植物发育植物发育07版.docx

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1、植物的胚胎发育生技102杜桢郑旸植物也是生命，藉植物的胚胎发育过程阐述生命是怎样形成的。【综述】植物发育和动物发育的比较：·过程相似：经历受精、胚胎发育、生长、衰老和死亡等阶段。·发育模式相差极大：动物的组织和器官的发育基本上都在胚胎期完成，而植物器官的发育模式建成不仅仅发生在胚中，而是贯穿于一生的分生组织中。高等植物的成熟结构（枝条、根、茎、叶和花）都是在胚后发育中由分生组织（meristem）分化产生。·植物区别于动物的最重要的特征：细胞壁è植物发育中细胞不发生迁移，形态的变化不能像动物早期胚胎那样通过细胞

2、运动和胚层折叠完成。·植物发育中，形态主要是通过细胞分裂速率的不同和分裂面不同来产生。·由于植物不能主动运动，因而环境对植物的影响比动物大得多。【正文】·受精的植物卵细胞经历重复的细胞分裂、细胞生长和分化形成一个多细胞的胚，控制发育的程序在个体发育的早期阶段——胚胎发生中已经形成。·植物器官的发生主要在胚胎发生后、按照胚胎发生中形成的发育程序进行，由特有的分生组织不断重复产生。胚胎发生不仅包含了植物发育的原初模型，也是连接配子体世代和孢子体世代胚后分化的桥梁。一、植物的胚胎发育过程有胚植物的生活周期分为配子体世

3、代和孢子体世代。配子体世代从孢子母细胞减数分裂开始，到形成花粉粒（雄配子体）或胚囊（雌配子体）止。孢子体世代则从卵细胞受精后开始，由合子发育形成成熟植株，两个世代相互依存和转变。右图：被子植物（豌豆）生活史1、生殖细胞－配子体的形成左图：拟南芥草早期胚珠及花粉发育图（1）雄配子体（花粉）的发育·雄配子体（花粉）在雄蕊的花药中发育成熟。A-E花药的发育过程F花粉囊放大（花粉母细胞）G已开裂的花药（花粉结构）1.原表皮2.孢原细胞3.造孢细胞4.纤维层5.绒毡层6.中层7.花粉母细胞8.药隔维管束9.药隔基本组织1

4、1.表皮（2）雌配子体（胚囊）的发育·雌配子体（胚囊）在雌蕊的子房里的胚珠中发育成熟。2、受精当雄蕊中的花粉和雌蕊中的胚囊达到成熟的时期，或是两者之一已经成熟，这时原来由花被紧紧包住的花张开，露出雄、雌蕊，花粉散放，完成传粉过程。·花粉萌发è双受精·双受精：被子植物中，一个精子与卵结合形成受精卵并成为二倍体合子（恢复了植物原有的染色体数目，保持了物种的相对稳定性），合子将来发育成为产生新个体的胚。另一个精子与中央细胞极核结合成为三倍体受精极核，并进一步发育成为胚乳（兼有父母本遗传特性，生理上更活跃，并作为营养物

5、质被胚吸收使子代生活力更强，适应性更广）·双受精是被子植物的特有现象，也是植物有性生殖中最进化的形式。3、胚的发育合子（zygote）è原胚（proembryo）期è胚的分化发育阶段（球形胚－心形胚－鱼雷胚）è成熟胚（embryo）植物胚胎发育过程中，由于极性的建立引发受精卵的不均等分裂，使两个子细胞的大小和内含物不等，由此引起分裂细胞的分化。靠近珠孔端的细胞大，将来发育成为胚柄，其对侧的细胞小，将来形成胚。胚细胞和胚柄细胞在形态、功能方面差异很大：胚柄细胞大且液泡化，能合成营养物质和GA等激素，并运至胚细胞，

6、供胚发育所需。胚柄细胞通常在胚发育后消亡。而胚细胞的细胞质浓，能持续进行分裂与分化。胚细胞也有极性，经分裂分化后，与胚柄相对的一端形成子叶和胚芽，而近胚柄的一端则形成胚根。二、植物胚胎的发育机制1、植物胚胎极性的确定·极性(polarity)：细胞(也可指器官和植株)内的一端与另一端在形态结构和生理生化上存在差异的现象。主要表现在细胞质浓度的不一，细胞器数量的多少，核位置的偏向等方面。·极性是细胞分化的前提·合子的极性发育研究：墨角藻(Fucusspiralis)——卵细胞较大，胚胎在体外发育，便于实验操作，被

7、广泛应用于植物胚胎极性的研究。墨角藻的卵细胞进行体外受精，合子随水漂流直至遇到适宜固着生长的表面，开始发育。A.墨角藻卵细胞呈球型，辐射对称。受精后，合子细胞起初并没有极性；B.受精后4－10小时开始形成极性，合子中的某些内含物开始不均匀分布并局部积累；C.细胞极性生长。合子在背光侧隆起，呈梨形，胶粘剂开始在此端局部分泌，导致假根向外生长；D.受精后1天左右，合子的第一次分裂开始，产生两个大小不等的子细胞，小的基细胞在背光侧发育成假根；大的顶细胞在向光侧形成叶柄和藻体。假根避光生长，总往岩缝中长，最终形成固着器

8、。实验证明：（1）光照等环境信号诱导合子的极性形成：将合子放入细毛细管中避免其转动，自光的一端照射，所有假根都从卵的背光面长出，而与精子进入的位置无关；（2）发育时沿轴向流动的电流影响卵的极性：局部的Ca＋导体引发细胞内的局部Ca＋电流，导致此部位假根的生长。所有的环境信号作用使局部Ca＋通道开通，致使引发更多钙通道的电流聚集于一端，而钙泵位于轴的另一端将Ca＋泵出细胞外。这种正反馈机