第五章 植物的繁殖

1、第五章第五章 植物的繁殖植物的繁殖植物的生长发育植物的生长发育生长生长( (growth) )：是植物体：是植物体体积增大体积增大的过程，是通过的过程，是通过 细胞数量的增多和体积的增大来完成的。细胞数量的增多和体积的增大来完成的。发育发育( (development) )：是植物体：是植物体结构和机能变化结构和机能变化的的过程，具体表现为细胞、组织和器官的分化。过程，具体表现为细胞、组织和器官的分化。植物的生活周期植物的生活周期( (plant life cycle):): 被子植物的生活周期就是从种子到种子的循环，被子植物的生活周期就是从种子到种子的循环，经历种子萌发、营养生长、生殖生长（

2、花的形成、胚经历种子萌发、营养生长、生殖生长（花的形成、胚的发育），最后又生成种子的过程的发育），最后又生成种子的过程植物繁殖的类型（植物繁殖的类型（P195）繁殖（繁殖（propagationpropagation）生殖生殖 (reproduction)(reproduction)营养繁殖（营养繁殖（vegetative propagationvegetative propagation）无性生殖无性生殖 (asexual reproduction)(asexual reproduction)有性生殖有性生殖 (sexual reproduction)(sexual reproduction

3、)被子植物繁殖器官：花被子植物繁殖器官：花 、果实、果实、 种子种子无性繁殖无性繁殖花药花药有性繁殖有性繁殖子房子房胚珠胚珠一、花的组成与基本结构一、花的组成与基本结构完整花：完整花：花柄花柄花托花托花被（萼片和花瓣）花被（萼片和花瓣）雄蕊雄蕊雌蕊雌蕊第一节第一节 花花花柄：小枝，支持，输导花柄：小枝，支持，输导花托：膨大，着生花被和雌雄蕊，有柱状、圆顶花托：膨大，着生花被和雌雄蕊，有柱状、圆顶状、杯状花托等。状、杯状花托等。（一）花柄和花托（一）花柄和花托（二）萼片（二）萼片花萼花萼 着生在花托边缘的花器官。着生在花托边缘的花器官。 花萼：一朵花中所有萼片的总称。花萼：一朵花中所有萼片的总称

4、。 萼片为绿色，萼片可联合也可分离萼片为绿色，萼片可联合也可分离（三）花瓣（三）花瓣花冠花冠着生在花托上的花器官，多呈艳丽颜色。着生在花托上的花器官，多呈艳丽颜色。花冠：一朵花中所有花瓣总称。花冠：一朵花中所有花瓣总称。 合瓣与离瓣合瓣与离瓣 花萼与花冠的总称花被。 双被花：花萼与花冠齐备的花。 单被花：花萼与花冠缺一或不能区分的花。如荞麦、百合。 无被花：有的植物花被全部退化，如杨、柳、桦木等，称之为无被花。 樱花：樱花：双被花双被花单单被被花花百合百合 卷丹卷丹郁金香郁金香 （四）（四）雄蕊群 位于花冠的内方，是一朵花中全部雄蕊的总称。 每一雄蕊含花药和花丝两部分。 产生花粉产生花粉 花药

5、花药支持花药支持花药 花丝花丝（杯状花托）（杯状花托）花药的着生方式（花药的着生方式（P198）花药开裂方式花药开裂方式 （五）雌蕊群雌蕊群 位于花的中央，是一朵花中所有构成雌蕊的总称。每个雌蕊一般可分为柱头、花柱和子房三部分。 柱头位于雌蕊的顶端，为承受花粉的地方。以后，花粉粒萌发，产生花粉管，穿经花柱而进入子房。子房通常膨大，内着生有胚珠。 柱头柱头花柱花柱子房子房心皮心皮的概念（P198） 具有生殖作用的变态叶，是构成雌蕊的基本单位。（P199图 5-7） 由一个心皮的边缘向内卷合或数个心皮边缘互相连合而形成雌蕊。 心皮边缘相结合处为腹缝线，心皮中央相当于叶片中脉的部位为背缝线。 胚珠着

