植物花粉形態觀察研究實驗

實驗方法原理 通過光學顯微鏡和掃描電子顯微鏡觀察植物表面的細微形態的科學稱為微形態學。微形態學的研究內容很廣泛，從植物體莖葉表皮細胞形狀和排列、外層細胞壁的突起到葉片表皮毛、氣孔器、腺體的結構和形態以及果實、種子和花粉表面的枯細結構，其中研究植物花粉形態與結構的學科稱為孢粉學。孢粉學的發展對現代植物分類學產生了很大影響，為分類學提供了大量信息資料，同時也對地質學、占植物學的發展起到了積極的推動作用。花粉的形態與結構揭示能植物系統發育的歷程，反映出植物適應不同媒介傳粉的適應性特征。通過對花粉形態特征的觀察，了解花粉形態結構的多樣性及與其傳粉的適應，學會正確描述花粉的形態特征，掌握花粉的制片方法，在此基礎上認識花粉的形態特征，在植物分類學、占植物學、地質學及植物系統學中的作用。
實驗材料 花粉
試劑、試劑盒 冰乙酸乙酸酐濃硫酸甘油石炭酸加拿大樹膠蒸餾水酒精等
儀器、耗材 光學顯微鏡掃描電子顯微鏡水浴鍋離心機小試管鑷子解剖針細銅網載玻片蓋玻片雙面透明膠帶酒精燈目鏡測微尺等
實驗步驟 
1 花粉材料的采集

不同科屬植物材料花粉可以取自新鮮植株或臘葉標本。盡扯采集即將開放的花，采集時記錄所采樣本的詳細信息。一般來說，如果花較大而雄蕊又很多，可用鑷子直接將雄蕊或花藥取下，放入小玻璃管中并編號。如果化很小，如蔡科、寬科、蘿科等植物，花的雄蕊不易辨別，可將其小花取下幾朵放入玻璃管內。

2 花粉的分解

花粉分解采用醋酸酐分解法。

(1)將 2mL 冰乙酸加人上述盛有花藥的小玻璃管中，待花藥浸軟后用玻璃棒將花藥弄破。通過細銅網將花粉過濾到編號對應的離心管中，經離心沉淀后，倒去冰乙酸。

(2)加人乙酸酐－濃硫酸混合液 (9:1)( 用前臨時配制，以免失效），將離心管放入水浴鍋（或具水的燒杯中）加熱至沸。在分解過程中，可用玻璃棒輕輕地攪動一兩次使其均勻。同時，可用玻璃棒隨時取出少扯花粉放在載玻片上，在顯微鏡下觀察，看孢粉的內壁和原生質體是否已全部被溶解掉如果里面的原生質體還沒有完全溶解，可以繼續進行分韶，一直到完全溶解為止。一般約需 2-3min 。

(3) 分解好后，再將離心管放進離心機內離心沉淀，倒去混合液 加入蒸餾水，再離心，重復 3 次。加入 50%甘油，將甘油和花粉起倒入小玻璃管中，并加入少許防腐劑（石炭酸或麝香草酚）。

3 花粉的制片

(1)將保存在玻璃管內的花粉用玻璃棒或吸管取出少械，放在載玻片上，如有雜物，可用鑷子取出；然后放入一小塊甘油膠，稍加熱使其熔化或加一滴在熱水中已溶解了的甘油膠，用攝子輕輕攪勻；然后將蓋玻片再酒精燈或微型電熱板上稍烤熱，迅速蓋上（烤熱蓋玻片可減少氣泡的發生，蓋玻片的厚度一般小超過 17μm) 封好后貼上標簽。

(2) 待甘油膠完全凝固后，再用加拿大樹膠將蓋玻片周圍的邊封好，即成永久制片，放入標本盒內保存

4 花粉掃描電鏡樣品的制備

取花藥少許置于載玻片上，然后滴 50%酒精一滴，用小攝千把花藥壓碎，將花粉粒洗脫，經自然干燥，置光學顯微鏡下檢查花粉粒的多少，當達到一足址的花粉時，再用小毛筆尖準花粉粒轉到具雙面透明膠帶紙的樣品臺上，將載有花粉粒祥品的樣品臺移于鏡膜機上，噴金鎮膜 3min 后即可存掃描電鏡下觀察照相

