植物の生殖と発生について

※植物の進化の流れ

　藻類　　→　　コケ類　　→　　シダ類　　→　　裸子植物　　→　　被子植物

　・藻類、コケ類、シダ類をまとめて胞子と呼ぶ

　・シダ類、裸子植物、被子植物をまとめて維管束植物という

　・裸子植物と火試食部をまとめて種子植物という

　・被子植物は、双子葉類から単子葉類になる

１、被子植物の生殖細胞の形成と重複受精

（１）花粉の分化と精細胞の形成

　葯内の花粉母細胞　２ｎ　　　　→　　　　花粉四分子　ｎ　　　　→　　　　

　　　　　　　　　　　　　　（減数分裂）　　　　　　　　　　　１回分裂　　　

　→　　　　雄原細胞、雄原核、花粉管核、花粉管細胞が出来る

　　　　　　（雄原細胞、雄原核、花粉管核は、同じ染色体）

　→　　　　受粉（風媒花と虫媒花がある）　　　→　　　花粉管が伸びて

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　花粉管核と精細胞２個が出来る

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　※精細胞２個は、雄原細胞が

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　分裂して出来て、原形質流動で

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　胚珠まで運ばれる

（２）胚のうの分化と卵細胞の形成

　　※胚珠内（珠皮はめしべの一部　→　種皮になる）

　胚珠内の胆のう母細胞　２ｎ　　　　→　　　　胆のう母細胞が退化　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　（減数分裂）　　　　　　　　　　　　　　　　　

　→　　　　胚のう細胞（胞子に相当）　　　　→

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（3回分裂）

　　＝　卵細胞、助細胞、極核、中央細胞、反足細胞（退化）が出来る

※ポイント

　・花粉は発芽するまでは自分の栄養で行うが、胚珠まで花粉管を伸ばす栄養は、

　　めしべ（花柱）からもらう

（３）被子植物の受精　　　―重複受精―

　・卵細胞（ｎ）　＋　精細胞（ｎ）　→　受精卵（２ｎ）　→　胚

　・中央細胞（極核ｎ、ｎ）　＋　精細胞（ｎ）　→　胚乳核（３ｎ）　→　胚乳

　※裸子植物は重複受精せず、胚のうの一部が胚乳になる

　　（裸子植物の胚乳はｎである）

（４）胚の発生　　　―種子形成―

　・胚珠　→　胚のうと珠皮に分かれる（珠皮は種皮になる）

　・胚のう　→　卵細胞と中央細胞に分かれる（中央細胞は胚乳核になって、胚乳になる）

　・卵細胞　→　受精卵になる

　・受精卵　→　胚球と胚柄（退化）に分かれる

　・胚球　→　子葉、幼芽、胚軸（茎）、幼根が出来る（子葉は、単子葉類では退化）

　※胚乳は、有胚乳種子と無胚乳種子とに分かれる

　　・有胚乳種子・・・胚乳がある（イネ、コムギ、トウモロコシ）

　　・無胚乳種子・・・子葉に栄養を貯える（マメ科、アブラナ科、ウリ科、ブナ科、バラ科）

　※発芽の３条件・・・水、温度、酸素

　　・休眠の意味・・・冬など生育に不適な時期を乗り切るため

植物の生殖と発生 from: アラエス

発生の仕組みについて②

１、形成体の誘導と神経誘導

①中胚葉誘導・・・ニューコープの実験

　・外胚葉、中胚葉、内胚葉から中胚葉を切り取る

　・そして、外胚葉と内胚葉を接触させて培養する

　　＝すると、Ａから中胚葉が出来た

　→この実験からわかること

　　＝内胚葉からアクチビンという物質が分泌されて、

　　　それを受け取ったものは中胚葉に分化する

　※アクチビン　　　　　多い　　　　　　　←　　→　　　　　　　 少ない

　　　　　　　　　　　（脊索）　　　　　　（体節）　　　　　　　（側板）

②神経誘導

　※原腸胚初期

　　・原口背唇部が誘導を引き起こす

２、神経胚期以降の変化　　―誘導の連鎖―

①眼の形成

　原口背唇部　→　脊索

　　　　　　　　　↓　誘導　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　　外胚葉　　　→　　　神経管　　→　　眼胞　　→　　眼杯　　　　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↓　　　　↘　表皮

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　網膜　　　　　　水晶体　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　↘　表皮　　　　　　　　　　

