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实验二十 孢粉学实验
作者:生科院植…    文章来源:西北农林科技大学    点击数:1075    更新时间:2010/7/13
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一、目的和要求


    1. 掌握光镜下种子植物孢子,特别是被子植物花粉的制片技术。

    2. 了解光镜下花粉(或孢子)粒壁构造的分析方法。

二、仪器和材料

    生物显微镜,照相显微镜,载玻片,盖玻片,吸水纸,放大机,测微尺,玻璃棒,水浴锅;蒸馏水,冰醋酸,醋酸酐和硫酸(9∶1)混合液,甘油,加拿大树胶或中性树胶,花粉样品。

三、实验内容和方法

    1. 花粉的处理

    (1)花粉采集:花粉样品主要是从标本室的蜡叶标本上采集或从生活植物体上采集。采前要搞清植物的科、属、种名称。若从野生植物上采集,由于不能立刻确定植物名称,可采一个带花标本以便鉴定。采样时尽量采取即将开放的花。

    (2)处理方法:光学显微镜下花粉的观察多采用G?额尔特曼的醋酸法处理样品,步骤如下:

    ① 将花粉放入试管,加少量冰醋酸,同时用玻璃棒捣碎,待作用后离心,倒去上面的液体。

    ② 在试管中加醋酸酐和硫酸(9∶1)混合液5~8ml,放在水浴锅中加热(80~90℃)3~5min,而后取出一滴在镜下检查,当花粉原生质已被去掉,外壁及孔沟清晰时即停止处理。

    ③ 在试管中加水离心清洗三次,而后甘油保存。

    ④ 制片:为了研究方便,除观察活动片以外,一般制成永久固定片保存,常用加拿大胶或中性树胶封片。

    2.花粉的形态特征

    各类种子植物产生的花粉,其形态千变万化,构造各不相同,但它们在四分体中排列的方式主要由四面体型和四方型组成,因而形态上各不一样,如四面体型排列的,其外形常为圆三角形和圆形;而四方型排列的,其外形多为豆形、椭圆形等。

    (1) 花粉的极性:

    一般种子植物的花粉都有各自的固定几何形态,而人们为了对花粉研究的方便,假设每一个花粉的四分体的中心点为单个花粉的近极点,而由近极点和每一个花粉中心点之间的连线延长到外面的交点为远极点。近极点和远极点之间的连续则为极轴。通过每一个花粉中心而垂直于极轴的线为赤道轴,而赤道轴所在平面称为赤道面。以赤道面为界靠近近极的一面为近极面,而靠近远极的一面为远极面。

    (2) 花粉形状和大小:

    绝大部分种子植物的花粉形状各不相同,这一方面取决于四分体排列的方式,另一方面取决于萌发器官的类型。根据极轴和赤道轴的比例关系,可将花粉形状分为五类,即:

    花粉粒的大小是指孢粉范围内的相对大小,通常花粉大小可分为六级:

    裸子植物的花粉大小在中等到大之间,被子植物花粉大小多在中等到小之间。

    (3) 花粉的萌发器官

    花粉的萌发器官是花粉的重要形态特征,萌发器官的数目、位置和特征是花粉形态分类的主要依据。

    ① 萌发器官不明显的类型:花粉外壁表面上看不出明显的孔、沟裂缝构造,而只在花粉壁某一区域外壁变薄,它也是花粉萌发的地方,该区域称为薄壁区。

    ② 具孔的萌发器官:花粉壁上具有圆形开口,花粉则由此萌发,而不同属种的花粉,孔在外壁上的位置、数目、结构各不相同,因此孔的特征也是鉴定花粉的重要依据之一。

    ③ 具沟的萌发器官:沟与孔不同之处在于沟为纵向延长凹沟,一方面作为花粉的萌发器官,另一方面随着湿度大小的变化起着调节花粉体积大小的作用,花粉粒上的沟同样也是鉴定花粉的重要特征。

    (4)花粉壁的构造

    ① 花粉壁的层次和结构:花粉壁的层次一般是指在生物显微镜下较易看到的分层情况以及从化学成分上的分层情况而言。花粉壁结构则是指花粉壁内物质的结构。

    花粉内壁
:花粉壁最里面的一层,由纤维素组成。在酸碱作用下常被破坏,所以在化石中和经过酸碱处理的花粉均不保存内壁。

    外壁:花粉壁中结构较复杂的一层,因耐酸碱而不被破坏,在化石中能完好的保存下来。在生物显微镜下一般可明显看到花粉外壁的两个基本层次,里面的一层为外壁内层,该层不具雕纹;外壁外层具雕纹,可分为柱状层和复盖层。

    周壁:是复盖在外壁上面的一层薄膜状物质,花粉上一般不具周壁,而只在某些孢子上才有,而且周壁和外壁接触不十分紧密,经酸碱处理后容易脱落。

    ② 外壁纹饰:花粉外壁纹饰是细分花粉属种的重要特征之一,纹饰的类型是受花粉外壁外层分子的排列方式及复盖层上突起的类型所制约。复盖层上的突起变化所形成的纹饰(如瘤、网、颗粒等)称为雕纹。由于外壁外层分子(柱状层)的排列方式不同而反映在表面上的各种纹饰称为肌理,同样也可以形成瘤、网、颗粒等纹饰。

    3.花粉的描述

    正确描述花粉粒的形态特征对于花粉资料在植物分类研究中的应用至关重要。下面仅举两例帮助学生描述实验结果。

    (1)苦苣菜Sonchus oleraceus L.

    花粉近球形,极面观4裂圆形,有小极板。大小为36.6(30.0~38.4)×38.4(33.4~41.5)μm。花粉4孔沟,有21网孔,沟长约20.0μm,外壁厚约6.8μm,刺长约4.6μm。

    (2)马鞭草 Verbena officinalis L.

    花粉扁球形,极面观不规则六边形。大小为31.2(28.6~33.8)×36.4(33.8~39.0)μm。花粉3孔沟,表面细网状,外壁厚约2.2~2.6μm。

四、课堂作业

    1.正确描述实验中所用材料的花粉形态特征。

五、思考题

    1.如何制作花粉制片?

    2.试述孢粉特征在植物系统分类中的作用和意义。

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