植物学-花

第八章被子植物花的构造和发育花的应用：最大的花：大花草又名臭尸莲最小的花：无根萍国花•国花的评选必须具备四个条件：一是分布要广泛；二是外观要漂亮；三是要有深刻的文化内涵；四是要具备一定的经济价值。樱花(Prunusyedoensis)玫瑰(Rosarugosa)第一节繁殖一、繁殖的概念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，这种现象称为繁殖。二、繁殖的类型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。人工营养繁殖：在人工协助下进行。如扦插、嫁接、组织培养等。自然营养繁殖：在自然状态下进行。嫁接扦插组织培养2无性生殖(孢子繁殖)：植物体产生孢子(spore)，孢子直接发育为新个体的繁殖方式。藻类、菌类等孢子植物的繁殖方式。3有性生殖：植物体产生配子，两个配子结合形成合子，由合子发育为新个体的繁殖方式。第二节花的概念和组成一、花的概念：歌德（1790）“植物的变态”学说花(flower)是适应于生殖作用的变态短枝，上面着生变态的叶。二、花的组成：完全花：花梗、花托、花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群六个部分不完全花：1花梗和花托花梗(pedicel)：茎和花相连的通道。果柄花托(receptacle)：花梗顶端。雌蕊柄花生的花托在雌蕊基部向上延伸成柄状，称为雌蕊柄或子房柄(gynophore)。2花萼和花冠作用：保护，吸引昆虫传粉等。（1）花萼：由萼片组成离萼合萼：萼筒、萼裂片落萼与宿存萼（2）花冠：由花瓣组成，离瓣花：合瓣花：花冠筒、花冠裂片出污泥而不染花萼和花冠总称花被•两被花：•单被花：•无被花：花虎刺梅(Euphorbiamilii)梅(Prunusmume)3雄蕊群：一朵花中所有的雄蕊。雄蕊：花药和花丝。花药：产生花粉粒。花的组成4雌蕊群一朵花中所有的雌蕊。多1个。由1个或几个心皮组成。柱头：接受花粉花柱：花粉管穿过的通道子房(ovary)：子房壁、子房室、胚珠、胎座（胚珠在子房壁上的着生位置）四部分。受精以后，子房果实，子房壁果皮，胚珠种子。胎座子房壁附：心皮心皮是构成雌蕊的基本单位，是适应生殖作用的变态叶。3条维管束：1背束，2腹束。腹缝线：心皮边缘联合之处。连胚珠。背缝线：有背束之处。附：心皮根据心皮的数目和离合情况分为：单雌蕊(simplepistil)：一朵花中一个雌蕊，一心皮构成复雌蕊(compoundpistil)：一朵花中一个雌蕊，两个或两个以上心皮联合而成。离生单雌蕊(apocarpousgynoecium)：一朵花中多个雌蕊根据花中雌、雄蕊的有无，花可以分为3种类型：①两性花(bisexualflower)：②单性花(unisexualflower)：有雄花和雌花之分。雌雄同株、雌雄异株③无性花(neutralflower)：花中既无雄蕊又无雌蕊，也称为中性花，如向日葵的边缘花。花的组成三、禾本科植物的花可育花：1个外稃、1个内稃、2个浆片、3枚或6枚雄蕊和1枚雌蕊。小穗：由1至多朵小花与1对颖片组成颖片外稃内稃禾本科植物开花第二节花芽的分化植物营养生长生殖生长各部分原基的分化顺序，常由外向内进行：萼片原基、花瓣原基、雄蕊原基、雌蕊原基。萼片原基花瓣原基雄蕊原基花芽分化花芽分化花芽分化第三节雄蕊的发育及结构一、雄蕊的发育雄蕊原基。花丝：表皮、薄壁组织、维管束。花药：4个花粉囊(pollensac)、药隔。二、花药的发育孢原细胞幼小时：一群具分裂能力的细胞。四棱形时：表皮，几列孢原细胞等。孢原细胞分裂形成周缘细胞和造孢细胞。周缘细胞分裂产生药室内壁（纤维层）、中层、绒毡层。连同表皮构成花药的壁。花药的发育造孢细胞周缘细胞花药壁：从外向内依次是表皮、药室内壁、中层和绒毡层。1.表皮：一层细胞，保护.2.药室内壁：常一层细胞.初期贮藏物质。花药将成熟时:条纹状加厚，有助花粉囊开裂，又叫纤维层。花药壁：3.