花药的发育和成熟花药的结构是怎样的?

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/11/16 23:39:16

花药的发育和成熟花药的结构是怎样的?
花药的发育和成熟花药的结构是怎样的?

花药的发育和成熟花药的结构是怎样的?
雄蕊上产生花粉的膨大部分.通常由纤细的花丝连接於花的其他部分.
雄蕊是花的雄性生殖器官,是由具花粉囊(小孢子囊)的花药(anther)着生于一个细的花丝(faliment)上构成.
花药(anther)是花丝顶端膨大呈囊状的部分,是雄蕊产生花粉的主要部分.大多数被子植物的花药是由4个花粉囊(pollen sac)(少数植物为2个)组成,分为左、右两半,中间由药隔相连.在成熟的花药中,同侧的两个花粉囊之间的分隔被打破,形成一室,使4个花粉囊的花药现出两个花粉囊的样子. [编辑本段]着生方式 花药在花丝上的着生方式主要有:
1、全着药:花药全部着生于花丝上,如莲.
2、底着药:花丝顶端直接与花药基部相连,如莎草、小檗.
3、贴着药:花药背部全部贴着在花丝上,如油桐.
4、丁字着药:花丝顶端与花药背面的一点相连,整个雄蕊犹如丁字形,易于摇动,如小麦,水稻.
5、广歧药:药室完全分离成一直线,并着生于花丝顶端,如地黄.
6、个字着药:药室基部张开,上面着生于花丝顶上,在十字花科植物中较常见,如荠菜.
7、冠生雄蕊:雄蕊花丝与花冠结合,花药着生在花冠上,并与花冠分离,如:茄. [编辑本段]花药壁结构 花药壁的结构与功能如下(从外到内):
1、表皮(skin)
外壁具角质膜,有些植物的表皮上还有气孔器和毛状体.
2、药室内壁(endothecium)
在花药幼嫩时期,药室内壁细胞含有大量淀粉粒.当花药接近成熟时,细胞径向增大,储藏物质逐渐消失,细胞壁除外切向壁外其他各面壁产生不均匀的条状加厚,加厚的成分为纤维素,略有木质素.因此,药室内壁又称纤维层(fibrous layer).同侧两个花粉囊交接处的药室内壁细胞,细胞壁无条状加厚,始终保持产生的拉力使花药在薄壁细胞处形成纵向裂口裂开,花粉弹散而出.在一些花药孔裂和闭花受精的植物中,药室内壁不发生条状加厚.
3、中层(middle layer)
当花粉囊内造孢细胞发育成花粉母细胞,再进入减数分裂时,中层内储藏物质被吸收,由于受到花粉囊内部细胞的增殖和体积扩大所产生的挤压,使中层细胞呈现扁平状.待花药成熟时,中层多已被吸收、解体并消失.少数植物如百合,花药中层细胞壁有一定程度的条状加厚,故成熟时,中层仍有部分保留.
4、绒毡层(tapetum)
绒毡层是花药壁的最内一层,具独特的分泌功能,它的作用对花粉粒的发育是必不可少的.绒毡层细胞较大,细胞器丰富,初期具单核,后来发生核分裂不伴随新壁的形成,故成为双核、多核或多倍体细胞,这些特性表明绒毡层具有高度的生理活性.此外,细胞中含有较多的RNA、蛋白质和酶,并有脂类、胡萝卜素和孢粉素等物质.绒毡层的物质为花粉粒的发育提供了重要的作用:分泌的胼胝质酶,能适时地分解花粉母细胞和四分体的胼胝质壁,使小孢子彼此分离;合成的蛋白质运送到花粉壁,成为花粉外壁蛋白,在与雌蕊柱头的相互识别中起作用;合成的孢粉素形成花粉粒壁物质,具有坚硬、抗性强的特性,若绒毡层发育不正常,常会出现雄性不育现象. [编辑本段]花药的发育 雄蕊起始于花芽中的雄蕊原基,雄蕊原基的顶端为花药发育的区域.花药发育初期,结构简单,外层为一层原表皮,内侧为一群基本分生组织.不久,由于花药四个角隅处分裂较快,花药呈四棱形.以后在四棱处的原表皮下面分化出多列体积较大,核亦大,胞质浓,径向壁较长,分裂能力较强的孢原细胞(archesp-orial cell).随后孢原细胞进行平周分裂,成内、外两层,外层为初生周缘层(primary parietal layer);内层为初生造孢细胞(primary sporogenous cell),初生周缘层细胞继续平周分裂和垂周分裂,逐渐形成药室内壁、中层及绒毡层.花药中部的细胞逐渐分裂,分化形成维管束和薄壁细胞,构成药隔.
花粉粒成熟后,纤维层细胞失水,所产生的机械力使花药在裂口处断开,花粉粒由裂口处纵轴形成的裂缝散出.花粉囊壁因绒毡层的解体而消失,或仅存痕迹,只剩有表皮及纤维层. [编辑本段]开裂方式 花药开裂方式分为以下四种:
纵裂:沿二花粉囊交界处成纵行裂开,如油菜、牵牛、百合等.
横裂:沿花药中部成横向裂开,如木槿,蜀葵等.
孔裂:在花药顶端开一小孔,花粉由小孔散出,如茄、番茄等.
瓣裂:在花药的侧壁上裂成几个小瓣,花粉由瓣下的小孔散出,如香樟等. [编辑本段]特殊的花药 1、合生花药.雄蕊群的部分或全部花药合生,如菊.
2、兰科的花药.兰科部分植物雌蕊、雄蕊合生形成合蕊柱,并形成特殊的蕊喙结构.花药凹陷形成药窝,在蕊喙前方形成着粉盘,或形成包囊.花粉粘合成团块,与蕊喙相连接,可以被昆虫整体携带. [编辑本段]离体培养 一般是离体培养花粉处于单核时期(小孢子)的花药.通过培养使它离开正常的发育途径(即形成成熟花粉最后产生精子的途径)而分化成为单倍体植株,这是目前获得单倍体植株的主要方法.大体上要经过制备培养基、接种花药和培养三步骤.
由花粉长成单倍体一般有两条途径①由花粉分裂形成愈伤组织(即分化程序很低的薄壁细胞团),再由愈伤组织分化出根和芽,最后形成植株.②由花粉分裂形成胚状体(不是由合子发育成的胚叫胚状体),再由胚状体长成植株.当瓶中花药内长出的小苗达到一定大小时,应调节温度、温度及光照等条件,使幼苗得到锻炼并逐步适应自然的环境条件,然后从试管中移出种植于土壤中,进行一般的栽培和管理.