求解植物的受精过程 及后代发育过程

供稿:hz-xin.com     日期:2024-05-02
关于“被子植物”繁殖后代的过程,描述正确的是(  )A.开花后必须经过传粉和受精过程,才能形成果实B

解答:解;A、绿色开花植物必须经过开花、传粉、受精后,子房才能发育成果实,子房壁发育成果皮,胚珠发育成种子,珠被发育成种皮,受精卵发育成种子的胚,受精极核发育成胚乳.故符合题意;B、植物的传粉方式分为自花传粉和异花传粉两种,一朵花的花粉落到同一朵花的柱头上的过程就是自花传粉,一朵花的花粉落到另一朵花的柱头上的过程,就是异花传粉.自花传粉不需要动物的帮助如豌豆,故不符合题意;如、在一个完整种子f,种皮具有保护作用,胚是种子的重要部分,种子的胚将来发育成新的植物体,所以胚是植物幼小的生命体;胚是由雌蕊的受精卵发育而成的,而胚珠发育成种子,故不符合题意;D、开花结果属于有性生殖,而真菌是孢子生殖属于无性生殖,故不符合题意;故选A

植物的花里的雄蕊上的花粉通过空气、水、动物传播到雌蕊。雌蕊受精后在它的“子房”里孕育果实。

花粉沾到雌蕊柱头上,然后萌发出花粉管,直接到达子房。然后花粉中的两个精子进入子房,一个和卵细胞结合,一个和产生卵细胞时候一起产生的营养细胞结合成为受精极核,受精极核会发育成胚乳,为胚的发育提供营养。值得一提的是,单子叶植物在种子成熟时会保留胚乳,双子叶植物种子在发育过程中据被慢慢吸收,所以双子叶植物成熟种子的营养储备是子叶。

1.2 植物的无性生殖
无性生殖也称孢子生殖,是藻类、菌类、地衣、苔藓、蕨类等植物的一种普遍存在的繁殖方式。这些植物在生活史的某一阶段能产生一种具有繁殖能力的特化细胞--孢子,当孢子离开母体后,在适宜外界环境下便能发育成一新的植物体的繁殖方式。
植物的营养繁殖和孢子生殖都是无性的方式,不经过有性过程,其遗传物质来自于单一亲本,子代的遗传信息与亲代基本相同,有利于保持亲代的遗传特性;无性过程的繁殖速度快, 产生孢子的数量大,有利于大量快速地繁衍种族;但是,无性繁殖的后代来自同一基因型的亲本,生活力往往会有一定程度的衰退。
1.3 植物的有性生殖
有性生殖是指植物在繁殖阶段产生两种生理、 遗传等均不同的配子,经其结合形成合子,再由合子发育成新的植物体的生殖(或繁殖)方式,故又称配子生殖。
根据两配子间的差异程度有性生殖可分为三种类型:同配生殖、异配生殖、卵式生殖
1.4 植物的生活史与世代交替
植物从生长发育的某一阶段开始,经一系列生长发育生殖过程,产生下一代后又重现了该阶段的现象称为生活周期或称生活史。
某些低等的植物生活史中仅具有营养繁殖或无性生殖。有些低等植物仅有有性生殖。
在长期演化过程中,植物的生活史中出现了两种个体,一种是能产生配子,行有性生殖的配子体,配子体是由孢子发育形成的,为单倍体;另一种是能产生孢子,行无性生殖的孢子体,孢子体是由合子发育形成的,为二倍体。我们把第一个阶段称为配子体世代,或称有性世代;第二个阶段称为孢子体世代,亦称无性世代。两个世代有规律地交替出现,称为世代交替。
藻类有些较高等的类群如绿藻、褐藻和红藻的一些种类具世代交替,而高等植物都有世代交替。世代交替保证了植物可产生数量多、适应性强的后代,以确保种族的繁衍与发展。
花药的发育过程
花药由花粉囊和药隔组成。花药发育初期,结构简单,外层为一层原表皮,内侧为一群基本分生组织,不久,由于花药四个角隅处分裂较快,花药呈四棱形。以后在四棱处的原表皮下面分化出多列体积较大,核亦大,胞质浓,径向壁较长,分裂能力较强的孢原细胞。随后孢原细胞进行平周分裂,成内、外两层,外层为初生周缘层;内层为初生造孢细胞,初生周缘层细胞继续平周分裂和垂周分裂,逐渐形成药室内壁、中层及绒毡层。花药中部的细胞逐渐分裂,分化形成维管束和薄壁细胞,构成药隔。
小孢子的产生
造孢细胞经几次分裂后,形成花粉母细胞。花粉母细胞排列紧密,早期具有一般的纤维素壁。整个花粉囊内,花粉母细胞之间与绒毡层细胞之间都有胞间连丝相贯通。在相邻的花粉母细胞间,常形成直径为1-2微米的胞质管,将同一花粉囊的花粉母细胞连接成为合胞体。研究发现有染色质、内质网片段等细胞器、营养物质等通过胞质管进行物质交流。这种连接现象与花粉囊中花粉母细胞的减数分裂同步化与营养物质、生长物质的迅速运输及分配有关。
以后,在减数分裂过程中,随着花粉母细胞在质膜与细胞壁之间积累胼胝质,形成胼胝质壁,并逐渐加厚,致使胞间连丝和胞质管被阻断。花粉母细胞在减数分裂前,细胞的形态和结构常有很多变化,如细胞和核的体积增大,胞质增稠,RNA和蛋白质大量合成,核蛋白体密集,质体和线粒体增多,液泡小而不明显等,所以花粉母细胞显著地与周围花粉囊壁细胞不同。
3.2.3 花粉(雄配子体)的发育
初生造孢细胞--花粉母细胞--四分体--单细胞花粉粒--二细胞花粉(营养细胞、生殖细胞)--三细胞花粉(营养细胞1个,精子3个)(成熟花粉粒)图示

