雄蕊群
雄蕊由花药和花丝组成。 雄蕊是由雄蕊原基发育而来的,经顶端生长和原基上部有限的边缘生长后,原基迅速伸长,上部逐渐增粗,不久即分化出花药和花丝两部分。
花药的发育与结构
发育成熟的花药结构包括表皮、药隔、花粉囊三部分。 发育初期的花药结构简单,外为一层幼令表皮(未分化成熟的表皮细胞 )和包围在内的分生细胞。 在表皮以内花药四角各出现一至几纵列分生细胞( 孢原细胞 ),经一次平周分裂形成内外两层细胞,外层叫壁细胞 (周缘细胞),将来经分裂分化形成花粉囊壁;内层为造孢细胞,经分裂(或直接长大)形成花粉母细胞 。 在幼花药的中部发育出一个维管束及其周围的薄壁细胞 ,构成药隔。 壁细胞经分裂自外至内依次分化形成药室内壁(纤维层)、中层和绒毡层,三者与表皮共同组成花粉囊壁。 花药接近成熟时,药室内壁细胞扩大并有木化和栓化的斜向条状次生壁,因此称为纤维层,其功能与花药开裂有关。 中层是1~3层较小的薄壁细胞,初期含有淀粉等营养物质,后来被挤压消失。 绒毡层是花粉囊壁最内一层较大的薄壁细胞,含有2个或多个细胞核 ,含有蛋白质、RNA、油脂、类胡萝卜素和孢粉素等营养物质,对花粉粒的形成和发育起重要的营养和调节作用。 当花粉粒成熟时,绒毡层解体消失。 花粉母细胞经减数分裂形成四分体 ,再发育形成花粉粒。 花药通常有两对花粉囊,花药成熟时,每对花粉囊之间的壁破裂(花药开裂),相互连通为一个药室。 棉花等少数植物的花药只有2个花粉囊,开裂时形成一个药室。
花粉母细胞的减数分裂
减数分裂是一种特殊的细胞分裂方式,细胞连续分裂两次,而染色体只分裂一次,一个母细胞经减数分裂产生4个子细胞,每个子细胞的染色体数目只有原来 母细胞的一半。 被子植物中花粉母细胞和胚囊母细胞的分裂方式为减数分裂。
分裂过程:分为减数分裂的第一次分裂和减数分裂的第二次分裂。
1、减数分裂的第一次分裂,分为前期Ⅰ、中期Ⅰ、后期Ⅰ、末期Ⅰ四个时期。 前期又分为细线期 、 偶线期 、 粗线期 、 双线期 、 终变期五个时期。 偶线期发生同源染色体配对( 联会 ),粗线期非姊妹染色单体片段互换(交叉),遗传物质发生重组 ,为细胞的遗传变异性奠定了基础。 后期时染色体不分裂而分为两组移向两极,每一极的染色体数目只有母细胞的一半。 末期形成两个子细胞( 二分体 )或不形成子细胞而直接进入第二次分裂。
2、减数分裂的第二次分裂,与一般的有丝分裂过程相似,最后形成四个子细胞(四分体)。 四分体的外围及各细胞之间有胼胝质壁包围及分隔。
减数分裂的意义:减数分裂导致产生单倍体的精子和卵细胞 ,由受精卵发育形成的胚恢复了二倍体的染色体数目,保持了细胞遗传的相对稳定性。 由于同源染色体联会和交叉,遗传物质发生了重组,为细胞遗传的变异性奠定了基础,丰富了植物遗传的变异性。
花粉粒的发育与形态结构
1、花粉粒的发育花粉母细胞经减数分裂形成的四分体由于胼胝壁溶解而分离,成为4个单核花粉粒。 单核花粉粒长大变圆,并形成大液泡 ,细胞核由中央移向边缘,并在近壁处进行一次有丝分裂,形成大小悬殊的两个细胞,大的为营养细胞,小的为生殖细胞,两细胞之间有胼胝质壁分隔。 经过一系列的发育,胼胝壁溶解,生殖细胞成为一个纺锤状无壁的裸细胞 ,浸没在营养细胞之中,形成了细胞之中有细胞的独特现象。 有的植物生殖细胞在花粉粒中有分裂一次,形成两个精细胞 。 在内部进行分裂和发育的同时,在花粉粒外围形成了具有内、外两层的花粉粒壁。 2、花粉粒的形态和结构大多数植物的花粉粒成熟时含有一个营养细胞和一个生殖细胞,称为2-细胞花粉,有的植物的成熟花粉粒含有一个营养细胞和两个精细胞,称为3-细胞花粉。 营养细胞大占据花粉粒的绝大部分,生殖细胞很小,无壁,外有两层质膜包围(一层为营养细胞的)。 花粉粒壁由外壁和内壁构成。 外壁较厚、硬而缺乏弹性,有萌发孔 (沟)和各种形状的雕纹,主要组成物质有孢粉素及纤维素、类胡萝卜素、类黄酮素、油脂、蛋白质等,常呈黄色并有粘性。 内壁较薄、软而有弹性,主要成分为纤维素、 果胶质、 半纤维素和蛋白质。 外壁和内壁均含有活性蛋白质和酶类,外壁蛋白质来自绒毡层,是由孢子体起源,具有基因型的特异性,在花粉与柱头的相互识别中起作用;内壁蛋白质由花粉粒本身制造,主要是各种水解酶 ,在花粉粒萌发和花粉管的生长中起作用。