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§4、2
茎(stem)的功能与基本形态

(一) 茎的功能:1)输导2)支持 3)贮藏 4)繁殖
(二)茎的基本形态和术语


(1)节(node)


(2)节间(internode)


(3)叶腋(leaf axil)


(4)顶芽(terminal bud)


(5)腋芽(axillary bud)


(6)叶痕(leaf scar)


(7)维管束痕(bundle scar)



(8)芽鳞痕(bud scale scar)

茎和根在外形上的区别主要有:茎有节和节间,在节上生叶,在叶腋和茎顶端有芽。有的茎上有皮孔。

二、芽的类型和分枝的关系

(一)芽— 尚未展开的枝条、花或花序。(枝的原始体)

(二) 芽的类型
1、 按芽的着生位置分为:A、定芽(normal bud
B、不定芽(adventitious bud):
2 、按芽发育后所形成的器官分为:A、 枝芽(branch bud):
B、 花芽(flower bud):
C 、混合芽(mixed bud):

3、 按芽磷的有无分为:A、 鳞芽(scaly bud):
B、 裸芽(naked bud)
4、 根据芽的生理活动状态分为活动芽和休眠芽:A、活动芽(active bud)
B、休眠芽(dormant bud)
(三)茎的生长习性
1、直立茎(erect stem):茎垂直地面直立生长,如各种树木及玉米,水稻等。
2、平卧茎(prostrate stem):茎平卧地面生长,如蒺藜、地锦草等。
3、匍匐茎(repent stem):茎平卧地面生长,但节上生根,如甘薯、狗牙根、匍匐委陵菜等。
4、攀援茎(scandent stem):茎上发出卷须,吸器等攀缘器官,借助攀援器官使植物攀附于他物上,如葡萄、爬山虎、黄瓜等。
5、缠绕茎(voluble stem):茎缠绕于他物上,如牵牛、菟丝子等。
(四)分枝类型:
A、二叉分枝( dichotomous
branching ):顶端生长点一分为二,较原始,常见于苔藓和蕨类植物。

B 、单轴(总状)分枝(monopodial
branching ):主茎顶芽活动始终占优势,主干发达,各级侧枝生长不如主干,出材率高,裸子植物占优势。

C 、合轴分枝(sympodial
branching ):顶芽经过一段时间生长后停止生长或转化为花芽,由靠近顶芽的腋芽代替顶芽,发育成新枝,被子植物占优势。

D、假二叉分枝(false dichotomous
branching ):

具对生叶的植物,在顶芽停止生长成分化为花芽后,由顶芽下两个对生的腋芽同时生长形成二叉状的侧枝。

三、茎尖的构造与发育
(一)芽的基本结构
生长锥(growing
tip)
原生分生组织


叶原基
幼叶


腋芽原基(幼叶腋间)
侧枝

(二)茎尖分区:分生区、伸长区、成熟区(无根冠结构)
1、分生区

  原生分生组织(生长锥):具原套原体的分层结构基部四周产生叶原基、腋芽原基


初生分生组织: 原表皮(protoderm )


基本分生组织(ground
meristem)


原形成层 (procambium) 

原生分 原套(1—4层细胞)垂周分裂
增大生长锥表面不加层数

生组织 原体(多数细胞)平周、垂周各方向的分裂,增加体积
2、伸长区:与根相似,较根长
3、成熟区:各种组织已基本形成,形成茎的初生构造
四、茎的解剖构造
(一)双子叶植物茎的初生构造
1表皮:排列紧密无胞隙,外 壁角化形成角质层,有的具蜡被或表皮毛,具少数气孔。
2皮层
厚角组织
支持


皮层薄壁细 含叶绿体—光合作用,


内皮层
大多数不明显,无凯氏带


凯氏带
益母草属



淀粉鞘
starch
sheath
椴树(含淀粉粒)

3维管柱(中柱)
a初生维管束 (环状排列)

初生韧皮部
外始式


束中形成层(双子叶、草本有,单子叶无)


初生木质部
内始

b髓射线(pith ray):薄壁cell,横向排列,放射状,贮藏功能、横向运输通道。

大多数木本植物:髓射线窄 1-2行薄壁cell


大多数草本植物:髓射线宽

c髓(pith):中心

(二)双子叶植物茎的次生构造
次生生长和次生结构:发达的木本植物具发达的次生构造。
1、 维管形成层的来源及其活动
(1)来源:
维管形成层
束中形成层:原形成层cell(初生结构)

束间形成层:髓射线细胞


(2)维管形成层的细胞组成、分裂方式及衍生细胞的发育
A、细胞组成与衍生组织



纺锤状原始cell(fusiform initial)
(长梭形长大于宽许多倍)



