第五章 植物的繁殖2.ppt

1、花的重要组成结构及形成,雄蕊和雌蕊是直接与生殖有关的花的组成部分，单核期的花粉（小孢子）和胚囊（大孢子），以及雄性配子（精子）和雌性配子（卵），将由两种花蕊分别产生，并进一步经受精作用，完成花的有性生殖过程。两种花蕊分别起源于雄蕊原基和雌蕊原基，在经过细胞分裂和一系列生长发育后，形成雄蕊和雌蕊。,雄蕊,雄蕊（即小孢子叶）是由花丝和花药两部分组成。,第三节 雄蕊的发育与结构,一、雄蕊的发育,雄蕊原基经顶端生长和原基上部的有限的边缘生长，分化出花丝和花药两部分。,花丝：最外层是表皮，内为薄壁组织，中央是维管束。 花粉囊（4或2个）：内含花粉粒。 花药 药隔(在中央)：与花丝的维管束相连。,雄蕊,二

2、、花药的发育与结构,（一）花药的发育,由花托上雄蕊原基发育而来。 未分化的花药结构：,原表皮（外） 基本分生组织（内）,1. 初期的结构（未分化的花药）,（1）孢原细胞的出现：花药四角表皮下各出现一些大核细胞。 （2）周缘细胞与造孢细胞的形成： 外：周缘细胞（初生壁细胞） 内：造孢细胞花粉母细胞 （3）药隔的形成： 药隔维管束 药隔薄壁细胞 （4）表皮的形成：原表皮表皮,2.分化,孢原细胞（平周分裂）,中部细胞（分裂分化）,3.花粉囊壁的形成、发育和功能,（1）形成 周缘细胞（初生壁细胞）（平周、垂周分裂）3层 外：药室内壁，（表皮下1层大型细胞） 中：中间层，（1-3层细胞） 内：绒毡层，（

3、1层大型细胞） （2）发育 药室内壁：花药成熟期不均匀加厚纤维层 中间层：早期分解，吸收，消失 绒毡层：早期单核多核花粉粒形成时解体 （3）功能 纤维层 ：有助成熟花粉囊的开裂。 绒毡层：对花粉粒的形成和发育起重要的营养和调节作用。,花药的发育（小孢子囊）： 花药原基中的孢原细胞平周分裂 纤维层（药室内壁） 壁细胞（周缘细胞）： 中 层 绒毡层 造孢细胞有丝分裂成花粉母细胞，减 数分裂成4个小孢子。,（二）成熟花药的结构 1.药隔（花药中部，由薄壁细胞构成，内有维管束） 花药 花粉粒 2.花粉囊（4或2） 囊 壁 表皮 纤维层 纤维层细胞径向伸长，内切向壁和垂周壁条纹状次生加厚，物质为纤维素，

4、略木质或栓质化。,三、花粉粒的形成与发育,通常所讲的花粉粒实际包括2种状态。 未成熟的花粉粒叫小孢子 成熟的花粉粒叫雄配子体 （一）小孢子的形成 （二）雄配子体的形成,（一）小孢子（单核花粉粒）的形成,造孢细胞 （分裂）（或直接形成） 花粉母细胞（小孢子母细胞） （减数分裂） 单核花粉粒（小孢子）,减数分裂简介,减数分裂与被子植物的有性生殖密切相关，它发生在被子植物花粉母细胞开始形成花粉粒和胚囊母细胞开始形成胚囊的时候。 减数分裂包括两次连续的分裂，但DNA的复制只有一次，因此，一个花粉母细胞或胚囊母细胞经过减数分裂后，形成4个子细胞，每个子细胞染色体数目（以N表示）比母细胞（以2N表示）的减

5、少了一半。 减数分裂前间期所持续的时间比有丝分裂间期要长得多，绝大多数DNA在此期中合成。,减数分裂过程,1第一次分裂减数分裂 （1）前期 细线期：染色体呈细丝状，逐渐缩短变粗。 偶线期：同源染色体两两配对联会。 每对同源染色体含四条染色单体， 称四价体。 粗线期：同源染色体间发生染色体片段交换。 双线期：染色体继续缩短变粗，交叉更明显。 终变期：染色体缩至最短，核仁、核膜消失。,（2）中期 纺锤体形成，染色体排 列到赤道板上。 （3）后期 两条同源染色体分别向细 胞两极移动。 （4）末期 染色体解螺旋变细，核膜 核仁出现，形成2个子核（二 分体）。,相当于有丝分裂过程（形成四分体）。,2第二

