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文档简介
被子植物生殖器官HG第1页,共190页,2023年,2月20日,星期二植物的繁殖(reproduction):
植物由旧个体产生新个体以延续其种族的现象繁殖方式:
营养繁殖
无性生殖
有性生殖第2页,共190页,2023年,2月20日,星期二(1)营养繁殖(vegetativepropagation):由植物营养体的一部分直接形成新的个体。
利用鳞茎、块茎、块根和匍匐茎等繁殖;低等植物的藻殖段、菌丝段等和高等植物的孢芽、珠芽、根蘖用来繁殖;
农林生产中广为应用的扦插、压条、嫁接和离体组织培养等。第3页,共190页,2023年,2月20日,星期二营养繁殖:第4页,共190页,2023年,2月20日,星期二(2)无性生殖(asexualreproduction):由一种无性生殖细胞(孢子)脱离母体发育成新的个体。 无性生殖是藻、菌、地衣、苔藓、蕨类等植物的一种普遍存在的繁殖方式。 这些植物在生活史的某一阶段能产生一种具有繁殖能力的特化细胞----孢子,当孢子离开母体后,在适宜外界环境下便能发育成一新的植物体的繁殖方式。第5页,共190页,2023年,2月20日,星期二无性生殖:第6页,共190页,2023年,2月20日,星期二(3)有性生殖(sexualreproduction):由植物体产生两性生殖细胞(配子),两性配子结合形成合子,再发育成新的个体。被子植物的有性生殖过程中产生两种形态大小、生理功能、活性完全不同的两种配子,即雄性的精子和雌性的卵子,精卵结合产生合子(受精卵),发育成胚,由胚发育成新的植株。
第7页,共190页,2023年,2月20日,星期二植物的生殖器官(reproductiveorgan):
花、果实、种子花:被子植物特有的有性生殖器官,是形成雌雄生殖细胞和进行有性生殖的场所。花的分化:植物从营养生长转入生殖生长第8页,共190页,2023年,2月20日,星期二第一节
花的组成与发生一、花的概念与花的组成部分花是适应于生殖的变态短枝,其上着生变态叶。第9页,共190页,2023年,2月20日,星期二第10页,共190页,2023年,2月20日,星期二花的概念与花的组成部分:被子植物典型的花:
花梗
花托
花萼:萼片
花冠:花瓣
雄蕊群:多枚雄蕊
雌蕊群:第11页,共190页,2023年,2月20日,星期二花瓣雄蕊花梗花托花萼雌蕊柱头花柱子房花药花丝第12页,共190页,2023年,2月20日,星期二㈠花梗与花托
花梗是枝条的一部分,花托是其顶端膨大成各种形状的部分,有密集的节,着生花的其它部分,起支持和输导的作用。花托凹陷花托突起花托平展第13页,共190页,2023年,2月20日,星期二㈡花被
当花萼和花冠相似不易区分时总称为花被,其每一瓣片则称为花被片。白玉兰第14页,共190页,2023年,2月20日,星期二1、花萼:
由若干萼片组成,保护幼花,并有光合作用等功能;早落或宿存。
离萼:萼片之间完全分离
合萼:萼片彼此之间基部合生或全部合生
萼筒:基部合生部分
萼裂片:顶部分离的部分
(宿存萼;花萼冠毛)第15页,共190页,2023年,2月20日,星期二2、花冠:
由若干花瓣组成,常呈鲜艳色彩或散发出香气,有保护雌、雄蕊和招引昆虫传粉的作用。
离瓣花:花瓣之间完全分离
合瓣花:花瓣彼此基部合生或全部合生
花冠筒:基部合生部分
花冠裂片:顶部分离的部分具备花萼、花冠的花称两被花,仅有花萼(或花冠)的花称单被花,两者皆无的花称无被花或裸花。第16页,共190页,2023年,2月20日,星期二第17页,共190页,2023年,2月20日,星期二长萼报春第18页,共190页,2023年,2月20日,星期二㈢雄蕊群
花中所有雄蕊总称雄蕊群。雄蕊的形态可分为花丝和花药两部分。 花药是产生精子的地方,故雄蕊群是花的重要组成部分之一。花丝花药第19页,共190页,2023年,2月20日,星期二㈣雌蕊群
花中所有雌蕊总称雌蕊群,但多数植物的花只有一枚雌蕊。 雌蕊由1至多个心皮组成。心皮是组成雌蕊的基本单位,是具有生殖作用的变态叶。第20页,共190页,2023年,2月20日,星期二形态上雌蕊可分为:
柱头
花柱
子房雌蕊:第21页,共190页,2023年,2月20日,星期二类型上雌蕊可分为:
单雌蕊:花中只有一个心皮;
复雌蕊(合心皮雌蕊):花中具有两个以上 的心皮而所有心皮合生形成一个雌蕊。
离心皮雌蕊(离生单雌蕊):花中心皮彼此 分离单独形成雌蕊。雌蕊:第22页,共190页,2023年,2月20日,星期二单雌蕊(单心皮雌蕊)柱头花柱子房第23页,共190页,2023年,2月20日,星期二复雌蕊(合心皮雌蕊)第24页,共190页,2023年,2月20日,星期二离心皮雌蕊(离生单雌蕊)第25页,共190页,2023年,2月20日,星期二(五)花的类型根据花的对称性: 辐射对称花 两侧对称花 完全不对称花第26页,共190页,2023年,2月20日,星期二花的类型:根据花组成部分的具备情况: 完全花:具有花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群 不完全花:缺少其1至3部分第27页,共190页,2023年,2月20日,星期二花的类型:根据花被的具备情况: 两被花:具有花萼、花冠 单被花 无被花第28页,共190页,2023年,2月20日,星期二花的类型:根据雌、雄蕊的具备情况: 两性花:雄蕊和雌蕊都有且发育完全 单性花:雌雄同株、雌雄异株 杂性花:杂性同株、杂性异株第29页,共190页,2023年,2月20日,星期二(六)禾本科植物的花及小穗
