第五章-植物的繁殖

第四节植物的生殖

一、植物繁殖类型二、花的形态三、花的发生与成花调节四、雄蕊的发育及花粉粒的形成五、雌蕊的发育及配囊的形成六、开花、传粉与受精七、种子发育与结构八、果实的发育与类型九、被子植物生活史营养繁殖(vegetativepropagation)一、植物繁殖类型

无性繁殖(或孢子繁殖

asexualreproduction)

有性繁殖(sexualreproduction)

返回二、花的形态花瓣雄蕊萼片雌蕊花托花柄

（一）花的一般形态

花器官与植株或枝条连接的柄状结构（又称花柄）。

1．花梗(pedicel)

2．花托(receptacle)

花梗顶端略膨大、着生花的其它部分的结构。花托类型

圆锥形花托壶状花托

环状花托花盘状花托玉兰花托荷花花托桃花花托

双被花：有花萼和花冠。3．花被(perianth)

单被花：仅有花萼。

无被花：无花萼和花冠的花，又称裸花。花萼(calyx)类型油菜花的离萼合萼的萼筒和萼裂片花萼(calyx)类型棉花的副萼花萼(calyx)类型花冠的类型（按花瓣离合）花冠的类型（按花瓣离合）

花冠镊合状花瓣的排列方式

旋转状花瓣的排列方式

复瓦状花瓣的排列方式

4．雄蕊群(anthroecium)单体雄蕊二体雄蕊多体雄蕊聚药雄蕊二强雄蕊四强雄蕊

5．雌蕊群(gynoecium)雌蕊的类型

单雌蕊(simplepistil)离生单雌蕊

离心皮雌蕊群(apocarpousgynoecium)雌蕊的类型

复雌蕊(compoundpistil)雌蕊的类型

蓖麻复雌蕊中子房合生，花柱、柱头分离

油菜香附子复雌蕊中子房、花柱合生，柱头分离子房、花柱、柱头全部合生，柱头呈头状（3）胎座类型（4）胚珠类型

总状花序

伞房花序

伞形花序头状花序隐头花序（二）花序无限花序(总状类花序)柔荑花序

肉穗花序复总状花序复伞形花序复穗状花序穗状花序蝎尾状聚伞花序

2.有限花序(聚伞类花序)如：唐菖蒲、美人蕉。

卷伞花序，如:附地菜、聚合草。

2.有限花序(聚伞类花序)二歧聚伞花序，如:繁缕。

2.有限花序(聚伞类花序)多歧聚伞花序，如:泽漆。

2.有限花序(聚伞类花序)

轮伞花序，如：益母草等。

2.有限花序(聚伞类花序)返回三、花的发生与成花调节（一）花的发生双子叶植物的花芽分化

生长锥-->半球状突起（花序原基）-->花序轴伸长、基部半球状突起（花原基分化）-->花萼原基分化（K）-->花瓣（C）原基分化、顶端生长-->雄蕊原基分化（A）-->雌蕊和心皮的突起-->顶端生长-->两心皮愈合-->雌雄蕊顶、边、居间生长、花瓣顶、边生长-->依次居间生长-->花芽生长-->开花

桃花的花芽分化过程双子叶植物的花芽分化禾本科植物的花芽分化

"种子"-->幼苗-->生长锥（半球形-->圆球形）-->生长锥伸长（花序轴分化）-->由下向上：苞叶原基（变态叶）分化（单棱期）-->由中间向两端：小穗原基分化（二棱期）-->颖片原基（2枚）-->由下向上：小花原基-->外稃原基（1枚）-->内稃原基（1枚）-->浆片原基（2枚）-->雄蕊原基（3）-->雌蕊原基（2心皮）

禾本科植物的花芽分化

禾本科植物的花芽分化

花熟状态：开花前必须达到的生理状态。植物开花低温与光周期（二）成花调节幼年期花熟状态1．低温与成花低温促进植物开花的作用——春化作用。

大多数植物（如芹菜、胡萝卜、白菜、天仙子、冬小麦、冬黑麦等）低温是花诱导的必需条件。我国北方农民采用的‘闷麦法’、‘九七麦’就是利用这个原理。（1）春化作用（vernalization）（2）春化作用的条件①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0～10℃，最有效的春化温度是1～7℃。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类型春化温度范围/oC春化时间/d冬性0~340~45半冬性3~610~15春性8~155~8②需要充足的氧气、适量的水分和作为呼吸底物的糖分③光照充足的阳光可缩短幼年期，有利贮备充足的营养。

（2）春化作用的条件（3）春化过程中的生理生化变化呼吸速率增强核酸代谢加速蛋白质代谢

GA含量增加春化过程中形成一种刺激物质——春化素

（4）春化作用的机理

光周期（photoperiod）：一天之中白天和黑夜的相对长度。1920年，美国科学家Garner和Allard发现光周期影响植物的开花。

光周期现象（photoperiodism）：植物对白天和黑夜相对长度的反应。2．光周期与成花①短日植物（short-dayplant，SDP）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：大豆、菊花、晚稻等。（1）光周期的反应类型②长日植物（long-dayplant，LDP）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。③日中性植物（day-neutralplant，DNP）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。诱导SDP开花所需的最长日照时数，或诱导LDP开花所需的最短日照时数。临界日长（criticaldaylength）有些植物花诱导和花形成要求不同的日照长度，称双重日长类型。长短日植物（LSDP，long-shortdayplant）

