04 种子植物的生殖过程 - 图文

授课题目（教学章、节或主题）：第四章 种子植物的生殖过程 课时安排： 5课时 教学目的要求（分掌握、熟悉、了解三个层次）： 1. 熟悉裸子植物主要特征；种子的形成。传粉的类型和作用；单、双子叶植物胚、胚乳及种子结构。熟悉种子的类型；种子萌发的条件。 2.掌握生殖的概念；花的各部分组成；花药及胚囊发育过程及双受精过程意义；果实结构和类型。种子的结构。 3.了解裸子植物、被子植物生活史；无融合生殖等。掌握裸子植物的生殖器官结构和发育。幼苗出土类型。 教学内容（教学重点、难点）： 1．重点：在于花的基本组成和结构，花药的形成和发育，子房的构造，花药的结构和花粉粒的形成，胚珠发育，结构和胚囊的形成，被子植物的双受精作用等。裸子植物的一般特征；生殖器官的结构。胚和胚乳的结构。 2难点：理解花药和胚珠的发育过程；减数分裂的过程和意义；双受精作用的生物学意义;器官的发育；孢子植物和种子植物的两套繁殖器官名词的联系。种皮和胚的形态结构。 教学过程： 第一节 被子植物的生殖过程 一、被子植物的生殖器官 从演化上看，花是节间缩短，其上着生变态叶的以适应生殖的不分枝的变态短枝。花可以发育成果实和种子，因此花是果实和种子的先导。 （一）花的构造 1.花芽的分化：当植物由营养生长——生殖生长时，茎尖的分生组织，不再形成叶原基和腋芽原基，而是形成花原基和花序原基。 花芽的分化顺序：花萼—花冠—雄蕊—雌蕊。例外：石榴，雌蕊先于雄蕊。 花芽的分化时间：春季开花—--前一年夏季 春夏开花----冬季或早春 秋冬开花----当年夏季 花芽的分化与外界条件有密切关系，充足的养分、光照和适宜的气温都是花芽分化的重要条件。采取施肥、修枝以及施用人工生长素等措施，可以促进花芽分化，达到多开花结果的目的。 2.花的组成部分及花的类型 一朵完整的花包括： 完全花——具备以上各部分结构的花。 不完全花——缺少一或二部分结构的花。 无被花：缺少花萼和花冠。 单被花：仅有花萼或花冠。 可育花：（两性花）一朵花中具备雌蕊和雄蕊。 单性花：一朵花中只有雌蕊或雄花。（其中只有雌蕊的称雌花；只有雄蕊的称雄花） 不育花：又称无性花（或中性花）。雌、雄蕊均不具备。向日葵花序边缘上的舌状花。 雌雄同株：同一植株上有雌花和雄花。如南瓜 雌雄异株：同一植株只有雌花或雄花。如杨梅。 杂性同株：同一植株既有两性花又有单性花。如柿。 （1）花柄（花梗）：着生花的小枝，与茎相连，结构与茎相同。形状：有长，有短，或无花柄；有分枝，也有不分枝。功能：可以把花展布在枝条的显著位置上。 （2）花托：节间缩短的枝端，一般呈膨大状。形状：圆柱状（木兰）；凸起如覆碗状（草莓）；倒锥形（莲）；凹陷呈碗状（桃）；盘状（柑桔）；向上延伸成柄状（花生）。功能：着生变态叶即花被。 （3）花被：是花萼与花冠的总称。 ①花萼：在花的最外层，多为绿色叶状，但无栅栏、海绵组织，薄壁组织。 离萼：萼片分离。如油菜，桃。离生花萼萼片彼此分离，如毛茛、桃等植物的花萼，即为离生花萼。 合萼 ：萼片联合成筒状。如樱花。合生花萼萼片彼此联合，其联合程度可有不同。合生花萼下端结合部分称为萼筒，上端分离部分称萼齿或萼裂片，如豌豆的花萼。一些植物合生花萼的萼筒部分伸长成一细长的中空管子，称为距。观察凤仙花或飞燕草的花萼，可见萼筒伸长成距。 