第四講植物花果實種子

1、十堰市一中·2014級奧賽·生物資料·第四講 種子植物的解剖結構 2015年12月6日第四講 種子植物的解剖結構【重要名詞概念】 繁殖器官 花序 繁殖方式 孢原細胞 造孢細胞 小孢子母細胞 大孢子母細胞 花粉粒 胚囊 胚 種子 果實 心皮 胎座 【學習目標】1.了解花和花序的基本組成、結構和功能2.掌握花藥和花粉粒的結構，了解小孢子的形成3.掌握胚珠和胚囊的發(fā)育與結構，了解大孢子的形成過程4.掌握種子和果實形成過程、種子的結構和果實的主要類型5.了解植物的繁殖方式包括有營養(yǎng)繁殖，無性生殖和有性生殖三種類型6.掌握被子植物的生活史一、繁殖的概念 P356 植物產(chǎn)生新

2、個體的現(xiàn)象稱繁殖，繁殖使植物延續(xù)種族。生殖是指以生殖細胞發(fā)育成為下一代新個體的方式。植物的繁殖方式一般可分為營養(yǎng)繁殖、無性生殖和有性生殖三種類型。1營養(yǎng)繁殖：植物營養(yǎng)體的一部分與母體分離或不分離直接形成新個體的繁殖方式。有些植物主要靠營養(yǎng)繁殖，如竹子、水仙、馬鈴薯等。人工繁殖扦插、壓條、嫁接等，還有組織培養(yǎng)也屬于營養(yǎng)生殖。2無性生殖：植物生長到一定階段，植物體上產(chǎn)生具生殖功能的細胞，稱為孢子，孢子不經(jīng)過細胞的融合直接發(fā)育成新個體。一切不涉及性別，沒有配子參與、沒有受精過程的生殖。 這在生物界很普遍。 1）裂殖：細胞一分為二。單細胞生物中常見, 如細菌、草履蟲、眼蟲等。 2）芽殖：水螅和酵母中常

3、見。母體一定部位出芽，分裂后的子核移入芽中。旺盛生長時，可成一串。 3）孢子生殖：真菌，藻類營養(yǎng)體產(chǎn)生孢子 度過不良環(huán)境。4）再生作用：生物修復損傷的一種生理過程。 再生作用可以產(chǎn)生新的個體。如插條發(fā)育為新植物。 如：（1）鞭毛藻：群體鞭毛藻：脫離群體的單個細胞可發(fā)育成新群體(脫離后發(fā)育程序重新啟動)，而失去細胞的群體不能恢復(發(fā)育程序已固定)。 （2）傘藻：海生綠藻，單細胞，有假根、莖、葉(傘)三部分組成。核位于假根中。傘藻是細胞學、遺傳學、生物化學研究中的一種很好的實驗材料。很多基礎的遺傳學、生物化學研究工作是在其上做的。傘藻的再生能力很強 。獨立的根可再生出莖、傘，繼續(xù)生活，獨立的莖可再

4、生出傘和根，但由于缺少細胞核，最終死去。3有性生殖：植物體生長發(fā)育到一定階段，其上產(chǎn)生稱為配子的生殖細胞，配子細胞必須通過兩性細胞的融合，形成合子或受精卵，由受精卵發(fā)育形成新個體。減數(shù)分裂發(fā)生的時間：有三種情況。終端減數(shù)分裂：人；受精卵先發(fā)育成二倍體，再減數(shù)分裂產(chǎn)生配子。 中間減數(shù)分裂：種子植物；孢子母細胞大小孢子配子體（花粉和胚囊（n）精子 和卵合子孢子體（2 n ） 有絲分裂 始端減數(shù)分裂：衣藻；合子配子體配子。 （1）細菌的有性生殖： 大腸桿菌的遺傳學：2個在代謝功能上有缺陷的菌株，分別不能合成甲硫氨酸和生物素、蘇氨酸和亮氨酸，假如細菌間無基因交流，在缺少上述四種物質(zhì)的培養(yǎng)基中培養(yǎng)，則不

