植物的繁殖
植物的繁殖·
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繁殖的类型·
**繁殖(propagation)**是植物产生新个体、延续种族的现象;**生殖(reproduction)**特指由生殖细胞发育成下一代个体的过程。繁殖既扩大种群数量和分布,也通过遗传与变异为自然选择提供材料。
| 类型 | 核心过程 | 主要特点 |
|---|---|---|
| 营养繁殖 | 营养体的一部分与母体分离或不分离,直接形成新个体;不产生生殖细胞 | 属克隆,子代与母体遗传性状相近;块根、块茎、鳞茎、球茎和根状茎均可参与。人工方式有扦插、压条、嫁接和组织培养。 |
| 无性生殖 | 单个孢子不经两性结合直接发育成新个体 | 常见于藻类、苔藓和蕨类;遗传物质来自单一亲本,繁殖快、后代多。 |
| 有性生殖 | 两个单倍体配子融合成合子,再发育为新个体 | 产生遗传重组。依配子差异分为同配、异配和卵式生殖。 |
- 同配生殖:配子形态、大小和运动能力相同,但生理上有“+”“-”之别,只能异型结合;较原始。
- 异配生殖:两类配子大小不同,小者为雄配子,大者为雌配子。
- 卵式生殖:配子的大小、形态、结构和运动能力均明显不同;不动的大型雌配子为卵,较小雄配子为精子。精、卵融合称受精作用,为有性生殖的高等形式。
花的形态·
花是被子植物最重要的繁殖器官,本质上是适应繁殖功能的变态短枝,各花部可视为变态叶。典型花由花柄、花托、花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群组成。
花柄、花托与花被·
- 花柄支持花并运输营养;花托是花柄顶端着生各花部的部分,可呈柱状、平顶状、圆锥状或壶状。
- 花萼由萼片组成,保护幼花,绿色花萼还能光合。萼片可离生或合生;开花后仍保留者称宿存萼;外轮附加的一轮萼片称副萼。
- 花冠由花瓣组成,保护雌、雄蕊,并以颜色和香味吸引动物传粉。花瓣可离生或合生,常见十字形、蝶形、漏斗形和唇形等。
- 花萼与花冠合称花被:二者均有为两被花,缺一为单被花,均无为无被花。
雄蕊群·
一朵花中全部雄蕊构成雄蕊群。每枚雄蕊由支持、输导的花丝和产生花粉粒的花药构成;花药通常含2或4个花粉囊,成熟后多纵裂,也可横裂、孔裂或瓣裂。
雄蕊的数目、长短和联合方式是植物分类依据:
- 花丝分离为离生雄蕊;花丝合成一束、两束或多束,分别为单体、二体和多体雄蕊。
- 花药合生而花丝分离为聚药雄蕊。
- 白菜等具有4枚长雄蕊和2枚短雄蕊,称四强雄蕊。
雌蕊群·
心皮是组成雌蕊的基本单位,为具有生殖作用的变态叶;心皮边缘为腹缝线,中肋处为背缝线。
- 1个心皮构成单雌蕊;多个彼此分离的心皮构成离生雌蕊;多个联合的心皮构成合生雌蕊。
- 雌蕊由柱头、花柱、子房组成。柱头接受花粉;花柱是花粉管进入子房的通道,可为空心花柱或具有引导组织的实心花柱;子房由子房壁、子房室、胎座和胚珠构成。
- 柱头可分湿型和干型。湿型柱头以分泌液黏附花粉并供给水分;干型柱头表面的蛋白质薄膜参与黏获、吸水及花粉识别。
胎座是胚珠着生处:
| 胎座类型 | 子房与着生特点 | 例 |
|---|---|---|
| 边缘胎座 | 单心皮、单室,胚珠沿腹缝线着生 | 蚕豆 |
| 侧膜胎座 | 多心皮构成单室复子房,胚珠着生于腹缝线 | 南瓜 |
| 中轴胎座 | 多室复子房,胚珠着生于中轴 | 百合 |
| 特立中央胎座 | 纵隔消失,胚珠着生于中央轴 | 石竹科 |
| 顶生/基生胎座 | 单室,胚珠着生于子房顶部/基部 | 桑/向日葵 |
一朵花兼有雌、雄蕊称两性花,只有其中一种称单性花;雌花、雄花生于同一植株为雌雄同株,分生于不同植株为雌雄异株。
禾本科植物的花·
小麦为复穗状花序。麦穗由穗轴和小穗组成,每小穗具2枚颖片及3~9朵小花,通常基部2~3朵可育。可育小花含1枚外稃、1枚内稃、3枚雄蕊、1枚雌蕊和2枚浆片;内稃、浆片由花被退化而来。开花时浆片膨胀撑开内、外稃,花药悬垂花外,两个羽毛状柱头有利于传粉。
花序·
花按一定规律排列在总花柄上构成花序。花序轴上的花称小花,小花柄基部的叶为苞片,聚集于花序基部的叶为总苞。
- 无限花序/向心花序:花序轴可继续伸长并产生小花,由基部向顶端或由边缘向中心开放。包括总状、穗状、肉穗、伞形、伞房、柔荑、头状、隐头、复总状、复穗状和复伞形花序等。
- 有限花序/离心花序/聚伞花序:花序轴顶端先形成花,不能继续向上生长;顶端或中央花先开。依分枝数分为单歧、二歧和多歧聚伞花序。
花的发生、演化与成花调节·
花的发生与演化·
营养生长转入生殖生长时,营养分生组织先转为花序分生组织,再产生花分生组织和花器官原基。拟南芥花器官依次形成花萼、花瓣与雄蕊、心皮;几组基因在特定时空协同决定花器官的机制称ABC花器官决定模型。
花部演化的总体趋势为:
- 数目由多而无定数向少而有定数变化;相对稳定的花部数目称花基数。
- 排列由螺旋状向轮状变化;离生较原始,联合较进化。
- 对称性可由辐射对称向两侧对称乃至不对称发展,并与传粉方式相适应。
- 花托由柱状、圆锥状向平顶、凹顶变化,子房位置随之改变:花部低于子房为上位子房、下位花;子房壁全部与凹陷花托愈合为下位子房、上位花;仅下半部愈合为半下位子房、周位花。
成花过程·
植物必须先达到能响应成花条件的花熟状态;此前的幼年期内,环境处理不能诱导开花。
环境信号被感受 → 信号转导并形成成花刺激物 → 茎尖成花基因表达(成花诱导)→ 分化出花原基(成花启动)→ 性别分化和各花器官形成(花发育)
春化作用·
**春化作用(vernalization)**是低温对成花的促进作用。冬小麦、冬黑麦及胡萝卜、白菜等需经一定时间低温,才易由营养生长转入生殖生长。
- 多数植物的有效春化温度为 $1\sim7,^{\circ}C$,所需时间依种类、品种而异;低温的作用是诱导性的,通过春化后仍需转入适宜生长温度才形成花原基。
- 感受低温的主要部位是茎尖生长点;春化还需水分、$O_2$和呼吸底物,干种子不能接受春化。
- 春化完成前以 $25\sim40,^{\circ}C$ 高温处理可削弱或消除低温效应,称去春化作用;重新低温处理可再春化。一旦春化完成则较难解除。
- 已春化组织可诱导未春化嫁接植株开花,说明可能产生可传递的成花物质,称春化素,但尚未成功分离。
- 某些二年生、多年生草本对低温为绝对需要;冬小麦等对低温可为相对需要,未经处理也可能延迟开花。
光周期与成花·
光周期是一昼夜中光、暗交替的现象;日长影响开花称光周期现象。
| 类型 | 成花条件 | 例 |
|---|---|---|
| 短日照植物 | 日长不超过临界日长、暗期长于临界夜长 | 菊花、苍耳、水稻、甘蔗、棉花 |
| 长日照植物 | 日长不短于临界日长、暗期短于临界夜长 | 小麦、胡萝卜、甘蓝、洋葱、油菜 |
| 日中性植物 | 对昼夜长短无严格要求 | 黄瓜、菜豆、番茄 |
| 中日性植物 | 仅在一定日长范围成花 | 甘蔗 |
| 长短日/短长日植物 | 需依次经历长日和短日/短日和长日 | 大叶落地生根/风铃草 |
长、短日照植物的判断依据不是日长是否超过12 h,而是日长与各自临界日长的关系。暗期通常比光期更关键:短时黑暗打断光期影响不大,而光打断暗期会抑制短日照植物、促进长日照植物开花。
叶片是感受光周期最有效的部位,完全展开的叶最敏感;成花反应发生于茎顶端,因此叶片产生的刺激必须向茎尖运输。嫁接实验说明这种刺激可在植株间传递。
光周期信号由光敏色素接收。光敏色素由蛋白质和生色团组成,有两种可逆形式:
