Propagation and propagation organs of spermatophytes Concept of propagation 由旧个体产生新个体的现象叫繁殖。繁殖可以分 vegetative propagation营养繁殖：扦插、压条、嫁接和分株； asexual reproduction无性生殖（孢子生殖）； sexual reproduction有性生殖。 二、flower( flos, anthos) 花是变态的枝条，它既是被子植物所特有的有性生殖器官也是雌雄生殖细胞形成和进行有性生殖的场所。花的产生标志着植物从营养生长转入生殖生长，被子植物通过花器官完成受精、结果、产生种子，达到繁衍后代的目的。 consist and structure of one flower 一朵花的形态和结构： 一朵典型的花由花柄pedicel、花托receptacle、苞片bract、小苞片bractlet、花萼calyx、花冠corolla、雄蕊stamen群和雌蕊pistil群组成。 Pedicel and receptacle：花柄是支持花的棒状部分，是着生花的小枝。花托，其上着生花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群。形状可以是扁平、凸起、圆锥状、倒锥、坛状、杯状等。 Bract and bractlet： perianthium：由花萼和花冠组成 calyx：萼片sepal，常为绿色。萼片彼此分离的叫离萼，萼片彼此合生的叫合萼，合萼下端称萼筒，上端分离部分称萼裂片；两轮萼裂片的外轮称副萼，如大红花等锦葵科植物。萼片通常早落，但也有开花后还存在的，如柿、茄、蕃茄等，称为萼片宿存，或宿萼。 corolla：位于花萼的内面，组成花冠的片状体称花瓣petal，有颜色，或有香气，或有蜜腺可以分泌蜜汁；花瓣可以是分离的，或是合生的，合生的下部称为花冠筒，上部称为瓣片或称冠檐。 （3） shape of corlla： 十字形花冠：花瓣4枚，对角线排成十字，白菜、芥菜等十字花科的植物； 蝶形花冠：花瓣5枚，其中旗瓣1，翼瓣2，龙骨瓣2，似蝶形，如豆科蝶形花亚科植物的花。假蝶形花冠也属于花瓣分离的花冠。 蔷薇型花冠：花瓣5枚，等大。 轮状花冠：花冠管很短，花冠平展，似轮状，如茄科茄属； 高脚蝶状花冠：花冠筒细长，花冠裂片平展，成蝶状，如龙船花、长春花的花； 漏斗状花冠：下部筒状，渐渐向上扩大成漏斗状，如红薯、牵牛等旋花科植物的花； 钟状花冠：花冠筒宽且短，如杜鹃花科吊钟花，鸡矢藤，倒悬钟状，如桔梗科的桔梗等的花； 筒状花冠：基部连合成筒，上部分离成裂片。菊科植物头状花序的管状花； 舌状花冠；花冠管短，花冠上部平展成舌状，菊科头状花中舌状花； 唇形花冠：花冠基部连合成筒状，顶端分离成二唇形，上唇二裂，下唇三裂，如唇形科、玄参科等植物的花。 花冠的对称性：根据花冠大小和形状的对称情况，又可分为辐射对称，和两侧对称，前者又称为整齐花，后者又称为不整齐花。也有不对称的花冠，如美人蕉的花。 花瓣在芽时的排列：镊合状排列；旋转状排列；复瓦状排列。 Androecium 雄蕊群：1枚雄蕊由花丝、花药、药隔组成。 雄蕊群的形态：根据雄蕊的数目和是否连合可以把雄蕊分为：单体雄蕊、两体雄蕊、多体雄蕊、四强雄蕊、二强雄蕊、聚药雄蕊； 花药开裂方式： 纵裂：沿花药纵轴开裂（大多数植物）； 孔裂：花药顶部（或近顶部）有小孔（杜鹃花科；野牡丹科；茄科茄属等）。 