雄蕊
雄蕊
雄蕊是被子植物花的雄性生殖器,是雄花的一部分。其作用是產生花粉。種子植物產生花粉的器官。由花絲和花藥兩部分組成。位於花被的內方或上方,在花托上呈輪狀或螺旋狀排列。數目因植物種類而異,通常,原始的種類數目多而不一定,較高等的種類數目趨於減少並達到一定的數目。一朵花中全部雄蕊總稱雄蕊群。
雄蕊
發育成熟的花藥結構包括表皮、葯隔、花粉囊三部分。發育初期的花藥結構簡單,外為一層幼令表皮(未分化成熟的表皮細胞)和包圍在內的分生細胞。在表皮以內花藥四角各出現一至幾縱列分生細胞(孢原細胞),經一次平周分裂形成內外兩層細胞,外層叫壁細胞(周緣細胞),將來經分裂分化形成花粉囊壁;內層為造孢細胞,經分裂(或直接長大)形成花粉母細胞。在幼花藥的中部發育出一個維管束及其周圍的薄壁細胞,構成藥隔。壁細胞經分裂自外至內依次分化形成藥室內壁(纖維層)、中層和絨氈層,三者與表皮共同組成花粉囊壁。花藥接近成熟時,葯室內壁細胞擴大並有木化和栓化的斜向條狀次生壁,因此稱為纖維層,其功能與花藥開裂有關。中層是1~3層較小的薄壁細胞,初期含有澱粉等營養物質,後來被擠壓消失。絨氈層是花粉囊壁最內一層較大的薄壁細胞,含有2個或多個細胞核,含有蛋白質、RNA、油脂、類胡蘿蔔素和孢粉素等營養物質,對花粉粒的形成和發育起重要的營養和調節作用。當花粉粒成熟時,絨氈層解體消失。花粉母細胞經減數分裂形成四分體,再發育形成花粉粒。花藥通常有兩對花粉囊,花藥成熟時,每對花粉囊之間的壁破裂(花藥開裂),相互連通為一個葯室。棉花等少數植物的花藥只有2個花粉囊,開裂時形成一個葯室。
雄蕊
分裂過程:分為減數分裂的第一次分裂和減數分裂的第二次分裂。
1、減數分裂的第一次分裂,分為前期Ⅰ、中期Ⅰ、後期Ⅰ、末期Ⅰ四個時期。前期又分為細線期、偶線期、粗線期、雙線期、終變期五個時期。偶線期發生同源染色體配對(聯會),粗線期非姊妹染色單體片段互換(交叉),遺傳物質發生重組,為細胞的遺傳變異性奠定了基礎。後期時染色體不分裂而分為兩組移向兩極,每一極的染色體數目只有母細胞的一半。末期形成兩個子細胞(二分體)或不形成子細胞而直接進入第二次分裂。
2、減數分裂的第二次分裂,與一般的有絲分裂過程相似,最後形成四個子細胞(四分體)。四分體的外圍及各細胞之間有胼胝質壁包圍及分隔。
減數分裂的意義:減數分裂導致產生單倍體的精子和卵細胞,由受精卵發育形成的胚恢復了二倍體的染色體數目,保持了細胞遺傳的相對穩定性。由於同源染色體聯會和交叉,遺傳物質發生了重組,為細胞遺傳的變異性奠定了基礎,豐富了植物遺傳的變異性。
發育與形態結構
1、花粉粒的發育花粉母細胞經減數分裂形成的四分體由於胼胝壁溶解而分離,成為4個單核花粉粒。單核花粉粒長大變圓,並形成大液泡,細胞核由中央移向邊緣,並在近壁處進行一次有絲分裂,形成大小懸殊的兩個細胞,大的為營養細胞,小的為生殖細胞,兩細胞之間有胼胝質壁分隔。經過一系列的發育,胼胝壁溶解,生殖細胞成為一個紡錘狀無壁的裸細胞,浸沒在營養細胞之中,形成了細胞之中有細胞的獨特現象。有的植物生殖細胞在花粉粒中有分裂一次,形成兩個精細胞。在內部進行分裂和發育的同時,在花粉粒外圍形成了具有內、外兩層的花粉粒壁。 