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胚乳

2020-10-16
出处:族谱网
作者:阿族小谱
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发育过程与构造胚珠的构造胚珠由珠心(nucellus)、合点(chalaza)、珠被(integuments)、珠柄(funicule)所组成。珠心内含有胚囊(embroysac),胚囊中含有一个卵,二个极核,以及三个反足细胞(antipodalcell);卵核的两侧又各自有一个助核(synergid)。珠心之外由一或二层组织,所包围,即是珠被。被子植物行双重受精时,一个精子和卵结合,并发育成胚,第二个精子则和两个极核结合,经过多次细胞分裂后形成胚乳。所以胚乳是由两个1N(单套染色体)的极核和1个1N的精子结合,共有3N(三套)染色体。虽然胚乳有三套染色体,但两个极核系同一母细胞行细胞分裂而成,遗传物质相同。故在遗传学上,多把胚乳当成2N染色体讨论,即同时拥有父本基因和母本基因。组成与功能胚乳含有多量的淀粉、油脂、蛋白质等养分,是被子植物种子主要的养分储存构造。其中有几个层带构造有特别的名...

发育过程与构造

胚乳

  胚珠的构造

胚珠由珠心(nucellus)、合点(chalaza)、珠被(integuments)、珠柄(funicule)所组成。珠心内含有胚囊(embroy sac),胚囊中含有一个卵,二个极核,以及三个反足细胞 (antipodal cell);卵核的两侧又各自有一个助核(synergid)。珠心之外由一或二层组织,所包围,即是珠被。 被子植物行双重受精时,一个精子和卵结合,并发育成胚,第二个精子则和两个极核结合,经过多次细胞分裂后形成胚乳。所以胚乳是由两个1N(单套染色体)的极核和1个1N的精子结合,共有3N(三套)染色体。虽然胚乳有三套染色体,但两个极核系同一母细胞行细胞分裂而成,遗传物质相同。故在遗传学上,多把胚乳当成2N染色体讨论,即同时拥有父本基因和母本基因。

组成与功能

胚乳含有多量的淀粉、油脂、蛋白质等养分,是被子植物种子主要的养分储存构造。其中有几个层带构造有特别的名称。

糊粉层

胚乳的外层与种皮相接之一层或少数几层为“糊粉层”(aleurone layer)。含多量球蛋白及油脂。糊粉层内也含有淀粉酶的酵素,这种酵素会受到胚产生的吉贝素(gibberellin)活化,而将胚乳中的大分子养份(淀粉)分解成小分子(葡萄糖),然后运送至子叶盘形成蔗糖,再运送至胚、幼苗,供应其生长所需。。

透明层

胚乳中,有时在种皮和糊粉层中间有一层不透明的层带,称为“透明层”(hyaline layer),是珠心细胞的残余,薄而没有明显的细胞结构。

分类

被子植物的胚乳有的在种子发育成熟前就以被吸收完毕而消失,称为“无胚乳种子”;有的则会继续提供种子养分直到长出叶子为止,称为“有胚乳种子”,在演化的顺序上,有胚乳种子是比较原始的,子叶尚不明显,无胚乳种子则已经演化出完善的子叶,所以胚乳渐渐退化。

较为原始的植物,多半有较小的胚和很大的胚乳,较进化的植物之种子大部分为胚,胚乳则已经退化或较小。

无胚乳种子

有些双子叶植物的种子在胚发育的过程中,会逐步吸收胚乳的养分,等到成熟时,胚乳全部消失。这些种子称为无胚乳(exalbuminous)种子。这类植物的代表有豆科植物、兰花、油菜、甘蓝、杏仁等。这些植物通常有明显的子叶负责养份供应问题,像我们常吃的豆类,主要是在吃其储存养分的子叶。