瓣裂：花药以一瓣片由下向上掀开，如樟科植物，小檗科。 花药在花丝上的着生方式： 背着药：以花药背面全部贴生在花丝，如白兰，含笑等木兰科植物； 基着药：以花药的基部着生在花丝顶端上，多数植物属此； 丁字着药：以花药背面一点着生在花丝上，如风媒花植物； 个字着药（裂悬药）：花药的顶端相连，花丝着生在花药顶部，下部分离。 花药的生长方向：内向药、外向药。 gymnoecium：雌蕊pistil由子房ovary、花柱style和柱头stigma组成，雌蕊构成的基本单位是心皮carpel，一朵花中雌蕊的总称，叫雌蕊群。心皮边缘愈合处叫腹缝线，与腹缝线相对的部分相当于变态叶的中脉，叫背缝线，胚珠ovule着生在心皮的内壁或腹缝线上。 types of pistils雌蕊的类型：根据组成雌蕊的心皮数目，心皮结合的情况可分为： 单雌蕊： 离生雌蕊： 合生雌蕊：有三种类型： 子房连合，花柱分离，较原始； 子房、花柱均连合，柱头分离，如大红花、番木瓜； 子房、花柱、柱头全部合生，如番茄、柑桔，较进化的种类。 consist of ovary子房的组成：雌蕊基部的膨大部分：包括子房壁、胚珠和胎座三部分。根据组成子房的心皮数和心皮结合的情况，把子房分为： 单子房：由一个心皮形成的子房，1室，单雌蕊的子房，离生雌蕊的子房； 复子房：由2个或2个以上心皮组成的子房，即合雌蕊的子房，其中又可分为 单室复子房：组成雌蕊各心皮的边缘相结合组成1室，即称为单室复子房，如番木瓜、南瓜、西番莲等； 多室复子房：两室或两室以上，组成雌蕊的各心皮向内弯入，在子房中央相结合，把子房分成几个室，叫多室复子房（柑桔、柚、茶等）。 一般多室复子房的室数与组成雌蕊的心皮数目相同。如有假隔膜，则子房室数和组成雌蕊的心皮数不同。 location of ovary in receptacle子房在花托的位置： 上位子房（子房上位）：子房仅以底部和花托相连，花的其余部分都不和子房相连。上位子房的花也称为下位花；但假如花托下陷，子房的底部仍与花托下陷的底部相连，花萼、花瓣着生在花托杯状边缘，具有这类子房的也叫上位子房，这类花称为周位花。如桃、杏、梅、李、蔷薇果； 下位子房（子房下位）：整个子房都与深杯状花托或花筒愈合在一起，花的其余部分着生子房的上方，叫下位子房，这类花叫上位花（番石榴、南瓜等各种瓜类、梨、苹果等）。 半下位子房（子房中位）：子房的下半部和杯状体相愈合（花筒、杯状的花托），花的其余部分离生于杯状体的上部，围绕着子房，叫半下位子房，这类花也叫周位花。如蒲桃，忍冬属，接骨木属等。 placenta胎座：胚珠着生的位置称胎座。根据心皮的数目，连合情况及胚珠着生的部位，形成不同的胎座式： 边缘胎座：单子房：胚珠着生在心皮愈合的腹缝线上（豆科植物）； 中轴胎座：多室复子房：心皮的边缘在子房中央连合成中轴（柑桔类、大红花），胚珠着生于心皮交汇处的中轴周围； 侧膜胎座：单室复子房：胚珠沿腹缝线着生，全在子房周边的位置（番木瓜、葫芦科、西番莲科）； 特立中央胎座：单室复子房：子房底部隆起成中轴，中轴不到子房的顶部（石竹科、马齿苋科、报春花科）； 基生胎座：单室复子房中胚珠只有一个，胚珠着生在子房底部（菊科、苋科、藜科）； 顶生胎座（悬垂胎座）：单室复子房中胚珠只有1个，胚珠着生在子房的顶部。如瑞香科、桔梗科、樟科等。 