上-4、第四章 种子植物的繁殖和繁殖器官

第四章种子植物的繁殖和繁殖器官任何植物，不论是低等的或是高等的，是结构简单的还是复杂的，它们的全部生命活动周期，包含着两个互为依存的方面：一是维持它本身一代的生存；另一个是保持种族的延续。植物在生长发育到一定阶段的时候，就必然通过一定的方式，从它本身产生新的个体来延续后代，这就是植物的繁殖（reproduction）。植物通过繁殖也大量地增加了新生一代的个体，扩大了植物的生活范围，丰富了后代的遗传性和变异性。第一节植物的繁殖一、繁殖的概念1、繁殖的定义2、繁殖的意义3、繁殖的类型营养繁殖（vegetativereproduction）无性繁殖（asexualreproduction）有性生殖（sexualreproduc-tion）二、被子植物的营养繁殖块根（甘薯、大丽菊）鳞茎（洋葱、百合、水仙、蒜、风信子、朱顶红等）块茎（马铃薯、菊芋、花叶芋等）球茎（慈姑、荸荠等）根状茎（竹、藕、姜、白茅等）根蘖（洋槐、白杨等）匍匐茎（草莓、狗牙根等）（一）自然营养繁殖植物体在自然情况下，不经人工辅助，就产生新的植株。1、定义2、繁殖器官多借助于块根、鳞茎、球茎、块茎、根状茎等变态器官来进行。有些长期进行营养繁殖的植物，有性生殖器官退化，不能发生作用。营养繁殖不仅可以达到繁殖的目的，还能克服种子萌发力弱，寿命短，或是用种子繁殖需要经过较长的幼年期，使开花结实有所推迟等缺点。3、意义4、举例是经过人工的辅助，采取各种方式进行的营养繁殖，如分生繁殖、扦插、压条、嫁接组织培养等。（二）人工营养繁殖1、定义2、方式3、意义分离繁殖（division）扦插（cutting）压条（layering）嫁接（grafting）在加速植物繁殖，改良作物品种，或保存品种的优良特性等方面起了很大的作用，至今仍在农、林、园艺和果树栽培等方面受到重视。4、举例三、被子植物的有性生殖有性生殖是通过两性配子的融合来完成繁殖的作用，是繁殖方式中的进步形式。1、定义2、繁殖器官通过花产生雌、雄两性配子——卵和精子，在经过受精作用后来完成繁殖。合子以及以后发展的新个体，也就包含了两性配子所带来的遗传特性，因此，新的个体更富于生活力，更能适应新的环境条件。3、意义第二节花花是不分枝的变态的短枝，是种子植物兼行无性生殖和有性生殖的结构，产生大、小孢子和雌雄配子，两性配子受精后，花就发育为果实和种子。一、花的概念猫脸美女樱蒲包花凤仙花虞美人紫罗兰紫茉莉蜀葵百日草半枝莲报春花黑心菊百合仙客来球根秋海棠郁金香西班牙鸢尾大丽花大岩桐大花美人蕉萱草玉簪绣球花棣棠白丁香杜鹃蜡梅牡丹蔷薇无花果榆叶梅紫荆紫叶李夹竹桃黄花夹竹桃倒挂金钟扶桑芙蓉白兰盛花花坛立体花坛一朵完整的花可分为五个部分：花柄、花托、花被、雄蕊群、雌蕊群二、花的形态与结构1、完全花和不完全花2、两性花和单性花，雌花，雄花3、无性花（或称中性花，不育花）4、杂性同株5、雌雄同株6、雌雄异株相关概念花的结构花蕊雄蕊：花药和花丝雌蕊：柱头、花柱、子房花的主要部分花被花萼花冠花托花柄花的类型从花蕊的情况看从花的着生情况看单性花两性花单生花花序：如头状花序、总状花序（一）花柄和花托2、花托：花柄顶端膨大的部分形状各异：圆柱状（玉兰）、圆锥状（草莓）、倒圆锥形（莲），凹陷呈碗状（桃）、壶状（月季）花基：花托在雌蕊基部膨大呈盘状，能分泌蜜汁（如柑橘）雌蕊柄（子房柄）：花托在雌、雄蕊之间伸长的部分（如花生）雌雄蕊柄：花托在雌雄蕊与花冠之间伸长的部分（如西番莲苹婆属）花纤柄：花托在花萼以内的部分伸长而成。1、花柄（花梗）：着生花的小枝，花后发育为果柄。不同情况：有、无、长、短、分枝（小梗）（二）花萼由萼片组成，一般为绿色，有的大而具色彩（如飞燕草）类型及特征：离萼（油菜），合萼（棉、蚕豆、茄子），副萼（苞片）（如棉），整齐萼（多数植物），不整齐萼（如唇形科植物），早落萼，比花冠先落（罂栗），落萼（一般植物)，宿存萼（萼片与果一起发育如柿、茄）距（花萼一边引伸成短小管状突起）如凤仙花，旱金莲。