第一节 花的概述第二节 花的组成和 发生第三节 雄蕊的发育极其结构第四节 雌蕊的发育及结构第五节 开花、传粉和受精生殖器官 -花教学设计花芽分化 (重点讲解、动画演示)
(一) 双子叶植物的花芽分化
(二) 禾本科植物花芽分化雄蕊的发育花药的发育和结构(动画、重点)
花粉母细胞的减数分裂 (难点、动画演示)
(一 )花粉母细胞减数分裂过程中的核分裂
(二 )花粉母细胞减数分裂过程中的细胞质分裂
(三 )花粉母细胞减数分裂的意义花粉粒的形成与发育花粉粒的形态和结构(花粉应用的研究介绍)
1、花粉粒形态
2、花粉粒大小
3、花粉粒结构花粉的生活力花粉植物第二节 花 的 组 成 和 发 生一,花的概念、组成和类型
(一) 花的概念
(二) 花的组成
(三) 禾本科花的构造二、花芽分化 (Neptunia pubescens)
(一) 双子叶植物的花芽分化
(二) 禾本科植物花芽分化花芽的出现是被子植物从营养生长转向生殖生长的重要标志。
植物在营养生长过程中感受了一定的光周期,温度,
营养条件等调节发育的刺激后,使一些芽的分化发生了质的变化,使茎尖顶端粉生组织不再产生叶原基和腋芽原基而分化成花原基和花序原基,进而形成花或花序的的过程,称为 花芽分化 。
发育中花芽的扫描电镜照片二、花芽分化 (Neptunia pubescens)
生长点(锥)
叶原基幼叶腋芽原基黑藻茎尖
(a)被子植物茎顶端分生组织分区图解
(一)双子叶植物的花芽分化
(一)双子叶植物的花芽分化
1、桃花的花芽分化过程:
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 --> 开花油菜花芽的发育过程一般由外向内进行
2、白菜的花芽分化过程:
2、白菜的花芽分化过程:
禾本科植物的花复穗状花序几朵不育花小穗 2-3朵能育花
2 颖片(外颖、内颖)
外稃小花 内稃雄蕊雌蕊浆片禾本科是被子植物风媒传粉演化的终极阶段,最高层次,表现在花的极端特化。
小麦复穗状花序,主轴上有许多小穗,每个小穗基部由两个颖片包裹,内生数朵花,通常基部 2~3
朵发育正常,其余不育。
每一朵小花由外稃
( lemma) 内稃( palea)
两枚浆片( lodicules ) 3
枚雄蕊 一枚具有两个羽状柱头的雄蕊组成。
浆片,花被的变态
外稃,苞片的的变态,
中脉常延伸成芒。
内稃,小苞片,是苞片和花之间变态的叶开花时浆片吸水膨胀,撑开外稃及内稃,露出雄蕊,
柱头,以适于风力传粉。
禾本科植物的花序禾本科植物的花
(二)禾本科植物花芽分化
"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)

小麦的花芽分化生长锥伸长期 穗轴分化期 小穗原基形成期护颖原基形成期 小花形成期不同低温时数对牡丹 花芽 解除休眠的影响不同光湿环境对葡萄 花芽 分化和叶绿体类囊体膜磷酸酯酶活性的影响宇花灵对板栗 花芽 分化的调控试验初探环境因子对荔枝 花芽 分化的影响研究进展菠萝 花芽 分化影响因素烟草 花芽 分化的形态建成观察植物 花芽 分化机理研究进展马月萍 戴思兰 北京林业大学园林学院分子植物育种,2003年,第 1卷,第 4期,第 539— 545页花芽分化研究进展介绍第三节 雄蕊的发育及其结构一、雄蕊的发育二、花药的发育和结构三、花粉母细胞的减数分裂
(一 )花粉母细胞减数分裂过程中的核分裂
(二 )花粉母细胞减数分裂过程中的细胞质分裂
(三 )花粉母细胞减数分裂的意义四、花粉粒的形成与发育五、花粉粒的形态和结构
1、花粉粒形态
2、花粉粒大小
3、花粉粒结构六、花粉的生活力七、花粉植物一、雄蕊的发育
1、雄蕊的发育过程
花丝 ( Filamnet) 表皮,薄壁组织 维管束 居间生长
花药 (Anther) 一般含有四个花粉囊 pollen sac(有些植物为两个),
内含花粉粒。
