植物有性生殖
| 植物有性生殖 |
 |
|
中文名:植物有性生殖 外文名:Sexual reproduction of plants 生理過程:開花、 代表植物:苔蘚 |
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，無性繁殖占據絕對優勢，有性生殖只是產生休眠體時才啟用，而在高等植物那裡，有性生殖占據了絕對的優勢 。 [1]
目錄
植物有性生殖過程
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。植物開花後，雄蕊花葯中的花粉通過不同途徑傳送到雌蕊柱頭上的過程。 2）傳粉：傳粉分為兩種——自花傳粉是指同一朵花的雄蕊花葯中的花粉傳給同一朵花的雌蕊，異花傳粉是指一朵花的雄蕊花葯中花粉傳給另一朵花的雌蕊子房。 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後，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。 4）發育：受精作用完成後，花萼、花冠、雄蕊以及雌蕊的柱頭和花柱一般都會逐漸凋落，只有雌蕊的子房發育成果實。
植物有性生殖苔蘚
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，即胞芽成熟後從植物體上脫落，遇到適當條件便可長成新的配子體。
苔蘚類在種群擴增方面，單倍體的孢子占據絕對優勢，它們發育出一種稱為「原絲體」的植物體，再分化出性器官（雌性同株或異株），精子和卵受精後產生雙倍體的孢子體，在莢膜內經過較長時間的發育成熟後，通過減數分裂產生單倍體的孢子，孢子釋放後（不經有性融合）又長出新的植物體，起到一種無性繁殖器官的作用。 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後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。
與低等植物衣藻（只有當不良的環境條件來臨時才通過有性融合產生厚壁孢子）相比，苔蘚的有性生殖固化成了生活史中的一個環節，雖然無性生殖（通過單倍體孢子、胞芽發育成新個體）仍然占據優勢。 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，分布的氣候從熱帶到北極，附着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。
植物有性生殖蕨類
蕨類比苔蘚更進化一些，雖然也偏好生長於陰濕環境中，亦有居住在高海拔的山區、乾燥的沙漠岩地、水裡或原野等地區的物種。地質歷史上，蕨類繁盛於石炭紀，植株高大曾達20-30m。 蕨類生活史具有二個特點：1）孢子體發達，配子體弱小，但是都能獨立生活；2）單倍體孢子（不經有性融合）發育成小的配子體（起到無性繁殖器官的作用），而受精卵發育成較大的孢子體。從苔癬到蕨類的進化特徵是植物體從配子體占絕對優勢轉變到孢子體占絕對優勢。 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。
植物有性生殖種子植物
裸子植物的生活史和有性生殖 種子植物也稱為高等維管植物，包括裸子植物和被子植物兩類，它們進化出了開花、傳粉、受精和種子形成等特有的生活史。為了實現兩性配子的融合（受精），成熟的花粉從雄蕊花葯或小孢子囊中散出後，依靠「中間媒介」傳送到雌蕊柱頭或胚珠上，這種媒介可以是無生命的（如風或水），也可以是有生命的（如昆蟲或蜂鳥等）。大多數傳粉植物不再以水為媒介而受精，這對適應陸生環境具有重大意義。
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着，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 特別需要指出的是，最高等的植物—種子植物通過有性生殖形成的受精卵被保護在種子裡，具備了長期休眠的潛能，可以顯著地延長物種的生存幾率：有些植物的種子可以存活上千年甚至更長，譬如，在遼寧普藍店的干河床中發現的蓮 (Nelumbo nucifera Gaextn), 經C同位素測定表明其壽命為（1024±210）年，依然能夠成功萌發（Ohga 1923, Shen-Miller et al. 1995）。
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。