中层：常一至三层小细胞，贮藏。以后退化。4.绒毡层：花药壁最内一层。主要功能（1）提供孢粉素，构成花粉粒的外壁。（2）合成识别蛋白质，参与花粉粒和柱头的相互识别。（3）合成胼胝质酶，分解四分体的胼胝质壁。以后退化。胼胝质壁花药壁：。花粉粒发育成熟时，花药壁常只剩下表皮和纤维层。花药的发育三、花粉母细胞和小孢子的产生来自造孢细胞核大、质浓（一）花粉母细胞（小孢子母细胞）的形成（二）减数分裂•有性生殖中。1、减数分裂Ⅰ4个时期：前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ、末期Ⅰ，形成一个二核细胞或二个细胞（二分体）。（1）前期Ⅰ：5个时期：细线期：偶线期(合线期)：联会：同源染色体配对。减数分裂粗线期：非姊妹染色单体间发生局部交换。双线期：同源染色体对开始分离，呈现出X、V、8、0等形状。终变期：核膜、核仁相继消失，纺锤丝开始出现。减数分裂（2）中期Ⅰ：同源染色体对排列在赤道面上，纺锤体形成。（3）后期Ⅰ：同源染色体分开，移向两极。(注意的是，减数分裂就是在此减数)。减数分裂（4）末期Ⅰ：染色体到达两极。二分体或一个2核细胞。2减数分裂Ⅱ：与有丝分裂相似：前期Ⅱ、中期Ⅱ、后期Ⅱ、末期Ⅱ。减数分裂Ⅱ前期Ⅱ中期Ⅱ后期Ⅱ末期Ⅱ减数分裂的意义变异性、物种的稳定性。遗传学家和模特儿（三）小孢子的产生•小孢子母细胞减数分裂形成小孢子四分体，胼胝质壁分解形成小孢子。1减数分裂的胞质分裂：连续型：减数分裂Ⅰ二分体，减数分裂Ⅱ四分体。多见于单子叶植物。同时型：减数分裂Ⅰ二核细胞，减数分裂Ⅱ四分体。多见于双子叶植物。2小孢子四分体的排列四面体型、左右对称型、十字型、直列型、T字型。四、花粉粒的形成有丝分裂生殖核：贴近花粉壁单核花粉粒二核花粉粒营养核：向着中央营养细胞1：大2-细胞花粉粒生殖细胞1：小，无细胞壁营养细胞13-细胞花粉粒精细胞2花粉粒的形成成熟的花粉粒即为雄配子体。其中的精细胞为雄配子。配子体：由孢子发育而来的植物体，染色体倍数为单倍，能够产生配子。花粉粒五、花粉粒的形态和结构花粉粒直径15-60μm，形态各异。1.花粉壁：外壁和内壁两层(1)外壁：含有孢粉素、外壁蛋白等成分，光滑或具雕纹，萌发孔或萌发沟：多为3孔沟。（2）内壁：纤维素、果胶质，内壁蛋白。2.营养细胞：较大，贮藏物质丰富。根据其中的贮藏物质：淀粉质花粉：多适于风媒传粉脂肪质花粉：多适于虫媒传粉。3.生殖细胞或精细胞：较小，核大，没有细胞壁，仅为质膜包围雄性生殖单位：成熟花粉粒或花粉管中，生殖细胞或一对精子与营养核形成的联合体。精子的异型性：表解花药的结构和花粉粒的发育过程花药绒毡层表皮纤维层消失药室内壁孢原细胞2N中层幼花粉囊周缘细胞1营养细胞N造孢细胞2N花粉囊壁原表皮药隔薄壁组织及维管束消失1营养细胞N单核花粉粒N小孢子四分体N花粉母细胞2N2精细胞N1生殖细胞N减数分裂消失保留或消失二核花粉粒成熟花粉粒三细胞花粉粒二细胞花粉粒中央未分化的细胞六、花粉败育与雄性不育（一）花粉败育：1概念：由于外界条件或遗传的原因引起植物花粉不能正常发育的现象。2导致花粉败育的原因：遗传因素：环境因素：不正常的温度、干旱或多雨等，常导致花粉母细胞减数分裂异常二、雄性不育（一）概念：在正常的自然条件下，植物的花药或花粉不能正常发育的现象。雄性不育的特性可以遗传下去的品系称为雄性不育系。（二）雄性不育的表现：雄蕊畸形或退化、花药瘦小萎缩，无花粉或花粉空瘪没有生活力。第四节雌蕊的发育和结构一、雌蕊的发育和结构：（一）柱头：•1特点：表面毛状或乳突状•2柱头类型：•干柱头：传粉时不产生分泌物。•乳突细胞角质层外有一层蛋白质薄膜。•湿柱头：传粉时产生许多分泌物。•脂类、糖类、酚类、蛋白质等。（二）花柱1开放型（空心型）：花柱道2闭合型（实心型）：具有引导组织或薄壁组织，花粉管通过胞间隙生长。（三）子房•子房壁：内、外表皮、薄壁组织、维管束•子房室•胚珠•胎座二、胚珠的发育和结构：（一）胚珠的发育：胚珠原基：子房内壁的胎座处。珠心、珠柄、一环或二环珠被、珠孔、合点。