劉愛峰
【摘 要】這方面的知識,涉及到生物的生長發(fā)育和遺傳變異的內(nèi)容,有一定的難度,在教學(xué)中,發(fā)現(xiàn)學(xué)生常常出錯(cuò),本文就是從子房的發(fā)育、卵、精子的形成和雙受精的過程學(xué)習(xí),來分析幾個(gè)例題。
【關(guān)鍵詞】胚;胚乳;種皮;果皮;基因型
一、子房的構(gòu)造和發(fā)育
一個(gè)發(fā)育成熟的子房,由子房壁、珠被、珠孔、珠柄和胚囊等部分組成,胚珠生長于子房內(nèi),它在子房內(nèi)著生的部位叫胎座。
在雌蕊發(fā)育過程中,子房室胎座上發(fā)生突起,它由一群具有分生能力的細(xì)胞組成,這是胚珠原基,原基的前端發(fā)育成珠心,基部發(fā)育成珠柄,隨后,一部分珠心基部的細(xì)胞向上擴(kuò)展形成珠被,把珠心包圍起來,珠被未完全將珠心全部包被,留有的小孔叫珠孔。珠心細(xì)胞進(jìn)一步發(fā)育形成胚囊。在這個(gè)過程中,沒有減數(shù)分裂,所以這幾部分細(xì)胞的遺傳物質(zhì)就是體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)。子房以后繼續(xù)發(fā)育,子房發(fā)育成果實(shí),珠被發(fā)育成種皮,子房壁發(fā)育成果皮,所以種皮和果皮的遺傳物質(zhì)和母本體細(xì)胞的遺傳物質(zhì)相同。
二、胚囊的發(fā)育與結(jié)構(gòu)
當(dāng)胚珠開始突起形成珠被時(shí),靠近珠孔一端的珠心細(xì)胞中出現(xiàn)一個(gè)大型細(xì)胞,叫胞原細(xì)胞。胞原細(xì)胞經(jīng)有絲分裂形成兩個(gè)細(xì)胞,靠近珠孔的叫覆蓋細(xì)胞。以后解體消失,內(nèi)方的一個(gè)叫造成細(xì)胞,造胞細(xì)胞長大后就發(fā)育成為胚囊母細(xì)胞,隨后母細(xì)胞進(jìn)行減數(shù)分裂形成4個(gè)細(xì)胞,它們排成一列,其有距珠孔近的3個(gè)細(xì)胞逐漸退化消化,內(nèi)方的一個(gè)細(xì)胞繼續(xù)長大形成單核胚囊,此核的染色體數(shù)目比其體細(xì)胞減少了一半(2n-->n)單核胚囊的細(xì)胞核再經(jīng)過連續(xù)3次有絲分裂,便形成了8核胚囊(這八個(gè)核的遺傳物質(zhì)完全一樣(n)),其中靠近珠孔的3個(gè)核發(fā)育成3個(gè)細(xì)胞,其中的是卵細(xì)胞,兩旁的是助細(xì)胞,在珠孔相對一端的3個(gè)細(xì)胞,是反足細(xì)胞,中央的兩個(gè)核叫極核,與周圍細(xì)胞質(zhì)形成中央細(xì)胞,染色體是n+n=2n。
例1 基因型為AA的玉米。卵細(xì)胞基因就是A,中央細(xì)胞的基因型是AA。如果玉米的基因型為Aa,卵細(xì)胞基因型是A或a,兩個(gè)極核的基因型也分別是A或a,中央細(xì)胞的基因型就是AABB或AAbb或aaBB或aabb。
如果基因型為AaBb,卵細(xì)胞基因型是AB或Ab或aB或ab,兩個(gè)極核的基因型相同,且與卵細(xì)胞的基因型也相同。
總之,如果生物的體細(xì)胞染色體數(shù)用2n表示。卵細(xì)胞的染色體數(shù)就是n,兩個(gè)極核的也分別是n,即中央細(xì)胞的染色體數(shù)目是2n。
三、花粉的發(fā)育與結(jié)構(gòu)