禾本科植物即以小穗为单位组成各种花序。
1至多朵小花小穗
2枚颖片(小总苞)(外颖、内颖)
小穗轴
雄蕊:3或6枚
雌蕊:1枚
浆片:2枚(花被片)
内稃(苞片)
外稃(苞片,芒)花第30页,共190页,2023年,2月20日,星期二小麦的花序第31页,共190页,2023年,2月20日,星期二第32页,共190页,2023年,2月20日,星期二水稻第33页,共190页,2023年,2月20日,星期二水稻的花序第34页,共190页,2023年,2月20日,星期二二、花芽分化
芽的分化发生质的变化,在茎上一定部位的顶端分生组织(生长锥),不再产生叶原基和腋芽原基,而分化出花的各部分原基或花序各部分原基,最后发育形成花或花序。第35页,共190页,2023年,2月20日,星期二花芽分化: 花芽的出现是被子植物从营养生长进入生殖生长的重要转折标志。 在花芽的分化过程中,顶端分生组织从无限生长变成有限生长,也是顶端分生组织的最后一次活动。第36页,共190页,2023年,2月20日,星期二(一)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)花萼原基分化花瓣原基分化、顶端生长雄蕊原基分化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第37页,共190页,2023年,2月20日,星期二第38页,共190页,2023年,2月20日,星期二第39页,共190页,2023年,2月20日,星期二双子叶植物的花芽分化
花芽各种原基分化的顺序:一般由外向内按花萼、花冠、雄蕊、雌蕊的顺序进行。 落叶树种:花芽休眠 常绿树种:第40页,共190页,2023年,2月20日,星期二(二)禾本科植物花芽分化
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)
第41页,共190页,2023年,2月20日,星期二第42页,共190页,2023年,2月20日,星期二第43页,共190页,2023年,2月20日,星期二第二节
雄蕊的发育与结构
雄蕊原基经过发育,形成花药和花丝。
第44页,共190页,2023年,2月20日,星期二一、雄蕊的发育过程
第45页,共190页,2023年,2月20日,星期二第46页,共190页,2023年,2月20日,星期二二、花药的发育与结构
发育成熟的花药结构包括表皮、药隔、花粉囊三部分。表皮药隔花粉囊第47页,共190页,2023年,2月20日,星期二花药的发育
花药原基四棱形花药雏体四个角表皮下细胞孢原细胞平周分裂初生周缘层细胞造胞细胞初生周缘层细胞平周分裂垂周分裂药隔药室内壁纤维层中层消失绒毡层解体表皮造胞细胞花粉母细胞4个单核花粉粒(四分体,小孢子)直接或分裂减数分裂花粉囊第48页,共190页,2023年,2月20日,星期二花药发育花药原基胞原细胞造胞细胞表皮药室内壁药隔中层绒毡层初生周缘细胞321456原表皮第49页,共190页,2023年,2月20日,星期二成熟花药的结构:1、表皮薄壁组织2、药隔药隔维管束
药室内壁纤维层花粉囊壁中层破损、消失3、花粉囊绒毡层被吸收、消失花粉粒第50页,共190页,2023年,2月20日,星期二第51页,共190页,2023年,2月20日,星期二花药接近成熟时:
药室内壁细胞扩大并有木化和栓化的斜向条状次生壁,因此称为纤维层,其功能与花药开裂有关。第52页,共190页,2023年,2月20日,星期二花药接近成熟时:
中层是1~3层较小的薄壁细胞,初期含有淀粉等营养物质,后来被挤压消失。第53页,共190页,2023年,2月20日,星期二花药接近成熟时:
绒毡层是花粉囊壁最内一层较大的薄壁细胞,含有2个或多个细胞核,含有蛋白质、RNA、油脂、类胡萝卜素和孢粉素等营养物质,对花粉粒的形成和发育起重要的营养和调节作用。当花粉粒成熟时,绒毡层解体消失。第54页,共190页,2023年,2月20日,星期二花药接近成熟时:
花粉母细胞经减数分裂形成四分体,再发育形成花粉粒。第55页,共190页,2023年,2月20日,星期二花药接近成熟时:
花药通常有两对花粉囊;花药成熟时,每对花粉囊之间的壁破裂(花药开裂),相互连通为一个药室。 棉花等少数植物的花药只有2个花粉囊,开裂时形成一个药室。第56页,共190页,2023年,2月20日,星期二第57页,共190页,2023年,2月20日,星期二三、花粉母细胞的减数分裂
