[生物学]第十四章 植物的生殖与成熟生理ppt课件

1、第十四章植物的生殖与成熟生理第十四章植物的生殖与成熟生理第一节花发育生理第一节花发育生理第二节雄配子体发育生理第二节雄配子体发育生理第三节雌配子体发育生理第三节雌配子体发育生理第四节授粉受精生理第四节授粉受精生理第一节花发育生理第一节花发育生理分化叶原基的生长分化叶原基的生长点开场构成花原基点开场构成花原基苍耳接受短日诱导苍耳接受短日诱导后生长锥的变化后生长锥的变化 形状变化形状变化生理生化变化生理生化变化花芽分化开场后，细胞代谢增高，花芽分化开场后，细胞代谢增高，有机物转化猛烈。有机物转化猛烈。可溶性糖可溶性糖氨基酸、蛋白质氨基酸、蛋白质核酸的合成速度核酸的合成速度一、花发育的遗传调控一、花

2、发育的遗传调控ABCABC模型模型典型的花器官具有四轮典型的花器官具有四轮根本构造，从外到内依根本构造，从外到内依次为萼片、花瓣、雄蕊次为萼片、花瓣、雄蕊和心皮分别由和心皮分别由A、AB、BC和和 C组基因决议。组基因决议。控制花构造的这些基因控制花构造的这些基因按功能可分为三大类：按功能可分为三大类：心皮心皮A组基因控制第组基因控制第1、2轮花器官的发育。轮花器官的发育。其功能丧失会使第其功能丧失会使第1轮花萼变故意皮，第轮花萼变故意皮，第2 轮花瓣变成雄蕊。轮花瓣变成雄蕊。心皮心皮心皮心皮 雄蕊雄蕊 雄蕊雄蕊 心皮心皮ABCABC模型模型-A-A组基因组基因B组基因控制第组基因控制第2、3

3、轮花器官的发育。轮花器官的发育。其功能丧失会使第其功能丧失会使第2轮花瓣变成萼片，轮花瓣变成萼片，第第3轮雄蕊变故意皮。轮雄蕊变故意皮。ABCABC模型模型-B-B组基因组基因ABCABC模型模型-C-C组基因组基因C组基因控制第组基因控制第3、4 轮花器官的发育。轮花器官的发育。其功能丧失会使第其功能丧失会使第3轮雄蕊变成花瓣，第轮雄蕊变成花瓣，第4 轮心皮变成萼片。轮心皮变成萼片。萼片萼片 花瓣花瓣 雄蕊雄蕊 雌蕊雌蕊 萼片萼片 花瓣花瓣 花瓣花瓣 萼片萼片 2. 内源激素对花芽分化的调控内源激素对花芽分化的调控CTK、乙烯、乙烯、ABA促进花芽分化促进花芽分化 GA抑制多种果树花芽分化I

4、AA低浓度促进，高浓度抑制低浓度促进，高浓度抑制3. 环境因子环境因子 光照、温度、水分、矿质营养花器官构成所需求的条件花器官构成所需求的条件1 . 营养情况营养情况(二二)、花的性别、花的性别植物性别分化的特点：植物性别分化的特点： 性别的差别主要表如今花器官上；性别的差别主要表如今花器官上； 性别分化的多样化；性别分化的多样化； 性别分化的不稳定性，极易遭到性别分化的不稳定性，极易遭到环境要素或化学物质的影响。环境要素或化学物质的影响。1、植物性别表现类型、植物性别表现类型高等植物性别表现的主要类型高等植物性别表现的主要类型 性别表现类型性别表现类型同一植株上可能形成的花型同一植株上可能形

5、成的花型代表植物举例代表植物举例雌雄同株同花型雌雄同株同花型 两性花两性花小麦，番茄，拟南芥小麦，番茄，拟南芥雌雄同株异花型雌雄同株异花型 雄花和雌花雄花和雌花玉米，黄瓜，白麦瓶草玉米，黄瓜，白麦瓶草雌雄异株型雌雄异株型 雄花或雌花雄花或雌花菠菜，大麻，杨，柳菠菜，大麻，杨，柳雌花两性花同株型雌花两性花同株型 雌花和两性花雌花和两性花金盏菊，灰绿藜金盏菊，灰绿藜雌花两性花异株型雌花两性花异株型 雌花或两性花雌花或两性花小蓟小蓟雄花两性花同株型雄花两性花同株型 雄花和两性花雄花和两性花硬毛茄，槭树，元宝枫硬毛茄，槭树，元宝枫雄花两性花异株型雄花两性花异株型 雄花或两性花雄花或两性花柿树柿树三性花

