被子植物的生殖器官

1、第五章 被子植物的繁殖和繁殖器官,被子植物,已知的被子植物约24万种。 被子植物对人类有着重要作用，提供了无数产品。 其中，禾本科的11种植物提供了世界上80的食物。 不同植物花的大小变化极大： 小的长仅0.1mm， 大的直径达1m,被子植物,被子植物的生长环境变化极大：有的生在地下；有的生于海拔6135m的高山。 从种子萌发到产生新种子，有的不到1个月，有的需150年。 一年生植物 二年生植物 多年生植物 被子植物分为单子叶植物和双子叶植物,植物的生命活动,个体生存,种族延续,死亡,延续,繁殖,植物的繁殖方式,营养繁殖,无性生殖,有性生殖,母体的一部分,孢子,雌配子,雄配子,合子,第五章被子

2、植物的繁殖和繁殖器官,第一节花的组成与发生 第二节 雄蕊的发育与结构 第三节雌蕊的发育与结构 第四节 开花、传粉和受精 第五节 种子的发育 第六节 果实的发育、结构和传播 第七节 被子植物的生活史,第一节花的组成与发生,一、花的概念、组成和类型 二、花芽分化,一、花的概念、组成和类型,花是适应于生殖的变态短枝，其上着生变态叶。 被子植物的花具有一些基本的特征，包括： （一）花梗与花托 （二）花萼与花冠 （三）雄蕊群 （四）雌蕊群 （五）禾本科植物的花及小穗 （六）花的类型,双子叶植物的花,花冠,雄蕊,花柄 (花梗,花托,花萼,雌蕊,柱头 花柱 子房,花药 花丝,花被,花托凹陷,花托突起,花托平

3、展,一）花梗与花托,花梗：是枝条的一部分 花托：是其顶端膨大成各种形状的部分，有密集的节，着生花的其它部分，起支持和输导的作用,白玉兰的花,二）花被,花萼和花冠总称花被。 当花萼和花冠相似不易区分时称为花被 其每一瓣片则称为花被片,1、花萼,由若干萼片组成，保护幼花，并有光合等作用。 离萼：萼片之间完全分离。 合萼：萼片彼此之间基部合生或全部合生。 萼筒：萼片基部合生部分称萼筒。 萼裂片：顶部分离的部分称萼裂片,1、花萼,有的植物在花萼外还有副萼,2、花冠,由若干花瓣组成，常呈鲜艳色彩或散发出香气，有保护雌、雄蕊和招引昆虫传粉的作用。 离瓣花：花瓣之间完全分离 合瓣花： 花冠筒：基部合生部分称

4、花冠筒 花冠裂片：顶部分离的部分称花冠裂片。 两被花：具备花萼、花冠的花。 单被花：仅有花萼（或花冠）的花。 无被花或裸花：花萼、花冠两者皆无的花,三）雄蕊群,花丝,花药,花中所有的雄蕊总称为雄蕊群。 雄蕊的形态可分为花丝和花药两部分 花药是产生精子的地方 雄蕊群是花的重要组成部分之一,四）雌蕊群,花中所有雌蕊总称为雌蕊群 但多数植物的花只有一枚雌蕊。 雌蕊由1至多个心皮组成。 心皮是组成雌蕊的基本单位，是具有生殖作用的变态叶,从形态上雌蕊可分为： 柱头 花柱 子房 从类型上雌蕊可分为,单雌蕊,复雌蕊 (合心皮雌蕊,离心皮雌蕊 （离生单雌蕊,花中只有 一个心皮,花中具有两个以上的心皮, 而所有

5、心皮合生形成一个雌蕊,一朵花中的心皮 彼此分离, 单独形成雌蕊,单雌蕊 （单心皮雌蕊,柱头,花柱,子房,复雌蕊（合心皮雌蕊,离心皮雌蕊（离生单雌蕊,禾本科植物以小穗为单位组成各种花序。 1至多朵小花 小穗 2枚颖片（外颖、内颖） 小穗轴（花序轴,雄蕊：3或6枚 雌蕊：1枚 浆片：2枚； 内稃（苞片） 外稃（苞片,芒,五）禾本科植物的花及小穗,花,雄蕊 雌蕊 内稃 浆片 外稃 退化 外稃 颖片 小穗梗,水稻的花序,小麦的小花,外稃,内稃,浆片,雄蕊,雌蕊,小麦的小穗,小麦开花露出雄蕊和雌蕊,六）花的类型,辐射对称花和两侧对称花 完全花和不完全花 两被花、单被花和无被花 两性花、单性花和无性花,辐

6、射对称花和两侧对称花,完全花和不完全花,具有花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊（群）的花称完全花 缺少其1至3部分的花称不完全花,两被花、单被花和无被花,两性花、单性花和无性花,具有雌蕊和雄蕊的花称为两性花， 仅有二者之一的称单性花（雌花或雄花,西瓜,二、花芽分化,营养生长 生殖生长 花芽横向扩大，向上突起并逐渐扁平，随后按一定规律先后形成若干轮小突起，成为 萼片原基 花瓣原基 雄蕊原基 雌蕊原基,叶,萼片,雄蕊,子房,花冠,雄蕊,胎座,萼片,花芽的分化过程,Sepal(萼片) Petal(花瓣) Stamen(雄蕊) Carpel(心皮,第二节 雄蕊的发育与结构,一、花药的发育与结构 二、花粉母细胞的

