当前课程知识点:普通生物学 > 第三章 高等植物体的结构与功能 > 第三节 植物的生殖和发育 > 3.3.5 花药的发育
花是被子植物的生殖器官
一朵花中最重要的结构呢
就是雌蕊和雄蕊
它们可以产生雌雄配子
并通过受精作用完成生殖过程
产生雌配子的结构是胚囊
它是在胚珠内发育成熟的
产生雄配子的结构是花粉
它是在花药中发育成熟的
所以呢
要研究胚囊和花粉发育的过程
也就是研究胚珠
和花药的发育过程
让我们先来看一下雄配子体
花粉是如何发育成熟的
花粉是在花药中产生的
它的主要任务就是将
雄配子也就是精子
送入雌蕊的胚囊中
完成受精作用
现在我们就以这张示意图
来说明花粉的发育过程
将花药做一个横切
从横切面上看呢
每个花药由4个花粉囊组成
花粉囊中的孢原细胞呢
直接的或者是间接的形成花粉母细胞
花粉母细胞再通过减数分裂
形成4分体的花粉
这4个花粉是由
胼胝质连接在一起的
那么这些花粉又怎么能够分开呢
在绒毡层细胞分泌的
胼胝质酶的作用下
将胼胝质分解
4分体里的小孢子就可以被释放出来
成为了自由的小孢子
接着小孢子也就是花粉
通过有丝分裂形成两个子细胞
由于分裂是不对称的
形成了一个比较大的营养细胞
和一个比较小的生殖细胞
其中营养细胞接受了
小孢子的大部分的细胞质
而生殖细胞含有的细胞质则比较少
被营养细胞的细胞质包围着
也就是说呢
营养细胞包含了生殖细胞
这种花粉含有两个细胞
被称为二细胞花粉
大约有70%的被子植物
从花药中释放出来的是二细胞花粉
这个花粉萌发之后
生殖细胞会在花粉管中再进行
一次有丝分裂
生成两个精细胞
但是还有一些被子植物
比如说拟南芥和玉米等等
它们从花药中释放出来的花粉呢
含有3个细胞
包括一个营养细胞和2个精细胞
这就属于三细胞花粉
大约1/3的被子植物呢
是属于这种类型
所以成熟的花粉有两种类型
一种是二细胞花粉
另外一种是三细胞花粉
现在就让我们看一看花粉的结构
这是百合花粉发育的照片
a图是正在发育的
百合花药的横切制片
可以看到它有4个花粉囊
b图显示的是从花药中
释放出来的花粉
可以看到它有两个细胞核
一个是生殖细胞的核
另外一个是营养细胞核
花粉外面是有花粉壁的
这就属于二细胞花粉
当花粉管萌发之后呢
生殖细胞会在花粉管中
进行一次有丝分裂
形成两个精细胞
在三细胞的花粉中
包含两个精细胞和一个营养细胞
其中呢
精细胞是没有细胞壁的裸细胞
具有很少的细胞质
但是它含有线粒体
高尔基体
内质网和核糖体等等细胞器
营养细胞占据了花粉的大部分体积
细胞质中储藏了大量的淀粉
脂肪蛋白质各种酶维生素
和植物激素等
这些物质有什么作用呢
很显然它是为花粉萌发
和花粉管的生长提供物质和能量储备的
现在我们再来看一下花粉壁的结构
将其中一部分花粉壁放大看
花粉壁有两层细胞壁
内层和外层
或者说内壁和外壁
其中
内壁它的主要成分是纤维素和果胶
当然也含有一些蛋白质
其中一些是水解酶类
这些水解酶类可能参与了
花粉萌发以及花粉管穿入
柱头这样一些过程
花粉表面有萌发孔
在这里通常只有内壁
没有外壁覆盖
所以当花粉萌发的时候呢
花粉管就从萌发孔伸出
并以顶端生长的方式延伸
所以花粉管的管壁就是花粉
内层细胞壁的伸展
另外从图中可以看到
在花粉外壁上有一些
绒毡层细胞的碎片
绒毡层细胞是花药室内侧的细胞
它们合成的外壁蛋白质
与花粉与柱头的识别有关
花粉的外壁很厚
质地也很坚硬
在花粉的外面形成了各种不同的文饰
这是在光学显微镜下拍摄的
各种花粉的照片
可以看到呢
花粉的大小
形状和外壁上这些雕纹的形态各种各样
这些是多种植物花粉