造孢细胞经几次分裂后,形成花粉母细胞。
花粉母细胞在减数分裂前,细胞的形态和结构常有很多变化,显著地与周围花粉囊壁细胞不同。第58页,共190页,2023年,2月20日,星期二减数分裂:是一种特殊的细胞分裂方式,细胞连续分裂两次,而染色体只分裂一次,一个母细胞经减数分裂产生4个子细胞,每个子细胞的染色体数目只有原来母细胞的一半。被子植物中花粉母细胞和胚囊母细胞的分裂方式为减数分裂。分裂过程:分为减数分裂的第一次分裂和减数分裂的第二次分裂。第59页,共190页,2023年,2月20日,星期二减数分裂:同源染色体:在体细胞中成对存在的染色体,一条来 自父本,一条来自母本,两者形状、大小相似, 基因顺序相同。姊妹染色单体:非姊妹染色单体:联会:也叫配对。同源染色体两两成对靠拢,在纵向 上结合在一起的过程。发生在减数分裂中第一次 分裂的前期。交换:同源染色体的非姊妹染色单体之间的片段互 换。第60页,共190页,2023年,2月20日,星期二㈠减数分裂的第一次分裂:分为前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ、末期Ⅰ四个时期。第61页,共190页,2023年,2月20日,星期二前期Ⅰ:分为细线期、偶线期、粗线期、双线期、终变期五个时期。
偶线期发生同源染色体配对(联会),形成二价体;粗线期非姊妹染色单体片段互换(交叉互换)。细线期偶线期粗线期第62页,共190页,2023年,2月20日,星期二前期Ⅰ:第63页,共190页,2023年,2月20日,星期二中期Ⅰ:染色体凝缩至最短最粗。二价体(同源染色体)以交叉点排列在细胞赤道板上,两个着丝点分列于赤道面的两侧,纺锤体完全形成。第64页,共190页,2023年,2月20日,星期二后期I:染色体不分裂而分为两组移向两极,同源染色体分离。每一极的染色体数目只有母细胞的一半。第65页,共190页,2023年,2月20日,星期二末期I:形成两个子细胞(二分体),或不形成子细胞而直接进入第二次分裂。第66页,共190页,2023年,2月20日,星期二㈡减数分裂的第二次分裂: 与一般的有丝分裂过程相似。 分裂前不发生DNA复制和染色体加倍,主要特征是姊妹染色单体分离,产生四个单倍体的子细胞(四分体)。
第67页,共190页,2023年,2月20日,星期二减数分裂的第二次分裂:中期后期末期前期第68页,共190页,2023年,2月20日,星期二减数分裂的第二次分裂:
四分体的外围及各细胞之间有胼胝质壁包围及分隔。第69页,共190页,2023年,2月20日,星期二花粉母细胞减数分裂的胞质分裂:连续型:末期I形成二分体,末期II产生四分体,新细胞壁互相垂直,排成一个平面。胼胝质先在细胞板中央沉积,再向四周扩展,为离心式发育。(大多数单子叶植物)。同时型:末期I不产生细胞板,无二分体时期,末期II4个子核同时形成四分体,新细胞壁互相不垂直,排成四面体型。胼胝质从外侧逐渐向四分体中央积累,同时分割形成四个子细胞。(大多数双子叶植物)。第70页,共190页,2023年,2月20日,星期二
小孢子母细胞减数分裂的胞质分裂类型A.小麦的连续型胞质分裂
(1.减数分裂后期Ⅰ;2.产生分隔壁,形成二分体;3.后期Ⅱ;4.末期Ⅱ;5.四分体形成);B.蚕豆的同时型胞质分裂
(1.减数分裂后期Ⅰ;2.后期Ⅱ;3.末期Ⅱ;4.产生分隔壁;5.四分体形成)第71页,共190页,2023年,2月20日,星期二减数分裂的意义:
减数分裂导致产生单倍体的精子和卵细胞,受精后由受精卵发育形成的胚恢复了二倍体的染色体数目,保持了细胞遗传的相对稳定性。由于同源染色体联会和交叉,遗传物质发生了重组,为细胞遗传的变异性奠定了基础,丰富了植物遗传的变异性。第72页,共190页,2023年,2月20日,星期二四、花粉粒的发育与形态结构㈠花粉粒的发育
花粉母细胞减数分裂四分体胼胝质壁溶解4个单核花粉粒(小孢子)营养细胞生殖细胞或第二次有丝分裂2个精细胞(3细胞花粉粒)有丝分裂第一次长大、形成中央大液泡(2细胞花粉粒)第73页,共190页,2023年,2月20日,星期二单核花粉粒(小孢子)的发育: 单核花粉粒长大变圆,并形成大液泡,细胞核由中央移向边缘,并在近壁处进行一次有丝分裂,形成大小悬殊的两个细胞,大的为营养细胞,小的为生殖细胞,两细胞之间有胼胝质壁分隔。第74页,共190页,2023年,2月20日,星期二单核花粉粒(小孢子)的发育:
经过一系列的发育,胼胝壁溶解,生殖细胞成为一个纺锤状无壁的裸细胞,浸没在营养细胞之中,形成了细胞之中有细胞的独特现象。2-细胞花粉营养细胞生殖细胞第75页,共190页,2023年,2月20日,星期二单核花粉粒(小孢子)的发育: 有的植物生殖细胞在花粉粒中又分裂一次,形成两个精细胞,构成3-细胞花粉。在内部进行分裂和发育的同时,在花粉粒外围形成了具有内、外两层的花粉粒壁。第76页,共190页,2023年,2月20日,星期二雄配子体:
至此,由单核花粉粒发育成含有2个细胞或3个细胞的花粉粒。
