双受精过程
二、卵和合子
卵细胞核对孚尔根反应与精子不同, 刚形成的卵核呈孚尔根正反应, 成熟的卵核则是负反应或弱的正反应。
胡适宜和朱至清对几种植物的卵细 胞和中央细胞核研究的结果,证明不 同植物有差异
棉花、向日葵和扁豆
年幼的卵细胞核和胚囊中央细胞核 都表现强的孚尔根反应, 随着发育而逐渐降低对孚尔根反应 的强度。
两个精细胞在花粉管中下行时,它们 一直维持连结。 雌性生殖单位结构特点,阐明了在受 精的靶区缺少细胞壁,从而认识到雌、 雄配子之间能通过膜的融合而为为一 体。
二、配子融合时雄配子细胞质的参与
虽然能确定融合前的精子是具细胞质 的,但对它们与雌性配子融合时,细 胞质是否也同核一起进入雌配子,至 今未有一致的结论。
与中央细胞融合的精子细胞质参与融合。
大麦 3、与卵及与中央细胞融合的精子细胞质都 参与融合。矮牵牛
三 、配子质膜的融合
精细胞被释放在卵与中央细胞之间的区域。 包围它们的花粉管内质膜崩解,两个裸露 的精细胞同时分别与卵和中央细胞接触。 精细胞与雌性细胞质膜间的距离从20~ 70μm不等。 膜的融合开始在膜的一个位点,然后在多 个位点融合,融合的膜逐渐崩解,直至仅 观察到纤细的膜轮廓。
1、在配子融合时,两个精子的细胞质 都不参与融合。陆地棉
在这种融合模式中尚有一个未能阐明的 问题,即核从精细胞独自转移的完成,精 细胞必须维持凝胶状态,阻止精细胞质流 动至卵细胞及接着发生细胞质的闭合。然 而,既使在受精时每分钟采样的详细观察 也未得到显示膜闭合的证据。
2、与卵融合的精子的细胞质被排斥,而
2 、 精细胞表膜的糖分子和糖蛋白 植物精细胞表膜存在多种糖蛋白,其 中可能包括某些凝集素受体。
第四节 精子、卵及合子中DNA的含量
植物受精作用是植物世代交替的转折点,
它涉及配子体世代向孢子体世代的转变, 并伴随发生DNA倍性从单倍转变为二倍。
一、精子
精子核均呈孚尔根正反应,DNA特异性 荧光染料染色也均表现强的荧光。
表皮细胞能分泌粘性物质,花粉管沿着 管道的内表面,在粘液中向下生长。
闭合型花柱 :没有中空的花柱道, 有引导组织 。细胞内含丰富的细 胞器,具较高的活性,花粉管在花粉管尖端5μm左右有生长点,在光 学显微镜下呈较透明的半球形,其中 含有高尔基体、核糖体等多种细胞器, 丰富的RNA,各种酶类和多糖、油滴等。 这些特征与形成新的管壁有关。
配子融合的时期十分短促,在白花丹 似乎整个时期历时不到1 min,推测游 离钙可能对促进膜的融合起一定作用。
第三节 配子识别
细胞间的识别(recognition)是生物 界普遍存在的现象之一。它是细胞分 辨“自己”与“异己”的一种能力, 是细胞表面在分子水平上选择性的相 互识别与辨别。
配子融合时两个精细胞与卵和中央细 胞的结合是随机的,还是预定性的呢?