$$Pr \xrightarrow{660,nm\ 红光} Pfr \xrightarrow{730,nm\ 远红光} Pr$$
其中Pfr为生理活性型,Pr为失活型;黑暗中Pfr也可逆转为Pr。
- 短日照植物需要较低的Pfr/Pr比值。长暗期使Pfr减少而形成成花刺激;暗期红光闪照使Pr转为Pfr,抑制开花。
- 长日照植物需要较高的Pfr/Pr比值。长光期或暗期红光间断可维持较高比值,促进开花。
雄配子体的形成·
花药和花粉囊·
多数被子植物花药含4个花粉囊,左右两半由药隔相连。花药角隅表皮下先形成孢原细胞,其平周分裂产生外侧周缘细胞和内侧造孢细胞:
- 周缘细胞分裂形成药室内壁、中层和绒毡层,与最外层表皮共同构成花药壁。
- 造孢细胞分裂或直接发育成花粉母细胞/小孢子母细胞。
| 花药壁层次 | 主要作用与命运 |
|---|---|
| 表皮 | 具角质层,保护花药。 |
| 药室内壁 | 成熟时内切向壁、径向壁纤维状加厚,外切向壁仍薄,有利于花药开裂。 |
| 中层 | 贮藏物质;花粉母细胞减数分裂时逐渐解体或被吸收。 |
| 绒毡层 | 为小孢子供给营养并协调其同步发育;分泌胼胝质酶释放四分体小孢子,合成孢粉素及参与花粉-柱头识别的蛋白,后期程序性死亡。 |
小孢子与成熟花粉粒·
花粉母细胞经减数分裂形成4个单倍体小孢子,最初被共同的胼胝质壁包围,构成四分体;胼胝质酶溶壁后,小孢子游离。减数分裂的胞质分裂有两型:
- 连续型:减数分裂Ⅰ后即形成二分体,减数分裂Ⅱ后形成四分体;多见于单子叶植物。
- 同时型:减数分裂Ⅰ后不形成细胞壁,减数分裂Ⅱ后才同时分隔;多见于双子叶植物。
小孢子发育为花粉粒时:形成大液泡、细胞核移至一侧建立极性 → 不均等有丝分裂 → 大的营养细胞和小的生殖细胞。生殖细胞再分裂形成2个精子。
- 成熟时为1个营养细胞+1个生殖细胞者是二细胞型花粉粒,萌发后生殖细胞在花粉管中形成2个精子;多数被子植物属此型。
- 成熟时已含1个营养细胞+2个精子者是三细胞型花粉粒。
环境导致无生活力花粉称花粉败育;由核基因、细胞质基因或核质互作等内在因素导致雄蕊异常而雌蕊正常,称雄性不育。雄性不育可用于杂交育种,免去人工除雄。
雌配子体的形成·
胚珠·
胚珠着生于胎座,由珠柄、珠被、珠心、珠孔和合点构成。胚珠原基前端形成珠心,基部形成珠柄;珠心基部形成珠被并向上包围珠心,仅留珠孔;珠被、珠心和珠柄相接处为合点。
按各部分生长差异可分:直生、横生、倒生、弯生和拳卷胚珠。大多数被子植物为倒生胚珠,整个胚珠扭转约180°,珠孔朝向胎座。
胚囊·
珠心相当于大孢子囊。胚囊形成包括大孢子发生和雌配子体发生两个连续时期。
最常见的单孢型/蓼型发育过程为:
孢原细胞 → 大孢子母细胞 → 减数分裂形成纵列的4个单倍体大孢子 → 珠孔端3个退化,合点端1个成为功能大孢子 → 连续3次有丝分裂 → 7细胞8核成熟胚囊
成熟胚囊包括:珠孔端1个卵细胞和2个助细胞,合称卵器;合点端3个反足细胞;中央细胞含2个极核,极核可先融合成二倍体次生核。
依参与胚囊形成的大孢子核数目和胞质分裂方式,还可分双孢型和四孢型。单孢型遗传上最稳定、最普遍;四孢型中4个大孢子核均参与发育,结构变异最多。
开花、传粉与受精·
开花和传粉方式·
花药和胚囊达到成熟或其中之一成熟时,花被展开并露出雌、雄蕊,使传粉得以进行,称开花。花粉活力受温度、湿度等影响,花期高温、干旱、大风或阴雨均可能降低结实率。
| 传粉方式 | 适应特征 | 生物学意义 |
|---|---|---|
| 自花传粉 | 两性花;雌雄蕊接近且同时成熟;柱头与本花花粉亲和;花常较小、无蜜腺和香味,花药高于并朝向柱头 | 缺少传粉媒介时仍可结实,但增加有害隐性等位基因纯合概率,可能产生近交衰退。闭花受精还能避免恶劣环境影响。 |
| 异花传粉 | 单性花或雌雄异熟;雌雄蕊异长、异位;或具有自交不亲和性 | 双亲遗传差异较大,增加子代变异、杂合性、生活力和适应性。 |
传粉媒介·
- 风媒花:花小而多,花被退化,无香味和蜜腺;花粉多、轻、干燥而光滑;花丝长,柱头大而羽状,常先叶开花。
- 虫媒花:花明显并具有颜色、气味或蜜腺;花粉较大、外壁粗糙有黏性,柱头常有黏液;花的结构与传粉昆虫相互适应。
- 水媒花:花被简化、花粉多、外壁较简化、柱头面积大。
- 鸟媒花:通常红色、无香味、白天开放。
环境造成自然传粉不足时可人工辅助授粉;花期不同或距离较远的杂交亲本,可低温、低湿暂存花粉。连续自交和选择也可用于建立稳定自交系。
花粉萌发与花粉管生长·
花粉外壁、内壁蛋白和柱头表面蛋白共同完成识别。若亲和,花粉内壁释放的角质酶前体被活化,花粉吸水萌发;若不亲和,柱头乳突细胞产生胼胝质,阻止花粉管进入。
亲和花粉从萌发孔形成花粉管。花粉管只在顶端约 $3\sim5,\mu m$ 区域伸长,沿空心花柱道表面生长,或以酶溶解实心花柱的引导组织细胞中层后穿行。进入胚囊的路径有:
- 珠孔受精:由珠孔进入,最常见。
- 合点受精:由合点进入。
- 中部受精:从胚珠侧面进入。
助细胞丝状器、雌蕊组织中的化学物质及离子梯度等参与花粉管的定向生长。
双受精·
花粉管进入胚囊后释放2个精子:
$$精子(n)+卵细胞(n)\rightarrow 合子(2n)\rightarrow 胚$$
$$精子(n)+2个极核(n+n)\rightarrow 初生胚乳核(3n)\rightarrow 胚乳$$
两个融合事件几乎同时发生,称双受精,是大多数被子植物有性生殖的特征。
双受精既恢复物种染色体数目,又使合子重组双亲遗传物质,增加后代生活力、适应性和变异;三倍体胚乳也具有双亲遗传性,为胚提供营养。
不经精、卵融合而形成胚称无融合生殖;一个胚珠产生2个或更多胚称多胚现象。
种子的发育与结构·
受精后,合子形成胚,受精中央细胞形成胚乳,珠被形成种皮,胚珠发育成种子。
胚的发育·
合子休眠后极性增强,第一次横向不均等分裂形成合点端较小、具胚性的顶细胞和珠孔端较大、液泡化的基细胞。顶细胞经四分体、八分体形成球形原胚;基细胞形成胚柄,使胚伸入胚囊吸收营养。
- 双子叶植物:球形胚 → 两侧形成子叶原基的心形胚 → 子叶伸长的鱼雷胚 → 胚芽、胚根和胚轴分化 → 马蹄形成熟胚。成熟胚具2片子叶。
- 单子叶植物:以小麦为例,原胚形成梨形胚和凹形胚;器官形成区产生胚芽、胚轴、胚根、胚芽鞘和胚根鞘,顶端区主要形成1枚盾片状子叶。
胚乳和种皮·
初生胚乳核通常为三倍体且不休眠,所以胚乳一般早于胚发育。
| 胚乳发育类型 | 特点 | 例 |
|---|---|---|
| 核型 | 早期只核分裂、不形成细胞壁,产生游离核;后期细胞化 | 禾本科、棉花、油菜、苹果 |
| 细胞型 | 初生胚乳核每次分裂都伴随胞质分裂和细胞壁形成,无游离核期 | 芝麻、烟草、番茄 |
| 沼生目型 | 首次分裂形成珠孔室和合点室;珠孔室先游离核、后细胞化,合点室核分裂较少且保持游离 | 慈姑、泽泻 |
珠心若未被吸收而形成贮藏组织,称外胚乳,为二倍体、非受精产物。珠被形成种皮;1层珠被通常形成1层种皮,2层珠被可形成内、外种皮,也可能有一层被吸收。种皮负责机械保护和阻止病虫侵入。
种子的基本结构和类型·
种子通常由胚、胚乳和种皮组成。胚是核心,由胚根、胚轴、胚芽和子叶构成;胚乳贮藏糖类、脂质和蛋白质;种皮上可见种脐、种孔和种脊。
- 有胚乳种子:成熟时保留胚乳,如蓖麻、小麦、水稻和玉米。小麦籽粒实为颖果,果皮与种皮愈合;胚乳外层为富含蛋白质的糊粉层,胚具盾片、胚芽鞘和胚根鞘。
- 无胚乳种子:胚乳在发育中被胚吸收,养分多转存于子叶,成熟种子仅含胚和种皮,如豆类、花生、棉花、油菜及瓜类。