6、生在腹缝线上。雌蕊群的类型单雌蕊 由一个心皮构成的雌蕊，如大豆、桃。离生单雌蕊 一朵花中具有多个心皮，但各个心皮均单独分离，各自形成一个雌蕊，如草莓、蔷薇。复雌蕊 由2个或2个以上的心皮联合而成一个雌蕊，如拟南芥、苹果、黄瓜以及柑橘等。 1.离生单雌蕊离生单雌蕊 2-4. 复雌蕊复雌蕊 胚珠着生的位置叫胎座胚珠着生的位置叫胎座（P202P202）根据子房与花托愈合程度不同可分为：）根据子房与花托愈合程度不同可分为：（1）子房上位，花下位）子房上位，花下位 子房仅以底部着生在花托上，花的其余部分着生在子房下或周围的花托上。子房仅以底部着生在花托上，花的其余部分着生在子房下或周围的花托上。（2）子

7、房下位，花上位）子房下位，花上位 整个子房埋生于下陷的花托中，并与之愈合，花的其余部分生于子房上的花整个子房埋生于下陷的花托中，并与之愈合，花的其余部分生于子房上的花托边缘。托边缘。（3）子房半下位，花周位）子房半下位，花周位 子房下半部陷生于在花托中，并与花托愈合，上半部仍露在外面，花的其余子房下半部陷生于在花托中，并与花托愈合，上半部仍露在外面，花的其余部分着生于子房周围的花托边缘。部分着生于子房周围的花托边缘。二、花序（花序（P203 P203 图图5-11 5-11 花序类型）花序类型） 许多花依一定的方式和顺序排列于总花轴上形成花序。 根据花序轴分枝的方式和开花的顺序，分为无限花序无

8、限花序开花期间花序轴可以继续生长，不开花期间花序轴可以继续生长，不 断产生小花。断产生小花。有限花序有限花序小花开放顺序是从上到下或由内到小花开放顺序是从上到下或由内到 外依次开放。外依次开放。一、雄性生殖器官的结构与功能 成熟雄蕊的一般结构：雄雄蕊蕊花丝花丝 花药花药四个花粉囊（被子植物）四个花粉囊（被子植物）花粉成花粉成熟时药隔每侧的二个相通熟时药隔每侧的二个相通药隔药隔花药结构花药结构P2081.表皮：保护2.药室内壁特征:径向排列的纤维状层功能：可能与花药开裂有关3.中层：富含淀粉和其它储藏物4.绒毡层特征：细胞大，细胞器丰富，营养丰富，初单核功能：提供营养物质；分泌胼胝质酶；合成花粉

9、外壁蛋白；合成孢粉素二二 花药发育过程花药发育过程P209二 花药的发育（P211）雄蕊原基雄蕊原基花药原始体花药原始体表皮表皮-破损破损孢原孢原细胞细胞(4组组)初生壁细初生壁细胞胞(3-多层多层)造孢造孢细胞细胞外层为药室内壁外层为药室内壁-纤维层纤维层中层中层(1-3层层)-破坏破坏内层为绒毡层内层为绒毡层-解体解体花粉囊壁花粉囊壁花粉母细胞花粉母细胞花粉粒花粉粒 药隔和维管束药隔和维管束减数分裂三、小孢子的产生（三、小孢子的产生（P211）四、花粉（雄配子体）的发育四、花粉（雄配子体）的发育单核单核花粉花粉营养细胞营养细胞(大大)生殖细胞生殖细胞(小小)精细胞精细胞精细胞精细胞内层壁薄

10、内层壁薄外层增厚成花纹外层增厚成花纹,具萌发孔具萌发孔2细胞花粉细胞花粉70%被子植物被子植物花粉管中分裂成两个精子花粉管中分裂成两个精子3细胞花粉细胞花粉30%被子植物被子植物生殖细胞形成不久即分裂成生殖细胞形成不久即分裂成两个精子两个精子核第核第1次分裂次分裂壁增厚壁增厚为为2层层P213 图图5-2070%30%五、成熟花粉的结构与功能花粉粒的形态和大小形态多样：整体形态；表面形态；萌发孔的数目、形状和着生位置-孢粉学大小1520m花粉粒的结构 P214花粉壁营养细胞生殖细胞精子Lilium longiflorumAcacia cultriformisPersea americanaCo