花药的发育原表皮 —— 〉 表皮基本分生组织 —— 〉 药隔 花粉囊
2、雄蕊的扫描电镜二、花药的发育和结构
1、花药的发育过程

花药的发育未发育的花药原表皮 表皮孢原细胞
( 2n)
初生壁细胞造孢细胞药室内壁中层绒毡层花粉粒的发育孢原细胞 aschesporial cell 平周分裂产生 周缘细胞 parietal cell
造孢细胞 sporogennous cell
周缘细胞 平周分裂 垂周分裂 —— 〉 药室内壁 endotheciun
中层 middle layer
绒毡层 tapetum
以上三者组成花粉囊的壁花药成熟时不开裂的植物:
孔裂,水生植物,闭花授粉植物相关名词
2、花药的结构百合的成熟花药表皮,只进行垂周分裂,后期扩展为长扁形药室内壁,花药近成熟时,此层细胞径向扩展,
细胞壁具条纹状加厚,又叫 纤维层,
中层,贮藏营养物质,成熟花药中一般不存在中层绒毡层,药壁最内的一层细胞,细胞大,质浓,
主要功能是对花粉粒的形成和发育起营养和调节作用及合成胼胝质酶,
花药的发育
药室内壁
位于表皮下方,为单层细胞
除外切向壁外,其它各壁多产生不均匀的条纹加厚(纤维素),在后期,药室内壁又称为纤维层。
在两侧两个花粉囊交接处,花药壁保持薄壁状态,成熟时导致花药开裂。
有的植物花药不分裂(如一些水生植物)
中层
位于药室内壁的内方,1-3层细胞。
花粉母细胞减数分裂时,中层细胞中储藏物质被消耗,
并受到挤压而解体
绒毡层
位于药室壁的最内层,细胞大,核大,多核,细胞器丰富,为花粉粒发育提供营养物质和结构物质。
分泌胼胝质酶,使四分体分离。
合成的蛋白质参与花粉壁的形成,
在花粉与雌蕊的相互识别中起作用。
成熟花药中绒毡 层细胞退化接解体。
为花粉的发育提供营养物质和结构物质,合成胼胝质酶,蛋白质,适时分解花粉母细胞和胼胝质壁,对单核花粉粒的互相分离,以及花粉和柱头的相互识别起着重要的作用。
三、花粉母细胞减数分裂 减数分裂 I
1 前期 I 细线期 偶线期粗线期 双线期 终变期中期 I
后期 I
末期 I
减数分裂 II 类似有丝分裂。
连续型,successive type 减数分裂的先后两次分裂,第一次形成两个细胞:二分体,第二次形成四分体,主要分布在单子叶植物中。
同时型,simultaneous
type 多见于双子叶植物,以及单子叶植物的薯蓣科,百合科,棕榈科等。
小孢子母细胞减数分裂的细胞质分裂类型
A小麦的连续型胞质分裂 B蚕豆的同时型胞质分裂重离子辐射诱导水稻 花粉 母细胞染色体畸变的研究分别用高能重离子40Ar,56Fe,与60Co- γ
射线照射水稻边皮占干种子,观察M1,M2的生长发育及花粉母细胞减数分裂各时期出现的染色体畸变。结果表明M1结实率与染色体畸变率均与辐射剂量显著相关。重离子辐射比 γ射线更有效减少结实率及诱导染色体畸变,
四、花粉粒的形成与发育初生造孢细胞 -->{有丝分裂 }--> 花粉母细胞 -->{减数分裂 }--> 四分体 -->{(旧)胼胝质壁溶解 }--> 单细胞花粉粒(核居中) --
>{纤维素壁形成 }--> 单细胞花粉粒(液泡扩大,细胞核靠边) --
>{有丝分裂(核分裂伴随胞质分裂 )}--> 二细胞花粉(营养细胞、
生殖细胞)中生殖细胞 -->{有丝分裂 }--> 三细胞花粉(营养细胞 1个,精子 3个)(成熟花粉粒)
花粉粒的发育造孢细胞
(2n)
小孢子母细胞
(2n)
减数分裂 小孢子
(单核 )
(n)
花粉粒
(二核、
雄配子体 )
营养细胞
(n)
生殖细胞
(n)
花粉管雄配子 (n)
(两个精细胞 )
有丝分裂花粉粒的发育二细胞花粉,花粉中只含有两个细胞,萌发后在花粉管中形成两个精子。
大豆、百合。
三细胞花粉,一个营养细胞,两个精子 玉米,小麦,向日葵等。
思考题:
简述雄配子体的形成?
简述小孢子的发生?
简述成熟花粉粒的发育?