果实的发育与类型·
果实形成·
受精后,种子产生的生长素等刺激子房发育成果实。仅由子房形成的是真果;花托、花萼甚至花序也参与形成的是假果。
真果的子房壁形成果皮,可分外、中、内果皮;假果中仍可区分由子房形成的果皮与其他花部形成的部分。苹果、梨的主要食用部分来自花托;西瓜主要食用胎座;无花果和凤梨的肉质部分还涉及花序轴、花托。
不经受精而由子房形成果实称单性结实,所结果实通常无籽。其可自发发生,也可由异源花粉刺激或生长素类物质诱导。受精后胚珠发育受阻也可形成无籽果实。
果实类型·
| 大类 | 类型 | 结构特点与代表 |
|---|---|---|
| 单果·肉果 | 浆果 | 外果皮薄,中、内果皮肉质多汁;番茄、葡萄。 |
| 核果 | 中果皮肉质,内果皮石质成硬核;桃、杏、李。 | |
| 柑果 | 外果皮革质,中果皮疏松,内果皮形成汁囊;柑橘。 | |
| 梨果 | 花托与下位子房共同形成的假果;苹果、梨。 | |
| 瓠果 | 花托和外果皮结合,中、内果皮及胎座肉质化;南瓜、西瓜。 | |
| 单果·裂果 | 荚果 | 单心皮,多沿腹、背缝线开裂;豆科特有。 |
| 蓇葖果 | 单心皮或离生心皮,仅沿一条缝线开裂;芍药、玉兰。 | |
| 角果 | 2心皮,具假隔膜,成熟时两心皮脱落;十字花科特有。 | |
| 蒴果 | 合生心皮、单室或多室、多粒种子,开裂方式多样;棉花、蓖麻。 | |
| 单果·闭果 | 颖果 | 果皮与种皮愈合,1粒种子;禾本科特有。 |
| 瘦果 | 小型、1粒种子,果皮与种皮易分离;向日葵。 | |
| 坚果 | 果皮木质化,通常1粒种子;栗。 | |
| 分果 | 多心皮,成熟时各心皮沿中轴分开;胡萝卜、芹菜。 | |
| 翅果/胞果 | 果皮延伸成翅/果皮极易与种子分离;槭/菠菜。 | |
| 聚合果 | 多个小果聚于同一花托 | 一朵花的多个离生雌蕊分别形成小果;草莓、悬钩子、八角。 |
| 聚花果/复果 | 整个花序共同发育 | 桑葚、无花果、凤梨。 |
肉果成熟常伴随淀粉和有机酸向糖转化、涩味降低、叶绿素降解和其他色素显现、挥发性酯形成及果胶降解软化。
被子植物的生活周期·
生活史/生活周期是植物从某一发育阶段开始,经生长、发育和繁殖后再次回到该阶段的循环。
种子萌发 → 二倍体孢子体营养生长 → 成花 → 小孢子母细胞和大孢子母细胞减数分裂 → 小孢子形成雄配子体、大孢子形成雌配子体 → 形成精子和卵细胞 → 双受精 → 胚、胚乳、种子和果实形成 → 新一代种子
- 孢子体阶段/二倍体世代/无性世代:从合子开始,至大、小孢子母细胞减数分裂前;在生活史中占绝大部分,形成具根、茎、叶的植株。
- 配子体阶段/单倍体世代/有性世代:从大、小孢子开始,至雌、雄配子参与双受精;阶段极短,不能脱离孢子体独立生活。
二倍体孢子体世代与单倍体配子体世代交替出现,称世代交替;减数分裂和受精作用是两个世代转换的关键。
本章名词·
双受精作用|double fertilization ⭐真题
双受精作用是大多数被子植物有性生殖特有的现象,指两个精子分别与卵细胞和中央细胞(或极核)融合。其中一个精子与卵细胞结合形成二倍体合子,恢复染色体数目,保持物种稳定性,并通过遗传物质重组增强后代生活力和适应性。另一个精子与中央细胞融合形成三倍体胚乳,兼具双亲遗传性,为胚的发育提供养料,使子代生活力更强。双受精是植物界有性生殖中最完善的形式,是被子植物占绝对优势的主要原因之一。
双受精|double fertilization ⭐真题
双受精是大多数被子植物有性生殖特有的现象。指花粉管中的两个精子分别与卵细胞和中央细胞(或极核)同时完成融合的过程,其中一个精子与卵细胞结合形成二倍体合子,另一个精子与中央细胞结合形成三倍体胚乳。这一过程通过父母亲本遗传物质重组,增强了后代的生活力和适应能力,并为新变异提供基础;胚乳兼具双亲遗传性,作为养料使子代生活力更强。双受精是植物界有性生殖中最完善的形式,也是被子植物类群占据绝对优势的主要原因之一。
光周期|photoperiod ⭐真题
光周期是指一天中白昼光照期和黑夜暗期的相对长度。生物长期适应昼夜变化,形成了对日照长度变化的特有反应方式,即光周期现象。在植物成花诱导中,光周期是关键环境信号,依据临界日长(或临界夜长)可将植物分为长日照植物和短日照植物,暗期长度对开花起决定作用。
春化作用|vernalization ⭐真题
春化作用是指某些植物必须经历一段时间的低温处理才能获得开花能力的过程。它通常发生在营养生长期,是植物对环境季节性变化的一种适应性反应。春化作用通过感知低温信号,启动成花相关基因的表达,使茎尖分生组织从营养生长转向生殖生长。其关键在于低温诱导,且不同植物对低温的时长和温度要求不同。
配子|gamete
配子是有性生殖中由配子体产生的单倍体性细胞。在异配生殖和卵式生殖中,配子分化为形态、大小和运动能力不同的雌配子(卵)和雄配子(精子),分别由雌配子体和雄配子体发育而来;在同配生殖中,配子形态、大小相同。配子相互融合形成合子,恢复二倍体,从而完成有性生殖,增加子代遗传变异。
合子|zygote
合子是由两个单倍体配子(精子和卵细胞)融合而成的二倍体细胞,是新一代个体发育的第一个细胞。它恢复了物种原有的染色体数目,保证了遗传稳定性,并通过双亲遗传物质的重组增强了后代的生活力和适应能力。在被子植物中,合子形成后通常产生纤维素细胞壁,并经过一段休眠期后发育成胚。
花药|anther
花药是雄蕊花丝顶端膨大形成的囊状结构,通常具有4个(少数2个)花粉囊,左右两半由药隔相连。花粉囊壁包围的内部空间是小孢子发生和雄配子体发育的场所,花粉成熟后同侧花粉囊连通散粉。药隔内的维管束连接花药与花丝,为其提供水分和养分。
胚珠|ovule
胚珠(ovule)是着生于子房胎座上的结构,将来发育为胚囊,并在成熟胚囊中产生卵细胞。它由珠柄、珠被、珠心、珠孔和合点组成,其中珠心是胚珠最重要的部分,胚囊即在珠心中发育。胚珠以珠柄着生在胎座上,珠被包围珠心并留下珠孔,珠被、珠心与珠柄汇合处为合点。受精后胚珠发育为种子。
单倍体|haploid
单倍体指细胞或个体中只含有一套(一个染色体组)染色体的状态,其染色体数目为正常二倍体的一半。在有性生殖过程中,通过减数分裂产生的配子或孢子为单倍体,如某些藻类(如衣藻)的植物体终身为单倍体,合子是其唯一的二倍体阶段。单倍体细胞是基因组研究的基础,一个单倍体细胞中所包含的整套染色体即构成该物种的基因组。
心皮|carpel
心皮是组成雌蕊的基本单位,是一种具有生殖作用的变态叶。一个或多个心皮可发育为雌蕊,其结构与叶片基本相同。心皮边缘卷合形成子房,将胚珠包裹在内,子房进一步发育成果实,这是被子植物区别于裸子植物的重要特征。
子房|ovary
子房是雌蕊基部膨大的部分,由子房壁、子房室、胎座和胚珠组成,内部胚珠着生于胎座上。受精后,子房发育成果实,子房壁形成果皮,胚珠发育为种子。根据子房与花托的相对位置,可分为上位子房、下位子房和半下位子房,这与花托形状和愈合程度相关。
花柱|style
花柱是雌蕊中连接柱头与子房的细长管状部分,是花粉管进入子房的通道,为花粉管生长提供营养及趋化物质。根据内部结构,花柱可分为中央具纵行沟道(花柱道)的空心花柱和中央为引导组织的实心花柱。
胚乳|endosperm
胚乳是种子内由中央细胞(受精极核)发育而成的三倍体营养组织,主要功能是为胚的发育或萌发提供养分。其细胞中贮藏大量糖类、脂质和蛋白质,以及少量无机盐和维生素。胚乳的发育有核型、细胞型和沼生目型等类型,沼生目型胚乳的珠孔室最终形成细胞,合点室则保持游离核状态。
