植物形态学：植物的繁殖.ppt

第五章 植物的繁殖 植物产生新个体的现象称繁殖，生命通过繁殖而延续，繁殖是生命最基本的特征之一通过繁殖，生物的基本特征信息由亲本传递给子代，这种信息传递称为遗传第一节 繁殖的类型Ø植物的繁殖方式包括营养繁殖、无性生殖和有性生殖3种方式Ø植物营养体的一部分从母体分离开直接形成新个体的繁殖方式称为营养繁殖也有的学者将营养繁殖归入无性生殖Ø植物的无性生殖是指一些具有生殖功能的细胞不经过两性的结合，直接发育成新个体的过程无性生殖中具有生殖功能的细胞称为孢子Ø有性生殖是指通过两性细胞的结合形成新个体的过程这些性细胞称为配子，为单倍体两个配子结合形成二倍体的合子，由合子再发育形成新的个体草莓的营养繁殖和有性生殖嫁接压条Ø同配生殖：相互结合的两种配子的形态、结构、大小、运动能力相同，从形态上难以区分Ø异配生殖：两种配子形态结构相同，但大小不同，大的为♀配子，小的是♂配子Ø卵式生殖：两种配子在大小、形态、结构、运动能力等方面均不同，♀配子大，卵形，无鞭毛，无运动能力，特称为卵，♂配子小，细长，有些具鞭毛，可运动，特称为精子；精子与卵融合称受精作用，由受精卵发育成植株有性生殖n 植物的生活史与世代更替Ø孢子体世代与配子体世代（无性世代与有性世代）交替出现，这就是植物生活史中的世代交替现象。

Ø被子植物的配子体世代（单倍体世代）不发达，雌、雄配子体不能独立生活，都寄生在孢子体上，且特化成花的一部分 第二节 花l花的分化花的分化Ø被子植物进入到生殖生长阶段时，茎的顶端一些分生组织不再形成叶原基和芽原基，转而形成花原基或花序原基因此，花是一种特化的节间很短的变态的枝§分化的过程l花的组成与基本结构花的组成与基本结构Ø一朵完整的花包括花柄、花托、花被、雄蕊群和雌蕊群等五部分Ø完全花、不完全花Ø两性花、单性花Ø雌雄同株、雌雄异株花 的 组 成单性花—雌雄同株花柄和花托花托花被Ø萼片、花萼Ø花瓣、花冠Ø花被Ø两被花、单被花Ø同被花、无花被花被离瓣 合瓣曼 佗 罗 花雄蕊群Ø单体雄蕊、二体雄蕊、多体雄蕊、聚药雄蕊雌蕊群Ø心皮：组成雌蕊的基本单位Ø单雌蕊、离生雌蕊、合生雌蕊(复雌蕊)§雌蕊结构Ø柱头：湿性柱头、干性柱头Ø花柱：空心花柱、实心花柱Ø子房：一室、多室Ø胎座类型胎座类型心皮类型子房室数胚珠着生位置例子边缘胎座marginal placenta单心皮1室 腹缝线豆科侧膜胎座 parietal placenta合生心皮1室相邻2心皮腹缝线葫芦科中轴胎座axial placenta合生心皮多室心皮边缘向子房中央愈合的中轴上百合科芸香科特立中央胎座 free-central placenta合生心皮1室残留的柱状突起石竹科基生胎座basal placenta单心皮或合生心皮 1室1枚，着生于子房室底部蓼科菊科顶生胎座 epical placenta单心皮或合生心皮 1室1枚，着生于子房室顶部桑科花各部分结构的多样性及其演化Ø花部数目：多而无定数→少而有定数Ø排列方式：螺旋状→轮状Ø对称性：辐射对称(整齐花)→两侧对称(不整齐花)Ø子房位置：子房上位→子房半下位→子房下位 下位花→周位花→上位花§花序Ø花序、花序轴、苞片、总苞Ø无限花序：1.总状花序—油菜2.伞房花序—苹果3.伞形花序—人参4.穗状花序—车前5.柔荑花序—柳树6.肉穗花序—玉米雌花序7.佛焰花序—马蹄莲8.