5 花粉形態分析

將用乙酸酐分解法制成的永久制片置于光學顯微鏡下，注意觀察花粉粒的形狀、萌發孔的類型等，并用目鏡測微尺測量花粉粒的入小，每種花粉粒測址 20 粒，取其最小值、最大值和平均但 在掃描電鏡下觀察花粉粒的形狀、萌發孔（溝）的類型，尤其是外壁紋飾，利用掃描電鏡照片測量萌發溝的大小，測量值根據放大照片上的比例尺，重新準確計算照片的實際放大估數，然后以在照片上的實際大小長度除以放大倍數求得。

(1) 花粉的類型

成熟的花粉可以分為曲種類型：

① 單粒花粉：花粉粒在成熟時單獨存在的，稱為單粒花粉。大多數植物的花粉屬于這類型。

② 復合花粉：花粉粒兩個以上集合在一起的，稱為復合花粉。

此外，還有許多花粉粒集合在一起，形成花粉塊，如蘭科、蘿藦科植物的花粉

(2) 花粉粒的對稱性和極性

大多數花粉粒是對稱的，極少數花粉粒是不對稱的花粉粒有兩種不同的對稱性，即輻射對稱和左右對稱。花粉的極性決定于花粉存四分體中所處的位置

(3) 萌發孔

花粉粒可分為曲種類型：①無萌發孔，在花粉粒上不具有萌發孔；②具萌發孔，大多數花粉粒屬于這一類型。萌發孔的形狀、結構、位置、數目及大小往往因科屬不同而有很大的變異，即使在同屬不同種的花粉之間，也可以有交化；另一方面，有的科各屬的花粉很一致，如禾本科、黎科、傘形科等。

萌發孔一般分為兩種類型：①溝是長萌發孔，其長軸為短軸的 2倍以上；②孔是短萌發孔，其長軸為短軸的 2倍或更小，或為圓形。

(4)外壁紋飾

花粉粒經過酸或堿處理以后，花粉內部的生活物質及柔軟的內壁都被溶解，留下來的只有花粉外壁。花粉外壁通常又可分為（外壁）外層和（外壁）內層。

花粉表面是光滑的，或者呈波浪形，在有的花粉上還具有各種雕紋分子，如小刺、瘤、顆粒等等，形成各種各樣的雕紋。花粉表面的各式雕紋分為：

① 顆粒狀雕紋。花粉表面具顆粒，顆粒的大小可以有變化。

② 瘤狀雕紋。圓頭狀突起，最大寬度大于高度。

③ 條紋狀雕紋。雕紋成為相互平行的條紋。

④ 棒狀雕紋。雕紋分子圓頭，高度大于最大寬度，

⑤ 剌狀雕紋。具刺或小刺，未端尖或鈍，但基部的寬度比未端的寬度大得多。

⑥ 腦紋狀雕紋。雕紋形成彎曲的線條，有如腦皺狀。

⑦ 穴狀雕紋。花粉表面具凹進的穴。

⑧ 網狀雕狀。網由網脊和網眼組成。網脊有寬有窄，網眼大小形狀也有很大變化。

⑨負網狀雕紋。相當于網脊的部分凹進，而相當于網眼的部分凸出。

(5)花粉的形狀和大小

從觀察處于不同位置的花粉粒及不同焦點下（在高倍鏡下）的形狀，可以得出花粉的立體形態。常見的花粉的形狀有：超長球形、長球形、近球形、球形、扁球形、超扁球形。花粉的大小變化幅度很大，最小的花粉粒，其最大直徑小于 10μm, 最大的可達250μm 以上。

花粉大小的測址：對于一般的花粉，分別測量極軸（由四分體中心的一點通過花粉粒中央向外延伸的線為花粉的極軸）和赤道軸（與極軸垂直的線為赤道軸）；如果有兩個不同的赤道軸，則總共進行 3 種測量；如果是近球形的花粉，則只測量其直徑。每次測量以20個花粉為標準，并求得平均數，如果花粉數不足 20個或多于 20個，則在括弧內注明。一般的測量工作在 40x物鏡下進行，數字一般取一位小數，由計算得出，因為一般測微尺的精確度小能達到 1μm 以下的小數。至于外壁厚度或孔的直徑等，用精密測微尺測量。