花粉萌发 花粉落在柱头上以后,几 秒钟之内即由花粉外壁释放出蛋白质, 与柱头表面的蛋白质相互作用。 二者如果是亲和的,产生“认可”反 应,花粉粒由周围吸收水分,内壁由 萌发孔伸出为萌发管。
二、花粉管在雌蕊组织中生长
1 花粉管进入柱头和花柱
从柱头组织的细胞壁之间或通过细胞壁 向下生长的
开放型花柱:有中空的管道,管道内
被子植物的双受精
A.花粉管进入胚囊 B.花粉管释放出内含物 C.两个 精子分别转移至卵和中央细胞 D.精核转移示意图a.精 子与卵接近,b.精核在转移中,c.精核转移到卵细胞中
第二节 配子的融合
花粉管进入胚囊是经由退化的一个助细胞 一般认为细胞内高水平的游离钙或松弛的 结合钙,是导致助细胞退化的主要因素。 另一方面,花粉管成分、渗透压或pH的改 变,所有这些因素构成的微环境,对促进 花粉管的释放和停止生长起作用。
花粉管生长的营养来源:
(1)花粉本身的贮藏物 (2)柱头和花柱组织中
2 花粉管到达胚珠和进入胚囊
花粉管穿过珠孔后,径直朝向助细胞 丝状器从而进入胚囊中。花粉管穿入 两个助细胞中的一个后,于花粉管的 顶端形成一个孔,从孔中释放出花粉 管的内容物。 精细胞、一个营养核和少量细胞质
三、双受精
精子*卵———合子———胚 精子*两个极核—初生胚乳核—胚乳
精-卵识别的三种模型
二、糖蛋白在配子识别中的作用
1 精、卵融合前期有关的糖蛋白
被子植物的受精识别从广义而言可看作是 多位点的。首先是从花粉与柱头表面的接 触开始。对于自交不亲和性植物,其等位 基因编码一系列S位点糖蛋白。通过这些S 糖蛋白的作用,植物最终表现为自交不亲 和性状。对于同种亲和性植物,其花粉与 柱头之间也存在识别,并与花粉壁、柱头 表面及花柱引导组织内的糖蛋白有关。
在柱头的乳突(papillae)的表 面,存在一层亲水蛋白质的薄膜。 一方面有粘着花粉或水合花粉的 作用,同时也是不亲和系统的识 别反应的位置。
烟草柱头扫描电镜照片
湿型柱头:柱头在传粉时有溢出物, 它为花粉萌发提供必须的基质。溢出 物含少量游离的糖,还含脂类和酚的 化合物。 干型柱头:柱头在传粉时是不产生分 泌物的。这种柱头由于在表面存在蛋 白质薄膜的亲水性,能通过其下层的 角质层的中断处汲水,辅助粘着花粉 和使花粉获得萌发必须的水分。
一、被子植物配子识别的假说
1、随机假说(chance hypothesis) 精细胞与卵细胞或中央细胞的结合是 随机决定的。 2、特异受体假说(specific receptor hypothesis) 雌雄配了的融合是由其细胞表面特异 识别因子决定的。
Faure (1999) 提出三种模型 :
第九章
第一节
受
精
双受精过程
受精即雌、雄配子的融合
配子配合前期(progamic phase) 配子配合(syngamy)
一、花粉萌发
花粉被传送到雌蕊的柱头上, 柱头具有特殊的表面,适于“捕捉” 和承受花粉,并为花粉萌发时提供 必须的水分。 柱头通常有大的表面,表皮细 胞变为乳突状或毛状,适于附着花 粉。
被子植物的双受精过程及其生物学意义
被子植物的双受精过程及其生物学
意义
被子植物的双受精过程是指花药中的两个生殖细胞(即花粉管核和胚乳)在花内相互受精的过程。
在双受精过程中,先有一个花粉管核细胞受精,然后另一个胚乳细胞受精,最后形成一个双受精的雄性三倍体细胞。
该双受精过程在被子植物中十分重要,因为它有助于保持种群遗传多样性,并防止基因突变的出现以及对环境适应性的改变。
