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《植物繁殖生态学》PPT课件

花匠小妙招
2024-09-16 11:09

1、第二章植物繁殖生态学,第一节无性与有性繁殖第二节自交与异交第三节性别的合与分第四节雄性繁殖适合度第五节花部特征与传粉者的相互影响第六节生物传粉与被子植物的多样性,难点三：出现正相关，而不是预期的负相关解决：找出被掩盖的环境差异和资源总量差异,难点二：确定在什么时间来测量资源分配解决：选生长末期或成熟期,难点四：多性状比较时，如何确定关系(G/H) 解决：测定时间会影响权衡关系准确性(多次测量,2-1. 权衡关系测定中的五大难点及解决方法 4-1. 间歇性大量结实的几种假说,第一章植物生活史进化,难点一：确定哪种资源是真正起限制作用的资源解决：以“C”营养做为资源

2、测量标准（干重,难点五：非适应性变异的存在解决：尽量查找被自然选择遗漏变异,假说一：资源匹配假说假说二：传粉效率假说假说三：捕食者饱食假说,第二章植物繁殖生态学,章节重点 1-1. 无融合生殖的定义、类型及缺点 1-2. 有性繁殖的特征,经种子进行的无性繁殖配子体生殖、孢子体生殖、体细胞生殖优越基因无法避免有害基因的不断积累,第一节无性与有性繁殖,第二章植物繁殖生态学,章节重点 1-1. 无融合生殖的定义、类型及缺点 1-2. 有性繁殖的特征,经种子进行的无性繁殖配子体生殖、孢子体生殖、体细胞生殖优越基因无法避免有害基因的不断积累,花粉贴现：自体授粉消耗的花粉因失去异交机

3、会而导致的雄性适合度下降胚珠贴现：自体授粉的胚珠因近交衰退使后代生存和生育力下降而导致的雌性适合度下降,同型雌雄异位: 柱头探出式、柱头缩入式异型雌雄异位: 异长花柱、镜像花柱、卷曲花柱,复等位基因控制自交不亲和位点，并呈现多态位性，当受粉植物与授粉植物有相同等位基因时表现不亲和。配子体不亲和、孢子体不亲和,第一节无性与有性繁殖第二节自交与异交第三节性别的合与分第四节雄性繁殖适合度第五节花部特征与传粉者的相互影响第六节生物传粉与被子植物的多样性,卵细胞-胚,传统研究:与近交衰退有关的交配模式遗传学问题(种子) 近期研究:繁育系统和传粉行为(访花行为/传粉过程)的结

4、合自交？异交？异交花粉来源？(花粉利用率0.07-1%) 分子生物学技术,生活史进化：生长、维持和繁殖之间的资源分配问题繁殖生态学：有性繁殖过程及生态学影响繁殖是进化过程的中心，也是研究任何进化的关键植物固着生长媒介传粉依赖繁育系统 1.种群是无性繁殖还是有性繁殖的 2.有性繁殖中花的性别特征(性系统) 是什么 3.影响植物自交或异交的花部性状有哪些,第一节无性与有性繁殖无性繁殖：营养繁殖无融合繁殖,1.无融合生殖 2.有性繁殖专性无融合植物存在雄性结构无融合源于有性繁殖无融合生殖缺点：优越基因无法“摆脱”有害基因不断积累专性极少见无融合生殖常见植物：菊科、禾本科、蔷薇科

5、风或昆虫泛化传粉温带或草原分布单种子结实,另一种营养生长方式,经种子进行的无性繁殖(胚囊胚种子,1.孢子体生殖: 二倍孢子体胚囊不减数分裂,2.配子体生殖: 二倍配子体卵细胞未受精雄性配子(花粉,3.体细胞生殖: 珠心或珠被,第二章植物繁殖生态学,第二章植物繁殖生态学,第一节无性与有性繁殖,1.无融合生殖 2.有性繁殖最重要的特征： 1.通过配子体的有性融合、染色体分离、等位基因重组等产生了遗传变异 2.允许基因迁移，从而使得成功的突变能在世代间、种群间以及种群内运动、扩散 3.可以克服米勒棘齿效应(有害突变积累)，打破基因连锁不平衡，使受精卵免受病毒侵染,为有性系提

