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1、 第十一章 生物學實驗二、典型實驗實驗一 觀察南瓜莖的輸導組織【實驗目的】1觀察和瞭解輸導組織的分佈和形態結構；2練習徒手切片。l 【實驗用品】新鮮的南瓜莖、南瓜莖橫切面的永久製片、顯微鏡、雙面刀片、載、蓋玻片、培養皿、吸水紙、滴管、鑷子、毛筆、染液。【實驗內容】輸導組織是植物體內運輸水分和有機物質的組織。這些組織的細胞往往集在一起與其他組織共同組成維管束。輸導組織又分兩大類：一類是運輸水分和礦物質的導管與管胞；一類是運輸有機物質的篩管與篩胞等。取一段南瓜莖（新鮮的材料或用固定液固定好的材料），它們是五棱柱狀體，橫切面近似五邊形，中間是星狀的髓腔，表皮與髓腔之間的組織中一般有10個維管束，5個
2、較大的和5個較小的，這些維管束中主要是輸導組織（如下圖所示）。首先觀察南瓜莖橫切面的永久製片（切片是用番紅固綠染色的），在維管束中可見到幾個大的孔，其周圍（壁的部分）被染成鮮紅色，這是大的導管。木質部外面（遠離髓腔）壁較薄的組織是韌皮部（外韌皮都）。而在木質部的內側也有壁較薄的組織為內韌皮都，這樣的維管束稱為雙韌維管束。外韌皮部與木質部之間有幾層徑向排列整齊的細胞，壁較薄，細胞橫向窄而長，是形成層，即側生分生組織。導管分子管徑比一般細胞管徑大，壁木質化，被番紅染液染成紅色，在切片中最容易看到，其周圍有木質化的薄壁細胞。韌皮部的篩管分子管徑比導管小，壁薄，往往被固綠染液染成綠色（在用番紅一固綠染
3、色的製片中；如用蘇木精染色則成藍色）。在橫切面看到篩管分子為多角形，不呈圓形，有的能見到整個篩板，或部分篩板，因為切到篩板的機會較少，所以在製片中只有少數篩管分子上可以見到上述情況，而且有的篩板並不完全垂直于軸向壁，所以在橫切面上見到的篩板不完整。篩板呈網狀，像篩底一樣，上面分佈的孔即為篩孔，這些結構要在高倍物鏡下才能看清。篩管分子一側的較小的細胞，呈三角形或四邊形，細胞質濃厚，有的能見到細胞核，這是伴胞（如下圖）。南瓜莖部分維管束1伴胞；2篩管；3形成層細胞；4導管從南瓜莖的縱切面觀察輸等組織，管徑最大的是導管，像中空的管子接在一起，端壁有穿孔相通，特別是成熟的木質部導管管徑最大。這些導管分
4、子壁的加厚是網紋或孔紋狀。靠近形成層的導管壁薄，是正在分化，尚未成熟的，有的能見到細胞質和細胞核，有的穿孔尚未形成。較早發育的導管（即原生木質部的導管）位於木質部的向心部分，管徑較小，次生加厚的壁呈環狀或螺旋狀，這種加厚在莖伸長時並不影響莖的生長。木質部中還有許多木質化的薄壁細胞和生活的薄壁細胞，這些木質化的細胞圍繞在導管周圍。成熟的篩管分子管徑也比較大，能見到保留的原生質體，但無細胞核。與導管相同之處，也是由一個個篩管分子連接而成。兩個篩管分子之間的端壁成篩狀叫篩板，篩板上有許多篩孔（如在橫切面上見到的）。篩管分子中的粘液體，常因材料處理不當而集聚在篩板處，在篩管分子中間則收縮，這是人為的現
5、象，並不代表其生活狀態。在篩管分子的周圍有一個或幾個細胞，它比篩管口徑小得多。南瓜莖並不粗，而結的果實非常大，與莖的高效率輸導組織有密切關係。在遠離形成層處的韌皮部，往往能見到很窄的細胞，有的變成一條顏色深而且輪廓模糊的粗線。這是原生韌皮部，在成熟的莖中，原生韌皮都已失去功能，細胞死去變扁。在觀察永久製片的同時，還可以採用離析的方法瞭解南瓜莖中的輸導組織，其方法是：取新鮮南瓜莖，用刀片或解剖刀切成一釐米長，然後再縱切，將其維管束取出，縱切維管束，將木質部和韌皮部分開，分別放入指形管中，再加入鉻酸一硝酸離析液（用量為材料的20倍），塞緊軟木塞，放入3040的溫箱中，木質部需3小時，而韌皮部約需2