双受精过程使得植物能够有效地提高繁殖效率,有助于植物的繁衍、发展和适应环境变化。
双受精还可以防止基因过度流失或突变,保护植物的基因多样性,提高植物的生存能力和繁殖能力,有利于植物的长期发展。
植物学乙及完整答案
2013年植物学乙试题一、问答题:1.试述双受精的过程及生物学意义。
花粉管进入胚囊时,先端破裂,两个精子由花粉管进入胚囊。
其中一个精于与卵细胞结合,形成二倍体的合子,将来发育成胚;另一个精子与极核结合形成三倍体的初生胚乳核,这种两个精于分别与卵和极核结合的现象,称为双受精,双受精是进化过程中被子植物所特有的现象。
双受精的意义:受精作用实质上是雌、雄配子的相互同化过程,通过单倍体的雌配子一卵细胞与单倍体的雄配子一精子的结合,形成了一个二倍体的合子,由合子发育成新一代的植物体,恢复了各种植物体原有的染色体数目,保持了物种的稳定性:并且由于雌,雄配子间存在遗传差异,精、卵融合将父母本具有差异的遗传物质组合在一起,通过受精形成的合子及由它发育形成的新个体具有父母本的遗传特性,同时具有较强的生活力和适应性。
由于雌、雄配子本身相互之间的遗传差异(由减数分裂过程中所发生的遗传基因交换、重组所决定的),因而在所形成的后代中就可能形成一些新的变异,极大地丰富了后代的遗传性和变异性,为生物进化提供了选择的可能性和必然性。
双受精作用具有特殊的生物学意义。
因为双受精不仅使合子或由合子发育成的胚具有父母双方丰富的遗传特性,而且作为胚发育中的营养来源的三倍体胚乳,也是通过受精而来的,因而也带有父母双方的遗传特性。
这就使产生的后代具有更深的父母遗传特性,以及更强的生活力和适应性。
因此,被子植物的双受精,是植物界有性生殖过程中最进化最高级的形式,加上其它各种形态构造上的进化适应,使它们成为地球上适应性最强、构造最完善、种类最多、分布最广、在植物界中占绝对优势的类群。
2.列表说明花药的发育及花粉粒形成过程。
3.列表说明胚珠发育及胚囊形成过程4.指出高等植物各门首先出现的进化特征及其意义所在。
苔藓:明显的世代交替现象。
配子体占优势;孢子体不发达并“寄生”在配子体上,不能独立生活。
蕨类:明显的世代交替现象。
孢子体远比配子体(原叶体)发达,孢子体和配子体都能独立生活。
果实与种子的形成_生物教学--果实和种子的形成
果实与种子的形成_生物教学--果实和种子的形成濮阳市第五中学李艳红教学目的1理解双受精的概念和过程,并认识双受精是绿色开花植物所特有的。
2理解果实和种子的形成过程,认识传粉和受精是子房发育成果实,胚珠发育成种子的必要条件。
3通过本节教学培养学生的思维能力,并树立事物是发展变化的观点。
教学重点1双受精的概念和过程。
2果实和种子的形成。
教学难点双受精和受精后子房和胚珠的发育。
教学准备挂图(示桃花、果实)。
胚珠结构和双受精过程示意图。
双受精过程活动模型(影片)。
教学过程一、复习提问:1花是由哪几部分组成的,主要部分是什么?它们分别又由哪几部分组成?2什么叫做传粉,传粉有什么意义?二、讲授新课:出示学习目标和自学指导(幻灯片展示),学生自学课本5分钟。
出示挂图(示桃花、果实)。
指出:桃花经过传粉后,还需经一系列复杂的变化,子房才能发育成果实,胚珠发育成种子。
这些变化,正是本节课所要学习的问题。
受精过程在果实和种子的形成过程中,最关键的一步是受精作用。
那么什么是受精作用,绿色开花植物的受精过程又是怎样呢?出示胚珠结构和双受精过程示意图,然后教师边看图边讲解(图略):雌蕊包括柱头、花柱、子房三部分,子房是由子房壁和胚珠构成的。