花粉粒及其萌发形成的花粉管即是被子植物的雄配子体,精细胞是雄配子。第77页,共190页,2023年,2月20日,星期二花粉母细胞减数分裂I减数分裂II(四分体)4个单核花粉粒(胼胝质壁溶解)2细胞成熟花粉粒生殖核营养核花粉管精核有丝分裂(雄配子体)第78页,共190页,2023年,2月20日,星期二㈡花粉粒的形态和结构
大多数植物的花粉粒成熟时含有一个营养细胞和一个生殖细胞,称为2-细胞花粉;有的植物的成熟花粉粒含有一个营养细胞和两个精细胞,称为3-细胞花粉。 营养细胞大,占据花粉粒的绝大部分;生殖细胞很小,无壁,外有两层质膜包围(一层为营养细胞的)。2-细胞花粉营养细胞生殖细胞第79页,共190页,2023年,2月20日,星期二
花粉粒壁:
外壁:较厚、硬而缺乏弹性,有萌发孔(沟)和各种形状的雕纹,主要组成物质有孢粉素及纤维素、类胡萝卜素、类黄酮素、油脂、蛋白质等,常呈黄色并有粘性。
内壁:内壁较薄、软而有弹性,主要成分为纤维素、果胶质、半纤维素和蛋白质。 外壁和内壁均含有活性蛋白质和酶类。
外壁蛋白质来自绒毡层,是由孢子体起源,具有基因型的特异性,在花粉与柱头的相互识别中起作用;
内壁蛋白质由花粉粒本身制造,主要是各种水解酶,在花粉粒萌发和花粉管的生长中起作用。第80页,共190页,2023年,2月20日,星期二各式各样的花粉粒外观第81页,共190页,2023年,2月20日,星期二花粉粒大小:
直径15~20μm。最大的如紫茉莉为250μm,属巨粒型;最小的为高山勿忘草,仅2.5~3.5μm,属微型粒。第82页,共190页,2023年,2月20日,星期二第三节
雌蕊的发育与结构
一、雌蕊的发育和组成 雌蕊在形态上可分柱头、花柱、和子房三部分。 雌蕊由1个或多个心皮(变态叶)组成; 由于心皮的数目和离合情况不同而形成单雌蕊、复雌蕊和离心皮雌蕊。第83页,共190页,2023年,2月20日,星期二单雌蕊(单心皮雌蕊)柱头花柱子房第84页,共190页,2023年,2月20日,星期二复雌蕊(合心皮雌蕊)第85页,共190页,2023年,2月20日,星期二离心皮雌蕊(离生单雌蕊)第86页,共190页,2023年,2月20日,星期二雌蕊的发育和组成: 心皮卷合成雌蕊后,其边缘(叶缘)愈合处称为腹缝线,相当于中脉处称为背缝线。
第87页,共190页,2023年,2月20日,星期二心皮是具有生殖作用的变态叶心皮胚珠背缝线腹缝线第88页,共190页,2023年,2月20日,星期二㈠柱头
是雌蕊顶端膨大成各种形状的部分,是承受花粉及花粉粒萌发的地方。
㈡花柱雌蕊中部较细呈柱状的部分,内有花柱道(空心型)或传导组织(实心型),是花粉粒萌发形成的花粉管进入子房的途径。㈢子房是雌蕊基部膨大的部分。第89页,共190页,2023年,2月20日,星期二第90页,共190页,2023年,2月20日,星期二子房壁子房室胚珠胎座腹束背束第91页,共190页,2023年,2月20日,星期二二、胚珠的组成和发育1、成熟胚珠的组成:合点:珠心基部,珠被、珠心和珠柄连合的部位。
珠心: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。
珠被:包被珠心组织的结构,有的植物可有外珠被 和内珠被。
珠孔:珠被前端未闭合留下的小孔。
珠柄:胚珠基部着生于胎座上的小柄,维管束经胎 座进入胚珠。第92页,共190页,2023年,2月20日,星期二第93页,共190页,2023年,2月20日,星期二第94页,共190页,2023年,2月20日,星期二
2、胚珠的发育胎座表皮下的细胞平周分裂胚珠原基基部端部珠心周围细胞珠柄珠心珠被合点珠孔第95页,共190页,2023年,2月20日,星期二胚珠的发育:
胚珠的发育过程,首先在胎座表皮下层的一些细胞经平周分裂,产生一团突起,成为胚珠原基; 原基的前端成为珠心,是一团相似的薄壁细胞; 原基的基部成为珠柄; 珠心基部的表皮层细胞分裂较快,产生一环状的突起,逐渐向上生长扩展,将珠心包围,形成珠被; 仅在珠心的前端留下一小孔,即珠孔。第96页,共190页,2023年,2月20日,星期二第97页,共190页,2023年,2月20日,星期二三、胚囊的发育与结构
胚囊是被子植物的雌配子体,是在胚珠的珠心内产生。1、结构
卵细胞:1个(雌配子)
助细胞:2个
反足细胞:3个
中央细胞:1个(含两个极 核或一个次生核)。第98页,共190页,2023年,2月20日,星期二2、胚囊的发育珠心细胞1个孢原细胞分化周缘细胞造胞细胞形成珠心的一部分平周分裂胚囊母细胞长大分裂减数分裂四分体(N)(大孢子)3个消失1个发育(近合点端)单核胚囊(N,核增大)3次有丝分裂(核分裂)卵细胞:1个(N)助细胞:2个反足细胞:3个中央细胞:1个(7细胞胚囊或8核胚囊)第99页,共190页,2023年,2月20日,星期二胚囊的发育:
胚囊母细胞(大孢子母细胞)经过减数分裂形成4个单倍体的大孢子,通常纵行排列; 一般靠近珠孔端的3个退化消失,只有向着合点端的1个发育成胚囊。第100页,共190页,2023年,2月20日,星期二胚囊的发育:
