雄性生殖器官的結構與功能
邵美氏
1.花藥的發(fā)育
花藥的發(fā)育過程
花藥由花粉囊和藥隔組成?;ㄋ幇l(fā)育初期,結構簡單,外層為一層原表皮,內側為一群基本分生組織,不久,由于花藥四個角隅處分裂較快,花藥呈四棱形。以后在四棱處的原表皮下面分化出多列體積較大,核亦大,胞質濃,徑向壁較長,分裂能力較強的孢原細胞。隨后孢原細胞進行平周分裂,成內、外兩層,外層為初生周緣層;內層為初生造孢細胞,初生周緣層細胞繼續(xù)平周分裂和垂周分裂,逐漸形成藥室內壁、中層及絨氈層?;ㄋ幹胁康募毎饾u分裂,分化形成維管束和薄壁細胞,構成藥隔。
2花藥的結構
藥室內壁通常僅1層細胞,初期常貯藏大量物質?;ㄋ幊墒鞎r,細胞徑向擴展,貯藏物質消失,除外切向壁外,均發(fā)生多條斜縱向條紋狀的纖維素次生加厚,故稱纖維層。藥室內壁在形成纖維層時,常在2個相鄰花粉囊交接處留下一狹長的薄壁細胞――裂口。
中層由1至數(shù)層較小的細胞組成,初期可貯存有淀粉等營養(yǎng)物質,以后其細胞被擠壓逐漸解體和被吸收,所以,其在成熟的花藥中已消失。
絨氈層的細胞較大,初期為單核的但在花粉母細胞開始減數(shù)分裂時,形成雙核或多核。該層胞質濃,胞器豐富,胞質含較多的RNA及蛋白質,并含有豐富的油脂和類胡蘿卜素等營養(yǎng)物質,對花粉粒的發(fā)育或形成起著重要的營養(yǎng)和調節(jié)作用,后漸退化。絨氈層能合成和分泌胼胝質酶,分解花粉母細胞和四分體的胼胝質壁,使單核花粉粒分離。絨氈層還合成蛋白質,通過運轉至花粉粒的外壁上,這是一種識別蛋白。
花粉粒成熟后,纖維層細胞失水,所產生的機械力使花藥在裂口處斷開,花粉粒由裂口處縱軸形成的裂縫散出。花粉囊壁因絨氈層的解體而消失,或僅存痕跡,只剩有表皮及纖維層。
3小孢子的產生
造孢細胞經幾次分裂后,形成花粉母細胞?;ǚ勰讣毎帕芯o密,早期具有一般的纖維素壁。整個花粉囊內,花粉母細胞之間與絨氈層細胞之間都有胞間連絲相貫通。在相鄰的花粉母細胞間,常形成直徑為1-2微米的胞質管,將同一花粉囊的花粉母細胞連接成為合胞體。研究發(fā)現(xiàn)有染色質、內質網(wǎng)片段等細胞器、營養(yǎng)物質等通過胞質管進行物質交流。這種連接現(xiàn)象與花粉囊中花粉母細胞的減數(shù)分裂同步化與營養(yǎng)物質、生長物質的迅速運輸及分配有關。
以后,在減數(shù)分裂過程中,隨著花粉母細胞在質膜與細胞壁之間積累胼胝質,形成胼胝質壁,并逐漸加厚,致使胞間連絲和胞質管被阻斷?;ǚ勰讣毎跍p數(shù)分裂前,細胞的形態(tài)和結構常有很多變化,如細胞和核的體積增大,胞質增稠,RNA和蛋白質大量合成,核蛋白體密集,質體和線粒體增多,液泡小而不明顯等,所以花粉母細胞顯著地與周圍花粉囊壁細胞不同。
4花粉(雄配子體)的發(fā)育
初生造孢細胞――花粉母細胞――四分體――單細胞花粉粒――二細胞花粉(營養(yǎng)細胞、生殖細胞)――三細胞花粉(營養(yǎng)細胞1個,精子3個)(成熟花粉粒)圖示
5成熟花粉粒的結構與功能
花粉壁、營養(yǎng)細胞、生殖細胞、精子