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3.3.8 花粉萌发和受精在线视频

3.3.8 花粉萌发和受精

下一节:3.3.9 果实和种子的形成与传播方式

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3.3.8 花粉萌发和受精课程教案、知识点、字幕

植物开花之后

经过传粉过程

花粉落在了柱头上

如果条件合适

花粉会在柱头上萌发

长出花粉管

花粉管穿过花柱

将精子送入胚囊

完成双受精作用

落在柱头上的花粉数量众多

是否所有的花粉都会萌发呢

肯定不是

只有同种植物的花粉才能够发育

异种植物的花粉是不能够发育的

这样才能保证物种的稳定性

不过即使是同种植物的花粉

还存在着自交不亲和性的问题

下面我们就来看花粉是如何萌发的

之前在介绍花的结构的时候曾经讲过

雌蕊的柱头是承载花粉的平台

成熟的柱头有两种类型

湿型的柱头和干型的柱头

湿型柱头表面有分泌液

含有水分

糖类脂类酚类和酶等

比如烟草茄苹果等

植物的花的柱头就是属于湿形柱头

而干型柱头

它的表面是没有分泌液的

通常有一层亲水的蛋白质薄膜

如油菜棉花小麦和水稻等

植物的花的柱头是

属于这种类型

花粉从花粉囊中释放时

是处于失水状态的

落在柱头上首先是被黏附

吸水是花粉萌发的先决条件

附着在湿形柱头上的花粉

可以直接从周围吸收水分

而附着在干形柱头上的花粉

因为它外壁是含有脂类

与柱头细胞相互反应

引起水合作用

接着花粉粒萌发

花粉吸水后胀大

花粉内壁及细胞质

从萌发孔向外伸出

形成花粉管

花粉萌发的时候

多形成一个花粉管

具有多个萌发孔的花粉

可以形成多条花粉管

但是最终只有一条花粉管

能够到达胚囊

那么花粉落在柱头上之后

多久以后才会萌发呢

花粉萌发所需要的时间

不同的植物有所不同

比如说玉米需要5分钟

番茄是需要15-20分钟

而小麦则需要1-2小时

下面

我们来分析一下

花粉和柱头识别的机制问题

花粉落在柱头上能否萌发

长出花粉管

最终完成受精作用

这要看花粉与柱头之间的

相互作用

也就是说花粉壁表面的蛋白质与

柱头表面的蛋白质表膜之间

是否识别

也就是是否亲和

如果是亲和的

那么花粉就可以萌发

长出花粉管

进入花柱

完成受精作用

如果是不亲和的

花粉就不能够萌发

或者花粉管很短

长到一定程度就停滞了

前者称为自交亲和性

后者称为自交不亲和性

所谓自交不亲和性指的是

植物的花粉落在同一朵花雌蕊的柱头上

不能够受精的现象

自交不亲和性又可以分为两类

配子体型自交不亲和性

和胞子体型自交不亲和性

配子体型自交不亲和性的植物

如茄科和禾本科植物

它的不亲和发生在花粉中

花粉管进入花柱后

中途生长停滞破裂

只有当花粉与雌蕊的基因型不同时

才能够成功的授粉

如图Ａ所示

基因型为S2和S3的花粉管

在基因型为S2S3的花柱中

进行了一定的生长后停止发育

只有基因型为S1的花粉管

可以继续通过花柱生长

如果是孢子体自交不亲和性的植物

只有当花粉不带有与雌性基因型

相同的决定子时

花粉才可以萌发

花粉管才能够生长

例如Ｂ图所示

即使是左边花柱中的

S2花粉基因型不同于

S1和S3花柱

S2不能长出花粉管

原因是什么呢

原因可能是

在它的花粉外壁上带有

S1花柱相同的决定子

这样就导致发生了不亲和反应

相反

右边花柱中的S1 S2花粉

都不带有S3 S4花柱

相同的决定子

所以 S1 S2花粉

都能够长出花粉管

孢子体型自交不亲性的表现就是