6、同株型三性花同株型 雌花和雄花和两性花雌花和雄花和两性花番木瓜番木瓜三性花异株型三性花异株型 雌花或雄花或两性花雌花或雄花或两性花番木瓜番木瓜2、性别分化的调控、性别分化的调控性别决议基因性别决议基因根底性基因根底性基因 ts1与与ts2 突变体突变体(1)性别决议的遗传控制性别决议的遗传控制(2)年龄年龄 (3)环境条件环境条件 光周期光周期 温周期温周期 营养条件营养条件 (3)性别表达的激素调控性别表达的激素调控 (4)栽培措施栽培措施 第二节雄配子体发育生理第二节雄配子体发育生理一、花药的根本构造及发育过程一、花药的根本构造及发育过程植物配子体的发生与发育植物配子体的发生与发育雄配子体

7、发生与发育的细胞生物学机制表皮表皮内壁层内壁层中间层中间层中期花药中期花药绒毡层绒毡层小孢子小孢子母细胞母细胞四分体四分体小孢子小孢子减数减数分裂分裂Callase花药原基花药原基L1L1L2L2L3L3孢原细胞孢原细胞三细胞花粉粒三细胞花粉粒精细胞精细胞营养营养细胞核细胞核花粉壁花粉壁Pollen mitosis II二细胞花粉粒二细胞花粉粒液泡液泡营养营养细胞核细胞核生殖生殖细胞细胞Pollen mitosis I单细胞单细胞花粉粒花粉粒精细胞精细胞营养细营养细胞核胞核花粉管花粉管脱水脱水萌生萌生配子体发生与发育配子体发生与发育小孢子的发生小孢子的发生生殖细胞分化发育生殖细胞分化发育花粉管

8、花粉管micropylefuniculusovulepollen tubemicropyleCentral cellnucleussynergidsfuniculuseggembryosacvacuole花粉粒萌生花粉粒萌生花粉管在花粉管在雌蕊中生长雌蕊中生长花粉管被指花粉管被指引向胚珠生长引向胚珠生长花粉管进入花粉管进入胚囊，释放精子胚囊，释放精子花粉管生长是授粉受精必不可少的花粉与柱头花粉与柱头相互作用相互作用花粉管的顶花粉管的顶端极性生长端极性生长花粉管的花粉管的导向作用导向作用花粉管与助花粉管与助细胞互作细胞互作调控调控机制机制花粉粒的构造花粉粒的构造花粉的内壁蛋白和花粉的内壁蛋白和外

9、壁蛋白表示图外壁蛋白表示图 外壁外壁纤维素，角质，纤维素，角质， 孢粉素，蛋白质孢粉素，蛋白质 糖蛋白、酶、凝集素糖蛋白、酶、凝集素内壁内壁果胶质，果胶质， 胼胝质，胼胝质， 蛋白质蛋白质 水解酶水解酶 化学组成化学组成 色素色素类胡萝卜素、类黄酮等类胡萝卜素、类黄酮等 碳水化合物碳水化合物 氨基酸和酰胺，脯氨酸氨基酸和酰胺，脯氨酸 矿质元素矿质元素 脂类和维生素脂类和维生素 内源激素内源激素 酶酶水解酶、转化酶水解酶、转化酶 水稻花粉：水稻花粉： 1015分钟；分钟； 小麦花粉：小麦花粉： 几小时内活力开场下降；几小时内活力开场下降；玉米花粉：玉米花粉： 约约12天；天；某些果树：某些果树：

10、 几周到几个月；几周到几个月；向日葵：向日葵： 可达可达1年；年；蔷薇科的某些果树：蔷薇科的某些果树： 几年中坚持活力。几年中坚持活力。采用超低温、真空和冷冻枯燥技术贮藏花粉采用超低温、真空和冷冻枯燥技术贮藏花粉花粉生活力花粉生活力第三节雌配子体发育生理第三节雌配子体发育生理(一一)雌蕊和胚珠的构造与发育过程雌蕊和胚珠的构造与发育过程二、雌蕊二、雌蕊 由一个或多个包着胚珠的心皮连合由一个或多个包着胚珠的心皮连合成为雌性生殖器官。由柱头、花柱和子成为雌性生殖器官。由柱头、花柱和子房组成。房组成。水稻：约水稻：约67天；天； 小麦：麦穗完全抽出后第小麦：麦穗完全抽出后第3天天 玉米：花丝抽齐后玉米