花粉粒是由花藥中的花粉母細(xì)胞經(jīng)過減數(shù)分裂形成,其花粉粒的染色體數(shù)目減少一半(2n-->n),這時(shí)的花粉粒只有一個(gè)核,叫單核花粉粒(n),接著進(jìn)行一次有絲分裂形成兩個(gè)大小相差懸殊的細(xì)胞,大的叫營養(yǎng)細(xì)胞(n),小的是生殖細(xì)胞(n)這時(shí)為二核花粉粒,以后,生殖細(xì)胞經(jīng)過一次有絲分裂,形成兩個(gè)精子(n)。兩個(gè)精子和營養(yǎng)卵細(xì)胞它們?nèi)叩倪z傳物質(zhì)相同,這時(shí)的花粉粒就是三核花粉粒。
四、雙受精
經(jīng)過傳粉,花粉粒萌發(fā)形成花粉管,把精子送到胚囊中,一個(gè)精子與中央細(xì)胞結(jié)合形成受精極核(n+n+n-->3n),合子的核是由一個(gè)卵細(xì)胞核和一個(gè)精子核融合成的,受精極核的核是由兩個(gè)極核和一個(gè)精子核整合成的。
(一)從雙受精可以看出,胚和胚乳的基因型不同。
例2 用基因型為AaBB的水稻植株作母本,aabb作父本,雜交得到的種子中,胚和胚乳的基因組合分別為( )。
A、AaBb或aaBb 或AAaBBb B、aaBb或Aabb或AAaBBb或aaaBBb
C、AaBb或aaBb 或AAaBBb或aaaBBb D、AaBb或aabb 或AAaBBb或aaaBBb
胚是受精卵發(fā)育而來,受精卵是由一個(gè)精子和一個(gè)卵細(xì)胞融合而成,所以胚的基因型是AaBb或aaBb,胚乳是受精極核發(fā)育而成母本提供了兩個(gè)核,父本提供了一個(gè)精子,所以胚乳基因型是AAaBBb或aaaBBb。
(二)從受精過程可知正交和反交,胚的基因型相同,胚乳的基因型不同
例3 一株純黃粒玉米與一株純白粒玉米相互授粉雜交,比較這兩個(gè)植株種子發(fā)育中的胚和胚乳細(xì)胞的基因型,結(jié)論是( )。
A、胚的基因型不同,胚乳細(xì)胞基因型相同 B、胚的基因型相同,胚乳細(xì)胞基因型不同
C、胚和胚乳細(xì)胞D、胚和胚乳細(xì)胞基因型都不相同
總之,從雙受精過程和果實(shí)發(fā)育知道,果實(shí)中只有胚和胚乳是新的一代,果實(shí)和種皮都是母體的一部分。
例4 番茄果皮紅色(R)對黃色(r)是顯性,如把純合的紅色果皮番茄的花粉授到黃色果皮番茄的柱頭上,則黃色果真皮番茄植株上結(jié)出的番茄果皮的顏色、果皮的基因型、胚的基因型依次是( )。
A、黃色、rr、Rr B、黃色、rr、rr C、 紅色、Rr、Rr D、紅色、rr、Rr
母體上所結(jié)的果實(shí),果皮種皮是母體一部分,所以果皮的基因型是rr、黃色,胚是新的一代,基因型是Rr所以此題的答案是A。
如果讓F1自交,F(xiàn)1上所結(jié)果實(shí)是什么顏色?果皮基因型是什么?胚基因型是什么?
解析: F1 Rr × Rr
↓
RR Rr rr
果皮是母本的一部分,基因型是Rr,所以是紅色,胚的基因型是RR或Rr或rr。
例5:一株白粒玉米(aa)接受紅粒玉米(AA)的花粉,所結(jié)的種(果)皮細(xì)胞、胚細(xì)胞、胚乳細(xì)胞、極核的基因型依次是( )。
A、Aa、AA、Aa、a B、aa、Aa、AAa、a
C、aa、Aa、Aaa、a D、Aa、Aa、Aaa、a
解析: P:Aa ×AA
配子 ↓ ↓
a A
種(果)皮是母本的一部分,胚是合子發(fā)育成的,基因型是Aa,極核和卵細(xì)胞核來源相同,基因型是a,胚乳是受精極核發(fā)育來的,受精極核是兩個(gè)極核和一個(gè)精子融合而成,所以胚乳的基因型是Aaa,因此,此題的答案是(C)。