第四章 植物的繁殖器官,本章提要,花的组成与形态* 雄蕊的发育* 雌蕊的发育* 传粉与受精 种子与果实 被子植物生活史,繁殖的概念,繁殖(propagation)与生殖(reproduction)繁殖:产生与自己相似的下一代个体的过程。生物延续和繁荣种族的必要手段。 生殖:指生殖细胞发育成为下一代新个体的过程。,繁殖的类型,植物的营养繁殖 植物的无性生殖 植物的有性生殖,一、植物的营养繁殖,植物的营养体的一部分与母体分开或不分开直接形成新个体的繁殖方式。 优势与缺点：繁殖速度快，保持亲本优良性状不丧失。缺点是缺乏变异，并会产生衰退现象。 自然界 :根茎叶的变态器官中有这种营养繁殖的功能：如块茎（马铃薯）、鳞茎（百合）、根状茎（姜）。有些植物如竹子、香蕉等植物的常常只能通过根状茎进行营养繁殖。 人工方法：扦插、压条、嫁接；另外利用细胞全能性理论建立起来的细胞、组织培养快繁技术也是一种营养繁殖,木槿的扦插,嫁接,组织培养,二、植物的无性生殖,植物的孢子体营养生长到一定阶段进入生殖生长阶段，产生具有生殖细胞（孢子），这些生殖细胞不经两性结合直接发育成配子体的生殖方式称为无性生殖。 如藻类、苔藓、蕨类植物孢子生殖发达且孢子能形成独立生活的配子体，没有种子，特称为孢子植物。 各类群植物常常既有无性生殖也有有性生殖。 其特点：繁殖速度快，有利于大量快速的繁衍种族，但缺乏变异。,单倍体孢子产生伴随有减数分裂,真蕨类植物的孢子囊,藓的孢子囊,三、植物的有性生殖,1.同配生殖：配子体植物产生两种形态、结构、大小、运动能力相同的配子相互结合形成合子，合子发育为孢子体的生殖过程。（配子有“”“”之分） 2.异配生殖：配子体产生的两种配子大小不同，较大的为雌配子，较小为雄配子，两种配子结合形成合子，并发育为孢子体的生殖过程。 3.卵式生殖：两性配子进一步分化，不仅大小不同，形态结构和运动能力也有明显差异。雌配子体产生雌配子大而无运动能力，称为卵(egg)；雄配子体产生雄配子小而有运动能力，称为精子（sperm)。两者融合受精，形成受精卵发育为孢子体的过程。,有性生殖的优势,由于在两个配子的融合过程中，存在染色体的交叉互换过程；配子之间也存在差异性，这样导致合子发育的新一代的孢子体具有一定的变异性，这种变异对于植物适应环境的变化是有利的。正是这种变异使植物不断进化。, ,Oogamy 卵式生殖,第一节 花,花,花的组成与基本结构 花各部分结构的多样性及其演化 花序,花来源花芽顶端分生组织，是一个变态的枝条。,一、花的组成与基本结构,1.花柄(pedicel)与花托(receptacle) 2.花萼(calyx)与花冠(corolla) 3.雄蕊群(androecium) 4.雌蕊群(gynoecium),花的基本组成,花瓣,花萼,花托,管状花萼,管状花管,花柄,雌蕊,雄蕊,花被,花的基本结构,下位 周位 上位,花被,1.花被：花萼与花冠的总称 2.花被的形态：P243,1.花萼与花冠,花萼：外方，若干萼片构成的近绿色的叶状体。 花冠：内方，若干花瓣构成的色彩鲜艳的叶状体。 花被：花萼与花冠不能区分时，对其直接称花被 。常在同被花或单被花中描述花被特点时使用。,花萼合生,三色堇,双被花,花瓣合 生,双被花,羽扇豆 双被花,2.花被的形态,双被花、同被花、单被花、无被花 十字形花冠、钟形、喇叭形花冠等、离生、合生型花被等P243,同被花,同被花：花被,同被花离生花瓣与花萼,同被花,单被花,月见草,六出花,蚕豆花,菊花,一种牵牛花,雄蕊群(androecium）,雄蕊构成：花药、花丝、 雄蕊形态P245： 雄蕊类型：单体雄蕊、二体雄蕊、多体雄蕊、聚药雄蕊 花药着生位置：底着药、贴着药、丁字着药、个着药 花药开裂方式：内向药、外向药、花药纵裂、横裂、孔裂、瓣裂 被丝托,野生茶,雄蕊群,单体雄蕊,二体雄蕊（蝶形花科）,?,聚药雄蕊,4.