第四章第五節(jié)開花、傳粉和受精

1、植物學(xué)植物學(xué) 江蘇省木瀆高級(jí)中學(xué)江蘇省木瀆高級(jí)中學(xué)陳允飛陳允飛二二OOOO六年九月六年九月第四章 植物的繁殖器官第五節(jié) 開花、傳粉和受精 一開花 1 1概念概念 當(dāng)雄蕊中的花粉粒和雌蕊中的胚囊（或二者之一）已經(jīng)成熟，花冠、花萼張開，雌雄蕊露出的現(xiàn)象稱為開花。 2開花的習(xí)性 (1)開花年齡 從幾個(gè)月到幾十年，不同植物差別很大。 多年生植物需達(dá)到開花年齡時(shí)才開花，并能延續(xù)多年。 (2)開花季節(jié)和開花時(shí)間 開花季節(jié)開花季節(jié) 不同的植物差別極大，一個(gè)中春夏秋冬均有植物開花。 開花時(shí)間開花時(shí)間 各種植物每朵花開放的時(shí)間及開花的晝夜周期性變化也很大。如小麥的開花時(shí)間530min，而水稻為12小時(shí)。每天花朵

2、盛開的時(shí)間不同的植物也不同。 (3)花期 是指從第一朵花開放到最后一朵花開放所經(jīng)歷的時(shí)間。不同植物花期的長(zhǎng)短有很大的中同。 開花順序 先葉開花先葉開花 開花在植物長(zhǎng)出葉片之間，如臘梅、玉蘭等。 后葉開花后葉開花 開花在植物長(zhǎng)出葉片之后，大多數(shù)植物是后葉開花。臘梅玉蘭 二傳粉 1概念 花粉囊散出的成熟花粉粒，借助一定的媒介力量，被傳送到同一花或另一花的雌蕊柱頭上的過(guò)程。 2傳粉的方式 (1)自花傳粉 自花傳粉的概念 花粉從花粉囊散出后，落到同一花的柱頭上的傳粉現(xiàn)象稱為自花傳粉。栽培中的大麥、小麥、豌豆、番茄等基本都是自花傳粉。 在實(shí)際應(yīng)用上，自花傳粉的概念還指在果樹栽培上同品種間的傳粉和在農(nóng)業(yè)上

3、同株異花間的傳粉。 自花傳粉植物花的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1兩性花 2雄蕊的花粉囊和雌蕊的胚囊必須是同時(shí)成熟的 3雌蕊的柱頭對(duì)于本花的花粉萌發(fā)和花粉管中雄配子的發(fā)育沒(méi)有任何生理阻礙 閉花傳粉和閉花受精是一種典型的自花傳粉，如豌豆，它的花還未開放，花粉囊中的花粉粒就已經(jīng)成熟，并直接在花粉囊中萌發(fā)，花粉管穿過(guò)花粉囊的壁，向柱頭生長(zhǎng)，將精子送入胚囊，完成受精。 (2)異花傳粉 概念 異花傳粉是指一朵花的花粉，傳送到同一株或不同植株另一朵花的柱頭上的過(guò)程，如玉米、瓜類、油菜、蘋果等。在果樹栽培中不同品種間的傳粉和農(nóng)作物栽培上不同植株間的傳粉也稱為異花傳粉。 異花傳粉植物花的適應(yīng)性特征 1花單性 2兩性花，但雄蕊和

4、雌蕊不同時(shí)成熟，在雌、雄蕊異熟現(xiàn)象中，有雄蕊先熟的，如玉米、萵苣等，有雌蕊先熟的，如木蘭、甜菜等。 3雌、雄蕊異長(zhǎng)或異位，也不能進(jìn)行自花傳粉，如報(bào)春花 4自花不孕?；ǚ墼诒净ㄖ^上不能萌發(fā)，或不能完全發(fā)育以達(dá)到受精的結(jié)果，如蕎麥、亞麻、桃、梨、蘋果、葡萄等。 異花傳粉的方式 風(fēng)媒花風(fēng)媒花 依靠風(fēng)力傳送花粉的方式。 風(fēng)媒植物花的特點(diǎn)： 1花多密集成穗狀花序、柔荑花序等，能產(chǎn)生大量花粉，同時(shí)散放。 2花粉一般質(zhì)輕、干燥、表面光滑，容易被風(fēng)吹送?；ǚ蹆?nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)常以淀粉為主。 3花絲特別細(xì)長(zhǎng)，花藥早期就伸出在花外，受風(fēng)力 的吹動(dòng)，使大量花粉吹散到空氣中去。如小麥、水稻等。 4花柱往往較長(zhǎng)，柱頭往往呈

