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植物的种子是什么发育来的

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种子的形成:

种子的结构包括胚、胚乳和种皮三部分,它们分别由受精卵(合子)、受精的极核和珠被发育而成。在大多数植物中,珠心部分在种子形成过程中被吸收利用而消失,但也有少数植物的珠心会继续发育,直到种子成熟,成为种子的外胚乳。尽管不同植物种子的大小、形状以及内部结构存在差异,但它们的发育过程却是相似的。

(一)胚的发育

种子里的胚是由卵经过受精后的合子发育来的,合子是胚的第一个细胞。卵细胞受精后,产生一层纤维素细胞壁,并进入休眠状态。合子是一个高度极性化的细胞,其第一次分裂通常是横向的,形成两个细胞,一个靠近珠孔端,称为基细胞;另一个远离珠孔端,称为顶端细胞。顶端细胞将成为胚的前身,而基细胞只具有营养性,不具有胚性,后来成为胚柄。两个细胞之间通过胞间连丝相通。这种细胞的异质性是由合子的生理极性决定的。胚在未分化前的阶段称为原胚(proembryo)。原胚发展为胚的过程在双子叶植物和单子叶植物间存在差异。

1. 双子叶植物胚的发育

双子叶植物胚的发育可以以荠菜为例。合子经过短暂休眠后,不均等地横向油裂为基细胞和顶端细胞。基细胞略大,通过连续横向分裂,形成一列由6-10个细胞组成的胚柄。顶端细胞首先进行两次纵分裂(第二次分裂面与第一次垂直),形成四个细胞,即四分体时期;然后各个细胞再横向分裂一次,形成八个细胞的球状体,即八分体(octant)时期。八分体的各细胞先进行一次平周分裂,再经过各个方向的连续分裂,形成一团组织。这些时期都属于原胚阶段。随后,由于这团组织的顶端两侧分裂生长较快,形成两个突起,迅速发育成两片子叶。子叶间的凹陷部分逐渐分化出胚芽。同时,球形胚体下方的胚柄顶端一个细胞,即胚根原细胞(hypophysis),和球形胚体的基部细胞也不断分裂生长,一起分化为胚根。胚根与子叶间的部分形成胚轴。不久,由于细胞的横向分裂,使子叶和胚轴延长,而胚轴和子叶因空间限制也弯曲成马蹄形。至此,一个完整的胚体形成,胚柄也就退化消失。

2. 单子叶植物胚的发育

单子叶植物胚的发育可以以禾本科的小麦为例。小麦胚的发育与双子叶植物胚的发育有共同之处,但也存在差异。合子的第一次分裂是斜向的,分为两个细胞。接着两个细胞各自进行一次斜向分裂,形成四个细胞的原胚。此后,四个细胞各自不断从各个方向分裂,增大胚体体积。到16-32细胞时期,胚呈现棍棒状,上部膨大,为胚体前身,下部细长,分化为胚柄,整个胚体周围由一层原表皮层细胞包围。

到小麦胚体已基本发育形成时,在结构上,它包括一张盾片(子叶),位于胚的内侧,与胚乳相贴近。茎顶的生长点以及第一片真叶原基合成胚芽,外面有胚芽鞘包被。相对于胚芽的一端是胚根,外有胚根鞘包被。在与盾片相对的一面,可以看到外胚叶的突起。有的禾本科植物如玉米的胚,不存在外胚叶。

(二)胚乳的发育

胚乳是被子植物种子储存养料的部分,由两个极核受精后发育而成,因此是三核融合(triplefusion)的产物。极核受精后,不经过休眠,就在中央细胞发育成胚乳。

胚乳的发育通常有核型(nucleartype,non-cellulartype)、细胞型(cellulartype)和沼生目型(helobialtype)三种方式。核型胚乳发育最为普遍,而沼生目型较为少见,只出现在沼生目(Helobiales)植物的胚乳发育中。

核型胚乳发育中,受精极核的第一次分裂以及其后一段时间的核分裂不伴随细胞壁形成,各个细胞核保持游离状态,分布在同一细胞质中,这一时期称为游离核形成期(freenuclearformationstage)。游离核的数量常随植物种类而异。随着核数增加,核和原生质逐渐由于中央液泡出现,被挤向胚囊四周,在胚囊珠孔端和合点端较为密集,而在胚囊侧方仅分布成一薄层。核分裂以有丝分裂方式进行为多,也有少数出现无丝分裂,特别是在合点端分布的核。

胚乳核分裂进行到一定阶段,即向细胞时期过渡,这时在游离核之间形成细胞壁,进行细胞质分隔,形成胚乳细胞,整个组织称为胚乳。单子叶植物和多数双子叶植物属于这一类型。