被子植物双受精过程

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。

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。

二、被子植物的双受精花粉管里的两个精子分别与胚囊里的卵细胞和极核融合，形成受精卵和受精极核的过程，叫做双受精。

双受精是被子植物特有的受精方式。

经过开花、传粉，花粉落到雌蕊柱头上，在柱头分泌物的刺激下，花粉即开始萌发。

这时，花粉粒的内壁自萌发孔突出并逐渐伸长，形成花粉管。

花粉管穿入柱头，沿花柱向胚珠方向生长。

在生长过程中，花粉粒内的物质也全部移入花粉管顶端。

有3个细胞的花粉粒(1个营养细胞和2个精子)都进入花粉管，有2个细胞的花粉粒，生殖细胞进入花粉管后，立即分裂成两个精子。

花粉管通过花柱，到达胚珠以后，从珠孔伸进珠心的胚囊，这时，花粉管的前端破裂，两个精子移动出来，一个精子与卵细胞融合为受精卵(2n)；一个精子与极核(2n)融合为受精极核(3n)，完成双受精，进入新个体发育阶段。

（大孢子母细胞）减数分裂有丝分裂雌蕊：胚珠中胚囊母细胞(2N)————→大孢子—————→胚囊（N）[卵细胞（1个）、助细胞（2个）（退化消失）、反足细胞（3个）（退化消失）、极核（2个）]珠被（2N）————————————————→种皮（2N）胚珠→卵细胞（N）+精子（N）—→受精卵（2N）————→胚（2N）极核（N，2个）+精子（N）—→受精极核（3N）—→胚乳（3N）请解释：1.大孢子分裂成胚囊为何要经历3次有丝分裂？2.何为助细胞与反足细胞？3.被子植物双受精的意义。

1。

大孢子，全称是功能大孢子（更准确的说法应该是单核胚囊）经过3次有丝分裂形成八核胚囊，即有八个细胞：卵细胞（1个）、助细胞（2个）反足细胞（3个）、极核（2个）3。

一方面，通过单倍体的精子和卵子的结合，形成了一个二倍体的合子，由合子发育成新一代的植物体，恢复了各种植物原有的染色体数目，保持了物种的稳定性；并且将父母本具有差异的遗传物质组合在一起，形成具有双重遗传性的合子，即加强了后代个体的生活力和适应性，为合子发育为新一代植株可能出现某些新性状，新变异提供了基础；另一方面，由受精的中央细胞发育成三倍体的胚乳，同样兼有父母本的遗传性，作为新一代的植物胚期的养料，可以使子代的生活力更强，适应性更广。

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。

被子植物受精过程中雌雄配子融合的研究现状论文导读：被子植物的双受精对其生命有极其重要的作用，本文从国际和国内两个方面简要介绍被子植物双受精过程的体内系统研究现状，为今后被子植物受精过程的研究提供一些理论依据。

关键词：被子植物，双受精，雌雄配子融合被子植物的受精作用为双受精，即一个精子与卵细胞结合成受精卵，另一个精子与中央细胞结合成初生胚乳核，而双受精的核心的是雌雄配子的融合。

因此，雌雄配子融合的研究对揭示被子植物双受精的机理有十分重大的意义[1]。

目前利用体内与体外两个受精系统研究双受精，本文只介绍体内系统。

一、国际研究现状电子显微技术从上世纪六十年代开始用作研究被子植物受精作用，从而为进一步了解双受精过程奠定了技术基础。

然而，对雌雄配子融合的研究还存在一些很难客服的困难：首先，雌配子体深埋于孢子体组织之中，难以观察；其次，雌雄配子间胞质融合与核融合过程短暂，难以捕捉。

因此，至今只有在棉花[2,3,4]、矮牵牛[5]、大麦[6]、菠菜[7]、白花丹[8,9]、小麦[10,11]、小黑麦[12]、加拿大白杨[13]和烟草[14]等近9个物种进行过双受精的超微结构研究。

其中有关雌雄配子融合的报道更是凤毛麟角，只在白花丹与加拿大白杨中做过雌雄配子的细胞质膜融合过程，在棉花、菠菜、矮牵牛、白花丹、大麦、小黑麦、烟草、小麦中描述了核膜融合的超微结构特点。

雌雄配子融合模式Russell[8,9]对白花丹中雌雄配子融合的描述可以认为是一种模式，它的特点是：两个精细胞分别与卵和中央细胞接触，双方相靠的质膜从一个位点开始融合，然后多个位点融合，融合的膜逐渐崩解，直到精细胞的细胞质与细胞核完全融于雌性细胞内，也就是精细胞的质膜参与合子质膜的建成。

矮牵牛[5]、烟草[14]均为此模式。

雌雄性细胞的质膜融合非常短促，在白花丹中整个质膜融合的时间不到1分钟。

捕捉这个时期的难度可想而知，迄今只在白花丹中对雌雄细胞的质膜融合过程有详细描述。