整齐萼：萼片大小相同。 不整齐萼：萼片大小不相同。 蓿萼：花萼常留花柄上与果实一起落。 早萼：萼片比花冠先脱落。 落萼：萼片与花冠一起落。 副萼：花萼外还有一轮绿色的瓣片。副萼实际上是由花的苞片构成。棉花花朵最外层有由三张大苞片构成的副萼。副萼对花蕾和幼果也有保护作用。 此外还有：花萼呈花瓣状多见于单被花，缺花冠，萼片大，并有一定颜色，类似花瓣，如绣球 花的花萼；花萼成冠毛状或钩刺状。观察蒲公英的果实，其上端的冠毛是由萼片随果实的成熟发育而成，可带着种子随风飘飞。鬼针草的萼片成钩刺状，可附于动物身体上，借以传播种子。 ②花冠：是一朵花中颜色最多，最鲜艳部分，对花蕊有保护作用。 离瓣花：花瓣之间完全分离，如桃、油菜。 合瓣花：花瓣之间部分或全部合生。如南瓜、百合。 花冠的形状常见的有： 十字形花冠：萝卜、白菜、二月兰等十字花科植物的花均具有典型的十字形花冠。其特点是花瓣四数，离生，每一花瓣下部细长成瓣爪，四片花瓣作十字形排列。 蝶形花冠：在豆科植物中最为常见。豌豆、大豆、甘草、紫藤、槐等植物均具蝶形花冠。其花冠有五个离生的花瓣，各花瓣形态不同。如豌豆花，其最外面的一片大花瓣称为旗瓣，两侧为一对翼瓣，中间两片稍有联合，成一龙骨状突起，称为龙骨瓣。五片花瓣相互配合，组成美丽的蝶形花冠。 唇形花冠：药用植物益母草、薄荷，及花坛中常见的一串红等植物具唇形花冠。其花冠由五个花瓣合生而成。花冠基部联合成筒状，上部分离成为不整齐的两个裂片，形似上、下唇，分别称为上唇和下唇。一般上唇二裂，下唇三裂，有时上、下唇裂口不明显。 漏斗状花冠：在庭园的篱笆上及道旁常见的具缠绕茎，开白色、粉红色或蓝紫色花的牵牛、打碗花等植物的花具漏斗状花冠。花瓣一般为五数，全部联合成一长的花冠筒，花冠筒自基部向上逐渐扩大成漏斗状。 钟形花冠：与漏斗状花冠相似，花瓣一般为五数，合生成一花冠筒。不过钟形花冠的花冠筒较短而粗，上部稍扩大，呈钟形。桔梗科的沙参、桔梗等植物具钟形花冠。 高脚碟状花冠：高脚碟状花冠也由五个花瓣合生而成，花冠下部联合成细筒状，其上部骤然呈水平状展开，形状如一高脚碟子。气味幽雅的水仙花和具缠绕茎开有美丽小红花的茑萝等植物的花冠都是高脚碟状花冠。 管状花冠：花瓣五数，合生成管状，上部无明显扩大。菊科植物向日葵、菊花等头状花序的中央部分为管状花，小蓟的头状花序中全部着生管状花。 舌状花冠：花瓣五数，合生。花冠仅基部少部分联合成管状，稍往上则靠一侧联合成一扁平舌片状，舌状片顶端作齿裂。如菊科植物中蒲公英、苦荬菜等的头状花序中全部为舌状花。向日葵头状花序的边缘花也为舌状花。 辐状花冠：茄科植物如茄、枸杞等植物具辐状花冠。五片花瓣仅基部联合，形成一短粗的花冠筒，花瓣的中上部仍保持分离，裂片自中下部向四周作辐射状扩展，使花冠呈车轮状，称为辐状花冠。 （4）雄蕊：一朵花内所有的雄蕊总称。数目不定，随不同植物而异。 花丝：细长，顶端与花药相连，支持花药。 花药：是主要部分，囊状结构，内有花粉粒。 ①花丝长度：一般等长，但也有长短不一。6枚雄蕊，外轮2枚较短，内轮4枚较生，称四强雄蕊。如十字花科； 4枚雄蕊，2长2短。称二强雄蕊。如唇形科，玄参科。 ②花药在花丝上着生方式：全着药、背着药、基着药、背中央丁字型着药、个字型着药、上连下分水平状着药。 ③花粉囊开裂方式：纵裂：沿纵轴开裂 。