植物花粉形态观察研究实验

实验方法原理 通过光学显微镜和扫描电子显微镜观察植物表面的细微形态的科学称为微形态学。微形态学的研究内容很广泛，从植物体茎叶表皮细胞形状和排列、外层细胞壁的突起到叶片表皮毛、气孔器、腺体的结构和形态以及果实、种子和花粉表面的枯细结构，其中研究植物花粉形态与结构的学科称为孢粉学。孢粉学的发展对现代植物分类学产生了很大影响，为分类学提供了大量信息资料，同时也对地质学、占植物学的发展起到了积极的推动作用。花粉的形态与结构揭示能植物系统发育的历程，反映出植物适应不同媒介传粉的适应性特征。通过对花粉形态特征的观察，了解花粉形态结构的多样性及与其传粉的适应，学会正确描述花粉的形态特征，掌握花粉的制片方法，在此基础上认识花粉的形态特征，在植物分类学、占植物学、地质学及植物系统学中的作用。
实验材料 花粉
试剂、试剂盒 冰乙酸乙酸酐浓硫酸甘油石炭酸加拿大树胶蒸馏水酒精等
仪器、耗材 光学显微镜扫描电子显微镜水浴锅离心机小试管镊子解剖针细铜网载玻片盖玻片双面透明胶带酒精灯目镜测微尺等
实验步骤 
1 花粉材料的采集

不同科属植物材料花粉可以取自新鲜植株或腊叶标本。尽扯采集即将开放的花，采集时记录所采样本的详细信息。一般来说，如果花较大而雄蕊又很多，可用镊子直接将雄蕊或花药取下，放入小玻璃管中并编号。如果化很小，如蔡科、宽科、萝科等植物，花的雄蕊不易辨别，可将其小花取下几朵放入玻璃管内。

2 花粉的分解

花粉分解采用醋酸酐分解法。

(1)将 2mL 冰乙酸加人上述盛有花药的小玻璃管中，待花药浸软后用玻璃棒将花药弄破。通过细铜网将花粉过滤到编号对应的离心管中，经离心沉淀后，倒去冰乙酸。

(2)加人乙酸酐－浓硫酸混合液 (9:1)( 用前临时配制，以免失效），将离心管放入水浴锅（或具水的烧杯中）加热至沸。在分解过程中，可用玻璃棒轻轻地搅动一两次使其均匀。同时，可用玻璃棒随时取出少扯花粉放在载玻片上，在显微镜下观察，看孢粉的内壁和原生质体是否已全部被溶解掉如果里面的原生质体还没有完全溶解，可以继续进行分韶，一直到完全溶解为止。一般约需 2-3min 。

(3) 分解好后，再将离心管放进离心机内离心沉淀，倒去混合液 加入蒸馏水，再离心，重复 3 次。加入 50%甘油，将甘油和花粉起倒入小玻璃管中，并加入少许防腐剂（石炭酸或麝香草酚）。

3 花粉的制片

(1)将保存在玻璃管内的花粉用玻璃棒或吸管取出少械，放在载玻片上，如有杂物，可用镊子取出；然后放入一小块甘油胶，稍加热使其熔化或加一滴在热水中已溶解了的甘油胶，用摄子轻轻搅匀；然后将盖玻片再酒精灯或微型电热板上稍烤热，迅速盖上（烤热盖玻片可减少气泡的发生，盖玻片的厚度一般小超过 17µm) 封好后贴上标签。

(2) 待甘油胶完全凝固后，再用加拿大树胶将盖玻片周围的边封好，即成永久制片，放入标本盒内保存

4 花粉扫描电镜样品的制备

取花药少许置于载玻片上，然后滴 50%酒精一滴，用小摄千把花药压碎，将花粉粒洗脱，经自然干燥，置光学显微镜下检查花粉粒的多少，当达到一足址的花粉时，再用小毛笔尖准花粉粒转到具双面透明胶带纸的样品台上，将载有花粉粒祥品的样品台移于镜膜机上，喷金镇膜 3min 后即可存扫描电镜下观察照相