胚珠着生在子房内壁上,它的外层叫做珠被,顶端有一个小孔,叫做珠孔。
在胚珠里面靠近珠孔的地方,有一个比较大的细胞,叫做卵细胞。
胚珠的中央有两个极核。
花的雄蕊由花药和花丝组成。
雄蕊成熟后,花药里有花粉。
传粉后,落到柱头上的花粉,受到柱头分泌的粘液刺激,就开始萌发,长出花粉管。
花粉管穿过花柱,进入子房,一直到达胚珠。
在伸长的花粉管里有两个精子。
当花粉管到达胚珠后,从珠孔处伸进去,随后,花粉管的顶端破裂,两个精子移动出来,其中一个精子与卵细胞融合,形成受精卵;另一个精子与两个极核相融合,形成受精极核。
在生物学上,把精子与卵细胞相融合形成受精卵的过程,叫做受精作用;而把上述两个精子分别与卵细胞和两个极核相融合的过程,称为双受精,这是绿色开花植物所特有的。
植物学考试
2013年植物学乙试题一、问答题:1.试述双受精的过程及生物学意义。
过程:花粉管从一个退化的助细胞的丝状体进入胚囊后,其顶端形成小孔,花粉管中的内容物包括2个精细胞与1个营养核等,由小孔释放到卵细胞和中央细胞之间的位置。
随后两个精细胞中的一个与卵细胞的无壁区渐渐接近并相互融合,形成合子(2N),另一个与中央细胞的两个极核接近并相互融合,形成初生胚乳核(3N)。
这种现象称为双受精,是被子植物有性生殖特有的现象。
生物学意义:1.通过两个染色体单倍的精卵细胞的融合,把父、母本具有的差异遗传物质重新组合,形成了兼有父母本双重遗传性的合子,这样,既恢复了植物体原有的染色体数,保持了物种的相对稳定性,又可能产生新的性状,为产生新变异提供物质基础。
2.双受精形成了三倍体的初生胚乳核,同样兼有父母本的遗传特性,生理上更活跃,由此发育成的胚乳作为营养物质供胚的发育,这样自带的变异性会更大,生理性更强,适应性更广泛。
2.列表说明花药的发育及花粉粒形成过程。
花药的发育:顶端部分发育形成花芽雄蕊原基具四棱外形的花药雏体中央部分——花隔四个棱角角表皮内方——孢原细胞外层平周分裂和垂周分裂药室内壁外周缘细胞中层与表皮构成花粉囊壁绒毡层内内层分裂或直接发育形成减数分裂造孢细胞花粉母细胞花粉粒花药成熟后,花粉囊壁的中层和绒毡层解体消失,最后只剩表皮和花药内壁。
花粉粒的形成:减数分裂分离形成有丝分裂营养细胞花粉母细胞四分体单核花粉粒有丝分裂(小孢子)生殖细胞2个精子3.列表说明胚珠发育及胚囊形成过程胚珠的发育:平周分裂基部珠柄着生在胎座上子房壁表皮下的细胞产生突起形基部外围细胞成胚珠原基前端珠心珠被子房中维管束的分枝由珠柄进入胚珠,为胚珠输送养料顶端留下小孔胚囊的发育:分化平周分裂或直接发育减数分裂靠近珠孔的珠心表皮下孢原细胞胚囊母细胞靠近珠孔端的3个退化线性排列的4个子细胞发育 3次有丝分裂(仅核分裂)远珠孔的1个单相核单核胚囊另3个分化合点端4个核极核胚囊珠孔端4个核 2另3个分化4.指出高等植物各门首先出现的进化特征及其意义所在。
被子植物的减数分裂和双受精
被子植物的减数分裂和双受精被子植物花粉粒的形成被子植物的花粉粒是由花粉囊里的小孢子母细胞(也叫做花粉母细胞)发育而成的。
每个小孢子母细胞经过减数分裂,形成4个细胞,叫做小孢子。
每个小孢子细胞内的染色体数目都比小孢子母细胞的减少一半。
初始形成的4个小孢子排列在一起,以后相互分离,形成4个单核的花粉粒。
单枝花粉粒形成不久,便进行一次有丝分裂,形成2个细胞:一个是营养细胞,另一个是生殖细胞。
营养细胞一般比生殖细胞大,而且里面贮存有营养物质。
有些植物的生殖细胞接着又进行有丝分裂,形成2个精子,这样,成熟的花粉粒中就有3个细胞。
