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,第3章 植物的繁殖,第一节 繁殖的类型 第二节 花 第三节 花药与胚珠的发育与 配子体的形成 第四节 传粉与受精 第五节 种子的形成 第六节 果实,第3章 植物的繁殖,繁殖（propagation）植物产生新的个体以延续后代的现象。,生殖（reproduction） 以生殖细胞发育成为下一代新个体的方式。,第一节 繁殖的类型,繁殖的类型,1、营养繁殖(vegetative) 2、无性生殖(asexual) 3、有性生殖(sexual),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。,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(gamate) ，为单倍体。两个配子结合形成二倍体的合子（zygote），由合子再发育形成新的个体。,嫁接,压条,有性生殖,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,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,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,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(spore) 。,孢子囊群,孢子囊,孢子,植物的生活史与世代交替,植物从生长发育的某一阶段开始，经一系列生长发育生殖过程，产生下一代后又重现该阶段的现象称生活周期或生活史。,配子体：由孢子发育而成，产生配子进行有性生殖的单倍体植物。 孢子体：由合子发育形成，产生孢子进行无性生殖的二倍体植物。,世代交替：在生活史中，二倍体的孢子体世代（无性世代）与单倍体的配子体世代（有性世代）互相更替的现象。,植物的生活史与世代交替,被子植物的配子体世代不发达，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,花的分化 花有组成与基本结构 花各部分结构的多样性及其演化 花序,花的分化,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,一朵完整的花包括花柄、花托、花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群等六部分。,花的组成与基本结构,花是适应于生殖而节间缩短的变态短枝。,花的组成,花柄(pedicel)和花托(receptacle),花萼(calyx) 萼片（sepal）,雄蕊群(androecium) 雄蕊(stamen),雌蕊群(gynoecium) 雌蕊(pistil),花冠(corolla) 花瓣(petal),花被,离萼,合萼,离冠,合冠,花丝(filament),花药(anther),花柱(style),子房(ovary),柱头(stigma),完全花,不完全花,两性花,单性花,雌雄同株,雌雄异株,花,单性花雌雄同株,花柄,花托(receptacle),花被,萼片、花萼 花瓣、花冠 花被 两被花、单被花 同被花、无花被,花萼,合 萼（萼筒）,离 萼,离冠,合冠,雄蕊群,花丝,花药,雄蕊,花丝,花药,花药壁,花粉囊,花粉,类型,二强雄蕊,二体雄蕊,组成,雄蕊的组成与类型,离生雄蕊,四强雄蕊,多体雄蕊,聚药雄蕊,单体雄蕊,雌蕊群,心皮：组成雌蕊的基本单位,单雌蕊、离生雌蕊、合生雌蕊(复雌蕊),雌蕊结构,柱头：湿性柱头、干性柱头,花柱：空心花柱、实心花柱,子房：一室、多室,胎座类型,边缘胎座,侧膜胎座,中轴胎座,特立中央胎座,顶生胎座,基生胎座,雌蕊,花柱：花粉管进入子房的通道。,柱头：承受花粉的地方，有各种形状。,子房,子房壁,胚珠,果皮,种子,果实,类型,单雌蕊,离生雌蕊（离心皮雌蕊）,合生雌蕊（复雌蕊）,组成,雌蕊的组成与类型,子房室,胎座,花各部分结构的多样性及其演化,花部数目：多而无定数少而有定数 排列方式：螺旋状轮状 对称性：辐射对称(整齐花)两侧对称(不整齐花),着生方式：离生合生,胎座的演化,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,无限花序,花的着生方式,单生,顶生,腋生,花序,花序轴,苞片,总苞,组成,小花,有限花序,类型,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,复总状花序(圆锥花序) 复穗状花序 复伞形花序 复伞房花序 复头状花序,无限花序,无花果的隐头花序,有限花序,单歧聚伞花序：蝎尾状唐菖蒲，螺状勿忘草 二歧聚伞花序 多歧聚伞花序： 密伞花序泽漆 轮伞花序益母草,各种花序类型,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： 分泌绒毡层(腺质绒毡层)：原位解体 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),各种类型花粉,花粉外壁雕纹,花粉萌发孔、沟,花粉粒的形状、大小及萌发孔或萌发沟的数目、位置、形态，以及花粉壁上的纹饰均有较明显的种属特征，是研究植物系统分类，演化、地理分布和古代气候的重要依据 进行花粉研究的学科称为孢粉学,花粉壁,外壁： 成分：孢粉素、蛋白质、脂类、酶 特点：厚，坚硬，抗酸、碱腐蚀和生物分解 内壁： 成分：纤维素、果胶质、水解酶,营养细胞,明显不同与生殖细胞 细胞核结构松散，细胞器较多 内含大量的淀粉、脂肪、各种酶、维生素、植物激素和无机盐 