ATPase普遍分布于细胞中,与细胞的各种生理生化活动有关。高等植物的有性生殖是一个复杂的发育过程,包括一系列连续的发育事态。对高等植物有性生殖过程中ATPase的分布特征和生理功能还不清楚。本实验采用磷酸铅沉淀法,以莴苣(Lattuce sativa L.)花药为实验材料,系统地研究了其花药发育过程中ATPase的分布特征,进而探索其生理功能。结论如下:在花药发育过程中,小孢子母细胞和四分体内的ATPase很少,仅在细胞核及小液泡中分布有少量的ATPase。小孢子发育早期,刚从四分体中游离出来的小孢子内ATPase依然很少,但在萌发孔处特异性地积累大量的ATPase,花粉外壁表面开始积累ATPase。当小孢子细胞质中出现一些小液泡时,细胞基质、小液泡和核中的ATPase颗粒增加。此时小孢子开始合成花粉内壁,有大量ATPase参与了花粉内壁的合成。同时细胞质中一些含较大ATPase沉淀颗粒的小液泡不断融合形成体积较大的液泡,最后汇聚成小孢子的中央大液泡。在大液泡形成过程中,液泡膜及内部的ATPase沉淀颗粒明显增加,有的还聚集成絮状,而小孢子细胞质和核中的ATPase减少,仅花粉内壁及萌发孔突起中仍积累丰富的ATPase颗粒,外壁外层也有大量细小的ATPase颗粒。中央大液泡的形成使得小孢子具有极性,极性小孢子有丝分裂一次形成二胞花粉,在细胞核(营养核及生殖核)中分布的ATPase较多,细胞质中的ATPase较少。在生殖细胞脱离花粉内壁的过程中,大量ATPase特异性地聚集在生殖细胞壁与花粉内壁相连的部位,随着生殖细胞不断向营养细胞内移动而逐渐减少。当生殖细胞完全进入到营养细胞中时,分布在生殖细胞壁上的ATPase也完全消失。成熟花粉粒为三胞花粉,营养核及精细胞核中分布有ATPase,细胞质中也弥散细小的ATPase颗粒,ATPase主要集中分布在花粉内壁、外壁外层表面及外壁突起中,萌发孔处可见内壁特异性地加厚。莴苣的花药壁由表皮、药室内壁、中层、绒毡层四层细胞组成。在花药发育过程中表皮、药室内壁和中层细胞高度液泡化,细胞质中的ATPase一直较少,主要分布在质膜部位,表明这三层细胞的主要功能是物质的转运特征。绒毡层细胞内ATPase变化最为显著:从四分体早期开始胞质中ATPase明显增多,到小孢子发育早期绒毡层细胞质及周原质团中的ATPase含量达到最高,药室基质中的ATPase也随即增加。且绒毡层细胞内切相面细胞膜上的ATPase活性要远高于外切相面,ATPase在质膜上的极性分布特征说明绒毡层细胞行使的主要功能是向药室内定向转运营养物质。在莴苣花药的整个发育过程中,维管束薄壁细胞的细胞核,质膜及胞质中一直有较高的ATPase活性,而其细胞壁及胞间隙中缺乏ATPase;在药隔薄壁细胞的胞间隙及细胞壁上有较多的ATPase,质膜及液泡膜上也有大量的ATPase。可见营养物质卸出维管束主要取共质体途径,质外体途径可能不活跃;而营养物质在药隔薄壁细胞间的传递除了共质体途径以外,质外体途径的转运也很活跃。讨论了莴苣花药发育过程中ATPase在花药中各个部位的分布特征及其生理功能。