被子植物生殖器官的形态.ppt

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1、第 四 章,被子植物生殖器官的形态和结构,繁殖：植物产生新个体的现象。生殖：以生殖细胞发育成为下一代新个体的方式。,前言：繁殖的概念与类型,一、植物的营养繁殖：概念：植物营养体的一部分从母体分离开直接形成新个体的繁殖方式。存在：植物界普遍存在，如单细胞藻类植物的细胞分裂、多细胞藻类植物的断裂、种子植物中更是普遍。特点：速度快，繁殖不受有无种子限制，少变异。应用：扦插、压条、嫁接、植物细胞与组织培养等。,前言：繁殖的概念与类型,二、植物的无性繁殖：概念：生殖细胞孢子不经两性结合直接发育成新个体的繁殖方式。存在：藻类、苔藓、蕨类、种子植物中都有。以上两种繁殖方式都是无性的方式，速度快，遗传稳定，但

2、生活力有一定程度下降。三、植物的有性繁殖概念：通过两性细胞的结合形成新个体的一种繁殖方式。有性繁殖最常见的方式是配子交配，两个配子结合形成合子，由合子发育形成新个体。,孢子繁殖,孢子囊群,孢子囊,孢子,有性生殖的三种类型,1同配生殖：两种形态、结构、大小、运动能力均相同的配子的结合。2异配生殖：由两种形态结构相同，但大小、运动能力不同的两种配子的结合。3卵式生殖：由大小、形态、结构、运动能力等方面都不相同的两种配子（雄配子即精子，雌配子即卵子）的融合（即受精作用）形成合子（受精卵）再发育成植株的生殖方式。,四、植物的生活史与世代交替,植物从生长发育的某一阶段开始，经一系列生长发育生殖过程，产生

3、下一代后又重现该阶段的现象称生活周期或生活史。配子体：由孢子发育而成，产生配子进行有性生殖的单倍体植物。孢子体：由合子发育形成，产生孢子进行无性生殖的二倍体植物。世代交替：在生活史中，二倍体的孢子体世代（无性世代）与单倍体的配子体世代（有性世代）互相更替的现象。,第一节 花的组成,一、花的概念、组成 1.花是适应于生殖而节间缩短的变态短枝条。2.花的组成：花柄（花梗）、花被（包括花萼与花冠）、雄蕊群、雌蕊群。以上几部分具备的为完全花，缺其中一或两种的为不完全花。,花托,花梗,花萼,花冠,离瓣花,合瓣花,雄蕊,雌蕊,花的组成：,（一）花柄和花托：花柄（花梗）是着生花的小枝,起支持和输导的作用；花

4、托是其顶端膨大成各种形状的部分，有密集的节，花被、雄蕊群、雌蕊群着生于花托上。,（二）花被：花被分为花萼与花冠。花萼由多枚萼片组成，多为绿色，着生于外围；花冠由多枚花瓣组成，分布在内。两者都具备的称双被花，两者难以区分的称同被花，两者只有其一的称单被花，两者皆缺的称无被花。花瓣与萼片有分离和联合之分，形状各异。,（三）雄蕊群,一朵花中所有雄蕊（数枚至多数）的总称。雄蕊一般由花药和花丝两部分组成。雄蕊也有单体、二体、多体、聚药等多种类型。,花丝：常细长，有支持和输导的作用。雄蕊 花药：呈囊状，产生大量花粉粒。,（四）雌蕊群：,一朵花中所有雌蕊（1至数枚）的总称。,组成雌蕊的基本单位，是变态的叶（

5、由表皮、基本组织和维管束构成，维管束分为背束和腹束。雌蕊可由一至多个心皮组成。单雌蕊：雌蕊由一个心皮组成（在雌蕊外面有两条缝线，处于中央的称背缝线，处于边缘的称腹缝线，心皮通过腹缝线处连接，胚珠也着生于腹缝线处）。单生单雌蕊：一朵花中仅有一个雌蕊，该雌蕊由一个心皮组成。离生单雌蕊：一朵花中有多个彼此分离的雌蕊，每个雌蕊由一个心皮组成。复雌蕊：一朵花中仅有一个雌蕊，该雌蕊由多个心皮组成。,1心皮：,单雌蕊,离生单雌蕊,复雌蕊,2雌蕊的结构 雌蕊一般可分为柱头、花柱和子房三部分：柱头：位于雌蕊顶端，是承受花粉的部位，根据柱头表面有无分泌液可分为干柱头和湿柱头两种类型。花柱：连接柱头与子房的部分，有