有些植物的生殖细胞的分裂,是在花粉管中进行的,因此,成熟的花粉粒中只有两个细胞。
被子植物胚囊的形成被子植物的胚囊是由胚珠内的大孢子母细胞发育而成的。
大孢子母细胞经过减数分裂,形成4个细胞,都叫做大孢子,每个大孢子细胞内的染色体数目都比大孢子母细胞的减少一半。
这4个细胞排成一纵行,其中靠近珠孔的3个细胞退化,里面的1个细胞发育成为早期的胚囊。
早期的胚囊不断地从周围的组织中吸收养料,体积增大,细胞核连续进行3次有丝分裂,但是每次核分裂以后,并不接着就进行细胞质分裂,因此,就形成了具有8个细胞核的胚囊。
开始时,这8个细胞核分别位于胚囊的两端,每端各4个。
接着,每端各有1个细胞核移到胚囊的中央,这就是极核。
靠近珠孔端的3个细胞核发育成3个细胞,也就是1个卵细胞和2个助细胞。
另一端的3个细胞核也发育成3个细胞,叫做反足细胞。
被子植物的双受精被子植物的受精过程不同于裸子植物。
花粉管通过花柱,进入子房直达胚珠,然后穿过珠孔进入珠心,最后到达胚囊。
花粉管进入胚囊一旦接触助细胞,其末端就破裂,管内的内含物,包括营养核和两个精子一起进入胚囊,接着营养核解体,一个精核(n)与卵细胞融合为合子(2n),将来发育成胚;另一个精核与两个极核融合形成胚乳核(3n),将来发育成胚乳。
这一过程称为双受精。
这是被子植物新特有的现象。
被子植物的双受精作用
双受精作用在植物进化过程中发挥了重要作用,通过遗传物质的重 组和变异,推动了植物的适应性和多样性的发展。
受精过程的生物学意义
有利于扩大植物的地理分布范围
双受精作用产生的胚乳富含营养物质,为植物种子的萌发和早期生长提供了充足的养分, 有利于植物在各种环境中的适应性生长。
有利于植物的繁殖和种群增长
精细胞在花粉管内的运动
精细胞在花粉管内通过鞭毛运动向卵细胞移动。
识别与结合
精细胞识别雌性生殖细胞的特异性受体,与卵细胞结合形成合子。
雄性生殖细胞的发育与分化
减数分裂
雄性生殖细胞经历减数分裂,产生四 个精细胞。
细胞壁的形成
精细胞形成细胞壁,准备进入花粉管 。
雌性生殖细胞的发育与分化
卵细胞的形成
雌性生殖细胞经过多次分裂形成卵细胞。
特点
双受精作用是被子植物有性生殖过程 中特有的现象,其结果是形成受精卵 和受精极核,分别发育成胚和胚乳。
受精过程的重要性
遗传物质的传递
双受精作用实现了遗传物质的横向传递,使后代具有父母本的遗 传特性,从而保持了物种的遗传稳定性。
植物体的发育
受精卵和受精极核分别发育成胚和胚乳,为植物体的发育提供了必 要的物质基础,保证了植物体的正常生长和发育。
被子植物的基因组通常由多个染色体组成,这些染色体携带 了植物生长、发育和繁殖所需的遗传信息。
染色体
染色体是基因组的载体,由DNA和蛋白质组成,它们以特定 的方式排列和组织,以确保遗传信息的正确传递。
基因重组与遗传信息的传递
基因重组
在双受精过程中,雌雄配子通过融合形成合子,导致基因重组的发生。基因重组有助于增加基因组的多样性和复 杂性,促进植物的适应性和进化。
被子植物的胚、胚乳、种皮、果皮的遗传
“Fn种子的果皮,即该果皮为Fn-1代”;
“Fn植株结的种子的果皮,即该果皮为Fn代”。
关于子叶的基因型和表现型
种子的种皮是由母本的珠被发育来的,因此,种皮
的表现型与其母本的基因型有关; 而种皮内的胚和胚乳分别由受精卵和受精极核发育 而来,胚是真正的F1,胚包括子叶、胚芽、胚轴、 胚根,
所以,子叶等的表现型与F1的基因型有关系,将
对以下哪代植株群体所结种子的统计?
