第四章--第五节--开花、传粉和受精.ppt

植物学,二OO六年九月,第四章 植物的繁殖器官,第五节 开花、传粉和受精,一开花,1概念,当雄蕊中的花粉粒和雌蕊中的胚囊（或二者之一）已经成熟，花冠、花萼张开，雌雄蕊露出的现象称为开花。,2开花的习性,(1)开花年龄,从几个月到几十年，不同植物差别很大。,多年生植物需达到开花年龄时才开花，并能延续多年。,(2)开花季节和开花时间,开花季节,不同的植物差别极大，一个中春夏秋冬均有植物开花。,开花时间,各种植物每朵花开放的时间及开花的昼夜周期性变化也很大。如小麦的开花时间530min，而水稻为12小时。每天花朵盛开的时间不同的植物也不同。,(3)花期,是指从第一朵花开放到最后一朵花开放所经历的时间。不同植物花期的长短有很大的中同。,二传粉,1概念,花粉囊散出的成熟花粉粒，借助一定的媒介力量，被传送到同一花或另一花的雌蕊柱头上的过程。,2传粉的方式,(1)自花传粉,自花传粉的概念,花粉从花粉囊散出后，落到同一花的柱头上的传粉现象称为自花传粉。栽培中的大麦、小麦、豌豆、番茄等基本都是自花传粉。,在实际应用上，自花传粉的概念还指在果树栽培上同品种间的传粉和在农业上同株异花间的传粉。,自花传粉植物花的结构特点,1两性花,2雄蕊的花粉囊和雌蕊的胚囊必须是同时成熟的,3雌蕊的柱头对于本花的花粉萌发和花粉管中雄配子的发育没有任何生理阻碍,闭花传粉和闭花受精是一种典型的自花传粉，如豌豆，它的花还未开放，花粉囊中的花粉粒就已经成熟，并直接在花粉囊中萌发，花粉管穿过花粉囊的壁，向柱头生长，将精子送入胚囊，完成受精。,(2)异花传粉,概念,异花传粉是指一朵花的花粉，传送到同一株或不同植株另一朵花的柱头上的过程，如玉米、瓜类、油菜、苹果等。在果树栽培中不同品种间的传粉和农作物栽培上不同植株间的传粉也称为异花传粉。,异花传粉植物花的适应性特征,1花单性,2两性花，但雄蕊和雌蕊不同时成熟，在雌、雄蕊异熟现象中，有雄蕊先熟的，如玉米、莴苣等，有雌蕊先熟的，如木兰、甜菜等。,3雌、雄蕊异长或异位，也不能进行自花传粉，如报春花,4自花不孕。花粉在本花柱头上不能萌发，或不能完全发育以达到受精的结果，如荞麦、亚麻、桃、梨、苹果、葡萄等。,异花传粉的方式,风媒花,依靠风力传送花粉的方式,。,风媒植物花的特点：,1花多密集成穗状花序、柔荑花序等，能产生大量花粉，同时散放。,2花粉一般质轻、干燥、表面光滑，容易被风吹送。花粉内的营养物质常以淀粉为主。,3花丝特别细长，花药早期就伸出在花外，受风力 的吹动，使大量花粉吹散到空气中去。如小麦、水稻等。,4花柱往往较长，柱头往往呈羽毛状，高出花外，增加接受花粉的机会。,5多数风媒植物有先叶开花的习性，避免散出的花粉受枝叶所挡，影响传粉。,6风媒植物常常雌雄异花或异株，花被消失，不具香味和色泽，但这不是没必要的特征。,马兜铃和鼠尾草的传粉特点。,3自花传粉和异花传粉的生态和进化意义,异花传粉与自花传粉相比较，是一种进化的方式，长期的自花传粉对植物是有害的，可使后代的生活力逐渐衰退，这在农业生产上已得到证明，农作物的长期连续自花传粉会逐渐衰退而失去栽培价值。