开花、传粉和受精声像

1、第四节 开花、传粉和受精,一、开花（Anthesis,当花中雄蕊的花粉和雌蕊子房中的胚囊（或两者之一）成熟后，花萼和花冠（或花被）展开露出雄蕊和雌蕊的现象称为开花。 各种植物的开花年龄、开花季节和开花期各不相同,开花期（Blooming stage,在一个生长季内，一株植物从第一朵花开放到最后一朵花开毕所经历的时间称为开花期。 开花期的长短受植物种类、营养状况、外界环境条件（纬度、海拔、气温、光照、温度）等多方面因素的影响。 小麦：36天；兰科植物：23个月,花为谁开,二、传粉（Pollination,成熟花粉以各种不同的方式传到雌蕊柱头上的过程称为传粉。 （一）传粉方式 （二）传粉媒介 （三

2、）农业上对传粉规律的利用,一）传粉方式,自然界植物的传粉方式主要有两种： 自花传粉（Self-pollination） 异花传粉（ Cross-pollination ） 自花传粉和异花传粉生物学意义,自花传粉（Self-pollination,一朵花的成熟花粉粒传到同一朵花的柱头上，并能受精结实的过程，称为自花传粉。 在实际应用中，自花传粉的概念，还指在果树栽培上同品种异株间的传粉和在农作物上同株异花间的传粉,1）两性花； （2）雌、雄蕊同时成熟； （3）雌蕊的柱头对于本花的花粉萌发和花粉 管中雄配子的发育没有任何生理阻碍。 闭花受精：花尚未开放，就已经完成受精作用。是一种典型的自花传粉 。

3、 花蕾中的花粉直接在花粉囊里萌发，花粉管穿过花粉囊的壁，向柱头生长，完成受精。如豌豆、落花生,自花传粉的花必然是,异花传粉（Cross-pollination,一朵花的成熟花粉粒借助外力传到另一朵花的柱头上，并能受精结实的过程，称为异花传粉。 在果树栽培上，不同品种间的传粉和作物栽培上不同植株间的传粉，也称异花传粉,1）单性花 （2）花蕊异长 （3）雌雄蕊异熟 （3）自花不孕,植物对异花传粉的适应,自花传粉和异花传粉的生物学意义,自花传粉是一种原始的传粉形式，但当异花传粉缺乏必要的传粉条件时则成为保证植物繁衍的特别适应形式。同时，还有利于物种保持纯合状态。 异花传粉在植物界比较普遍地存在，与自

4、花传粉相比，是一种进化的方式。异花传粉的精、卵细胞来自不同植株的花（或同一植株不同的花），其产生的环境条件差异较大，遗传性差异也较大，受精后易产生新的变异，使其后代具有较强的生活力和适应性，抗逆性更强,二）传粉媒介：植物世界的“媒人,虫媒（Insect-pollinated） 风媒（Wind-pollinated） 鸟媒（Bird-pollinated） 水媒（Water-pollinated） 其它方式,传粉方式的 多样性录像,如果你是一只小蜜蜂，你会到什么样的花上采蜜呢,风媒花（Wind-pollinated flower,花被很小或退化，无鲜艳的颜色，无香味，常成柔软下垂的葇荑花序，花丝

5、细长，柱头羽毛状；花粉多而小、光滑、干燥、轻,虫媒花（Insect-pollinated flower,花冠常大而明显，颜色鲜艳，芳香或具特殊气味，具蜜腺；花粉粒较大、外壁粗糙、有花纹、具粘性,虫媒花,在长期的进化过程 中，植物的花与昆 虫常常协同进化,兰花的传粉机制,鸟媒花,在长期的进化过程中，鸟媒植物的花和传粉鸟具有很特殊的共同适应性变化,水媒花,雄花,雌花,哺乳动物传粉,植物传粉方式的多样性,植物对异花传粉的适应单性花,雄花,雌花,下位子房,玉米的雄花序,玉米的雌花序,植物对异花传粉的适应花蕊异长,雄蕊,雌蕊,雌蕊,雄蕊,红芽大戟花中的雌、雄蕊具二种类型,二型花柱的种内不亲和图解,三）农

6、业上对传粉规律的利用,人工辅助授粉 如人工杂交，选育新品种。 自花传粉的利用 如培育自交系，进行育种研究,三、受精（Fertilization,卵细胞（雌配子）和精细胞（雄配子）相互融合的过程称为受精,三、受精（Fertilization,一）花粉粒的萌发和花粉管的生长 （二）双受精的过程及其生物学意义 （三）受精的选择性和多精入卵 （四）多倍体的概念,一）花粉粒的萌发和花粉管的生长,1、花粉粒的萌发 落在柱头上的花粉 经过“识别”，生理 上亲和的花粉粒即 在柱头上萌发产生 花粉管,一）花粉粒的萌发和花粉管的生长,2、花粉管的生长 花粉管进入花柱， 从中吸收糖类等 物质，合成新壁， 不断伸长。

