雄蕊、雌蕊、开花传粉与受精

花药的外形
花药的外形
thinwalled containers epidermis
connective vascular bundle
clinandrium
囊壁
(初生壁细胞)
花药 原始 体
花 药 壁
药室内壁
唇细胞 纤维层
• 药室内壁 • 中层 • 1层细胞，发育后期内 • 1--3层细胞组成，具提 切向壁、径向壁、横 供营养的作用，后期 消失 壁会出现纤维状的细 胞壁加厚——纤维层， 并形成裂口。
stamen pistil petal
antipodal cell
polar nucleus integument
oocyte synergid
calyx receptacle
ovary wall
（三）成熟胚囊的结构与功能
反足细胞3:数目不定,通常3 个, 向胚囊转运物质 中央细胞1:可形成次生核, 与一精子结合,发育成胚乳 助细胞2:为卵细胞提供营 养,受精前消失. 卵细胞1:雌配子,受精后发 育成胚.
• 该植物自花传粉行为最 难以置信的一点是，雄 蕊竟以完全主动，不借 助重力、风力的方式(甚 至在两次向上弯曲的过 程中还逆重力做功)完成 整个授粉行为，堪与动 物之间的交配相比。
花粉壁pollen wall
• 外壁： 成分：孢粉素、蛋白质、脂类、酶 特点：厚，坚硬，抗酸、碱腐蚀和生物 分解 • 内壁： 成分：纤维素、果胶质、水解酶
花药发生、花粉的发育及形成过程
药隔及维管束
花药 原表皮 表皮
幼花粉囊
孢原细胞
药室内壁 纤维层(花药开裂) 平周 中层 (最后消失) 花粉 平周 初生壁细胞 分裂 绒毡层 分裂 (提供养料,最后消失) 囊壁 造孢细胞 有丝 减数 花粉母细胞 四分体 分裂 分裂 营养细胞 精细胞 精细胞
生殖细胞sex cell
• 裸细胞 • 核大，染色质凝集，具1~2个核仁 • 细胞质少，含线粒体、高尔基体、内质网、 核糖体、微管等细胞器，多无质体 • 微管与细胞长轴平行
精细胞 androcyte
• 裸细胞 • 纺锤形、球形、椭圆形、蠕虫形、带状 • 细胞质很少，含线粒体、高尔基体、内 质网、核糖体等细胞器 • 精子Ⅰ(Svn)：大，与营养核紧密联结 • 精子Ⅱ(Sua)：小，不与营养核联结
二细胞花粉
三细胞花粉
花粉囊中花粉母细胞的发育过程
tetrad pollen mother cell dyad
生殖细胞 有丝分裂
精细胞
microspore
有丝分裂
sporule
两种雄配子体 male gametophyte
二细胞花粉
三细胞花粉
营养细胞nutritive cell
• 明显不同与生殖细胞： • 细胞核结构松散，细胞器较多 • 内含大量的淀粉、脂肪、各种酶、维生素、 植物激素和无机盐 为花粉管的生长提供营养
二、花柱的形态与结构
长短：玉米、小麦 类型：开放型——花柱道细胞 封闭型——引导组织 简单型：中央为薄壁细胞
三、子房的结构
• 子房壁：外表皮、薄壁细胞、内表皮 子 房室：子房室的数目与组成子房的心 皮数目和连接方式有关。 • 胎座：不同植物具有不同类型的胎座。 • 子房室：室数 • 胚珠：
苏铁裸露的胚珠
2、异花传粉 cross - pollination
概念：一朵花的花粉传到同一植株或不同 植株的另一朵花的柱头上。 条件：单性花 unisexual flower ; 两性花 bisexual flower : ①雌雄蕊不同时成熟 ②自花受粉有生理障碍 ③雌、雄异长、异位，不能进行 自花传粉。
两种传粉方式的比较
胚 珠 的 类 型
orthotropous ovule
anatropous ovule
Hemitropous ovule
campylotropous ovule
百合子房横切: 示两个胚珠原基上产 生的珠心组织和大孢子(胚囊)母细胞
（二）、胚囊的发育和结构
(直生胚珠)
1个
2个
n
4个
3n
直生胚珠: 珠孔端在上, 合点端在下
旱金莲科,蔓生草本,是围绕着提高生殖效率,避免自花授粉,有着 精确的时、空规律的，含有深刻生物学意义的花结构
3 其它的传粉方式
• 水媒 ：一些水生被子植物。如金鱼藻、水， 苦草属植物等。
《自然》：新发现的自花授粉机制 ——花粉滑动授粉( 2004)
• 中国科学院华南植物园年 轻的博士研究生、广东仲 凯农业技术学院副教授王 英强及其导师张奠湘、陈 忠毅研究员 .