射线原始cell( ray initial)
(近等径、个小)



B
、分裂方式




平周分裂:增加茎的粗度



垂周分裂:使形成层的周径扩展



横裂、侧裂:增加射线数目

C、 衍生细胞的发育


(1)次生木质部:导管、管胞、木薄壁组织、木纤维。

(2)次生韧皮部(常随树木脱落):筛管、伴胞、韧皮薄壁组织、韧皮纤维。
(3)维管射线(vascular ray):
(3)维管形成层的季节性活动
A、早材与晚材

早材(春材)(spring wood)
B、年轮(annual ring)(生长轮)(growth ring)
在一个生长季内,早材和晚材共同组成一显著的同心环层,代表着一年中形成的次生木质部,称为年轮。可根据年轮判断树木的年龄。气候的异常,虫害的发生等也使植物产生多个年轮。
C、心材与边材

边材(sapwood):树干的横切面上靠茎周颜色较浅的生长轮。是具有生理活动功能的次生木质部。
心材(heart wood):树干的横切面上靠中心颜色较深的生长轮。是较年老的木质部,薄壁cell死亡,导管中形成侵填体失去运输功能,细胞壁及cell腔为 树 脂、单宁及色素等物质所填充,色泽较深,木材较坚实,防腐力强。

D、木材三切面

① 横切面:导管、管胞、木薄壁细胞、木纤维的横切面;射线长度和宽度;年轮圆环形
② 径向切面:导管、管胞、木薄壁细胞、木纤维的纵切面;射线长度和高度;年轮为竖
③ 切向切面:导管、管胞、木薄壁细胞、木纤维的纵切面;射线高度和宽度;年轮呈“V”字型。
2、木栓形成层的产生与活动
(1)来源
表皮cell
如夹竹桃、柳属、苹果属


紧接表皮的皮层cell
如杨属、栗属、榆属


皮层的第二、三层cell
如刺槐、马兜铃


近韧皮部的薄壁
如葡萄、石榴cell

(2)活动
木栓形成层的寿命一般为几个月

3、树皮(bark):
定义:指维管形成层以外所有部分的总称,包括次生韧皮部、皮层、周皮和木栓层以外的一切死组织。分为:

软树皮:韧皮部与木栓层之间的活组织


硬树皮:新木栓层以外所有的死组织
(三)裸子植物茎的结构特点
裸子植物多为高大的木本植物,其茎的构造与木本双子叶植物的异同如下:

相同点 :


(1)都具初生构造:表皮、 皮层 、维管柱。


(2)都具次生构造,即形成层活动是长期的。


不同点:


(1)木质部具管胞和木薄壁细胞(少),无导管,木纤维,


(2)韧皮部具筛胞和韧皮薄壁细胞,无筛管,伴胞,韧皮纤维,


(3)多具树脂道(resin cannal),


(4)纺锤状原始细胞大多为单斜面的非叠生形成层,


(5)维管射线多为单列,少为两列,常有射线管胞(ray tracheid)存在。

(四)单子叶植物茎的结构特点
现以玉米为代表说明单子叶植物茎的构造特点:
1)表皮:由长细胞、短细胞(栓化细胞、硅化细胞)和少数气孔器交替排列而成。 
2)基本组织:厚壁组织(几层细胞) ——支持作用
  
近表皮薄壁组织含叶绿素,有的植物中央具髓腔。

3)维管束:散生于基本组织中,外小、多;内大、少。
 
维管束鞘: 厚壁组织

 
初生韧皮部:原生(外):被挤压呈模糊的带状结构

  (外始式)  后生(内):筛管、伴胞 
 
初生木质部:“V”字型
五、茎的变态
1、根状茎(rhizome)


生于地下与根相似的地下茎,称为根状茎,例如竹类、芦苇、莲、鸢尾等植物地下茎。

2、贮藏的地下茎
生长在地下具贮藏功能的茎,分为块茎、球茎、鳞茎。
(1)块茎(stem tuber):节不明显,成块状的茎,如马铃薯,由根状茎的先端膨大积累养料形成,块茎上有许多凹陷,称为芽眼,它相当于芽的部位,幼时具退化的鳞叶,后脱落。主要是薄壁组织,贮存在大量淀粉。
(2)鳞茎(bulb):由许多肥厚的肉质鳞叶包围的扁平或圆盘状的地下茎
如大蒜、百合、洋葱。


洋葱:鳞茎呈圆盘状,四周具鳞叶


大蒜:鳞叶间肥大腋芽——“大蒜瓣”,为主要的食用部分。

(2)球茎(corm):球状的地下茎,如荸荠、慈菇、芋等,由根状茎先端膨大而成,球茎有时显的节和节间,节上具褐色膜状物,即鳞叶为退化变形的叶。
3、茎卷须(stem tendril)

