植物学教案15 有性生殖

被子植物的有性生殖一、花的组成及其类型二、花芽分化三、花药的发育和花粉粒的形成四、胚珠的结构和胚囊的形成五、开花、传粉和受精六、种子和果实的形成七、被子植物生活史的概述主要内容任何植物，其生命活动周期都包含两个互为依存的方面：①维持本身一代的生存。②保持种族的延续。植物体本身一代的生存有一定时限，最终必然死亡，所以，植物体生长发育到某个时期，就要以一定的方式产生与自己相似的新个体，以维持种族的延续，这种现象称为植物的繁殖。植物的繁殖有三种方式：营养繁殖、无性繁殖和有性繁殖1、营养繁殖：植物营养体的一部分与母体分离直接成为新个体的繁殖方式。在自然状态下进行营养繁殖称为自然营养繁殖，在人工协助下进行营养繁殖称为人工营养繁殖

被子植物的生殖器官指的就是与有性生殖有关的器官，即花、果实、种子。被子植物的有性生殖过程是在花的结构中集中体现的，从配子的产生到传粉、受精形成合子及合子的发育整个过程都是在花的一系列结构里进行。2、无性繁殖(亦称孢子繁殖)：植物体产生无性生殖细胞——孢子，孢子不经结合直接发育为新个体的繁殖方式称为无性生殖。这是藻类、菌类等孢子植物的繁殖方式。

3、有性繁殖：植物体产生有性生殖细胞——配子，两个配子结合形成合子，由合子发育为新个体的繁殖方式。一、花的概念及组成（复习）花：是节间极短而无分枝、适应于生殖的变态枝条。

浆片：2

花雄蕊：3、6

雌蕊：1

内稃：1

外稃：1花序颖片：2

小穗轴小花小穗禾本科植物的花二、花芽分化（一）定义植物在营养生长的一定阶段，其感受器官叶和茎生长锥，感受了调节发育的刺激，使一些芽的分化发生了质的变化，生长锥不再产生叶原基和腋芽原基，而分化发生花的各部分原基或花序的各部分原基，逐渐形成花或花序的各组成部分，这一过程称为花芽分化。（三）花芽分化的时期和基本条件（四）花芽分化的过程（二）花芽分化时顶端分生组织的变化三、花药的发育和花粉粒的形成（一）花药的发育中层药室内壁绒毡层……消失……消失纤维层减数分裂表皮花粉囊壁（小孢子母细胞）（小孢子）花粉母细胞2n四分体n单核花粉粒n周缘细胞造孢细胞平周分裂原表皮孢原细胞花药原基精细胞n精细胞n三胞花粉（三核花粉粒）二胞花粉（二核花粉粒）（二）花粉粒的形成过程四分体n花粉母细胞2n单核花粉粒n营养细胞n生殖细胞n成熟花粉粒n减数分裂（雄配子体）（小孢子母细胞）（小孢子）造孢细胞

2n

有丝分裂外壁：较厚、硬而无弹性。具雕纹和萌发孔（沟）。孢粉素、识别蛋白。内壁：较薄，软而有弹性。

生殖细胞：较小，无细胞壁，细胞质较少，RNA含量低，1-2个核仁，代谢较低。营养细胞：较大，细胞质丰富，RNA含量高，常无核仁，贮藏物质的含量高，代谢旺盛。

（三）花粉粒的结构（四）雄性生殖单位与精子异型性雄性生殖单位：成熟花粉粒中，一对精子或一个生殖细胞与营养核构成的一个功能复合体。精子异型性：有的植物（如白花丹、油菜、玉米）中，两个精子在大小、形态和细胞器的数量上存在明显的差异。大的精细胞含质体少，而含线粒体多，受精时与中央细胞融合，而小的精细胞含质体丰富而线粒体少，与卵细胞受精（趋向性受精现象）。这种来源于同一生殖细胞的一对精细胞之间的差异，称为精子异型性。雄性不育：由于遗传和生理原因或外界条件的影响，花中的雄蕊发育不正常，不能形成正常的花粉粒或正常的雄配子，但雌蕊发育正常的现象。三种类型:花药退化、花药内不产生花粉、产生的花粉败育。