花粉在柱头上不发生水合作用

不能够萌发

或者产生很短的花粉管

用细胞化学法发现

花粉管它的生长是因为被胼胝质所堵塞了

花粉管萌发之后

它是如何在花柱中生长的呢

在介绍花粉的结构时曾经讲过

在营养细胞的细胞质中

储藏有大量的营养物质

含有多种酶

当花粉萌发的时候

这些酶的活性加强

这些酶除了在花粉本身发挥作用之外

还可以分泌到花柱中

用来取得食物和使花粉管进一步生长

花粉管的生长的特点

是属于顶端生长

它的生长仅局限于花粉管的顶端区

这是一幅花粉管顶端生长的示意图

当花粉管生长时候

细胞质集中在顶端区

管的基部被胼胝质栓所堵住了

在花粉管的顶端

有大量的小泡分布

通过这些小泡与细胞质膜融合

把细胞壁前体物质输送到

合成细胞壁的位置上

用于新的细胞壁的形成

在花粉管的这个管道中

可以看到有两个精细胞

一个营养核

还有线粒体

内质网和高尔基体等细胞器

在整个花粉管中

还存在有大量的微丝和微管

沿着花粉管的长轴平行排列

B图显示的是花粉管沿着

花柱生长的荧光显微照片

苯胺蓝染色清晰地显示了

分布非常规律的这些胼胝质栓

花粉管生长所需的物质和能量

从何处而来

在萌发的初期

主要是由花粉自身提供的

在花粉管进入花柱之后

它还能够利用花柱细胞所提供的营养

花粉管向子房生长的过程中

它需要穿过柱头细胞的间隙

进入花柱中的引导组织

与它的胞外基质紧密接触

这个胞外基质是复杂的

蛋白质混合物

其中有引导组织的

特异性糖蛋白

这些糖蛋白具有刺激花粉生长

和引导花粉向子房生长的这个功能

了解了花粉萌发及花粉管生长的过程之后

人们自然会提出一个问题

花粉管为什么会在花柱中生长

而且是朝着胚珠和胚囊方向生长

推测可能的影响因素有3个

第一是钙离子的浓度梯度

钙的浓度梯度是花粉管

生长所必需的

已有实验证实

油菜和水稻的

花粉管中的钙含量

比相邻组织当中的钙含量要高

同时花柱组织中也存在钙离子浓度梯度

花粉管在生长的过程中

会不断地从花柱中吸收钙离子

此外花粉管顶端的钙离子浓度很高

实验证实如果顶端的钙离子浓度发生改变

花粉管的生长方向

也会发生变化

所以花粉管

是朝着钙离子浓度比较高的方向生长的

第二

胚囊引导了花粉管的生长方向

这是利用半活体培养方法

将蓝猪耳的花粉管与胚珠共培养的

实验结果照片

A图显示

在花柱中自然生长的花粉管

长得更快更长

B图显示了半活体培养的

花粉管与胚珠

C图显示

花粉管已经到达裸露的

胚囊的珠孔端

Ｄ图是放大图

显示花粉管

已经进入了胚珠

裸露的胚囊的珠孔端

上述实验证实了

花粉管是向着

胚珠胚囊的方向生长的

如果将已经授粉的胚囊

或者是被破坏的胚囊

或者是经过高温杀死的胚囊

与蓝猪耳的花粉管共培养

结果显示

这些胚囊都不能够吸引

蓝猪草的花粉管的生长

这些实验也进一步证实了

胚囊具有引导花粉管生长

方向的作用

第三个影响因素

是胚囊中的助细胞

因为花粉管进入胚囊时

是从助细胞的末端进入的

另外助细胞是分泌细胞

它分泌的物质具有诱导作用

并且含有高浓度的钙离子

所以

助细胞和胚囊都具有

引导花粉管生长的作用

接下来

让我们在分析一下双受精作用　

花粉管到达胚囊后

从一个已经退化的助细胞进入

随后

花粉管顶端释放2个精子

其中一个精子与卵细胞受精

形成了二倍体的合子

合子将来会发育形成胚

另外一个精子进入中央细胞

精子核与２个极核或者是次生核融合

形成初生胚乳核

将来会发育形成三倍体的胚乳

这２个精细胞

分别与卵细胞和

中央细胞相融合的现象

就称为双受精作用　

