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被子植物的双受精过程及其生物学意义

花粉管经过花柱，进入子房，直达胚珠，然后穿过珠孔，进而伸向胚囊。在珠心组织较

薄的胚珠里，花粉管可以立即进入胚囊，但在珠心较厚的胚珠里，花粉管需先通过厚实的珠

心组织，才能进入胚囊。花粉管进入胚囊的途径在不同植物是不一样的，但都与助细胞有一

定关系。有从卵和助细胞之间进入胚囊的，如荞麦；有穿入1个助细胞中，然后进入胚囊

的，如棉；或是破坏1个助细胞作为进入胚囊的通路的，如天竺葵；或是从解体的助细胞进

入的，如玉米。花粉管进入胚囊后，管的末端即行破裂，将精子及其他内容物注入胚囊。破

裂原因，有认为是由于胚囊内的低氧膨胀所致，而助细胞被推测为对花粉管破裂起着直接的

作用，当花粉管与助细胞的细胞质接触时，由于压力的突然改变，导致管的末端破裂；也有

认为花粉管管壁的溶解，如番茄、胡麻，也是原因之一。

花粉管中的两个精子释放到胚囊中后，接着发生精子和卵细胞以及精子和2极核的融

合。2精子中的1个和卵融合，形成受精卵（或称合子），将来发育为胚。另1个精子和2

个极核（或次生核）融合，形成初生胚乳核，以后发育为胚乳。卵细胞和极核同时和2个精

子分别完成融合的过程，是被子植物有性生殖的特有现象，称为双受精（见图）。

进入胚囊的2个精子是否在结构、生化特性等方面完全相同？通过电子显微镜的观察研

究证明，2精子间是有可察觉的差异存在的。RUSSell（1980—1983）等人在电子显微镜下

研究白花丹花粉时，观察到2个精子中的1个以突起附着在营养细胞的核上，另1个则通过

胞间连丝与第一精子相连；此外，附着在营养核上的那个精子含较多数量的线粒体，而另1

个精子则含较多的质体，因此，可以认为两个精子可能是二形的。

与卵细胞结合的精子，在进入卵细胞与卵核接近时，精核的染色体贴附在卵核的核膜上，

然后断裂分散，同时出现1个小的核仁，后来精核和卵核的染色质相互混杂在一起，雄核的

核仁也和雌核的核仁融合在一起，结束这一受精过程。另1个精子和极核的融合过程与上述

两配子的融合是基本相似的，精子初时也呈卷曲的带状，以后松开与极核表面接触，2组染

色质和2核仁合并，完成整个过程。精子和卵的结合比精子和极核结合缓慢，所以精子和次

生核的合并完成得较早。

受精时，精子细胞的细胞质是否进入卵细胞中，从不同研究对象得出的结论是不全相同

的。一种认为雄性细胞质也参与受精，另一种持相反观点，近代电子显微术的研究，证明后

—看法较为正确。例如在棉花受精时，亚显微结构所示只有两性的核互相融合，而精子细胞

质则残留在破坏的助细胞中。

受精后，胚囊中的反足细胞最初经分裂而略有增多，作为胚和胚乳发育时的养料，但最

后全部消失。

被子植物的双受精，使2个单倍体的雌、雄配子融合在一起，成为1个二倍体的合子，

恢复了植物原有的染色体数目；其次，双受精在传递亲本遗传性，加强后代个体的生活力和

适应性方面是具有较大的意义的。精、卵融合就把父、母本具有差异的遗传物质组合在一起，

形成具双重遗传性的合子。由于配子间的相互同化，形成的后代，就有可能形成一些新的变

异。由受精的极核发展成的胚乳是三倍体的，同样兼有父、母本的遗传特性，作为新生一代

胚期的养料，可以为巩固和发展这一特点提供物质条件。所以，双受精在植物界是有性生殖

过程中最进化、高级的型式。