7、减数分裂 三、花粉粒的发育与形态结构 四、花粉的生活力,一、花药的发育与结构,发育成熟的花药结构包括表皮、药隔、花粉囊三部分,表皮,药隔,花粉囊,花药原基,孢原细胞,造孢细胞,表皮,药室内壁,药隔,中层,绒毡层,初生周缘细胞,3,2,1,4,5,6,花药的发育,花粉母细胞,花药原基,四棱形花药雏体,四个角表皮下细胞,孢原细胞,平周分裂,初生周缘层细胞,造孢细胞,初生周缘层细胞,平周分裂,垂周分裂,药隔,药室内壁 纤维层 中层 消失 绒毡层 解体,表皮,造孢细胞,花粉母细胞,4个花粉粒（N） （四分体,直接,或分裂,减数分裂,花药的发育,花药接近成熟时花粉囊壁发生变化,药室内壁 细胞扩大并有木化

8、和栓化的斜向条状次生壁，因此称为纤维层， 其功能与花药开裂有关。 中层 是 13层较小的薄壁细胞，初期含有淀粉等营养物质， 后来被挤压消失。 绒毡层 是花粉囊壁最内一层较大的薄壁细胞，含有2个或多个细胞核，含有蛋白质、RNA、油脂、类胡萝卜素和孢粉素等营养物质，对花粉粒的形成和发育起重要的营养和调节作用。 当花粉粒成熟时，绒毡层解体消失,花粉母细胞经减数分裂形成四分体，再发育形成花粉粒。 花药通常有两对花粉囊，花药成熟时，每对花粉囊之间的壁破裂（花药开裂），相互连通为一个药室。 棉花等少数植物的花药只有2个花粉囊，开裂时形成一个药室,成熟花药的结构,1、表皮 薄壁组织 2、药隔 药隔维管束 药

9、室内壁 纤维层 花粉囊壁 中层 破损、消失 3、花粉囊 绒毡层 被吸收、消失 花粉粒,减数分裂meiosis,是植物有性生殖过程中发生的一种特殊的有丝分裂，也称为成熟分裂（maturation division）. 发生在产生之前 单核花粉粒（小孢子） 单核胚囊（大孢子） 包括2次连续的分裂，1个母细胞分裂形成4个子细胞。 子细胞的染色体数目（n）比母细胞（2n）减半,一）减数分裂的第一次分裂（I,分为四个时期： 前期 中期 后期 末期,前期,细线期：染色体呈细丝状，核及核仁增大 偶线期：染色体变粗，发生同源染色体配对（联会）-二价体-四联体 粗线期 非姊妹染色单体片段互换（交叉互换），遗传物

10、质发生重组，为细胞的遗传变异奠定了基础。 双线期：同源染色体分离，二价体呈X,V,O,8等形状 终变期：染色体继续缩短，二价体分开，核膜、核仁消失，出现纺锤丝,细线期,偶线期,粗线期,中期,染色体凝缩至最短最粗。 二价体以交叉点排列在细胞赤道板上，两个着丝点分列于赤道面的两侧，纺垂体完全形成,后期I,染色体不分裂而分为两组移向两极， 每一极的染色体数目只有母细胞的一半,末期I,形成两个子细胞（二分体）或不形成子细胞而直接进入第二次分裂,二）减数分裂的第二次分裂,与一般的有丝分裂过程相似， 也分为4个时期： 前期 中期 后期 末期 最后形成四个子细胞（四分体）。 四分体的外围及各细胞之间有胼胝质

11、壁包围及分隔,前期,中期,后期,末期,花粉母细胞减数分裂的胞质分裂,连续型： 末期I形成二分体，末期II产生四分体，新细胞壁互相垂直，排成一个平面。 胼胝质先在细胞板中央沉积，再向四周扩展，为离心式发育。 大多数单子叶植物为连续型,花粉母细胞减数分裂的胞质分裂,同时型： 末期I不产生细胞板，无二分体时期，末期II4个子核同时形成四分体，新细胞壁互相不垂直，排成四面体型。 胼胝质从外侧逐渐向四分体中央积累，同时分割形成四个子细胞。 大多数双子叶植物为同时型,三、花粉粒的发育与形态结构,一）花粉粒的发育 （二）花粉粒的形态和结构,一）花粉粒的发育,花粉母细胞,四分体,4个单核花粉粒,营养细胞,生殖