5、能生存；而實驗結果卻相反，出現(xiàn)與野生型相似的大腸桿菌。這說明有基因交流。大腸桿菌F+細菌含F(xiàn)質(zhì)粒（也稱性因子，是小的雙鏈環(huán)狀DNA分子），而F-細菌不含F(xiàn)質(zhì)粒，兩者結合后，單鏈質(zhì)粒進入F-細菌，而留下的單鏈則復制成雙鏈。細菌的接合表現(xiàn)了初步的性分化。沒有繁殖的意義，但有增多變異的作用。 （2）纖毛蟲的交配型：也稱接合。不同交配型的細胞結合（初步的性別分化）。大核退化，小核減數(shù)分裂，接著三小核退化，剩一小核分裂一次，形成靜止核和遷移核®遷移®合子®分裂（接合體分開） ®八核®核分化®四大核，四小核® 細胞分裂®四個纖

6、毛蟲。（3）配子生殖 性別分化完善。配子是單倍體的有性生殖細胞。根據(jù)配子的形態(tài)和功能分化水平，配子生殖分成三類： 同配生殖：兩配子大小、形態(tài)相似，都有纖毛，能運動。 異配生殖：兩配子大小不等，但形態(tài)相似，都有纖毛，能運動。 卵配生殖：配子特化為精子和卵。精子形小，有鞭毛，能運動；卵形大，無鞭毛，不能運動，其內(nèi)儲藏有大量的營養(yǎng)物質(zhì)。3雌雄同體 雖然有雌雄兩性的分化，生物體卻不一定都分為雌性個體和雄性個體，很多生物是雌雄同體的。植物界雌雄同體比較普遍，如兩性花；雌雄同株如南瓜。無脊椎動物如蟲、蚯蚓等是雌雄同體。生物體的性別一般是由基因決定的，如人類，男性XY、女性XX。但有些動物的性別是由環(huán)境決定

7、的。如后縊，雌蟲有吻，長約1米，自由生活。雄蟲無吻，長約1-3厘米，棲居于雌蟲的子宮或體腔中，器官大多退化。這種生殖方式比較經(jīng)濟，有利于受精及繁殖后代。4孤雌生殖 定義：卵不必受精就可發(fā)育成成蟲。無脊椎動物中的輪蟲、甲殼類動物，某些昆蟲。在環(huán)境惡化時，才有雄蟲出現(xiàn)，產(chǎn)生精子，精卵融合產(chǎn)生帶厚殼的受精卵。蜜蜂孤雌生殖產(chǎn)生雄峰。由它產(chǎn)生精子，完成有性生殖。（二）花的結構和發(fā)育 P263-267 1. 花的組成與結構：典型被子植物的花是由萼片（花萼）、花瓣（花冠）、雄蕊（雄蕊群）和雌蕊（雌蕊群）組成的。具有上述4部分的花稱為完全花，如桃、梅等；缺少其中一部分的花稱為不完全花，如桑、櫸等。從進化角度來

8、分析，花實際上是一種適應于生殖的變態(tài)短枝，而花萼、花冠、雄蕊和雌蕊是變態(tài)的葉。1）花梗和花托花梗（柄）是花與莖的連接部分，主要起支持和輸導作用。花梗的頂端是著生花的花托?；ㄍ械男螤钜蛑参锓N類的不同而各式各樣，如玉蘭的花托呈圓錐形，薔薇花托呈杯狀等等。2）花被 花被是花萼和花冠的總稱。（1）花萼 位于花的外側，通常由幾個萼片組成。有些植物具有兩輪花萼，最外輪的為副萼，如木槿、扶桑等?；ㄝ嚯S花脫落的稱為早落萼，如桃、梅等；花萼在果實成熟時仍存留的稱為宿存萼，如石榴、柿子等。各萼片完全分離的稱離萼，如玉蘭、毛茛等；花萼連為一體的稱合萼，如石竹等。（2）花冠 位于花萼內(nèi)側，由若干花瓣組成，排列為一輪或