6、空心型（中央有花柱道）、实心型（中央有引导组织）两种类型。子房：是雌蕊基部膨大的部分，着生于花托上；其内中空的部分为子房室，内有胚珠，着生于腹缝线处。有上位子房（周位花、下位花）、半下位子房、下位子房等类型。（P222）胎座及其类型：胚珠着生处的肉质突起称为胎座，有边缘胎座、侧膜胎座、中轴胎座、特立中央肥座、基生胎座、顶生胎座等类型。,花单生：一朵花单生于枝顶。如荷花、白玉兰等。花序：多朵花按一定规律排列在一总花柄上，总花柄称花序轴（或花轴）。有两种类型：,三、花序：,小穗轴 内颖 颖片 小穗组成 内颖 内稃 小花 外稃：中脉常外延成芒 浆片：常2-3片 花 雄蕊：三或六枚 雌蕊：一枚,二、禾

7、本科植物的花及小穗,三、花芽分化,在适宜的环境条件下（如一定的光周期、温度、营养条件等），植物的感受器官叶（感受光周期）和茎生长锥（感受低温），感受了调节发育的刺激，使茎的顶端组织发生一系列细胞学的变化，茎生长锥在形态上也发生变化，不再形成叶原基和腋芽原基，而发生花原基或花序原基，逐渐依次形成花或花序的各组成部分，分化成花或花序，这称为花芽分化。,第二节 雄蕊的发育及其结构,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。雄蕊 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。,二、花

8、药的发育和结构（一）花药的发育（二）幼期花药的结构（三）成熟花药的结构,表皮：保护。纤维层（药室内壁）：与花药开裂有关。花粉囊壁 中层：最后消失，部分植物如百合中有残留。成熟花粉囊 绒毡层：为花粉粒发育提供养料，最后消失。花粉囊室：产生和贮存花粉粒。,百合花药幼期结构,花 原表皮（外层）花药表皮 药 原 中部细胞 维管束 药基 薄壁细胞 隔 基本组织（内层）四个角隅 分裂较快，四角隅处 孢原 处细胞 原表皮下一层细胞发育为 细胞平 垂周分裂 药室内壁 纤维层周 初生周缘层 平周分裂 中层：1-数层小细胞、被挤压、常消失。分（外层）绒毡层：最内一层，初时含丰富营养物裂 质，后解体。初生造孢细胞

9、花粉母细胞（2N）减数分裂 花粉粒(N)(内层),花 原表皮（外层）花药表皮 药 原 中部细胞 维管束 药基 薄壁细胞 隔 基本组织（内层）四个角隅 分裂较快，四角隅处 孢原 处细胞 原表皮下一层细胞发育为 细胞平 垂周分裂 药室内壁 纤维层周 初生周缘层 平周分裂 中层：1-数层小细胞、被挤压、常消失。分（外层）绒毡层：最内一层，初时含丰富营养物裂 质，后解体。初生造孢细胞 花粉母细胞（2N）减数分裂 花粉粒(N)(内层),花 原表皮（外层）花药表皮 药 原 中部细胞 维管束 药基 薄壁细胞 隔 基本组织（内层）四个角隅 分裂较快，四角隅处 孢原 处细胞 原表皮下一层细胞发育为 细胞平 垂周

10、分裂 药室内壁 纤维层周 初生周缘层 平周分裂 中层：1-数层小细胞、被挤压、常消失。分（外层）绒毡层：最内一层，初时含丰富营养物裂 质，后解体。初生造孢细胞 花粉母细胞（2N）减数分裂 花粉粒(N)(内层),花药的结构及花粉管的形成,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

11、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，形成两个子核（二分体）,2第二次分裂减数分裂相当于有丝分裂过程（形成四分体）,减数分裂胞质分裂的2种类型,连续型：先形成二分体，再形成四分体，四分体为左右对称形，

12、单子叶植物中占多数。同时型：直到减数分裂的第二次分裂末，形成4个子细胞核以后，才同时发生细胞壁，形成四分体（呈四面体形），双子叶植物中占多数。,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；同时，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。,四、花粉粒的形成和发育 四分体 4个单核花粉粒（细胞壁薄、细胞质浓、核位于细胞中央）营养细胞（