7、把两 个精子带到子房， 并送入胚囊,花粉管通过花柱进入子房以后，通常沿子房壁内表面或胎座继续生长，直趋胚珠。 花粉管进入胚珠有三条途径： 珠孔受精：花粉管经珠孔进入珠心，到达胚囊。 如油茶及大多数被子植物。 合点受精：花粉管经合点到达胚囊。如桦、桤木、 榆、胡桃等。 中部受精：花粉管经珠被进入胚珠、到达胚囊。 如南瓜属。这一类型很少见,二）双受精的过程及其生物学意义,花粉管进入胚囊释放两个精子，分别与卵细胞和中央细胞受精的现象，称为双受精。 双受精是被子植物特有的受精现象,初生胚乳核 （3N,合子（2N,1、双受精的过程,花粉管到达胚囊时，其端壁形成小孔,将2个精细胞分别送到卵细胞和中央细胞附

8、近,1个与卵细胞的质膜融合,1个与中央细胞的质膜融合,精核入卵,精核入中央细胞,核膜融合,核膜融合,核质、核仁融合,核质、核仁融合,受精卵(合子,初生胚乳核,胚(2N,胚乳(3N,2、双受精的生物学意义,保持了物种遗传的相对稳定性 单倍体的精细胞和卵细胞融合形成二倍体的合子，恢复了植物体原有的染色体数目。 丰富了后代的遗传变异性 经过减数分裂后形成的精、卵细胞在遗传上常有差异，受精后形成的后代常出现新的性状。 形成三倍体胚乳，为胚发育或萌发提供营养，使后代的生活力更强，适应性更广。 精子与中央细胞的极核或次生核融合形成三倍体的初生胚乳核，并发育成为胚乳，同样结合了父、母本的遗传特性，生理上更为

9、活跃，作为营养被胚吸收利用，使后代的变异性更大，生活力更强，适应性更广,2、双受精的生物学意义,双受精作用不仅是植物界有性生殖的最进化、最高级的受精方式； 也是被子植物在植物界占优势的重要原因； 是植物遗传和育种学的重要理论依据,三）受精的选择性和多精入卵,受精的选择性： 植物在传粉、受精的整个过程中，各个阶段都有选择性，这种现象 称为受精的选择性,多精子现象： 有时可能有几条花粉管同时进入一个胚囊中，此时，胚囊中就有 2对以上的精子，这称为多精子现象,多胚现象： 多余的精子与助细胞或反足细胞 受精发育成胚，这时胚囊中有 1个以上的胚，称多胚现象,多精入卵： 有2个以上的精细胞进入到卵细胞中。

10、 多余的精细胞一般被消化，但也可能 发育形成多倍体植株,四）多倍体的概念,体细胞中具有3组以上染色体组的生物体称为多倍体。 多倍体是获得高产、优质新品种的途径之一,四、外界环境条件对传粉受精的影响,开花、传粉和受精过程对外界条件较为敏感，不良条件导致空粒增多或落花落果，降低产量。 以温度的影响最为显著，湿度、水分也有很大影响，低温、阴雨等不良条件使传粉受精过程发生障碍，会导致结实率降低。 农业生产中宜选用生育期合适的良种,第五节 种子的发育,初生胚乳核,胚乳,合子,胚,珠孔,种孔,珠心,反足细胞,珠被,种皮,被消化、 吸收,受精的胚珠,种子,受精后胚珠的动态,第五节 种子的发育,一、胚的发育

11、二、胚乳的发育 三、种皮的发育 四、无融合生殖和多胚现象,第六节,一、胚的发育,合子,休眠期,2细胞原胚,成熟胚,形成纤维素壁,一）双子叶植物胚的发育 （荠菜胚的发育,成熟胚,球形胚,心形胚,鱼雷形胚,马蹄形胚,2 细胞 原胚,合 子,一）双子叶植物胚的发育 （荠菜胚的发育,合子,基细胞,顶细胞,胚柄（单列多细胞,胚根的一部分,四分体,八分体,球形胚,鱼雷形胚,马蹄形胚,成熟胚,二）单子叶植物胚的发育,从合子至原胚的发育过程与双子叶植物相似，但以后只发育出一片子叶,合子,2细胞原胚,梨形胚（上部的一侧出现凹沟,凹沟以上部分,凹沟下面（梨形胚的中部,凹沟的基部,盾片的大部分、 胚芽鞘的大部分,胚

12、芽鞘的其余部分以及胚芽、 胚轴、胚根、胚根鞘和外胚叶,主要形成盾片的下部 和胚柄,小麦颖果纵切面,盾片,胚芽鞘,胚芽,胚轴,胚根,胚根鞘,图4 - 38 普通小麦胚的发育 AD.二细胞、四细胞、多细胞的原胚(授粉后1，2，3，4天)； EG.梨形多细胞原胚，盾片刚微现 (授粉后57天)； HK.胚芽、胚芽鞘、胚根、胚根鞘和外胚叶逐渐分化形成(授粉后1015天) L.胚发育比较完全(授粉后20天)；M.胚发育完全(授粉后35天) 1. 盾片的上皮；2.盾片；3.胚芽鞘；4.胚芽；5.外胚叶；6.胚根；7.根冠；8.胚根鞘,二、胚乳的发育,被子植物的胚乳由三倍体的初生胚乳核发育形成。 胚乳的发育早