9、數(shù)輪，對花蕊有保護作用。由于花瓣中含有色素并能分泌芳香油與蜜汁，所以花冠顏色艷麗，具有芳香，能招引昆蟲，起到傳粉作用。花冠形態(tài)因植物種類的不同而千姿百態(tài)，按花瓣離合程度，花冠可分為離瓣花冠與合瓣花冠兩類（如上圖所示）。離瓣花冠：花瓣基部彼此完全分離，這種花冠稱為離瓣花冠，常見有以下幾種：薔薇型花冠：由5個（或5的倍數(shù)）分離的花瓣排列成，如桃、梨等。十字型花冠：由4個花瓣十字型排列組成，如二月蘭、桂竹香等。合瓣花冠：花瓣全部或基部合生的花冠稱為合瓣花冠，常見有以下幾種：輻狀花冠：茄科植物花冠為輻狀花冠。漏斗狀花冠：花冠呈漏斗狀，如牽牛等。鐘狀花冠：花冠短而闊，形似鐘，如倒掛金鐘、桔梗等。舌狀花冠

10、：花冠下部筒形，上部呈扁平舌狀，如菊科花序邊緣的花。唇形花冠：花冠裂片分開似唇形，如薄荷、一串紅等。管狀花冠：花冠筒較長，上下均勻，花冠裂片向上伸展，如菊科等。3雄蕊雄蕊位于花冠之內(nèi)，是花的重要組成部分之一，由花絲和花藥兩部分組成?；ńz細長，一端生于花托之上，另一端連著花藥，具有輸導和支持花藥的作用?；ㄋ幣虼蟪誓覡睿挥诨ńz頂端，常分為兩個藥室，每個藥室具一個或兩個花粉囊，花粉成熟時，花粉囊開裂，散出大量花粉粒。一朵花中所有雄蕊組成雄蕊群，推蕊的數(shù)目因植物種類而異。如蘭科植物只有一個雄蕊，木犀科2個雄蕊，蝶形花科10個雄蕊，而桃花有很多雄蕊但沒有定數(shù)。根據(jù)推蕊數(shù)目以及花絲與花藥的離合，雄蕊分為

11、離生雄蕊和合生雄蕊（如下圖所示）。（1）離生雄蕊花中雄蕊各自分離，有以下幾種類型：二強雄蕊：花中雄蕊4枚，二長二短，如凌霄、泡桐等。四強雄蕊：雄蕊6枚，四長二短，如十字花科植物等。（2）合生雄蕊花中雄蕊全部或部分合生，有以下幾種類型：單體雄蕊：花絲下部連合成筒狀，花絲上部和花藥仍分離，如木芙蓉、木槿等。二體雄蕊：花絲連合成兩組，如有些豆科植物雄蕊10個，其中9個花絲連合，另一個分離，如蠶豆等。多體雄蕊：花絲基部合生成幾束，如金絲桃、銀樹等。聚藥雄蕊：花絲分離而花藥合生，如向日葵、鳳仙花等。4雌蕊雌蕊位于花的中央，是花的另一個重要組成部分，由柱頭、花柱和子房3部分組成的。不同種類的植物其雌蕊的類

12、型、子房的位置、胎座的類型常有不同。（1）雌蕊的類型雌蕊是由變態(tài)葉卷合而成的，這種變態(tài)葉稱為心皮。心皮的邊緣連接處叫腹縫線，它的背部（相當于葉的中脈處）稱背縫線。根據(jù)雌蕊心皮的數(shù)目和離合，雌蕊可分為以下類型（如下面兩圖所示）。 A離生雌蕊，各心皮完全分離，著生在同一花托之上；BD合生雌蕊（B子房連合，柱頭和花柱分離；C子房和花柱連合，柱頭分離；D子房、花柱和柱頭全部連合）心皮邊緣愈合，形成雌蕊過程的示意圖A、B、C表示由一片張開的心皮逐步內(nèi)卷，邊緣進行愈合的程序1心皮；2心皮上著生的胚珠；3心皮的側脈；4心皮的背脈；5背縫線；6腹縫線單雌蕊：一朵花中只有一個雌蕊，此雌蕊只由一個心皮構成稱單雌蕊

