第四节 植物的生殖

一、植物繁殖类型 二、花的形态 三、花的发生与成花调节 四、雄蕊的发育及花粉粒的形成 五、雌蕊的发育及配囊的形成 六、开花、传粉与受精 七、种子发育与结构 八、果实的发育与类型 九、被子植物生活史

一、植物繁殖类型 营养繁殖(vegetative propagation)

无性繁殖(或孢子繁殖 asexual reproduction)

有性繁殖(sexual reproduction) 返回

二、花的形态 花瓣 雄蕊 萼片 雌蕊 花托 花柄

（一）花的一般形态                                                                   

花器官与植株或枝条连接的柄状结构（又称花柄）。 1．花梗(pedicel) 花器官与植株或枝条连接的柄状结构（又称花柄）。

2．花托(receptacle) 花梗顶端略膨大、着生花的其它部分的结构。

花托类型 圆锥形花托 壶状花托

                            环状花托 花盘状花托

荷花花托 玉兰花托 桃花花托

3．花被 (perianth) 双被花：有花萼和花冠。

单被花：仅有花萼。

无被花：无花萼和花冠的花，又称裸花。

花萼(calyx)类型 油菜花的离萼

花萼(calyx)类型 合萼的萼筒和萼裂片

花萼(calyx)类型 棉花的副萼

花冠的类型（按花瓣离合）

花冠的类型（按花瓣离合）

花 冠

花瓣的排列方式 镊合状

花瓣的排列方式 旋转状

花瓣的排列方式 复瓦状

4．雄蕊群(anthroecium)

单体雄蕊 二体雄蕊 多体雄蕊 二强雄蕊 四强雄蕊 聚药雄蕊

5．雌蕊群(gynoecium)

雌蕊的类型 单雌蕊(simple pistil) 离生单雌蕊

雌蕊的类型 离心皮雌蕊群(apocarpous gynoecium)

雌蕊的类型                                                               复雌蕊(compound pistil)

复雌蕊中子房合生，花柱、柱头分离                                                           蓖麻

子房、花柱、柱头全部合生，柱头呈头状 复雌蕊中子房、花柱合生，柱头分离                  油菜 香附子

（3）胎座类型

（4）胚珠类型

（二）花序 无限花序 (总状类花序)  伞形花序 伞房花序 总状花序 头状花序 隐头花序

肉穗花序 复总状花序 柔荑花序 复伞形花序 复穗状花序 穗状花序

2.有限花序(聚伞类花序) 蝎尾状聚伞花序 如：唐菖蒲、美人蕉。

2.有限花序(聚伞类花序) 卷伞花序，如:附地菜、聚合草。

2.有限花序(聚伞类花序)                   二歧聚伞花序，如:繁缕。

2.有限花序(聚伞类花序) 多歧聚伞花序， 如:泽漆。

2.有限花序(聚伞类花序)   轮伞花序，如：益母草等。                   返回

三、花的发生与成花调节 （一）花的发生 双子叶植物的花芽分化 生长锥 --> 半球状突起（花序原基）--> 花序轴伸长、基部半球状突起（花原基分化）--> 花萼原基分化（K）--> 花瓣（C）原基分化、 顶端生长 --> 雄蕊原基分化（A）--> 雌蕊和心皮的突起 --> 顶端生长 --> 两心皮愈合 --> 雌雄蕊顶、边、居间生长、花瓣顶、边生长 --> 依次居间生长 -->花芽生长 --> 开花

双子叶植物的花芽分化 桃花的花芽分化过程

禾本科植物的花芽分化 "种子" --> 幼苗 --> 生长锥（半球形-->圆球形）--> 生长锥伸长（花序轴分化）--> 由下向上：苞叶原基（变态叶）分化（单棱期）--> 由中间向两端：小穗原基分化（二棱期）--> 颖片原基（2枚）--> 由下向上：小花原基--> 外稃原基（1枚）-->内稃原基（1枚）-->浆片原基（2枚）-->雄蕊原基（3）--> 雌蕊原基（2心皮）

禾本科植物的花芽分化                                                                                 

禾本科植物的花芽分化                                          

（二）成花调节 低温与光周期 幼年期 花熟状态 植物开花 花熟状态：开花前必须达到的生理状态。

1．低温与成花 （1）春化作用（vernalization） 低温促进植物开花的作用——春化作用。 大多数植物（如芹菜、胡萝卜、白菜、天仙子、冬小麦、冬黑麦等）低温是花诱导的必需条件。我国北方农民采用的‘闷麦法’ 、‘九七麦’就是利用这个原理。

