两个极核的基因型是一致的吗？ - z700318的日志 - 网易博客

很多高中学生在学习“植物的个体发育”一节课后，常常产生这样的疑问：在被子植物的胚囊中，存在着一个卵细胞和两个极核，那么这两个极核的基因型是否相同？它们和卵细胞的基因型又有什么区别？

之所以产生这样的疑问，是因为对极核的来源缺乏了解。在高中生物课本中只是着重介绍了动物的精子和卵子的形成过程，而对植物的生殖细胞的形成过程却介绍不多。按书中的描述，动物的雌性个体在产生卵子的同时，还产生了三个极体，即一个初级卵母细胞经历一次减数分裂的结果，会产生四个细胞，这四个细胞按染色体的组成可分成两组，每组中的两个细胞的染色体组成是一样的，其中的一个细胞能够成为卵细胞，而其他三个细胞则成为极体。极体是因为依附在卵的动物极而称为极体。不难得出这样一个结论：三个极体的基因型中有一个与卵细胞的相同，另外的两个则是另外一组，且两个之间的基因型是相同的。

我们再来讨论有关极核的问题。极核和极体是两个完全不同的概念，被子植物的配子的形成有自己的特点，让我们从被子植物的减数分裂讲起。

在被子植物的胚珠里，有一个体积大，原生质浓厚，具有大细胞核的孢原细胞，这个细胞在一些植物的种类里可以直接起到大孢子母细胞的作用，但在某些植物的种类里，孢原细胞会经历一次有丝分裂后，其中的一个子细胞才成为大孢子母细胞。也有的种类中孢原细胞不止一个的，即使如此，仍然只有一个是能够继续发育，成为大孢子母细胞的。大孢子母细胞经历了与动物相似的减数分裂的过程而得到了四个子细胞，这四个细胞的染色体数也是减到了原来的一半，但它们并不是卵细胞和三个极体，而是四个大孢子。这四个大孢子在不同的植物类型里排列的方式不尽相同，最常见的排列是作一列直线排列，其中，靠近珠孔的三个大孢子以后退化消失，仅位于珠心深处的一个保留，并发育成为胚囊。

最初形成胚囊的是一个大型的单核细胞，即是大孢子。当大孢子长大到相当的程度时，会进行连续三次的有丝分裂，但每次分裂后并不马上伴随着细胞质的分裂和新壁的产生。在第一次分裂后形成两个新核，它们向相反的方向向胚囊的两极移动，以后每个核又相继进行了两次分裂，各形成四个核，以后每一端的四个核中各有一个向中央移动，这两个核就是极核了，同时在胚囊两端的其余三个核也各自发生了复杂的变化。靠近珠孔端的三个，最后成为一个较大的卵细胞和两个较小的助细胞，远离珠孔端的三个则成了三个反足细胞。至此，一个成熟的胚囊中包括有：一个卵细胞，两个助细胞，三个反足细胞和两个极核，它们都是由大孢子经过有丝分裂得来的。亦即是说，它们的基因型都是相同的。可见，两个极核的基因型是一致的，而且与卵细胞的基因型相同。将来，卵细胞受精后成为受精卵，再发育成胚，而两个极核受精后成为受精极核，再发育成胚乳。

我们可以把讨论过程简化一下：植物卵细胞的形成和动物卵细胞的形成相比较，孢原细胞相当于动物的卵原细胞，能进行减数分裂的细胞是大孢子母细胞，相当于动物的初级卵母细胞。动物的初级卵母细胞经过减数分裂的结果就可以得到卵细胞了，但植物的大孢子母细胞经过减数分裂的结果并不能马上得到卵细胞而只得到了大孢子，大孢子再经过连续三次的有丝分裂后，其中的一个子细胞才能够成为卵细胞。

经过了上述的详细的解释，对下列两题不难得出答案。

（1）某种动物的基因型是AaBb（ 这两对等位基因独立遗传 ），它的一个初级卵母细胞经过减数分裂后得到的卵细胞的基因型是AB，那么三个极体的基因组成是▁▁▁。

答案：AB  ab  ab

（2） 某种植物的基因型是AaBb（ 这两对等位基因独立遗传 ），它的胚囊中卵细胞的基因型是AB，那么对应的两个极核的基因组成是▁▁▁。

答案：AB  AB

胚囊的发育

　　被子植物种类繁多，胚囊发育有不同类型 ，其中最普遍的是蓼型胚囊(polygonum type)，占81％左右，下面以此为例说明胚囊的发育过程。
　　当珠被开始形成时，由薄壁细胞组成的珠心内部也发生变化，在近珠孔端的珠心表皮下分化出一个体积大 、细胞质浓、核大且明显的孢原细胞(archesporial cell)。该细胞的发育形式因植物不同而异，大体有两种形式，一种如棉，孢原细胞先进行一次平周分裂,形成内外二个细胞 ,外侧的为周缘细胞(parietal cell)，内侧的为造孢细胞(sporogenous cell)。周缘细胞可继续分裂产生多数细胞，参与珠心组成；造孢细胞则发育为胚囊母细胞（又称大孢子母细胞）。而小麦、水稻、向日葵等植物的孢原细胞不经分裂，直接发育形成胚囊母细胞(embryo-sac mother cell)。 
　　胚囊母细胞经过减数分裂，形成4个纵行排列的大孢子，一般近珠孔端3个细胞逐渐退化消失，仅合点端的1个为功能大孢子 ，发育为单核胚囊。然后,单核胚囊连续进行三次有丝分裂（仅核分裂，不形成新壁），首次分裂形成的2核，分别移向两端；由2核分裂一次形成4核；再由4核分裂成8核，其中各有4核分列于胚囊的两端。不久，两端各有1核移向胚囊中央，并互相靠近，它们被称为极核。
　　随着核分裂的进行， 胚囊体积迅速增大，特别是沿纵轴扩延更为明显。最后各核之间产生细胞壁，形成细胞。近珠孔端的3个，中间1个分化为卵细胞，其他2个分化为助细胞。合点端的分化为3个反足细胞，2
个极核构成中央细胞。至此，由单核胚囊经过连续三次有丝分裂形成7细胞8核的成熟胚囊，它是被子植物的雌配子体(female gametophyte)，其中卵细胞则为雌配子(female gamete)。