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配子形成与双受精

被子植物の配偶子形成と重複受精

VIII 植物の成長と環境応答 / 配偶子形成VIII 植物の成長と環境応答 / 重複受精
一句话结论

1 个花粉母细胞经减数分裂得 4 粒花粉,每粒最终带 2 个精细胞;1 个胚囊母细胞只得 1 个胚囊(7 个细胞、8 个核)。双受精中,精细胞+卵细胞 → 受精卵(2n)→ 胚;精细胞+中央细胞(2 个极核)→ 胚乳核(3n)→ 胚乳。

一粒豌豆几乎全是胚,一粒米却大部分是胚乳——胚是下一代植物本身,胚乳是给它的口粮。这两样都要靠受精才能形成:被子植物每次受精其实发生两次,一个精细胞造出胚,另一个精细胞造出胚乳。数清花粉和胚珠里各有哪些细胞、各带几套染色体,是这一章计数题的起点。

为什么是这样

雄蕊的花药(葯)里有花粉母细胞(2n)。每个花粉母细胞经减数分裂产生 4 个细胞,排成花粉四分子,每个都发育成一粒花粉(n)。花粉里的核再进行一次不均等的体细胞分裂:小的是雄原细胞,被包在大的花粉管细胞里。花粉落到柱头上萌发出花粉管,雄原细胞再分裂一次,形成 2 个精细胞。所以一根花粉管里有 1 个花粉管核和 2 个精细胞,都是 n。

雌蕊子房里的胚珠中有胚囊母细胞(2n)。它经减数分裂得到 4 个细胞,但其中 3 个退化,只留下 1 个胚囊细胞(n)。胚囊细胞连续进行 3 次核分裂得到 8 个核,再分隔成胚囊(胚のう):靠珠孔一端是 1 个卵细胞和 2 个助细胞,对侧是 3 个反足细胞,中间是含 2 个极核的大中央细胞。8 核却只有 7 个细胞,是因为两个极核共处一个中央细胞。

花粉管穿过花柱,从珠孔进入胚珠,助细胞分泌的引诱物质(如ルアー)把它引向胚囊。两个精细胞分工:一个与卵细胞结合成受精卵(2n),发育成胚;另一个与中央细胞结合,形成 3n 的胚乳核,发育成胚乳。这叫双受精(重複受精),是被子植物特有的。裸子植物没有双受精,它的胚乳在受精前就由雌配子体形成,是 n。

花粉与胚囊的形成:细胞数与核相雄性:花药中形成花粉花粉母细胞2n花粉四分子减数分裂 1→4花粉(n)雄原+花粉管细胞精细胞 ×2+花粉管核雌性:胚珠中形成胚囊胚囊母细胞2n胚囊细胞(n)4个中3个退化8 个核(n)3 次核分裂胚囊 7 细胞卵1 助2 反足3中央1(极核2)看点:雄性 1 个母细胞得 4 粒花粉,每粒 2 个精细胞;雌性 1 个母细胞只得 1 个胚囊。母细胞之后的细胞都是 n。

定量表达

这一节的定量内容是细胞数与核相:1 个花粉母细胞 → 4 粒花粉 → 8 个精细胞;1 个胚囊母细胞 → 1 个胚囊 → 1 个卵细胞。减数分裂之后的核分裂次数:花粉一侧再 2 次(花粉内 1 次、雄原细胞 1 次),胚囊一侧再 3 次。胚囊里的 8 个核由同一个胚囊细胞经体细胞分裂而来,基因型完全相同。

核相上,配子体里的细胞都是 n,受精卵 n+n=2n,胚乳 n+n+n=3n(两个极核加一个精细胞)。例如豌豆 2n=14,则精细胞、卵细胞、助细胞、反足细胞、花粉管核都是 7 条染色体,胚的细胞 14 条,胚乳细胞 21 条。基因型也做同样的加法:母本 aa、父本 AA 时,胚是 Aa,胚乳是 Aaa——母本贡献两份。

怎么用

常见问法是给出染色体数或基因型,问某个细胞的情况。先判断这个细胞由几个配子核合成,再算数:花粉、胚囊里的细胞是 n;受精卵与胚是 n+n;胚乳是 n+n+n,其中两份来自母本。第一步分对,后面都是加法。

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