13、，如桃、李等。合生雌蕊：一朵花中只有一個雌蕊，此雌蕊由2個以上的心皮卷合而成，稱為合生雌蕊，又稱復雌蕊，如柑橘等。離生雌蕊：一朵花中有數(shù)個彼此分離的雌蕊稱為離生雌蕊，如木蘭、毛茛等。（2）子房的位置根據(jù)子房在花托上著生位置及花托的連合程度，子房分為以下幾種類型：子房上位：子房僅以底部與花托相連，叫子房上位。子房上位分為兩種情況：如果子房僅以底部與花托相連，而花被、雄蕊著生底部子房叫子房上位下位花，如玉蘭、紫藤等。如果子房僅以底部和杯狀花托的底部相連，花被與雄蕊著生于杯狀花托的邊緣叫子房上位周位花，如桃、李等。子房半下位：又叫子房中位。子房的下半部陷于花托中，并與花托愈合，子房上半部仍露在外，花

14、的其余部分著生在花托邊緣，故也叫周位花，如接骨木、忍冬等。子房的位置A子房上位（下位花）；B、C子房中位或半下位（周位花）；D、E子房下位（上位花）子房下位：子房埋于下陷的花托中，并與花托愈合稱子房下位，花的其余部分著生在子房的上面花托的邊緣，故也叫上位花，如水仙、石蒜、蘋果、梨等。子房的位置如下圖所示。（3）胎座的類型胚珠通常沿心皮的腹縫線著生于子房上，著生的部位叫胎座。胎座的類型如下圖所示。幾種不同的子房和胎座A單雌蕊，單子房，邊緣胎座；B離生雌蕊，單子房，邊緣胎座；C合生雌蕊，單室復子房，側膜胎座；D、E合生雌蕊，多室復子房，中軸胎座；F合生雌蕊，子房一室，特立中央胎座邊緣胎座：單雌蕊，

15、子房一室，胚珠著生于腹縫線上，如豆類。側膜胎座：合生雌蕊，子房一室或假數(shù)室，胚珠著生于心皮的腹縫線上，如冬瓜等。中軸胎座：合生雌蕊，子房數(shù)室，各心皮邊緣聚于中央形成中軸，胚珠著生于中軸上，如柑橘等。特立中央胎座：合生雌蕊，于房一室或不完全的數(shù)室，子房室的基部向上有一個短的中軸，但不到達子房頂，胚珠著生于此軸上，如石竹等?；プ晚椛プ号咧橹谧臃康幕炕蝽敳浚罢哂芯湛浦参?，后者如胡蘿卜等。（4）花序無限花序：簡單無限花序：有花柄的有總狀花序；傘房花序；傘形花序；無花柄的有穗狀花序；柔荑花序；肉穗花序；頭狀花序；隱頭花序。復合無限花序：復總狀花序（圓錐花序）；復傘房花序；復傘形花序；復

16、穗狀花序；復頭狀花序。有限花序（聚傘花序）：單岐聚傘花序；二歧聚傘花序；多岐聚傘花序（三）花藥的發(fā)育與雄配子體的形成 P357-P361 1花藥的發(fā)育雄蕊原基首先由莖頂端花分生組織產(chǎn)生突起，然后逐漸形成四棱形的花藥原始體。在花藥原始體四個角隅處的表皮下形成核較大、細胞質(zhì)濃的孢原細胞。由孢原細胞進行平周分裂，形成兩層細胞，外層為初生壁細胞, 此層細胞以后參與花粉囊壁的發(fā)育； 內(nèi)層是造孢細胞，以后發(fā)育成小孢子母細胞，又稱花粉母細胞。后者進一步發(fā)育形成花粉?；ㄋ幵俭w中部的細胞將發(fā)育形成藥隔和維管束。初生壁細胞進行數(shù)次平周分裂，形成多層細胞，連同其外的表皮，共同組成花藥壁。花藥壁自外向內(nèi)包括下列結構