13、大）单核花粉粒（单核靠边期）（两者仅以质膜相隔）精细胞 生殖细胞（小）有丝分裂（2-细胞花粉粒）精细胞(3-细胞花粉粒）,四、花粉粒（雄配子体）的形成和发育 四分体 4个单核花粉粒（细胞壁薄、细胞质浓、核位于细胞中央）营养细胞（大）单核花粉粒（单核靠边期）（两者仅以质膜相隔）精细胞 生殖细胞（小）有丝分裂（2-细胞花粉粒）精细胞(3-细胞花粉粒）,花粉母细胞 减数分裂 四分体花粉粒发育 成熟花粉粒,五、花粉粒的形态及结构,花粉粒的结构：花粉壁、营养 细胞、生殖细胞花粉粒的壁特征：外壁 内壁,与雄蕊有关的其他内容,花粉的生活力 花粉生活力的长短，既决定于植物的遗传性，又受环境因素的影响。花粉植物

14、 利用花药和花粉粒进行离体培养，使花粉粒愈伤化后经胚状体途径分化成的植株。,雄性不育植物 某些植物，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精细胞，但雌蕊却发育正常的植物。雄性不育植物的类型：花药退化型、花粉败育型、无花粉型。,雄性生殖单位:Russell(1981)等发现白花丹花粉粒中2个精细胞以带有胞间连丝的部分连结在一起，共同包围在营养细胞的细胞质中。精于I较大，环绕营养核，并穿入营养核的内部，在油莱、甘蓝等植物中也有相似的结构。对此，Dumas(1984)提出：被子植物在精细胞与营养核之间和一对精细胞之间存在物理上的联结与结构上的连接，井将

15、这种结构单位称为维性生殖生殖单位（male germ unit，简称 MGU)，以后在2细胞花粉中也发现了生殖细胞与营养核间也有类似的结构，也称之为MGU。,第三节 雌蕊的发育及其结构,一、雌蕊的发育 雌蕊是由心皮向内卷合而成的，有腹缝线和背缝线之分，心皮边缘相联合的部分叫腹缝线，胚珠就着生在腹缝线上。而心皮中央相当于叶片中脉的位置叫背缝线。每个心皮上常有维管束分布，即腹束和背束。,雌蕊的组成 雌蕊在形态上包括三部分：柱头、花柱和子房。(一）柱头的类型：干柱头 湿柱头(二）花柱的类型：空心型花柱实心型花柱,(三）子房的结构：子房由子房壁、子房室、胚珠和胎座等组成。子房壁：薄壁组织和维管束，受精

16、后发育为果皮。子房室：一至多室，两层表皮之间为多层薄壁细 胞及维管束部分。胚珠：受精后发育成种子。胎座：胚珠着生在子房壁上的位置。,二、胚珠的组成和发育,(一）组成：一个发育成熟的胚珠由珠心、珠被、珠柄、合点、珠孔等几部分 组成。(二）发育 珠孔 前端 珠心 胎座表皮下 平周分裂 胚珠原基 基部 珠柄 珠心基部三者交界处为合点 的一些细胞 珠心基部表皮 珠被 外珠被 内珠被（珠孔是珠被组织包被珠心时在珠心前端留下的一孔）(三）类型：直生胚珠、倒生胚珠、弯生胚珠、横生胚珠。,胚珠类型,胚珠和胚囊发育过程模式图,三、胚囊的发育和结构,在珠被形成前或与它同时，珠心内部也发生变化，最后形成成熟胚囊。周

17、缘细胞：形成珠心一部分珠心细胞 近珠孔端的表皮下 孢原细胞 造孢细胞长 大 胚囊母细胞 减数分裂四分体 三个消失，一个发育 3个反足细胞（合点端N）1个中央细胞（中央2X1N）单核胚囊三次有丝分裂 8核胚囊(7细胞胚囊)2个助细胞（珠孔端N）1个卵细胞（珠孔端N）,几种不同的胚囊发育形式,第四节 开花、传粉和受精,一、开花：当雄蕊中的花粉粒和雌蕊中的胚囊（或二者之一）已成熟时,花被即行开放，露出雄蕊和雌蕊，这种现象称之为开花。开花期：一株植物,每年从第一朵花开放至最后一朵花开完所经历的时间。二、传粉（授粉）：成熟的花粉粒借外力传到雌蕊柱头上的过程。传粉是受精的前提。（一）自花传粉和异花传粉 最

