例如菊花、月季三色堇等。
花亦可用于冲泡花茶,利用茶吸收异味的特点,将香花与新茶同闷,茶将香味吸收后再把干花筛除,包括茉莉花茶玉兰花茶珠兰花茶等。
直到近代,花经过特别的技术被制作成为保鲜花,保鲜花又名“不凋花/永恒花/永生花”,英文名为“Preserved flower”,日本名为“プリザーブドフラワー”。保鲜花制作源于法国约20年前由法国公司发明,其他相继引入世界各地。保鲜花的制作过程包括脱水、脱色、上色及烘干。透过保鲜液取替鲜花原来的水分,使保鲜花得以可以保存数年,而退水同时亦会使保鲜花脱色,而其后重新上色的过程使保鲜花有十分多不同的色彩。
花也是提炼精油的重要原料,如薰衣草玫瑰,都是常见的芳疗精油,除了能散发出独特香味外也对人体有特定功效。
同时,花卉亦成为21世纪的时装设计元素之一。亦有人用花来模仿球鞋 [3]