3.3 雌性生殖器官的结构与发育
雌蕊由心皮构成,心皮有3条维管束,与叶脉相当的为背束,其两侧的维管束为腹束。心皮向内卷合,使近轴的一面(或称腹面)闭合起来,心皮边缘连合之处称为腹缝线;其背束之处称为背缝线。单雌蕊只有一条腹缝线和背缝线。在复雌蕊或合生心皮雌蕊中,其腹缝线和背缝线的数目与心皮数目相同。心皮卷合成雌蕊后,其上端为柱头,中间为花柱,下端为子房。

3.3.1.2 胚珠的发育
胚珠的发育过程首先在胎座表皮下层的一些细胞经平周分裂,产生一团突起,成为胚珠原基。原基的前端成为珠心。珠心是一团相似的薄壁细胞,原基的基部成为珠柄。由于珠心基部的表皮层细胞分裂较快,产生一环状的突起,逐渐向上生长扩展,将珠心包围,此包围珠心的组织即为珠被,仅在珠心的前端留下一小孔,即珠孔。
胚珠发育图示
3.3.2 胚囊的结构与发育
3.3.2.1 胚囊的结构
胚囊是被子植物的雌配子体,由卵细胞、助细胞、极核和反足细胞组成的结构。
卵细胞是一个有高度极性的细胞,通常它的壁在珠孔端最厚,接近合点端的壁逐渐变薄。卵细胞核大,核仁的RNA含量高于胚囊中其他细胞,细胞内常有一个大液泡。核和细胞质等在卵细胞内的分布也常有明显的极性;成熟卵细胞中,质体和线粒体常退化,数量减少,内质网及高尔基体也常变得稀少或不发达,反映出卵细胞代谢活动的强度是低的。
助细胞与卵细胞在珠孔端排列成三角形。 它们也是有高度极性的细胞。助细胞的壁和卵细胞一样,也以珠孔端为最厚,向合点端逐渐变薄。助细胞最突出的特征是在珠孔端的细胞壁上有丝状器结构,它是壁向内延伸的部分,类似传递细胞壁的内褶突起。不同植物的组成常有变化。丝状器的结构,大大地增加了质膜的表面面积,这可能与助细胞的功能有关。
中央细胞是胚囊中最大的一个细胞,也是高度液泡化的细胞。成熟胚囊的增大,主要由于中央细胞液泡的膨大。中央细胞的壁厚薄变化很大,在与卵细胞和中央细胞相接处,通常只有质膜而没有细胞壁;而与反足细胞相接处,则具有胞间连丝的薄壁。不少植物中央细胞壁的内侧也有许多指状的内突,说明它能从珠心组织或珠被组织吸取营养物质,中央细胞的细胞质内在不少植物中发现含丰富的质体、核蛋白体、线粒体、高尔基体和内质网。中央细胞的极核或次生核常被许多细胞索悬挂在高度液泡化的细胞中间,极核通常很大,核仁也很大。
反足细胞是胚囊中一群变异最大的细胞,不仅细胞数目可差异很大,在细胞的结构上也因植物而有各种变化。反足细胞具有从珠心吸收营养物质,经过反足细胞输入中央细胞的功能。大多数植物反足细胞的细胞质含丰富的质体、核蛋白体、线粒体、高尔基体和内质网。反足细胞是代谢活动非常活跃的细胞,对胚囊的发育具有吸收、传输和分泌营养物质的多种功能。除一些植物的反足细胞能存在较长的时间外,在多数植物中,它们通常是短命的,在受精前或受精后不久即退化。