6、供进化潜能,但有能源浪费,有性孢子繁殖和种子繁殖,章节重点 2-1. 植物繁殖的各种花部机制及适应意义 2-2. 花粉贴现和胚珠贴现 2-3. 种群内雌雄异位类型 2-4. 自交不亲和的机制和类型 2-5. 自交的遗传学后果,第二章植物繁殖生态学,第二节自交与异交,胚珠贴现：自体授粉的胚珠因近交衰退使后代生存和生育力下降而导致的雌性适合度下降,机制(适应意义)：避免自交、避免雌雄干扰双方面雌雄空间分离不能太大影响传粉者访花、降低异交,豌豆花,第二节自交与异交自交：雌雄同体生物的自体受精。自花授粉、同株异花授粉,第二章植物繁殖生态学,1.影响植物繁殖格局的各种花部机制,一)同株异

7、花授粉-雌雄异位取决:传粉者的觅食行为(与访花数量正相关) 同株同时开放的花朵数量(饱和效应内与数量正相关) 种群内开花个体的密度(负相关) 代价:花粉输出下降的雄性适合度降低(花粉贴现) 干扰结实产生的雌性适合度降低(近交衰退/胚珠贴现) 花粉贴现：自体授粉消耗的花粉因失去异交机会而导致的雄性适合度下降自然选择压力增加,被子植物两性(完全)花；很多自交亲和-潜在的自交者但完全自交的植物很少，即使是闭花授粉,二)时间上的性别分离-雌雄异熟,Bertin 密度低传染病少, 暴食影响小,第七节结语花-被子植物繁殖器官-相对最高变异性林奈：以植物性器官变异作为分类基础达尔文：三部动植

8、物繁殖生物学巨著 Fisher：种群遗传学,植物进化生物学研究热点：种子植物中被子植物为什么有如此多种(100倍,第二章植物繁殖生态学,第六节生物传粉与被子植物的多样性,其它观点：被子植物更成功的原因生长型、生境类型、资源利用方式、繁殖类型繁育系统等五方面具有更大的可塑性,附录传粉媒介与传粉综合征,第二章植物繁殖生态学,章节重点 1. 传粉媒介、泛化传粉、特化传粉、传粉综合征 2. 风媒植物的形态学特点 3. 生物传粉植物的形态学特点,生物传粉植物形态学适应：花的大部分构造都是为了吸引传粉者，花粉量小，个体大花粉外壁有雕纹或粘性(成块) 雄蕊有特定位置，而不是暴露在风中,二

9、、生物媒介(蜂、蝶、蛾、蝇、其它昆虫、鸟、蝙蝠) 泛化传粉: 植物能吸引多种不同的传粉者(伞形科) 特化传粉: 植物只有单一的传粉者,一、非生物媒介(风、水) 1.风媒：非生物传粉的重要类型(禾本科、莎草科，裸子植物) 特点：不具方向性，效率低下风媒植物形态学适应：花粉粒小但量大, 干燥时开放花粉粒光滑且无粘性花丝长,花柱大而分叉,被片退化绿/暗褐/微红色苞片和花被片花位于叶冠层上方且先花后叶,附录传粉媒介与传粉综合征,传粉媒介:帮助植物传播花粉的生物或非生物体,2.水媒：非生物传粉中罕见的类型(少数水生植物) 多为静水，花粉漂浮于水面，雌花挺出受粉,优势: 在多种生境中生存，缺少

10、传粉者时仍可生存问题: 需要面对大量的其它物种花粉, 存在干扰,优势: 传粉机制精巧甚至奇异，但非常有效问题: 需要与传粉者同时出现(共生关系,苦草属植物，整个雄花浮在水上雌花低于水面，形成下凹,花蜜: 糖液, 植物在叶、茎或其它非花部位也有密腺针对性：对传粉者是鸡尾酒，对其它可能是毒药产量是关键因子：多-采蜜者不会访问其它植物小-采蜜者拒绝访问(效率) 浓度差：鸟类传粉-稀(20-30%)，便于鸟类取食蜂类传粉-稠，蜂自己能稀释,脂肪油(甘油脂): 雌蜂采集，和花粉混在一起喂幼虫雌蜂腿上有特化的绒毛-收集、运输并临时存储,花粉: 营养物质丰富均衡(蛋白/淀粉/糖/脂/矿质/抗