单个大孢子从珠心组织吸收营养物质后体积长大,成为单核胚囊。然后进行3次有丝分裂:
第一次分裂形成两核的二核胚囊,2个核分别移向胚囊的两端,胚囊中央形成大液泡; 之后每个核各自分裂两次,共形成了8个细胞核,在胚囊的两端各有4个核;
8个核处于共同的细胞质中,暂时不形成细胞壁,成为八核胚囊。第101页,共190页,2023年,2月20日,星期二胚囊的发育(续):
胚囊接近成熟时,每端各有1个核移向胚囊中部,互相靠拢,成为极核,和周围的细胞质组成中央细胞; 在合点端的3个核分化成反足细胞; 在珠孔端的3个核1个分化成卵细胞,另2个分化成助细胞。 至此,单核胚囊发育成7个细胞8核的成熟胚囊。
----这是被子植物的雌配子体,卵细胞是雌配子。 (——蓼型胚囊)第102页,共190页,2023年,2月20日,星期二第103页,共190页,2023年,2月20日,星期二3.成熟胚囊的结构
胚囊:被子植物的雌配子体,由卵细胞、助细胞、极核和反足细胞组成的结构。第104页,共190页,2023年,2月20日,星期二卵细胞:
具明显的极性。近似洋梨形,内含一个大液泡,位于细胞近珠孔一端;核大型,在细胞中位于液泡相反的一端。
卵细胞经受精后发育成胚。
第105页,共190页,2023年,2月20日,星期二助细胞:
两个助细胞与卵细胞紧靠在一起,呈三角鼎立状排列,合称卵器。
助细胞的壁近珠孔端的较厚,并向内形成不规则的指状或片状的突起,称为丝状器。
助细胞是代谢高度活跃的细胞,除能将吸入的代谢物质运进胚囊外,还可合成和分泌一些物质,对引导花粉管进入胚囊有着定向作用。
第106页,共190页,2023年,2月20日,星期二反足细胞:
反足细胞的变异最大;大多数植物的反足细胞为三个。
反足细胞具有传递细胞的性质,其功能是将母体的营养物质运转到胚囊。
第107页,共190页,2023年,2月20日,星期二中央细胞:
胚囊中体积最大而高度液泡化的细胞。中央细胞中的核称为极核,在蓼型胚囊中是两个。
在成熟胚囊中,极核相互靠近,或在受精前融合成为一个双倍体的次生核。
中央细胞与卵细胞、助细胞和反足细胞之间有胞间连丝相通,加强了结构上和生理上的协调。
中央细胞与第二个精细胞融合后,发育成为胚乳。
第108页,共190页,2023年,2月20日,星期二第四节
开花、传粉和受精
一、开花(anthesis)
当花中雄蕊的花粉和(或)雌蕊子房中的胚囊成熟后,花萼和花冠展开露出雄蕊和雌蕊的现象称为开花。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。 一朵花开放时间的长短,也因植物种类而异。第109页,共190页,2023年,2月20日,星期二四季报春第110页,共190页,2023年,2月20日,星期二二、传粉(pollination)
成熟的花粉以各种不同的方式传到雌蕊柱头上的过程称为传粉。
第111页,共190页,2023年,2月20日,星期二㈠自花传粉和异花传粉及其生物学意义
1、自花传粉:一朵花的成熟花粉粒传到同一朵花内的雌蕊柱头上,并能受精结实的过程。广义的自花传粉:在农业生产上包括同株异花间的传粉如水稻、小麦,及同品种异株间的传粉,如桃、柑桔等。第112页,共190页,2023年,2月20日,星期二2、异花传粉:一朵花的花粉借助外力传到另一朵花的雌蕊柱头上,并能受精结实的过程。
风媒花:花多而小,花被不显著;花丝细长;花粉 多、小、轻、光滑;柱头大,常呈羽毛状。 (稻、松、杨、板栗)
虫媒花:花冠大而鲜艳,具气味,有蜜腺;花粉大、 粗糙、有粘性。(兰花、凤仙花、无花果、油菜)
水媒、鸟媒:
自花传粉和异花传粉及其生物学意义:
第113页,共190页,2023年,2月20日,星期二自花受粉异花受粉第114页,共190页,2023年,2月20日,星期二第115页,共190页,2023年,2月20日,星期二会冒烟的树?第116页,共190页,2023年,2月20日,星期二第117页,共190页,2023年,2月20日,星期二动物——植物花粉传播的使者第118页,共190页,2023年,2月20日,星期二异花传粉的进化意义:
从生物学意义上说,异花传粉比自花传粉较进化,这是因为异花传粉的精、卵细胞产生于不同的环境条件,遗传性差异较大,受精形成的后代较易产生变异,生活力更强,适应性更广。 因此,经过长期的演化,异花传粉成为大多数植物的传粉方式。 自花传粉:遗传差异较小,所形成的后代生活力和适应性都较差。第119页,共190页,2023年,2月20日,星期二黄花大苞姜
第120页,共190页,2023年,2月20日,星期二“花粉滑动自花授粉”:
大约早上6:00-6:30时,黄花大苞姜的花开放,花药的花粉囊同时开裂。 刚开裂时,油质液浆状的花粉从花粉囊溢出成球形,然后很快铺满于花药面,慢慢流向柱头,约在当天下午15:00开始到第二天早上7:30间,花粉陆续流到柱头的喇叭口,实现自花传粉。第121页,共190页,2023年,2月20日,星期二“花粉滑动自花授粉”: 花粉成油质粘液浆状,由粘丝连接成链珠状;柱头呈扁喇叭形,其中与花药紧贴面凹陷,较其他地方位置低,有助于花粉浆团流入其中;柱头上和花药面均长有毛,朝向柱头方向,有助于引导花粉浆团流向柱头。