短长日植物（SLDP,short-longdayplant）

中日性植物（IDP,intermediate-dayplant）（2）光周期的诱导

光周期诱导（photoperiodicinduction）：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：临界日长、诱导周期数、光的性质。

诱导周期数——植物达到开花适宜的光周期数。光强光周期诱导的光强很微弱，50-100lx。光质红光对花诱导最有效。

试验证明，植物开花决定于暗期的长度而不是光期的长度。

临界暗期：指昼夜周期中LDP能够开花的最长暗期长度或SDP开花所需的最短暗期长度。

SDP实际上是长夜植物，LDP是短夜植物。

暗期间断的效果取决于最后一次照射的是红光还是远红光。

对SDP而言，红光阻止开花，远红光促进开花；对LDP而言，红光促进开花，远红光阻止开花。红光-远红光可逆反应的存在，表明光敏色素系统参与了成花诱导过程。（3）光敏色素与成花诱导

光敏色素控制植物开花取决于Pfr/Pr的相对比值，而不取决于其绝对量。对SDP而言，开花需要较低的Pfr/Pr比值，在光期结束时，Pfr占优势，进入暗期时，Pfr暗逆转或降解，当Pfr/Pr比值降到低于临界值时，促进SDP开花。对LDP而言，开花需要较高的Pfr/Pr比值，暗期过长则抑制开花。

用红光间断暗期，Pfr水平提高，Pr水平下降，Pfr/Pr比值升高，SDP开花受到抑制，LDP开花受到促进。

SDP开花要求的是暗期前期的“高Pfr反应”和后期的“低Pfr反应”。LDP开花要求的是暗期前期的“低Pfr反应”和后期的“高Pfr反应”。SDP的习性LDP的习性光的状况营养生长开花光暗闪光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

返回四、雄蕊的发育及花粉粒的形成雄蕊的扫描电镜

花药的发育过程

（一）花药的发育

花药的结构

花药的结构（二）小孢子发生*孢原细胞

外层初生周缘层内层初生造孢细胞花粉母细胞减数分裂四分体单细胞花粉粒二细胞花粉三细胞花粉成熟花粉粒有丝分裂药室内壁、中层及绒毡层

花药中部的细胞维管束和薄壁细胞药隔同时型(simultaneoustype)

花粉母细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

花粉粒形态

（三）花粉粒的形态和结构*花粉粒大小花粉粒结构

花粉粒外壁(exine)、内壁(intine)

花粉粒结构（四）花粉败育和雄性不育

1．雄性不育（malesterility）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，这一现象称为雄性不育。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过正常的发育，不能起到生殖的作用，这一现象，称为花粉的败育。2．花粉败育（abortion）（四）花粉败育和雄性不育愈伤组织(callus)

返回五、雌蕊的发育及配囊的形成

（一）柱头、花柱与子房1．柱头(Stigma)花柱类型

实心型花柱(solidstyle)

2.花柱

空心型花柱(hollowstyle)

花柱类型半封闭型花柱

花柱类型3．子房

（二）胚珠的发育与结构1．成熟胚珠的结构

合点(chalaza)：珠心基部，珠被、珠心和珠柄连合的部位。

珠心(nucellus)：胚珠中最重要的部分，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。

珠柄(funiculus)：胚珠基部着生于胎座上的小柄，维管束经胎座进入胚珠。

珠被(integument)：包被珠心组织的结构，有的植物可有外珠被(outerintegument)和内珠被(innerintegument)。

珠孔(micropyle)：珠被前端未闭合留下的小孔。2.胚珠的发育

成熟胚囊的结构（三）胚囊的发育与结构*助细胞胚囊的发育孢原细胞

外侧周缘细胞内侧造孢细胞胚囊母细胞减数分裂四分体单核胚囊二核胚囊四核胚囊成熟的八核胚囊

返回六、开花、传粉与受精(一)开花(anthesis)自花传粉(self-pollination)

异花传粉(cross-pollination)

（二）传粉1．传粉的方式2、植物对异花传粉的适应·单性花unisexualflower

·雌雄异熟dichogamy

·雌雄蕊异长heterogony

·雌雄蕊异位herkogamy

·自花不孕self-sterility

昆虫传粉风传粉鸟传粉

水传粉动物传粉3、异花传粉的媒介

（三）受精*花粉粒的萌发

花粉管进入胚珠的方式

珠孔受精合点受精中部受精返回

胚电镜扫描图片七、种子发育与结构双子叶植物胚的发育生活史

荠菜胚发育各期切片图（1）核型胚乳（2）细胞型胚乳（3