3.3.2.2 胚囊的发育
首先,在胎座表皮下层的一些细胞经平周分裂,产生一团突起,成为胚珠原基。原基的前端成为珠心。珠心是一团相似的薄壁细胞。原基的基部成为珠柄。
通常在靠近珠孔一端的表皮下,逐渐形成一个与周围不同的细胞,即孢原细胞。孢原细胞的体积较大,细胞质较浓,细胞器丰富,RNA和蛋白质含量高,液泡化程度低,细胞核大而显著,壁上具有很多胞间连丝。 在分化时,核内DNA合成 至四倍体或4C水平。孢原细胞在形成后,需要进一步发育长大成胚囊母细胞。其发育的形式随植物不同而有差异。很多被子植物,包括棉花等作物,其孢原细胞先进行 一次平周分裂,形成内、外两个细胞: 外侧的一个称为周缘细胞, 内侧的一个称为造孢细胞。 周缘细胞继续进行平周分裂和垂周分裂,增加珠心的细胞层数,而造孢细胞则长大形成胚囊母细胞。
胚囊母细胞进行减数分裂的第一次分裂:由于珠心基部的表皮 层细胞分裂较快,产生一环状的突起,逐渐向上生长扩展,将珠心 包围,仅在珠心的前端留下一孔。此包围珠心的组织即为珠被。
减数分裂的二次分裂:形成四分体。近珠孔端的3个细胞退化。近合点端的细胞逐渐发育为单核胚囊。并从珠心组织中不断吸取营养物质,体积不断增大,细胞核也稍有增大,同时出现大液泡。以后单核胚囊进行三次有丝分裂形成八核胚囊。
第一次分裂,分别移到胚囊细胞的两端,形成二核胚囊。第二次分裂,形成四核胚囊。胚囊细胞进一步长大,核暂时游离于共同的细胞质中。第三次分裂,形成八核胚囊。随后,每一端的4核中,各有1核向胚囊的中部移动,互相靠拢。
成熟的八核胚囊。珠被前端留下一小孔,即珠孔。
4. 传粉与受精
4.1 开花
当雄蕊中的花粉粒和雌蕊中的胚囊(或二者之一)已经成熟时,花萼和花冠即行开放,露出雄蕊和雌蕊。此时,花粉散放,完成传粉过程。传粉之后,发生受精作用,从而完成有性过程。

双受精的过程
多数植物的花粉管经珠孔进入胚囊后,释放其中的两个精子和一个营养核。两个精细胞分别转移至卵和中央细胞附近,并分别与卵核和极核接触。一个精核紧贴卵核,精细胞和卵细胞的细胞质膜发生融合,一个精子进入卵细胞内,细胞质则留在质膜外。精核和卵核再相互接触,在接触处核膜开始融合,继而精核仁和卵核仁融合成一个大核仁。至此精、卵受精完成,形成合子,以后发育成胚。另一个精子与极核靠近,然后以如精核进入卵核相似的过程进入一个极核,最后与另一个极核融合。或两个极核先融合成一个次生极核后再与精核融合。

