植物學(xué)教案15 有性生殖

被子植物的有性生殖一、花的組成及其類型二、花芽分化三、花藥的發(fā)育和花粉粒的形成四、胚珠的結(jié)構(gòu)和胚囊的形成五、開花、傳粉和受精六、種子和果實(shí)的形成七、被子植物生活史的概述主要內(nèi)容任何植物，其生命活動周期都包含兩個(gè)互為依存的方面：①維持本身一代的生存。②保持種族的延續(xù)。植物體本身一代的生存有一定時(shí)限，最終必然死亡，所以，植物體生長發(fā)育到某個(gè)時(shí)期，就要以一定的方式產(chǎn)生與自己相似的新個(gè)體，以維持種族的延續(xù)，這種現(xiàn)象稱為植物的繁殖。植物的繁殖有三種方式：營養(yǎng)繁殖、無性繁殖和有性繁殖1、營養(yǎng)繁殖：植物營養(yǎng)體的一部分與母體分離直接成為新個(gè)體的繁殖方式。在自然狀態(tài)下進(jìn)行營養(yǎng)繁殖稱為自然營養(yǎng)繁殖，在人工協(xié)助下進(jìn)行營養(yǎng)繁殖稱為人工營養(yǎng)繁殖

被子植物的生殖器官指的就是與有性生殖有關(guān)的器官，即花、果實(shí)、種子。被子植物的有性生殖過程是在花的結(jié)構(gòu)中集中體現(xiàn)的，從配子的產(chǎn)生到傳粉、受精形成合子及合子的發(fā)育整個(gè)過程都是在花的一系列結(jié)構(gòu)里進(jìn)行。2、無性繁殖(亦稱孢子繁殖)：植物體產(chǎn)生無性生殖細(xì)胞——孢子，孢子不經(jīng)結(jié)合直接發(fā)育為新個(gè)體的繁殖方式稱為無性生殖。這是藻類、菌類等孢子植物的繁殖方式。

3、有性繁殖：植物體產(chǎn)生有性生殖細(xì)胞——配子，兩個(gè)配子結(jié)合形成合子，由合子發(fā)育為新個(gè)體的繁殖方式。一、花的概念及組成（復(fù)習(xí)）花：是節(jié)間極短而無分枝、適應(yīng)于生殖的變態(tài)枝條。

漿片：2

花雄蕊：3、6

雌蕊：1

內(nèi)稃：1

外稃：1花序穎片：2

小穗軸小花小穗禾本科植物的花二、花芽分化（一）定義植物在營養(yǎng)生長的一定階段，其感受器官葉和莖生長錐，感受了調(diào)節(jié)發(fā)育的刺激，使一些芽的分化發(fā)生了質(zhì)的變化，生長錐不再產(chǎn)生葉原基和腋芽原基，而分化發(fā)生花的各部分原基或花序的各部分原基，逐漸形成花或花序的各組成部分，這一過程稱為花芽分化。（三）花芽分化的時(shí)期和基本條件（四）花芽分化的過程（二）花芽分化時(shí)頂端分生組織的變化三、花藥的發(fā)育和花粉粒的形成（一）花藥的發(fā)育中層藥室內(nèi)壁絨氈層……消失……消失纖維層減數(shù)分裂表皮花粉囊壁（小孢子母細(xì)胞）（小孢子）花粉母細(xì)胞2n四分體n單核花粉粒n周緣細(xì)胞造孢細(xì)胞平周分裂原表皮孢原細(xì)胞花藥原基精細(xì)胞n精細(xì)胞n三胞花粉（三核花粉粒）二胞花粉（二核花粉粒）（二）花粉粒的形成過程四分體n花粉母細(xì)胞2n單核花粉粒n營養(yǎng)細(xì)胞n生殖細(xì)胞n成熟花粉粒n減數(shù)分裂（雄配子體）（小孢子母細(xì)胞）（小孢子）造孢細(xì)胞

2n

有絲分裂外壁：較厚、硬而無彈性。具雕紋和萌發(fā)孔（溝）。孢粉素、識別蛋白。內(nèi)壁：較薄，軟而有彈性。

生殖細(xì)胞：較小，無細(xì)胞壁，細(xì)胞質(zhì)較少，RNA含量低，1-2個(gè)核仁，代謝較低。營養(yǎng)細(xì)胞：較大，細(xì)胞質(zhì)豐富，RNA含量高，常無核仁，貯藏物質(zhì)的含量高，代謝旺盛。

（三）花粉粒的結(jié)構(gòu)（四）雄性生殖單位與精子異型性雄性生殖單位：成熟花粉粒中，一對精子或一個(gè)生殖細(xì)胞與營養(yǎng)核構(gòu)成的一個(gè)功能復(fù)合體。精子異型性：有的植物（如白花丹、油菜、玉米）中，兩個(gè)精子在大小、形態(tài)和細(xì)胞器的數(shù)量上存在明顯的差異。大的精細(xì)胞含質(zhì)體少，而含線粒體多，受精時(shí)與中央細(xì)胞融合，而小的精細(xì)胞含質(zhì)體豐富而線粒體少，與卵細(xì)胞受精（趨向性受精現(xiàn)象）。這種來源于同一生殖細(xì)胞的一對精細(xì)胞之間的差異，稱為精子異型性。雄性不育：由于遺傳和生理原因或外界條件的影響，花中的雄蕊發(fā)育不正常，不能形成正常的花粉粒或正常的雄配子，但雌蕊發(fā)育正常的現(xiàn)象。三種類型:花藥退化、花藥內(nèi)不產(chǎn)生花粉、產(chǎn)生的花粉敗育。