如小麦、油菜。 孔裂：上部开一个小孔。如茄、杜鹃。 瓣裂：裂开几个小瓣片。如樟、小檗。 ④雄蕊的类型 单体雄蕊： 雄蕊数目多数，其花丝部分联合，而花药仍各自分离。如锦葵科扶桑、蜀葵等植物的雄蕊。二体雄蕊： 其十枚雄蕊中，九枚雄蕊花丝相互联合而花药分离，另一枚雄蕊单生。多数豆科植物具两体 雄蕊。 聚药雄蕊： 雄蕊数目多数，花丝各自分离，花药相互联合在一起，形成聚药雄蕊。如菊科植物向日葵、 蒲公英等植物的雄蕊。 四强雄蕊： 一朵花具六枚离生雄蕊，其中四枚雄蕊的花丝较长，另二枚雄蕊的花丝较短。观察十字花科 植物如白菜、萝卜、二月兰等植物的雄蕊。 二强雄蕊： 一朵花中有四枚雄蕊，其中二枚雄蕊的花丝较长，另二枚花丝较短。观察唇形科植物如益母 草、夏至草等植物的雄蕊。 （5）雌蕊：一朵花内所有的雌蕊总称，但多数只有一个。雌蕊由1个或多个心皮（变态叶）组成。心皮卷合成雌蕊后，其边缘（叶缘）愈合处称为腹缝线，相当于中脉处称为背缝线。 每一雌蕊由包括： 柱头：雌蕊顶端，常扩展成各种形状。分泌水、脂、糖、酶等。 花柱：柱头与子房之间部位,长短不一，花粉萌发后，在内形成花粉管直达子房。 子房：基部膨大的部分。 ① 雌蕊类型： 单雌蕊：一朵花中雌蕊只由一个心皮构成，如大豆，蚕豆。单雌蕊的子房：仅心皮边缘连合成一室，称为单室单子房。 离生雌蕊：一朵花由二个以上心皮构成，但各心皮彼此分离，因而各雌蕊也彼此分离，形成一朵花内多数雌蕊。如玉米、莲。 复雌蕊（合生雌蕊）：一朵花由二个以上心皮构成，且各心皮互相联合，组成一个雌蕊。复雌蕊的子房，各心皮边缘向内卷入，在中心连合，形成室数与心皮数相等。称为单室复子房。如棉、番茄等。有几种联合情况： 子房联合，柱头和花柱分离。 子房与花柱联合，柱头分离。 子房、花柱和柱头全部联合。 ②子房的位置 上位子房（下位花）：子房底部与花托相连。花萼，花冠，雄蕊生于子房下的花托上。 上位子房（周位花）：花托中央凹陷，似杯状，花萼，花冠，雄蕊生于杯状花托隆起的四周边缘，而子房生在花托的杯底，子房壁与花托的壁不相连。 下位子房（上位花）：整个子房埋生于下陷的花托中，子房壁与花托壁完全愈合，只留花柱、柱头突出在花托外面，其余部分生于子房以上的花托边缘。 半下位子房（周位花）：子房下半部陷于花托中，并与之愈合。子房上半部仍露在外，花的其余部分生于子房周围花托边缘。 ③胎座：胚珠在子房内着生部位的组织。 边缘胎座：单心皮，单子房，一室，胚珠着生于腹缝线上，纵排。如豆类。 侧膜胎座：两个以上心皮，一室，胚珠着生于相邻心皮的腹逢线上，若干纵排，如黄瓜。 中轴胎座：多个心皮构成，多室，心皮边缘内弯在中央，形成中轴，胚珠着生于中轴上。如水仙，百合。 特立中央胎座：多心皮构成多子房，但由于子房的隔膜消失，而成单室，胚珠着生于中轴残留的中央短柱周围。如石竹。 基生胎座：胚珠着生于子房基底，如向日葵。 顶生胎座；胚珠着生于子房顶端而悬垂室中，如桑。 片状胎座：胚珠着生于隔膜的各面，如芡。 3．禾本科植物花的形态特点： 一朵小花包括：浆片（退化的花被）２枚；雄蕊３枚；雌蕊１枚；两侧有内稃片，外稃片各一。 一朵小花两侧有内外颖片（总胞）各一片。由小花（2—5朵）、内外颖片、小穗轴构成小穗，许多小穗有规律地着生于穗轴上，组成穗状、总状等花序。 （二）花的作用 1．