头状花序—向日葵9.隐头花序—无花果圆锥花序(复总状花序)—紫丁香复穗状花序—小麦复伞形花序—胡萝卜复伞房花序—栒子复头状花序—蓝刺头各种花序类型桤树的柔荑花序半夏的佛焰花序无花果的隐头花序§花序Ø有限花序：1.单歧聚伞花序：蝎尾状—唐菖蒲，螺状—勿忘草2.二歧聚伞花序3.多歧聚伞花序： 密伞花序—泽漆 轮伞花序—益母草益母草的轮伞花序Ø各种花序类型l不同植物花的多样性是生物多样性的生动体现不同植物花的多样性是生物多样性的生动体现第三节 被子植物的生殖结构与发育一、雄性生殖器官的结构和功能（一）花药的发育绒毡层•细胞特点：大，胞质浓厚，富含RNA、蛋白质、油脂、类胡萝卜素等•变化：早期单核，减数分裂前后成为2或多核•功能：提供营养；分泌胼胝质酶；合成孢粉素；合成外壁蛋白；提供花粉壁外脂类物质•类型：Ø分泌绒毡层(腺质绒毡层)：原位解体Ø变形绒毡层：内切向壁和径向壁溶解，原生质体逸出到花粉囊中，分散在小孢子之间，融合成多核的原生质团（二）、小孢子的形成百合四分体（三）、花粉粒的发育和形态结构花粉囊中花粉母细胞的发育过程二细胞花粉、三细胞花粉花药发生及花粉的发育形成过程花药药隔及维管束幼花粉囊原表皮孢原细胞平周分裂初生壁细胞平周分裂药室内壁中层绒毡层纤维层(花药开裂)(最后消失)(提供养料,最后消失)花粉囊壁造孢细胞有丝分裂花粉母细胞减数分裂四分体小孢子营养细胞生殖细胞有丝分裂精细胞精细胞表皮 花粉(雄配子体)Ø各种类型花粉Ø花粉外壁雕纹花粉萌发孔、沟 花粉粒的形状、大小及花粉粒的形状、大小及萌发孔或萌发沟的数目、萌发孔或萌发沟的数目、位置、形态，以及花粉位置、形态，以及花粉壁上的纹饰均有较明显壁上的纹饰均有较明显的的种属特征种属特征，是研究植，是研究植物系统分类，演化、地物系统分类，演化、地理分布和古代气候的重理分布和古代气候的重要依据要依据进行花粉研究的学科称进行花粉研究的学科称为为孢粉学孢粉学花粉壁•外壁：Ø成分：孢粉素、蛋白质、脂类、酶Ø特点：厚，坚硬，抗酸、碱腐蚀和生物分解•内壁：Ø成分：纤维素、果胶质、水解酶营养细胞营养细胞•明显不同与生殖细胞明显不同与生殖细胞•细胞核结构松散，细胞器较多细胞核结构松散，细胞器较多•内含大量的淀粉、脂肪、各种酶、维生内含大量的淀粉、脂肪、各种酶、维生素、植物激素和无机盐素、植物激素和无机盐 为花粉管的生长提供营养为花粉管的生长提供营养生殖细胞•裸细胞•核大，染色质凝集，具1~2个核仁•细胞质少，含线粒体、高尔基体、内质网、核糖体、微管等细胞器，多无质体•微管与细胞长轴平行精子•裸细胞•纺锤形、球形、椭圆形、蠕虫形、带状•细胞质很少，含线粒体、高尔基体、内质网、核糖体等细胞器•精子Ⅰ(Svn)：大，与营养核紧密联结•精子Ⅱ(Sua)：小，不与营养核联结雄性生殖单位(MGU)二、雌性生殖器官的结构与发育（一）、胚珠的发育胚珠的类型（二）、胚囊的结构和发育类型3nn(直直生生胚珠胚珠)直生直生胚珠胚珠: : 珠孔端在上珠孔端在上, , 合点端在下合点端在下成熟胚囊的结构与功能成熟胚囊的结构与功能反足反足细胞细胞: :数目不定数目不定, ,通常通常3 3个个, , 向胚囊转运物质，受向胚囊转运物质，受精前后退化精前后退化中央细胞中央细胞: :体积大，具大液体积大，具大液泡，两个极核可形成次生核泡，两个极核可形成次生核与一精子结合与一精子结合, ,发育成胚乳发育成胚乳助细胞助细胞: :极性与卵相反，珠极性与卵相反，珠孔端具丝状器，为卵细胞提孔端具丝状器，为卵细胞提供营养供营养, ,受精前后解体消失受精前后解体消失卵细胞卵细胞: :雌配子雌配子, ,极性明显，极性明显，液泡在珠孔端，核在合点液泡在珠孔端，核在合点端，受精后发育成胚端，受精后发育成胚雌性生殖单位胚囊的发育过程孢原细胞周缘细胞造孢细胞形成珠心的一部分分裂长大胚囊母细胞减数分裂四分体3个消失1个发育单核胚囊 3次有丝分裂7细胞或8核胚囊卵细胞1个助细胞2个中央细胞1个(含极核2个或次生核1个)反足细胞3个或多个直接发育(水稻、小麦)雌配子体胚珠的结构和组成 合点珠心胚囊内珠被外珠被珠孔珠柄花粉和胚囊的发育第四节 传粉与受精一、传粉(pollination) The transfer of pollen from microsporangia to the stigma in angiosperms or to directly to the ovule in gymnosperms. 由花粉囊散出花粉借助于一定的媒介力量被送到同花或另一花的柱头,这一过程称为传粉传粉与受精( (一一) ) 传粉的方式传粉的方式Ø自花传粉自花传粉 Ø异花传粉异花传粉两性花两性花, ,雌雄蕊同时成熟雌雄蕊同时成熟; ; 柱头对接受自身的花粉无生理上的障碍柱头对接受自身的花粉无生理上的障碍单性花单性花; ;若是两性花若是两性花, , 雌雄蕊不同时成熟雌雄蕊不同时成熟, ,或自交或自交有生理障碍有生理障碍(二) 传粉媒介——风媒花Ø穗状或柔荑穗状或柔荑花序花序Ø花粉量大，体积轻，表面光滑，少纹饰花粉量大，体积轻，表面光滑，少纹饰Ø雌蕊柱头长雌蕊柱头长, , 常有羽毛常有羽毛Ø先叶开花先叶开花虫媒花的特征虫媒花的特征•多数有花蜜，有气多数有花蜜，有气味味•花大，具鲜艳的颜花大，具鲜艳的颜色，醒目色，醒目•花粉粒较大，表面花粉粒较大，表面有粘液和纹饰，易有粘液和纹饰，易粘着粘着传粉的媒介——虫媒花Ø花粉在柱头上的萌发花粉在柱头上的萌发相互识别相互识别湿润型柱头湿润型柱头: : 表面的分泌物表面的分泌物能粘住花粉能粘住花粉, ,并为花粉提供营并为花粉提供营养养干燥型柱头干燥型柱头: :花粉通过表面的花粉通过表面的蛋白质薄膜和角质层的裂隙蛋白质薄膜和角质层的裂隙获得水份获得水份花粉吸水膨胀花粉吸水膨胀, , 伸出花粉管伸出花粉管有多个萌发孔的花粉粒有多个萌发孔的花粉粒, , 最最终只有一个花粉管到达胚囊终只有一个花粉管到达胚囊 二 受精作用l花粉管在雌蕊组织中的生长Ø花粉管到达胚珠进入胚囊珠孔珠孔受精受精: : 多数植物多数植物 合点受精合点受精: :如核桃如核桃 中部受精中部受精: : 少数植物少数植物花粉管向化性生长，而且雌蕊分泌的向化花粉管向化性生长，而且雌蕊分泌的向化性物质是热稳定性的，与钙离子浓度有关；性物质是热稳定性的，与钙离子浓度有关； 助细胞退化，花粉管进入助细胞退化，花粉管进入Ø双受精双受精双双受精：受精：是被子植物花粉粒中的一对精子分别与卵是被子植物花粉粒中的一对精子分别与卵细胞和中央细胞结合的过程。

