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实验十五 雄蕊的构造及雄配子体的发育过程
作者:生科院植…    文章来源:西北农林科技大学    点击数:5593    更新时间:2010/7/13
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一、目的和要求


    1.掌握未成熟和成熟花药的构造。

    2.了解小孢子发育为雄配子体(花粉粒)的过程。

二、仪器和材料

    显微镜;百合花药横切片(未成熟和成熟花药)。

三、实验内容和方法

    雄蕊是花中重要的组成部分,它由花丝和花药两部分组成。雄蕊花药中产生花粉母细胞,由花粉母细胞通过减数分裂形成小孢子,然后由小孢子进一步发育成成熟花粉粒。

    本实验通过对不同发育阶段花药制片的观察,了解花粉粒发育过程与各阶段花药的基本结构。

    取不同发育时期的百合花药(造孢细胞、花粉母细胞、减数分裂、单核花粉粒、成熟花粉粒时期)横切片,先用低倍镜,再换高倍镜观察,可以观察到下列时期:

    1.造孢组织时期

    取幼嫩的百合花药横切片,在低倍显微镜下观察,可见到横切片上花药呈蝴蝶形(图3—41A),每一个花药由4个花粉囊和一个药隔组成,药隔位于中央,药隔两侧各有两个花粉囊。看清花药轮廓构造后,选一切面完整、层次清晰的花粉囊,换高倍镜观察。在造孢组织时期,花药壁的各层分化不明显,整个花药最外一层细胞为表皮,其内每一药室由多层分化不大的壁细胞包围,这层壁细胞从外到内依次为:药室内壁、中层、绒毡层,药室中央为一群造孢细胞,造孢组织的细胞呈多角形,细胞质浓厚,细胞核较大,易与壁细胞区分。造孢组织经过有丝分裂,转化为花粉母细胞进入减数分裂时期。

    2.花粉母细胞时期

    取花粉母细胞时期百合花药制片观察(图3—41B),此时的花药壁层已有明显分化,最外层为表皮,表皮下有一层较大的细胞为药室内壁,药室内壁内有2~4层中层细胞,在横切面上呈扁平状,花药壁的最内层为绒毡层,此层细胞较大,具浓厚细胞质,并径向伸长。花粉囊中央为花粉母细胞,细胞近圆形,具有相对较大的细胞核和浓的细胞质。

    3.二分体和四分体时期

    取花粉母细胞正在进行减数分裂的百合花药制片观察。可以看到当花粉母细胞完成减数分裂的第一次分裂后,形成两个子细胞,称为二分体时期。当完成减数分裂全过程时,形成四个子细胞,并包围在共同的胼胝质壁中,称为四分体时期。四分体时期,百合花粉囊壁的药室内壁和中层基本保持原状,绒毡层细胞则经历了核分裂,但并不伴随有细胞壁的形成,因而可看到绒毡层细胞具有双核(或多核)现象。

    4.单核花粉粒时期

    取单核花粉粒时期的制片观察,百合花粉囊壁中的绒毡层细胞开始退化,细胞壁解体,原生质体联合在一起形成一圈,此后,这一圈具有多核的原生质团逐渐退化。此时,药室腔中的每一个四分体中的四个小孢子从共同的胼胝质壁中释放,释放后的小孢子(单核花粉粒)继续发育长大,并形成内壁、外壁和萌发孔。

    5.成熟花粉粒时期

    取百合成熟花药制片观察(图3—41C),与未成熟的花药相比,其结构已发生了很大变化。绒毡层已完全退化,中层部分或全部退化或仍保留一层或两层扁平的细胞,而药室内壁在细胞壁上有带状不均匀加厚,称为纤维层。同时,药隔两侧的一对花粉囊之间的间隔解体,两室相互连通。由于纤维层不均匀收缩而开裂,花粉粒由开裂处散出。


图3—41 花药的发育与结构
A.未成熟花药; B.一个花粉囊放大图; C.成熟花药结构及花粉粒

四、课堂作业

    1.绘一个未成熟百合花药横切面简图,并注明各部分名称。

    2.绘百合花药花粉成熟时期横切面详图,并注明各部分名称。

五、思考题

    1.花粉母细胞是怎样形成的?

    2.花粉粒是怎样形成的?花粉粒发育经历了哪几个阶段,各期的特点是什么?

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