第五章植物的繁殖

1、p一、植物繁殖类型一、植物繁殖类型p二、花的形态二、花的形态p三、花的发生与成花调节三、花的发生与成花调节p四、雄蕊的发育及花粉粒的形成四、雄蕊的发育及花粉粒的形成p五、雌蕊的发育及配囊的形成五、雌蕊的发育及配囊的形成p六、开花、传粉与受精六、开花、传粉与受精p七、种子发育与结构七、种子发育与结构p八、果实的发育与类型八、果实的发育与类型p九、被子植物生活史九、被子植物生活史 营养繁殖营养繁殖(vegetative propagation)一、植物繁殖类型一、植物繁殖类型 无性繁殖无性繁殖(或孢子繁殖或孢子繁殖 asexual reproduction) 有性繁殖有性繁殖(sexual rep

2、roduction) 返回二、花的形态二、花的形态花瓣花瓣雄蕊雄蕊萼片萼片雌蕊雌蕊花花托托花柄花柄 （一）花的一般形态（一）花的一般形态 花器官与植株或枝条连接的柄状结构花器官与植株或枝条连接的柄状结构（又称花柄）。（又称花柄）。 1花梗花梗(pedicel) 2花托花托(receptacle) 花梗顶端花梗顶端略膨大、略膨大、着生花的着生花的其它部分其它部分的结构。的结构。花托类型花托类型 圆锥形花托圆锥形花托壶状花托壶状花托 环状花托环状花托花盘状花托花盘状花托玉玉兰兰花花托托荷荷花花花花托托桃桃花花花花托托双双被被花：花：有有花花萼萼和和花花冠。冠。3花被花被 (perianth) 单被

3、花：仅有花萼。单被花：仅有花萼。无被花：无花萼和花冠的花，又称裸花。无被花：无花萼和花冠的花，又称裸花。花萼花萼(calyx)类型类型 油菜花的离萼油菜花的离萼合萼的萼筒和萼裂片合萼的萼筒和萼裂片花萼花萼(calyx)类型类型 棉棉花花的的副副萼萼花萼花萼(calyx)类型类型 花冠的类型（按花瓣离合）花冠的类型（按花瓣离合）花冠的类型（按花瓣离合）花冠的类型（按花瓣离合） 花花 冠冠 镊合状镊合状花瓣的排列方式花瓣的排列方式 旋旋转转状状花瓣的排列方式花瓣的排列方式 复瓦状复瓦状花瓣的排列方式花瓣的排列方式 4 4雄蕊群雄蕊群(anthroecium)(anthroecium)单体雄蕊单体雄

4、蕊二体雄蕊二体雄蕊多体雄蕊多体雄蕊聚药雄蕊聚药雄蕊二强雄蕊二强雄蕊四强雄蕊四强雄蕊5雌蕊群雌蕊群(gynoecium)雌蕊的类型雌蕊的类型 单雌蕊单雌蕊(simple pistil)离生单雌蕊离生单雌蕊 离心皮雌蕊群离心皮雌蕊群(apocarpous gynoecium) 雌蕊的类型雌蕊的类型 复雌蕊复雌蕊(compound pistil)雌蕊的类型雌蕊的类型 蓖麻蓖麻 复雌蕊中子房合生，花柱、柱头分离复雌蕊中子房合生，花柱、柱头分离 油菜油菜香附子香附子复复雌雌蕊蕊中中子子房、房、花花柱柱合合生，生，柱柱头头分分离离子子房、房、花花柱、柱、柱柱头头全全部部合合生，生，柱柱头头呈呈头头状状（3

5、 3）胎座类型）胎座类型（4）胚珠类型 总状花序总状花序 伞房花序伞房花序 伞形花序伞形花序 头状花序头状花序 隐头花序隐头花序 （二）花序（二）花序无限花序无限花序(总状类花序总状类花序)柔荑花序柔荑花序 肉穗花序肉穗花序 复总状花序复总状花序 复伞形花序复伞形花序 复穗状花序复穗状花序 穗状花序穗状花序 蝎蝎尾尾状状聚聚伞伞花花序序2.有限花序有限花序(聚伞类花序聚伞类花序)如：唐菖蒲、美人蕉。如：唐菖蒲、美人蕉。 卷伞花序，卷伞花序，如如: :附地菜、附地菜、聚合草。聚合草。2.有限花序有限花序(聚伞类花序聚伞类花序)二歧聚伞花序，二歧聚伞花序，如如: :繁缕。繁缕。 2.有限花序有限花