攀援植物的部分枝条变成卷须,以适应攀援功能,茎卷须的位置与花枝相当(如葡萄)或生于叶腋(如黄瓜、南瓜)与叶卷须不同。

4、茎刺(stem thorn)

茎转变为具有保护功能的刺称茎刺或枝刺,如山楂的单刺、皂荚的分枝刺,位于叶腋,与维管束相连;蔷薇茎上的茎刺是由表皮cell形成与维管束无联系。

5、 叶状茎(cladode;cladophyll)
也称叶状枝,叶退化,茎变态成叶片状代替叶的生理功能。如假叶树、竹节蓼等。假叶树,叶退化成鳞片状,叶腋内可生小花。

§4、3

一、叶(leaf)的功能和形态
(一)叶的功能
(1)光合作用(2)蒸腾作用
(3)气体交换 (4)贮藏养料(5)繁殖(无性)

(二)叶的形态
1、单叶(simple leaf)与复叶(compound leaf)
(1)单叶:在一个叶柄上生有一个叶片的叶。
(2)复叶:在一个叶柄上生有多个小叶片的叶。
典型单叶的组成:叶片(blade)、叶柄(petiole)、托叶(stipule)

完全叶(complete leaf):具叶片、叶柄和托叶三部分的叶。


不完全叶(incomplete leaf) :缺任何一部分的叶。例:白菜、丁香缺托叶,蓝桉缺托叶和叶柄。



叶形要从叶的整体形状、叶缘(leaf margin)、叶裂(leaf divided )、叶尖(leaf apex)、叶基(leaf base)以及叶序(phyllotaxy)等方面进形区别。

叶脉分为:


网状脉(netted veins):最后一次分枝的细脉脉稍游离散在叶肉组织中成开放脉序称为网状脉,双子叶植物叶脉常为网状脉。


平行脉(paralled veins):叶脉平行排列,最后一次分枝的细脉脉稍成封闭的脉序,单子叶植物叶脉常为平行脉。

2、禾本科植物叶的组成:


叶片(blade):条形或狭带形,具平行脉序。




叶鞘(leaf sheath):为叶基部扩大伸长并包围茎秆的部分,具有保护幼芽,居间分生组织以及加强茎秆的支持作用。



叶枕(pulvinus):叶片与叶鞘相连处的外侧有一色泽较淡的环。



叶舌(ligulate):叶鞘与叶相连处的内侧有膜质状突生物。具有防止害虫、水分、病菌孢子等进入叶鞘的作用。



叶耳(auricle):在叶舌的两侧,有一对从叶片基部边缘伸出的突出物。

3、异形叶性(heterophylly)在同一植株上有不同形状的叶,这种现象称为异形叶性。

A
、 生态异形叶性:由于环境因素的影响而产生的异形叶性。

如水毛莨:沉水叶→细裂如丝
慈姑:沉水叶→带状


气生叶→扁平
浮水叶→先端呈椭圆形


气生叶→箭形


B
、 发育异形叶性:由于发育年龄不同而产生的异形叶性。


如桧柏:幼年叶→针形;
蓝桉:嫩枝叶→卵形 ,无柄;


老年叶→鳞片状
老枝叶→细长,披针形或镰形

二、叶的发生和生长

叶的各部分,在芽开放以前早已形成,它以各种方式折叠在芽内,随着芽的开放,由幼叶逐渐生长成成熟叶。

(1)叶的发生
(2)一般叶的生长期是有限的
三、叶的解剖构造
(一)双子叶植物叶的构造:
1、表皮

上表皮
气孔(stoma)少 角质层厚、色深


下表皮
气孔多 角质层薄、色浅

一层生活的薄壁细胞,不含叶绿体,细胞排列紧密,无胞间隙,形成蜡被,各种表皮毛。

2、叶肉 (mesophyll)

栅栏组织(palisade tissue)


海绵组织(spongy tissue)
异面叶(bifacial leaf):有栅栏组织与海绵组织分化的叶。

等面叶(isobilateral leaf):无栅栏组织与海绵组织分化的叶。
3、叶脉(vein):分布于叶肉中,是叶中的维管束,成网状排列。
功能:支持、运输
传递细胞(transfer cell):细脉中与筛管分子和管状分子相连的一些薄壁细胞。
特点:1)薄壁细胞;2)细胞壁内突

