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1、 第十一讲 生物学实验二、典型实验实验一 观察南瓜茎的输导组织【实验目的】1观察和了解输导组织的分布和形态结构；2练习徒手切片。l 【实验用品】新鲜的南瓜茎、南瓜茎横切面的永久制片、显微镜、双面刀片、载、盖玻片、培养皿、吸水纸、滴管、镊子、毛笔、染液。【实验内容】输导组织是植物体内运输水分和有机物质的组织。这些组织的细胞往往集在一起与其他组织共同组成维管束。输导组织又分两大类：一类是运输水分和矿物质的导管与管胞；一类是运输有机物质的筛管与筛胞等。取一段南瓜茎（新鲜的材料或用固定液固定好的材料），它们是五棱柱状体，横切面近似五边形，中间是星状的髓腔，表皮与髓腔之间的组织中一般有10个维管束，5个
2、较大的和5个较小的，这些维管束中主要是输导组织（如下图所示）。首先观察南瓜茎横切面的永久制片（切片是用番红固绿染色的），在维管束中可见到几个大的孔，其周围（壁的部分）被染成鲜红色，这是大的导管。木质部外面（远离髓腔）壁较薄的组织是韧皮部（外韧皮都）。而在木质部的内侧也有壁较薄的组织为内韧皮都，这样的维管束称为双韧维管束。外韧皮部与木质部之间有几层径向排列整齐的细胞，壁较薄，细胞横向窄而长，是形成层，即侧生分生组织。导管分子管径比一般细胞管径大，壁木质化，被番红染液染成红色，在切片中最容易看到，其周围有木质化的薄壁细胞。韧皮部的筛管分子管径比导管小，壁薄，往往被固绿染液染成绿色（在用番红一固绿染
3、色的制片中；如用苏木精染色则成蓝色）。在横切面看到筛管分子为多角形，不呈圆形，有的能见到整个筛板，或部分筛板，因为切到筛板的机会较少，所以在制片中只有少数筛管分子上可以见到上述情况，而且有的筛板并不完全垂直于轴向壁，所以在横切面上见到的筛板不完整。筛板呈网状，像筛底一样，上面分布的孔即为筛孔，这些结构要在高倍物镜下才能看清。筛管分子一侧的较小的细胞，呈三角形或四边形，细胞质浓厚，有的能见到细胞核，这是伴胞（如下图）。南瓜茎部分维管束1伴胞；2筛管；3形成层细胞；4导管从南瓜茎的纵切面观察输等组织，管径最大的是导管，像中空的管子接在一起，端壁有穿孔相通，特别是成熟的木质部导管管径最大。这些导管分
4、子壁的加厚是网纹或孔纹状。靠近形成层的导管壁薄，是正在分化，尚未成熟的，有的能见到细胞质和细胞核，有的穿孔尚未形成。较早发育的导管（即原生木质部的导管）位于木质部的向心部分，管径较小，次生加厚的壁呈环状或螺旋状，这种加厚在茎伸长时并不影响茎的生长。木质部中还有许多木质化的薄壁细胞和生活的薄壁细胞，这些木质化的细胞围绕在导管周围。成熟的筛管分子管径也比较大，能见到保留的原生质体，但无细胞核。与导管相同之处，也是由一个个筛管分子连接而成。两个筛管分子之间的端壁成筛状叫筛板，筛板上有许多筛孔（如在横切面上见到的）。筛管分子中的粘液体，常因材料处理不当而集聚在筛板处，在筛管分子中间则收缩，这是人为的现
5、象，并不代表其生活状态。在筛管分子的周围有一个或几个细胞，它比筛管口径小得多。南瓜茎并不粗，而结的果实非常大，与茎的高效率输导组织有密切关系。在远离形成层处的韧皮部，往往能见到很窄的细胞，有的变成一条颜色深而且轮廓模糊的粗线。这是原生韧皮部，在成熟的茎中，原生韧皮都已失去功能，细胞死去变扁。在观察永久制片的同时，还可以采用离析的方法了解南瓜茎中的输导组织，其方法是：取新鲜南瓜茎，用刀片或解剖刀切成一厘米长，然后再纵切，将其维管束取出，纵切维管束，将木质部和韧皮部分开，分别放入指形管中，再加入铬酸一硝酸离析液（用量为材料的20倍），塞紧软木塞，放入3040的温箱中，木质部需3小时，而韧皮部约需2
6、小时即可离析好。在离析过程中要注意随时检查，用玻璃律役指形管壁挤压材料，如果能使材料分离，表示已离析好；如果材料变成浆糊状，说明离析时间过长，已不能使用；如果离析的材料经检查还未分离，说明离析时间不够，可继续离析（材料的老嫩与离析时间有关，材料较幼嫩，离析的时间可短些）。离析完毕，倒掉或用吸管吸掉离析液，用清水冲洗若干次，直到无黄色为止。如果材料需要长时间保存备用，则可将材料放入70%酒精中。离析好的材料也可以染色后观察。用解剖针或镊子取离析好的韧皮部材料少许，放在载玻片上，加一滴1%的苯胺蓝染液，12分钟后，用吸水纸吸去多余的染液，加一滴蒸馏水，盖上盖玻片，即可在显微镜下观察。南瓜茎韧皮部的
7、筛管被染成蓝色，筛管分子为有棱的柱状细胞，端壁上见到的网状结构即筛板。导管不用染色，即可在显微镜下观察，未染色的材料，一般观察时要把光圈缩小些才易看清楚其结构。导管分子比较粗大，能见到端壁上的穿孔，整个端壁打通，有的端壁倾斜，有的与侧壁垂直。在侧壁上有孔纹加厚、网织加厚、螺旋状加厚和环纹加厚，与其他细胞极易区别，在离析的木质部中，也能见到木纤维和木薄壁细胞。实验二 观察根的结构【实验目的】1了解几种不同类型植物根的初生结构；2练习徒手切片。【实验用品】蚕豆、玉米、等尾、毛奖的幼根，显微镜、双面刀片、培养皿、毛笔、吸水纸、滴管、镊子、番红染液。【实验内容】（）根的初生结构1双子叶植物根的初生构造
