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第四节 植物的生殖
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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
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一、植物繁殖类型 营养繁殖(vegetative propagation)
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无性繁殖(或孢子繁殖 asexual reproduction)
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有性繁殖(sexual reproduction)
返回
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二、花的形态 花瓣 雄蕊 萼片 雌蕊 花托 花柄
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（一）花的一般形态
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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）。
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2．花托(receptacle) 花梗顶端略膨大、着生花的其它部分的结构。
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花托类型 圆锥形花托 壶状花托
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环状花托 花盘状花托
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荷花花托 玉兰花托 桃花花托
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3．花被 (perianth) 双被花：有花萼和花冠。
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单被花：仅有花萼。
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无被花：无花萼和花冠的花，又称裸花。
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花萼(calyx)类型 油菜花的离萼
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花萼(calyx)类型 合萼的萼筒和萼裂片
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花萼(calyx)类型 棉花的副萼
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花冠的类型（按花瓣离合）
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花冠的类型（按花瓣离合）
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花 冠
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花瓣的排列方式 镊合状
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花瓣的排列方式 旋转状
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花瓣的排列方式 复瓦状
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4．雄蕊群(anthroecium)
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单体雄蕊 二体雄蕊 多体雄蕊 二强雄蕊 四强雄蕊 聚药雄蕊
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5．雌蕊群(gynoecium)
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雌蕊的类型 单雌蕊(simple pistil) 离生单雌蕊
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雌蕊的类型 离心皮雌蕊群(apocarpous gynoecium)
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雌蕊的类型 复雌蕊(compound pistil)
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复雌蕊中子房合生，花柱、柱头分离 蓖麻
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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
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（3）胎座类型
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（4）胚珠类型
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（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
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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
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2.有限花序(聚伞类花序) 蝎尾状聚伞花序 如：唐菖蒲、美人蕉。
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2.有限花序(聚伞类花序) 卷伞花序，如:附地菜、聚合草。
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2.有限花序(聚伞类花序) 二歧聚伞花序，如:繁缕。
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2.有限花序(聚伞类花序) 多歧聚伞花序， 如:泽漆。
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2.有限花序(聚伞类花序) 轮伞花序，如：益母草等。 返回
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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
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双子叶植物的花芽分化 桃花的花芽分化过程
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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）
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禾本科植物的花芽分化
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禾本科植物的花芽分化
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（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。
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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。
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（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 ℃ 。
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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 ~ ~45 半冬性 ~ ~15 春 性 ~ ~8
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（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。
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（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
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（4）春化作用的机理 春化过程中形成一种刺激物质——春化素
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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。
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（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。
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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。
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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）
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（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。
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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。
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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。
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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。
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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”。
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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
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四、雄蕊的发育及花粉粒的形成
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雄蕊的扫描电镜
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（一）花药的发育 花药的发育过程
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花药的结构
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花药的结构
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（二）小孢子发生*
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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
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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)
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花粉粒的形成与发育
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（三）花粉粒的形态和结构* 花粉粒形态
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花粉粒大小
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花粉粒结构
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花粉粒外壁(exine)、内壁(intine)
花粉粒结构 花粉粒外壁(exine)、内壁(intine)
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（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。
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（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。
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愈伤组织(callus) 返回
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五、雌蕊的发育及配囊的形成
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（一）柱头、花柱与子房 1．柱头 (Stigma)
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2. 花柱 花柱类型 实心型花柱 (solid style)
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花柱类型 空心型花柱 (hollow style)
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花柱类型 半封闭型花柱
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3．子房
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（二）胚珠的发育与结构 1．成熟胚珠的结构
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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。
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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。
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2. 胚珠的发育
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（三）胚囊的发育与结构* 成熟胚囊的结构 助细胞
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胚囊的发育
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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
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六、开花、传粉与受精 (一) 开花 (anthesis)
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（二）传粉 1．传粉的方式 自花传粉(self-pollination) 异花传粉(cross-pollination)
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·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
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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
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（三）受精* 花粉粒的萌发
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花粉管进入胚珠的方式 珠孔受精 合点受精 中部受精 返回
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七、种子发育与结构 胚电镜扫描图片
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双子叶植物胚的发育
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生活史
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荠 菜 胚 发 育 各 期 切 片 图
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（1）核型胚乳
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（2）细胞型胚乳
109
（3）沼生目型胚乳
110
3．种皮的发育
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（二）种子结构 1．种子的基本结构 （1）胚（embryo）
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（3）种皮（seed coat）
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2．种子的主要类型 （1）单子叶有胚乳种子 玉米种子
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（2）双子叶有胚乳种子 蓖麻种子
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（3）单子叶无胚乳种子 慈姑种子
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（4）双子叶无胚乳种子 菜豆种子
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种子的萌发
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返回
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八、果实的发育与类型 真果的结构 桃
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假果的结构 苹 果
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单性结实
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肉质果:果成熟后，肉质多汁。 梨果 核果 瓠果 浆果 柑果
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裂果：成熟时果皮开裂。 蓇葖果 荚果 蒴果 角果
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闭 果: 果实成熟后，果皮不开裂。 分果 坚果 颖果 瘦果 翅果
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2．聚合果 聚合蓇葖果 聚合瘦果 聚合坚果 聚合核果
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3．聚花果（复果）
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九、被子植物生活史
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