Flowers in grass family禾本科植物的花：花序——小穗——外颖（不育小花苞片）、内颖（不育小花苞片）、小花——外稃（苞片）、内稃（小苞片）、浆片（花被）、雄蕊、雌蕊 Evolution of various flowers花各部分的演化 被子植物花的构造在植物的系统深化中沿着简单——复杂，由原始——进化，由低级——高级这样一条路线进化。 number花各部分数目的演化：多数、不定数——少数、定数。木兰科的化各部的数目及雄蕊群和雌蕊群的数目多而不定。双子叶植物：4——5基数，单子叶植物3基数，是花部每一部分的数目为3，4，5或为其倍数。如阳桃的花：萼5，瓣5，雄蕊10，雌蕊由5个心皮组成，称为五基数花；葱：花被片6，雄蕊6，雌蕊由3个心皮组成。 sex性别的变化：单性花——两性花，雌雄同株——雌雄异株。 两性花：一朵花中有雄蕊和雌蕊。 单性花：仅有雄蕊或雌蕊的花。 雌雄同株：在同一株植物中既有雄花，也有雌花，如南瓜、玉米。 雌雄异株：雄花、雌花分别长在不同植株上，如桑树。 （3） 中性花：如漏斗状花，某些植物的边缘花。 Arrangement 花各部的排列方式：螺旋状排列——轮状排列。 United forms连合方式：离生——合生。 对称情况：辐射对称——两侧对称——不对称。 Shape of receptacle花托形状：圆锥形——圆顶形——平顶形——杯状。 flora formula and flora diagram： 花程（公）式：用字母、符号、数字等概括表示花的构造。 性别：——两性花；♂——雄花；♀——雌花； 对称性：*——辐射对称；↑——两侧对称； 花中各部分用其拉丁文中的第一个字母的大写表示； P——花被；K——花萼；C——花冠；A——雄蕊群；G——雌蕊群； 用数字1，2，3，4，……表示各轮的数目，以“∞”表示多数或不定数，以“O”表示缺失或退化。萼片、花瓣（或花被片）、雄蕊、心皮如连合“（ ）”； 某部分不止一轮，轮与轮用“+”相连，如A 5+5； 用“（ ）”表示连合，C（5）表示花瓣5枚，连合， 表示贴生； 子房上位用G，子房下位G，子房半下位G，组成雌蕊的心皮是否连合，心皮数、子房室数，胚珠数均可用数和符号来表示：如G（5：5：∞）表示：5 个心皮连合成5室的子房，每室胚珠多数。 花图式：是花的横切面的简图，表示各部分数目离合状态、排列状况： 花轴：以圆圈表示，有时为圆点； 花萼：以新月形，背有突起的弧形来表示； 花瓣：以背面无突起的新月形弧形来表示； 要表示出花萼、花瓣排列位置、连合状况及相互间的位置 雄蕊：以花药的横切面来表示； 雌蕊以子房横切面表示，并要表示心皮的数目、合生、离生、子房室数、胎座、胚珠着生情况。 inflorescence 花单朵着生在枝顶或叶腋称单生花，如白兰、含笑、大红花；单生花较为原始，主要在原始的科中；花按一定顺序排列在花枝上叫花序。根据花序轴分枝的方式和开花的顺序，将花序分为无限花序和有限花序两大类： indefinite inflorescences无限花序：如花序轴较长，具有顶端生长能力，开花次序由下向上；如花序轴较短，花由边缘向中央渐次开放，这种花也称向心花序。 简单花序：花序轴不分枝的称简单花序，有如下面八种类型： 总状花序：花序轴不分枝，花柄近等长。如一串红，白菜（成熟时）； 伞房花序：花柄不等长，但最后花排在一平面上，如梨，绣线菊； 伞形花序：花由一点长出，花柄等长，形同一把张开的伞； 穗状花序：花轴单一，无花柄； 柔荑花序：花序轴上着生无柄或具短柄的单性花，开花后整个花序脱落，如杨、柳、枫杨、山毛榉科植物。 肉穗花序：同穗状花序，但花序轴膨大且肉质化。