（三）花冠（1）类型及特征离瓣花，合瓣花，整齐花，不整齐花，早落冠（葡萄），落冠（多数植物），宿冠（瓜类）距（三色堇、来娄斗菜）（2）色、香、味色：有色体显色：黄，橙黄，橙红，花青素显色：红，紫，蓝，与酸碱度有关，如牵牛花（早：碱蓝，上午：中性紫，中午：酸性红）香：花瓣细胞含各种挥发油类味：蜜腺分泌蜜汁，有甜味由花瓣组成，排成一轮或数轮（3）对称性辐射对称（桃），两侧对称（蚕豆），不对称（美人蕉)（4）形状十字形（白菜），唇形（野苎麻），管状（向日葵盘花），钟状（沙参），漏斗状（牵牛花），轮状（辐状）（茄），舌状（向日葵边花）花萼和花冠合称花被。按花被的数量可将花分为两被花、单被花、无被花。两被花：有花萼和花冠。单被花:仅有花萼。无被花：无花萼的花。雄蕊群(androecium)：一朵花内所有雄蕊(stamen)的总称。1、有关特征：数目：多数或定数排列方式：螺旋排列或轮状排列。着生位置：花被内或上方，通常着生在花托上，也有着生在花冠上。（四）雄蕊群2、组成：花药(anther)和花丝(filament)，原始类型雄蕊呈薄片状，无花丝与花药之分。（1）花丝形状：一般细长形，也有扁平。如带（莲），花瓣状（美人蕉）或消失的（栀子）长短：一般等长，也有四强或二强离合：一般分离，也有不同程度结合的。如单体（棉），二体（豌豆），三体（小连翘），多体（金丝桃）（2）花药：着生花粉囊的结构，分为两半，中间以药隔相连。花粉囊的数目：4或2开裂方式：纵裂（油菜），横裂（木槿），孔裂（茄），瓣裂（樟）着生方式：全着药：花药全部着生于花丝上（莲，玉兰），基底着药：花药基部着生花丝顶（茄），背贴着药：花药背部贴着在花丝上（苹果，油菜），丁字着药：药背中一点着生花丝顶（小麦，水稻），其它个字着药，广歧着药等花药的面向：内向，外向离合：一般分离，也有合生的。如菊称聚药雄蕊3、花药的发育和花粉粒的形成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）表皮囊壁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，略木质或栓质化。（1）成熟花药的结构（2）花药的发育①初期的结构及分化初期的结构（未分化的花药）（由花托上雄蕊原基发育而来）原表皮（外）基本分生组织（内）未分化的花药分化孢原细胞的出现：四角各出现一列大核细胞周缘细胞（壁细胞）与造孢细胞的形成：外：周缘细胞（初生壁细胞）内：造孢细胞药隔的形成：药隔维管束药隔薄壁细胞表皮的形成：由原表皮发育而成孢原细胞（平周分裂）中部细胞（分裂分化）②花粉囊壁的形成、发育和功能形成周缘细胞（初生壁细胞）平周，垂周分裂（外）药室内壁（一层大型细胞）（中）一层或几层细胞（内）绒毡层（一层大型细胞）发育药室内壁自半径方向伸长垂周壁、内切向壁增厚纤维层中层：早期分解，吸收，消失绒毡层（最初为单核）双核或多核壁溶多核原生质团渗入发育中的花粉母细胞中功能纤维层：具保护和开裂的作用绒毡层：对花粉粒的形成和发育起重要的营养和调节作用③花粉粒的发育和形态结构花粉粒（雄配子体）的形成造孢细胞分裂或不分裂花粉母细胞（小孢子母细胞）减数分裂4分体（4个小孢子）分离单核花粉粒（小孢子）有丝分裂营养细胞（大）生殖细胞（小）（2核花粉粒）有丝分裂2个精子（3核花粉粒）成熟花粉粒的形态结构形状：一般为圆球形、椭圆形、三角形等大小：一般直径15----50微米，特殊200以上（南瓜）结构：外壁（较厚，硬而缺乏弹性，含脂类物质和色素，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）内壁（柔薄，富弹性，主要由纤维素、果胶质等组成）营养细胞（一个）生殖细胞（或为二精子）壁成熟花粉粒（五）雌蕊群雌蕊群(gynoecium)：一朵花中雌蕊的总称，位于花中央或花托顶部1、组成：（1）柱头(stigma)位于雌蕊的上部，是承接花粉粒的地方，常有各种形状。