生殖细胞|germ cell
生殖细胞是生物体内与繁殖过程直接相关的细胞,包括无性生殖的孢子和有性生殖的配子及其前体细胞。在植物无性生殖中,生殖细胞即孢子,可不经两性结合直接发育为新个体;在被子植物花粉粒发育中,单核花粉粒不均等分裂产生的小细胞称为生殖细胞,将来发育成雄配子。动物生殖细胞(如精子和卵子)由体腔上皮或间细胞等发生,经减数分裂等方式成熟,参与有性生殖和受精。
受精作用|fertilization
受精作用是指精子和卵(雌、雄配子)相互融合形成合子(受精卵)的过程。该过程使单倍体的雌、雄配子结合,恢复为二倍体,是两性生殖生物完成世代交替的关键环节。在被子植物中,受精作用特指双受精现象,即一个精子与卵细胞融合形成胚,另一个精子与中央细胞融合形成胚乳。
传粉|pollination
传粉是指成熟花粉从花粉囊散出后,借助一定的媒介传递到同一花或另一花雌蕊柱头上的过程。它分为自花传粉和异花传粉两种形式,其中异花传粉更为普遍且进化。异花传粉需要风、昆虫、鸟或水等媒介,不同媒介的花具有相应的适应特征。
雌雄同株|monoecy
雌雄同株是指在同一植株上既有雄花又有雌花的植物性别表现类型,如玉米。
雌雄异株|dioecy
雌雄异株是指雌花和雄花分别着生于不同植株上的性别类型。在雌雄异株植物中,雌株仅产生雌花,雄株仅产生雄花,个体性别明确分离。例如,苏铁纲植物即为雌雄异株,其孢子叶球顶生。
受精|fertilization
受精是雌、雄配子(卵细胞和精子)相互融合形成合子的过程。在动物中,精子需在雌性生殖道内获能,其顶体释放水解酶溶解卵膜,并通过结合蛋白与同种卵子受体特异性识别,完成融合。被子植物则进行特有的双受精,即两个精子分别与卵细胞和中央细胞(极核)融合,形成二倍体的合子和三倍体的胚乳,既恢复染色体数目、保持物种稳定性,又通过遗传重组增强后代生活力和适应性。
营养细胞|vegetative cell
营养细胞是在被子植物花粉粒发育过程中,由单核花粉粒不均等分裂产生的一个较大的细胞。它包含大液泡和大部分细胞质,液泡随花粉粒成熟而逐渐减小。营养细胞主要与花粉粒发育中的营养供给及花粉管的伸长有关。
柱头|stigma
柱头是雌蕊顶端的组成部分,是接受花粉的部位,通常膨大或扩展,表面可形成乳头状突起等结构。柱头分为湿型和干型两类:湿型柱头在传粉时表面有分泌液,可黏附花粉并为花粉萌发提供水分和其他物质;干型柱头无分泌物,表面有一层蛋白质薄膜,能从角质膜孔隙吸水,辅助黏获花粉和使花粉吸水,且该蛋白质薄膜在花粉与柱头的识别反应中有重要作用。
原胚|proembryo
原胚是胚发育的早期阶段,从合子第一次分裂形成两个细胞开始,直至器官分化之前的多细胞结构。在裸子植物(如松属)中,原胚由受精卵经过游离核分裂和细胞壁形成而产生,典型为16个细胞排列成4层,自上而下包括上层、莲座层、初生胚柄层和胚细胞层。原胚阶段是胚柄系统发育和多胚现象的基础。
横生胚珠|amphitropous ovule
横生胚珠是胚珠的一种类型。其珠孔、珠心和合点三者的连线与珠柄成直角,珠孔偏向一侧。例如锦葵的胚珠即属此类。
瓠果|pepo
瓠果是由复雌蕊的下位子房发育而成的假果,其花托与外果皮紧密结合,中果皮、内果皮和胎座均肉质化,为葫芦科植物所特有,如南瓜、西瓜等典型肉质果实。
花柄|pedicel
花柄是着生花的小枝,具有支持花朵和运输营养物质的功能。不同植物的花柄长短、形状各异,有些植物甚至无花柄。花柄顶端为花托,花的各部分着生于花托上。
花萼|calyx
花萼位于花的最外轮,由若干萼片组成,通常呈绿色,结构与叶片相似但栅栏组织和海绵组织分化不明显。萼片可分离(离萼)或联合(合萼),合萼形成萼筒和萼裂片,有时具距或副萼。花萼主要功能是保护幼花,绿色花萼还能进行光合作用,有时宿存至果实成熟。
花发育|flower development
花发育是指花原基开始生长后,出现性别分化并逐渐形成各种花器官的过程。该过程是在成花启动之后,由花分生组织依次产生花萼、花瓣、雄蕊和心皮等4轮花器官原基,各器官在特定部位和特定时间专一化地形成,其决定机制符合ABC花器官决定模型。
花粉败育|pollen abortion
花粉败育是指花粉在发育过程中受到遗传、生理或环境因素影响,导致花粉不能正常成熟或丧失活力,无法完成传粉和受精的现象。败育可能发生在减数分裂、小孢子形成或花粉粒成熟等不同阶段,通常表现为花粉形态异常、内含物缺失或萌发能力丧失。
花粉母细胞|pollen mother cell
花粉母细胞又称小孢子母细胞,是花药内由造孢细胞经过有丝分裂后形成或直接由造孢细胞发育而来的二倍体细胞。它通过减数分裂产生单倍的小孢子(即花粉粒),是雄配子体发生的起始细胞。其减数分裂的胞质分裂方式在被子植物中有连续型和同时型两种类型。
花冠|corolla
花冠位于花萼内轮,由若干花瓣组成,因含有色体和花青素而多呈鲜艳颜色。花瓣分离的为离瓣花,花瓣部分或全部合生的为合瓣花。
花冠筒|corolla tube
花冠筒是合瓣花中花瓣相互联合而形成的管状结构,位于花冠的下端联合部分,常见于茄科等植物,其内壁常着生雄蕊。
花熟状态|ripeness to flower
花熟状态是植物能够对成花所需环境条件发生响应而必须达到的一种生理状态。未达到花熟状态之前,即使满足外界条件植物也不能成花,此前的时期称为幼年期;幼年期长短因植物种类而异,草本植物较短,木本植物可长达数年。
花丝|filament
花丝是雄蕊的组成部分,与花药共同构成雄蕊。花丝结构简单,最外层为一层角质化的表皮细胞,表皮以内为薄壁组织,中央有一条维管束贯穿,上连药隔,下连花托,起支持和输导作用。
花托|receptacle
花托是花柄顶端略膨大的部分,花的各部分按一定方式着生其上。在不同植物中花托形态多样,如柱状、平顶状、圆锥状或壶状等,且其形状与子房位置相关,影响花部排列与子房上位、下位或半下位的区分。
花序|inflorescence
花序是指被子植物的花按一定规律排列在一总花柄上的结构,与单生花相对。花序的主轴称为花轴或花序轴,轴上着生小花,小花柄基部的叶称为苞片,聚集在花序基部的叶称为总苞。根据开花顺序,花序可分为无限花序(向心花序)和有限花序两大类。
花序轴|rachis
花序轴又称花轴,是花序的主轴,其上着生小花。无限花序的花序轴在开花期间可不断伸长并产生新花,开花顺序由基部向顶端或由边缘向中心开放。花序轴上小花柄基部常有苞片着生。
花芽|flower bud
花芽是植物由营养生长转入生殖生长后形成的、将来发育成花或花序的芽。它由未发育的一朵花或一个花序组成,其外围常有鳞片包被。花芽的出现标志着植物从营养生长向生殖生长转变,经过花芽分化最终形成花这一重要的繁殖器官。
花轴|floral axis
花轴即花序的主轴,也称花序轴,是花序中着生小花的总花柄。花序轴上的花称为小花,小花柄基部的叶称为苞片,聚集在花序基部的叶称为总苞。花轴在开花期间可不断伸长并产生新小花,或在有限花序中顶端先形成顶花。
花柱道|stylar canal
花柱道是位于雌蕊花柱中央的1至数条纵行沟道,自柱头通向子房,是花粉管进入子房的通道。具有花柱道的花柱称为空心花柱,与实心花柱(具引导组织)相对。花柱道为花粉管的生长提供空间和方向,是被子植物雌蕊结构的组成部分。
极核|polar nuclei
极核是被子植物胚囊发育过程中,由胚囊两端各有一个核移向中央形成的两个核。它们与周围细胞质共同组成大型中央细胞,有些植物在受精前两个极核融合成二倍体的次生核。在双受精中,一个精细胞与极核(或次生核)融合,发育为三倍体胚乳,为胚提供营养。