5 花粉形态分析

将用乙酸酐分解法制成的永久制片置于光学显微镜下，注意观察花粉粒的形状、萌发孔的类型等，并用目镜测微尺测量花粉粒的入小，每种花粉粒测址 20 粒，取其最小值、最大值和平均但 在扫描电镜下观察花粉粒的形状、萌发孔（沟）的类型，尤其是外壁纹饰，利用扫描电镜照片测量萌发沟的大小，测量值根据放大照片上的比例尺，重新准确计算照片的实际放大估数，然后以在照片上的实际大小长度除以放大倍数求得。

(1) 花粉的类型

成熟的花粉可以分为曲种类型：

① 单粒花粉：花粉粒在成熟时单独存在的，称为单粒花粉。大多数植物的花粉属于这类型。

② 复合花粉：花粉粒两个以上集合在一起的，称为复合花粉。

此外，还有许多花粉粒集合在一起，形成花粉块，如兰科、萝藦科植物的花粉

(2) 花粉粒的对称性和极性

大多数花粉粒是对称的，极少数花粉粒是不对称的花粉粒有两种不同的对称性，即辐射对称和左右对称。花粉的极性决定于花粉存四分体中所处的位置

(3) 萌发孔

花粉粒可分为曲种类型：①无萌发孔，在花粉粒上不具有萌发孔；②具萌发孔，大多数花粉粒属于这一类型。萌发孔的形状、结构、位置、数目及大小往往因科属不同而有很大的变异，即使在同属不同种的花粉之间，也可以有交化；另一方面，有的科各属的花粉很一致，如禾本科、黎科、伞形科等。

萌发孔一般分为两种类型：①沟是长萌发孔，其长轴为短轴的 2倍以上；②孔是短萌发孔，其长轴为短轴的 2倍或更小，或为圆形。

(4)外壁纹饰

花粉粒经过酸或碱处理以后，花粉内部的生活物质及柔软的内壁都被溶解，留下来的只有花粉外壁。花粉外壁通常又可分为（外壁）外层和（外壁）内层。

花粉表面是光滑的，或者呈波浪形，在有的花粉上还具有各种雕纹分子，如小刺、瘤、颗粒等等，形成各种各样的雕纹。花粉表面的各式雕纹分为：

① 颗粒状雕纹。花粉表面具颗粒，颗粒的大小可以有变化。

② 瘤状雕纹。圆头状突起，最大宽度大于高度。

③ 条纹状雕纹。雕纹成为相互平行的条纹。

④ 棒状雕纹。雕纹分子圆头，高度大于最大宽度，

⑤ 剌状雕纹。具刺或小刺，未端尖或钝，但基部的宽度比未端的宽度大得多。

⑥ 脑纹状雕纹。雕纹形成弯曲的线条，有如脑皱状。

⑦ 穴状雕纹。花粉表面具凹进的穴。

⑧ 网状雕状。网由网脊和网眼组成。网脊有宽有窄，网眼大小形状也有很大变化。

⑨负网状雕纹。相当于网脊的部分凹进，而相当于网眼的部分凸出。

(5)花粉的形状和大小

从观察处于不同位置的花粉粒及不同焦点下（在高倍镜下）的形状，可以得出花粉的立体形态。常见的花粉的形状有：超长球形、长球形、近球形、球形、扁球形、超扁球形。花粉的大小变化幅度很大，最小的花粉粒，其最大直径小于 10µm, 最大的可达250µm 以上。

花粉大小的测址：对于一般的花粉，分别测量极轴（由四分体中心的一点通过花粉粒中央向外延伸的线为花粉的极轴）和赤道轴（与极轴垂直的线为赤道轴）；如果有两个不同的赤道轴，则总共进行 3 种测量；如果是近球形的花粉，则只测量其直径。每次测量以20个花粉为标准，并求得平均数，如果花粉数不足 20个或多于 20个，则在括弧内注明。一般的测量工作在 40x物镜下进行，数字一般取一位小数，由计算得出，因为一般测微尺的精确度小能达到 1µm 以下的小数。至于外壁厚度或孔的直径等，用精密测微尺测量。