17、：表皮、藥室內(nèi)壁（纖維層）、中層（后解體）和絨氈層。絨氈層的特殊性：到小孢子母細胞減數(shù)分裂前后，絨氈層細胞核分裂常不伴隨新壁形成，成為核或多核的細胞。絨氈層具有分泌功能。到花粉成熟時絨氈層已完全解體。絨氈層對花粉發(fā)育有重要作用?？梢韵虬l(fā)育中的花粉提供營養(yǎng)物質(zhì)；分泌胼胝質(zhì)酶溶解四分體的胼胝質(zhì)壁，使小孢子從四分體中釋放出來；合成孢粉素，對花粉外壁形成有一定作用；合成花粉外壁蛋白, 參與花粉和柱頭的識別作用；此外，花粉壁外的一些脂類物質(zhì)也來自于絨氈層。因此，絨氈層發(fā)育或解體過程如出現(xiàn)異常，會導致花粉敗育。在花粉成熟時，花藥壁僅存表皮和藥室內(nèi)壁，有些植物的表皮也破損僅余殘跡。2花粉粒的產(chǎn)生 （1）從孢

18、原細胞到小孢子花粉壁上有萌發(fā)孔，有利于花粉萌發(fā)?；ǚ鄣男螒B(tài)多樣, 而且不易腐爛 ，因此在古植物學、氣候、地層等研究中很有用。花粉營養(yǎng)豐富, 但壁不易消化, 因此加工技術很重要。3胚囊的形成 （1）從孢原細胞到大孢子：近珠孔的珠心頂端為孢原細胞(核大, 質(zhì)濃)，直接發(fā)育成或分裂，上面的細胞參與到珠心組織的形成中，下面的細胞發(fā)育成大孢子母細胞，經(jīng)減數(shù)分裂，形成四個細胞，近珠孔三個退化， 一個發(fā)育成大孢子(每一胚珠僅有一個大孢子)。（2）從大孢子到胚囊：大孢子進行三次分裂，一個大孢子形成8核，組成7個細胞。 成熟胚囊的組成：珠孔端有一個卵細胞和兩個助細胞。助細胞能分泌向化性物質(zhì)，引導花粉管生長。中央

19、是有兩個極核的中央細胞，它受精后發(fā)育胚乳。另一端是三個反足細胞。它們可能有運輸營養(yǎng)物質(zhì)入胚囊的作用。（2）小孢子的產(chǎn)生 造孢細胞小孢子母細胞小孢子。（3） 雄配子體（花粉）的發(fā)育小孢子(單核花粉) 二細胞花粉(70%被子植物) 細胞花粉(30%被子植物)。(4) 成熟花粉的結構與功能成熟花粉外有花粉壁保護，里面的細胞組成在二細胞和三細胞花粉中有所不同，二細胞花粉由1個營養(yǎng)細胞和1個生殖細胞構成；三細胞花粉包括1個營養(yǎng)細胞和2個精細胞。雄性生殖單位：被子植物在一對精細胞之間以及精細胞與營養(yǎng)核之間存在結構上的連接和物理上的聯(lián)結，共同組成一個遺傳單位行使功能。（四）胚珠與胚囊的發(fā)育 P361-P36

20、3 1胚珠的發(fā)育及類型胚珠類型：直生胚珠；倒生胚珠；還有彎生、橫生、曲生和拳卷等不同的類型。2大孢子的發(fā)生與胚囊的發(fā)育 （1）大孢子的發(fā)生孢原細胞大孢子母細胞大孢子。孢原細胞造孢細胞大孢子母細胞大孢子。（2）胚囊（雌配子體）的發(fā)育 單孢子（蓼型）胚囊大約有81%的被子植物，胚囊的發(fā)育方式是單孢型的蓼型胚囊，如小麥、水稻、油菜等。大孢子母細胞減數(shù)分裂后形成四個大孢子，呈直線排列，其中合點端的一個細胞發(fā)育，體積增大，其余三個都退化。這個增大的大孢子也稱單核胚囊。大孢子增大到一定程度時，細胞核有絲分裂三次，不發(fā)生細胞質(zhì)分裂，經(jīng)核、核與個游離核階段。在個游離核階段，胚囊兩端最初各有個游離核。以后各端都