浆果|berry
浆果(berry)是一种肉质果,由1或多个心皮发育而成,内含1或多粒种子。其外果皮薄,中果皮与内果皮均肉质化并充满汁液,如番茄、柿、葡萄等。其中番茄的主要食用部分为肉质化的胎座,葡萄的内果皮则分离成单个的浆汁细胞。浆果成熟时果皮肥厚多汁,可供食用,是常见的水果类型。
聚药雄蕊|synandrium
聚药雄蕊是雄蕊的花药互相连合形成的筒状结构,常见于菊科植物。花药聚合成药筒,花粉成熟后散落于筒内,当雌蕊成熟时花柱伸长,借助柱头及其毛环将花粉推出筒外,有利于异花传粉。
开花|flowering
开花是指当雄蕊中的花药和雌蕊中的胚囊或二者之一达到成熟时,花萼和花冠展开,露出雌蕊和雄蕊,使传粉作用得以进行的现象。开花是传粉的前提,不同植物的开花年龄、开花季节和花期长短各有不同。
离瓣花|polypetalous flower
离瓣花是指花瓣彼此分离的花,属于依据花瓣联合程度划分的花冠类型,与花瓣合生的合瓣花相对。
离生雄蕊|distinct stamens
离生雄蕊指一朵花中的雄蕊彼此分离,不相互联合。各雄蕊的花丝和花药均独立着生,不形成雄蕊管或雄蕊束,是雄蕊联合方式的原始类型。
离心花序|centrifugal inflorescence
离心花序又称有限花序,是开花顺序为花序轴顶端的花先开放,然后逐渐向下或向外依次开放的花序类型,其开放方向为离心式。常见类型包括二歧聚伞花序和多歧聚伞花序。
梨果|pome
梨果(pome)是一种肉果,由花托与多心皮的下位子房愈合发育而成的肉质假果。其食用部分主要为花托和花萼发育而来的肉质组织,子房发育的部分所占比例较小,但外、中、内果皮仍可区分。梨果常见于蔷薇科植物,如苹果、梨等。
两被花|dichlamydeous flower
两被花指同时具有花萼和花冠的花,花被明显分化为外轮的花萼和内轮的花冠。花萼由若干萼片组成,通常呈绿色,具保护幼花和光合作用功能;花冠由若干花瓣组成,多呈鲜艳颜色。这种双轮花被结构是两被花的典型特征。
裂果|dehiscent fruit
裂果(dehiscent fruit)是一类果实成熟后果皮自行开裂、散出种子的果实类型。其果皮通常干燥,成熟时沿特定缝线或孔洞裂开,如荚果、蓇葖果、角果等。
临界日长|critical day length
临界日长是指在24 h光暗周期中,诱导长日照植物开花所需的最短日照长度,或短日照植物开花所能忍受的最长日照长度。它与临界夜长互补,长日照植物在日长大于临界日长时开花,短日照植物在日长小于临界日长时开花。不同植物的临界日长不同,例如菠菜约为13 h,菊花约为15 h。
临界夜长|critical night length
临界夜长是指光周期中长日照植物能开花的最长暗期长度和短日照植物能开花的最短暗期长度。对于短日照植物,暗期长度必须长于临界夜长才能开花;对于长日照植物,暗期长度必须短于临界夜长才能开花。临界夜长反映了暗期在光周期诱导成花中的关键作用,是决定植物成花反应的重要阈值。
螺状聚伞花序|helicoid cyme
螺状聚伞花序是单歧聚伞花序的一种类型,花序轴顶端先生一花,然后在其下方一侧依次形成分枝与顶花,各分枝均在同一侧发生,致使整个花序呈螺旋状弯曲。
胚|embryo
胚是种子最重要的部分,由受精卵(合子)发育而来,是种子植物的繁殖单位。它由胚根、胚轴、胚芽和子叶4部分组成,其中胚根和胚芽顶端有生长点,由胚性细胞组成,具有很强的分裂能力。种子萌发后,胚根形成植物体的根系,胚芽发育为茎叶系统。
胚柄|suspensor
胚柄是植物胚胎发育过程中由受精卵分裂产生的基细胞或特定细胞层(如初生胚柄层)发育形成的暂时性结构。它通过细胞伸长将胚体推入胚乳或雌配子体组织中,有利于胚从周围组织吸收营养。在一些植物中,胚柄可包括初生胚柄和次生胚柄,构成多细胞的胚柄系统,并具有吸收作用。胚柄在胚发育成熟后逐渐退化消失。
胚根|radicle
胚根是种子胚的组成部分之一,位于胚轴的下端,萌发后发育为植物体的根系。其顶端具有由胚性细胞组成的生长点,细胞体积小、细胞壁薄、细胞质浓厚、细胞核较大,分裂能力强,驱动根的伸长。在双子叶植物胚发育中,胚根由球形胚的基部细胞等分化形成;种子萌发时,胚根通常率先突破种皮,向下生长。
胚芽|plumule
胚芽是种子胚的组成部分之一,位于胚轴顶端,由茎顶端生长点和幼叶组成,常具雏叶。胚芽顶端有生长点,由体积小、壁薄、质浓、核大且分裂能力强的胚性细胞构成。种子萌发后,胚芽向上生长并发育为植物体的茎叶系统。
胚轴|hypocotyl
胚轴是种子胚的组成部分,位于胚根与胚芽之间,并与子叶相连。它通常分为上胚轴(子叶着生处到第一片真叶之间)和下胚轴(子叶着生处与根之间),在种子萌发后参与连接和生长。
去春化作用|devernalization
去春化作用是指在植物完成春化后,因遭遇高温或其他特定条件而导致已获得的成花诱导效应被削弱或消除的现象。该过程使植物恢复到需要重新进行春化才能开花的生理状态,其机制涉及春化相关基因表达的可逆调控。
拳卷胚珠|circinotropous ovule
拳卷胚珠是胚珠发育的一种特殊类型,其发育过程初期珠心位于中轴线上,因一侧生长较快而先形成倒生状态,之后胚珠继续弯曲,使珠孔再次转回向上。此类胚珠常见于白花丹科和仙人掌科植物。
绒毡层|tapetum
绒毡层是花药壁的最内层结构,由孢原细胞分裂产生的周缘细胞进一步分化形成,通常为一层细胞,少数植物具两层或多层,对花粉或小孢子的发育有重要作用。
柔荑花序|catkin
柔荑花序是一种无限花序,花序轴柔软,常下垂,其上着生多数无柄或具短柄的单性小花,通常无花被,开花顺序由花序轴基部向顶端依次开放,花后整个花序常一起脱落,常见于杨柳科等植物。
肉穗花序|spadix
肉穗花序是无限花序的一种,其花序轴膨大、肉质化,上面着生多数无柄的单性花或两性花。
三细胞型花粉粒|tricellular pollen grain
三细胞型花粉粒是指成熟时含有一个营养细胞和两个精细胞的花粉粒类型。它由单核小孢子经两次有丝分裂形成,第一次分裂产生营养细胞和生殖细胞,生殖细胞再分裂形成两个精细胞。这种花粉粒在传粉时即已具备雄配子,常见于多数被子植物。
伞房花序|corymb
伞房花序是无限花序的一种类型,花轴较短,各花花柄不等长,下部的花柄较长,上部的花柄渐短,使整个花序的花几乎排列在同一平面上,开花顺序由外向内。
伞形花序|umbel
伞形花序是一种无限花序,其花轴缩短,各小花的花梗近等长,均从花轴顶端生出,呈辐射状排列,形如张开的伞。开花顺序由花序外围向中心依次开放。
瘦果|achene
瘦果是一种闭果,由单心皮或多心皮雌蕊发育而成,内含一粒种子,成熟时果皮与种皮分离,果皮坚硬,不开裂。常见于菊科、蔷薇科等植物。
水媒|hydrophily
水媒是指水生被子植物借助水力进行传粉的方式。其特点与风媒传粉相似,花被简化,花粉数量较多且外壁简化,柱头表面积较大,以利于授粉。
孢子母细胞|spore mother cell
孢子母细胞是植物体内经减数分裂产生孢子的二倍体细胞,包括大孢子母细胞和小孢子母细胞。大孢子母细胞由胚珠珠心表皮下分化的孢原细胞发育而来,小孢子母细胞存在于花粉囊中。它们均进行减数分裂,分别形成单倍体的大孢子和小孢子,进而发育为雌、雄配子体。
不完全花|incomplete flower
不完全花指缺少花萼、花冠、雄蕊群或雌蕊群中任何一部分的花。根据花部组成的完整程度,花可分为完全花和不完全花。完全花具有花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群四部分,而不完全花则缺失其中一轮或多轮。常见的不完全花如柳树的单性花,既无花萼也无花冠。
