种子植物的繁殖器官.ppt

第五章种子植物的繁殖器官,第一节植物的繁殖第二节花第三节花药的发育和花粉粒的形成第四节胚珠的发育和胚囊的形成第五节开花、传粉与受精第六节种子和果实第七节被子植物生活史,第一节植物的繁殖,一、繁殖的概念：植物体通过一定的方式，从它本身产生新的个体来延续生命，称为繁殖。植物繁殖的类型：营养繁殖：营养体从母体分离出去，形成新个体。无性繁殖：形成无性繁殖细胞（孢子）。有性繁殖：形成有性生殖细胞配子，由配子融合形成的合子发育形成新个体。,二、被子植物营养繁殖和有性生殖（一）营养繁殖及其在生产中的运用自然营养繁殖：植物自然产生的块根、鳞茎、块茎、根状茎等营养变态器官。人工营养繁殖：分离繁殖：由植物体的根状茎、根蘖、匍匐茎等产生的新植株，人为分割后移栽的方法。扦插：利用植物体的一段茎、叶或根，在排水良好的基质上，使其生长出愈伤组织，并形成不定根和不定芽等，从而形成新个体的方法。,压条：选取靠近地面的枝条，将其压入土中，当产生不定根后，再从母体上分离。嫁接：选取植物体的枝条或芽，移接到另一株带根的植物体上，使二者相互愈合，共同生长的方法。被接的植物（带根的）称砧木，接上去的枝条或芽称接穗。靠接：枝接：芽接：,（二）有性生殖的概念有性生殖是植物最高等的生殖方式，它是由两性配子融合后形成合子或受精卵，再由合子发育成新的植物体的方式。被子植物的有性生殖在花内进行，两性配子精细胞和卵细胞，经传粉和受精过程，形成胚，再由胚形成新的植物体。,第二节花,一、花的概念和花的组成（一）花的概念第一个为花下定义的是德国的博物学家和哲学家歌德：他提出植物一切器官的共同性和多种多样植物形态的统一性的观点。花是适应生殖的变态短枝。,柱头花柱花药花丝子房胚珠花冠花萼花托花柄雌蕊花被雄蕊,萼片,花瓣,柱头,雄蕊,（二）花的组成花柄和花托花柄是着生花的小枝，又称花梗。可以把花展布在枝条的显著位置上，同时把花与茎相连。花托是花柄的顶端部分，常膨大或呈各种形状。,花被：着生在花托外围，起保护作用的结构。花萼：由若干萼片组成。离萼：合萼：落萼：早落萼：宿萼：花冠：由若干花瓣组成。离瓣花：合瓣花：落冠：早落冠：宿冠：单被花；两被花；无被花。,雄蕊群：花内雄蕊的总称。由花丝和花药两部分组成。花粉囊破裂方式：纵裂；横裂；孔裂和瓣裂。花药着生方式：底着药；贴着药；丁字着药；内着药和外着药。雄蕊类型：二强雄蕊；四强雄蕊；单体雄蕊；二体雄蕊；三体雄蕊；多体雄蕊和聚药雄蕊。,雌蕊群：花内雌蕊的总称。构成雌蕊的基本单位是心皮。根据心皮数目及联合情况可分为：单雌蕊：一心皮，腹缝线相愈合。复雌蕊：多心皮，各心皮腹缝线联合。离生单雌蕊：多心皮，各心皮分离。,背缝线,腹缝线,柱头：雌蕊顶端，承受花粉的部位。可分为：干柱头和湿柱头。花柱：花粉管进入子房的通道，可分为：空心型和实心型（有引导组织或无）两种。子房：雌蕊基部膨大部分，由子房壁、子房室和子房室内的胚珠构成。子房壁即心皮全部或部分；子房室是子房内的空腔。胚珠着生在子房壁上，其着生部位称胎座。胎座类型：边缘胎座；侧膜胎座；中轴胎座；特立中央胎座；基生胎座和顶生胎座。,边缘胎座,中轴胎座,特立中央胎座,侧膜胎座,基生胎座,（三）花各部分演化数目的变化：演化趋势由无定数到定数。一般来说，单子叶植物常为3基数，双子叶植物多为4或5基数。排列方式的变化：两种，螺旋排列和轮状或圆周排列。对称性的变化：分为辐射对称和两侧对称。子房位置的变化：可分为子房上位下位花；子房上位周位花；子房下位上位花；子房半下位周位花。,子房上位下位花,子房上位周位花,子房下位上位花,二、禾本科植物的花禾本科花结构比较特殊，花集中在穗轴上，每个小穗外有两枚不孕苞片-颖片，称外颖（第一颖）和内颖（第二颖）。小花外也有两枚不孕苞片稃片，称外稃和内稃。