12、细胞,2个精细胞,减数分裂,胼胝质壁溶解,长大、形成大的中央液泡,第一次有丝分裂,2细胞花粉粒,3细胞花粉粒,花粉母细胞,减数分裂I,减数分裂II （四分体,4个单核花粉粒 （胼胝质壁溶解,2细胞成熟花粉粒,花粉管,精核,营养核,生殖核,单核花粉粒的发育,单核花粉粒长大变圆，并形成大液泡，细胞核由中央移向边缘，并在近壁处进行一次有丝分裂，形成大小悬殊的两个细胞，大的为营养细胞，小的为生殖细胞，两细胞之间有胼胝质壁分隔。 经过一系列的发育，胼胝壁溶解，生殖细胞成为一个纺锤状无壁的裸细胞，浸没在营养细胞之中，形成了细胞之中有细胞的独特现象。 有的植物生殖细胞在花粉粒中又分裂一次，形成两个精细胞。

13、在内部进行分裂和发育的同时，在花粉粒外围形成了具有内、外两层的花粉粒壁,二）花粉粒的形态和结构,大多数植物的花粉粒成熟时含有一个营养细胞和一个生殖细胞，称为2-细胞花粉， 有的植物的成熟花粉粒含有一个营养细胞和两个精细胞，称为3-细胞花粉。 营养细胞大，占据花粉粒的绝大部分， 生殖细胞很小，无壁，外有两层质膜包围（一层为营养细胞的,营养细胞,生殖细胞,2-细胞花粉粒,花粉粒壁,外壁： 外壁较厚、硬而缺乏弹性，有萌发孔（沟）和各种形状的雕纹， 主要组成物质有孢粉素及纤维素、类胡萝卜素、类黄酮素、油脂、蛋白质等，常呈黄色并有粘性。 内壁： 内壁较薄、软而有弹性， 主要成分为纤维素、果胶质、半纤维素

14、和蛋白质,外壁和内壁均含有活性蛋白质和酶类， 外壁蛋白质来自绒毡层，是由孢子体起源，具有基因型的特异性，在花粉与柱头的相互识别中起作用； 内壁蛋白质由花粉粒本身制造，主要是各种水解酶，在花粉粒萌发和花粉管的生长中起作用,各式各样的花粉粒外观,四、花粉的生活力,花粉粒寿命的长短因植物种类不同而有差异。 在自然条件下，绝大多数植物的花粉维持受精的能力是很有限的，只有几小时、几天或几个星期，寿命极短的如水稻花粉只存活几分钟。 人工条件可延长花粉的寿命，研究花粉生活力及花粉的贮藏条件，在育种工作中有重要意义,第三节雌蕊的发育与结构,一、雌蕊的发育和组成 二、胚珠的组成和发育 三、胚囊的发育与结构,一、

15、雌蕊的发育和组成,雌蕊由1个或多个心皮（变态叶）组成，由于心皮的数目和离合情况不同而形成单雌蕊、复雌蕊和离心皮雌蕊。 心皮卷合成雌蕊后，其边缘（叶缘）愈合处称为腹缝线， 相当于中脉处称为背缝线。 雌蕊在形态上可分三部分 柱头 花柱 子房 维管束 腹束 背束,心皮是具有生殖作用的变态叶,雌蕊的组成,柱头 是雌蕊顶端膨大成各种形状的部分，是承受花粉及花粉粒萌发的地方。 花柱 雌蕊中部较细呈柱状的部分，是花粉粒萌发形成花粉管进入子房的途径。 空心型：内有花柱道； 实心型：内有传导组织 。 子房 是雌蕊基部膨大的部分,子房,子房壁 子房壁有外表皮和内表皮，两层表皮之间有维管束和薄壁组织。 子房室： 胎

16、座 子房壁上着生胚珠的部位为胎座。 胚珠 胚珠是种子的前身，胚珠数目随植物种类不同差异很大,子房壁,子房室,胚珠,胎座,子房壁,子房室,胚珠,胎座,腹束,背束,子房的类型,上位子房,半下位子房,下位子房,二、胚珠的组成和发育,1、成熟胚珠的组成： 由珠柄、珠心、珠被、珠孔、合点几个部分。 胚珠是子房中最重要的部分，在珠心中央发育出胚囊并产生卵细胞,胚珠的类型,直立胚珠,倒生胚珠,弯生胚珠,横生胚珠,2、胚珠的发育,胎座表皮下 的细胞,胚珠原基,基部,端部,珠心周围细胞,珠柄,珠心,珠被,平周分裂,胚囊,2、胚珠的发育,三、胚囊的发育与结构,胚囊是被子植物的雌配子体，是在胚珠的珠心内产生,一）胚囊的形成与发育,胚囊的形成与发育过程,珠心细胞,孢原细胞（1个,周缘细胞,造孢细胞,形成珠心 的一部分,胚囊母细胞,四分体（N,单核胚囊 (N,中央细胞 (1个,反足细胞 (3个,卵细胞 (1个,N,助细胞 (2个,分化,平周分裂,长大,减数分裂,3个消失,1个发育(近合点端,3次有丝分裂,核分裂,孢原细胞,单核胚囊,8核胚囊,二）成熟胚囊的结构,卵细胞：1个（雌配子） 助细胞：2个 反足细胞：3个 中央细胞：1个,卵细胞,是有性生殖的雌配子 位于珠孔端 高度极性化： 近珠