3
)具浓厚的细胞质,正常发育的细胞器


4
)胞间连丝丰富,增加细胞间直接传递能力。

功能:对叶肉细胞与细脉之间水分蒸腾,溶质交换以及光合产物的短途运输有重要的作用。
(二)裸子植物的叶的构造

大多数常绿, 少数落叶
如 落叶松属、金线松属、银杏属



外形:针形、线形、鳞片状→针叶树

以松属叶的构造为例:
(1)外形:针状,2—5针成束生长在不发育的短枝上,整个束为圆柱形,单个针叶呈半圆形、三棱形。


(2)
解剖结构:

A、表皮系统:表皮cell:一层、砖形、厚壁,腔小,外被发达的角质


下皮(hypodermis):一至多层,厚壁,转角处层数多。


气孔器: 内陷气孔。由一对保卫cell及副卫cell组成,

B 、叶肉:细胞壁内褶,含叶绿体的薄壁细胞,增加光合面积。

具树脂道(resin cannal)(外生、内生、中生、横生树脂道)

C、维管束

内皮层:由厚壁组织组成, 排列整齐,无胞间隙,成熟后细胞壁木化,径向壁上有明显的凯氏点。


维管束(1—2个)


木质部(近轴)
管胞、薄壁细胞


韧皮部(远轴) 筛胞、韧皮薄壁细胞 。


转输组织: 转输薄壁细胞、 转输管胞

松柏类植物共性:有下皮、内陷气孔、内皮层、 转输组织、内褶叶肉细胞。
(三)单子叶植物叶的构造

1
、表皮:分上、下表皮,


A
、表皮细胞

长细胞
长径沿叶的纵轴方向排列。




短细胞
栓细胞(suberized cell)



硅细胞(silica cell)外突成刺状


B
、泡状细胞(bulliform cell)



C
、气孔
2保卫细胞:哑铃形+2副卫细胞:梭形

2、叶肉:形状不一,细胞壁内褶,
3、叶脉:平行脉

机械组织:厚壁纤维——增强叶片支持作用。


外层:薄壁细胞
C4植物(高光效 )。


内层:厚壁细胞
C3植物(低光效)


维管束
木质部,近轴面;韧皮部 ,远轴面

四、叶的形态构造与生态条件的关系
(一)、 水分条件对叶的形态影响较大,水分适应分为:

旱生植物

中生植物
湿生植物
水生植物

1、旱生植物(xerophyte)叶的特征:
A、硬叶类植物:夹竹桃、松树、铁树
1)叶片小而厚、硬,

2
)角质层发达,表皮上常有腊被及各种表皮毛;或具副表皮


产生下皮层,气孔下陷,气孔窝。


3
)栅栏组织多层,分布于叶两面,海绵组织和胞间隙不发达或


叶肉细胞壁内褶;


4
)机械组织发达,维管束(叶脉)发达,保证水分及时供应。

B、肉质植物:翠宝、景天、芦荟、龙舌兰、马齿苋、猪毛菜

1
)叶片肥厚,


2
)叶肉细胞增多且肉质化、贮水,



3
)叶肉细胞的细胞液度高,保水能力强。



仙人掌科植物:叶片退化成刺,茎肥厚多汁。

2、湿生植物叶结构特点:
1)叶片大而薄,
2)角质层不发达或没有,一般无蜡被和毛状物;
3)海绵组织发达或无栅栏组织与海绵组织区别;
4)叶脉的机械组织不发达,胞间隙大。
3、水生植物(hydrophyte)结构特点:
1)叶片大而薄,,沉水植物叶片成丝状细裂;
2)表皮上无角质层或很薄
3)叶肉层数少,无栅栏组织与海绵组织分化,形成发达的通气组织;4)叶脉少,输导组织、机械组织退化 。
阳地植物(sun plant):在充足的光照下才能生长好,不能忍受蔽荫的环境。
阳叶(sun leaf)→旱生结构特点,如松、桦、山杨等。
阴地植物(shade plant):适应在弱光条件下生长,不能忍受强光照射。
阴叶(shade leaf)→湿生结构特点 : 叶大、薄, 栅栏与海绵组织分化,胞间隙发达。
五、叶的寿命与落叶
(一)叶的寿命:
因树种而异

1、落叶树(deciduous tree):叶的寿命只有一个生长季。如 杨、柳、槐、榆。
2、常绿树(evergreen tree):叶的寿命为1年以上至多年。如松、柏、荔枝。

