开花、传粉和受精-声像.ppt
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1、第四节第四节 开花、传粉和受精开花、传粉和受精n一、一、开花开花n二、二、传粉传粉n三、三、受精受精n四、四、外界环境条件对传粉受精的影响外界环境条件对传粉受精的影响第五节第五节一、开花一、开花(Anthesis)n当花中雄蕊的花粉和雌蕊子房中当花中雄蕊的花粉和雌蕊子房中的胚囊(或两者之一)成熟后,的胚囊(或两者之一)成熟后,花萼和花冠(或花被)展开露出花萼和花冠(或花被)展开露出雄蕊和雌蕊的现象称为雄蕊和雌蕊的现象称为开花开花。n各种植物的各种植物的开花年龄开花年龄、开花季开花季节节和和开花期开花期各不相同。各不相同。开花期开花期(Blooming stage)n在在一个生长季一个生长季内,
2、一株植物从内,一株植物从第一朵花第一朵花开放到开放到最后一朵花最后一朵花开毕所经历的时间称为开毕所经历的时间称为开花期开花期。n开花期的长短受植物种类、营养状况、外界环开花期的长短受植物种类、营养状况、外界环境条件(纬度、海拔、气温、光照、温度)等境条件(纬度、海拔、气温、光照、温度)等多方面因素的影响。多方面因素的影响。n小麦:小麦:36天;兰科植物:天;兰科植物:23个月。个月。n花为谁花为谁开?开?二、传粉二、传粉(Pollination)n成熟花粉以各种不同的方式传到雌蕊柱头成熟花粉以各种不同的方式传到雌蕊柱头上的过程称为上的过程称为传粉。传粉。(一)(一)传粉方式传粉方式(二)(二)
3、传粉媒介传粉媒介(三)(三)农业上对传粉规律的利用农业上对传粉规律的利用(一)传粉方式(一)传粉方式n自然界植物的传粉方式主要有两种:自然界植物的传粉方式主要有两种:自花传粉自花传粉(Self-pollination)异花传粉异花传粉(Cross-pollination)n自花传粉和异花传粉生物学意义自花传粉和异花传粉生物学意义自花传粉自花传粉(Self-pollination)n一朵花的成熟花粉粒传到同一一朵花的成熟花粉粒传到同一朵花的柱头上,并能受精结实朵花的柱头上,并能受精结实的过程,称为的过程,称为自花传粉自花传粉。n在实际应用中,自花传粉的概在实际应用中,自花传粉的概念,还指在念,还
4、指在果树栽培上同品种果树栽培上同品种异株间异株间的传粉和在的传粉和在农作物上同农作物上同株异花间株异花间的传粉。的传粉。(1)两性花;)两性花;(2)雌、雄蕊同时成熟;)雌、雄蕊同时成熟;(3)雌蕊的柱头对于本花的花粉萌发和花粉)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。管中雄配子的发育没有任何生理阻碍。n闭花受精闭花受精:花尚未开放,就已经完成受精作用花尚未开放,就已经完成受精作用。是是一种典型的自花传粉一种典型的自花传粉 。花蕾中的花粉直接在花粉囊里萌发,花粉管穿过花粉囊的花蕾中的花粉直接在花粉囊里萌发,花粉管穿过花粉囊的壁,向柱头生长,完成受精。如豌豆、落花生。
5、壁,向柱头生长,完成受精。如豌豆、落花生。n自花传粉的花必然是:自花传粉的花必然是:异花传粉异花传粉(Cross-pollination)n一朵花的成熟花粉粒借助一朵花的成熟花粉粒借助外力外力传到另一朵花的柱传到另一朵花的柱头上,并能受精结实的过程,称为头上,并能受精结实的过程,称为异花传粉异花传粉。n在果树栽培上,不同品种间的传粉和作物栽培上在果树栽培上,不同品种间的传粉和作物栽培上不同植株间的传粉,也称异花传粉。不同植株间的传粉,也称异花传粉。(1 1)单性花单性花(2 2)花蕊异长花蕊异长(3 3)雌雄蕊异熟)雌雄蕊异熟(3 3)自花不孕)自花不孕n植物对异花传粉的适应植物对异花传粉的适