A. F1植株和F1植株 C. F1植株和F2植株 B. F2植株和F2植株 D. F2植株和F1植株
答案:D。 解析: 由分离定律可知:每一对性状3:1的分离 比都应该在F2 代上体现,但子叶是F2的幼 年性状,在F1植株所结果实里的种子内。
【例1】(1999高考上海)豌豆中高茎(T)对矮 茎(t)是显性,绿豆荚(G)对黄豆荚(g)是显性, 这两对基因是自由组合的,则Ttgg与TtGg杂 交后代的基因型和表现型的数目依次是 A.5和3 B.6和4 C.8和6 D.9和4
例1 (2002年全国广东卷第22题)已知豌豆种皮灰
色(G)对白色(g)为显性,子叶黄色(Y)对
绿色(y)为显性。如果以基因型ggyy的豌豆为 母本,与基因型GgYy的豌豆杂交,则母本植株 所结子粒的表现型( A. 全是灰种皮黄子叶 )
B. 灰种皮黄子叶,灰种皮绿子叶,白种皮黄子叶,
白种皮绿子叶
来胚发育成一个完整的个体,再把F1的各种性状 都一一表现出来。
关于一粒种子的种皮、胚、胚乳的染ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ色体数目和基因型问题
解答此类试题,应具备以下知识:
(1)一个胚囊中的卵细胞和每个极核的染色体 数、基因型是一样的。 (2)一个花粉粒中的两个精子的染色体数、基 因型是一样的。 (3)一粒种子具有两种染色体数目。
被子植物的双受精过程及其生物学意义(精)
被子植物的双受精过程及其生物学意义花粉管经过花柱,进入子房,直达胚珠,然后穿过珠孔,进而伸向胚囊。
在珠心组织较薄的胚珠里,花粉管可以立即进入胚囊,但在珠心较厚的胚珠里,花粉管需先通过厚实的珠心组织,才能进入胚囊。
花粉管进入胚囊的途径在不同植物是不一样的,但都与助细胞有一定关系。
有从卵和助细胞之间进入胚囊的,如荞麦;有穿入 1个助细胞中,然后进入胚囊的,如棉;或是破坏1个助细胞作为进入胚囊的通路的,如天竺葵;或是从解体的助细胞进入的,如玉米。
花粉管进入胚囊后,管的末端即行破裂,将精子及其他内容物注入胚囊。
破裂原因,有认为是由于胚囊内的低氧膨胀所致,而助细胞被推测为对花粉管破裂起着直接的作用,当花粉管与助细胞的细胞质接触时,由于压力的突然改变,导致管的末端破裂;也有认为花粉管管壁的溶解,如番茄、胡麻,也是原因之一。
花粉管中的两个精子释放到胚囊中后,接着发生精子和卵细胞以及精子和2极核的融合。
2精子中的1个和卵融合,形成受精卵(或称合子),将来发育为胚。
另1个精子和2个极核(或次生核)融合,形成初生胚乳核,以后发育为胚乳。
卵细胞和极核同时和2个精子分别完成融合的过程,是被子植物有性生殖的特有现象,称为双受精(见图)。
进入胚囊的2个精子是否在结构、生化特性等方面完全相同?通过电子显微镜的观察研究证明,2精子间是有可察觉的差异存在的。
RUSSell(1980—1983)等人在电子显微镜下研究白花丹花粉时,观察到2个精子中的1个以突起附着在营养细胞的核上,另1个则通过胞间连丝与第一精子相连;此外,附着在营养核上的那个精子含较多数量的线粒体,而另1个精子则含较多的质体,因此,可以认为两个精子可能是二形的。
与卵细胞结合的精子,在进入卵细胞与卵核接近时,精核的染色体贴附在卵核的核膜上,然后断裂分散,同时出现1个小的核仁,后来精核和卵核的染色质相互混杂在一起,雄核的核仁也和雌核的核仁融合在一起,结束这一受精过程。
另1个精子和极核的融合过程与上述两配子的融合是基本相似的,精子初时也呈卷曲的带状,以后松开与极核表面接触,2组染色质和2核仁合并,完成整个过程。
被子植物花粉管生长及双受精作用的分子机理