的扫描电镜照片
这些花粉的外壁有的是光滑的
有的是具有刺的
而且在这个花粉的外壁上面
具有各种不同形状的雕纹
为了便于观察呢
这些图片是经过了着色的处理
总之呢
不同植物的花粉差异很大
花粉的大小
形状和外壁上萌发孔
以及这些雕纹的形态
通常是植物科属
甚至种的特征
利用花粉的特征来
鉴定植物的种类
研究演化以及植物的地理分布
这方面的内容已经形成了一门专门的学科
称为孢粉学
花粉外壁的主要结构组分呢
是孢粉素
这个孢粉素非常难降解
可以经历数百万年而不变
所以通常可以在不同地质年代的地层中
找到古代植物遗留的花粉
通过研究不同地层中保留的
花粉的种类和数量
就可以推测当时植物
种类的分布情况
在研究植物演化
地质勘探和考古等方面呢
都具有非常重要的作用
但是呢
花粉也会给人类带来一些困扰
最直接的影响就是花粉过敏
每年春季呢
当鲜花盛开的时候
有些过敏体质的人们
就会产生过敏反应
这是人体对外来物质的一种
排异反应
为什么花粉会引起过敏呢
因为花粉中含有的油质和多糖物质
被人吸入以后呢
可以被鼻腔黏膜的分泌物给它消化了
随后会释放出10多种抗体
如果这些抗体与入侵的花粉
再次相遇并大量的积蓄
就会引起过敏反应
-绪论
--绪论
-人物访谈——走进精准医学
-第一节 细胞概述
-第一章 细胞生物学基础--第一节 细胞概述
-第二节 细胞膜与物质的跨膜运输
-第一章 细胞生物学基础--第二节 细胞膜与物质的跨膜运输
-第三节 真核细胞的结构
-第一章 细胞生物学基础--第三节 真核细胞的结构
-第四节 细胞的能量代谢
-第一章 细胞生物学基础--第四节 细胞的能量代谢
-第五节 细胞的分裂与分化
-第一章 细胞生物学基础--第五节 细胞的分裂与分化
-第一节 遗传的分子基础
-第二章 分子生物学基础--第一节 遗传的分子基础
-第二节 基因的表达调控
-第二章 分子生物学基础--第二节 基因的表达调控
-第三节 生物技术及其应用
-第二章 分子生物学基础--第三节 生物技术及其应用
-第四节 人类基因组及其遗传疾病
-第二章 分子生物学基础--第四节 人类基因组及其遗传疾病
-第一节 高等植物体的细胞与组织
-第三章第一节 高等植物体的细胞与组织
-第二节 植物的生长
-第三章 高等植物体的结构与功能--第二节 植物的生长
-第三节 植物的生殖和发育
-第三章 高等植物体的结构与功能--第三节 植物的生殖和发育
-第四节 植物的营养与运输
-第三章 高等植物体的结构与功能--第四节 植物的营养与运输
-第五节 植物生长发育的调控
--3.5.6 乙烯
-第三章 高等植物体的结构与功能--第五节 植物生长发育的调控
-第一节 动物的组织
--4.1.5 软骨
--4.1.6 硬骨
--4.1.7 血液
-第一节 动物的组织--作业
-第二节 消化系统
-第四章 高等动物体的结构与功能--第二节 消化系统
-第三节 呼吸系统
-第三节 呼吸系统--作业
-第四节 循环系统
-第四章 高等动物体的结构与功能--第四节 循环系统
-第五节 内环境的控制
-第四章 高等动物体的结构与功能--第五节 内环境的控制
-第六节 内分泌系统
-第四章 高等动物体的结构与功能--第六节 内分泌系统
-第七节 神经系统与神经调节
-第四章 高等动物体的结构与功能--第七节 神经系统与神经调节
-第八节 生殖与胚胎发育
-第四章 高等动物体的结构与功能--第八节 生殖与胚胎发育
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