5、羽毛狀，高出花外，增加接受花粉的機(jī)會(huì)。 5多數(shù)風(fēng)媒植物有先葉開花的習(xí)性，避免散出的花粉受枝葉所擋，影響傳粉。 6風(fēng)媒植物常常雌雄異花或異株，花被消失，不具香味和色澤，但這不是沒(méi)必要的特征。 蟲媒花蟲媒花 靠昆蟲為媒介進(jìn)行傳粉方式的花稱為蟲媒花。 蟲媒花的結(jié)構(gòu)特征： 1多具有特殊的氣味以吸引昆蟲。不同植物散發(fā)的氣味不同，吸收的昆蟲種類也不同。 2多半能產(chǎn)蜜汁。蜜腺分布的位置、花的形態(tài)結(jié)構(gòu)特征等與傳粉昆蟲之間常具有相互選擇、相互適應(yīng)、協(xié)同進(jìn)化的特點(diǎn)。 3常常是花大而顯著，并有各種鮮艷色彩。白天開放的花多紅、黃、紫等顏色，而晚間開放的多純白色，只有夜間活動(dòng)的蛾類能識(shí)別，幫助傳粉。 4花粉粒一般比風(fēng)媒

6、花大，花粉外壁粗糙，多有刺突，花粉裂開時(shí)不為風(fēng)吹散，而是粘在花藥上?；ǚ壑械臓I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)多以脂質(zhì)為主。 5雌蕊的柱頭也多有粘液分泌，花粉一經(jīng)接觸即被粘住。 6花粉數(shù)量比風(fēng)媒花少。馬兜鈴和鼠尾草的傳粉特點(diǎn)。 其它傳粉方式其它傳粉方式 1水媒 水生 植物都是借水力來(lái) 傳粉的，如金魚藻、 黑藻、水鱉等。如 苦草屬植物的傳粉 方式，見右圖。 2鳥媒 由一 些小型的蜂鳥幫助 傳粉的現(xiàn)象。 此外，蝸牛、 蝙蝠等小動(dòng)物也能 傳粉，但不多見。 3自花傳粉和異花傳粉的生態(tài)和進(jìn)化意義 異花傳粉與自花傳粉相比較，是一種進(jìn)化的方式，長(zhǎng)期的自花傳粉對(duì)植物是有害的，可使后代的生活力逐漸衰退，這在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上已得到證明，農(nóng)作物的

7、長(zhǎng)期連續(xù)自花傳粉會(huì)逐漸衰退而失去栽培價(jià)值。 自花傳粉是一種原始的傳粉方式，對(duì)后代也不能受益，但自然界中卻保留了這種傳粉方式，說(shuō)明這種傳粉方式對(duì)某些植物來(lái)說(shuō)仍然是有利的，即在異花傳粉時(shí)，由于缺少某些必要的條件而不傳粉時(shí)，自花傳粉就可彌補(bǔ)這一不足。 異花傳粉是一種進(jìn)化的方式，使后代的遺傳物質(zhì)來(lái)自雙親，從而使后代具有更大的生活力和變異性。 4人工傳粉 三受精 1概念 植物的雌、雄配子，即卵細(xì)胞和精子相互融合的過(guò)程，叫做受精作用。被子植物的受精，依靠花粉管將2牧精子送入胚囊中進(jìn)行，包括一牧精子和卵細(xì)胞融合，以及另一牧精子與極核(或次生核)融合。這種現(xiàn)象是被子植物所特有的雙受精現(xiàn)象。 2花粉粒的萌發(fā) 落

8、在柱頭上的花粉粒內(nèi)壁在萌發(fā)孔處向外突出并繼續(xù)伸長(zhǎng)形成花粉管的過(guò)程稱為花粉粒的萌發(fā)。 花粉落在柱頭上后：花粉落在柱頭上后： 必須經(jīng)柱頭識(shí)別認(rèn)可后，才能萌發(fā)。識(shí)別反應(yīng)的物質(zhì)基礎(chǔ)是位于花粉壁上和壁內(nèi)的蛋白質(zhì)和柱頭表面蛋白質(zhì)表膜。 柱頭分泌的分泌物對(duì)同種花粉粒是最適的，有利于花粉粒的萌發(fā)和發(fā)育?；ǚ哿５拿劝l(fā)和花粉管的發(fā)育 3花粉管的發(fā)育和生長(zhǎng) 花粉管的發(fā)育 萌發(fā)出的 花粉管在酶的作用下，穿過(guò)柱頭表面的角質(zhì)膜，進(jìn)入已局部溶解的胞間層，沿梯狀細(xì)胞間隙或細(xì)胞內(nèi)部，進(jìn)入花柱。當(dāng)花粉管在花柱中生長(zhǎng)時(shí)，一方面利用花粉本身貯存的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)；另一方面，從花柱組織中吸取養(yǎng)料，用于花粉管的生長(zhǎng)和管壁的建成?；ǚ鄣竭_(dá)子房?jī)?nèi)壁