雌蕊|pistil
雌蕊(pistil)是由心皮构成的、具有生殖作用的变态叶,通常由柱头、花柱和子房三部分组成。柱头位于顶端,接受花粉,其表面可为湿型或干型;花柱连接柱头与子房,为花粉管进入子房的通道并提供营养;子房是基部膨大部分,着生于花托上,由子房壁、子房室、胎座和胚珠组成,胚珠将来发育成胚囊并产生卵细胞。
单核细胞|monocyte
单核细胞是血液中的一种白细胞,参与先天免疫反应。它能进行变形运动,可从毛细血管壁钻出并迁移至受损或感染部位。进入组织后,单核细胞分化为巨噬细胞,可吞噬大量细菌和病毒,发挥防御功能。
单卵性双胎|monozygotic twins
单卵性双胎是由同一个受精卵在发育早期分裂成两个独立胚胎而形成的双胞胎。这类双胞胎遗传物质完全相同,因此性别相同,表型高度相似。
单性花|unisexual flower
单性花是指一朵花中仅具有雄蕊或仅具有雌蕊的花,缺少另一种性别的生殖器官。根据真花学说,单性花由两性花演化而来,属于次生、进化的特征。
萼片|sepal
萼片是组成花萼的基本单位,位于花的最外轮,一般呈绿色。其形态结构类似叶片,由表皮、叶肉和维管束构成,但栅栏组织和海绵组织的分化不明显。萼片主要功能是保护幼花,绿色的萼片还具有光合作用能力。萼片之间可分离(离萼)或连合(合萼),通常在花后脱落,也可宿存。
复果|multiple fruit
复果是由整个花序发育而成的果实,其肉质化部分主要由花序轴、花托等结构发育而来,如菠萝、无花果等。
核融合|nuclear fusion
核融合(nuclear fusion,亦称karyogamy)是有性生殖中两个单倍体核融合形成二倍体核的关键步骤。在接合菌(如黑根霉)中,不同交配型的配子囊接合后,核两两融合,形成二倍体接合孢子,完成核融合。该过程恢复了染色体的二倍体数目,为后续减数分裂和遗传重组提供了前提。
光周期现象|photoperiodism
光周期现象(photoperiodism)是生物长期适应昼夜变化格局而形成的对日照长度变化的反应方式,包括植物的开花、落叶、休眠以及动物的迁移、生殖、冬眠、换毛换羽等。在植物成花诱导中,暗期长度比光期更为重要,短日照植物需暗期长于临界夜长才能开花,长日照植物需暗期短于临界夜长才能开花。
果实|fruit
果实是被子植物特有的繁殖器官,通常由受精后雌蕊的子房发育形成,内含种子。果皮由子房壁发育而来,分为外果皮、中果皮和内果皮,有的果实还包含花托等花部结构参与。仅由子房发育而成的果实称真果,若花托、花萼等参与形成则为假果。不经受精也能形成单性结实的无籽果实。
花|flower
花是被子植物最重要的繁殖器官,是一种适应繁殖功能的变态短枝。典型的花由花柄、花托、花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群组成,各部分均是变态的叶。花的发生是植物从营养生长向生殖生长转变的结果,其各轮器官在特定部位和特定时间专一化形成,受ABC花器官决定模型调控。
花瓣|petal
花瓣是组成花冠的基本单位,位于花萼内轮,通常因含有色体和花青素而呈现鲜艳颜色,具有吸引传粉者的作用。花瓣可相互分离形成离瓣花,也可部分或全部合生形成合瓣花。其发育受AP3等基因调控,在花器官发生中于花萼原基之后形成。
花粉粒|pollen grain
花粉粒(pollen grain)是被子植物雄蕊花药中产生的雄配子体,由花粉母细胞减数分裂形成的小孢子经有丝分裂发育而成。小孢子经不均等分裂产生一个较大的营养细胞和一个较小的生殖细胞,成熟花粉粒即由这两个细胞构成(或生殖细胞已分裂为两个精细胞)。花粉粒是传粉和受精的载体,从花粉囊散出后借助媒介传递至柱头,完成受精过程。
嫁接|grafting
嫁接是一种人工营养繁殖技术,指将一株植物的一部分(接穗)接到另一株植物(砧木)上,使两者愈合生长成为一个新个体。嫁接可用于保留母体优良性状,也常用于实验研究,如通过嫁接实验证实开花刺激物质可在植株间传递。
聚合果|aggregate fruit
聚合果是由一朵花内多数离生心皮分别发育而成的小果,共同聚生于花托上形成的果实,例如木兰科的聚合蓇葖果。
胚囊|embryo sac
胚囊是发育于被子植物胚珠珠心内的雌配子体。它起源于大孢子母细胞经减数分裂产生的功能大孢子,随后经有丝分裂和细胞分化,形成成熟的七细胞八核结构。典型胚囊包含珠孔端的卵细胞和两个助细胞,合点端的三个反足细胞,以及中央的含两个极核(或次生核)的中央细胞。胚囊是被子植物有性生殖的关键结构,其中卵细胞受精后发育为胚,中央细胞受精后发育为胚乳。
双卵性双胎|dizygotic twins
双卵性双胎是由两个卵子分别与不同精子受精后发育而成的双胎,每个胎儿拥有独立的胎盘和胎膜,其遗传相似度与普通兄弟姐妹相同,性别可以相同或不同。
完全花|complete flower
完全花是指一朵花中花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群四部分俱全的花。这些结构均为变态叶,各自承担保护、吸引传粉者和生殖的功能。完全花具备完整的生殖器官,能进行正常的有性生殖过程。
雄蕊|stamen
雄蕊是花的雄性生殖器官,由花丝和花药两部分组成。花丝细长,支撑花药,结构简单,外层为角质化表皮,内为薄壁组织,中央有维管束。花药顶端膨大,多数具4个花粉囊,分左右两半,以药隔相连;花粉囊是花粉发育和贮藏的场所,成熟后同侧花粉囊连通,花粉散出,参与传粉。
种子|seed
种子是种子植物由胚珠发育而成的繁殖器官,通常由胚、胚乳和种皮组成。胚是种子的核心部分,包含胚根、胚轴、胚芽和子叶,萌发后分别形成根系和茎叶系统。胚乳贮藏淀粉、脂质和蛋白质等养料,供萌发时利用;种皮由珠被发育而来,起保护作用。种子常进入休眠以度过不良环境,在适宜的水分、温度和氧气等条件下开始萌发。
自体受精|self-fertilization
自体受精是指同一生物个体产生的雌、雄配子相互融合形成合子的有性生殖方式,常见于某些植物和低等动物。在植物中,自花传粉后完成自体受精;在动物中,如某些雌雄同体的种类,同一亲体产生的精子和卵细胞结合。这种生殖方式虽能保持亲本性状,但后代遗传变异较小,可能降低适应能力。
子叶|cotyledon
子叶是植物胚的重要组成部分,由胚顶端的子叶原基发育而来。胚由胚根、胚轴、胚芽和子叶四部分构成,其中双子叶植物通常具有两片子叶,单子叶植物仅有一片明显的子叶。子叶着生于胚轴上,介于胚根与胚芽之间,与胚轴直接相连。
柄下芽|subpetiolar bud
柄下芽是腋芽的一种特殊类型,位于叶柄基部下方并被叶柄覆盖保护,落叶后芽才显露,常见于悬铃木等植物。
苞片|bract
苞片是着生在花或花序基部的变态叶,主要功能是保护花芽或果实。它由叶变态形成,形态多样,如膜质或鳞片状。苞片对幼嫩的花器官起保护作用,有时参与果实的保护。
孢原细胞|archesporial cell
孢原细胞是植物生殖器官中分化出的原始细胞,在雄蕊花药内经平周分裂形成外侧的周缘细胞和内侧的造孢细胞,在胚珠珠心表皮下可直接发育为大孢子母细胞;该细胞体积较大,细胞质浓厚,细胞核大而明显。
胞果|utricle
胞果(utricle)是一种干果,果皮薄而疏松,呈囊状,成熟时不开裂,内含一粒种子,果皮与种皮分离,如藜科、苋科植物的果实。
胞芽|gemma
胞芽(gemma)是苔藓植物(如地钱)的一种多细胞营养繁殖结构,通常生于叶状体背面的胞芽杯中,成熟后脱落可直接萌发为新个体。