11、smus bipinnatus第三节第三节 胚珠与胚囊（雌配子体）胚珠与胚囊（雌配子体）的发育的发育一、胚珠的发育与类型一、胚珠的发育与类型( (一一) )胚珠的结构胚珠的结构胎座的位胎座的位置开始置开始中央中央2层胚性细胞突起层胚性细胞突起形成形成胚珠原基胚珠原基珠心基部细胞分裂加快，珠心基部细胞分裂加快，形成环状突起形成环状突起珠心珠心珠被珠被(顶端为珠孔顶端为珠孔)珠柄珠柄合合点点前端前端后端后端P217图图5-25（二）胚珠的发育（二）胚珠的发育（三）胚珠的类型（三）胚珠的类型（P218）直生胚珠：珠孔、合点和珠柄直生胚珠：珠孔、合点和珠柄 在一条线上。在一条线上。倒生胚珠：原基一侧细

12、胞分裂倒生胚珠：原基一侧细胞分裂 较快，倒转较快，倒转180。二、大孢子的发生与胚囊发育（P218）（一）大孢子的发生(总结)：珠心中产生珠心中产生1个孢原细胞个孢原细胞大孢子大孢子母细胞母细胞大孢子大孢子胚囊胚囊造孢细胞造孢细胞周缘细胞周缘细胞珠心组织珠心组织减数减数分裂分裂有丝有丝分裂分裂平周分裂平周分裂通常靠近合点端的为功能通常靠近合点端的为功能大孢子，可进一步进行胚大孢子，可进一步进行胚囊发育，其余囊发育，其余3个退化。个退化。二、二、 胚囊(雌配子体)的发育（参见：P219图5-27）（一）以蓼型胚囊的发育过程为例:大孢大孢子母子母细胞细胞4个个大孢大孢子子1个功个功能大能大孢子孢子

13、7细胞细胞8核核胚囊胚囊珠孔珠孔端端3核核中央中央2核核合点合点端端3核核卵器卵器中央细胞中央细胞（融合为一个双（融合为一个双核细胞）核细胞）反足反足细胞细胞减数减数分裂分裂3个个退化退化被研究的被子植物占被研究的被子植物占81%胚囊发育胚囊发育（二）胚囊发育类型单孢子型胚囊(蓼型胚囊) 减数分裂产生的4个大孢子仅1个参加胚囊发育双孢子型胚囊(葱型) 减数分裂产生的2个大孢子核参加胚囊发育四孢子型胚囊(贝母型胚囊) 减数分裂产生的4个大孢子核均参加胚囊发育第一次第一次减数分减数分裂珠后裂珠后珠孔端珠孔端细胞退细胞退化化第一第一有丝有丝分裂分裂中期中期3个核纺个核纺锤体和染锤体和染色体合并色体合

14、并成成2个三个三倍体倍体三、成熟胚囊的结构（P221 图5-29）卵器雌性生殖单位卵: 大液泡在珠孔端,核在合点端; 助细胞：受精后解体。助细胞珠孔端有丝状器。 功能: 吸收代谢物转运至胚囊; 引导花粉管定向生长; 有助于花粉管及内容物进入胚囊中央细胞（极核）反足细胞:向胚囊转送营养物质丝状器丝状器第四节 传粉与受精（P222）一、传粉（一）传粉的方式自花传粉（self-pollinatoin）：概念：花粉落到同一朵花的柱头上条件：两性花；雌雄蕊同时成熟；接受自身花粉无生理障碍 异花传粉（cross-pollinatoin）：概念：花粉落到另一朵花的柱头上条件：单性花；两性花的雌雄蕊不同时成熟

15、；自交不亲和（二）传粉的媒介风媒（anemophilous）虫媒（entomophilous）鸟媒（ornithophilous）兽媒（chiropterophilous）水媒（hydrophilous）人工授粉（artifical pollination）受精受精(fertilization)概念概念 雌、雄性细胞，即卵细胞和精子互相融合的过雌、雄性细胞，即卵细胞和精子互相融合的过程称为受精。程称为受精。 受精作用过程受精作用过程 （1）花粉粒的萌发）花粉粒的萌发 （2）花粉管的生长）花粉管的生长 （3）花粉管进入胚珠与胚囊）花粉管进入胚珠与胚囊 （4）两个精子分别与卵细胞与中央细胞融合）两