但无胚乳种子成熟后也不是完全缺乏胚乳组织,有些也具有一层至数层萎缩的胚乳组织,如杏仁、芥子,其中芥子的这种组织里面还含有大量油脂组织。

有胚乳种子

胚乳

 皂荚属于有胚乳种子,成熟后仍维持完整的胚乳

大多数的单子叶植物、部分双子叶植物的胚乳较大,种子成熟后依然维持完整的胚乳,这类植物称为“有胚乳种子”(Albuminous Seed),这类植物的代表有禾本科植物、车轴草、皂荚、牵牛花等等,其中车轴草在种子成熟后还维持胚乳,甚至外层还有糊粉层,皂荚等,成熟后胚乳还是主要的养分储藏器官。

特殊的胚乳

椰子汁是液状胚乳

我们常喝的椰子汁是椰子胚囊中充满的水液,也就是液状的胚乳。到后期由于继续集中的细胞分裂,慢慢形成细胞状的胚乳(椰子果肉),所以椰子放越久剩余的椰汁就越少。另外,由于椰子胚乳的空腔很大,椰汁通常无法填满整个胚乳。

米饭和玉米

胚乳

  我们吃的米主要部位是胚乳

我们吃的米饭或玉米等禾本科植物主要也是胚乳。其中糙米是稻米剥壳后的产物,糙米去掉糠层(果皮、种皮和糊粉层)就是胚芽米,胚芽米再去掉外层的胚芽后就成白米。所以白米仅剩最里层的胚乳。

相关部位

裸子植物的类似器官

裸子植物也有类似胚乳的器官,一样包围在胚外面司养份供应,但是由母体胚囊的其他细胞直接发育而成,没有经过双重受精的过程,所以是单套染色体(N),只含有母本基因,不含父本基因。这个组织在胚发育过程中会逐步吸收淀粉、蛋白质和脂质,因此胚成熟后,可以负责胚芽的养分供应。这个组织有时也被称为胚乳,但这在植物学上是不正确的。

 

外胚乳

胚乳

  少数植物如睡莲,同时具有内胚乳及外胚乳。

藜科(Chenopodiaceae)与石竹科(Caryophyllacea)等的种子,主要养份储存处是“外胚乳”(perisperm,只有母本基因),是由胚囊外的珠心细胞发育成的,大部分其他植物的外胚乳则没有或不明显,但还有少数的植物,其内胚乳和外胚乳均明显,如睡莲科(Nymphaeaceae)就是。。

外观上的影响

胚乳

  不同颜色的玉米

种子的外观受胚乳影响很大,因为胚乳在种子中占很大的部位。如果胚乳是用淀粉构成的,脱水后体积并无大量改变,种子维持饱满状;如果胚乳是以糖的型态储存,脱水时体积会大幅缩减,也就是种子呈现皱缩状。至于种子的颜色受到果皮、糊粉层、胚乳等共同影响。以玉米为例,胚乳的颜色以黄色和白色为主,但要看到颜色必须外面果皮和糊粉层透明无色。如果果皮无色,糊粉层有颜色,则糊粉层的颜色会显现,胚乳的颜色会被盖过。

玉米糊粉层的颜色有红色和紫色两种,其中紫色基因对红色基因是显性(具有上位性),也就是两个基因同时存在时,红色性状不会显现。另外还有一组基因控制颜色的有无,基因有C、c、CI三种,CI基因对C有上位性,C基因对c也有上位性,CI、c的基因会抑制颜色的显现,也就是糊粉层的红色或紫色不会显现出来,C基因则会使颜色基因显现,也就是显现紫色或红色。

爆米花是胚乳含水的应用

胚乳

  爆米花的爆法和胚乳中含水有关

爆米花是玉米胚乳内含水的应用,其中玉米的外膜非常厚且不渗水,因此玉米被加热时,里面的水超过沸点形成水蒸气,并造成很大的压力,直到压力过大而爆开,并且由于水分很均匀的由淀粉胚乳中散布出来,这突然的膨胀,使得胚乳变成像充满空气的发泡橡胶。对于未爆玉米粒,有二个解释。第一个说法是“老玉米”粒内的水分不足以产生足够的蒸气爆炸。第二个解释是,根据普渡大学的博士布鲁斯·哈梅克(Bruce Hamaker)的研究,是因为玉米膜有裂缝。


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