（五）雄性不育应用雄性不育系进行杂交育种，可免去人工去雄，节省大量人力，保证种子纯度。雄性不育在作物遗传育种上的应用四、雌蕊的结构和胚囊的形成（一）雌蕊的发育和结构雌蕊柱头花柱子房干柱头湿柱头空心型实心型（二）胚珠的结构胚囊成熟胚珠合点珠心珠被珠柄珠孔胚囊胚珠的类型1、直生胚珠2、倒生胚珠3、横生胚珠4、弯生胚珠5、曲生胚珠胎座表皮下的一些细胞胚珠原基基部—→珠柄前端—→珠心———基部表皮层细胞内部珠心细胞环状的突起，逐渐上扩包围珠心而形成珠被，仅在前端留下一孔（珠孔）珠心细胞孢原细胞造孢细胞胚囊母细胞平周分裂（三）胚珠的发育珠心珠心的一部分胚囊母细胞平周分裂减数分裂四分体孢原细胞单核胚囊周缘细胞造孢细胞珠孔端3个消失，合点端1个发育水稻、小麦3次有丝分裂成熟胚囊反足细胞（3个，n）中央细胞（1个，2n）（或2个极核，n+n）卵细胞（1个，n）助细胞（2个，n）（2n）（2n）（2n）（2n）（2n）（n）（2n）（n）（n）大孢子雌配子体（四）胚囊的形成（以蓼型胚囊为例）胚囊的发育除了上述的蓼型外，还有贝母型（百合型、四孢型）、葱型（双孢型）等胚囊发育类型。花柄花托分化的过程小麦幼穗分化过程花药的发育花粉母细胞一个成熟花粉囊百合花药（减数分裂）百合花药（四分体）绒毡层对花粉粒发育的特殊作用1、对花粉母细胞和花粉粒的发育起重要的营养和调控作用。2、合成和分泌胼胝质酶，使四分体适时分离而正常发育。3、合成和分泌识别蛋白并转移到花粉粒外壁上。4、合成和分泌孢粉素并转移到花粉粒外壁上，以增强花粉的稳定性。花粉粒的形成过程花粉粒花粉粒的形状各种类型花粉花粉外壁雕纹花粉萌发孔、沟

花粉粒的形状、大小及萌发孔或萌发沟的数目、位置、形态，以及花粉壁上的纹饰均有较明显的种属特征，是研究植物系统分类，演化、地理分布和古代气候的重要依据进行花粉研究的学科称为孢粉学2-细胞花粉粒的电镜图（绣球百合）生殖细胞核营养细胞核二细胞花粉、三细胞花粉白花丹（Plumbago

zeylanica）的雄性生殖单位

（Russell等，1981）精子1精子2营养核精子2精子2精子1雄性不育与杂交育种

1763年，德国学者Kolreuter观察到植物雄性不育现象。

1890年，达尔文也报道植物雄性不育现象。

1940年，Owen：玉米雄性不育现象。

1954年，Stephens：高梁的雄性不育现象。

1951年，木原均：小麦的雄性不育现象。

1958年，日本将野生稻的细胞质转入日本栽培稻中，发现花粉不育现象。柱头花柱胚珠的结构和组成

合点珠心胚囊内珠被外珠被珠孔珠柄胚珠的结构

与类型胚珠的发育胚囊的发育蓼型胚囊图解卵器胚囊（雌配子体）的类型单孢型胚囊（蓼型胚囊）双孢型胚囊（葱型胚囊）四孢型胚囊（百合型、贝母型胚囊）禾本科花胚珠的发育胚珠的发育百合孢原细胞—大孢子母细胞百合大孢子母细胞减数分裂I—末期百合大孢子母细胞减数分裂II—中期第一次四核时期大孢子核1＋3排列珠孔端的大孢子核分裂合点端分裂的三核合并合点端合并的

三核再分裂珠孔端的大孢子核正常分裂4个核在分裂的中期或后期8核胚囊