生物学教学2019年(第44卷)第11期・5・被子植物花粉管生长及双受精作用的分子机理黄紫筠(首都师范大学生命科学学院北京100048)摘要双受精是被子植物特有的生殖方式,是指卵细胞和极核同时分别与花粉管中释放出来的两个精子融合的过程%从花粉落到柱头被识别开始,到花粉管萌发并极性生长至珠孔,再到精子释放并分别与胚囊中的卵细胞和中央细胞融合#这一系列精巧、有序、复杂的过程需要众多细胞的相互识别和作用%本文概述双受精过程中雌雄配子体相互作用的机理#为读者准确理解双受精作用提供资料%关键词双受精雌雄配子体花粉管助细胞双受精(double fertilization)是被子植物特有的生殖方式,是区别于裸子植物的重要特征之一。
双受精现象是由俄国植物学家纳瓦兴于1898年发现。
他以头巾百合和细弱贝母为材料,观察到卵细胞和极核同时分别与花粉管中释放出来的两个精子融合的过程,由此发现了被子植物的两个精子都参与受精。
作为植物胚胎学史上的重大里程碑,双受精在生物学上具有重要意义。
本文对被子植物双受精作用的分子机理研究进展做一概述,为植物遗传和育种学的相关研究提供基础资料。
1花粉与柱头识别双受精作用的第一步是传粉,即雄蕊中花粉借助风力或昆虫的作用落到同一朵花或另一朵花雌蕊柱头上的过程。
花粉落在柱头表面后,随即引起一系列复杂的细胞形态变化和生理生化过程的发生,包括花粉黏附、花粉水合、花粉萌发长出花粉管、花粉管在花柱中极性生长并最终进入胚囊,完成双受精。
雄蕊花粉与雌蕊柱头的黏附能力决定着受精作用能否顺利发生,而不同物种由于其柱头形态和生理特征的不同又会影响黏附能否成功。
湿柱头黏性大,干柱头则借由乳突细胞粘附花粉,花粉黏附后释放外壁蛋白与柱头表面的蛋白相互识别并特异性结合,呈现“认可”的亲和识别反应[1]o研究发现芸苔属植物油菜和甘蓝中先后发现的S位点相关蛋白SLR1和SLG通过与花粉包被的A类蛋白PCP-A结合从而影响花粉的黏附作用[2,3]。
植物学第八章第四节开花、传粉、受精
LOREM IPSUM DOLOR
2.花粉管的定向生长 花粉管的生长从突破柱头开始,插入花柱后,在空心 的花柱中,常沿着花柱道表面上的粘性分泌物生长,在实 心的花柱中,常沿着引导组织细胞间隙或细胞壁中生长, 而后穿越子房壁、进入胚珠,最终到达胚囊,将精子释放 到胚囊内,完成传粉过程。 花粉管通过花柱,到达子房后,一般沿着子房的内壁 或经胎座继续生长,直达胚珠。通常花粉管是从珠孔穿过 珠心进入胚囊的,称为珠孔受精。但也有些植物的花粉管 穿过合点区或珠被进入胚珠,称为合点受精或中部受精。 棉花的珠心组织比较发达,在花粉管到达之前常在珠孔与 胚囊之间有一狭条的珠心细胞退化,花粉管即由此通过。 有的植物,珠心组织的表皮细胞壁粘液化,有利于花粉管 的穿行
一般可分为2类: ①配子体型自交不亲和性 即花粉在柱头上萌发后可侵入柱头,并能在花柱组织中延伸一段,此后就受到抑制。花粉管与雌性因 素的抑制关系发生在单倍体配子体(即卵细胞与精细胞)之间。常见于豆科、茄科和禾本科的一些植物。 这种抑制关系的发生可以在花柱组织内,也可以在花粉管与胚囊组织之间;有的甚至是花粉管释放的精子 已达胚囊内,但仍不能与卵细胞结合。
传粉
2.风媒传粉和虫媒传粉 以风作为受粉的媒介,称为风媒。靠风媒传粉的称为风媒 花或风媒植物。例如,禾本科、莎草科、松科、银杏等。风媒花 一般花被不发达,也不美丽。花粉粒不组成团块,也不具附着的 特性,而且较小,容易被风传送,使距离在数百米以外的雌花能 够受精是极其普通的现象。由于花粉粒的数量多且具有在空中飘 浮的特点,在美洲等地松类和菊科的花粉往往侵入人们的鼻和喉, 从而成为花粉热和枯草热(hay fe- ver)等的病因。一般认为风 媒传粉比虫媒传粉更具有原始性的传粉方式。 以昆虫为媒介一种传播现象。较常见的是通过昆虫传播花 粉、疾病等,与之相对应的有虫媒花,虫媒病毒,虫媒传染病。 以昆虫为媒介将花粉带到柱头上进行受精的现象。这时的花称为 虫媒花。一般虫媒花多具有极其美丽的花瓣,发达的蜜腺和强的 味;花粉有粘液、粘丝、凸起等,具有容易附着在昆虫身体上的 性质。有的花形很适合昆虫的形状,另外因昆虫种类不同,包括 从作为特定植物媒介的昆虫到对广泛的植物进行媒介的各种各样 昆虫。在进化史上,一般认为虫媒的形式比风媒出现得晚。虫媒 的形成使得植物的受精效率提高了数倍。