6、应自花传粉和异花传粉的生物学意义自花传粉和异花传粉的生物学意义n自花传粉是一种原始的传粉形式自花传粉是一种原始的传粉形式,但当异花传粉缺乏必,但当异花传粉缺乏必要的传粉条件时则成为保证植物繁衍的特别适应形式。要的传粉条件时则成为保证植物繁衍的特别适应形式。同时,还有利于物种保持纯合状态。同时,还有利于物种保持纯合状态。n异花传粉在植物界比较普遍地存在,与自花传粉相比,异花传粉在植物界比较普遍地存在,与自花传粉相比,是一种进化的方式。是一种进化的方式。异花传粉的精、卵细胞来自不同植异花传粉的精、卵细胞来自不同植株的花(或同一植株不同的花),其产生的环境条件差株的花(或同一植株不同的花),其产生的
7、环境条件差异较大,遗传性差异也较大,受精后易产生新的变异,异较大,遗传性差异也较大,受精后易产生新的变异,使其后代具有较强的生活力和适应性,抗逆性更强。使其后代具有较强的生活力和适应性,抗逆性更强。(二)传粉媒介:(二)传粉媒介:植物世界的植物世界的“媒人媒人”n虫媒虫媒(Insect-pollinated)n风媒风媒(Wind-pollinated)n鸟媒鸟媒(Bird-pollinated)n水媒水媒(Water-pollinated)n其它方式其它方式传粉方式的传粉方式的多样性录像多样性录像如果你是一只小蜜蜂,你会到什如果你是一只小蜜蜂,你会到什么样的花上采蜜呢?么样的花上采蜜呢?风媒花
8、风媒花(Wind-pollinated flower)n花被很小或退化,无鲜艳花被很小或退化,无鲜艳的颜色,无香味,常成柔的颜色,无香味,常成柔软下垂的葇荑花序,花丝软下垂的葇荑花序,花丝细长,柱头羽毛状;花粉细长,柱头羽毛状;花粉多而小、光滑、干燥、轻。多而小、光滑、干燥、轻。虫媒花虫媒花(Insect-pollinated flower)n花冠常大而明显,颜色鲜艳,芳香或具特殊花冠常大而明显,颜色鲜艳,芳香或具特殊气味,具蜜腺;花粉粒较大、外壁粗糙、有气味,具蜜腺;花粉粒较大、外壁粗糙、有花纹、具粘性。花纹、具粘性。虫媒花虫媒花n在长期的进化过程在长期的进化过程中,植物的花与昆中,植物的花
9、与昆虫常常虫常常协同进化。协同进化。兰花的传粉机制兰花的传粉机制鸟媒花鸟媒花n在长期的进化过程在长期的进化过程中,鸟媒植物的花和中,鸟媒植物的花和传粉鸟具有很特殊的传粉鸟具有很特殊的共同适应性变化。共同适应性变化。水媒花水媒花雄花雄花雌花雌花哺乳动物传粉哺乳动物传粉植物传粉方式的多样性植物传粉方式的多样性植物对异花传粉的适应植物对异花传粉的适应单性花单性花雄花雄花雌花雌花下位子房玉米的雄花序玉米的雄花序玉米的雌花序玉米的雌花序植物对异花传粉的适应植物对异花传粉的适应花蕊异长花蕊异长雄蕊雄蕊雌蕊雌蕊雌蕊雌蕊雄蕊雄蕊红芽大戟花中的雌、雄蕊具二种类型红芽大戟花中的雌、雄蕊具二种类型二型花柱的种内不亲
10、二型花柱的种内不亲和图解和图解(三)农业上对传粉规律的利用(三)农业上对传粉规律的利用n人工辅助授粉人工辅助授粉如人工杂交,选育新品种。如人工杂交,选育新品种。n自花传粉的利用自花传粉的利用如培育自交系,进行育种研究。如培育自交系,进行育种研究。三、受精三、受精(Fertilization)n卵细胞卵细胞(雌配子)和(雌配子)和精细胞精细胞(雄配子)相互(雄配子)相互融合的过程称为融合的过程称为受精受精。三、受精三、受精(Fertilization)(一)(一)花粉粒的萌发和花粉管的生长花粉粒的萌发和花粉管的生长(二)(二)双受精的过程及其生物学意义双受精的过程及其生物学意义(三)(三)受精的
11、选择性和多精入卵受精的选择性和多精入卵(四)(四)多倍体的概念多倍体的概念(一)花粉粒的萌发和花粉管的生长(一)花粉粒的萌发和花粉管的生长1 1、花粉粒的萌发、花粉粒的萌发 落在柱头上的花粉落在柱头上的花粉经过经过“识别识别”,生,生理理上亲和的花粉粒即上亲和的花粉粒即在柱头上萌发产生在柱头上萌发产生花粉管。花粉管。(一)花粉粒的萌发和花粉管的生长(一)花粉粒的萌发和花粉管的生长2 2、花粉管的生长、花粉管的生长 花粉管进入花柱,花粉管进入花柱,从中吸收糖类等从中吸收糖类等物质,合成新壁,物质,合成新壁,不断伸长。不断伸长。把两把两个精子带到子房,个精子带到子房,并送入胚囊。并送入胚囊。n花花