裸子植物多
松属2—5年
冷杉5—10年


双子叶植物少
女贞—3年

(二)落叶
1、原因:①矿物质积累过多,引起生理机能的衰老而死亡;
②生理干旱,落叶是 维持水分的平衡的一种适应。
2、过程:①离区(abscission layer)的产生
②形成保护层(protective layer)
六、叶的变态
(一)苞叶与总苞 (有的可作为区别种属的特征)
苞叶(bracteal leaf) :一朵花下面的一种特殊的叶,保护花和果实。
总苞(involucre):一个花序下面由苞叶集生而成,如向日葵。
(二)鳞叶(scale leaf):叶的功能特化或退化成鳞片状。

A
、鳞芽外的鳞叶,称芽鳞(bud scale)

两种 B、地下茎: 肉质 :洋葱、百合的鳞叶


膜质:球茎(荸荠、慈菇)

(三)叶刺(leaf thorn):叶的一部或全部变成刺,如小檗(三棵针)、洋槐。

叶刺发生于枝条的下方,叶刺腋中有腋芽,以后发展成短枝。


刺槐的托叶变成刺——→托叶刺。


仙人掌科植物
叶——→刺。

(四)叶卷须(leaf tendril):由叶的一部分变成卷须状,用以攀援,常由复叶的叶轴、叶柄或托叶转变而成。

叶卷须——与枝条之腋间有腋芽。


茎卷须——与枝条之腋间无腋芽。

(五)叶状柄(phyllode)

叶柄转变成扁平的片状,并具叶的功能,称叶状柄。


如台湾相思树:幼苗→羽状复叶。后→小叶片退化,叶柄扁平→叶状柄。


澳大利亚干旱区的一些合欢属植物:初生叶→羽状复叶,后产生的叶→仅具叶状柄。

(六)捕虫叶(leaf insectivorous apparatus)

有些植物具有能捕食小虫的变态叶,称捕虫叶。捕虫叶有的呈瓶状(如猪笼草)、有的为囊状(如狸藻)、有的呈盘状(茅膏菜)。


(
七)、同功器官与同源器官


A、同功器官(analogous organ):来源不同,但功能、形态构造相同的器官变态。如:茎刺与叶刺,茎卷须与叶卷须。
B、同源器官(homologous organ):来源相同,功能不同、形态构造不同的器官变态。如叶卷须、叶刺、鳞叶、捕虫叶都是叶的变态。



思考题:

1、比较双子叶植物根和茎的出生构造?
2、简述次生分生组织的活动。
3
植物为什么会落叶。
第五章 种子植物繁殖器官的形态构造及生殖过程




1.本章重点:花的基本组成和结构,花药的发育、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及其生物学意义,胚和胚乳的发育,果实的形成及散布。
2.本章难点: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。
3.基本要求:熟练掌握生殖的有关概念,花的组成及各部分的基本特征,花药的发育及花粉粒的形成,胚珠的发育及胚囊的形成,减数分裂过程,双受精及其生物学意义,果实的结构和发育类型。
4.教学方法:多媒体教学;室外现场教学
繁殖(reproduction )有三种方式:
A、营养繁殖(vegetative
reproduction
):自身营养体的一部分从母体分离形成新个体的方式。

B、无性繁殖(孢子繁殖)(asexual
reproduction
) :植物产生具有繁殖能力的特化细胞——孢子,由孢子发育成新的个体。

C、有性繁殖(sexual
reproduction
):形成特殊的生殖细胞——配子,配子融合形成合子,由合子发育成新的个体。
同配
异配
卵式生殖

§5.1被子植物的繁殖器官

一、花的形态结构及发育
(一)花的组成
1、花梗(pedicel):
2、花托(receptacle):
3、花被(perianth ):两被花(dichlamydeous flower)



单被花(monochlamydeous flower)



无被花(achlamydeous flower)



A
、花萼(calyx):若干萼片(sepal)组成,常绿色(光合)



分离→离萼;连合→合萼;

 
B、花冠(corolla):若干花瓣(petal)组成,排成一轮或多轮,鲜艳.



离瓣花(choripetale):桃、梨,
辐射对称   



合瓣花(synpetal):牵牛、丁香。 两侧对称

4、雄蕊群(androecium):雄蕊总称,花被内方,在花柱上呈螺旋或轮状排列。


花药(anther)——囊状物(里形成花粉粒)


花丝(filament)


根据花丝长短、雄蕊数目、分离、连合可分为:离生雄蕊、单体雄蕊、二体雄蕊、多体雄蕊、聚药雄蕊、二强雄蕊、四强雄蕊、冠生雄蕊。


花药成熟后开裂方式:纵裂、瓣裂、孔裂。

5、雌蕊群(gynoecium):所有雌蕊总称,位于花中央。

柱头(stigma) :


花柱 (style) :


子房壁(ovary wall)


子房
子房室(locule)


胚珠(ovule)(着生在胎座上)