16、个精子分别与卵细胞与中央细胞融合二、受精作用（P225）二、受精作用（P225）（一）花粉在柱头上的萌发正常萌发的关键： 花粉与柱头进行细胞识别，阻止遗传差异较大花粉在柱头上萌发。柱头类型： 1.湿型柱头：表面有分泌物（高尔基体分泌） 如：烟草 矮牵牛 百合 2.干型柱头：表面有亲水性蛋白，从下层角质层中断处的细胞内吸水，满足花粉萌发。 如：小麦、棉花、水稻 （二）花粉管在雌蕊组织中的生长1. 空心花柱： （1）中央是花柱道（2）花柱道周围的细胞是通道细胞分泌功能（3） 花粉沿着花柱道在通道细胞分泌的粘液中向下生长。如百合科2.实心花柱（1）无花柱道，中央为引导组织，细胞间隙较大（2）花粉管在

17、引导组织的细胞间隙中向下生长。如白菜、棉花。花粉管进入胚囊的方式怎样进入胚囊：从1个助细胞丝状器处进入定向生长的原因：向化性向高钙离子浓度方向（推测）（三）花粉管到达胚珠进入胚囊（四）双受精是指被子植物的雄配子体形成的两个精子，一个与是指被子植物的雄配子体形成的两个精子，一个与卵卵融合形融合形成二倍体的合子（成二倍体的合子（2n），另一个与），另一个与中央细胞的极核中央细胞的极核（通常（通常两个）融合形成两个）融合形成初生胚乳核（初生胚乳核（3n）的现象。的现象。（四）双受精双受精作用的生物学意义（P231） 精子与卵细胞结合，形成二倍体的合子，使植物原有染色体的数目得以恢复，保持了物种的相对

18、稳定性；通过父、母本具有差异的遗传物质重组，使合子具有双重遗传性，既加强了后代个体的生活力和适应性，又为后代中可能出现新性状、新变异提供了基础。胚乳同样兼有双亲的遗传性，更适合于作为新一代植物胚胎期的养料，可以使子代的生活力更强，适应性更广。 双受精作用是植物界有性生殖的最进化、最高级的形式，是被子植物在植物界繁荣昌盛的重要原因之一。 种子由胚、胚乳和种皮三部分组成. 合子（受精卵） 胚（2n） 初生胚乳核（受精极核） 胚乳（3n） 珠被 种皮（2n）合子形成后，须经过一段时间的“休眠”期。在“休眠”期，极性加强。橫橫裂裂P234原胚原胚阶段阶段球形球形三角形三角形心形心形鱼类鱼类马蹄马蹄（二

19、）单子叶植物胚的发育 单子叶胚的发育与双子叶植物胚的发育基本相同，只是有一个子叶原基形成，因此没有心形和鱼雷胚阶段，子叶原基形成时胚为棒形。P237 图图5-42由初生胚乳核（受精极核）发育而来，是三倍体结构。胚乳的发育进程较早于胚的发育，为幼胚的发育及时提供必需的营养物质。（P236）存在不形成细胞壁存在不形成细胞壁的游离核时期的游离核时期有丝分裂 当游离核达到一定数量，各核之间开始出现细胞壁，形成胚乳细胞。不存在不形成细胞不存在不形成细胞壁的游离核时期壁的游离核时期有的植物种子还具有假种皮，它是由有的植物种子还具有假种皮，它是由珠柄或胎座珠柄或胎座发育而成的结构，包于种皮之外，发育而成的结