12、粉粉管管通通过过花花柱柱进进入入子子房房以以后后,通通常常沿沿子子房房壁壁内内表表面面或或胎胎座继续生长,直趋胚珠。座继续生长,直趋胚珠。n花粉管进入胚珠有三条途径:花粉管进入胚珠有三条途径:珠孔受精:珠孔受精:花粉管经珠孔进入珠心,到达胚囊。花粉管经珠孔进入珠心,到达胚囊。如油茶及大多数被子植物。如油茶及大多数被子植物。合点受精:合点受精:花粉管经合点到达胚囊。如桦、桤木、花粉管经合点到达胚囊。如桦、桤木、榆、胡桃等。榆、胡桃等。中部受精:中部受精:花粉管经珠被进入胚珠、到达胚囊。花粉管经珠被进入胚珠、到达胚囊。如南瓜属。这一类型很少见。如南瓜属。这一类型很少见。(二)双受精的过程及其生物学
13、意义(二)双受精的过程及其生物学意义n花粉管进入胚囊释放两个精子,分别与卵细花粉管进入胚囊释放两个精子,分别与卵细胞和中央细胞受精的现象,称为胞和中央细胞受精的现象,称为双受精。双受精。n双受精双受精是是被子植物被子植物特有的受精现象。特有的受精现象。初生胚乳核初生胚乳核(3 3N N)合子(合子(2 2N N)1 1、双受精的过程双受精的过程花粉管到达胚囊时,其端壁形成小孔花粉管到达胚囊时,其端壁形成小孔将将2 2个精细胞分别送到卵细胞和中央细胞附近个精细胞分别送到卵细胞和中央细胞附近1 1个与卵细胞的质膜融合个与卵细胞的质膜融合1 1个与中央细胞的质膜融合个与中央细胞的质膜融合精核入卵精核
14、入卵精核入中央细胞精核入中央细胞核膜融合核膜融合核膜融合核膜融合核质、核仁融合核质、核仁融合核质、核仁融合核质、核仁融合受精卵受精卵(合子合子)初生胚乳核初生胚乳核胚胚(2(2N)N)胚乳胚乳(3(3N)N)2 2、双受精的生物学意义双受精的生物学意义n保持了物种遗传的相对稳定性保持了物种遗传的相对稳定性 单倍体的精细胞和卵细胞融合形成二倍体的合子,恢复单倍体的精细胞和卵细胞融合形成二倍体的合子,恢复了植物体原有的染色体数目。了植物体原有的染色体数目。n丰富了后代的遗传变异性丰富了后代的遗传变异性 经过减数分裂后形成的精、卵细胞在遗传上常有差异,经过减数分裂后形成的精、卵细胞在遗传上常有差异,
15、受精后形成的后代常出现新的性状。受精后形成的后代常出现新的性状。n形成三倍体胚乳,为胚发育或萌发提供营养,使后形成三倍体胚乳,为胚发育或萌发提供营养,使后代的生活力更强,适应性更广。代的生活力更强,适应性更广。精子与中央细胞的极核或次生核融合精子与中央细胞的极核或次生核融合形成三倍体的初生形成三倍体的初生胚乳核胚乳核,并发育成为,并发育成为胚乳胚乳,同样结合了父、母本的遗传特性,同样结合了父、母本的遗传特性,生理上更为活跃,作为营养被胚吸收利用,生理上更为活跃,作为营养被胚吸收利用,使后代的变异性使后代的变异性更大,生活力更强,适应性更广。更大,生活力更强,适应性更广。2 2、双受精的生物学意
16、义、双受精的生物学意义n双受精作用双受精作用不仅是植物界有性生殖的最进化、不仅是植物界有性生殖的最进化、最高级的受精方式;最高级的受精方式;n也是被子植物在植物界占优势的重要原因;也是被子植物在植物界占优势的重要原因;n是植物遗传和育种学的重要理论依据。是植物遗传和育种学的重要理论依据。(三)受精的选择性和多精入卵(三)受精的选择性和多精入卵受精的选择性:受精的选择性:植物在传粉、受精的整个过程中,各个阶段都有选择性,这种现象植物在传粉、受精的整个过程中,各个阶段都有选择性,这种现象称为受精的选择性。称为受精的选择性。多精子现象:多精子现象:有时可能有有时可能有几条花粉管几条花粉管同时进入一个
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