五、花粉粒的形态和结构
形状,大小,外壁特征、萌发孔或萌发沟数目。
孢粉学
1、花粉粒形态:
球形:如水稻,小麦,玉米,棉花,桃,柑桔,南瓜,紫云英等。
三角形:如茶等。
椭圆形:如油菜,蚕豆,桑,梨,苹果等。
其他形状五、花粉粒的形态和结构
2、花粉粒大小直径 15-20微米。最大的如紫茉莉为 250微米,属巨粒型,
最小的为高山勿忘草,仅 2.5-3.5微米,属微型粒。
五、花粉粒的形态和结构
3、花粉粒结构:

外壁 (exine)、内壁 (intine)、花粉粒外壁 (exine):较厚,硬而缺乏弹性。主要成分为孢粉素,此外尚有纤维素、类胡萝卜素、类黄酮素、脂类及蛋白质,所以花粉粒常呈现黄、
橙色。外壁的雕纹变化很大,常构成美丽的图案。这是孢粉学 (Palynology)研究的主要内容。
有两层壁,外壁的主要成分是孢粉素,化学性质稳定,据抗高温高压、
抗酸碱、抗酶解特性。
有绒毡层细胞合成、转运而来。内壁主要成分是纤维素、半纤维素、
果胶酶及活性蛋白质等,
有花粉粒本身的细胞质合成。
花粉内含物
营养物质,淀粉、脂肪、糖、蛋白质、氨基酸、维生素等
生长调节物质:生长素、细胞分裂素、赤霉素、乙烯等
各种酶
花青素及无机盐玉米 花粉 多糖中的单糖组成分析 山东师范大学学报 (自然科学版 )
2004 03
松 花粉 的抗疲劳作用研究 中国生化药物杂志 2004 03
蜂 花粉 多糖对大鼠降血脂效果研究 江西农业大学学报 (自然科学版 ) 2004 03
蜂 花粉 蜂胶对肉鸡生产性能及免疫性能的影响 中国农业科学
2004 05
玉米 花粉 传播 SCMV的遗传学鉴定四种松 花粉 营养成分比较研究
【 摘要 】 目的 研究四种松花粉营养成分。方法对青杆、油松、白皮松和黑松花粉的 18种氨基酸、蛋白质、视黄醇、维生素E (VE )、维生素C (VC )、磷脂、
葡萄糖氧化酶等重要营养成分进行含量测定。结果 发现这四种松花粉的视黄醇、VE和VC的含量差别较大,
各种氨基酸含量较高。其中青杆花粉的视黄醇含量达
70641 6IU /100g,氨基酸总量达 24 443mg /100mg。
结论 从营养的角度来看,青杆是较优秀的花粉,然而根据不同用途应选用不同的花粉。
支崇远,王开发 同济大学花粉应用研究中心王开发 花粉营养成分与花粉资源利用 1993 1-52
王开发 我国蜜源花粉资源及几种蜜源花粉的营养成分研究
花粉败育与雄性不育
由于外界条件和内在因素的影响而形成无生殖能力的花粉,称为花粉败育。
在正常的自然条件下,个别植物体也会产生花药或花粉不能正常发育的现象,称为雄性不育。
花药和花粉培养六、花粉的生活力花粉生活力因植物种类而异,既决定于植物的遗传性,又受环境条件(因素)的影响。,大多数植物的花粉从花药中散出后只能存活几小时、几天或几个星期。
在干燥、凉爽的条件下,一些花粉的存活力:
花粉种类 存活时间
-----------------
苹果 10-70天柑桔 4-50天棉属 1天之内玉米 1-2天水稻 3-4分钟
-----------------
花粉生活力还大致有这样的规律:
★ 一般木本植物的花粉生活力大于草本植物
★ 2-细胞花粉生活力要大于 3-细胞花粉的生活力。
环境因素亦明显影响花粉生活力:
温度、相对湿度和气体环境是主要因素。降低温度 (如用超 低温,-192℃ 的液态空气或 -196℃ 的液态氮 )、真空和快速冷冻 等,可大幅度地延长花粉生活力。
七、花粉植物通过利用花药或花粉粒进行离体培养,
使之长出愈伤组织 (callus)或胚状体
(embryoid),然后由其分化成植株。这些植株就称为花粉植物 (Pollen plant)。
主要特点有:
★ 单倍体,故又称单倍体植物;不能正常开花结实,需经人工或自然加倍,
才能正常结实;
★ 通过加倍,可以很快得到纯合二倍体植物 (pure dip-loid plant)。
在农业和林业上,研究花粉的生活力和花粉的贮存条件,进行人工辅助授粉和杂交授粉,以提高结实率或获得优良的杂交组合; 利用花药和花粉进行离体培养,
产生花粉植物,可作为新的育种方法,它具有减少杂种分离、缩短育种年限、提高选择效率等优点。在医疗保健方面,由于花粉粒的营养丰富,可用花粉制造各种保健食品。另外,可根据花粉的特异性,判断地质年代、
勘探矿藏、研究植物类群演化历史与地理分布等等。
花粉应用研究
(作为下次课学生可以参与讲座的内容之一)