不 同 类 型 的 花 粉 粒
花 粉 外 壁 雕 纹
sculture
花粉萌发孔、沟
花粉粒的形状、大小及萌发孔或萌发 沟的数目、位置、形态，以及花粉壁 上的纹饰均有较明显的种属特征，是 研究植物系统分类，演化、地理分布 和古代气候的重要依据。 进行花粉研究的学科称为孢粉学 palynology
chalazal
合点 珠心 nucellus 胚囊 内珠被 megaspore 外珠被 珠孔 珠柄 micropyle funiculus
第四节、 开花、传粉与受精
• 一、开花 • 二、传粉 • 三、受精
一、开 花
当雄蕊中的花粉和雌蕊中的胚囊达到成 熟的时期，或者二者之一已经成熟，这 时原来紧包的花被慢慢张开，露出雌、 雄蕊，等待传粉，这一现象称为开花。
3细胞花粉
小孢子
营养细胞 有丝 生殖细胞 分裂
2细胞花粉
成熟花粉(雄配子体)
四、花粉败育和雄性不育
• 由于种种因素的影响，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，称为花粉败育（abortion). • 引起花粉败育的原因： 减数分裂不正常 绒毡层失去作用
雄性不育(male sterility )：雄蕊的花药或花粉不 能正常地发育，成为畸形或完全退化的现象。
• 大约早上6:00-6:30时， 黄花大苞姜的花开放，花 药的花粉囊同时开裂.刚 开裂时，油质液浆状的花 粉从花粉囊溢出成球形， 然后很快铺满于花药面， 慢慢流向柱头，约在当天 下午15:00开始到第二天 早上7:30间，花粉陆续流 到柱头的喇叭口，实现自 花传粉。
大根槽舌兰刷新生殖方式
• 大根槽舌兰
（二） 风媒花和虫媒花
1、风媒花
anemophilous flower ：以风力传送花粉的方式称为风媒。 大部分禾本科都是风媒植物，另如杨树、栎树、桦木及等。
特征： 植物体先叶开花，多为穗状花序或葇荑花序。 花被不显著，没有鲜艳的颜色，也没有香气和 蜜腺， 雌蕊为增加接受花粉的机会，它的柱头扩展非 常显著突出。 雄蕊的花丝比较长，花药悬垂在花外，可随风 传播。 花粉干燥、轻小、量多，便于被风吹送，更多 地保证了传粉的机会。
鸢尾花
栀子花
匆忘我
二、传粉
传粉(pollination)： T
花粉囊散出的成熟花粉,借助于一定的媒介 力量,被送到同一花或另一花的雌蕊柱头上 的过程, 称为传粉。
(一) 自花传粉和异花传粉及其生物学意义 1.自花传粉 self-pollinate : 概念：花粉从花粉囊中散出，落在同一朵花 的柱头上的现象 条件：两性花,雌雄蕊同时成熟;
绒毡层 tapetum
• 细胞特点：大，胞质浓厚， 富含RNA、蛋白质、油脂、 类胡萝卜素等 • 变化：早期单核，减数分 裂前后成为2或多核 • 功能：花粉粒提供营养； 分泌胼胝质酶；合成孢粉 素和外壁蛋白；提供花粉 壁外脂类物质
绒毡层 tapetum
（二）花粉粒的发育、形态与结构
花粉母细胞
pollen mother cell
黄花大苞姜是不借助外 力自花传粉的“先驱”
黄花大苞姜
黄花大苞姜的传粉过程
• 黄花大苞姜是我国特有的姜 科多年生宿根草本植物，主 要分布在华南的广东广西， 生长在高度潮湿的林内石壁 或山沟瀑布边石壁上，花果 期为5-8月，花期内，通常每 天每花序只开一朵花，酷似 兰花的黄色花朵在自然状态下开放2天，花在第二 天下午15:00以后开始凋谢，花凋谢后约20天蒴果 即成熟开裂。
胚囊的发育过程
分裂
周缘细胞 孢原细胞 造孢细胞
形成珠心的一部分
长大
胚囊母细胞
3个消失 减数 3次有 7细胞或 四分体 单核胚囊 分裂 1个发育 丝分裂 8核胚囊
卵细胞1个 助细胞2个 中央细胞1个(含极 核2个或次生核1个) 反足细胞3个或多个
直接发育(水稻、小麦)
雌配子体
胚 珠 的 结 构 和 组 成
第二节 雄蕊的发育与解剖结构
内容：
• 一、花丝的结构与功能 • 二、花药的结构与功能 • （一）花药的发育与结构 • （二）花粉粒的发育、形态与结构