（2）春化作用的条件 ① 低温和时间 各种植物春化所要求的温度不同，有效温度介于0～10 ℃，最有效的春化温度是1～7 ℃ 。

根据原产地不同，将小麦分为三种类型：冬性、半冬性和春性 各类型小麦通过春化需要的温度和天数 类 型 春化温度范围/ oC 春化时间/d 冬 性 0~3 40~45 半冬性 3~6 10~15 春 性 8~15 5~8

（2）春化作用的条件 ② 需要充足的氧气、适量的水分和作为呼吸底物的糖分 ③ 光照 充足的阳光可缩短幼年期，有利贮备充足的营养。

（3）春化过程中的生理生化变化 呼吸速率增强 核酸代谢加速 蛋白质代谢 GA含量增加

（4）春化作用的机理 春化过程中形成一种刺激物质——春化素

2．光周期与成花 光周期（photoperiod）：一天之中白天和黑夜的相对长度。 1920年，美国科学家Garner和Allard发现光周期影响植物的开花。 光周期现象（photoperiodism）：植物对白天和黑夜相对长度的反应。

（1）光周期的反应类型 ① 短日植物（short-day plant，SDP） 在昼夜周期中日照长度短于临界值日长才能开花的植物。如：大豆、菊花、晚稻等。 ② 长日植物（long-day plant，LDP） 在昼夜周期中日照长度大于临界日长才能开花的植物。如：小麦、油菜、天仙子、芹菜、洋葱等。 ③ 日中性植物（day-neutral plant，DNP） 指在任何日照条件下都能开花的植物。如：番茄、黄瓜、茄子、四季豆、辣椒、四季花卉等。

临界日长（ critical daylength） 诱导SDP开花所需的最长日照时数，或诱导LDP开花所需的最短日照时数。

有些植物花诱导和花形成要求不同的日照长度，称双重日长类型。 长短日植物（LSDP，long-short day plant） 短长日植物（SLDP, short-long day plant） 中日性植物（IDP, intermediate-day plant）

（2）光周期的诱导 光周期诱导（photoperiodic induction）：适宜的光周期处理促使植物开花的现象。 在光周期诱导中三个最主要的因素是：临界日长、诱导周期数、光的性质。 诱导周期数——植物达到开花适宜的光周期数。 光强 光周期诱导的光强很微弱，50-100lx。 光质 红光对花诱导最有效。

试验证明，植物开花决定于暗期的长度而不是光期的长度。 临界暗期：指昼夜周期中LDP能够开花的最长暗期长度或SDP开花所需的最短暗期长度。 SDP实际上是长夜植物，LDP是短夜植物。

暗期间断的效果取决于最后一次照射的是红光还是远红光。 对SDP而言，红光阻止开花，远红光促进开花； 对LDP而言，红光促进开花，远红光阻止开花。 红光-远红光可逆反应的存在，表明光敏色素系统参与了成花诱导过程。

光敏色素控制植物开花取决于Pfr/Pr的相对比值，而不取决于其绝对量。 （3）光敏色素与成花诱导 光敏色素控制植物开花取决于Pfr/Pr的相对比值，而不取决于其绝对量。 对SDP而言，开花需要较低的Pfr/Pr比值，在光期结束时，Pfr占优势，进入暗期时，Pfr暗逆转或降解，当Pfr/Pr比值降到低于临界值时，促进SDP开花。 对LDP而言，开花需要较高的Pfr/Pr比值，暗期过长则抑制开花。

用红光间断暗期，Pfr水平提高， Pr水平下降，Pfr / Pr比值升高，SDP开花受到抑制，LDP开花受到促进。 SDP开花要求的是暗期前期的“高Pfr反应”和后期的“低Pfr反应”。LDP开花要求的是暗期前期的“低Pfr反应”和后期的“高Pfr反应”。

SDP的习性 LDP的习性 光的状况 营养生长 开花 光 暗 闪光 临界暗期 间断白昼 返回

四、雄蕊的发育及花粉粒的形成

雄蕊的扫描电镜                          

（一）花药的发育 花药的发育过程

花药的结构

花药的结构

（二）小孢子发生*

孢原细胞 外层 初生周缘层 内层 初生造孢细胞 有丝分裂 花粉母细胞 药室内壁、中层及绒毡层 减数分裂 四分体 花药中部的细胞 单细胞花粉粒 药隔 维管束和薄壁细胞 二细胞花粉 三细胞花粉 成熟花粉粒