双受精作用是被子植物

有性生殖的特有现象

这种生殖方式

通过遗传物质重组

一方面加强了

后代的生活力和适应性

另一方面

也为后代提供了

可能出现新的变异的基础

因此

双受精在植物界是

有性生殖过程中最进化

最高级的形式

是被子植物兴旺发达的原因之一

普通生物学课程列表：

绪论——走进生命科学

-绪论

-人物访谈——走进精准医学

--第一节什么是精准医学

--第二节精准医学用于临床应具备哪些条件

--第三节精准医学的临床应用实例

--第四节给医学生的建议

--第五节精准医学的发展展望

第一章细胞生物学基础

-第一节细胞概述

--1.1.1 细胞的基本特征

--1.1.2 原核生物与真核生物的区别

-第一章细胞生物学基础--第一节细胞概述

-第二节细胞膜与物质的跨膜运输

--1.2.1 质膜的结构与基本成分

--1.2.2 质膜的基本特征及功能

--1.2.3 膜转运蛋白

--1.2.4 小分子物质的跨膜运输

--1.2.5 细胞连接

-第一章细胞生物学基础--第二节细胞膜与物质的跨膜运输

-第三节真核细胞的结构

--1.3.1 线粒体和叶绿体

--1.3.2 细胞的内膜系统

--1.3.3 过氧化物酶体

--1.3.4 细胞骨架——微丝

--1.3.5 细胞骨架——微管

--1.3.6 细胞骨架——中间丝

--1.3.7 马达蛋白

--1.3.8 细胞核与染色质

--1.3.9 核糖体

-第一章细胞生物学基础--第三节真核细胞的结构

-第四节细胞的能量代谢

--1.4.1 能量货币ATP

--1.4.2 细胞是如何获得能量的

--1.4.3 糖酵解与柠檬酸循环

--1.4.4 电子传递与氧化磷酸化

--1.4.5 乙醇发酵与乳酸发酵

--1.4.6 营养物质的分解与代谢

--1.4.7 叶绿体与光系统

--1.4.8 光反应

--1.4.9 固碳反应

--1.4.10 C4途径与CAM途径

-第一章细胞生物学基础--第四节细胞的能量代谢

-第五节细胞的分裂与分化

--1.5.1 细胞周期概述

--1.5.2 细胞周期调控的分子机制

--1.5.3 有丝分裂

--1.5.4 减数分裂

--1.5.5细胞分化与细胞全能性

--1.5.6细胞死亡

-第一章细胞生物学基础--第五节细胞的分裂与分化

第二章分子生物学基础

-第一节遗传的分子基础

--2.1.1 DNA的发现历史

--2.1.2 DNA的结构

--2.1.3 DNA的复制

--2.1.4 端粒及端粒酶

--2.1.5 蛋白质是表型的分子基础

--2.1.6 RNA的分子构成与功能

--2.1.7 DNA的转录

--2.1.8 遗传密码的破解

--2.1.9 遗传信息的翻译

--2.1.10 中心法则

--2.1.11 基因的突变

-第二章分子生物学基础--第一节遗传的分子基础

-第二节基因的表达调控

--2.2.1 原核生物的基因表达调控

--2.2.2 真核生物的基因表达调控

--2.2.3 染色质的结构影响基因的转录

--2.2.4 蛋白质的组装调控基因的转录

--2.2..5 RNA转录后的加工

-第二章分子生物学基础--第二节基因的表达调控

-第三节生物技术及其应用

--2.3.1 核酸的分子杂交

--2.3.2 DNA芯片技术

--2.3.3 聚合酶链式反应

--2.3.4 DNA凝胶电泳

--2.3.5 DNA重组技术

--2.3.6 基因工程技术的应用

-第二章分子生物学基础--第三节生物技术及其应用

-第四节人类基因组及其遗传疾病

--2.4.1 DNA测序技术

