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隔壁教高三的生物老師最近備到植物的生殖。以往看他備課,都是在思考教學節奏的部分較多,昨天卻眉頭深鎖。忍不住湊過去瞅瞅,看見他盯著裸子植物生活史的圖發呆。他看了看我,指著說生活史中的一個階段,問我這是怎麼一回事?

 圖4-6  
(摘自龍騰版高三選修生物上)

 

2個受精卵變成1個種子?再往回推可以看到1個雌配子體中居然有2個卵?其他版本的課本也有類似的階段,顯然不是印錯。
裸子植物的生活史在
Campbell普生中沒有提及,雖然坊間的參考書多有補充,但大多是文字箭頭的發育圖較多,這個生活史階段然被省略或是不為人知。所以,到底怎麼一回事?

裸子植物的生活史  

中文能找的資料甚少,只能向英文海中游去。所幸接著花了些時間,對於陌生的裸子植物生活史總算有所瞭解。課本繪出的部分,正是裸子植物生殖特色之所在-藏卵器(archegonia )及多胚現象(polyembryony )

多胚現象

在種子發育過程或成熟種子中,出現2個或更多胚的現象。裸子植物的胚珠中,多數有2個以上的藏卵器(卵及受精後原胚發育的地方)如松樹的藏卵器有1個到10多個,柏科植物的 Actinostrobus多達 100個以上。
多胚現象又可分為兩類:
 l  同一胚珠中,2個以上藏卵器中的卵受精後分別發育成多胚,稱為簡單多胚現象
 l  由一個受精卵發育出來的多胚,稱為裂生多胚現象;這種現象在松柏植物中常見。
這兩種多胚現象並不相斥,往往可以同時存在於同一種植物中﹐如松屬、水杉等。在裸子植物胚胎發育的早期多胚現象雖然很普遍,但成熟種子中還是僅有一個胚,其餘幼胚則在發育過程中夭折。

裸子植物授粉及受精的過程與被子植物大方向雖然相同,都是花粉粒、花粉管、受精後產生胚,但細節上有許多差異且發育時間較長,我大致把找到的資料簡單翻譯並整理貼上來,並偷偷簡譯了一張漂亮的圖,我們來看看。

pine life cycle    

授粉過程

  1. 花粉粒隨風吹降在珠鱗上,並黏著在由胚珠產生的液滴。
  2. 授粉完成後,胚珠上的數個花粉粒旋即經由珠孔送往大孢子囊〔即珠心(2n)〕,並在此處開始萌發。
  3. 萌發的花粉粒(成熟雄配子體)含有4個具單套染色體的細胞核分別為管細胞、不孕細胞(sterile cell)2個精細胞(其中一個將與卵受精)。
  4. 與蘇鐵、銀杏相比之下,松柏類及麻黃的胚珠不具有顯著的花粉室(pollen chambers),且花粉釋出的是無運動能力的精細胞,而非泳動精子(swimming spermatozoids)

 

松柏類胚珠的發育與受精

  1. 花粉萌發的同時,也刺激大孢子囊中的雌配子體發育。
    大孢子囊內僅有一個大孢子母細胞,這個細胞立即進行減數分裂並形成4個大孢子(n)
    僅有1個大孢子發育會為雌配子體,其餘中3個大孢子則退化消失。
  2.  雌配子體成熟需要1的時間,並在接近珠孔處發育出2~5個藏卵器
    每個藏卵器內各含有一個卵。(藏卵器的發育模式是裸子植物的特徵,但千歲蘭及買麻藤目的買麻藤屬不包含在內。)
  3. 花粉萌發後,需要1才會發育成熟,並產生花粉管向大孢子囊邁進。
  4. 每個藏卵器內的花粉僅會與一個精細胞核受精形成胚,胚發育需要的營養由雌配子體提供。
  5. 整個過程中,會有多個花粉管中的精細胞與多個藏卵器中的卵受精,產生多個胚多胚現象);遺憾的是,最後僅有一個胚會發育成熟。 

 

松子

成熟後的胚珠會木質化,外圍的鱗片成熟但依舊緊閉。種子中含有1個挺立的胚及多片子葉。胚鑲嵌於雌配子體的胚乳(n) 中;二倍體的珠心組織則幾乎消失,珠被(2n)則發育為種皮。
種子會在授粉後隔年秋天脫落。

被子植物生活史算是典型的模式,裸子植物較複雜,屬於進階版的部分;就連大學普生內都不教了,高中生真的有學習的必要嗎?對三類組的高中生而言,生物還是專業生涯探索中的通識科目,實在沒有必要放入這麼冷僻的知識。

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    arvalis0914 發表在 痞客邦 留言(3) 人氣()