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　角膜

②２つの時期

　・形成体として働くことが出来る時期

　・誘導作用を受け入れることが出来る時期

　　＝この２つは決まっている

③細胞の死

　・ネクローシス（壊死）・・・病気やけがによる死

　・アポトーシス（プログラム細胞死）・・・積極的な死

発生のしくみ②　－誘導と連鎖－ from: アラエス

発生の仕組みについて①

※発生には、２つの説がある

　・前成説・・・１７～１８世紀に出た説で、卵や精子の中に

　　　　　　　　個体のもと（ミニチュア）が入っている

　・後成説・・・発生初期の単純なもの（未分化）から、だんだんと複雑なもの（分化）に

　　　　　　　　なっていく

１、受精卵から胞胚期にかけての変化

（１）モザイク卵と調節卵

　　・モザイク卵・・・将来、体のどの部分になるか（予定運命）が決定している

　　・調節卵・・・予定運命は発生が進むにつれて、だんだんと決定していく

①クシクラゲの実験

　・クシ板（繊毛列）が８列あるのが普通

　　※２細胞期　　→　　４列×２個体

　　　　　　　　分離　　　　　　　　　　　　　＝クシクラゲ卵は、モザイク卵と見える

　　　４細胞期　　→　　２列×４個体

　　　　　　　　　↓

　　※未受精卵を２つに分けて、それぞれ受精させる　　→　　８列×２個体

　　　＝クシクラゲ卵も受精前は調節卵だと考えられる

②ルーの実験（イモリ、２細胞期）

　・イモリの卵を焼殺すると、体が半分出来る（半胚）

　　　※これは、一見するとイモリ卵がモザイク卵に見える

　・イモリの卵を分離すると、死割球と生割球が出来て、正常幼生が出来る

　　　＝イモリ卵は調節卵であることが分かる

２、胞胚期以降から神経胚期にかけての変化

（１）原基分布図（予定運命図）

　　　※原基分布図は、フォークトの局所生体染色法が有名

　　　　→・フォークトは、無害な色素で胚を染め分けて、各部の予定運命を調べた

　　　　　・フォークトは、中性赤、ナイル青などを用いた（拡散しにくく、色落ちしにくい）

（２）分化の決定

　　　※分化の決定の有名な実験に、シュペーマンの交換移植実験があり、

　　　　イモリの体色の違う２系統を用いた

①原腸胚初期

　・Ａのイモリ卵とＢのイモリ卵を用意する

　・Ａのイモリ卵にＢのイモリ卵の核を移植する　→　すると、Ｂの核は表皮になる

　・Ｂのイモリ卵にＡのイモリ卵の核を移植する　→　すると、Ａの核は神経になる

　　＝つまり、原腸胚初期では、まだ予定運命を決定していない

②神経胚初期

　・Ａのイモリ神経胚とＢのイモリ神経胚を用意する

　・Ａの神経胚にＢの神経胚を移植する　→　すると、Ｂの神経胚は表皮になる

　・Ｂの神経胚にＡの神経胚を移植する　→　すると、Ａの神経胚は神経になる

　→①と②からわかること

　　＝表皮になるか神経になるか、予定運命の決定は、原腸胚初期から神経胚初期の間で起こる

（３）形成体と誘導

　　　※代表的な実験に、シュペーマンの原口背唇部移植実験がある

　・イモリの原口背唇部を胞胚腔に移植する

　・すると、イモリに頭が２つ出来た

　・さらに、二次胚の脊索が黒色だった

　→この実験からわかること

　　＝原口背唇部は、自らは脊索になると同時に、接する外胚葉を神経管に分化させる

　　　※この働きを誘導といい、この働きを持つ部分を形成体（オーガナイザー）という

発生のしくみ①　－受精卵から神経胚期までの発生－ from: アラエス

発生の始まりについて

※発生とは・・・細胞の数的増加と質的変化（分化）

（１）卵割・・・発生初期の特殊な体細胞分裂

　①特徴

　　・成長期がなく、分裂速度が速いが、分裂のたびに細胞の大きさは小さくなる（割球）

　　・それぞれの割球が同時に分裂する（同調分裂）

　②卵割の方向

　　・第一卵割と第二卵割は縦に、第三卵割は横に分裂する

　　　※第一卵割のところに精子侵入点がある

　　　※第一卵割と第二卵割をまとめて経割という

（２）卵の種類と卵割様式・・・卵黄は物質であり、卵割を妨げる

　等黄卵・・・卵黄は少量かつ均一で、第三卵割まで等割　（例：棘皮動物やほ乳類）

　弱端黄卵・・・卵黄は多量かつ植物極側に存在し、第三卵割から大きさが違う不等割　

　　　　　　　　（例：両生類、頭足類）

　強端黄卵・・・卵黄はきわめて多量で、卵割は動物極側だけで起こる盤割が起こる　

　　　　　　　　（例：魚類、鳥類、は虫類）

　心黄卵・・・卵黄は多量かつ中心部に存在し、表割が行なわれる　（例：節足動物）

発生の始まり from: アラエス