6、次分裂减数分裂,减数分裂的意义,由于有同源染色体的配对，使同源染色体能准确地分配到四个子细胞中，保证了子细胞能得到一半的染色体，在以后发生的有性生殖过程中，两个配子结合形成合子，使染色体数目又恢复到亲本的水平，从而确保了遗传的稳定性。 由于同源染色体发生联会、交叉和片段互换，从而使同源染色体上父母本的基因发生重组，增加了变异的机会，使植物的后代有更强的生命力。,（二）雄配子体（成熟花粉粒）及雄配子（精子）的形成,4个小孢子（四分体）分离 单核花粉粒 营养细胞（大） 生殖细胞（小）,单核花粉粒,有丝分裂,2核花粉粒,单核花粉粒,有丝分裂,生殖细胞,精子 精子,3核花粉粒,营养细胞,一个成熟的花粉

7、粒即为雄配子体，有两种情况：（二核花粉粒、三核花粉粒）,四、成熟花粉粒的形态与结构,1. 形状：一般为圆球形、椭圆形、三角形等 2. 大小：一般直径15-50微米，特殊200以上（南瓜） 3. 结构： 外壁 a.壁 内壁 成熟花粉粒 b.营养细胞（一个） c.生殖细胞（或为二精子） 外壁: 较厚，硬而缺乏弹性，表面光滑或具各种雕纹，突起棘刺，囊状 翅等。有萌发孔和萌发沟。具有一定的色彩（黄、橙黄）主要成分为孢粉 素，还有类胡萝卜素、类黄酮素、类脂及蛋白质。 内壁: 柔薄，富弹性，由纤维素、半纤维素、果胶质、蛋白质等组成。,花粉粒的形态,花粉粒的结构,花粉壁 营养细胞 生殖细胞,外壁 内壁,小结

8、：花药内花粉粒的发育,花药,药隔,花粉囊,表皮,孢原细胞（2n）,(2n),(2n),(2n),(n),(n),(n),五、花粉败育和雄性不育,1. 花粉败育： （1）概念：花粉没有经过正常发育，不能起生殖作用。 （2）原因 花粉母细胞减数分裂不正常 营养不良 绒毡层作用异常 不产生精子 上述现象的发生，常与环境条件相关，如温度过低，干旱等。,2. 雄性不育 （1）概念：产生的花药或花粉不能正常发育，成为畸形或完全退化，雄蕊发育不正常，无生育能力的现象。 （2）原因 花药退化 不生花粉 花粉败育 生产中应用：杂交育种，可免去人工去雄（常用药物杀雄）。,第四节 胚珠的发育和胚囊的形成,一、胚珠的

9、结构及其类型 1. 结构 雄蕊花药的花粉囊产生小孢子 雌蕊子房内的胚珠产生大孢子 （1）珠心（大孢子囊）：为主要部分，其内产生大孢子（单核胚囊）进一步产生卵。 （2）珠被（珠皮）：二层或一层（前者：小麦，棉花。后者：胡桃，向日葵）。 （3）珠孔：由珠被围成，是珠心与外界相通的孔。 （4）珠柄：连接胚珠与心皮的构造。 （5）合点：胚珠基部珠被，珠心和珠柄愈合的部分，即维管束进入胚珠的点。 （6）胚囊：由珠心中产生的胚囊母细胞减数分裂而来。,2. 胚珠的类型：,由于珠柄和其它各部分生长速度不匀而形成不同类型。 （1）直生胚珠（大黄，酸模，荞麦） （2）倒生胚珠（大多数被子植物） （3）横生胚珠（锦

