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胚发生与种子的形成

胚発生と種子の形成

VIII 植物の成長と環境応答 / 胚発生VIII 植物の成長と環境応答 / 種子の形成
一句话结论

受精卵 → 胚(子叶・胚芽・胚轴・胚根,2n);胚乳核 → 胚乳(3n);珠被 → 种皮;胚珠 → 种子;子房壁 → 果皮;子房 → 果实。种皮与果皮是母本自己的组织,基因型与母本相同。

把一粒泡软的蚕豆掰开,两片肥厚的子叶中间夹着小小的胚芽和胚根——那已经是一株缩小的植物。米饭的情形不同:你吃下去的白色部分几乎全是胚乳,胚只是米粒一端的小点。同样是种子,养分存放的位置不同,背后是胚发生过程中胚乳去留的差别。

为什么是这样

受精卵的第一次分裂就是不均等的:靠珠孔一侧的细胞反复分裂形成胚柄,把胚推向胚乳一侧并输送养分;另一侧的细胞发育成胚球,胚本体全部由它而来。以荠菜(ナズナ)为例,胚依次经过球形胚、心形胚、鱼雷形胚,逐步分化出子叶、胚芽(幼芽)、胚轴和胚根(幼根)。胚柄完成任务后退化,不进入幼植物。

在这一过程中,胚的上下两端确定了将来持续分裂的顶端分裂组织:胚芽中的茎顶分裂组织和胚根中的根端分裂组织。种子萌发后植物能不断长出新叶、新根,靠的就是这两处在胚里早已定下的位置——胚发生的关键结果是确立了「茎—根」的体轴。

胚珠周围同步变化:胚乳核反复分裂形成胚乳,积累淀粉等养分;包住胚珠的珠被变成种皮;整个胚珠成为种子,子房壁发育成果皮,子房成为果实。若胚乳的养分在种子成熟前被胚吸收、转存进子叶,得到无胚乳种子(豌豆、大豆、荠菜);胚乳保留到成熟的是有胚乳种子(水稻、小麦、玉米、柿)。最后种子脱水,在脱落酸作用下进入休眠,可以长期保存。

荠菜胚发生:球形胚、心形胚、鱼雷形胚胚球胚柄子叶胚轴胚柄茎顶根端球形胚心形胚鱼雷形胚看点:幼植物全部来自胚球;胚柄只起支撑与输送作用,之后退化。

定量表达

这一节能定量的是各部分的核相与基因来源。把一粒种子拆开:胚(子叶、胚芽、胚轴、胚根)来自受精卵,2n;胚乳来自胚乳核,3n;种皮来自珠被,果皮来自子房壁,它们都是母本自己的体细胞组织,2n,而且基因型与母本完全相同,不含父本的基因。

于是同一粒种子里同时有三种基因型。母本 AA、父本 aa 杂交时:种皮和果皮 AA,胚 Aa,胚乳 AAa。题目若问「下一代植株的性状」,看胚;若问「当年结出的种子的种皮颜色」,看母本;若问胚乳的性状(例如玉米籽粒的糯性),则按 3n 的组合分析,母本占两份。

怎么用

判断一个结构的核相和基因型,先问它是由哪个细胞发育来的,不要看它在种子里的位置。种皮紧贴胚乳,却和胚乳毫无关系,它是母本珠被的延续;子叶是胚的一部分,即使在无胚乳种子里承担了储藏功能,核相仍是 2n。

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