胚珠的发育珠心珠孔内珠被外珠被（二）胚珠的结构1珠被：一层：裸子植物、双子叶植物合瓣花类二层：单子叶植物、双子叶植物离瓣花类2珠孔：将形成种孔。3珠柄：连接胚珠到胎座，将形成种柄。4合点：珠心基部，珠心、珠被、珠柄愈合的部位。5珠心：胚珠的中央部分。有的植物保留到种子成熟，形成外胚乳。（三）胚珠的类型：直生胚珠、倒生胚珠、弯生胚珠、横生胚珠、拳卷胚珠三、胚囊的发育和结构胚囊与胚珠同时发育。（一）大孢子母细胞（胚囊母细胞）的形成孢原细胞：珠心表皮下造孢细胞（少数）周缘细胞：分裂增加珠心组织。薄珠心胚珠厚珠心胚珠12345678（：（二）大孢子的形成大孢子四分体：直线型、二列型或T字型排列。常只有1个发育。DCB小麦AEFGHIJ（三）蓼型胚囊的发育正常型（首先在分叉蓼中发现）为例：合点端的一个大孢子发育，经3次核分裂，分别形成2核、4核、8核胚囊，最后发育为7—细胞胚囊即成熟胚囊：1个卵细胞、2个助细胞、3个反足细胞、1个中央细胞。成熟的胚囊被称为雌配子体(femalegametophyte)，卵细胞就是雌配子(femalegamete)。胚囊的形成（四）成熟胚囊的结构1助细胞：2个近珠孔端向合点端：细胞壁渐薄至缺乏。丝状器核、质常偏向珠孔端。可能的功能：吸收营养；合成和分泌向化性物质，引导花粉管定向生长；花粉管进入胚囊的场所。反足细胞极核卵细胞助细胞丝状器2、卵细胞：与两个助细胞成三角形排列。高度极性化：细胞壁向合点端渐薄或缺失。核和细胞质多偏于合点端。反足细胞极核卵细胞助细胞丝状器3中央细胞：1个最大，高度液泡化，具2个极核，或融合形成一个次生核。与卵细胞、助细胞接触处无细胞壁4、反足细胞：3—多个变化大，主要功能是吸收营养反足细胞极核卵细胞助细胞丝状器表解蓼型胚囊的发育过程造孢细胞2N胚囊母细胞2N2个助细胞N单核胚囊N有丝分裂形成一部分珠心减数分裂1个卵细胞N7细胞或8核胚囊N核有丝分裂3次珠孔端三个消失一个发育大孢子四分体N1个中央细胞(含2个极核N)3个反足细胞N生长周缘细胞2N孢原细胞生长附：胚囊发育的类型按参与形成胚囊的大孢子核的数目分为三大类：1单孢子胚囊：四分体中3只有一个大孢子核发育,如蓼型等。2双孢子胚囊：二个大孢子核共同参与胚囊的发育。，如葱型等减数分裂Ⅰ减数分裂‖4-核胚囊8-核胚囊3四孢子胚囊减数分裂形成一个四核细胞，四个大孢子核都参与胚囊的形成。如贝母型：减数分裂4-核胚囊8-核胚囊三个核边融合边分裂百合型胚囊发育百合型胚囊发育百合型胚囊发育第五节开花、传粉和受精一、开花(anthesis)：雄蕊和雌蕊同时成熟或两者之一达到成熟。各种植物开花有一定的规律，如“花时钟”，开花为传粉做准备。花时钟林奈的“花时钟”：牵牛花早4:00、野蔷薇5:00、芍药7:00、半支莲(马齿苋花)8:00、万寿菊下午3:00、紫茉莉5:00、烟草花6:00、丝瓜花晚7:00。成熟花粉粒传到雌蕊柱头上的过程，叫做传粉。（一）自花传粉（self-pollination）意义？花的特征：两性花、雌雄蕊同熟、无自花不育等豌豆的闭花受精二、传粉(pollination)（二）异花传粉(cross-pollination）•意义？•花的特征：•花单性•若花两性：•雌雄蕊异熟、雌雄蕊异长或异位、自花不育丹参1、风媒花：1/10的植物①花小而多②花粉多，小而轻，干燥③花丝细长。④柱头常呈羽毛状。⑤花被很小甚至退化，不具鲜艳的颜色，无蜜腺或香气。⑥多在早春开花，先花后叶或花叶同时开放。2、虫媒花①花大，色彩鲜艳②有香气或特殊的气味，能分泌蜜汁③花粉粒较大，外壁粗糙且具粘性④花的形态与昆虫协调。雌蜂兰3、其他传粉方式水、蜗牛、鸟、鼠甚至蝙蝠、猴子等均可充当媒介。三、受精(fertilization)雌、雄配子相互融合的过程，叫受精。（一）花粉的萌发识别反应：标志：花粉内壁突出萌发孔，产生花粉管。群体效应：花粉数量密集时，花粉萌发和花粉管的生长都比花粉数量稀少时好。自交不亲和性：（二）花粉管的生长1花粉管通过花柱：花粉管穿过柱头乳突进入花柱。花粉管的内容物：1个营养核、2个精