11、氧化剂/维生素) 花粉产量非常高，满足传粉者的食用为减少损失，有些植物在同一花内产生两类花粉,三、传粉者的报酬和诱物 (形式多样-动物的不同感知) 天下没有免费的午餐，对植物也是一样,还有热量、饲养场所、逆境保护等,鸭跖草-特殊报酬，雄蕊6，后3枚退化，前3枚发育；以鲜黄色的乳汁替代花粉,七叶树-花蜜浓度70,诱物: 颜色、大小、形状和气味花色-植物叶泡中的色素花色素苷(蓝色-红色) 黄酮(乳白-黄色) 叶绿素(绿色) 胡萝卜素(橙色-黄色,气味：许多传粉者嗅觉很敏感特化传粉,花恒定性: 传粉者仅对一个植物种的花表现出的忠诚度对于植物：避免把花粉浪费在其它物种上对于传粉者: 能以最大效

12、率和速度在植物的花上觅食,第二章植物繁殖生态学,第二章植物繁殖生态学,附录传粉媒介与传粉综合征,传粉媒介:帮助植物传播花粉的生物或非生物体,传粉综合征: 植物花适应传粉者而分化的不同特征组 (一)蜂类传粉（蜜蜂和熊蜂-传粉者中的高智商者）蜜蜂：10万朵花/天只， 29公斤花粉/年只蜂媒花的特点；白天开放，薄荷香味，以花蜜或花粉为报酬不会是红色(蜂三色视觉-绿/蓝/紫外) 以宽阔的下缘为蜂类提供着陆平台(两侧对称) 花粉粒有粘性，有刺或雕纹，便于附着,二)蝴蝶传粉蝴蝶取食时喜欢停住不动蝶媒花的特点；白天开放，花蜜丰富，具细长的管或距花红色或白色 (蝶感知光谱很宽) 以平顶

13、花序为蝶类提供落下和走动的平台,三)鸟类传粉食蜜鸟高度特化，几乎不取食其他食物鸟媒花的特点；全天开放，花蜜量很高没有气味，花冠管状较坚硬颜色丰富，以红色为主雄蕊数量众多，伸出花外，花粉囊多爆破式,四)蝇类和甲虫传粉食腐性，无进化适应-被骗者访花的目的：食物、产卵蝇媒花的特点；花色暗淡，花很大且敞开(栅栏) 具有独特的腐烂腥臭等难闻气味,五)蚂蚁传粉一直被认为是盗蜜/粉者与花共生关系蚁媒花的特点；花小，蜜腺小(表现出最小限度的视觉吸引力) 花粉粘性很小，不会引起蚂蚁的自我清洁生境干热，群聚着生,六)胡蜂传粉很大且高度特化的类群，攻击蜂蝶典型；榕树和榕小蜂,七)蛾

14、类传粉天蛾也是飞行中取食，食量较大-特化蛾媒花的特点；夜间开放，非常芬芳，雪白或浅色、短冠筒,八)蝙蝠传粉传粉蝙蝠-花朵动物，色盲，嗅觉灵敏花的特点；宽口钟型、大而强健、花色单调,章节重点 1-1. 无融合生殖的定义、类型及缺点 1-2. 有性繁殖的特征 2-1. 植物繁殖的各种花部机制及适应意义 2-2. 花粉贴现和胚珠贴现 2-3. 种群内雌雄异位类型 2-4. 自交不亲和的机制和类型 2-5. 自交的遗传学后果,章节重点 3-1.植物的性系统 3-2.为什么植物存在雌雄同体 3-3.性二态的进化途径及原因 3-4.雄全同株植物的优点 3-5.雌全同株的选择优势,章节重点 4-1. 雄性适合度 4-2. 雄性资源投入有哪些 4-3. 评估雌雄繁殖成效的考查内容,第二章植物繁殖生态学,章节重点 5-1. 植物花部特征包括哪些 5-2. 花部设计与传粉者觅食行为的协同进化,章节重点 1.泛化传粉、特化传粉 2.风媒植物的形态学特点 3.评生物传粉植物的形态学