20、构，包于种皮之外，如荔枝、桂圆等果实中肉质可食部分就是假种皮。如荔枝、桂圆等果实中肉质可食部分就是假种皮。若珠被为二层时，若珠被为二层时，外珠被发育为外珠被发育为外种皮外种皮，内珠被发育为内珠被发育为内种皮内种皮。外种皮为厚壁组织组成，外种皮为厚壁组织组成，有有保护作用保护作用。有的具有。有的具有发达的表皮毛，如棉花发达的表皮毛，如棉花种子外面的纤维。内种种子外面的纤维。内种皮较薄，多由薄壁组织皮较薄，多由薄壁组织组成。组成。桂圆的假种皮桂圆的假种皮 果实一、一、果实的结构与发育（果实的结构与发育（P241P241）1、形成：受精后由子房发育为果实、形成：受精后由子房发育为果实真果真果：单纯由

21、子房单纯由子房发育而成的果实。如桃、发育而成的果实。如桃、杏的果实。杏的果实。假果假果：非心皮组织（非心皮组织（如花被、花托等如花被、花托等）与子房一起共同参与形成的果实。与子房一起共同参与形成的果实。如苹果、如苹果、瓜类、桑椹等的果实。瓜类、桑椹等的果实。2.果实的结构果实的结构（1）真果 外果皮：一层表皮（外被表皮毛），三层果皮 中果皮：肉质，由大型薄壁细胞和纤维素 内果皮：坚硬由木质化的石细胞构成不同植物果皮的三层结构变化比较大，尤其是中和内果皮。（人为划分）桃（真果）桃（真果）（2）苹果（假果，花萼筒或称托杯参与形成，且为果实的主要）苹果（假果，花萼筒或称托杯参与形成，且为果实的主要食

22、用部位）食用部位）二、果实的类型（P242）（一） 根据果实的来源: 真果、假果（二） 根据心皮和花部的关系将果实分为单果、聚合果、复果(聚花果)三大类。（三） 根据果皮成熟时的结构和质地，果实可分为干果、肉质果两大类。（二）根据心皮和花部根据心皮和花部的关系分类（的关系分类（P242）单果：单心皮雌蕊或合生心皮雌蕊形成的果实。聚合果:一朵花中有许多雌蕊(离生雌蕊)，每个雌蕊形成一个小果，并相聚在同一花托上。聚花果：如果果实是由整个花序发育而来，花序也参与果实的组成部分。也称复果。如桑椹（柔荑花序） 、菠萝（肉穗花序）。（P203 图5-11）（三）根据果皮成熟时的结构和质地，果实可分为干果、

23、肉质果两大类。肉果(fleshy fruit): 果皮肥厚肉质.主要有浆果、核果、梨果。干果(dry fruit)：果皮干燥无汁。根据成熟时果皮是否开裂分为裂果和闭果。1.肉果肉果之浆果、核果、梨果（1）浆果(berry):由一个或几个心皮形成，果皮除表面细胞外都肉质化，内含多枚种子。葫芦科植物的浆果特称为瓠果: 肉质部分由子房和花托共同发育而成，属假果。可食部分为胎座可食部分为胎座可食部分为果皮可食部分为果皮柑橘类果实也是浆果，特称为柑果，如橘子、柚子、柠檬由多心皮的中轴胎座发育而来的柚子果实柚子果实结构观察结构观察（2）核果(drupe):由单雌蕊发展而成，内含一枚种子，核果果皮明显分为三

24、层。 外层薄，中层皮肉多汁，内果皮木质化。1.肉果肉果之浆果、核果、梨果之浆果、核果、梨果1.肉果肉果之浆果、核果、梨果之浆果、核果、梨果梨果(pome): 具子房下位花的植物所有。果实由花托与子房部分愈合后共同形成，为假果。2. 2. 干果干果: :果实成熟后果皮干燥。果实成熟后果皮干燥。根据成熟后果皮是否开裂分为：根据成熟后果皮是否开裂分为：(1)裂果(dehiscent fruit)通常多枚种子 荚果 蓇葖果 蒴果 角果(2)闭果(indehiscent fruit)通常含1枚种子 瘦果 翅果 坚果 颖果 双悬果（三）根据果皮成熟时的结构和质地，果实可分为干果、肉质果两大类。(1)裂果类 荚果:单心皮发育而成，成熟后沿背缝和腹缝两面开裂。(1)裂果类蓇葖果(f