试卷为双语(马来文/英文);课程以英语授课。

中五 · 开花植物的有性生殖

花粉粒与胚囊的发育

花粉粒在花药内发育,胚囊在胚珠内发育,两者都始于经减数分裂的二倍体细胞。花粉粒携带雄配子,胚囊含有卵细胞及受精所需的其他核。

花粉粒的发育

在花药的每个花粉囊内,二倍体花粉母细胞经减数分裂产生四个单倍体小孢子。每个小孢子形成坚韧的外壁,再经一次有丝分裂形成含有管核与生殖核的花粉粒。

生殖核随后分裂产生两个雄配子(精核),因此成熟的花粉粒是把雄配子带到花的雌性部分的结构。

胚囊的发育

在胚珠内,二倍体大孢子母细胞经减数分裂产生四个单倍体大孢子,但通常只有一个存活,其余退化。存活的大孢子经三次有丝分裂形成胚囊,这一结构通常含有一个卵细胞、其旁的两个助细胞、对侧的三个反足细胞,以及一个含两个极核的大型中央细胞。

两者的比较

花粉粒发育与胚囊发育的比较。
特征花粉粒(雄性)胚囊(雌性)
位置花药内的花粉囊子房内的胚珠
细胞分裂先减数分裂,再有丝分裂先减数分裂,再多次有丝分裂
最终结构含管核与生殖核的花粉粒含卵细胞与极核的胚囊
产生的配子数每个花粉粒产生2个雄配子每个胚囊产生1个卵细胞

如何考查

题目可能要求你描述从花粉母细胞到成熟花粉粒、或从大孢子母细胞到胚囊的各阶段,正确使用减数分裂、有丝分裂、单倍体与二倍体等术语,或在花粉粒或胚囊的图中辨认结构。

先减数分裂后有丝分裂:追踪倍性

两种结构都始于二倍体母细胞,也都是先进行减数分裂、再进行有丝分裂。顺序很关键:减数分裂使染色体数目减半,把一个二倍体母细胞变成四个单倍体细胞,随后有丝分裂只复制这些单倍体核,而不改变染色体数目。

因此,成熟花粉粒或胚囊内的每一个核都是单倍体。

两种结构在存活产物的数目上有所不同。在花药中,四个小孢子全部存活,各自发育成一个花粉粒,因此一个花粉母细胞产生四个花粉粒。

在胚珠中,四个大孢子有三个退化,只有一个继续发育,因此一个大孢子母细胞只产生一个胚囊。正是这种存活差异,使花朵大量释放花粉,而每个胚珠只形成一个卵细胞。

须避免的常见错误

考试风格例题

题目。一名学生观察一张花药切片和一张胚珠切片。

(a) 说出花粉母细胞中最先发生的细胞分裂类型,并写出其产物。(b) 解释为何这种分裂被称为减数分裂。

(c) 胚珠在第一次分裂后含有四个单倍体细胞,但成熟胚囊只由其中一个形成。请说明原因。

参考答案。(a) 花粉母细胞经减数分裂,产生四个单倍体小孢子

(b) 减数分裂是减数(还原)分裂,因为它使染色体数目减半,把二倍体母细胞变成单倍体细胞;这样,当受精恢复二倍体数目后,染色体数目便能在世代间保持恒定。(c) 四个单倍体大孢子中,三个退化,只有一个存活;存活的大孢子再经有丝分裂形成含卵细胞与极核的胚囊。

练习题

试一试。某开花植物叶细胞的二倍体染色体数为24。

写出下列各处的染色体数目:(a) 一个小孢子,(b) 胚囊中的卵细胞,(c) 受精后形成的合子,并为每个答案说明理由。

考试提示

关键术语

  • 减数分裂,使染色体数目减半,形成单倍体孢子。
  • 有丝分裂,复制细胞核而不改变倍性。
  • 单倍体,只有一组染色体的核,如孢子或配子。
  • 二倍体,具有两组染色体的核,如母细胞与合子。
  • 受精,雄配子与雌配子融合形成合子。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题

为什么花粉粒与胚囊形成过程中会发生减数分裂?
减数分裂使染色体数目减半,从二倍体母细胞产生单倍体细胞。这一点至关重要,因为花粉粒与胚囊最终必须提供单倍体配子;受精时单倍体雄配子与单倍体卵细胞结合,形成的合子才具有正确的二倍体染色体数目。
成熟胚囊内含有哪些结构?
成熟胚囊通常含有一个卵细胞,两侧有帮助引导花粉管的助细胞,对侧有三个反足细胞,还有一个含两个极核的大型中央细胞,该细胞随后与一个雄配子融合形成胚乳。

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