一、花丝的结构与功能
• 表皮 • 基本组织 • 维管束
二、花药的结构与功能
• • • • • （一）花药的发育与结构
1、花药的外形 2、幼嫩花药的发育与结构 3、花药的成熟与结构
研究对象是生长在美洲的大花冠洛玛草。既产生能开的花 朵，进行开花受精，同时也产生不开的花朵，而那些不开 的花朵内则进行的是闭花受精,。
开放的花 干 旱
水分充足 数量增多
赤霉素增加
干 旱 水分充足
脱 落 酸 增 加
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ数量减少
闭花
当缺水分时，植物体内脱落酸增加，使植物闭花受精。而水 分充足时，植物体内赤霉素增加，使植物开花受精
• 自花传粉self-pollinate的植物因为雌雄两方遗传性非常 相似，所以其后代必然会缺少适应环境的能力，是 一种原始的传粉方式。但自花传粉能避免花粉受到 一些伤害，比如昆虫的吞食。在条件不适于异花传 粉时，植物通过自花传粉就可以完成生殖过程。这 是进化过程中形成的适应现象。 • 异花传粉cross - pollination.的因雌雄生殖细胞来源于不同 的个体，遗传差异大，后代往往具有强大的生活力 和广泛的适应性。因此，在进化过程中逐渐被选择 并得到发展，成为大多数被子植物的传粉方式，但 其传粉效果应受传粉媒介的影响。
胎座
• 胚珠和胎座
（ 一 ） 胚 珠 的 发 育
胎 座
胚 珠
胚珠的构成
micropyle outer integument
inter integument megaspore nucellus chalazal funiculus ridge
胎 座placenta
• 胚珠的发育过程:外形与内部结构的变化
柱头对接受自身的花粉无生理上的障碍。 如大豆、豌豆、大麦、小麦、芝麻等都是自花 传粉
闭花受精cleistogamy ：一种极端的自花受粉。
异花蓳菜
为什么会闭花受精
• 达尔文曾指出，闭花受精是自花传粉植物的一种 受精方式。他认为闭花受精能使植物避免大量的 花粉被昆虫吃掉，或者能防止花粉因受潮湿而失 去繁殖能力。 • 1980s，美国植物学家敏特和劳德两人，认为植 物有花不开，进行闭花受精，是植物所采取的巧 妙的节能“策略”，并能过实验证明了观点。
减 数 分 裂 meiosis
四分体 tetrad
造孢细胞
多次有丝分裂
花粉母细胞
connective thinwalled containers vascular bundle epidermis clinandrium
单核花粉
减数分裂
花粉母细胞
百合的四分体
棉花的四分体
花粉粒的发育growth和形态结构morphostructure
自然选择设计了花来 与其它的物种沟通， 发展出了一系列令人 吃惊的精巧的东西 视觉的、嗅觉的和触 觉的， 来捕捉某些昆 虫和鸟类，甚至是一 些哺乳动物的注意力。
M. Pollan
2
虫媒花
虫媒花entomophilous flower的特征
• 多数有花蜜, 有气味; • 花大,具鲜艳的颜色,醒目; • 花粉粒较大,表面有粘液 和纹饰,易粘着
雌性生殖单位
中央细胞central cell :有 时形成次生核,与卵细 胞和助细胞有密切联 系 助细胞synergid :液泡 在合点端,细胞质浓厚, 珠孔端壁内突生长形 成丝状器,为卵细胞提 供营养. 卵细胞oocyte :液泡在 珠孔端,合点端细胞壁 不连续,细胞器少,代谢 弱.
丝状器
filiform apparatus
原因：生理或遗传造成。
三种类型：花药退化、无花粉或花粉败育。
第三节 雌蕊的发育与解剖结构
• 一、柱头的形态与结 构 • 二、花柱的形态与结 构 • 三、子房的结构
一、柱头的形态与结构
• 作用：是承受花粉粒的地方，常开展 成不同的形状。柱头表面常为乳突状 细胞或多细胞毛状体。 • 类型：干柱头 湿柱头