9、或胎座繼續(xù)生長(zhǎng)，直達(dá)胚珠，經(jīng)珠孔到達(dá)胚囊。 花粉管穿過(guò)花柱的方式 在中空的花柱中，花粉管沿花柱道表面的分泌物中生長(zhǎng)；在實(shí)心的花柱中溶解引導(dǎo)組織(或薄壁細(xì)胞)的中層，在細(xì)胞之間通過(guò)。 花粉管進(jìn)入胚囊途經(jīng)(與助細(xì)胞有一定關(guān)系) 從卵和助細(xì)胞之間進(jìn)入；穿過(guò)一個(gè)助細(xì)胞；破壞一個(gè)助細(xì)胞進(jìn)入。水稻花粉粒萌發(fā)和花粉管生長(zhǎng)過(guò)程示意圖小麥的傳粉和受精過(guò)程示意圖A花粉粒在柱頭上萌發(fā) B左邊虛線方框內(nèi)的放大 C傳粉后數(shù)小時(shí)雌蕊的縱切面 D花粉管到達(dá)珠孔處 E花粉管的尖端已進(jìn)入胚囊 F花粉管尖端破裂，其中二個(gè)精子已釋放出來(lái) 4雙受精過(guò)程 (1)精子進(jìn)入胚囊 花粉管到達(dá)胚囊后，由一個(gè)退化的助細(xì)胞的絲狀器基部進(jìn)入，另一個(gè)

10、助細(xì)胞退化。隨后花粉管頂端或亞頂端的一側(cè)形成一小孔，釋放出營(yíng)養(yǎng)核、兩個(gè)精細(xì)胞和花粉管物質(zhì)。 (2)受精過(guò)程 一個(gè)精細(xì)胞與卵細(xì)胞融合，中一個(gè)精細(xì)胞與中央細(xì)胞的兩個(gè)極核融合。此雙受精現(xiàn)象為被子植物所特有。 精細(xì)胞與卵細(xì)胞和中央細(xì)胞接觸的位置是在無(wú)壁區(qū)。接觸處的質(zhì)膜融合，兩個(gè)精核就分別進(jìn)入卵細(xì)胞和中央細(xì)胞。 精核與卵核融合的速度較慢，精核與極核融合的速度較快。被子植物雙受精作用中精細(xì)胞轉(zhuǎn)移至卵細(xì)胞和中央細(xì)胞的圖解被子植物雙受精過(guò)程示意圖棉花雙受精作用的幾個(gè)時(shí)期ABCDBCA受精后一個(gè)精子在卵細(xì)胞內(nèi)，另一個(gè)精子將進(jìn)入中央細(xì)胞 B兩個(gè)精子分別與卵核和精核接觸 C受精的卵核和極核的染色質(zhì)分散，注意出現(xiàn)雄核

11、 D卵核與精核在融合中，初生胚乳核在分裂中期精子 5受精的選擇作用 柱頭對(duì)花粉粒的萌發(fā)以及胚囊對(duì)精子細(xì)胞的進(jìn)入，都具有選擇能力，即只有有能力和柱頭的生理、系列化作用相協(xié)調(diào)的花粉粒才能萌發(fā)，卵細(xì)胞也只能和生理、生化相適應(yīng)的精子融合在一起。 6雙受精的生物學(xué)意義 通過(guò)精、卵結(jié)合，恢復(fù)了各種植物體原有的染色體數(shù)目，保持了物種的穩(wěn)定性。 將父母本具有差異的遺傳物質(zhì)組合在一起，形成具有雙重遺傳性的合子，既加強(qiáng)了后代個(gè)體的生活力和適應(yīng)性，又為由合子發(fā)育成的新一代植株可能出現(xiàn)某些新性狀、新變異提供了基礎(chǔ)。 受精的極核發(fā)育成三倍體的胚乳，同樣兼有父母本的遺傳性，作為新一代植物胚期的養(yǎng)料，可以使子代的生活力更強(qiáng)

12、、適應(yīng)性更廣。四無(wú)融合生殖和多胚現(xiàn)象 1無(wú)融合生殖 有些植物的胚囊中可以不經(jīng)過(guò)雌、雄性細(xì)胞融合的受精過(guò)程而直接產(chǎn)生胚的現(xiàn)象。 (1)(1)孤雌生殖孤雌生殖 由卵細(xì)胞不經(jīng)過(guò)受精直接發(fā)育成胚的現(xiàn)象。胚是單倍體的。在玉米、小麥等植物中有上此現(xiàn)象。 (2)(2)無(wú)配子生殖無(wú)配子生殖 是由胚囊內(nèi)的助細(xì)胞或反足細(xì)胞直接發(fā)育成胚的現(xiàn)象。胚是單倍體的。如蔥、鳶尾、含羞草等。 (3)(3)二倍體無(wú)融合生殖二倍體無(wú)融合生殖 其胚囊是由未經(jīng)減數(shù)分裂的孢原細(xì)胞、胚囊母細(xì)胞或珠心細(xì)胞直接發(fā)育而成的，這種胚囊中的成員都是二倍體的，同樣可以出現(xiàn)孤雌生殖或無(wú)配子生殖。如蕓苔屬、蒲公英等。 (4)(4)無(wú)孢子生殖無(wú)孢子生殖 由珠心中珠被細(xì)胞直接發(fā)育成胚的，如柑橘屬中的一些植物。 2多胚現(xiàn)象 在一個(gè)胚珠中