单雌蕊:单心皮构成。


离生雌蕊:多心皮构成,其中各个心皮分离。


合生雌蕊:多心皮连合组成一个雌蕊。



从起源上讲,雌蕊是一至数个变态的叶——心皮卷合而成

(二)花的组成部分的变化及花序

完全花(complete flower):


不完全花(incomplete flower):

        如:无被花、单被花花


单生花(solitary flower):在枝顶或叶腋处只着生一朵花称为单生花


花序(inflorescence ):在枝顶或叶腋处着生许多花,并在花轴上按一定的顺序着生。

花序的类型:无限花序(indefinite
inflorescence)



有限花序(definite
inflorescence )

(三)花芽分化
A分化顺序:

B、花芽形态:随植物而异,一般比叶芽肥大
C、分化时间:


落叶树:前一年夏季花芽分化→休眠→第二年春天继续发育至开花



春夏开花的常绿树:冬季或早春花芽分化
如柑桔。



秋季开花的常绿树:当年夏天花芽分化 ,如油茶。

二、雄蕊的发育与构造
(一)花药的发育、构造与花粉粒的形成
a雄蕊的构造:


b
、花药的发育(百合花药)

(二)花粉粒(pollen grain)的形成与构造
花粉粒细胞壁: 外壁(exine):厚,具纹饰、萌发孔。

主要成份:孢粉素、纤维素、类胡萝卜素、Pr、类黄酮素、脂类、


内壁(intine):较薄


主要成份:纤维素、果胶质、半纤维素、Pr

内外壁中的识别蛋白与雌蕊组织之间的识别反应决定花粉是否萌发以及亲和性和不亲和性。

(三)花粉生活力:大多数存活几小时、几天或几个星期
花粉败育(abortion ):有些植物散出的花粉发育不正常不能起到生殖作用的现象。
雄性不育(male sterility ):由于遗传和生理原因或外界环境的影响,花中的雄蕊得不到正常发育,使花药发育畸形或完全退化的现象。

三、雌蕊的发育与构造      
(一)雌蕊的构造    

(1)柱头:
(2)柱头:
   


(3)子房:子房壁:腹逢线:两个小维管束


背逢线:一较大维管束


胎座:腹缝线上胚珠着生的地方

      

珠心(nucellus)

      
珠被(integument)

 
胚珠
珠孔(micropyle)

   

合点(chalaza)

     
珠柄(funiculus)


(
二) 、胚珠发育过程:

蓼型(Polygonum type)胚囊(embryo-sac)的发育过程: 
珠心→孢原细胞→胚囊母细胞→四分体→单核胚囊→二核胚囊→四核胚囊→八核胚囊

四、开花与传粉
(一)开花(anthesis):
1、开花:当雄蕊中的花粉粒和雌蕊中的胚囊(或二者之一)已经成熟时,花萼和花冠即行开放,露出雄蕊和雌蕊的现象。
2、开花的年龄:竹子、1-2年生植物几个月即可开花,一生只开一次。多年生植物到达开花年龄后,每年按时开花延续多年。
3、开花的季节:受环境(光周期、温度、水分)和植物内在因素影响。杨柳、连翘早春开花;山茶深秋或初冬开花。
4、开花期(blooming stage):一株植物从始花到末花所经历的时间。(每朵花开放时间长短各种植物亦不同) 
(二)传粉(pollination):
1、传粉(授粉):成熟花粉粒借外力传到雌蕊的柱头上的过程。

2、传粉方式:自花传粉和异花传粉: 

A
、 自花传粉(self-pollination):成熟花粉粒传到同一朵花的雌蕊柱头上的过程。生产上常将同株异花传粉或同品种异株传粉也称为自花传粉。

闭花受精(cleistogamy) :花尚未开放,已完成受精作用的现象。 

B
、异花传粉(cross-pollination):一朵花的花粉粒传到另一朵花的柱头上的过程。可发生在同株各花间,同一品种间和同种内不同品种间。 

从生物学意义上讲,异花传粉有益,自花传粉有害。
3、植物对异花传粉的适应: 
A适应方式:单性花:
   
雌雄蕊异熟:

   
雌雄蕊异长:

   
雌雄蕊异位:

   
自花不孕:

 B、异花传粉媒介: 
风媒植物(anemophilous flower)—风媒花:花被小,无颜色或无蜜腺及香味,花粉粒小、光滑、 干燥 而轻,早春开花。
  虫媒植物(entomophilous flower)——虫媒花,具鲜艳美丽的花瓣,具蜜腺及香味,花粉粒大,粘集成块,以便粘附在昆虫体上。
五、受精(fertilization):
雌雄性细胞,即卵细胞和精细胞相互融合形成合子的过程。
(一)花粉粒的萌发和花粉管的形成
1、花粉粒的萌发:花粉粒落在柱头上,经过识别(recognition),亲和的花粉粒则从柱头上吸水,内压增加,花粉粒的内壁穿过外壁上的萌发孔向外突出,形成花粉管。 
2、花粉管的生长:花粉管穿过柱头组织,通过花柱,到达子房。从珠孔穿过珠心进入胚囊。