花在植物体上的作用：繁衍后代，丰富遗传性和变异性，保证物种的延续、扩大和进化。 2．在园林实践中的作用：增加新品种；美化环境，陶冶心情； 3．其他经济价值：可以提取芳香油料，制成香精，如茉莉，代代花；可以制饮料，如花茶；可用于医药，如丁香，金银花，菊花等；可作染料，如凤仙；可食用，如金针菜；可做糕点，如桂花，玫瑰花等。 二、雄蕊的发育与构造 （一）花药的发育与构造 最初在花托上产生的雄蕊原基基部发育成花丝，顶端发育成花药。花药外为一层原表皮细胞发育成的表皮；内为形状相似具有高度分裂能力的薄壁细胞。由于四个角隅细胞分裂速度快而形成四棱的外形即花药的雏体。每棱的表皮下出现一个或几个体积较大的细胞称为孢原细胞。孢原细胞经常平周分裂产生二层：外层周缘细胞紧贴表皮又称壁细胞，以后发育变化与表皮一起构成花粉囊的壁层（从外向内包括三层即纤维层（药室内壁）、中层、绒毡层）。内层为造孢细胞，有丝分裂形成花粉母细胞后再减数分裂形成4个花粉粒（小孢子），花药中部细胞分裂分化为药隔和维管束。 （二）花粉粒的发育 花粉母细胞减数分裂形成小孢子（早期小孢子小单核、细胞壁薄、富含原生质、核位于中央、无萌发孔）；小孢子发育（营养来自解体绒毡层）出现萌发孔；小孢子继续发育长大，核进行有丝分裂成两细胞：大细胞为营养细胞（内有淀粉，脂肪与花粉管有关），小细胞为生殖细胞。成熟的花粉粒即为雄配子体，有两种情况： 二核型花粉粒——成熟花粉粒中只含营养细胞和生殖细胞（精子在花粉管中形成）的花粉粒。 三核型花粉粒——成熟花粉粒中有营养细胞和二个精细胞的花粉粒。 三、雌蕊的发育和构造 花芽中的雌原基形成后生长分化为雌蕊。雌蕊在形态上可分柱头、花柱、和子房三部分： 柱头：是雌蕊顶端膨大成各种形状的部分，是承受花粉及花粉粒萌发的地方。 花柱：雌蕊中部较细呈柱状的部分，内有花柱道（空心型）或传导组织（实心型），是花粉粒萌发形成的花粉管进入子房的途径。 子房：是雌蕊基部膨大的部分。子房的结构包括子房壁、子房室、胎座和胚珠。子房壁有外表皮和内表皮，两层表皮之间有维管束和薄壁组织。内部容纳胚珠的空间为子房室，室数随植物而异。子房壁上着生胚珠的部位为胎座。胚珠是种子的前身，胚珠数目随植物种类不同差异很大。 （一） 胚珠的构造和胚囊的形成 1．胚珠的构造 （1）珠被：一层或两层，包围珠心。其中一端留有一开口称珠孔。 （2）珠心：被珠被所包围，正中有胚囊。 （3）珠柄：连接珠被、珠心、胎座的柄状部分。中间有维管束，沟通子房与胚珠。 （4）合点：珠被、珠心和珠柄连合的部位。 成熟胚珠的结构包括珠柄、珠心、珠被、珠孔、合点几个部分。胚珠是最重要的部分，其中发育出胚囊并产生卵细胞。 2．胚珠的类型：根据珠孔与珠柄间的位置关系，把胚珠分为直立、横生、倒生、弯生等不同类型。 （二）胚囊的发育 胚囊是被子植物的雌配子体，是在胚珠的珠心内产生的，成熟时含有一个卵细胞（雌配子），两个助细胞，三个反足细胞，一个中央细胞（含两个极核或一个次生核）。发育时首先在珠心内分化出一个孢原细胞，经过一次平周分裂形成内外两个细胞，内方一个叫造孢细胞。造孢细胞长大成为胚囊母细胞，再经减数分裂形成纵列的四分体，一般只有近合点端的一个细胞经发育、分裂和分化形成胚囊，其余三个细胞退化消失。发育的一个细胞经过三次有丝分裂，在胚囊两端各形成四个细胞核，每一端有一个核