同时型(simultaneous type) 花粉母细胞减数分裂的细胞质分裂有两种连续型 同时型(simultaneous type)

花粉粒的形成与发育

（三）花粉粒的形态和结构* 花粉粒形态

花粉粒大小

花粉粒结构                               

花粉粒外壁(exine)、内壁(intine) 花粉粒结构                        花粉粒外壁(exine)、内壁(intine)

（四）花粉败育和雄性不育 1．雄性不育（male sterility） 植物由于内在生理、遗传的原因，在正常的自然条件下，也会产生花药或花粉不能正常地发育，成为畸形或完全退化的情况，这一现象称为雄性不育。

（四）花粉败育和雄性不育 2．花粉败育（abortion） 花药成熟后，由于内在和外在的因素的影响，有时散出的花粉没有经过正常的发育，不能起到生殖的作用，这一现象，称为花粉的败育。

愈伤组织(callus) 返回

五、雌蕊的发育及配囊的形成                                                                        

（一）柱头、花柱与子房 1．柱头 (Stigma)

2. 花柱 花柱类型 实心型花柱 (solid style)

花柱类型   空心型花柱 (hollow style)

花柱类型 半封闭型花柱

3．子房

（二）胚珠的发育与结构 1．成熟胚珠的结构                       

合点(chalaza)：珠心基部，珠被、珠心和珠柄连合的部位。 珠心(nucellus)：胚珠中最重要的部分，位于珠被内的薄壁组织，其中产生大孢子，进一步发育成胚囊。 珠柄(funiculus)：胚珠基部着生于胎座上的小柄，维管束经胎座进入胚珠。

珠被(integument)：包被珠心组织的结构，有的植物可有外珠被(outer integument)和内珠被(inner integument)。 珠孔(micropyle)：珠被前端未闭合留下的小孔。

2. 胚珠的发育

（三）胚囊的发育与结构* 成熟胚囊的结构 助细胞

胚囊的发育

孢原细胞 外侧 周缘细胞 内侧 造孢细胞 胚囊母细胞 减数分裂 四分体 单核胚囊 二核胚囊 成熟的八核胚囊 四核胚囊 返回

六、开花、传粉与受精 (一) 开花 (anthesis)

（二）传粉 1．传粉的方式 自花传粉(self-pollination) 异花传粉(cross-pollination)    

·单性花 unisexual flower ·雌雄异熟 dichogamy ·雌雄蕊异长 heterogony 2、植物对异花传粉的适应 ·单性花 unisexual flower ·雌雄异熟 dichogamy ·雌雄蕊异长 heterogony ·雌雄蕊异位 herkogamy ·自花不孕 self-sterility

3、异花传粉的媒介 风传粉 昆虫传粉 鸟传粉 水传粉 动物传粉

（三）受精* 花粉粒的萌发

花粉管进入胚珠的方式 珠孔受精 合点受精 中部受精 返回

七、种子发育与结构 胚电镜扫描图片

双子叶植物胚的发育

生活史

荠 菜 胚 发 育 各 期 切 片 图                  

（1）核型胚乳

（2）细胞型胚乳

（3）沼生目型胚乳                       

3．种皮的发育

（二）种子结构 1．种子的基本结构 （1）胚（embryo）

（3）种皮（seed coat）                                             

2．种子的主要类型 （1）单子叶有胚乳种子 玉米种子

（2）双子叶有胚乳种子 蓖麻种子

（3）单子叶无胚乳种子 慈姑种子

（4）双子叶无胚乳种子 菜豆种子

种子的萌发

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八、果实的发育与类型 真果的结构                                 桃

假果的结构 苹 果

单性结实

肉质果:果成熟后，肉质多汁。 梨果 核果 瓠果 浆果 柑果

                                          裂果：成熟时果皮开裂。  蓇葖果 荚果 蒴果 角果

闭 果: 果实成熟后，果皮不开裂。 分果 坚果 颖果 瘦果 翅果

2．聚合果 聚合蓇葖果 聚合瘦果                                                                                                           聚合坚果 聚合核果

3．聚花果（复果）

九、被子植物生活史                                         

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