2、花粉粒的形態和結構大多數植物的花粉粒成熟時含有一個營養細胞和一個生殖細胞,稱為2-細胞花粉,有的植物的成熟花粉粒含有一個營養細胞和兩個精細胞,稱為3-細胞花粉。營養細胞大佔據花粉粒的絕大部分,生殖細胞很小,無壁,外有兩層質膜包圍(一層為營養細胞的)。花粉粒壁由外壁和內壁構成。外壁較厚、硬而缺乏彈性,有萌發孔(溝)和各種形狀的雕紋,主要組成物質有孢粉素及纖維素、類胡蘿蔔素、類黃酮素、油脂、蛋白質等,常呈黃色並有粘性。內壁較薄、軟而有彈性,主要成分為纖維素、果膠質、半纖維素和蛋白質。外壁和內壁均含有活性蛋白質和酶類,外壁蛋白質來自絨氈層,是由孢子體起源,具有基因型的特異性,在花粉與柱頭的相互識別中起作用;內壁蛋白質由花粉粒本身製造,主要是各種水解酶,在花粉粒萌發和花粉管的生長中起作用。
花絲
花藥
雄蕊發育與結構
花藥囊壁由周緣細胞通過垂周與平周分裂形成藥室內壁(發展為纖維層)中層(退化消失)和絨氈層(退化消失)行成。花藥發育成熟的時候裂開以便散發花粉;花藥的開裂多呈縱縫狀,但也有呈孔狀(杜鵑花科)或閥門狀(小檗科、樟科)。花藥裂開后,花粉或自然墜落,或者通過風、流水或傳粉動物(如蜜蜂、蝴蝶及鳥而傳播到同一朵花或不同朵花的心皮柱頭上,經此授粉過程后,花粉會萌發發育為花粉管,繼而授精。
雄蕊常因離合與否、花絲長短的不同,分為不同的類型,常見的有:
1.離生雄蕊(Stamen Distinct) 一花中有多數雄蕊而彼此分離,如蓮、油菜、小麥等花的雄蕊。
3.兩體雄蕊(Diadelphous Stamens) 一花中10枚雄蕊的花絲連合成二束,如蠶豆、豌豆的雄蕊,其中9枚花絲連合成一束,另一枚雄蕊單獨分離,或者每束5枚。這種雄蕊為蝶形花科(或豆科)植物特有。
5.四強雄蕊(Tetradynamous Stamen) 一花有6枚雄蕊,外輪的2枚花絲較短,內輪的4枚花絲較長,如油菜、蘿蔔等花的雄蕊。此種雄蕊為十字花科植物特有。
雄蕊群(Androecium)指一朵花的雄蕊的總體。一般來說,雄蕊雖然是彼此單獨離生,但如黃瓜有時彼此融合,這時便使用雄蕊群這個術語。雄蕊常常聚集成束,故稱之為雄蕊束(Phalanx)。如葫蘆科,形成單束時稱為單體雄蕊(Monadelphous);又如豆科形成二束時稱為二體雄蕊(Diadelphous);而小連翹形成三束,則稱為三體雄蕊(Triadelphous)。
各類植物中,雄蕊的數目及形態特徵較為穩定,常可做為植物分類和鑒定的依據。一般較原始類群的植物,雄蕊數目很多,並排成數輪;較進化的類群,數目減少,恆定,或與花瓣同數,或幾倍於花瓣數。在一朵花中,如有4枚雄蕊,其中兩枚花絲較長,兩枚較短,稱二強雄蕊,如唇形科和玄參科植物;如一朵花中有6枚雄蕊,其中4長2短的,稱四強雄蕊,如十字花科植物,另外,雄蕊中花絲或花藥部分,常有並連現象,假如花藥完全分離,而花絲聯合成一束的,,如十字花科植物,另外,雄蕊中花絲或花藥部分,常有並連現象,假如花藥完全分離,而花絲聯合成一束的,稱單體雄蕊,如蜀葵、棉花等;花絲並聯成為兩束的,稱二體雄蕊,如蠶豆、豌豆等;花絲合為3束的,稱三體雄蕊,如連翹;合為4束以上的稱多體雄蕊,如金絲桃和蓖麻等。相反,花絲完全分離,而花藥相互聯合,稱聚葯雄蕊,如菊科,葫蘆科植物。