5. 种子的形成
被子植物受精作用完成后,胚珠发育成种子,子房(有时还有其它结构)发育成果实。种子中的胚由合子发育而成,胚乳由受精极核发育形成,胚珠的珠被发育成种皮,多数情况下珠心退化不发育。
5.1 胚的发育
胚的发育过程是从合子开始的,卵细胞受精后,合子会产生纤维素的壁,进入休眠状态,休眠期的长短因植物种类而不同。
5.1.1 双子叶植物胚的发育
现以荠菜为例,说明双子叶植物胚的发育。合子经过一段时间休眠后,先延伸成管状,然后进行不均等的横分裂,形成大小不等的两个细胞,靠近胚囊中央的一个很小,质浓,称为顶细胞,靠近珠孔一个较长,并高度液泡化,叫基细胞。
随后基细胞产生的细胞继续进行横分裂,形成单列的胚柄,作用将胚推向胚囊内部。顶细胞先进行一次纵分裂,接着进行与第一次纵向垂直的纵分裂,形成四分体,然后各细胞进行一次横分裂,形成把八分体。八分体再经过各个方向分裂,形成球形胚。球形胚体继续增大,顶端两侧分化子叶原基,近而发育成两片子叶,凹陷处分化成胚芽。球形胚体的基部细胞和胚柄细胞,分化成胚根。胚根与子叶之间都分化为胚轴。随着幼胚的发育,胚轴和子叶延伸,最终,成熟胚在胚囊内弯曲成马蹄形,胚柄退化消失。

5.1.2 禾本科植物胚的发育
小麦合子的第一次分裂,常是倾斜的横分裂,形成一个顶细胞和一个基细胞,接着顶细胞纵分裂,基细胞横分裂,形成四个细胞的原胚。四个细胞又不断地从各个方向分裂, 增大胚的体积,形成梨形胚。 此后,在胚的中上部一侧出现一个凹沟,凹沟以上部分,将来形成盾片的主要部分和胚芽鞘的大部分。凹沟处,即胚的中间部分,将来形成胚芽鞘的其余部分和胚芽、胚轴、胚根、胚根鞘和外胚叶。凹沟的基部形成盾片的下部。
5.2 胚乳的发育
被子植物的胚乳是由一个精细胞与中央细胞的两个极核或次生核受精后形成的初生胚乳核发育而成的,具有三倍染色体。初生胚乳核的分裂早于合子的分裂,胚乳的发育总是早于胚的发育。胚乳的发育类型如下:
核型胚乳
核型胚乳是被子植物中普遍的胚乳发育形式。其主要特征是初生胚乳核的第一次分裂和以后的多次分裂,都不伴随壁的形成,各个胚乳核呈游离状态分布在胚囊中。待到发育到一定阶段,常在胚囊外围的胚乳核之间出现细胞壁。
核型胚乳为单子叶植物和具有离瓣花的双子叶植物中普遍存在,如小麦、水稻、玉米、棉花、油菜、苹果等。
细胞型胚乳
细胞型胚乳的特点是初生胚乳核的分裂开始,即产生细胞壁,形成胚乳细胞。无游离核时期。大多数双子叶合瓣花植物,如番茄、烟草、芝麻等。
沼生目型胚乳
这类胚乳是核型胚乳与细胞型胚乳的中间类型。初生胚乳核的第一次分裂将胚囊分隔为两室,其中珠孔端室比合点端室宽大。次后,核进行分裂形成状态的游离核,最后形成细胞。
5.3 种皮的形成
种皮由胚珠的珠被发育而来,包围胚和胚乳,起保护作用。通常外珠被形成外种皮,内珠被形成内种皮。也有一些植物两层珠被,但发育过程中,其中一层珠被退化而消失,只有一层珠被发育为种皮,如大豆、蚕豆的种皮。
希望对你有帮助

雄蕊的花粉落到雌蕊的,柱头上,通过花粉管,到达子房,完成受精

植物受精是蜜蜂,蝴蝶等许多飞行昆虫受粉的