有的种类具大型佛焰苞，又称佛焰花序； 头状花序：花序轴缩短成球形或盘形，上面密生许多近无柄或无柄的花，苞片常聚成总苞，生于花序基部，如菊科植物； 隐头花序hypanthodium：花序轴较短，肥厚肉质化，呈中空的囊状体，内壁着生有无柄的单性花，顶端有一小孔，孔口有许多总苞。 2．复合花序：花序轴分枝的，并且每一分枝是简单花序中的一种，称为复合花序，有下面四种类型： 圆锥花序：又称复总状花序，如女贞、山指甲； 复穗状花序：如小麦、水稻； 复伞形花序：小茴香、芹菜、胡萝卜； 复伞房花序：如花楸、石榴。 definite inflorescens有限花序类：开花顺序为自顶（上）至基部，自中心向外圈，花序轴丧失顶端生长能力。 单歧聚伞花序；合轴分枝的花轴，各侧枝从同一方向发出，整个花轴呈螺旋状弯曲，如勿忘我，称螺状聚伞花序；如果各次分枝是左右相间长出，整个花序左右对称，称为蝎尾状聚伞花序，如唐菖蒲； 双歧聚伞花序：顶花先形成，下方两侧同时发出一对分枝，如繁缕、石竹、大叶黄杨等； 多歧聚伞花序：每次在顶花下同时发育出3个以上的分枝，各分枝再以同样的方式分枝，各分枝自成一小聚伞花序。如大戟、益母草等； 轮伞花序：具有对生叶的植物，每叶腋长有一个聚伞花序，在枝条上成轮排列，益母草、薄荷、紫苏、丁香罗勒，防风草等。 development and anatomy of stamen 雄蕊的发育和结构 development of anthers花药的发育：花药的外面为表皮以内为具有分裂能力的基本分生组织，参予花粉囊和药隔的形成。在花药的四个角，表皮细胞内侧，分化出一纵列或几纵列的孢原细胞，这些孢原细胞经过一次平周分裂，产生内外两层细胞，外层为初生壁细胞，内层为造孢细胞。初生壁细胞进行平周分裂和垂周分裂，产生同心排列的数层细胞，由外向内3-5层细胞分别为： 外层：药室内壁 中层：2-4层细胞 内层：绒毡层 加上表皮称为花药壁，花药壁将造孢细胞及其衍生细胞包围起来。花药近中央处的原形成层形成药隔纤维，与薄壁细胞一起形成药隔。 development of pollen grains花粉粒的发育： 小孢子的发育：造孢细胞经多次有丝分裂——形成花粉母细胞——球形细胞；或造孢细胞直接发育成——花粉母细胞，如瓜类、棉花；花粉母细胞经R！——形成4个小孢子。 2．雄配子体的发育：小孢子经有丝分裂，发育成营养细胞 + 生殖细胞，生殖细胞细胞壁溶解，染色体加倍，发育成2个精子，在传粉时有两种情况，一是2细胞即营养细胞 + 生殖细胞，或3细胞即营养细胞 + 2精子。 overview of pollen grains花粉粒的形态：花粉可呈单个的四分体，亦可保留四分体，发育为含4合花粉，8合花粉，16合花粉，64合的复合花粉。花粉的大小悬殊，外壁可形成各式雕纹（纹饰），外壁上有萌发孔，可以是沟，有单沟，3沟，也可以是孔，有单孢，多孔的，也有的无任何萌发孔的，这些特征可作为分类的依据。 abortion of pollen grains花粉败育与雄性不育：花粉或花粉不能正常发育的现象，称为雄性不育。可运用于农业上，作杂交育种。 不育系 X 保持系——不育系 不育系 X 恢复系——杂交一代种子 culture of anthers and pollen grain花药和花粉的培养：在适当的培养基上，或花药或花粉离体培养，发展成单倍体的植物，或通过染色体自然加倍或人工加倍，成为能正常结实的二倍体植物。 