雌蕊群(gynoecium),（1）结构 心皮、柱头（干型、湿型）；花柱（空心、实心）；子房（子房室、胚珠孢子、雌雄配子体均在此形成） （2）形态： 心皮、腹缝线；背缝线；离生雌蕊（单雌蕊）、合生雌蕊（复雌蕊）、合蕊柱 胎座及其类型（边缘、侧膜、中轴、特立中央、顶生、基生、胎座框）,1.雌蕊结构,心皮（腹缝线；背缝线）； 柱头（干型、湿型）；花柱（空心、实心）；子房（子房室、胚珠孢子、雌雄配子体均在此形成）,心皮与雌蕊,柱头,尖、丝状,棍、圆锥,喙,梳状,扇,圆裂，掌状,花柱与子房,2）雌蕊形态,子房位置的变化 离生雌蕊（单雌蕊）、合生雌蕊（复雌蕊）、合蕊柱 胎座、胎座式（边缘、侧膜、中轴、特立中央、顶生、基生）与胎座框,子房位置的变化,离生雌蕊（单雌蕊）、合生雌蕊（复雌蕊）、合蕊柱,合生雌蕊,离生雌蕊,离生心皮构成离生雌蕊,合生雌蕊,胎座、胎座式与胎座框,胎座类型,花与植株P82,花与植株：完全花、不完全花、单性花、两性花、无性花（中性花）、雌雄同株、雌雄异株、杂性同株,完全花、双被花、两性花、雌雄同株,柳树的雌雄花、单性花、不完全花、无被花、雌雄异株,瓜的雌雄花、雌雄异株,二、花各部分结构的多样性及其演化,1. 花部数目的变化 2. 排列方式的变化 3. 对称性的变化 4. 子房位置的变化,1. 花部数目的变化 2. 排列方式的变化,五数、开放,蔷薇科：苹果花,单子叶植物鸭跖草科数,四数十字花科油菜,南烛越桔科 合生花瓣：看花瓣裂片数,重瓣花同样是数的花,3. 对称性的变化,辐射对称,辐射对称,两侧对称,两侧对称,4. 子房位置的变化,花托,下位子房,下位子房,柱头,花柱,雌蕊,雄蕊,上位子房,花药 花丝,柱头 花柱 子房,花形态多样性的意义,为了最大限度地实现异花传粉,于是被子植物通过采取在花的性器官周围形成具有吸引力的花型和颜色, 特殊的气味、充满花蜜和花粉作为昆虫的食物等方式来吸引动物来转运花粉。 千姿百态的花型吸引特异的授粉者来识别，避免了自交。,最奇妙的与多样化的兰花 自然界中千姿百态花结构与颜色的宝库。,三、花序P238,1.单花与花序 2. 无限花序与有限花序,1.单花与花序,2.花序类型,花序、花序轴、苞片、总苞； 无限花序：总状花序、伞房花序、伞形花序、穗状花序、柔荑花序、肉穗花序、头状花序、隐头花序 有限花序：单歧聚伞花序（蝎尾状、螺状）、二歧聚伞花序、多歧聚伞花序（多歧聚伞、轮伞花序）,苞片与总苞,总状花序,总状花序,总状花序：无限花序的一种。其特点是花轴不分枝，较长，自下而上依次着生许多有柄小花，各小花花柄等长，开花顺序由下而上，如白菜、紫藤等。 总状花序： 把单轴分枝作为标准花序的基本型之一，为聚伞花序的对应词。从总状花序演化出穗状花序、头状花序，伞形花序、伞房花序；再进一步演变成小穗、肉穗花序、葇荑花序等。,薏苡,无花果,叶子花,凌霄花,马蹄莲,向日葵,报春花,柳树,美人蕉,有限花序,泽漆,益母草,大叶黄杨,二、花程式（floral formula） 花图式（floral diagram）,第二节 雄蕊的发育,花药与胚珠的结构,花药与胚珠的发育及配子体的形成,花药的发育和雄配子体的形成 胚珠的发育与雌配子体的形成,一、花药的发育和小孢子的形成,花药的发育 小孢子的产生,概念,孢原细胞、初生壁细胞、造孢细胞、花粉母细胞、小孢子、四分体、花粉、单核花粉、双核花粉、三核花粉。 花药壁：表皮、药室内壁（纤维层）、中层、绒毡层（分泌型、变形） 花粉： 形态：萌发孔、沟；孢粉学； 结构：花粉壁（外壁孢粉素、内壁纤维素和果胶质、营养细胞、生殖细胞、精子（Svn与Sua)、雄性生殖单位。,二、花粉的发育与形态结构,1.花粉（雄配子体）的发育 2.成熟花粉的结构与功能,花粉粒的结构,花粉的细胞壁 花粉的外壁主要是 由孢粉素、纤维素等成 分组成。