植物有性生殖
植物有性生殖
植物有性生殖是指由親代產生生殖細胞,通過兩性生殖細胞的結合,成為受精卵,進而發育成新個體的生殖方式。被子植物所特有的有性生殖方式是雙受精現象。植物的有性生殖及生活史的演化迎合了陸生化和以大型化為主的多樣化的生態需求,脫離了水限制的種子植物其休眠與抗逆性得以大幅提升,特別是主要依賴蟲媒傳粉的顯花植物獲得了空前的繁榮。在一些低等植物中,無性繁殖佔據絕對優勢,有性生殖只是產生休眠體時才啟用,而在高等植物那裡,有性生殖佔據了絕對的優勢。
植物的有性生殖分為四個生理過程:開花、傳粉、受精和發育。
1)開花:開花就是組成花冠的花瓣開放的過程。植物開花后,雄蕊花藥中的花粉通過不同途徑傳送到雌蕊柱頭上的過程。
3)受精:植物的精子與卵細胞結合成受精卵的過程。多媒體展示植物的有性生殖和發育過程。先展示子房的結構。然後展示受精卵形成:當花粉管從珠孔進入胚珠后,末端破裂,精子釋放出來,一個精子與卵細胞結合,成為受精卵。另一個精子與極核結合形成受精極核。
苔蘚在高等植物中是最原始的類群,生長在潮濕環境中。有些苔蘚具有一種特殊的營養繁殖方式:葉子或支條表面可以產生胞芽杯,它們可不經由受精過程產生新的植物,即胞芽成熟后從植物體上脫落,遇到適當條件便可長成新的配子體。
苔蘚的生活史和有性生殖
苔蘚類生活史具有二個特點:1)配子體較發達,孢子體寄生於配子體;2)發育成新個體的是單倍體孢子。苔蘚在有性方面已經非常接近種子植物了,受精卵在能起到保護作用的頸卵器中發育,只是再需要通過減數分裂產生單倍體孢子,進行擴散,長出單倍體的植株。苔蘚顯示了一個減數分裂后並不立即受精的例子,在這種情況下,配子繼續進行分裂,產生出全由單倍體細胞組成的個體。
苔蘚能通過分泌酸性物質來風化岩石,因此能生活於裸露的石面、沙磧、荒漠、凍原等嚴酷的自然環境,苔蘚死亡殘體的堆積,可為其它高等植物的侵入創造條件。苔蘚具有極強的適應性,分佈的氣候從熱帶到北極,附著的基質從潮濕的樹皮到裸露的岩面。藍藻、地衣和苔蘚是植物界的主要石荒者,是原生演替的先鋒類群。
蕨類的生活史和有性生殖
與苔蘚一樣,蕨類的受精卵也在能起到保護作用的頸卵器中發育,也主要是通過減數分裂產生單倍體孢子,進行擴散,長出單倍體的植株。
與苔蘚相比,蕨類植物體已明顯增大,受精卵從微小的孢子向更大型的種子的演化似乎是一種必然,有性生殖也是固化在生活史中的一個更為重要的環節,因為2倍的孢子體在生活史中的作用似乎變得更為重要。
裸子植物的生活史和有性生殖
種子是一種高度特化的休眠體。它由胚、胚乳和種皮三部分組成,分別由受精卵(合子)、受精的極核和珠被發育而成。裸子植物的種子裸露著,外層無果皮包被,而被子植物的種子外層有果皮包被,因此比裸子植物對種子的保護更為精細。
被子植物的生活史和有性生殖
有意思的是,在苔蘚和蕨類那裡看到的從單倍體的孢子直接生長出植物體的無性生殖方式在被子植物中已不復存在,取而代之的無性繁殖方式則是營養繁殖。