（2）花柱(style)位于柱头和子房之间，其长短随各种植物而不同，是花粉萌发后，花粉管进入子房的通道。（3）子房(ovary)雌蕊基部膨大的部分子房壁：发育为果皮子房室：发育为果实胚珠：发育为种子。2、构成单位：（心皮：具有生殖作用的变态叶）复缝线：心皮边缘愈合部分形成的一条缝线背缝线：心皮中脉处的一条缝线单雌蕊：一朵花中的雌蕊由一个心皮构成复雌蕊（合生雌蕊）：一朵花中的雌蕊由2个以上的心皮合生而成①全部合生：即子房，花柱头全部合生②仅子房合生③子房花柱合生离生雌蕊（离生心皮）：一朵花中有二个以上离生的心皮空心型花柱半封闭型花柱实心型花柱形态：实心：为引导组织，一般细长，也有短而不明显的内部构造薄壁细胞排列疏松空心：花柱道功能：花粉管的通道，能提营养和某些趋化物质，有利花粉进入胚囊。花柱单子房：单雌蕊的子房复子房：复雌蕊的子房①子房室a、子房一室单雌蕊及离生单雌蕊复雌蕊各心皮边缘连合由多室的隔膜消失而成b、子房多室：由复雌蕊形成，各心皮向内卷入在子房中彼此连合，卷入的部分成为隔膜。②胎座子房内壁上肉质突起的结构，称为胎座，其上着生胚珠。子房边缘胎座：单子房。胚珠沿复缝线排列侧膜胎座：单室复子房，胚珠生于多条复缝线上中轴胎座：多室复子房，胚珠沿中轴排列特立中央胎座：单室复子房，胚珠沿中央短柱分布基生胎座：单室复子房，胚珠着生子房底部顶生胎座：单室复子房，胚珠着生于子房顶部片状胎座：多室复子房，胚珠着生于隔膜的各面单雌蕊(simplepistil)离心皮雌蕊群(apocarpousgynoecium)复雌蕊(compoundpistil)：又名合心皮雌蕊(syncarpousp-istil)形态：一般膨大，有的扩展成各种形状，常有各种分泌物：水、脂类、酚类，糖类、酶、激素等。功能：接受，识别和促进花粉萌发。柱头3、胚珠的结构及其类型：（1）结构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：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分而来。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）由于珠柄和其它各部分生长速度不匀而形成不同类型。（2）类型4、胚囊的发育和结构孢原细胞：在珠孔端珠心表皮下开始发生一个大的细胞，核大，质浓。孢原细胞周缘细胞（成为珠心细胞）造孢细胞平周分裂长大胚囊母细胞减数分裂4个大孢子（排成纵行）珠孔端的三个退化远珠孔端一个发育单核胚囊三次有丝分裂七细胞胚囊反足细胞（3个）转运物质进入胚囊中央细胞（2个核，称极核）受精后发育为胚乳助细胞（2个）（1）诱导花粉管进入胚囊（2）分泌酶类物质，促进花粉管末端溶解（3）转运珠心物质进入胚囊卵细胞（1个）受精后发育为胚丝状器：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。单孢型（蓼型）八核胚囊胞质分裂孢原细胞周缘细胞（成为珠心细胞）造孢细胞平周分裂长大胚囊母细胞减数分裂2孢子胚囊（2个核）反足细胞（3个）中央细胞（2个核）助细胞（2个）卵细胞（1个）贝母型两次有丝分裂八核胚囊七细胞胚囊胞质分裂第一极体退化孢原细胞周缘细胞（成为珠心细胞）造孢细胞平周分裂长大胚囊母细胞减数分裂4孢子胚囊（4个核）反足细胞（3个3N）中央细胞（2个核，1个3N，1个2N）助细胞（2个2N）卵细胞（1个2N）葱型两次有丝分裂3核所形成的纺锤体、染色体合并、分裂八核胚囊（4个3N，4个2N）七细胞胚囊胞质分裂（六）花各部分的演化趋势1、数目：多而不定数→少而定数2、排列方式：螺旋排列→轮状排列3、花部离合：离生→合生4、对称性：辐射对称→两侧对称和不对称，整齐花→不整齐花5、子房位置的变化：（根据子房与花托愈合程度不同而区别）上→中→下（1）子房上位，下位花子房仅以底部着生在花托