——适者生存法则的生动演绎,是黄花大苞姜长期适应其高度潮湿缺乏传粉昆虫的生境的结果。第122页,共190页,2023年,2月20日,星期二㈡植物对异花传粉的适应
1.单性花2.雌雄蕊异熟3.花柱异长(heterostyly)
正配异配4.自花不孕(自交不亲和self-incompatibility)
花粉粒不萌发;或花粉粒萌发但花粉管生长慢第123页,共190页,2023年,2月20日,星期二Primulaveris示长花柱和短花柱花Heterostyly第124页,共190页,2023年,2月20日,星期二三、受精
卵细胞(雌配子)和精细胞(雄配子)相互融合的过程称为受精。精细胞胚囊卵细胞
受精花粉管融合第125页,共190页,2023年,2月20日,星期二㈠花粉粒的萌发和花粉管的生长
1、花粉粒粒的萌发: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。吸水增加内压内壁向外突出花粉管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。把两个精子带到子房,并送入胚囊。萌发孔2-细胞花粉粒中的生殖细胞2个精细胞第126页,共190页,2023年,2月20日,星期二㈡双受精过程及其生物学意义
双受精:进入胚囊的两个精子,分别与卵细胞和中央细胞受精的现象,称为双受精。 被子植物特有的受精现象。精细胞+卵细胞受精卵精细胞+中央细胞初生胚乳核第127页,共190页,2023年,2月20日,星期二三核并合受精作用珠孔反足细胞第128页,共190页,2023年,2月20日,星期二1.双受精的过程花粉管端壁形成小孔将2个精细胞分别送到卵细胞和中央细胞附近1个与卵细胞质膜融合1个与中央细胞质膜融合精核入卵精核入中央细胞核膜融合核膜融合核仁融合核仁融合受精卵(合子)初生胚乳核胚(2N)胚乳(3N)第129页,共190页,2023年,2月20日,星期二2、双受精的生物学意义:①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,保持了物种遗传的相对稳定性。②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,丰富了遗传的变异性。③精子与极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。
双受精作用是植物界有性生殖的最进化、最高级的受精方式,是被子植物在植物界占优势的重要原因。第130页,共190页,2023年,2月20日,星期二㈢受精的选择性和多精子现象受精选择性:花粉粒与柱头相互识别。只有亲和的花粉粒才能萌发形成花粉管。在一般情况下,也只有一条生活力最强的花粉管才能进入胚囊,将精子送入胚囊中进行受精。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个以上的精子,这称为多精子现象。第131页,共190页,2023年,2月20日,星期二受精的选择性和多精子现象多余的精子可能被胚和胚乳消化掉,但也可能发生: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卵细胞中,产生多倍体的胚。第132页,共190页,2023年,2月20日,星期二㈣多倍体的概念
体细胞中具有3组或更多染色体组的生物体称为多倍体。
第133页,共190页,2023年,2月20日,星期二多倍体:
同源多倍体:所增加的染色体组来自同一物种的多倍体。 可由二倍体植物细胞的染色体直接加倍而成(有丝分裂后期子染色体分离受阻;减数分裂联会后的染色体分离受阻,产生二倍体的卵细胞或精子;物理、化学因素,人工诱导)。 异源多倍体:所增加的染色体组来自不同种或属的多倍体,可通过杂交获得。
多倍体理论可应用于培育无籽果实的生产实践中。
第134页,共190页,2023年,2月20日,星期二四、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尤其温度条件表现敏感,低温、阴雨、高温、干旱等不良条件使传粉受精过程发生障碍,会导致结实率降低。第135页,共190页,2023年,2月20日,星期二第五节
种子的发育
双受精后,合子发育成胚,初生胚乳核发育成胚乳,珠被发育成种皮。 大多数植物的珠心、助细胞和反足细胞则被吸收而消失,整个胚珠发育成种子。
受精胚珠受精卵受精中央细胞珠被珠心胚初生胚乳核胚乳种皮大部分被吸收少部分外胚乳
(非受精产物)第136页,共190页,2023年,2月20日,星期二一、胚的发育
受精后合子产生纤维素壁,经一段时间休眠后开始萌发,合子进行分裂,经过原胚时期,器官分化时期而成为成熟的胚。第137页,共190页,2023年,2月20日,星期二㈠双子叶植物胚的发育(荠菜胚的发育)合子顶细胞四分体八分体球形原胚鱼雷形胚马蹄形胚成熟胚基细胞单列多细胞胚柄最顶端细胞胚根的一部分;吸收营养第138页,共190页,2023年,2月20日,星期二荠菜胚的发育第139页,共190页,2023年,2月20日,星期二㈠双子叶植物胚的发育(十字花科型)