11、：花丝抽齐后15天天柱头生活力柱头生活力第四节授粉受精生理第四节授粉受精生理三、授粉与受精三、授粉与受精 一授粉一授粉授粉授粉 ：发育成熟的花粉落在雌蕊柱头上：发育成熟的花粉落在雌蕊柱头上 的过程。的过程。 自花授粉自花授粉 异花授粉异花授粉花粉与柱头的识别作用花粉与柱头的识别作用识别识别 是一类细胞与另一类细胞在结合过是一类细胞与另一类细胞在结合过程中经过物理、化学的信息交流，发程中经过物理、化学的信息交流，发生特殊反响。生特殊反响。 花粉外壁蛋白花粉外壁蛋白柱头乳突细胞外柱头乳突细胞外表的蛋白质表膜表的蛋白质表膜2. 花粉萌生花粉萌生花粉萌生：花粉粒在柱头花粉萌生：花粉粒在柱头上经过识别，

12、上经过识别， 从柱头的分从柱头的分泌物中吸收水分而水合，泌物中吸收水分而水合，其内部压力增大，花粉粒其内部压力增大，花粉粒内壁从外壁上的萌生孔向内壁从外壁上的萌生孔向外突出构成花粉管。外突出构成花粉管。 雌蕊的构造方式雌蕊的构造方式及花粉的萌生过程及花粉的萌生过程1.1.花粉落在柱头上；花粉落在柱头上； 2.2.吸水；吸水； 3.3.萌生；萌生； 4.4.侵入花柱细胞；侵入花柱细胞； 5.5.花粉管伸长至胚囊花粉管伸长至胚囊 3.花粉管的生长花粉管的生长花粉管顶端区的构造表示图花粉管顶端区的构造表示图 花粉管的生长局限于顶端区域；花粉管的生长局限于顶端区域；花粉管生长的趋化性；花粉管生长的趋化

13、性；二受精二受精双受精双受精受精作用受精作用 卵细胞与精子相卵细胞与精子相互交融的过程。互交融的过程。 高等植物的双受精：高等植物的双受精： 精子精子 + 卵细胞卵细胞 合子合子 胚胚精子精子 + 极核极核 胚乳胚乳玉米的双受精玉米的双受精2. 受精后的生理生化变化受精后的生理生化变化 大量物质运输大量物质运输 呼吸强度明显提高呼吸强度明显提高 生长素含量添加生长素含量添加3.自交不亲和性的分子根底自交不亲和性的分子根底自交不亲和性自交不亲和性 许多植物的花粉落在同花的雌蕊柱头许多植物的花粉落在同花的雌蕊柱头上不能胜利受精的景象。上不能胜利受精的景象。 遗传学上自交不亲和性是受一系列复遗传学上

14、自交不亲和性是受一系列复等位等位S S基因所控制。基因所控制。 自交不亲和分为配子体型自交不亲和分为配子体型(GSI)(GSI)和孢子和孢子体型体型(SSI)(SSI)两类。两类。孢子体型自交不亲和孢子体型自交不亲和 由花粉亲本的由花粉亲本的S等位基因控等位基因控 制，基因产物存在于花粉制，基因产物存在于花粉外壁；外壁； 识别在柱头上进展，即花粉识别在柱头上进展，即花粉外壁蛋白与柱头表膜蛋白的外壁蛋白与柱头表膜蛋白的识别，花粉不萌生。识别，花粉不萌生。 SSI存在于少数几种植物内，存在于少数几种植物内，如十字花科、菊科等。如十字花科、菊科等。配子体自交不亲和配子体自交不亲和 由花粉本身的由花粉本身的S基因产物控基因产物控制；制； 花粉可以在柱头上萌生，花粉可以在柱头上萌生，但是在花柱中花粉管破裂但是在花柱中花粉管破裂或生长停顿；或生长停顿；