중복수정과 배유의 형성

핵심 정리

중복수정(重複受精)은 속씨식물에서만 나타나는 수정 방식이다. 암술머리에 붙은 화분은 화분관을 뻗어 밑씨의 배낭에 이른다. 화분관 안에서 만들어진 두 개의 정핵은 각각 다른 짝과 수정한다. 두 번의 수정이 동시에 두 수정이 함께 일어나므로 종자 안에서 배와 배유가 같은 시기에 만들어진다. 중복수정은 겉씨식물에서 볼 수 없으므로, 배유가 어떤 식물에서 생기는지 묻는 문제에서는 먼저 식물 종류를 확인해야 한다. 배낭에는 반족세포, 극핵, 난세포, 조세포가 있다. 이 가운데 난세포와 극핵이 정핵과 짝을 이룬다. 난세포와 극핵은 각각 정세포와 수정하여 배와 배유로 발달한다. 두 번째 정핵 + 극핵 2개 = 배젖 두 번째 정핵은 배낭 중앙의 극핵 2개와 융합하여 3n 배젖을 형성한다. 수정으로 형성된 2n 접합자는 개체발생을 거쳐 식물체가 된다. 접합자는 2n 속씨식물의 중복수정에서 배는 2n, 배유는 3n으로 형성된다. 배유는 정핵 1개와 극핵 2개가 융합해 만들어지므로, 모계 유전자는 부계 유전자의 두 배만큼 기여한다. 같은 종자 안에서 배와 배유가 서로 다른 염색체 세트를 가진다는 점이 이 개념의 기본 구조이다. 배유는 탄수화물 저장 장소 벼 종실에서 탄수화물을 저장하는 곳은 배젖이다. 옥수수 종자의 배유는 대부분 전분 세포층으로 이루어진다. 옥수수의 배반은 배유의 영양분을 흡수해 배에 전달한다. 배유는 발아하는 배의 영양원이므로, 배유가 있는 종자에서는 배유 자체가 저장 조직이라는 점도 기억해야 한다. 모든 종자에 배유가 있는 것은 아니다. 상추와 오이 종자는 배젖이 없는 무배유종자이다. 강낭콩은 배유가 완전히 또는 거의 퇴화해 양분을 자엽에 저장하는 무배유종자이다. 종자는 배유의 유무에 따라 배유종자와 무배유종자로 나뉘므로, 이 구분은 선지 판단의 출발점이 된다.

자세히

화분 발달과 배우자 구성

화분모세포는 감수분열을 거쳐 4개의 세포가 되고, 각 세포는 한 번의 체세포분열을 거쳐 화분관세포와 생식세포를 형성하며 성숙한다. 성숙한 화분에는 화분관세포 1개와 정세포 2개가 있다. 화분관세포는 화분관을 뻗어 밑씨까지 이르고, 정세포는 배낭 쪽으로 옮겨져 수정에 쓰인다. 정세포 두 개가 각각 다른 상대와 수정하는 것이 중복수정의 전제이므로, 어느 세포가 어떤 세포와 만나는지 순서대로 기억하면 혼동을 줄일 수 있다. 암술대와 수술대는 포자체 조직이므로 F1 식물체와 같은 2n 유전 조성을 가진다. 이 조직은 배낭이나 화분과 달리 감수분열의 산물이 아니므로 배우자와 구분해 2n으로 기억한다.

배·배유의 염색체 구성

벼 종자에서 배는 2n 접합자에서 발달하고, 배젖은 중복수정으로 형성된 3n 조직에서 발달한다. 배는 정핵 1개가 난세포와 합쳐져 만들어지고, 배유는 정핵 1개가 극핵 2개와 합쳐져 만들어진다. 따라서 배유에는 배보다 염색체 세트가 하나 더 많다. 쌍떡잎식물의 떡잎은 배에서 유래하므로 유전자형이 2n이다. 떡잎은 배에서 나온 조직이므로 배유와 같은 3n 조직으로 보면 안 된다. 두 조직의 구성을 표로 정리하면 다음과 같다.