合子第一次横分裂形成一个小的顶细胞(近合点端)和一个大的基细胞(近珠孔端); 基细胞经过多次横分裂形成胚柄,把胚本体推向胚囊内部,以利其吸收胚乳的营养物质; 顶细胞经过纵分裂和横分裂形成二细胞原胚、四细胞原胚、八细胞原胚,再经各向分裂形成球形原胚、心形原胚。第140页,共190页,2023年,2月20日,星期二双子叶植物胚的发育(十字花科型)(续):
心形原胚的两侧继续分裂分化形成子叶; 在凹陷的基部分化出胚芽; 球形胚基部的细胞和与之相接的一个胚柄细胞分裂分化形成胚根; 胚柄的其余细胞退化消失; 胚根与子叶之间的部分即为胚轴。第141页,共190页,2023年,2月20日,星期二㈡单子叶植物胚的发育
从合子至原胚的发育过程与双子叶的相似,但以后只发育出一片子叶。合子第1次分裂二细胞原胚多次分裂梨形胚(上部的一侧出现凹沟)凹沟以上部分盾片的大部分和胚芽鞘的大部分凹沟下面(梨形胚的中部)胚芽鞘的下部以及 胚芽、胚轴、胚根、胚根鞘和外胚叶凹沟的基部主要形成盾片的下部和胚柄第142页,共190页,2023年,2月20日,星期二第143页,共190页,2023年,2月20日,星期二第144页,共190页,2023年,2月20日,星期二单子叶植物胚的发育:
小麦合子的第一次分裂常是倾斜的横分裂,形成二细胞原胚。二细胞原胚经过多次分裂形成梨形胚。在梨形胚上部的一侧出现凹沟;
凹沟以上部分将来发育成盾片的大部分和胚芽鞘的大部分;
凹沟下面(梨形胚的中部)发育成胚芽鞘的下部以及胚芽、胚轴、胚根、根冠、胚根鞘和外胚叶;
凹沟的基部主要形成盾片的下部和胚柄。
第145页,共190页,2023年,2月20日,星期二二、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,通常在受精完成后早于合子发育。
第146页,共190页,2023年,2月20日,星期二胚乳的发育:
㈠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第147页,共190页,2023年,2月20日,星期二第148页,共190页,2023年,2月20日,星期二胚乳的发育:
㈡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。初生胚乳核多次分裂形成新壁胚乳细胞第149页,共190页,2023年,2月20日,星期二细胞型胚乳的发育过程第150页,共190页,2023年,2月20日,星期二胚乳的发育:
(三)沼生目型胚乳
核型胚乳与细胞型胚乳的中间类型。 初生胚乳核的第一次分裂将胚囊分隔为两室,其中珠孔端室比合点端室宽大; 之后,核进行分裂形成游离状态的核,最后形成细胞。初生胚乳核第一次分裂形成新壁胚乳细胞两个细胞多次分裂多数游离核第151页,共190页,2023年,2月20日,星期二沼生目型胚乳的发育过程第152页,共190页,2023年,2月20日,星期二三、种皮的发育
种皮由珠被发育形成。1层珠被种皮1层2层珠被种皮2层外种皮内种皮种皮1层(只由外珠被或内珠被形成)种皮干燥
种皮肉质珠柄珠孔种柄种孔第153页,共190页,2023年,2月20日,星期二假种皮: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。如荔枝、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附属物是由胎座发育而成的假种皮。第154页,共190页,2023年,2月20日,星期二四、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。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。第155页,共190页,2023年,2月20日,星期二无融合生殖和多胚现象:
(一)单倍体无融合生殖1.单倍体孤雌生殖:卵细胞(不受精)胚(N)2.单倍体无配子生殖:由单倍体胚囊的反足细胞或 助细胞胚(N)第156页,共190页,2023年,2月20日,星期二无融合生殖和多胚现象:(二)二倍体无融合生殖1.二倍体孤雌生殖:
胚囊母细胞或珠心细胞(不经减数分裂)胚囊(2N),卵(未受精)胚(2N)2.二倍体无配子生殖:反足细胞或助细胞胚(2N)第157页,共190页,2023年,2月20日,星期二无融合生殖和多胚现象:(三)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。
合子胚(1个)、珠心胚(多个)第158页,共190页,2023年,2月20日,星期二第六节
果实的发育、结构和传播
一、果实的发育与结构
开花、传粉、受精之后,花的各部分发生了不同的变化:子房果实胚珠种子花萼枯萎或宿存花瓣凋谢枯萎雄蕊凋谢枯萎雌蕊的柱头和花柱凋谢枯萎。
