精子与极核融合是受精吗

精子与极核融合是受精吗 性生殖的基本部分和一个重要特征, 受精卵进一步发育 合成活动较低, 卵细胞具有极性, 胚囊亦具有极性特征。 成 1 个新个体。 被子植物的受精作用过程中, 两个精子 中央细胞高度液泡化, 两核或相互靠近, 或融合成次生 进入胚囊后, 1 个精子与卵细胞融合形成受精卵并发育 核, 位于中央, 常通过胞间连丝与卵细胞、助细胞和反足 () 成胚, 另 1 个精子与极核 或中央细胞融合形成三倍体 细胞相联系, 细胞质丰富, 合成活动强烈, 质体常含淀 (的初生胚乳核而形成胚乳, 这种现象叫做双受精 粉, 核糖体单个或集合成小的多核糖体, 线粒体、内质网 dou2 ) 是被子植物特有的一种受精现象, 为 及高尔基体丰富并产生大量的小泡。 在自然状态下, 只 , b le fe r t iliza t ion () 俄国生物学家纳瓦申 在 1898 年发现的。双有卵细胞和中央细胞能够与精子融合, 而助细胞和反足 N aw a sch in () 细胞具有特殊功能, 不具备与精子融合的能力。受精现象也会在一些裸子植物 麻黄属中见到, 此属植 () 物的 1 个精子与卵细胞融合, 另 1 个精子与腹沟细胞融 2 卵细胞、极核 或中央细胞与精子融合后的发育合。 不管怎样, 自然状态下精子与极核或腹沟细胞融合 精子与卵细胞融合后形成受精卵, 通常经过非对称 的横向分裂产生一大一小两个具有不同细胞质的细胞, 的产物不会发育成 1 个新个体。 关于受精和双受精的 概念长期以来已经广泛被人 小的靠近合点端的顶细胞发育成胚, 大的靠近珠孔端的们接受和认可, 并无异议。 这次本人在指导毕业生进行 基细胞发育成胚柄, 并在适宜的环境下发育成新一代独 教 学实习过程中, 对学生依据初中《生物》教材第一册 立生活的孢子体。而精子与极核或中央细胞融合后形成 ( ) 上第 84 页概念提出的“精子与卵细胞融合的现象叫 三倍体的初生胚乳核, 通常进行有丝分裂, 分裂不具极 受精, 极核不是卵细胞, 为什么精子与极核融合也叫做 性, 发育成一种特殊的营养组织胚乳或早期被胚吸收而 受精? 受精卵能发育成胚, 精子与极核融合为什么只能 不复存在, 不能形成 1 个新的个体。 形成胚乳? ”的问题无法立即解答, 特以此文谈一下个人 精子与极核融合过程中, 通常是 1 个精子与 2 个极 看法。核融合, 亦有 1 个精子与 1 个极核融合的现象, 形成的 胚乳是二倍体的。 另外, 有的极核两个倍性不相同, 所 1 卵细胞与极核的来源 以, 形成的初生胚乳核的倍性有二倍、三倍、五倍甚至是 卵细胞和极核都来源于大孢子母细胞。大孢子母细 胞或直接来源于珠心组织近珠孔端表皮下分化的孢原 九倍的。胚乳的主要功能是为胚的发育提供营养。在胚 细胞, 或由孢原细胞经平周分裂变成 1 个周缘细胞和 1的发育过程中, 胚乳对胚的发育也起到重要作用。 受精 个造孢细胞, 由造孢细胞起大孢子母细胞的作用。 大孢 后胚乳总是先于胚发育, 为幼胚发育创造条件; 胚乳发 子母细胞经减数分裂形成 4 个单倍体的大孢子, 第 1 次 育异常导致胚败育, 缺少胚乳的种子常常存在特殊的结 () 分裂和第 2 次分裂都形成横的分隔壁, 此 4 个大孢子成 构 如兰科植物大的胚柄吸器代替胚乳的作用。胚乳特 一直线排列。 通常只有合点端的 1 个大孢子起作用, 其 异基因通过调控胚乳发育影响胚的大小和形态。胚和胚 余 3 个退化。 功能大孢子首先体积增大, 与此同时出现 乳发育是相互依赖、互为共存的, 胚发育特异基因和胚 液泡, 接着连续发生 3 次分裂。 第 1 次分裂后形成的 2 乳发育调节基因可能通过一种互作达到协调状态, 共同 调节胚的发育。个核分别移至两极, 此 2 核各进行 2 次分裂, 在靠近珠 胚乳细胞是否具有分化能力? 在自然状态下, 从未 孔端有 4 个核, 在合点端也有 4 个核, 8 个核处于共同 的细胞质中。随着核分裂的进行, 胚囊显著地扩大, 特别 见过胚乳发生器官分化并发育成 1 个新的植物体。在大 量胚乳组织培养中, 有的仅能形成愈伤组织, 有的能达 在长轴方向上, 接着在核之间形成细胞壁和构成细胞。 到器官分化, 而能形成植株的只有罗氏核实木、大麦、水 在珠孔端, 1 个核成为卵细胞, 另 2 个核成为助细胞, 三 者合称为卵器。 合点端的 3 个细胞是反足细胞, 珠孔端 稻、苹果、柚、橙和马铃薯等。 这说明胚乳这种特殊组织 与合点端各有 1 个核移向中央, 组成含有 2 个极核的中 同样具有一般植物细胞的全能性。 