10、葵） （4）弯生胚珠（芸苔，豌豆，蚕豆，禾本科） （5）拳卷胚珠（仙掌属，漆树）。,3. 胚珠的发育,胚珠是在心皮内侧沿复缝处的胎座上发展起来的，最初产生的一团突起是胚珠的珠心，由珠心基部外围的细胞加速分裂形成珠被，在顶端留下一个小孔，即为珠孔。 一层珠被（胡桃，向日葵，银莲花） 二层珠被（较多，如小麦，水稻，油菜，棉，百合）,二、胚囊的发育,在珠被形成时，靠珠孔一端的珠心表皮下，有一个细胞增大，称为孢原细胞。,(1个中央细胞2个极核),功 能,卵：受精后发育为胚 助细胞： 诱导花粉管进入胚囊 分泌酶类物质，促进花粉管末端溶解 转运珠心物质进入胚囊 中央细胞：发育为胚乳，贮藏营养 反足细胞：转

11、运物质进入胚囊 丝状器：是助细胞壁向内生长，伸向助细胞中间的不规则的片状或指状突起，大大增加了质膜的表面积，有利于增进营养物质的运转。,第五节 开花、传粉与受精,一、开 花,1. 概念：当雄蕊中的花粉粒和雌蕊中的胚囊（或二者之一）已经成熟。花冠、花萼张开，雌、雄蕊露出的现象称为开花。 2. 开花的习性 （1）开花年龄：几个月至几十年。 （2）开花的季节和一天中开花时间。 （3）花期的长短： 每株几天至终年，每朵几分钟至80天。,二、传粉,传粉：成熟的花粉粒借外力传送到雌蕊柱头上的过程称为传粉。 1. 自花传粉：花粉从花粉囊中散出后，落到同一花的柱头上的现象称自花传粉（如大麦、小麦、豌豆、香茄等

12、）。 实际应用中其概念常被扩大。 农作物中同株异花的传粉。 果树栽培中同品种异株间闭花传粉和闭花受精（豌豆，苕子，落花生）是典型的自花传粉（实际上不存在传粉）。 意义：保证了在不利条件下的传粉受精。,2. 异花传粉： 一朵花的花粉传送到同一植株或不同植株另一朵花的柱头上的传粉方式。 异花传粉比较普遍地存在，与自花传粉相比，是一种进化的方式。 意义：使后代有较强的生活力和适应性。,三、受精,概念：花内卵细胞和精细胞互相融合的过程。 1. 花粉粒的萌发： 经过柱头的识别作用，被接受的花粉粒吸收水分，内壁在萌发孔处向外突出，并继续生长，形成花粉管。,2. 花粉管的生长,（1）管内的变化：花粉细胞的物

13、质全部进入花粉管，生殖细胞（二核花粉粒）分裂为二精子。 （2）穿过花柱 在中空的花柱中，花粉管沿花柱道表面的分泌物中生 长。 在实心的花柱中溶解引导组织（或薄壁细胞）的中层，在细胞之间通过。 （3）穿过子房并沿子房内壁和胎座，进入胚珠。 三种方式 珠孔受精（一般如此） 合点受精 （少见如榆，胡桃） 中部受精（极少如南瓜等）,3. 被子植物双受精过程及生物学意义,双受精：花粉管中的两个精子释放到胚囊中后，2个精子中的一个与卵融合，形成受精卵，将来发育成胚。另一个精子与2个极核融合，形成初生胚乳核，以后发育为胚乳。这种卵细胞和极核同时与2个精子分别完成融合的过程，是被子植物有性生殖的特有现象，称为

14、双受精。,（1）双受精过程,花粉粒,柱头,反足细胞,助细胞,1. 花粉管的形成和伸长,花粉粒,受到柱头粘液的刺激,花粉管不断伸长,穿过花柱,胚珠,2. 受精,- 精子与卵细胞相融合形成受精卵的现象。,3. 双受精,- 两个精子分别与卵细胞和极核相融合的现象。,（2）意义,恢复了染色体的数目 合子具有双亲的遗传特性，增强了后代的生活力，适应性及变异性，使物种得到发展。 三倍体的胚乳也具有两性的遗传特性，加强了上述作用。,4. 受精的选择作用,（1）柱头对花粉的选择：生理生化相协调的才萌发。 （2）卵细胞对精子的选择：与生理生化相适应的精子融合。 意义：克服自交及近亲的受精的害处，得到异体受精的好处。,5. 无融合生殖和多胚现象,（1）无融合生殖 概念：不经过精卵结合，直接由