13、于胚的发育，为幼胚的生长发育提供养料。 胚乳的发育方式常见有以下3种： 1、核型胚乳：单子叶植物和双子叶离瓣花植物 2、细胞型胚乳：大多数双子叶合瓣花植物 3、沼生目型胚乳：多见于沼生目,1、核型胚乳,初生胚乳核最初的多次分裂只进行核分裂而不产生细胞壁，胚乳核呈游离状态分布在胚囊中，待发育到一定阶段才在细胞核之间产生细胞壁，形成胚乳细胞,初生胚乳核,多数游离核,胚乳细胞,多次分裂,形成新壁,2、细胞型胚乳,胚乳发育过程无游离核时期，初生胚乳核多次分裂后均产生细胞壁，形成胚乳细胞,初生胚乳核,胚乳细胞,多次分裂,形成新壁,3、沼生目型胚乳,核型和细胞型的中间类型。初生胚乳核首次分裂时形成细胞壁将

14、胚囊分割成珠孔室和合点室。随后，每室中进行游离核分裂，合点室也可不分裂,4、外胚乳,大多数植物中，珠心在胚囊以及胚和胚乳的发育中被分解、吸收。 外胚乳：少数植物的珠心组织随种子的发育而增大，形成一种类似胚乳的贮藏组织，称为外胚乳。如菠菜、咖啡等。 外胚乳是非受精的产物，为二倍体组织,三、种皮的发育,种皮由珠被发育形成。种皮有的干燥、有的肉质,1层珠被,1层种皮,2层珠被,2层种皮,1层种皮,珠柄,种柄,珠孔,种孔,大豆种皮的结构,假种皮,假种皮：有的植物的种皮外面还有一些覆盖层，是由珠柄或胎座等部分发育而成的假种皮。 荔枝、龙眼的可食部分是由珠柄发育而成的假种皮 ； 苦瓜、番木瓜种子外面的肉质

15、附属物是由胎座发育而成的假种皮,四、无融合生殖和多胚现象,不经受精（雌雄性细胞融合）而产生胚的现象称为无融合生殖。 有些植物可由卵细胞、助细胞、反足细胞、甚至珠心细胞或珠被细胞发育形成胚,不定胚和多胚现象,由胚囊以外的珠心或珠被细胞形成的胚称为不定胚。 种子中含有两个或两个以上的胚的现象称为多胚现象。如柑橘、芒果。 合子胚（1个）、珠心胚（多个,第六节 果实的发育、结构和传播,一、果实的发育与结构 二、单性结实和无籽结实 三、果实与种子的传播,第七节,一、果实的发育与结构,子房,胚珠,花萼,花瓣,雄蕊,雌蕊的柱头和花柱,果实,种子,枯萎或宿存,凋谢枯萎,凋谢枯萎,凋谢枯萎,受精前,结果后,花托

16、,花梗,成为果皮一部分,果柄,果实的结构真果,单纯由子房发育成的果实，称为真果。 如花生、水稻、小麦、柑桔、桃、李等,真果,果实的结构假果,由子房和花的其它部分如花托、花被筒甚至整个花序共同参与形成的果实称为假果,果实的结构假果,苹果、梨的主要食用部分是由花托和花被筒合生的部分发育形成的，只有果实中心的一小部分是由子房发育而成。 南瓜、冬瓜较硬的皮部是花托发育成的部分及外果皮，食用部分主要是中果皮和内果皮。 西瓜的食用部分则主要是胎座,二、单性结实和无籽结实,不经受精作用而形成果实的现象称为单性结实。 单性结实由于胚珠没有受精而不能发育形成种子，因此形成的是无籽果实。 单性结实必然形成无籽果实，但无籽果实不全是单性结实的产物，因为有些植物受精后，胚珠发育形成种子的过程受阻，种子败育而形成无籽果实,三、果实与种子的传播,在长期自然选择过程中，植物的果实和种子形成了适应不同传播媒介的多种形态特征，以利于果实和种子的散布，扩大后代植株生长的范围，使种族繁衍昌盛。 果实和种子的传播方式主要有： 风力传播 水力传播 动物和人类的活动传播 果实本身的弹力传播,果实与种子的传播风力传播,果实与种子的传播水力传播,椰子的果实,一种莎草科植物的种子，外被膨大的覆盖层,果实与种子的传播动物传播,果实与种子的传播弹力传播,潮湿条件下,干燥条件下,牻牛儿苗的果实,第七节 被子