6、小時即可離析好。在離析過程中要注意隨時檢查，用玻璃律役指形管壁擠壓材料，如果能使材料分離，表示已離析好；如果材料變成漿糊狀，說明離析時間過長，已不能使用；如果離析的材料經檢查還未分離，說明離析時間不夠，可繼續離析（材料的老嫩與離析時間有關，材料較幼嫩，離析的時間可短些）。離析完畢，倒掉或用吸管吸掉離析液，用清水沖洗若干次，直到無黃色為止。如果材料需要長時間保存備用，則可將材料放入70%酒精中。離析好的材料也可以染色後觀察。用解剖針或鑷子取離析好的韌皮部材料少許，放在載玻片上，加一滴1%的苯胺藍染液，12分鐘後，用吸水紙吸去多餘的染液，加一滴蒸餾水，蓋上蓋玻片，即可在顯微鏡下觀察。南瓜莖韌皮部的
7、篩管被染成藍色，篩管分子為有棱的柱狀細胞，端壁上見到的網狀結構即篩板。導管不用染色，即可在顯微鏡下觀察，未染色的材料，一般觀察時要把光圈縮小些才易看清楚其結構。導管分子比較粗大，能見到端壁上的穿孔，整個端壁打通，有的端壁傾斜，有的與側壁垂直。在側壁上有孔紋加厚、網織加厚、螺旋狀加厚和環紋加厚，與其他細胞極易區別，在離析的木質部中，也能見到木纖維和木薄壁細胞。實驗二 觀察根的結構【實驗目的】1瞭解幾種不同類型植物根的初生結構；2練習徒手切片。【實驗用品】蠶豆、玉米、等尾、毛獎的幼根，顯微鏡、雙面刀片、培養皿、毛筆、吸水紙、滴管、鑷子、番紅染液。【實驗內容】（）根的初生結構1雙子葉植物根的初生構造
8、（如下圖）。蠶豆幼根橫切（示初生構造）1表皮 2皮層 3內皮層 4中柱鞘5初生木質部 6初生韌皮都 7薄壁細胞通過蠶豆幼根的根毛區做徒手切片，製成臨時裝片，或取其永久製片，觀察根的初生構造。在切片上首先引人注目的，是由大而壁薄的細胞組成的皮層和中央的維管柱，最外層是根之表皮。當區分出表皮、皮層和維管往三大部分之後，可換高倍物鏡由外向內進行詳細觀察：（1）表皮：是幼根的最外層細胞，排列整齊緊密，可見表皮上向外突出形成的根毛，但多數是由於製片過程中損壞了的根毛殘體。注意根毛和表皮細胞的關係如何？表皮細胞之間有無氣孔器？表皮之外有無角質層？（2）皮層：在表皮之內，占幼根的大部分，由多層薄壁細胞組成。
9、可進一步分為外皮層（l2層細胞）、皮層薄壁細胞（多層細胞）和內皮層（一層細胞）三部分。內皮層細胞排列整齊，壁比較特殊，其徑向壁和上、下橫壁常局部增厚並檢質化，連成環帶狀，叫凱氏帶。但在橫切面上僅見其徑向壁上有很小的增厚部分，常稱凱氏點，往往被番紅染成了紅色。這種結構對水分和物質的吸收起限制作用。（3）維管往（中柱）：內皮層以內就是維管柱，一般細胞較小而密集，由中柱鞘、初生木質部、初生韌皮部和薄壁細胞所構成。中柱鞘：是中柱的最外層，細胞壁薄，通常由12層細胞組成，排列整齊而緊密。它在報中起著重要的作用，保持著分生組織的特點和新生的功能，側根、周皮和維管形成層的一部分都發生於中柱鞘。初生木質部：在
10、切片中其導管常被番紅染成紅色，其細胞壁厚而胞腔大，是輸導水分和無機鹽的組織，常排列成46束的星芒狀。每束導管管徑大小不一致，靠近中柱鞘的導管最先發育，管徑小，是一些螺紋和環紋加厚的導管，叫原生木質部。分佈在近根中心位置的導管，管徑大，分化較晚，為後生木質部，其導管著色往往淺談，甚至不顯紅色。這種導管發育順序的先後，可說明根的初生木質部是外始式的，這是根初生構造的特徵之一。初生韌皮部：位於初生木質部的兩個輻射角之間，與木質部相間排列，由篩管、伴胞等構成，是輸送同化產物的組織。注意其外方有一堆壁厚、染色深的韌皮纖維，反而使初生韌皮部篩管的位置不夠明顯，須仔細觀察。但在多數植物報的韌皮部中沒有這種纖
11、維組織。此外，在初生木質部和初生韌皮部之間，還分佈著薄壁組織，當根進行次生生長前它將分化成維管形成層的一部分。在蠶豆幼根的最中心部分，是一群未分化成導管的薄壁細胞。可是在大多數雙子葉植物報中，導管由外始式向心分化的結果，整個根的中心為導管所佔據，是沒有髓的。（4）除了蠶豆根常作為實驗材料外，還可選用向日葵、毛茛和棉花等的幼根進行上述初生結構的觀察。它們與蠶豆幼根的結構基本相似，現僅將它們的不同之處，分別列後：毛茛根：毛茛是野生的草本植物，形成層活動微弱，是觀察雙子葉植物報初生結構時比較好的材料（如下圖）。其木質部導管一直分化到根的中央，沒有髓，是典型的雙手葉植物根的初生結構，有三原型和四原型兩