闭果|indehiscent fruit
闭果是干果的一种类型,果实成熟后果皮干燥而不开裂,种子包藏于果皮内,常含一粒种子,如瘦果、坚果、颖果等。
边缘胎座(式)|marginal placentation
边缘胎座(式)是单心皮雌蕊的一种胎座类型,由单个心皮边缘愈合形成,胚珠沿心皮的腹缝线成纵向排列着生,常见于豆科植物等。
侧膜胎座(式)|parietal placentation
侧膜胎座(式)是多心皮合生雌蕊的一种胎座类型,其特征是心皮边缘向内卷曲但在子房中央不愈合,形成一室子房,胚珠着生于相邻心皮腹缝线愈合处,胎座纵向分布于子房壁内侧。
长日照植物|long-day plant
长日照植物是需要日照长度超过临界日长,即暗期长度短于临界夜长才能开花的植物,又称短夜植物。其开花受光周期调控,暗期比光期更为重要。在暗期中用短时间光照打断暗期,可促进长日照植物开花。
成花启动|floral initiation
成花启动是指在成花诱导之后,茎尖分生组织中成花基因大量表达,进而分化出可辨认的花原基的过程。它是成花调节的关键步骤之一,标志着植物由营养生长向生殖生长转变的形态发生开端。
成花诱导|floral induction
成花诱导是指植物达到花熟状态后,在适宜外界环境(如光周期)刺激下,经特定部位感知、信号转导和基因表达,形成成花刺激物并运输至茎尖分生组织,诱导成花基因表达,实现从营养生长向生殖生长转变的过程。该过程依赖于前期花熟状态的达成和外界环境信号的触发,是成花调节的关键环节。
虫媒|entomophily
虫媒(entomophily)是指植物借助昆虫作为媒介进行传粉的方式。虫媒传粉是异花传粉的一种常见类型,其传粉效率易受温度、大风等环境因素影响,从而影响农业产量和品质。
抽薹|bolting
抽薹(bolting)是指莲座叶植物在长日照等环境条件诱导下,赤霉素促进节间快速伸长,使花茎从基生叶丛中抽出的现象。
雌花|female flower
雌花是仅具雌蕊的单性花,通常不具功能雄蕊。雌蕊由柱头、花柱和子房组成,柱头接受花粉,子房内的胚珠受精后发育成果实和种子。在榕属等植物中,雌花可分化出能育与不育(瘿花)类型,以适应传粉机制。
雌器苞|perichaetium
雌器苞是苔藓植物(尤其是藓类)中由特化的叶片或苞叶聚合形成的保护结构,包被于颈卵器群之外,主要起保护作用。它是藓类雌性生殖器官的重要组成部分,其形态结构常作为分类学上的参考特征。
雌蕊群|gynoecium
雌蕊群是被子植物花的重要组成部分,由一至多个心皮(具生殖作用的变态叶)发育而成的雌蕊集合,通常位于花的中央。其主要结构包括柱头、花柱和子房,柱头接受花粉,花柱为花粉管生长提供通道和营养,子房内着生胚珠并最终发育成果实和种子。
雌蕊植物|pistillate plant
雌蕊植物是被子植物的别称,指胚珠由心皮包裹形成子房、最终发育为果实的植物类群。其关键特征是具有真正的花和雌蕊,雌蕊通常由柱头、花柱和子房组成,心皮是构成雌蕊的基本单位。雌蕊植物是现代植物界中种类最多、进化水平最高的类群,与裸子植物相比在生殖结构和适应性上更为完善。
单孢型胚囊|monosporic embryo sac
单孢型胚囊(monosporic embryo sac)是被子植物中最常见的胚囊发育类型,又称蓼型胚囊。其发育始于大孢子母细胞减数分裂产生四个单倍体大孢子,其中近珠孔端的三个退化,仅合点端的一个功能大孢子继续发育。该功能大孢子(单核胚囊)经三次连续有丝分裂,形成七个细胞八个核的成熟雌配子体,包括珠孔端的卵细胞和两个助细胞、合点端的三个反足细胞,以及中央含两个极核的中央细胞。此类型因仅由一个孢子发育而来,故名单孢型。
单被花|monochlamydeous flower
单被花是指花被仅有一轮,且不能区分为花萼和花冠的花,通常用花程式中的P表示。这类花多为风媒传粉,如在真花学说中被认为是次生进化的特征。单被花的结构简化,适应风力传粉,减少花瓣等结构的阻碍。
蒴果|capsule
蒴果是由合生心皮雌蕊发育形成的干果,成熟时通常沿腹缝线或背缝线开裂,散出种子。其开裂方式多样,如纵裂、孔裂等,是许多植物类群(如锦葵科、茄科部分种类)的果实类型。
四强雄蕊|tetradynamous stamen
四强雄蕊是指一朵花中具有6枚雄蕊,其中4枚较长、2枚较短的结构类型,常见于十字花科植物如油菜、荠菜等,是花程式中雄蕊部分的重要特征。
宿存萼|persistent calyx
宿存萼是指某些植物在开花后花萼不脱落,直至果实成熟时仍然存在的现象。花萼由若干萼片组成,结构与叶片相似,绿色,具有保护幼花的作用,有时还可进行光合作用。常见于柿、番茄等植物。
穗状花序|spike
穗状花序(spike)是一种无限花序,其花序轴伸长,各小花无花柄,直接着生于花序轴上。开花顺序通常由花序轴基部向顶端陆续开放。常见于禾本科等植物,如小麦的复穗状花序即为穗状花序的复合形式。
胎座|placenta
胎座是雌蕊子房内着生胚珠的部位,通常位于子房内壁的腹缝线处。胚珠以珠柄着生于胎座上,胎座为胚珠提供着生位置和营养连接,是子房的重要组成部分。
特立中央胎座(式)|free central placentation
特立中央胎座是多心皮复雌蕊子房内的一种胎座式,子房一室,胚珠着生于中央直立的轴上,该轴与子房壁分离,不形成完整隔膜。
同型孢子|homospory
同型孢子是指植物产生的孢子形态和大小均相同,不分化成大孢子和小孢子的孢子类型。在蕨类植物中,如楔叶亚门的问荆,其孢子即为同型孢子,通常具弹丝等结构以辅助孢子散出。同型孢子萌发后一般形成两性或单性的配子体。
头状花序|capitulum
头状花序是无限花序的一种类型,花序轴极度缩短、膨大成扁平或凸起的盘状,上面密集着生多数无柄或近无柄的小花,外观如同一朵花。花序基部有总苞,起类似花萼的保护作用。常见于菊科植物,小花有筒状花和舌状花之分。
异花传粉|cross-pollination
异花传粉是指成熟花粉借助风、昆虫、鸟、水等媒介,从一朵花的花药传递到另一朵花柱头上的过程。它是被子植物传粉的主要形式,比自花传粉更普遍且相对更进化。异花传粉需要一定的传粉媒介,易受环境因素制约,但可通过人工辅助授粉加以弥补。
异配生殖|anisogamy
异配生殖(anisogamy/heterogamy)是一种有性生殖方式,指生物产生两种大小不同的配子,较小的为雄配子,较大的为雌配子,两者结合形成合子。这种生殖方式在低等藻类(如石莼)和多数动物中常见,是介于同配生殖与卵式生殖之间的进化阶段。
隐头花序|hypanthodium
隐头花序是无限花序的一种类型,其花序轴顶端膨大成肉质花托,并内陷为囊状结构,花单性,密生于花托内壁,花托顶端有开口,开口处常具多数苞片,常见于榕属植物。
颖果|caryopsis
颖果是禾本科植物特有的闭果类型,其果皮与种皮紧密结合,不易分离,如小麦、水稻的果实。果实由子房发育而来,内含一粒种子,胚乳发达,胚较小,果皮薄,成熟后常被误称为种子。
外珠被|outer integument
外珠被是胚珠中具双层珠被结构的外层组织,位于内珠被的外侧。它在内珠被发生后,由珠心基部细胞以同样的环状突起方式向上扩展形成,包围并保护内部珠心。在种子发育过程中,外珠被可发育成种皮的一部分,如大豆、蚕豆的种皮即由外珠被发育而来,起保护胚和胚乳的作用。
弯生胚珠|campylotropous ovule
弯生胚珠(amphitropous ovule)是胚珠的一种类型,指胚珠在发育过程中下部直立、上部弯曲,导致珠孔朝下,合点与珠孔通过珠心连成一条弧线,见于油菜等植物。