,自花传粉是一种原始的传粉方式，对后代也不能受益，但自然界中却保留了这种传粉方式，说明这种传粉方式对某些植物来说仍然是有利的，即在异花传粉时，由于缺少某些必要的条件而不传粉时，自花传粉就可弥补这一不足。,异花传粉是一种进化的方式，使后代的遗传物质来自双亲，从而使后代具有更大的生活力和变异性。,4人工传粉,花粉粒的萌发和花粉管的发育,3花粉管的发育和生长,花粉管的发育,萌发出的 花粉管在酶的作用下，穿过柱头表面的角质膜，进入已局部溶解的胞间层，沿梯状细胞间隙或细胞内部，进入花柱。当花粉管在花柱中生长时，一方面利用花粉本身贮存的营养物质；另一方面，从花柱组织中吸取养料，用于花粉管的生长和管壁的建成。花粉到达子房内壁或胎座继续生长，直达胚珠，经珠孔到达胚囊。,花粉管穿过花柱的方式,在中空的花柱中，花粉管沿花柱道表面的分泌物中生长；在实心的花柱中溶解引导组织(或薄壁细胞)的中层，在细胞之间通过。,花粉管进入胚囊途经,(与助细胞有一定关系),从卵和助细胞之间进入；穿过一个助细胞；破坏一个助细胞进入。,水稻花粉粒萌发和花粉管生长过程示意图,小麦的传粉和受精过程示意图,A花粉粒在柱头上萌发 B左边虚线方框内的放大 C传粉后数小时雌蕊的纵切面 D花粉管到达珠孔处 E花粉管的尖端已进入胚囊 F花粉管尖端破裂，其中二个精子已释放出来,4双受精过程,(1)精子进入胚囊,花粉管到达胚囊后，由一个退化的助细胞的丝状器基部进入，另一个助细胞退化。随后花粉管顶端或亚顶端的一侧形成一小孔，释放出营养核、两个精细胞和花粉管物质。,(2)受精过程,一个精细胞与卵细胞融合，中一个精细胞与中央细胞的两个极核融合。此双受精现象为被子植物所特有。,精细胞与卵细胞和中央细胞接触的位置是在无壁区。接触处的质膜融合，两个精核就分别进入卵细胞和中央细胞。,精核与卵核融合的速度较慢，精核与极核融合的速度较快。,被子植物双受精过程示意图,棉花双受精作用的几个时期,A,B,C,D,B,C,A受精后一个精子在卵细胞内，另一个精子将进入中央细胞 B两个精子分别与卵核和精核接触 C受精的卵核和极核的染色质分散，注意出现雄核 D卵核与精核在融合中，初生胚乳核在分裂中期,精子,6双受精的生物学意义,通过精、卵结合，恢复了各种植物体原有的染色体数目，保持了物种的稳定性。,将父母本具有差异的遗传物质组合在一起，形成具有双重遗传性的合子，既加强了后代个体的生活力和适应性，又为由合子发育成的新一代植株可能出现某些新性状、新变异提供了基础。,受精的极核发育成三倍体的胚乳，同样兼有父母本的遗传性，作为新一代植物胚期的养料，可以使子代的生活力更强、适应性更广。,四无融合生殖和多胚现象,1无融合生殖,有些植物的胚囊中可以不经过雌、雄性细胞融合的受精过程而直接产生胚的现象。,(1)孤雌生殖,由卵细胞不经过受精直接发育成胚的现象。胚是单倍体的。在玉米、小麦等植物中有上此现象。,(2)无配子生殖,是由胚囊内的助细胞或反足细胞直接发育成胚的现象。胚是单倍体的。如葱、鸢尾、含羞草等。,(3)二倍体无融合生殖,其胚囊是由未经减数分裂的孢原细胞、胚囊母细胞或珠心细胞直接发育而成的，这种胚囊中的成员都是二倍体的，同样可以出现孤雌生殖或无配子生殖。如芸苔属、蒲公英等。,(4)无孢子生殖,由珠心中珠被细胞直接发育成胚的，如柑橘属中的一些植物。,