21、有一核向中部移動，這樣珠孔端所余的個核，在其周圍的細胞質(zhì)中產(chǎn)生細胞壁，形成為個細胞，其中一個是卵，另個是助細胞, 常把卵與2 個助細胞合稱為卵器。合點端所余的個核在周圍的細胞質(zhì)中也產(chǎn)生細胞壁，形成個反足細胞。移向中央的2個核和胚囊中的其余細胞質(zhì)形成一個大的細胞，稱中央細胞。最終就形成了具有7個細胞，8 個核的成熟胚囊，即雌配子體。雙孢型胚囊大孢子母細胞在減數(shù)分裂的第一次分裂后形成個單倍體的細胞，其中一個退化，另一個單倍體細胞進行減數(shù)分裂的第二次分裂，但不進行胞質(zhì)分裂，形成個單倍體的大孢子核，由這2個大孢子核參加胚囊的發(fā)育，稱雙孢型胚囊。四孢子（貝母型）胚囊貝母型胚囊發(fā)育屬四胞型，百合等植物的胚

22、囊以貝母型的方式發(fā)育。其大孢子母細胞減數(shù)分裂形成四個大孢子核，最初呈直線排列，隨后3個核移向合點端，一個核留在珠孔端。這兩組核隨之進行有絲分裂。在有絲分裂的中期，合點端3個核所形成的紡錘體、染色體合并，繼續(xù)完成有絲分裂，形成了2個3倍體的游離核，這兩個核體積較大，形狀不規(guī)則；在珠孔端的1 個核經(jīng)正常的有絲分裂形成兩個體積相對較小的單倍體核。在以后的發(fā)育中，這四個核各自再進行一次有絲分裂，形成核胚囊，并進一步發(fā)育形成與蓼型胚囊形態(tài)相同的個細胞個核的成熟胚囊。與蓼型胚囊不同的是貝母型胚囊的反足細胞與個極核是3倍體。3成熟胚囊的結構與功能 大多數(shù)植物的成熟胚囊有7個細胞, 包括1個卵細胞、2個助細胞

23、、3個反足細胞和1個中央細胞。（五） 傳粉與受精 P363-P3651.傳粉傳粉方式：自花傳粉；異花傳粉。傳粉媒介：風媒花和蟲媒花2.受精作用被子植物的受精作用包括花粉在柱頭上的萌發(fā)、花粉管在雌蕊組織中的生長、花粉管進入胚珠與胚囊、花粉管中的兩個精子與卵和中央細胞受精。（六）種子的形成 P365- P3681.胚的發(fā)育 （1）雙子葉植物胚的發(fā)育合子 原胚階段 胚的分化與成熟階段 （2）單子葉植物胚的發(fā)育單子葉植物胚的發(fā)育與雙子葉植物胚的發(fā)育基本相同，只是只有1片子葉原基的形成。2.胚乳初生胚乳核一般不經(jīng)休眠,很快開始分裂和發(fā)育。胚乳的發(fā)育方式分為核型、細胞型和沼生目型三種類型。3.種皮的形成在

24、胚與胚乳發(fā)育過程中，胚珠的珠被發(fā)育成種皮，胚珠的珠孔形成種子的種孔，倒生胚珠的珠柄與外珠被的愈合處形成種子的種脊。在不同的植物中種皮發(fā)育情況不相同，種皮的結構和特點也各有不同。4.無融合生殖與多胚現(xiàn)象 P365（1）無融合生殖是指植物不經(jīng)受精即可得到種子的自然現(xiàn)象，包括減數(shù)胚囊的無融合生殖和未減數(shù)胚囊的無融合生殖以及不定胚的生殖。減數(shù)胚囊的無融合生生殖：單倍體孤雌生殖；單倍體無配子生殖；雄核發(fā)育。未減數(shù)胚囊的無融合生殖：無孢子生殖。不定胚：不定胚所形成的種子不經(jīng)過胚囊的途徑，在柑橘類植物中極為普遍。 （2）多胚現(xiàn)象：（七）果實1. 果實的形成與結構在一些植物中果實僅由子房發(fā)育形成, 在另外一些植物中, 花的其他部分也會與子房一同參與果實的形成, 如花托、花萼、花序軸等。2.果實的類型按果實的來源分為真果和假果：果實的果應由子房發(fā)育而成的，稱真果，多數(shù)植物的果實是這一情