无被花|achlamydeous flower
无被花是指花被(花萼和花冠)完全缺失的花,因而仅由雌蕊和雄蕊组成,或为单性花。这类花通常风媒传粉,结构简化,如杨柳科植物的花。
无融合生殖|apomixis
无融合生殖是指不经过雌雄配子融合而产生胚和种子的生殖方式,其胚可由未受精的卵细胞或其他胚囊细胞直接发育而成,属于有性生殖的变态类型。
无限花序|indeterminate inflorescence
无限花序是开花期间花序轴可不断伸长并陆续产生新花的花序类型,其开花顺序由基部向顶端或由边缘向中央依次开放,属于向心式开放方式,包含总状、穗状、伞形等多种类型。
无性花|neutral flower
无性花(neutral flower)是指花中雌蕊和雄蕊均不育或完全退化的花,不能产生有功能的性细胞,因而不能进行有性生殖。这类花通常仅保留花被或退化结构,在花序中可能具有吸引传粉者等功能。无性花见于某些植物的花序边缘,如绣球花属的不育花。
有限花序|cymose inflorescence
有限花序又称聚伞花序,其特点是在开花期间花序轴顶端先开花,然后向下方或周围陆续开放,花序轴不再伸长。常见类型有二歧聚伞花序(花轴顶端开花后,下方两侧形成两个分枝,各分枝再依次开花和分枝)和多歧聚伞花序(顶花下方主轴分出三个以上分枝,各分枝形成小的聚伞花序)。
幼年期|juvenile stage
幼年期是指植物在达到花熟状态之前的生长发育阶段。此期间,即使给予适宜的外界环境条件,植物也不能成花,任何处理都无法诱导开花。幼年期的长短因植物种类而异,草本植物仅需几天或几周,而木本植物常需数年甚至数十年。
圆锥花序|panicle
圆锥花序是一种复总状花序,花序轴分枝,每个分枝又形成一总状花序,整体外形常呈圆锥状。开花顺序通常属于无限花序式,即下部分枝的花先开放,逐渐向顶端进行。常见于禾本科等植物,如玉米的雄花序。
造孢细胞|sporogenous cell
造孢细胞是孢原细胞经平周分裂产生的内侧子细胞,通常呈多角形,位于花药花粉囊内。它可通过几次有丝分裂产生更多造孢细胞,最后形成花粉母细胞;也可不经分裂直接发育为花粉母细胞,随后进入减数分裂产生小孢子。
造孢组织|sporogenous tissue
造孢组织是植物生殖器官中由造孢细胞构成的组织,直接与孢子的产生有关。在花药发育中,它来源于孢原细胞平周分裂所产生的内层造孢细胞,这些细胞经有丝分裂增殖后形成花粉母细胞。在苔藓植物如葫芦藓的孢蒴中,造孢组织(又称孢原组织)是产生孢子母细胞的场所,孢子母细胞减数分裂形成四分孢子。
向心花序|centripetal inflorescence
向心花序,即无限花序,是开花期间花序轴可不断伸长并产生新小花的花序类型,其开花顺序由花序轴基部向顶端或由缩短膨大的花序轴边缘向中间陆续开放,类似总状分枝。
直生胚珠|orthotropous ovule
直生胚珠是胚珠的一种类型,其各部分生长速度均匀一致,使胚珠能保持直立生长,珠孔、珠心和珠柄三者位于同一直线上。
中性花|neutral flower
中性花是指既无雄蕊又无雌蕊、或二者均退化不育的花,为一种无性花。这种花不能产生花粉或胚珠,不具备有性生殖功能,常见于某些花序的边缘部位,如菊科头状花序的舌状花,仅起吸引传粉者的作用。
中央细胞|central cell
中央细胞是胚囊(雌配子体)中央的一个大型细胞,由两个极核与周围的细胞质共同组成。在有些植物中,开花或受精前两个极核会融合形成一个二倍体的次生核。中央细胞是胚囊的关键组成部分,在后续双受精过程中与精子融合发育成胚乳。
中轴胎座|axile placentation
中轴胎座指在多心皮合生雌蕊中,各心皮边缘在子房中央愈合成中轴,子房被分隔为与心皮数相应的多室,胚珠着生于中轴上的胎座类型。
蝎尾状聚伞花序|scorpioid cyme
蝎尾状聚伞花序属于有限花序,花轴顶端先形成一朵花,而后仅在一侧下方陆续分枝并开花,花序轴常卷曲如蝎尾。
雄花|male flower
雄花(male flower)是仅具雄蕊群而无雌蕊群的单性花。雄蕊由花丝和花药组成,花药顶端的花粉囊是产生花粉粒的场所。雄花的功能是产生花粉,通过传粉过程将花粉传至雌花柱头,以实现受精。在被子植物中,雄花可单生或组成花序,常见于单性花同株或异株的类群,如壳斗科、榕属等。
雄蕊群|androecium
雄蕊群是一朵花中所有雄蕊的总称,位于花冠内轮,是花的雄性生殖部分。每个雄蕊由花丝和花药组成,花药通常具4个花粉囊,是产生花粉的场所,成熟后花粉散出以进行传粉。雄蕊群与花萼、花冠、雌蕊群等共同构成花的完整结构。
药室内壁|endothecium
药室内壁是花药壁的组成部分,由周缘细胞分裂分化而来,位于表皮内方、中层之外。通常为1层细胞,少数植物具2层或多层。
种脊|raphe
种脊是倒生胚珠发育形成的种子外部的纵行脊状突起,位于种脐与合点之间,由珠柄与珠被愈合而成,内含输导组织,是判断胚珠类型的重要形态特征。
种孔|micropyle
种孔是种子种皮上的小圆形孔,位于种脐一端,是种子萌发时胚根伸出的通道。
种皮|seed coat
种皮是由胚珠的珠被发育而来的保护结构,包被在胚和胚乳之外,起保护作用。若胚珠具单层珠被,则形成单层种皮;若具两层珠被,通常形成内种皮和外种皮,但有时仅一层珠被参与形成。成熟种皮的外层常分化为厚壁组织,内层分化为薄壁组织,中间层可分化为纤维、石细胞或薄壁细胞,部分植物种皮表面可衍生出种阜等结构。
种脐|hilum
种脐是种子成熟后从珠柄脱落时在种皮上留下的痕迹,通常呈深色斑痕,其一端常有一小圆形的种孔。
珠被|integument
珠被是胚珠的组成部分之一,由珠心基部细胞分裂产生的环状突起向上扩展形成,包围在珠心外侧,仅在前端留有一小孔称为珠孔。有的植物具一层珠被,有的则具内外两层珠被(内珠被和外珠被)。珠被在种子发育过程中将发育为种皮。
珠柄|funiculus
珠柄是胚珠的组成部分之一,由胚珠原基基部发育而成,为连接胚珠与胎座的柄状结构,使胚珠着生在子房内壁的胎座上。珠柄与珠被、珠心在合点处相连。在不同胚珠类型中,珠柄长短存在差异,如倒生胚珠的珠柄较长,导致胚珠发生180°扭转。
珠孔|micropyle
珠孔是胚珠中珠被在顶端未完全闭合而留下的一个小孔,是胚珠的组成部分之一。它由珠心基部的细胞分裂形成环状突起并向上包围珠心时在顶端所留。珠孔是花粉管进入胚珠的通路,与珠被、珠心、珠柄和合点共同构成胚珠的结构。
珠孔管|micropylar tube
珠孔管是某些裸子植物胚珠珠孔端延伸形成的管状结构,在传粉时有助于接收和引导花粉粒进入珠心。
珠心|nucellus
珠心是胚珠的重要组成部分,由胚珠原基的前端发育而来,是胚囊发育的场所。
助细胞|synergid
助细胞是成熟胚囊中位于珠孔端的两个细胞,与卵细胞共同组成卵器。助细胞具有丝状器结构,能吸引花粉管定向生长并引导其从丝状器基部进入胚囊。花粉管通常穿入一个助细胞后,其内容物和精子被释放,该助细胞随之退化,为受精过程提供条件。
自花传粉|self-pollination
自花传粉是指成熟花粉从花粉囊散出后,被传递到同一朵花的雌蕊柱头上的传粉方式。它是被子植物传粉的两种主要形式之一,在植物界中并不普遍,且是一种较为原始的传粉形式。
总状花序|raceme
总状花序是一种无限花序,花轴在开花期间可不断伸长并产生新的小花,开花顺序由花序轴基部向顶端依次开放。
坐果|fruit set
坐果是指植物完成授粉受精后,子房接受刺激并开始发育成果实的起始过程,也包括不经受精的单性结实;赤霉素等植物激素能促进坐果和单性结实,从而形成有籽或无籽果实。