（五）雄性不育應(yīng)用雄性不育系進(jìn)行雜交育種，可免去人工去雄，節(jié)省大量人力，保證種子純度。雄性不育在作物遺傳育種上的應(yīng)用四、雌蕊的結(jié)構(gòu)和胚囊的形成（一）雌蕊的發(fā)育和結(jié)構(gòu)雌蕊柱頭花柱子房干柱頭濕柱頭空心型實(shí)心型（二）胚珠的結(jié)構(gòu)胚囊成熟胚珠合點(diǎn)珠心珠被珠柄珠孔胚囊胚珠的類型1、直生胚珠2、倒生胚珠3、橫生胚珠4、彎生胚珠5、曲生胚珠胎座表皮下的一些細(xì)胞胚珠原基基部—→珠柄前端—→珠心———基部表皮層細(xì)胞內(nèi)部珠心細(xì)胞環(huán)狀的突起，逐漸上擴(kuò)包圍珠心而形成珠被，僅在前端留下一孔（珠孔）珠心細(xì)胞孢原細(xì)胞造孢細(xì)胞胚囊母細(xì)胞平周分裂（三）胚珠的發(fā)育珠心珠心的一部分胚囊母細(xì)胞平周分裂減數(shù)分裂四分體孢原細(xì)胞單核胚囊周緣細(xì)胞造孢細(xì)胞珠孔端3個(gè)消失，合點(diǎn)端1個(gè)發(fā)育水稻、小麥3次有絲分裂成熟胚囊反足細(xì)胞（3個(gè)，n）中央細(xì)胞（1個(gè)，2n）（或2個(gè)極核，n+n）卵細(xì)胞（1個(gè)，n）助細(xì)胞（2個(gè)，n）（2n）（2n）（2n）（2n）（2n）（n）（2n）（n）（n）大孢子雌配子體（四）胚囊的形成（以蓼型胚囊為例）胚囊的發(fā)育除了上述的蓼型外，還有貝母型（百合型、四孢型）、蔥型（雙孢型）等胚囊發(fā)育類型?；ūㄍ蟹只倪^程小麥幼穗分化過程花藥的發(fā)育花粉母細(xì)胞一個(gè)成熟花粉囊百合花藥（減數(shù)分裂）百合花藥（四分體）絨氈層對花粉粒發(fā)育的特殊作用1、對花粉母細(xì)胞和花粉粒的發(fā)育起重要的營養(yǎng)和調(diào)控作用。2、合成和分泌胼胝質(zhì)酶，使四分體適時(shí)分離而正常發(fā)育。3、合成和分泌識別蛋白并轉(zhuǎn)移到花粉粒外壁上。4、合成和分泌孢粉素并轉(zhuǎn)移到花粉粒外壁上，以增強(qiáng)花粉的穩(wěn)定性?；ǚ哿５男纬蛇^程花粉?；ǚ哿５男螤罡鞣N類型花粉花粉外壁雕紋花粉萌發(fā)孔、溝

花粉粒的形狀、大小及萌發(fā)孔或萌發(fā)溝的數(shù)目、位置、形態(tài)，以及花粉壁上的紋飾均有較明顯的種屬特征，是研究植物系統(tǒng)分類，演化、地理分布和古代氣候的重要依據(jù)進(jìn)行花粉研究的學(xué)科稱為孢粉學(xué)2-細(xì)胞花粉粒的電鏡圖（繡球百合）生殖細(xì)胞核營養(yǎng)細(xì)胞核二細(xì)胞花粉、三細(xì)胞花粉白花丹（Plumbago

zeylanica）的雄性生殖單位

（Russell等，1981）精子1精子2營養(yǎng)核精子2精子2精子1雄性不育與雜交育種

1763年，德國學(xué)者Kolreuter觀察到植物雄性不育現(xiàn)象。

1890年，達(dá)爾文也報(bào)道植物雄性不育現(xiàn)象。

1940年，Owen：玉米雄性不育現(xiàn)象。

1954年，Stephens：高梁的雄性不育現(xiàn)象。

1951年，木原均：小麥的雄性不育現(xiàn)象。

1958年，日本將野生稻的細(xì)胞質(zhì)轉(zhuǎn)入日本栽培稻中，發(fā)現(xiàn)花粉不育現(xiàn)象。柱頭花柱胚珠的結(jié)構(gòu)和組成

合點(diǎn)珠心胚囊內(nèi)珠被外珠被珠孔珠柄胚珠的結(jié)構(gòu)

與類型胚珠的發(fā)育胚囊的發(fā)育蓼型胚囊圖解卵器胚囊（雌配子體）的類型單孢型胚囊（蓼型胚囊）雙孢型胚囊（蔥型胚囊）四孢型胚囊（百合型、貝母型胚囊）禾本科花胚珠的發(fā)育胚珠的發(fā)育百合孢原細(xì)胞—大孢子母細(xì)胞百合大孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂I—末期百合大孢子母細(xì)胞減數(shù)分裂II—中期第一次四核時(shí)期大孢子核1＋3排列珠孔端的大孢子核分裂合點(diǎn)端分裂的三核合并合點(diǎn)端合并的

三核再分裂珠孔端的大孢子核正常分裂4個(gè)核在分裂的中期或后期8核胚囊