细胞和中央细胞结合的过程 是被子植物所特有是被子植物所特有的现象的现象花粉管从花粉管从丝状器处丝状器处进入助细进入助细胞胞花粉管顶端孔裂，花粉管顶端孔裂，精子、营养核和少精子、营养核和少量细胞质释放量细胞质释放精子细胞从卵细胞和精子细胞从卵细胞和中央细胞无细胞壁处中央细胞无细胞壁处进入，完成双受精进入，完成双受精Ø双受精双受精过程及其生物学意义Ø一个精子与卵结合形成受精卵并成为二倍体的合子，合子将来发育成为产生新个体的胚Ø另一个精子与中央细胞极核结合，成为三倍体的受精极核并进一步发育成为胚乳Ø这种双受精是被子植物特有的现象，也是植物有性生殖中最进化的形式Ø首先，2个单倍体的雌、雄配子融合在一起，成为二倍体的合子，恢复了植物原有的染色体数目，保持了物种的相对稳定性其次，双受精在传递亲本遗传性，加强后代的生活力和适应性方面具有较大的意义因为精、卵融合把父、母本具有差异的遗传物质重新组合，形成具有双受精的极核发展成的胚乳是三倍体的，同样兼有父、母本的遗传特性，生理上更活跃，并作为营养物质被胚吸收，使子代的生活力更强，适应性更广￿无融合生殖与多胚现象Ø无融合生殖§减数胚囊中的无融合生殖o孤雌生殖：卵不经受精而发育成单倍体植株o无配生殖：助细胞和反足细胞直接发育成植株o雄核发育：精子核进入卵后，卵核消失，雄核发育为个体§未减数配囊中的无融合生殖o大孢子母细胞不经减数分裂，产生二倍体孢子，形成二倍体配囊o珠心细胞发育形成二倍体配囊Ø多胚现象：种子中出现一个以上的胚§来源：出现无融合生殖； 合子分裂第五节 种子的形成Ø胚的发育v在胚发育之前胚乳的发育便开始了v合子通常经过一段休眠后开始发育成胚双子叶植物胚的发育Ø合子经过休眠后进行不均等分裂→形成顶细胞、基细胞的二胞原胚，继续分裂→四细胞原胚→八胞原胚→球形原胚→顶端两侧突起，形成子叶原基(胚呈心形)→子叶基部胚轴伸长，胚体呈鱼雷形→两子叶相连凹陷处分化出胚芽，相对端形成胚根，至此，幼胚分化完成→胚轴和子叶显著延伸，成熟胚在胚囊内弯曲成马蹄形→胚柄退化消失n 单子叶胚的发育二、胚乳的发育细胞细胞型胚型胚乳的乳的发育发育沼生沼生目型目型胚乳胚乳的发的发育育Ø多倍体，核体积大，代谢旺盛，积累营养物质多倍体，核体积大，代谢旺盛，积累营养物质Ø产生多种植物激素，影响胚的分化产生多种植物激素，影响胚的分化Ø为胚胎发育提供营养为胚胎发育提供营养Ø无胚乳种子在发育后期将营养物质全部转移到无胚乳种子在发育后期将营养物质全部转移到子叶中，种子成熟后无胚乳子叶中，种子成熟后无胚乳Ø部分植物珠心组织没有被完全吸收，转变为贮部分植物珠心组织没有被完全吸收，转变为贮藏组织，特称藏组织，特称外胚乳外胚乳胚乳的特点和功能胚乳的特点和功能三、种皮的形成Ø种皮的种皮的结构差异较大，取决于珠被的数结构差异较大，取决于珠被的数目和种皮在发育中的变化目和种皮在发育中的变化Ø珠被珠被1 1层层 种皮种皮1 1层层：如向日葵，胡桃：如向日葵，胡桃 Ø珠被珠被2 2层层 种皮种皮1 1层或层或2 2层层： 如油菜为如油菜为2 2层，蚕豆为层，蚕豆为1 1层，而小麦的层，而小麦的2 2层珠被均萎缩层珠被均萎缩v蚕豆种皮的结构长柱长柱形厚形厚壁细壁细胞层胞层骨形厚壁骨形厚壁细胞层细胞层薄壁薄壁细胞细胞层层Ø由外由外珠被珠被发育发育而来而来Ø分化分化成成 3 3层层小麦颖果横切面的结构果皮果皮萎缩的种皮萎缩的种皮珠心的珠心的残留残留糊粉层糊粉层胚乳胚乳第六节 果实一、果实的形成与结构Ø子房发育成果实，子房壁成为果皮。