6、序(聚伞类花序聚伞类花序) 多歧聚伞花序，多歧聚伞花序， 如如: :泽漆。泽漆。2.有限花序有限花序(聚伞类花序聚伞类花序) 轮伞花序，如：益母草等。轮伞花序，如：益母草等。 2.有限花序有限花序(聚伞类花序聚伞类花序)返回三、花的发生与成花调节三、花的发生与成花调节（一）花的发生（一）花的发生双子叶植物的花芽分化双子叶植物的花芽分化 生长锥生长锥 - 半球状突起（花序原基）半球状突起（花序原基）- 花花序轴伸长、基部半球状突起（花原基分化）序轴伸长、基部半球状突起（花原基分化）- 花萼原基分化（花萼原基分化（K）- 花瓣（花瓣（C）原基分化、）原基分化、 顶端生长顶端生长 - 雄蕊原基分化（

7、雄蕊原基分化（A）- 雌蕊和心皮雌蕊和心皮的突起的突起 - 顶端生长顶端生长 - 两心皮愈合两心皮愈合 - 雌雄蕊雌雄蕊顶、边、居间生长、花瓣顶、边生长顶、边、居间生长、花瓣顶、边生长 - 依次居依次居间生长间生长 -花芽生长花芽生长 - 开花开花 桃花的花芽分化过程桃花的花芽分化过程 双子叶植物的花芽分化双子叶植物的花芽分化禾本科植物的花芽分化禾本科植物的花芽分化 种子种子 - 幼苗幼苗 - 生长锥（半球形生长锥（半球形-圆球形）圆球形）- 生长锥伸长生长锥伸长（花序轴分化）（花序轴分化）- 由下向上：苞叶原基（变态叶）分化（由下向上：苞叶原基（变态叶）分化（单棱期单棱期）- 由中间向两端：

8、小穗原基分化（由中间向两端：小穗原基分化（二棱期二棱期）- 颖片原基（颖片原基（2枚）枚）- 由下向上：小花原基由下向上：小花原基- 外稃原基（外稃原基（1枚）枚）-内稃原基（内稃原基（1枚）枚）-浆片原基（浆片原基（2枚）枚）-雄蕊原基（雄蕊原基（3）- 雌蕊雌蕊原基（原基（2心皮）心皮） 禾本科植物的花芽分化禾本科植物的花芽分化 禾本科植物的花芽分化禾本科植物的花芽分化 花熟状态：花熟状态：开花前必须达到的生理状态。开花前必须达到的生理状态。植物开花植物开花低温与光周期低温与光周期（二）成花调节（二）成花调节 幼年期幼年期花熟状态花熟状态1低温与成花低温与成花 低温促进植物开花的作用低温促

9、进植物开花的作用春化作用春化作用。 大多数植物（如芹菜、胡萝卜、白菜、大多数植物（如芹菜、胡萝卜、白菜、天仙子、冬小麦、冬黑麦等）低温是花诱导的天仙子、冬小麦、冬黑麦等）低温是花诱导的必需条件。我国北方农民采用的必需条件。我国北方农民采用的闷麦法闷麦法 、九七麦九七麦就是利用这个原理。就是利用这个原理。（1）春化作用（）春化作用（vernalization） （2）春化作用的条件）春化作用的条件 低温和时间低温和时间 各种植物春化所要求的温度不同，有效温度介于010 ，最有效的春化温度是1 17 7 。 根据原产地不同，将小麦分为三种类型：冬性、半冬性和春性 各类型小麦通过春化需要的温度和天数

10、各类型小麦通过春化需要的温度和天数类类 型型 春化温度范围春化温度范围/ oC 春化时间春化时间/d冬冬 性性 03 4045半冬性半冬性 36 1015春春 性性 815 58 需要充足的需要充足的氧气氧气、适量的、适量的水分水分和作为呼和作为呼吸底物的吸底物的糖分糖分 光照光照 充足的阳光可缩短幼年期，有利充足的阳光可缩短幼年期，有利贮备充足的营养。贮备充足的营养。 （2）春化作用的条件）春化作用的条件 （3）春化过程中的生理生化变化）春化过程中的生理生化变化 呼吸速率增强呼吸速率增强 核酸代谢加速核酸代谢加速 蛋白质代谢蛋白质代谢 GA含量增加含量增加春化过程中形成一种刺激物质春化过程中

11、形成一种刺激物质春化素春化素 （4）春化作用的机理）春化作用的机理 光周期光周期（photoperiod）：一天之中白）：一天之中白天和黑夜的相对长度。天和黑夜的相对长度。 1920年，美国科学家年，美国科学家Garner和和Allard发现光周期影响植物的开花。发现光周期影响植物的开花。 光周期现象光周期现象（photoperiodism）：植）：植物对白天和黑夜相对长度的反应。物对白天和黑夜相对长度的反应。2光周期与成花光周期与成花 短日植物短日植物（short-day plant，SDP） 在昼夜周期中日照长度短于临界值日长才能开花在昼夜周期中日照长度短于临界值日长才能开花的植物。如：大