第159页,共190页,2023年,2月20日,星期二果实的类型(根据来源):真果:单纯由子房发育而成(truefruit)。如水稻、小麦、玉米、棉花、花生、柑桔、桃的果实。假果:除子房以外,大部分是花托、花萼、花冠,甚至是整个花序参与发育而成的(pseudocarp或falsefruit).如梨、苹果、瓜类、菠萝等的果实。第160页,共190页,2023年,2月20日,星期二真果的结构:第161页,共190页,2023年,2月20日,星期二真果的果皮:外果皮上常有气孔、角质、蜡被、表皮毛等。中果皮在结构上变化很大,有时是由许多富有营养的薄壁细胞组成,成为果实中的肉质可食部分,如桃、杏、李等;有些植物,如荔枝、花生、蚕豆等,果实成熟时,中果皮常变干收缩,成为膜质或革质,或为疏松的纤维状,维管束多分布于中果皮。内果皮的变化也很大,有的内果皮里面生出很多大而多汁的汁囊,象柑桔、柚子等的果实;有的具有坚硬如石的石细胞,如桃、李、椰子等;有的在果实成熟时,细胞分离成浆状,如葡萄。第162页,共190页,2023年,2月20日,星期二假果的结构:
结构比较复杂,除由子房发育而成的果皮外,还有其他部分参与果实的形成。 如梨、苹果的食用部分,主要是花托和花萼愈合发育而成,中部才是由子房发育而来的部分,所占的比例很少。第163页,共190页,2023年,2月20日,星期二果实:根据是由单花或花序形成,或雌蕊的类型,分为单果、聚合果和复果。
单果肉质果
浆果、核果、柑果、瓠果、梨果干果裂果:荚果、蓇葖突果、角果、蒴果闭果:瘦果、颖果、坚果、翅果分果
聚合果:聚合蓇葖果、聚合核果、聚合瘦果、聚合坚果
复果(聚花果或花序果)第164页,共190页,2023年,2月20日,星期二(一)单果由一朵花中一个单雌蕊或复雌蕊参与形成的果实。单果在植物界很普遍。根据果皮及其附属部分成熟时的质地,可分为肉质果和干果两类。1.肉质果:果实成熟时果皮或其它组成果实的部分肉质多汁。第165页,共190页,2023年,2月20日,星期二
(1)浆果
(berry)。由一个或几个心皮形成,含一粒至多粒种子。 外果皮薄,中果皮、内果皮和胎座均肉质化;浆汁丰富。如番茄、葡萄、柿、茄等。第166页,共190页,2023年,2月20日,星期二(2)核果(drupe)。具有坚硬内果皮的一类肉果,通常由单雌蕊发育而成,内含一粒种子。
外果皮极薄,由表皮层和表皮下的几层厚角组织组成;中果皮厚,是内质的食用部分,全由薄壁细胞组成;内果皮是由石细胞构成硬核。如桃、梅、李、杏等的果实。杏的果实
A.外果皮B.中果皮C.内果皮D.种子E.子叶F.败育种子第167页,共190页,2023年,2月20日,星期二(3)柑果(hesperidium)
由多心皮具中轴胎座的上位子房发育而成,外果皮厚,外表革质,内部分布许多油囊;中果皮较疏松,具多分枝的维管束(即桔络);内果皮膜质,分为若干室,向内产生许多多汁的汁囊,是食用的主要部分。(浆果的一种)第168页,共190页,2023年,2月20日,星期二(4)瓠果(pepo)
为瓜类所特有,由3个心皮组成,果实的肉质部分是由子房和花托共同发育而成的,因而是假果。 南瓜、冬瓜等的食用部分为肉质的中果皮和内果皮,西瓜的主要食用部分为发达的胎座。第169页,共190页,2023年,2月20日,星期二(5)梨果
(pome)
由多心皮的下位子房和花托愈合发育而成的一类肉质假果。 外面很厚的肉质部分是原来的花托以及外、中果皮。 外果皮和花托、以及和中果皮之间均无明显界限可分; 内果皮木质化,较易分辨。 如梨、苹果、山楂等的果实
第170页,共190页,2023年,2月20日,星期二2.干果
果实成熟时果皮干燥。有的自行开裂,称为裂果;有的不开裂,称为闭果。(1)裂果类①荚果
(legume)。由一个心皮发育而成,豆科植物特有。 成熟时果皮沿背缝和腹缝两面开裂,如大豆、豌豆、蚕豆等。 有些在自然情况下不开裂,如落花生、合欢的荚果; 含羞草、决明、山蚂蝗等的荚果呈分节状,每节含一粒种子,成熟时分节脱落,这类果实称为节荚果。第171页,共190页,2023年,2月20日,星期二②蓇葖果(folicle)
由一心皮或离生心皮发育而成,果实成熟时,沿腹缝线(如牡丹、芍药、飞燕草)或背缝线开裂(如木兰、八角、牡丹)。第172页,共190页,2023年,2月20日,星期二③蒴果(capsule)
由两个或两心以上合生心皮发育而成,每室含多数种子。 蒴果是较普遍的一类果实,果实成熟时有几种裂开方式,常见的有: 室背开裂,即沿心皮的背缝裂开,如棉、百合等;
室间开裂,即沿心皮相接处的隔膜裂开,如烟草、马兜铃等;
室轴开裂,即果皮外侧沿心皮的背缝线或腹缝线相接处裂开,但中央的部分隔膜仍与中轴相连,如牵牛、曼陀罗;
周裂,即果实中上部环状横裂成盖状脱落,如马齿苋、车前;
孔裂,即果实成熟时,每一心皮顶端裂一小孔,以散发种子,
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