consist and development of pistils雌蕊的结构和发育 consist of pistils雌蕊的结构：雌蕊的结构：花柱、柱头和子房，子房内有胎座和胚珠； origin of ovules胚珠的形成：子房内壁通过细胞分裂，在胎座上产生突起，称胚珠原基，原前端发展为珠心nucleus，后端分化出珠柄funiculus，珠心基部产生环状突起，将珠心包围起来，这就是珠被，珠被在珠心顶端留下一孔为珠孔micropyle，有两层珠被的胚珠，先形成内珠被，才有外珠被。与珠孔相对的地方为合点chalaza。维管束经由合点进入胚珠。胚珠由于各部分的生长速度不同，可分成下面不类型： 直生胚珠：各部分生长速度均匀，珠孔、珠心纵轴、合点和珠柄成一直线，如荞麦，火炭母、苎麻、胡桃； 倒生胚珠：胚珠上一侧生长较快，另一侧生长较慢，使胚珠倒转180度，合点指向珠柄相对端，大多数被子植物具有倒生胚珠。倒生胚珠具有珠脊，这是由珠柄的延伸部分和珠被相结合而成。 横生胚珠：珠被一侧生长较快，胚珠横卧，珠孔、珠心纵轴和合点连成的直线与珠柄成直角，如毛茛科，锦葵科植物。 弯生胚珠：胚珠的下半部生长均匀，上半部生长不均匀，使上半部向一边倒曲，合点位置不变，珠孔靠近珠柄，如蚕豆、豌豆、柑桔等。 origin of embryo sac胚囊形成：珠心靠近珠孔端的表皮下有一细胞称“孢原细胞”（细胞质浓密，细胞核大）。孢原细胞平周分裂，形成周缘细胞和造孢细胞，前者参与珠心的形成，后者发育成为胚囊母细胞（大孢子母细胞），或孢原细胞直接发育成为胚囊母细胞（大孢子母细胞），胚囊母细胞经R！——直列（链状）四分体，近珠孔端3个退化，最下一个发育——单核胚囊——进行边连续3次分裂（有丝分裂）——7细胞8核胚囊。极核在受精前或受精时融合。卵细胞为雌配子。近珠孔端的3个核分别围以细胞质成为3个细胞，中央为卵细胞，两边是助细胞。远离珠孔端的3个核分别围以细胞质成为3个反足细胞。 opening of flowers and pollination开花与传粉 开花：花被本是合拢的，这时花被内表皮的生长速度快于外表皮的生长速度，使花张开。开花习性：一、二年生开花一次，开完花就死亡。多年生植物到一定年龄才开花，以后每年开花一次。竹子为多年生植物，一生只开一次花。开花后地上部分死亡，开花季节早春、秋季，花期长短不一，每一朵花保持多久各有不同，昙花开花1-2小时后凋谢，有的植物人第一朵花到最后一朵花开放可维持1-3月，如热带兰科植物。花开后，花药逐渐失去水分，花药收缩，在花药凹陷地方开裂，纤维层与薄壁细胞交接处结合力较弱。 传粉：花粉粒以各种不同方式传播到雌蕊柱头上。 自花传粉与异花传粉及其生物学意义 self-pollination自花传粉；同一朵花上， 两性花才能发生，花较小，无蜜腺，无香味，雌雄蕊同时成熟，雌雄生殖细胞来自同一朵花，具有基本相同的条件，遗传差异性少，结合后产生的后代对环境的适应性 较差。有些植物有闭花授精现象，开花前，雌雄生殖细胞已结合，完成了生殖过程，如豌豆、花生。 cross-pollination异花传粉：花粉粒落在另一朵花的柱头上。有两种情况： 同株植物：花与花之间的同株异花； 不同株植株间的同种植物的异株异花。 自然界多数被子植物是异株异花传粉，有更多的优越性，雌雄生殖细胞来自不同花， 不同植株，不同环境，遗传性差异较大， 产生后代生活力较强，而在天气异常，低温阴雨，风雨太大，自花传粉在这时具有意义。 花的结构、生理功能适应异花传粉的性有： 单性花：各种瓜类、玉米、桑等； 雌、雄蕊异熟：雄蕊先熟，如向日葵；雌蕊先熟，如柑桔类。 