但是, 胚乳培养的细 央细胞或 2 个极核紧靠在一起。 胞学研究说明三倍体的胚乳再生的愈伤组织或植株不 尽管胚囊中的 7 个细胞或 8 个核都是由大孢子经一定是原来的倍性, 试图通过胚乳培养物获得三倍体植 有丝分裂形成的, 但很明显经过了形态、结构和生理上 株也是困难的, 仅有罗氏核实木和柚。 这说明受精卵和 的特化过程。 成熟卵细胞近乎洋梨形, 珠孔端液泡化明 初生胚乳核在生理、功能和发育方向上有明显的差异。 显, 具单个中央液泡, 细胞核位于富含细胞质的合点端,由于胚乳细胞的非整倍性, 它们常出现各种不正规 生 物 学 通 报 2001 年第 36 卷第 3 期 — 5 — () , 胚乳培养还受胚乳发育时期和胚的存在的 。 另外 卵细胞、精子与极核 或中央细胞的双融合现象。。若能分析胚乳发育过程中胚乳倍性变化及生理生 4 参考文献 1 王 伏 雄, 胡 玉 熹. 植 物 学 名 词 解 释. 北 京: 科 学 出 版 社, 化与分化的关系, 或分离两极核让其中 1 个体外受 1982, 134—136.或分离中央细胞后去掉 1 个极核再让其与精子融 2 胡适宜. 被子植物胚胎学. 北京: 人民教育出版社, 1982,看其能否发育成完整植物体及发育的难易程度, 不 80—194. 进一步证明极核的特化程度, 而且在生产上也具有 3 许智宏, 刘春明. 植物发育的分子机理. 北京: 科学出版 意义。社, 1998, 23—68. 讨论 ( ) 4 余叔文, 汤章城. 植物生理与分子生物学 第二版. 北京:从概念上讲, 既然了精子与卵细胞融合形成受 科学出版社, 1998, 579—609.的过程叫受精, 尽管极核与卵细胞都是由大孢子经 5 华志明等. 从合子到种子—— 胚胎发生的基因调控. 植物 分裂形成的, 但是极核毕竟不是卵细胞, 且彼此在 ( ) 生理学通讯, 1999, 35 4: 337—344. 过程中经过了特化过程, 形态、结构、生理、功能和 () BW 方向上有了明显的差异, 精子与极核融合形成初生 生长素对植物不同器官的影响 ( )宋廷杰 宜阳县寻村高级中学 河南宜阳 471611 () 高中生物 全一册必修第 122 页, 解释植物的向光 , 植物的顶部茎芽产生的生长素向下极性运输, 的浓度 大量地积累在侧芽部位; 侧芽的生长素浓度升高超过芽 说:“光线能够使生长素在背光一侧比向光一侧分 生长的适宜浓度, 茎中的生长素浓度最适, 促进细胞伸 , 背光一侧比向光一侧生长得快。结果, 茎就 。因此 生长慢的一侧弯曲, 即朝向光源的一侧弯曲, 使植 长, 表现出主茎迅速生长, 侧芽的萌发生长受到抑制, 植 茎显示出向光性。”这表明较高浓度的生长素使植 物表现出顶端优势。植物的向光性是由于光照引起生长 长快, 低浓度时植物生长慢; 而第 123 页又说:“生 素的不均匀分布, 背光一侧比向光一侧生长素浓度高, 但茎两侧的生长素浓度均在茎生长的适宜浓度范围内, 对植物生长的作用, 与其浓度的高低有一定的关 从而背光一侧生长快而向光源弯曲。 因此, 在一定浓度 一般地说, 低浓度促进植物生长, 高浓度抑制植物生 范围内, 高浓度促进生长, 低浓度抑制生长。但过高浓度 ”并以此解释顶端优势现象, 似乎与前者形成矛盾。 是高浓度促进生长还是低浓度促进生长, 生长素对 对植物有毒害作用, 这就是生产中可用生长素 2, 42作 D 不同器官生长的最适浓度如何? 为什么使顶端优先 除草剂的缘故。由此可见, 书中的两处解释并非矛盾, 而 的生长素浓度却抑制了侧芽的生长呢? 生长素主要是从不同角度阐明了生长素的生理作用, 是正确的。生理作用是促进细胞的伸长, 但对植物 的诱导具有 正负两重性, 即它既能促进生长, 也能 生长; 既能 促进芽的萌发, 又能抑制芽萌发; 既能保 果, 又能疏 花疏果。 这主要取决于施用的浓度和植 种类、器官 的类型等。一般情况下, 低浓度的生长素 进生长, 超 过适宜浓度, 由于生长素可诱导乙烯的 而干扰内 部生理平衡, 从而抑制生长。此外, 植物的 器官对生 长素的浓度反应差异很大, 根对生长素最 - 11- 9 , 促进根生长的最适浓度约只需 10, 10m o l,- 5- 8 生长素敏感程度差, 约为10芽约为10, ,m o lm o l植物不同器官对生长素的反应 二者之间。 植物器官不同, 生长素的最适浓度也不() BW ) 如图所示, 茎的最适生长浓度, 恰是抑制根、芽生长 生 物 学 通 报 2001 年第 36 卷第 3 期 6 —