18、典型的自花传粉为闭花受精（二）植物对异花传粉的适应 有几种形式：1、单性花 2、雌雄蕊异熟 3、雌雄蕊异长 4、雌雄蕊异位 5、自花不孕 风媒花：花小而多，花被不显著，花丝细长；花粉多、小而轻、光滑；柱头大，常羽毛状。虫媒花：花冠大而鲜艳，具气味，有蜜腺；花粉大、粗糙、有粘性。,三、受精 雌雄性细胞，即卵细胞和精细胞的互相融合过程，称为受精。其步骤为：传粉 花粉在柱头上萌发 花粉管在花柱中伸长 经过子房壁 子房室 精、卵结合 释放精细胞 进入胚囊（一）花粉粒的萌发和花粉管的生长 1、花粉粒的萌发：传粉后经柱头识别，亲和的花粉粒从柱头上吸水和养料，增加内压，由内壁经萌发孔向外突出，形成花粉管的过

19、程。2、花粉管的生长：花粉管进入花柱，并从中吸收糖类等物质，合成新管壁沿子房内壁或胎座至子房室；常经珠孔或合点、珠被进入胚珠的胚囊；同时2-细胞花粉粒中的生殖细胞在花粉管中进行有丝分裂形成2个精细胞。（二）双受精过程及其特点1、双受精：卵细胞和中央细胞分别与两个精细胞互相融合的过程，是被子植物有性生殖的特有现象。2.双受精过程：花粉管通常经过珠孔进入珠心，最后进入胚囊，花粉管端壁形成小孔并喷出2个精细胞1个营养核及其它营养物，随后2个精细胞转移到卵细胞和中央细胞附近，一个精细胞的质膜与卵细胞的质膜融合，精核入卵，两者的核膜融合、核质融合、核仁融合形成受精卵（合子），受精卵进一步发育形成胚（2N

20、）。其中另一个精细胞的质膜与中央细胞的质膜融合，两者的核膜融合、核质融合、核仁融合形成初生胚乳核，初生胚乳核进一步发育形成胚乳（3N）。,2、双受精的意义：（1）产生二倍体的合子，具有父母本的双重遗传性，恢复了各种植物原有的染 色体数，保持了物种遗传的稳定性。（2）后代出现新的遗传性状，利于选择优良变异的后代，培育成新的品种。（3）三倍体的初生胚乳核结合了父母本的遗传性，更适合作为胚发育的养料，使后代变异性得以充分体现，生活力、适应性更强。,（三）受精的选择性和多精入卵 1.受精的选择性：（1）雌蕊和花粉粒间的相互化学识别与 物理选择（2）卵细胞选择性 2.多精子现象：同时有几个花粉管进入胚囊

21、中,这时胚囊中有2个以上的精细胞。3.多胚现象：胚囊中多余的精细胞与助细胞或反足细胞受精，发育成胚，产生1个以上的胚。4.多精入卵现象：有2个以上的精细胞进入到卵细胞中(四)多倍体的概念 凡是细胞中具有3组或更多染色体组的生物体,称为多倍体.同源多倍体 异源多倍体,第五节 种子的发育过程,种子由受精后的胚珠发育而成：受精卵 胚 受精的中央细胞 胚乳受精胚珠 少部分 外胚乳 种子 珠心 大部分被吸收 珠被 种皮,一.胚的发育（受精卵发育成胚的过程）,胚的发生一般经过以下几个发育时期:合子(短暂休眠或无休眠)原胚 幼胚 成熟胚 原胚时期:从2-细胞开始,直至器官分化之前（球形原胚）的胚胎发育时期.