,Svn,Sua,雄性生殖单位,不同植物的花粉,三、花粉败育与雄性不育,雄蕊内花粉未能发育成熟 整个雄蕊未能发育成熟 或不产生花粉 或花粉完全败育,第三节 雌蕊的发育,胚珠的发育 胚囊（雌配子体）的结构与发育,胚珠的结构概念,胚珠：珠被（内、外）、珠心、珠孔、珠柄、合点； 倒生胚珠、直生胚珠（横生、弯生、拳卷）,子房,胚囊的发育,孢原细胞、大孢子母细胞、周缘细胞、大孢子、大孢子的形成 胚囊的发育类型（单孢子胚囊、四孢子胚囊、双孢子胚囊） 成熟胚囊的构成：成熟胚囊、中央细胞、极核、卵、助细胞、卵器、反足细胞、丝状器、雌性生殖单位,第四节 传粉与受精,传粉与受精,传粉 受精作用 无融合生殖与多胚现象,概念,传粉：自花传粉、异花传粉（风媒花、虫媒花、鸟媒花、水力传播） 受精作用：通道细胞、帽区、自交不亲和性、珠孔受精、合点受精、中部受精、双受精、,一、传粉,1.传粉的方式：自花传粉、异花传粉及其意义 2.传粉的媒介：风媒花、虫媒花、鸟媒花、水力传播 3.人工辅助授粉 P9597,一种兰花的自花运动传粉,柱头,2005,米饭花,马蹄筋,蜂鸟,虫媒花特点：花蜜、气味、花形与花色、花粉粒,花香表达了花粉与花蜜的质量与数量的信息，这有助于蜜蜂来决定这朵花是否值得光顾。,金鱼草的花香是由7 种挥发性化合物组成的,这可能是目前所知道的最简单的花香。,最复杂的花香则是兰花, 其某些种类的花香含有 100 多种不同的化合物。,拖鞋兰,巨魔芋整个花高达 几米，如同一个高 大的蜡烛台散发着 腐烂鱼的味道，其 臭无比，却吸引着 腐生性的昆虫如苍 蝇等动物前来为它 传粉。,大花草无根无茎也无 叶，只有一个短短的 花柄上开着巨大的花， 花大至直径1.4米，重 达50公斤，刚开花时 有一些香味，但开过 后就是其臭无比的腐 烂味道。,二、 受精作用,1.花粉粒在柱头上的萌发 2.花粉管在雌蕊组织中的生长与受精 3.双受精,1.花粉粒在柱头上的萌发,定义 花粉粒与柱头的亲和或不亲和 亲和花粉则会从柱头部吸水萌发。,1.花粉粒在柱头上的萌发,2.花粉管的生长与受精,花粉管的顶端生长 花粉管生长的引导方式：花柱道或引导组织 珠孔受精与合点受精,花柱道,珠孔受精与合点受精,双受精及其意义,双受精,花粉管内的精细胞的细胞质是否进入卵细胞中？,双受精的意义,P100,4.无融合生殖与多胚现象,1.减数胚囊的无融合生殖 2.未减数胚囊的无融合生殖 3.不定胚,概念,无融合生殖 减数胚囊的无融合生殖、（孤雌生殖、无配子生殖、雄核发育） 未减数胚囊的无融合生殖（无孢子生殖） 不定胚、多胚现象 （什么叫珠心胚）,第六节 被子植物生活史,生活史概念,生活史(Life history or life circle)：植物一生中所经历的营养生长与繁殖阶段，前后相继，有规律地循环的全部过程。 植物从某一生长阶段经过发育生长产生下一代后又重新出现该阶段，周而复始的过程。,生活史概念,孢子体(sporophyte)与配子体(gametophyte)：植物生活史过程中出现的两种个体，一种是能产生配子，由孢子发育而成的单倍体，即配子体。一种是能进行无性生殖产生孢子，并由合子发育而成的二倍体，即孢子体。 孢子体世代与配子体世代：孢子体发育阶段称为孢子体世代，也称无性世代（asexual generation)；配子体发育阶段称配子体世代，也称为有性世代（sexual generation) 世代交替（alternation of generation)：在植物生活史中孢子体世代与配子体世代有规律交替出现。 孢子(spore)与配子(gamete)：孢子体无性生殖产生的单个单倍体生殖细胞称孢子。配子体行有性生殖时产生的单倍体生殖细胞称配子。,二倍体,单倍体,孢子体,配子体,有丝分裂,受精,减数分裂,孢子囊,作业,简述花内部构造花药与子房发育特点,