12、豆、菊花、晚稻等。的植物。如：大豆、菊花、晚稻等。（1）光周期的反应类型）光周期的反应类型 长日植物长日植物（long-day plant，LDP）在昼夜周期中日照长度大于临界日长才能开花的在昼夜周期中日照长度大于临界日长才能开花的植物。如：小麦、油菜、天仙子、芹菜、洋葱等。植物。如：小麦、油菜、天仙子、芹菜、洋葱等。 日中性植物日中性植物（day-neutral plant，DNP） 指在任何日照条件下都能开花的植物。如：番茄、指在任何日照条件下都能开花的植物。如：番茄、黄瓜、茄子、四季豆、辣椒、四季花卉等。黄瓜、茄子、四季豆、辣椒、四季花卉等。 诱导诱导SDP开花所需的最开花所需的最长长日

13、照时数，日照时数，或诱导或诱导LDP开花所需的最开花所需的最短短日照时数。日照时数。临界日长（临界日长（ critical daylength） 有些植物花诱导和花形成要求不同的日照长有些植物花诱导和花形成要求不同的日照长度，称度，称双重日长类型双重日长类型。 长短日植物（长短日植物（LSDP，long-short day plant） 短长日植物（短长日植物（SLDP, short-long day plant） 中日性植物（中日性植物（IDP, intermediate-day plant） （2）光周期的诱导）光周期的诱导 光周期诱导光周期诱导（photoperiodic inducti

14、on）：）：适宜的光周期处理促使植物开花的现象。适宜的光周期处理促使植物开花的现象。 在光周期诱导中三个最主要的因素是：在光周期诱导中三个最主要的因素是：临界日长、临界日长、诱导周期数、光的性质诱导周期数、光的性质。 诱导周期数诱导周期数植物达到开花适宜的光周期数。植物达到开花适宜的光周期数。 光强光强 光周期诱导的光强很微弱，光周期诱导的光强很微弱，50-100lx。光质光质 红光对花诱导最有效。红光对花诱导最有效。 试验证明，植物开花决定于试验证明，植物开花决定于暗期暗期的长度的长度而不是光期的长度。而不是光期的长度。 临界暗期临界暗期：指昼夜周期中：指昼夜周期中LDP能能够开花的够开花的

15、最长最长暗期长度或暗期长度或SDP开花所开花所需的需的最短最短暗期长度。暗期长度。 SDP实际上是实际上是长夜植物长夜植物，LDP是是短夜植物短夜植物。 暗期间断暗期间断的效果取决于最后一次照的效果取决于最后一次照射的是红光还是远红光。射的是红光还是远红光。 对对SDP而言，红光而言，红光阻止阻止开花，远红开花，远红光光促进促进开花；开花； 对对LDP而言，红光而言，红光促进促进开花，远红开花，远红光光阻止阻止开花。开花。 红光红光-远红光可逆反应的存在，表远红光可逆反应的存在，表明明光敏色素系统光敏色素系统参与了成花诱导过程。参与了成花诱导过程。（3）光敏色素与成花诱导）光敏色素与成花诱导

16、光敏色素控制植物开花取决于光敏色素控制植物开花取决于Pfr/Pr的相的相对比值，而不取决于其绝对量。对比值，而不取决于其绝对量。 对对SDP而言而言，开花需要较低的，开花需要较低的Pfr/Pr比值比值，在光期结束时，在光期结束时，Pfr占优势，进入暗期时，占优势，进入暗期时，Pfr暗逆转或降解，当暗逆转或降解，当Pfr/Pr比值降到低于临界值比值降到低于临界值时，促进时，促进SDP开花。开花。 对对LDP而言而言，开花需要较高的，开花需要较高的Pfr/Pr比值，比值，暗期过长则抑制开花。暗期过长则抑制开花。 用红光间断暗期，用红光间断暗期，Pfr水平提高，水平提高， Pr水平下降，水平下降，P

17、fr / Pr比值升高，比值升高，SDPSDP开花开花受到抑制，受到抑制，LDPLDP开花受到促进。开花受到促进。 SDPSDP开花要求的是暗期前期的开花要求的是暗期前期的“高高Pfr反应反应”和后期的和后期的“低低Pfr反应反应”。LDPLDP开花要求的是暗期前期的开花要求的是暗期前期的“低低Pfr反应反应”和后期的和后期的“高高Pfr反应反应”。SDP的习性LDP的习性光的状况营养生长开花光 暗闪光闪光临界暗期临界暗期开花营养生长营养生长开花营养生长开花开花开花营养生长营养生长间断白昼间断白昼 返回四、雄蕊的发育及花粉粒的形成四、雄蕊的发育及花粉粒的形成雄蕊的扫描电镜雄蕊的扫描电镜 花药的