(二)被子植物的双受精(double fertilization):

精子+卵――→合子(zygot)(2N)

精子+2极核→初生胚乳核(3N)

(三)受精的选择性

只有在遗传性上差异既不过大,也不过小的亲本之间才能实现受精。大多数植物广泛表现为种内异花受精。

(四)双受精作用的生物学和实践意义
 1、父母本具有差异遗传物质的单倍体的雌、雄配子融合成一个二倍体的合子,恢复了各种植物原有的染色体数目,保持了物种遗传的相对稳定性。 
  2、同时又出现新的遗传性,产生出有一定变异的后代。即遗传性的变异。 
  3、三倍体的初生胚乳核产生三倍体的胚乳,作为胚发育的营养物质,使子代变异性更强。
六、种子和果实
(一)种子的形成
(1)胚(embryo)的发育(以荠菜为例)
双子叶植物的胚:顶端分裂分化形成两对称子叶

基细胞:膨大成泡状不再分裂或膨大成泡状分裂参加胚柄(suspensor)

合子



顶细胞:原胚→球形原胚 →心形胚 →鱼雷胚 →成熟胚


(2)多胚现象(polyembryony)与无融合生殖(apomixis)

A、无融合生殖——不经受精而产生胚的生殖过程。




卵(n)---------------------→孤雌生殖(parthenogenesis)→胚(n)常不发育



反足细胞(n)/助细胞(n)-----→无配子生殖(apogamy)-------→胚(n)常不发育



珠心(2n)/珠被(2n)---------→无孢子生殖(apospory)------→胚(2n)可育


B、多胚现象:有些植物种子里含有两个或两个以上的胚。
来源:
①经受精的细胞形成多胚如合子分裂产生多胚;裸子植物、百合助细胞受精形成多胚


② 胚囊内的细胞、助细胞、反足细胞不经受精发育形成胚,只具母体特性、不育。

                                                            

③由珠心、珠被分裂形成多胚,称不定胚(adventive embryony),具母本特性。
(3)胚乳的发育
(二)果实的形成
果皮分为外、中、内果皮三层:

外果皮(exocarp):一般薄,1—2层细胞,通常具角质层和气孔,有时还有蜡粉和毛。


中果皮(mesocarp):很厚,占整个果皮的大部分,结构上着异很大。


肉质:苹果


革质:豌豆


维管束发达:柑桔


内果皮(endocarp):坚硬或浆状。

单性结实(parthenocarpy):不经受精,子房也能长大发育果实, 所以成的果实无种子, 称无子果实
如香蕉、柑桔、柠檬。


 营养单性结实:子房不需要传粉或任何刺激。


 刺激单性结实:子房虽不需受精,但仍需受粉,需 的刺激。

果实的类型
(一)单果(simple fruit),是一朵花中只有一个雌蕊形成的果实。

干果: 裂果(dehiscent fruit):蓇葖果(follicle)、 荚果(legume)、



角果(长silique;短silicle)、 蒴果(capsule)、



闭果(achenocarp):瘦果(achene)、坚果(nut)、颖果(caryopsis)、




翅果(samara)、分果(schizocarp)



肉质果(fleshy fruit):浆果(berry)、核果(drupe)、柑果(hesperidium) 、



梨果(pome) 、瓠果(pepo)

(二)聚合果(aggregate fruit),由一朵花的若干离生心皮雌蕊形成,每个心皮形成一个小果。

聚合瘦果: 草莓
聚合坚果:莲


聚合核果: 悬钩子
聚合蓇葖果果:八角、 玉兰

(三)聚花果(collective fruit)(复果multiple fruit):整个花序形成果实,如桑椹、凤梨(菠萝)、无花果等。
(四)果实与种子的传播
(1)借风力传播
(2)借果实裂开时的弹力和自落传播
(3)借人和动物的活动传播
(4)借水传播