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12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(svn)：大，与营养核紧密联结 精子(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,3n,n,(直生胚珠),直生胚珠: 珠孔端在上, 合点端在下,成熟胚囊的结构与功能,反足细胞:数目不定,通常3个, 向胚囊转运物质，受精前后退化,中央细胞:体积大，具大液泡，两个极核可形成次生核与一精子结合,发育成胚乳,助细胞:极性与卵相反，珠孔端具丝状器，为卵细胞提供营养,受精前后解体消失,卵细胞:雌配子,极性明显，液泡在珠孔端，核在合点端，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) 传粉的方式,自花传粉 异花传粉,两性花,雌雄蕊同时成熟; 柱头对接受自身的花粉无生理上的障碍,单性花; 若是两性花, 雌雄蕊不同时成熟,或自交有生理障碍,(二) 传粉媒介风媒花,穗状或柔荑花序 花粉量大，体积轻，表面光滑，少纹饰 雌蕊柱头长, 常有羽毛 先叶开花,虫媒花的特征,多数有花蜜，有气味 花大，具鲜艳的颜色，醒目 花粉粒较大，表面有粘液和纹饰，易粘着,传粉的媒介虫媒花,花粉在柱头上的萌发,相互识别 湿润型柱头: 表面的分泌物能粘住花粉,并为花粉提供营养 干燥型柱头:花粉通过表面的蛋白质薄膜和角质层的裂隙获得水份 花粉吸水膨胀, 伸出花粉管 有多个萌发孔的花粉粒, 最终只有一个花粉管到达胚囊,二 受精作用,花粉管在雌蕊组织中的生长,花粉管到达胚珠进入胚囊,珠孔受精: 多数植物 合点受精:如核桃 中部受精: 少数植物,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； 助细胞退化，花粉管进入,双受精,双受精：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。 是被子植物所特有的现象,花粉管从丝状器处进入助细胞,花粉管顶端孔裂，精子、营养核和少量细胞质释放,精子细胞从卵细胞和中央细胞无细胞壁处进入，完成双受精,双受精,双受精过程及其生物学意义,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 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 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 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,无融合生殖 减数胚囊中的无融合生殖 孤雌生殖：卵不经受精而发育成单倍体植株 无配生殖：助细胞和反足细胞直接发育成植株 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 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 珠心细胞发育形成二倍体配囊 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,胚的发育 在胚发育之前胚乳的发育便开始了 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,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,单子叶胚的发育,二、胚乳的发育,细胞型胚乳的发育,沼生目型胚乳的发育,多倍体，核体积大，代谢旺盛，积累营养物质 产生多种植物激素，影响胚的分化 为胚胎发育提供营养 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 部分植物珠心组织没有被完全吸收，转变为贮藏组织，特称外胚乳,胚乳的特点和功能,三、种皮的形成,种皮的结构差异较大，取决于珠被的数目和种皮在发育中的变化,珠被1层 种皮1层：如向日葵，胡桃,珠被2层 种皮1层或2层： 如油菜为2层，蚕豆为1层，而小麦的2层珠被均萎缩,蚕豆种皮的结构,长柱形厚壁细胞层,骨形厚壁细胞层,薄壁细胞层,由外珠被发育而来 分化成 3层,小麦颖果横切面的结构,果皮,萎缩的种皮,珠心的残留,糊粉层,胚乳,第六节 果实,一、果实的形成与结构 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 外果皮、中果皮、内果皮 单性结实自发单性结实、诱导单性结实 无子果实 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,（一）根据花与果实的结构分类 依据1：果皮的来源 果皮仅由子房壁发育而来称 真果 由子房壁和花的其它部分共同发育而来 假果 依据2：一朵花中雌蕊的数目 仅有一枚雌蕊，形成一个果实 单果 有多枚雌蕊，形成多个果实，相聚在一起 聚合果 整个花序共同发育成果实 聚花果（复果）,果实的类型,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,果实,肉果,干果,浆果：中、内果皮肉质，种子多枚。番茄、瓜类，柑橘,核果：果皮为外膜质、中肉质，内木质，种子1枚,梨果：子房下位，花托参与果实形成，内果皮木质,裂果,闭果,荚果：单心皮，沿背、腹缝线裂开。豆荚,蓇葖果：单心皮，沿背或腹缝线裂开。八角、牡丹,蒴果：合生心皮，