18、发育过程花药的发育过程 （一）花药的发育（一）花药的发育 花药的结构花药的结构花药的结构花药的结构（二）小孢子发生（二）小孢子发生*孢原细胞孢原细胞 外层外层 初生周缘层初生周缘层 内层内层 初生造孢细胞初生造孢细胞 花粉母细胞花粉母细胞 减数分裂减数分裂 四分体四分体 单细胞花粉粒单细胞花粉粒 二细胞花粉二细胞花粉 三细胞花粉三细胞花粉 成熟花粉粒成熟花粉粒 有丝分裂有丝分裂 药室内壁、中层及绒毡层药室内壁、中层及绒毡层 花药中部的细胞花药中部的细胞 维管束和薄壁细胞维管束和薄壁细胞药隔药隔同时型同时型(simultaneous type) 花粉母细胞减数分裂的细胞质分裂有两种连续型花粉母细

19、胞减数分裂的细胞质分裂有两种连续型花粉粒的形成与发育花粉粒的形成与发育 花粉粒形态花粉粒形态 （三）花粉粒的形态和结构（三）花粉粒的形态和结构* 花粉粒大小花粉粒大小 花粉粒结构花粉粒结构 花粉粒外壁花粉粒外壁(exine)、内壁、内壁(intine) 花粉粒结构花粉粒结构（四）花粉败育和雄性不育（四）花粉败育和雄性不育 1雄性不育（雄性不育（male sterility） 植物由于内在生理、遗传的原因，植物由于内在生理、遗传的原因，在正常的自然条件下，也会产生花药在正常的自然条件下，也会产生花药或花粉不能正常地发育，成为畸形或或花粉不能正常地发育，成为畸形或完全退化的情况，这一现象称为雄性完

20、全退化的情况，这一现象称为雄性不育。不育。 花药成熟后，由于内在和外在的花药成熟后，由于内在和外在的因素的影响，有时散出的花粉没有经因素的影响，有时散出的花粉没有经过正常的发育，不能起到生殖的作用，过正常的发育，不能起到生殖的作用，这一现象，称为这一现象，称为花粉的败育花粉的败育。2花粉败育（花粉败育（abortion）（四）花粉败育和雄性不育（四）花粉败育和雄性不育愈伤组织愈伤组织(callus) 返回五、雌蕊的发育及配囊的形成五、雌蕊的发育及配囊的形成 （一）柱头、花柱与子房（一）柱头、花柱与子房1柱头柱头(Stigma)花柱类型花柱类型 实心型花柱实心型花柱 (solid style)

21、2. 花柱花柱 空心型花柱空心型花柱 (hollow style) 花柱类型花柱类型半封闭型花柱半封闭型花柱 花柱类型花柱类型3子房子房 （二）胚珠的发育与结构（二）胚珠的发育与结构1成熟胚珠的结构成熟胚珠的结构 合点合点(chalaza)：珠心基部，珠被、：珠心基部，珠被、珠心和珠柄连合的部位。珠心和珠柄连合的部位。 珠心珠心(nucellus)：胚珠中最重要的：胚珠中最重要的部分，位于珠被内的薄壁组织，其中产生部分，位于珠被内的薄壁组织，其中产生大孢子，进一步发育成胚囊。大孢子，进一步发育成胚囊。 珠柄珠柄(funiculus)：胚珠基部着生于：胚珠基部着生于胎座上的小柄，维管束经胎座进入

22、胚珠。胎座上的小柄，维管束经胎座进入胚珠。 珠被珠被(integument)：包被珠：包被珠心组织的结构，有的植物可有外珠被心组织的结构，有的植物可有外珠被(outer integument)和内珠被和内珠被(inner integument)。 珠孔珠孔(micropyle)：珠被前端：珠被前端未闭合留下的小孔。未闭合留下的小孔。2. 胚珠的发育胚珠的发育 成熟胚囊成熟胚囊的结构的结构（三）胚囊的发育与结构（三）胚囊的发育与结构*助细胞助细胞胚胚囊囊的的发发育育孢原细胞孢原细胞 外侧外侧 周缘细胞周缘细胞内侧内侧 造孢细胞造孢细胞 胚囊母细胞胚囊母细胞减数分裂减数分裂 四分体四分体 单核胚囊单核胚囊二核胚囊二核胚囊四核胚囊四核胚囊成熟的八核胚囊成熟的八核胚囊 返回六、开花、传粉与受精六、开花、传粉与受精 (一一) 开花开花(anthesis) 自花传粉自花传粉(self-pollination) 异花传粉异花传粉(cross-pollination) （二）传粉（二）传粉 1传粉的方式传粉的方式2、植物对异花传粉的适应、植物对异花传粉的适应单性花单性花 unisexual flower 雌雄异熟雌雄异熟 dichogamy 雌雄蕊异长雌雄蕊异长 heterogony 雌雄蕊异位雌雄蕊异位 herkogamy 自花不孕自花不孕 sel