12、種。不同之處是其內皮層的凱氏帶不停留於環帶式的加厚，而常使整個內皮層細胞發展為六面均增厚，十分特殊，僅在正對木質部束的地方保留12個細胞的壁不增厚，成為水和溶質進入維管柱的通道，故稱通道細胞。毛茛根橫切（維管柱部分）1皮層 2內皮層 3通道細胞 4原生木質部5後生木質部 6韌皮部 7中柱鞘向日葵幼根：材料易得，好培養，也適合於徒手橫切，觀察新鮮材料。木質部多為四、五原型，中央無髓，是雙子葉植物典型的初生結構。棉幼根：也是雙子葉植物典型的初生結構。內皮層具有由木栓質形成的帶狀結構凱氏帶，木質部導管的分化亦為外始式，當其分化完成時，中央無髓，為四原型或五原型。2單子葉植物根的初生構造單子葉植物的根
13、與莖一樣沒有形成層的產生，因此，根的生長一般都停留在初生生長階段，不再加粗，所以僅有初生構造。通過玉米種子根之根毛區的上方，製作徒手切片，或取其石蠟切片法的永久製片，先在低倍物鏡下區分出表皮、皮層和維管柱三大部分，再轉高倍物鏡仔細地由外向內逐層觀察（如下圖）。玉米根橫切1根毛 2表皮 3皮層 4內皮層 5中柱鞘6髓 7韌皮部 8原生木質部 9後生木質部（1）表皮：是最外層，排列整齊，外壁無角質化，常見有突起的根毛。（2）皮層：為基本組織。靠近表皮的12層細胞小，排列緊密，可稱外皮層。在較老的材料中，可看到23層厚壁細胞，並木質化與栓質化，以後可代替表皮起保護作用，常被番紅染成紅色。其內皮層細胞
14、與蠶豆根比較，幼時結構差不多，亦可以有凱氏帶增厚的現象。但稍老就出現明顯的不同，即其內皮層細胞多為五面增厚，並檢質化；在橫切面上呈馬蹄形，僅外切向壁是薄的，但在正對原生木質部處的內皮層細胞常不加厚，仍為薄壁的通道細胞。（3）維管柱：在皮層之內，其外有中柱鞘包圍，為一層個體較小、排列整齊的薄壁細胞，有形成側根的功能。在中柱鞘之內原生木質部與初生韌皮部都相間排列。原生木質部約有12組導管，管徑小，發生早，具有螺紋和環紋的增厚；後生木質部約為6束管徑增大的導管。成熟較晚，放在切片上染色較淺，待其成熟時為孔紋或網紋增厚。每個後生木質部導管常與2個原生木質部導管相對應。韌皮部細胞不太顯著，須換高倍鏡仔細
15、觀察。維管往中央是薄壁細胞組成的髓，佔據了根的中心，為單子葉植物根的典型特徵之一。 （4）徒手切取玉管根、鴦尾根（如下圖）或玉米支柱根的臨時製片。它們都是單子葉植物的根，而且結構比較典型，取材容易，生長粗壯，軟硬適度，適合做徒手切片。鳶尾根維管柱部分橫切1皮層 2內皮層（馬蹄形加厚） 3通道細胞4木質部 5韌皮部 6中柱鞘實驗三 莖的形態與初生結構【實驗目的】1瞭解莖的形態及不同類型植物莖的初生結構2練習徒手切片。【實驗用品】三年生楊樹或胡桃的枝條、向日葵的幼莖、桃的莖尖新鮮材料、玉米、棉花莖的永久製片、顯微鏡、雙面刀片、蓋、載玻片、培養皿、吸水紙、滴管、鑷子、毛筆、染液。【實驗內容】（）莖的基本形態取三年生的楊樹或胡桃的枝條（最好帶側技），觀察其形態特徵。（如下圖A）（1）節與節間：莖上著生葉的位置叫節，兩節之間的部分叫節間。（2）頂芽與液芽（側芽）：著生於枝條頂端的芽叫頂芽，著生在葉腋處的芽叫液芽，也稱側芽。（3）葉痕與束痕：葉脫落後在莖上留下的疤痕，叫葉痕，在葉痕上的點狀突起是葉柄與枝條中的維管束斷離後留下的痕跡，叫束痕。（4）芽鱗痕：是芽發育為新技時，芽鱗脫落後留下的痕跡。常在莖的周圍排列成環。根據芽鱗痕可以判斷枝條的生長年齡。（5）皮孔：為莖表面的裂縫狀的小孔，是莖與外界的通氣