--2.4.2 第三代DNA测序技术

--2.4.3 人类基因组及其应用

--2.4.4 人类的遗传性疾病

--2.4.5 癌基因与恶性肿瘤

-第二章分子生物学基础--第四节人类基因组及其遗传疾病

第三章高等植物体的结构与功能

-第一节高等植物体的细胞与组织

--3.1.1 初生壁

--3.1.2 次生壁

--3.1.3 与细胞壁相关的结构

--3.1.4 质体与液泡

--3.1.5 组织与组织系统

--3.1.6 分生组织

--3.1.7 表皮与周皮

--3.1.8 维管组织

--3.1.9 基本组织系统

-第三章第一节高等植物体的细胞与组织

-第二节植物的生长

--3.2.1 种子的萌发与幼苗的生长

--3.2.2 根的初生生长

--3.2.3 根的初生结构

--3.2.4 侧根的发生

--3.2.5 根的次生生长及其结构

--3.2.6 茎的初生生长及其结构

--3.2.7 茎的次生生长及其结构

--3.2.8 周皮与树皮

--3.2.9 年轮是如何产生的

--3.2.10 茎的初生组织与次生组织之间的关系

-第三章高等植物体的结构与功能--第二节植物的生长

-第三节植物的生殖和发育

--3.3.1 植物的繁殖类型

--3.3.2 世代交替

--3.3.3 花的组成与基本结构

--3.3.4 花各部分结构的多样性

--3.3.5 花药的发育

--3.3.6 胚珠的发育

--3.3.7 开花与传粉

--3.3.8 花粉萌发和受精

--3.3.9 果实和种子的形成与传播方式

--3.3.10 被子植物生活史总结

-第三章高等植物体的结构与功能--第三节植物的生殖和发育

-第四节植物的营养与运输

--3.4.1 植物叶片的结构

--3.4.2 气孔运动的调节

--3.4.3 植物的矿质营养

--3.4.4 根系是如何吸水的？

--3.4.5 水分在植物体内的运输

--3.4.6 矿质元素的运输

--3.4.7 有机物运输的经典实验

--3.4.8 有机物质的运输

--3.4.9 植物的营养适应-食虫植物

--3.4.10 植物的营养适应-氮元素的利用

--3.4.11 植物的营养适应-寄生植物

--3.4.12 植物的营养适应-菌根

-第三章高等植物体的结构与功能--第四节植物的营养与运输

-第五节植物生长发育的调控

--3.5.1 植物激素概述

--3.5.2 生长素

--3.5.3 生长素的作用机制

--3.5.4 赤霉素

--3.5.5 细胞分裂素

--3.5.7 脱落酸

--3.5.8 激素间的相互作用

--3.5.9 光周期现象

--3.5.10 光敏色素

--3.5.11 植物对植食性动物和病菌的防御

-第三章高等植物体的结构与功能--第五节植物生长发育的调控

第四章高等动物体的结构与功能

-第一节动物的组织

--4.1.1 上皮组织

--4.1.2 疏松结缔组织

--4.1.3 致密结缔组织

--4.1.4 脂肪组织

--4.1.8 结缔组织总结

--4.1.9 肌肉组织

--4.1.10 神经组织

--4.1.11 组织器官系统

-第一节动物的组织--作业

-第二节消化系统

--4.2.1 营养素及其消化和吸收

--4.2.2 人体消化系统的组成

--4.2.3 口腔和食管

--4.2.4 胃壁的结构

--4.2.5 胃的消化功能

--4.2.6 胃溃疡

--4.2.7 小肠的组织结构

--4.2.8 小肠消化液的组成及其功能

--4.2.9 营养物质的消化和吸收

--4.2.10 大肠的结构与功能

--4.2.11 肝脏和胰腺