内稃内有两个由花被退化而成的肉质浆片。,总穗轴,小穗,外颖,小穗轴,外稃,雄蕊,柱头,内稃,雌蕊,浆片,内颖,小麦小穗结构示意图,芒,三、花程式和花图式（一）花程式：花的各部分用符号（拉丁文的第一个字母）表示，书写成公式。又称花公式。如：百合的花程式：P3+3A3+3G（3：3）蚕豆的花程式：K（5）C1+2+（2）A（9）+1G1：1柳的花程式：K0C0A2；K0C0G（2：1）,K代表花萼；C代表花冠；A代表雄蕊群；G代表雌蕊群；P代表花被；G代表子房上位；G代表子房下位；G代表周位；整齐花，公式前加“”；两侧对称花，公式前加“”。花各部分的右下角书写数目，如有联合，在数字外加“（）”。数目极多，可用“”表示。雌蕊群右下角，前面数字表示心皮数目，后面的数字表示子房室数。,（二）花图式花的各部分用横切面简图表示,四、花序（一）无限花序：（总状花序类）开花顺序自下而上，或自外而内。总状花序：小花梗近等长，排列在花序轴的两侧。伞房花序：小花梗不等长，排列在近同一平面上。伞形花序：小花梗等长，着生在花序轴的顶端。穗状花序：小花无梗，排列在花序轴的两侧。葇荑花序：小花为无柄的单性花，常无花被，花须常下垂。肉穗花序：花序轴粗短而肥厚，上着生无柄单性花。头状花序：花序轴扁平，称花序盘，开花顺序从外至内。隐头花序：花序轴肥大而内凹，小花无柄，着生在内凹的壁上。,复合花序的种类：圆锥花序：复穗状花序：复伞形花序：复伞房花序：复头状花序：,总状花序,伞房花序,伞形花序,圆锥花序,复伞形花序,穗状花序,葇荑花序,复穗状花序,头状花序,隐头花序,肉穗花序,总状花序,伞形花序,伞房花序,穗状花序,葇荑花序,肉穗花序,头状花序,圆锥花序,复伞形花序,（二）有限花序开花顺序自上而下或自内而外。单歧聚伞花序：主轴顶端先生一花，然后在主轴下方形成一侧枝，同样在顶端开花，依次下去。又可分为蝎尾状聚伞花序和卷伞花序（螺状聚伞花序）。二歧聚伞花序：主轴下形成两分枝。多歧聚伞花序：分枝在三个以上。,多歧聚伞花序,单歧聚伞花序,轮伞花序,雄蕊由花丝和花药两部分组成，多数被子植物的花药由四个花粉囊组成，左、右各两个，中间由药隔相连。成熟花粉囊内有花粉粒，花药成熟后，花粉囊的壁破裂，花粉粒散出。一、花药的发育雄蕊是由花芽分化形成的突起形成的雄蕊原基发育而来。最初的雄蕊原基由于顶端分裂较活跃，形成花药的原始体。,第三节花药的发育和花粉粒的形成,花粉囊,药隔,花丝,原表皮表皮孢原细胞内方其它细胞药隔及其维管束,初生周缘细胞初生造孢细胞,药室内壁中层绒毡层,花粉母细胞成熟花粉粒,花粉囊壁,平周分裂,有丝分裂,减数分裂,表皮,药室内壁,中层,绒毡层,花粉母细胞,药室内壁：由一层细胞组成，花药成熟时其细胞壁的内切向壁和横向壁上发生填加纤维素的带状的加厚。因此，又称为纤维层。两花粉囊相接处的药室内壁细胞不增厚，称唇细胞。中层：一层或多层细胞组成。花药成熟时解体消失。绒毡层：一层细胞组成，常有多核现象，花药成熟时解体消失。,二、小孢子的形成（一）减数分裂的概念减数分裂发生在花粉母细胞形成花粉粒和胚囊母细胞形成胚囊的时候。它包括两次连续的分裂，但DNA只复制一次，染色体也仅分裂一次，因此，减数分裂后形成四个子细胞，每个子细胞的染色体数目为母细胞的一半。,减数分裂的过程：第一次分裂：前期：中期：同源染色体移向赤道面，纺锤体形成。后期：同源染色体发生分离，在纺锤丝的牵引下移向两极。末期：可分为同时型和连续型两种情况。,细线期：核内染色体螺旋化，在光学显微镜下可见染色体由两条染色单体在着丝点处连接而成。偶线期：同源染色体相互靠拢，称联会。粗线期：同源染色体上染色单体片段的交叉互换。双线期：发生交叉的染色单体开始分离。终变期：染色体更为缩短，核膜、核仁消失，纺锤丝出现。,同时型：形成双核细胞。