被子植物中除子房外，其他部分如花托、花萼等也参与果实形成Ø外果皮、中果皮、内果皮Ø单性结实——自发单性结实、诱导单性结实Ø无子果实Ø成熟：果实停止生长后发生的一系列生理生化变化的过程二、果实的类型二、果实的类型（（一）根据花与果实的结构分类一）根据花与果实的结构分类 依据依据1 1：：果皮的来源果皮的来源 果皮仅由子房壁发育而来称果皮仅由子房壁发育而来称 真果真果 由子房壁和花的其它部分共同发育而来由子房壁和花的其它部分共同发育而来 假果假果依据依据2 2：：一朵花中雌蕊的数目一朵花中雌蕊的数目 仅有一枚雌蕊，形成一个果实仅有一枚雌蕊，形成一个果实 单果单果 有多枚雌蕊，形成多个果实，相聚在一起有多枚雌蕊，形成多个果实，相聚在一起 聚合果聚合果 整个花序共同发育成果实整个花序共同发育成果实 聚花果（复果聚花果（复果）） 果实的类型Ø真果、假果根据花中雌蕊的数目和花序的情况可以将果实分为3类悬钩子聚合核果悬钩子花木兰属聚合蓇葖果牡丹的聚合蓇葖果桑 橙 复 果（（二）根据果实成熟时果皮的性质分类二）根据果实成熟时果皮的性质分类果果实实肉肉果果干干果果浆果：浆果：中、内果皮肉质，种子多枚。

番茄、瓜类，柑橘中、内果皮肉质，种子多枚番茄、瓜类，柑橘核果：核果：果皮为外膜质、中肉质，内木质，种子果皮为外膜质、中肉质，内木质，种子1 1枚枚梨果：梨果：子房下位，花托参与果实形成，内果皮木质子房下位，花托参与果实形成，内果皮木质裂裂果果闭闭果果荚果：荚果：单心皮，沿背、腹缝线裂开豆荚单心皮，沿背、腹缝线裂开豆荚蓇葖果：蓇葖果：单心皮，沿背或腹缝线裂开八角、牡丹单心皮，沿背或腹缝线裂开八角、牡丹蒴果：蒴果：合生心皮，合生心皮，1 1室或多室，种子多数，开裂方式多样室或多室，种子多数，开裂方式多样角果：角果：2 2心皮，心皮，2 2室，具假隔膜，沿腹缝线裂开油菜，白菜室，具假隔膜，沿腹缝线裂开油菜，白菜瘦果：瘦果：小型，种子小型，种子1 1枚，果皮坚硬，易与种子分离，向日葵枚，果皮坚硬，易与种子分离，向日葵翅果：翅果：果皮延展成翅状，便于随风传播，槭，榆果皮延展成翅状，便于随风传播，槭，榆坚果：坚果：果皮木质坚硬，种子果皮木质坚硬，种子1 1枚，有总苞，榛子，栗枚，有总苞，榛子，栗颖果：颖果：果皮薄，革质，与种皮愈合，种子果皮薄，革质，与种皮愈合，种子1 1小麦双悬果：双悬果：两心皮两心皮, ,成熟时子房室分离成两瓣成熟时子房室分离成两瓣, ,悬于果柄上悬于果柄上果实成熟时果皮的性质Ø肉果——浆果、核果、梨果干果Ø裂果——荚果、蓇葖果、蒴果、角果荚 果马里筋蓇葖果鸢尾属蒴果Clusia rosea蒴果兰科蒴果角胡麻蒴果Ø闭果——瘦果、翅果、坚果、颖果 伞形科双悬果果和种子的发育过程花花柄花托花萼花冠雄蕊花药花丝花粉粒营养细胞生殖细胞精子精子果柄果实一部分或否凋落或宿存常凋落柱头(凋落)传粉花柱(凋落)子房雌蕊子房壁外层中层内层胎座胚珠珠柄珠脊珠孔珠被珠心胚囊反足细胞(消失)助细胞(消失)极核卵细胞初生胚乳核胚乳合子胚胚芽胚轴胚根子叶消失或外胚乳种皮种孔种脊种柄种子胎座外果皮中果皮内果皮果 皮果实三、果实和种子对传播的适应风播果实和种子动物传播果实和种子荷包牡丹种子上的油粒——蚂蚁的食物插在自行车胎上的蒺藜果实水播种子种子外面的囊状包覆物，帮助种子漂浮在水中水播适应——莲蓬第七节 被子植物的生活史 。