雌雄蕊异长：如荞麦（三角麦）长柱花：雌蕊花柱长，柱头凹凸面大，雄蕊花丝短，花粉少。短柱花：雌蕊花柱短，柱头凹凸面小，雄蕊花丝长，花粉粒大。 自花不育：同朵花花粉落在同朵花的柱头上，花粉不萌发，或萌发不好，如大白菜。 风媒传粉的花与虫媒传粉的花： anemophily flowers风媒花：靠风力传粉的花，称为风媒花，如裸子植物，禾本科，莎草科，占被子植物的20%。风媒传粉的花花被细小，无鲜艳的颜色，无香气，无蜜腺，花丝细长，丁字着药，易被风吹摇动，花粉量多，小，轻，外壁光滑，无花纹，雌蕊柱头较大，扩展成羽毛状。 entomophily flowers虫媒花：靠昆虫来传粉：是长期对环境的适应，能更好地吸引昆虫、颜色鲜艳，花大，香气浓，具蜜腺或花盘，花粉粒大，外壁粗糙，或结合成花粉块。80%的有花植物靠昆虫来传粉。昆虫的种类极多，蜂、蛾、蝇、甲虫形态结构产生特化来适应于特定的昆虫。 如果传粉时自然条件不好，无风，低温，阴雨，风雨很大，将减少传粉的机会，作物结实率也会受到影响。 人工辅助传粉：雌蕊的柱头能获得充足的花粉，砂仁自然结实率低， 靠彩带蜂传粉，但彩带蜂繁殖率低，用人工授粉可提高受粉率40 ——80%。 受精作用 粉管的萌发和生长 柱头上有毛状、乳头状的突起，为更好承受花粉，柱头扩展成各种形态，呈球状、盘状、羽毛状，柱头分泌出水分、脂类、酶，有助于花粉粘着萌发。 只有同种或亲缘关系很接近的花粉粒能吸水膨胀，内壁从萌发孔突出、伸长，形成花粉管，花粉管在花柱中不断伸长， 有两种情况，花柱中空的，沿着花柱道不断延伸（单子叶植物）。花柱实心的，花粉管沿着花柱的引导组织（排列疏松的薄壁细胞，供给花粉管以营养物质，在双子叶植物中常见）的细胞间隙而延伸。花粉粒的内含物进入 花粉管，细胞核集中前端，营养细胞核，两个精细胞或生殖细胞和营养核，如系生殖细胞，则在它到达花粉管前端时才一分为二成为两个精细胞。 双受精作用 双受精过程： 精细胞从珠孔进入胚中，珠孔受精（多数植物如此），也有从合点进入 胚囊，为合点受精（如木麻黄等）。 根据电镜研究，花粉管进入胚囊助细胞起一定作用，助细胞有向药性， 花粉管穿老过胚囊壁进入 1个助细胞，花粉管破裂，里面的内含物溢出， 营养核解体消失，1个助细胞解体消失，其中1个精细胞核与卵细胞核 融合成为受精卵(2n)，发育成为胚；另1个精细胞与中央细胞的两个极 核融合成为受精的中央细胞（3n），发育成为胚乳。这就是“双受精”。 卵细胞核和中央细胞核各自同时和2个精核融合，这种现象叫做双受精 现象，是被子 植物所特有的。双受精后，反足细胞和另1个助细胞解体。 双受精的意义：使胚具有父母双方的遗传性状，供给胚发育的胚乳也有父母本双方方的遗传性状，由胚形成植物体的后代生活力强，被子 植物种类多，分布广，双受精是内在的因素之一。 无融合生殖和多胚现象 无融合生殖：在正常情况下，被子 植物胚囊中卵细胞受精后，产生受精卵（经过休眠），发育成胚。但有些植物不经过雌雄生殖细胞结合，产生胚。 卵细胞不经过受精直接发育成胚（1n）：单倍体孤雌生殖（蒲公英） 助细胞或反足细胞直接发育成胚（1n）：单倍体无配子生殖（百合、韭） 珠心或珠被细胞直接发育成胚（2n）：二倍体无孢子生殖（柑桔） 2. 多胚现象：通常在一个胚珠中只产生1个胚，如一个胚中产生2个以上的胚称多胚现象。如柑桔类，1个种子有4——5个胚。导致多胚现象的原因：无融合生殖是产生多胚现象的原因之一，在1个胚珠内有多个胚囊（木麻黄科），由于在一个受精卵发育成胚中，分裂成几个胚（兰科）。