连续型：形成两个子细胞，称二分体。第二次分裂：,前期：染色体逐渐缩短变粗，核膜、核仁消失。中期：染色体排列在赤道面上，纺锤体形成。后期：染色单体在着丝点处分离，由纺锤丝牵引移向两极。末期：移向两极的染色单体各形成子核，并各形成子细胞。,同时型：同时形成细胞壁。形成的四个子细胞成四面体。连续型：第一次分裂即形成细胞壁。因此，壁的形成是连续的。形成的四个子细胞在同一平面上。（三）减数分裂的意义形成的单核花粉粒和单核胚囊中只含有一套染色体（单倍体），以后经过有丝分裂形成的精细胞和卵细胞也是单倍体，卵细胞和精细胞融合形成的合子（受精卵），恢复了染色体数目，从而保证了物种遗传的稳定性。减数分裂中同源染色体上染色单体片段的交叉互换，使遗传物质发生交换，产生了遗传物质的重组，丰富了植物遗传的变异性。,三、花粉粒的发育和形态结构四分体单核中央期单核靠边期双核期（核分裂，形成营养核和生殖核）成熟花粉粒花粉粒的类型：2-细胞花粉粒：成熟花粉粒内只含有营养细胞和生殖细胞。3细胞花粉粒：生殖细胞在花粉粒成熟前，进行一次有丝分裂，形成两个精细胞。成熟花粉粒内有三个细胞。,单核中央期,单核靠边期,双核期,花粉粒内双核的形成,2-细胞花粉粒,生殖细胞,营养细胞,花粉壁的结构：成熟花粉粒有内、外两重壁。外壁质地坚硬，缺乏弹性，主要构成物质是孢粉素。并含有类胡萝卜素、类黄酮素和脂类、蛋白质等物质。在花粉粒外壁上，常有一些孔和沟槽，称萌发孔、萌发沟。内壁较薄，有弹性，由纤维素、半纤维素、果胶、蛋白质等组成。,成熟花粉粒,四、花粉败育和雄性不育花粉败育：花粉没有经过正常的发育，不能起到生殖的作用。原因：花粉母细胞减数分裂不正常；花粉内不能形成精细胞（停留在单核或双核阶段）；绒毡层细胞作用失常。雄性不育：花药或花粉不能正常发育，成为崎形或完全退化的情况，称雄性不育。可分为：花药退化；花药内不产花粉；花粉败育。,第四节胚珠的发育和胚囊的形成,子房的结构：,子房壁,子房室,胎座,胚珠,珠柄珠被珠心珠孔合点,胚珠的结构,胚珠的类型：倒生胚珠；直生胚珠；横生胚珠；弯生胚珠；拳卷胚珠。,一、胚珠的发育,胚珠的发育,合点,外珠被,内珠被,珠柄,珠心,珠孔,胎座,二、胚囊的发育和结构（一）大孢子（胚囊）的发生大孢子母细胞（胚囊母细胞）发生在胚珠珠心表皮下方的孢原细胞。,胚囊母细胞形成胚囊的过程，可能有三种情况：单孢型胚囊：（蓼型或正常型）双孢型胚囊：四孢型胚囊：（贝母型）,胚囊母细胞,四分体,三个退化，另一个形成胚囊,八核胚囊,七细胞成熟胚囊,减数分裂,三次有丝分裂,只有核分裂,单孢型胚囊的发育,双孢型胚囊的发育,胚囊母细胞,二分体,一个退化，另一个分裂后形成双核，进一步形成胚囊,八核胚囊,七细胞成熟胚囊,减数分裂,胚囊母细胞,形成四核细胞,八核胚囊,七细胞成熟胚囊,减数分裂,三个单相核合并，另一个仍为单核。,四孢型胚囊的发育,以单孢型胚囊（蓼型胚囊）为例：周缘细胞形成珠心一部分或退化消失。造孢细胞胚囊母细胞四分体单核胚囊7细胞或8核胚囊,孢原细胞,（2N）,（N）,（N）,（N）,（N）,（N）,（2N）,（2N）,（2N）,卵细胞1个助细胞2个中央细胞1个（极核2个或次生核1个）反足细胞3个到多个,（N多N）,减数分裂,三次有丝分裂,（二）胚囊的形成与结构,单核胚囊,胚囊内第一次有丝分裂,双核胚囊,胚囊内第二次分裂,助细胞,卵细胞,中央细胞,反足细胞,卵细胞是高度极化的细胞，表现在其近珠孔端的壁较厚，近合点端逐渐变薄，最后消失。卵细胞是直接参与生殖的细胞。助细胞也位于珠孔端，和卵细胞合称卵器。它也是具有高度极性的细胞，壁的特征同卵细胞，另外，其珠孔端细胞壁上有丝状器。助细胞的功能有以下几个方面：吸收和转运营养物质；引导花粉管定向生长；为花粉管进入和释放内容物的场所。