Электронно-микроскопические данные выявили, что в первый день после опыления в цитоплазме ценоцита эндосперма формируются вакуоли. Органеллы представлены незначительным числом диктиосом, митохондрий и пластид, последние практически лишены внутренней мембранной системы. Некоторые пластиды имеют мелкие крахмальные зерна, число которых варьирует у разных видов злаков. ЭР представлен параллельными цистернами и кольцеобразными структурами.
В ценоцитном эндосперме наблюдаются группы ядер, одновременно находящихся на последовательных фазах митотического цикла — так называемые митотические волны. Они обнаруживаются вскоре после первых делений ядер в ценоцитном эндосперме и, как правило, у пшеницы и ржи направлены от микропиле к халазе. В конце ядерной стадии эндосперма отмечаются нерегулярные митотические волны, которые могут распространяться в разных направлениях.
Особенность развития ценоцитного эндосперма — перемещение ядер в пристенном слое цитоплазмы, образование вакуолей и последующая девакуолизация. Таким образом, ядерная стадия эндосперма злаков характеризуется следующими особенностями: различной степенью синхронности первых делений; образованием ценоцитной структуры с большим числом ядер; неодинаковой плотностью их расположения, обусловленной разным ядерно-плазменным соотношением в разных частях ценоцита, и полиморфизмом ядер. Все это можно объяснить различным темпом делений, зависящим от строения зародышевого мешка, его дорсовентральностью (асимметричностью) v непосредственной связью только одной из латеральных частей ценоцита с плаценто-халазой. Основной причиной образования полиморфных ядер, проявляющейся еще в большей степени на клеточной стадии развития эндосперма, являются нарушения митозов, которые можно классифицировать как функциональные и спонтанные.