§5.2 裸子植物的繁殖器官及其生殖过程

以松属植物为例:
一、大、小孢子叶球的构造和发育
(一)小孢子叶球:春季,在当年生枝条的基部形成。
中轴

螺旋排列于

小孢子叶:下面并列两个小孢子囊(花粉囊)
囊壁:数层细胞

            小孢子囊里造孢细胞(核大、质浓)--→小孢子母细胞--→四分体--→ 四个小孢子

(二)大孢子叶球:春季,在新枝顶端形成,由木质鳞片状的大孢子叶(珠鳞)和不
育的膜质苞片成对螺旋状排列在一长轴上组成。

中轴

珠被


大孢子叶(珠鳞、木质)→大孢子囊→珠心→大孢子母细胞→四分体→大孢子可育



苞片(膜质)

珠孔

(远离珠孔端)


二、雌、雄配子体的结构和发育
(一)雄配子体:小孢子是雄配子体的第一个细胞,发育形成雄配子体(成熟花粉粒)。
单核小孢子--→第一原叶细胞(消失)

胚性细胞--→第二原叶细胞(消失)


精子器原始细胞--→粉管细胞



生殖细胞

(二)雌配子体:胚乳+颈卵器(archegonium)
珠孔处

大孢子—→游离核—→雌配子体(胚乳)→形成3—5



个颈卵器--→中央细胞--→卵细胞






颈细胞
腹沟细胞

三、传粉与受精

柄细胞——被吸收


生殖细胞
精子(消失)


(花粉管里)
体细胞



精子


破裂
颈细胞
消失
合子(2N)


释放

颈卵器
腹沟细胞


精子

卵细胞


裸子植物从传粉到受精之间的时间间隔一般较长,一般在第二年夏季完成受精过程。

四、胚与胚乳的发育和种子的形成
(一)
胚与胚乳的发育
多胚现象
(二)
种子及球果的形成
大孢子叶球------------------------------------------→球果(cone)
珠鳞---------------------------------------------→种鳞(cone scale)←

颈卵器----------→胚 (2N)
裸露于

珠心-----→雌配子体

种子---

大孢子囊
胚乳------------→胚乳(N)

珠被------------------------------------→种皮


松属植物从开始产生大、小孢子叶球到种子形成,约需二年的时间。

思考题:
1、植物的繁殖具有哪些重要的生物学意义?植物的繁殖可分为哪几种类型?各种繁殖类型的特点是什么?
2、什么是胎座?如何识别各种胎座类型?
3、什么是无融合生殖和多胚现象?
植物分类学---引言
一、两种分类系统:
人为分类系统:不是根据植物的自然性质,也没有考察彼此间在演化上的亲疏关系,就一、两个特点或应用价值进行分类。
自然分类系统:利用现代自然科学的先进手段,从比较形态学、比较解剖学、古生物学、植物化学、植物生态学等不同角度,反映植物界自然演化过程及彼此间亲缘关系进行分类。
将植物界50万种以上植物分为16个门
二、植物分类的阶层系统和命名
(一)植物界的分类单位(taxa):
界、门、纲、目、科、属、种(species)、亚种(Subspecies)、变种(Varietas)、变型(Forma)、种(Species)是生物分类的基本单位,是有一定的自然分布区和一定的生理、形态特征的生理类群,同种个体具有相同的遗传性状,而且彼此杂交可以产生后代。
种群(Population):在一个分布区的所有种内植物个体的总和称为种群。
(二)植物界分类的依据:
1 形态学依据:依据形态结构特征分类。优点是:直观、简便。
2 细胞学依据:以植物细胞中染色体的数目和性质来作为植物分类的依据。
3.化学依据:植物的化学组成随种类而异,因而化学成分可以作为分类的一项重要指标,如植物碱、酚、萜、糖、蛋白质、DNA等等。常用的有血清学方法和电泳分析法。
4.分子生物学依据:在染色体DNA结构上寻求分子水平差异,作为分类的依据。
5. 超微结构和微形态学依据:利用电镜技术研究植物在超微结构的差异作为分类依据。
(三)植物命名法
每种植物都有自己的名字,但在命名上十分混乱,往往存在同物异名的现象,如番茄,南方称为番茄,北方称为西红柿,英语称tomato
;马铃薯,南方称为洋芋,北方叫土豆,英语叫potato,此外还有同名异物的现象,如黄瓜香,可能是荚果蕨,也可能是地榆(蔷薇科)。

双名法(binomial nomenclature):1753年,瑞典植物学家林奈在巨著«植物种志»中,提出了为植物命名的双名法。双名法由两个拉丁词或拉丁化的词为植物命名。
属名
+ 种加词
+
命名人缩写

属名:一般为拉丁名词,词首大写。
种加词:一般是形容词,也可以是名词,形容词一般与属名在性、数、格上一致,开头字母小写。
命名原则:
1、优先律原则:植物新种名称的发表有优先权,符合法规的最 早发表的名称为正确名词。
2、单一原则:每种植物只有一个合法的正确名称。
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