,中央细胞是胚囊内最大的一个细胞，细胞高度液泡化，它是胚囊营养物质贮藏的场所。同时，能从周围珠心组织内吸取营养物质。在受精过程中，与精细胞结合，发育成胚乳。反足细胞是胚囊中变异最大的一群细胞，在形成过程中，常因胞质分裂不完全，而形成“合胞体”。主要功能：吸收珠心组织营养物质，并转运给胚囊。,第五节开花、传粉和受精,一、开花雄蕊内的花粉囊和雌蕊中的胚囊（或二者之一）成熟时，花被展开，露出雄蕊和雌蕊。二、传粉开花后，花粉囊散出花粉，落在雌蕊柱头上的过程。（一）异花传粉的适应性1.自花传粉：异花传粉：植物对异花传粉的适应：单性花；雌雄蕊异熟；雌雄蕊异位；雌雄蕊异长；自花不孕,（二）风媒花和虫媒花风媒花：风媒植物的花常成穗状花序、葇荑花序；能产生大量花粉。划分质轻、干燥、表面光滑，常为雌雄异花或异株，不具香味和色泽。虫媒花：常能产生特殊气味吸引昆虫；常产生蜜汁；花大而显著，花粉外壁粗糙。其它传粉方式：如水媒和鸟媒。（三）人工辅助授粉,三、受精（一）花粉粒的萌发花粉管落在雌蕊柱头上，经过与雌蕊柱头相互识别，亲和的开始吸收水分和营养物质，体积增加，花粉粒的内壁从萌发孔处伸出，形成花粉管。（二）花粉管的伸长花粉管在萌发后，继续伸长，通过花柱到达子房，通过花柱时，可能有以下几种可能：穿过中空的花柱道；花柱内有引导组织；花粉管通过花柱薄壁细胞的间隙或细胞壁与细胞膜之间的间隙穿过。,花粉管到达子房后，进入胚珠的途径有三种：珠孔受精：合点受精：中部受精：,概念：精细胞（N）+卵细胞（N）合子（2N）精细胞（N）+2个极核（N）初生胚乳核（3N）过程：不管花粉管如何进入胚珠，总是从珠孔端进入胚囊。并且花粉管进入总与助细胞有关。花粉管进入胚囊后，管的末端破裂，把精细胞和内容物注入进胚囊。两个精细胞游离到卵细胞和中央细胞，与它们融合。,（三）被子植物的双受精,柱头,子房,极核,卵细胞,花柱,反足细胞,助细胞,花粉粒的识别,花粉管的伸长,双受精的过程,融合后的合子和初生胚乳核,意义：精细胞和卵细胞的融合，将父、母本具有差异的遗传物质重新组合，形成具有双重遗传性的合子，即由2个单倍体（N）的雌、雄配子融合成1个二倍体的合子，即保持了物种遗传的稳定性，又出现新的遗传性。精细胞与2个极核或1个次生核融合，形成三倍体的初生胚乳核，同样结合了父、母本的遗传特性，生理上更活跃，并作为营养物质在胚的发育过程中被吸收，这样，子代的变异性更大，生活力更强，适应性也更广泛。,（四）受精的选择作用柱头对花粉粒的萌发、胚囊对精细胞的进入、卵细胞和精细胞的融合，都具有选择性，因此，被子植物的受精具有选择性。（五）无融合生殖和多胚现象无融合生殖：不经过精卵融合，产生有胚种子的现象。又可分为：孤雌生殖；无配子生殖；无孢子生殖。多胚现象：种子内有两个以上胚的现象。,第六节种子和果实,被子植物的双受精完成后，胚珠发育成种子，子房发育成果实。花的其它部分脱落或参与形成果实的一部分。果实结构由果皮和种子组成，种子由种皮、胚和胚乳组成，果皮和种皮结构简单，因此主要了解胚和胚乳的发育。,一、种子的形成（一）胚的发育：以双子叶植物为例说明其发育。合子,基细胞胚柄退化消失顶细胞八分体胚,（二）胚乳的发育：由初生胚乳核发育而成。核型胚乳：初生胚乳核的第一次分裂，以及以后的多次分裂，不伴随细胞壁的形成，有细胞核游离时期。细胞型胚乳：初生胚乳核第一次分裂后，即形成细胞壁。沼生目型胚乳：初生胚乳核第一次分裂，把胚囊分成两室珠孔室和合点室，珠孔室和合点室都进行多次分裂，但核都处于游离状态，以后，珠孔室完成胚乳的发育。（三）种皮的结构：由珠被发育而来。,基细胞,顶细胞,二、果实的形成和类型（一）果实的形成1.真果：完全由子房形成的果实。2.假果：除子房外，花的其它部分参与形成果实。（二）单性