22、(一)双子叶植物胚的发育,荠菜胚胎发育过程原胚阶段,幼胚阶段,幼胚阶段,成熟胚阶段,双子叶植物胚的简要发育过程,一次横分裂,横裂,各个方向分裂,（二）单子叶植物胚的简要发育过程 单子叶植物与双子叶植物在胚发育的初期是基本相同的，主要差别是单子叶植物的子叶原基不均等发育，在成熟的胚中形成一片子叶。,二、胚乳的发育（初生胚乳核发育成胚乳的过程）（一）核型胚乳：初生胚乳核 核分裂 多数游离核 质分裂 多细胞的胚乳(二)细胞型胚乳：初生胚乳核 核分裂、质分裂 多细胞的胚乳(三)沼生目型胚乳 珠孔室(大)游离核胞质分裂 多细胞初生胚乳核第一次分裂胚囊分成 合点室(小)游离核,核多次分裂,游离核型胚乳发育

23、方式,沼生目型胚乳发育方式,细胞型胚乳发育方式,(四)无胚乳种子：胚乳发育过程中，胚乳养料为胚发育时吸收用尽，而养料贮存在叶中。(五)外胚乳：有些植物的胚囊外的一部分珠心组织随种子的发育而增大，形成类似胚乳的贮藏组织，称为外胚乳。外胚不同于胚乳，它是非受精的产物，为二倍体组织。外胚又在有胚乳的种子（如胡椒、姜）中出现，也可以发生于无胚乳的种子中（如石竹、苋）。在大多数植物中，珠心在胚囊以及胚和胚乳的发育中已被分解、吸收，它们的种子中无外胚乳存在。外胚乳与胚乳为同功而不同源的组织。,三、种皮的发育（由珠被发育而成）,1.珠被1层 种皮1层(如向日葵)内珠被 内种皮 种皮(如油菜)2.珠被2层 外

24、珠被 外种皮 3.仅一层珠被发育：外珠被 种皮(如大豆)或内珠被 种皮(如水稻)4.假种皮：有些植物的种皮外面还有一些覆盖层，它是由珠柄、胎座等部分发育而来的。如荔枝、龙眼。,四、无融合生殖和多胚现象,（一）无融合生殖1.概念：有些植物不经过雌雄性细胞的融合(受精)，而产生的胚的种子，此现象称为无融合生殖。2.类型：（1）单倍体无融合生殖 单倍体孤雌生殖：卵细胞不经受精直接发育成胚。单倍体无配子生殖：助细胞或反足细胞不受精就发育成胚。以上二种类型产生的后代因是单倍体，所以后代不育。(2)二倍体无融合生殖 孢原细胞 胚囊(2N)卵细胞(2N)胚(二倍体孤雌生殖)或珠心一部分细胞 其它细胞 胚(二

25、倍体无配子生殖)以上二种类型产生的后代因是二倍体，所以后代可育,不经减数分裂,不受精,（二）不定胚与多胚现象1.不定胚：有些植物的珠心或被细胞可分裂形成数群细胞，侵入到胚囊中，发育形成一个或数个同样具有叶、胚芽、胚轴和胚根的胚，这种胚称为不定胚。2.多胚现象：1粒种子中具有1个以上的胚，称为多胚现象。,第六节 果实的发育、结构和传播,一.果实的发育：子房发育成果实。根据子房在果实发育中的作用分：1。真果：多数植物的果实，仅由子房发育而成，叫真果。如桃的果实。2。假果：有些植物的果实，除了子房以外，大部分是花托、花被甚至是整个花序参与发育而成，叫假果。如梨、苹果等。,二、果实的结构,1.真果的结

26、构,2.假果的结构,真果,假果,三、单性结实,某些植物不经受精作用也能结实的现象叫单性结实（parthenocarpy）。特征：无籽果实类型：1。刺激单性结实：马铃薯的花粉刺激番茄或苹果2。非刺激单性结实：,四、果实与种子的传播的传播,内在力量的传播：弹射；喷射；外在力量的传播：风力；水媒；人的活动；动物的取食及活动等；,靠风力传播,靠水传播或借助于人或动物传播,靠自身弹力传播,第七节 被子植物生活史的概述,一、被子植物生活史概念：从上一代种子萌发到下一代种子产生的整个生活历程。二、被子植物生活史的两个基本阶段：(一)二倍体阶段(孢子体阶段)：从双受精后产生的种子萌发，形成植株，开花后在雄蕊，雌蕊中分别产生花粉母细胞和胚囊母细胞的阶段。(二)单倍体阶段(配子体阶段)：花粉母细胞、胚囊母细胞经过减数分裂之后分别在成熟花粉粒、成熟胚囊中产生精细胞、卵细胞的阶段。配子体不能独立生活，而寄生在孢子体上面。三、被子植物生活史中二个重要的转折点：减数分裂，双受精,