--4.2.12 脊椎动物消化管的结构与功能适应

-第四章高等动物体的结构与功能--第二节消化系统

-第三节呼吸系统

--4.3.1 呼吸系统的演化

--4.3.2 人的呼吸系统的结构与功能

--4.3.3 呼吸运动

--4.3.4 气体的交换

--4.3.5 氧气和二氧化碳的运输

--4.3.6 呼吸运动的调节

-第三节呼吸系统--作业

-第四节循环系统

--4.4.1 动物循环系统的演化

--4.4.2 血管的结构

--4.4.3 心脏的结构与血液循环

--4.4.4 心动周期

--4.4.5 心脏的传导系统

--4.4.6 动脉血压的形成

--4.4.7 输血与血型

--4.4.8 组织液的形成

--4.4.9 淋巴系

--4.4.10 常见心脑血管疾病

-第四章高等动物体的结构与功能--第四节循环系统

-第五节内环境的控制

--4.5.1 动物排泄系统的演化

--4.5.2 内环境与稳态

--4.5.3 体温调节

--4.5.4 渗透调节与排泄

--4.5.5 人的泌尿系统的组成与功能

--4.5.6 原尿是如何生成的

--4.5.7 肾小管与集合管的重吸收

--4.5.8 肾小管与集合管的分泌作用

--4.5.9 尿液的浓缩

--4.5.10 尿液生成的总结

--4.5.11 肾脏对机体酸碱平衡的调节

--4.5.12 血压与血量的调节

--4.5.13 透过尿液分析检查疾病

-第四章高等动物体的结构与功能--第五节内环境的控制

-第六节内分泌系统

--4.6.1 体液调节概述

--4.6.2 激素的作用机制

--4.6.3 内分泌系统与神经系统的联系

--4.6.4 激素分泌的调节

--4.6.5 神经垂体的内分泌功能

--4.6.6 腺垂体的内分泌功能

--4.6.7 生长激素的功能

--4.6.8 甲状腺调节代谢与发育

--4.6.9 甲状旁腺的功能

--4.6.10 胰岛素和胰高血糖素激素

--4.6.11 肾上腺皮质的内分泌功能

--4.6.12 肾上腺髓质的内分泌功能

-第四章高等动物体的结构与功能--第六节内分泌系统

-第七节神经系统与神经调节

--4.7.1 静息电位

--4.7.2 动作电位

--4.7.3 神经冲动是如何传播的

--4.7.4 突触如何传递神经信号

--4.7.5 毒品为什么具有成瘾性

--4.7.6 反射与反射弧

--4.7.7 脑的结构与功能

--4.7.8 脊髓的结构与功能

--4.7.9 周围神经系统

--4.7.10 躯体运动神经与内脏神经的区别

--4.7.11 交感神经与副交感神经的作用

--4.7.12 中枢神经对内脏活动的调节

--4.7.13 神经系统的演化

-第四章高等动物体的结构与功能--第七节神经系统与神经调节

-第八节生殖与胚胎发育

--4.8.1 精子的形态及发生

--4.8.2 卵子的发生

--4.8.3 卵子的发生受激素的调控

--4.8.4 生育的控制

--4.8.5 卵巢的周期性变化

--4.8.6 子宫的周期性变化

--4.8.7 海胆的受精过程

--4.8.8 哺乳动物的受精过程

--4.8.9 文昌鱼的胚胎发育

--4.8.10 两栖类的早期胚胎发育

--4.8.11 哺乳动物的胚胎发育

--4.8.12 羊膜是如何产生的

--4.8.13 人的胚胎发育

-第四章高等动物体的结构与功能--第八节生殖与胚胎发育

期中考试

-2020年秋季学期普通生物学期中考试

3.3.8 花粉萌发和受精笔记与讨论

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