8、（如下图）。蚕豆幼根横切（示初生构造）1表皮 2皮层 3内皮层 4中柱鞘5初生木质部 6初生韧皮都 7薄壁细胞通过蚕豆幼根的根毛区做徒手切片，制成临时装片，或取其永久制片，观察根的初生构造。在切片上首先引人注目的，是由大而壁薄的细胞组成的皮层和中央的维管柱，最外层是根之表皮。当区分出表皮、皮层和维管往三大部分之后，可换高倍物镜由外向内进行详细观察：（1）表皮：是幼根的最外层细胞，排列整齐紧密，可见表皮上向外突出形成的根毛，但多数是由于制片过程中损坏了的根毛残体。注意根毛和表皮细胞的关系如何？表皮细胞之间有无气孔器？表皮之外有无角质层？（2）皮层：在表皮之内，占幼根的大部分，由多层薄壁细胞组成。
9、可进一步分为外皮层（l2层细胞）、皮层薄壁细胞（多层细胞）和内皮层（一层细胞）三部分。内皮层细胞排列整齐，壁比较特殊，其径向壁和上、下横壁常局部增厚并检质化，连成环带状，叫凯氏带。但在横切面上仅见其径向壁上有很小的增厚部分，常称凯氏点，往往被番红染成了红色。这种结构对水分和物质的吸收起限制作用。（3）维管往（中柱）：内皮层以内就是维管柱，一般细胞较小而密集，由中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部和薄壁细胞所构成。中柱鞘：是中柱的最外层，细胞壁薄，通常由12层细胞组成，排列整齐而紧密。它在报中起着重要的作用，保持着分生组织的特点和新生的功能，侧根、周皮和维管形成层的一部分都发生于中柱鞘。初生木质部：在
10、切片中其导管常被番红染成红色，其细胞壁厚而胞腔大，是输导水分和无机盐的组织，常排列成46束的星芒状。每束导管管径大小不一致，靠近中柱鞘的导管最先发育，管径小，是一些螺纹和环纹加厚的导管，叫原生木质部。分布在近根中心位置的导管，管径大，分化较晚，为后生木质部，其导管着色往往浅谈，甚至不显红色。这种导管发育顺序的先后，可说明根的初生木质部是外始式的，这是根初生构造的特征之一。初生韧皮部：位于初生木质部的两个辐射角之间，与木质部相间排列，由筛管、伴胞等构成，是输送同化产物的组织。注意其外方有一堆壁厚、染色深的韧皮纤维，反而使初生韧皮部筛管的位置不够明显，须仔细观察。但在多数植物报的韧皮部中没有这种纤
11、维组织。此外，在初生木质部和初生韧皮部之间，还分布着薄壁组织，当根进行次生生长前它将分化成维管形成层的一部分。在蚕豆幼根的最中心部分，是一群未分化成导管的薄壁细胞。可是在大多数双子叶植物报中，导管由外始式向心分化的结果，整个根的中心为导管所占据，是没有髓的。（4）除了蚕豆根常作为实验材料外，还可选用向日葵、毛茛和棉花等的幼根进行上述初生结构的观察。它们与蚕豆幼根的结构基本相似，现仅将它们的不同之处，分别列后：毛茛根：毛茛是野生的草本植物，形成层活动微弱，是观察双子叶植物报初生结构时比较好的材料（如下图）。其木质部导管一直分化到根的中央，没有髓，是典型的双手叶植物根的初生结构，有三原型和四原型两
12、种。不同之处是其内皮层的凯氏带不停留于环带式的加厚，而常使整个内皮层细胞发展为六面均增厚，十分特殊，仅在正对木质部束的地方保留12个细胞的壁不增厚，成为水和溶质进入维管柱的通道，故称通道细胞。毛茛根横切（维管柱部分）1皮层 2内皮层 3通道细胞 4原生木质部5后生木质部 6韧皮部 7中柱鞘向日葵幼根：材料易得，好培养，也适合于徒手横切，观察新鲜材料。木质部多为四、五原型，中央无髓，是双子叶植物典型的初生结构。棉幼根：也是双子叶植物典型的初生结构。内皮层具有由木栓质形成的带状结构凯氏带，木质部导管的分化亦为外始式，当其分化完成时，中央无髓，为四原型或五原型。2单子叶植物根的初生构造单子叶植物的根
13、与茎一样没有形成层的产生，因此，根的生长一般都停留在初生生长阶段，不再加粗，所以仅有初生构造。通过玉米种子根之根毛区的上方，制作徒手切片，或取其石蜡切片法的永久制片，先在低倍物镜下区分出表皮、皮层和维管柱三大部分，再转高倍物镜仔细地由外向内逐层观察（如下图）。玉米根横切1根毛 2表皮 3皮层 4内皮层 5中柱鞘6髓 7韧皮部 8原生木质部 9后生木质部（1）表皮：是最外层，排列整齐，外壁无角质化，常见有突起的根毛。（2）皮层：为基本组织。靠近表皮的12层细胞小，排列紧密，可称外皮层。在较老的材料中，可看到23层厚壁细胞，并木质化与栓质化，以后可代替表皮起保护作用，常被番红染成红色。其内皮层细胞
14、与蚕豆根比较，幼时结构差不多，亦可以有凯氏带增厚的现象。但稍老就出现明显的不同，即其内皮层细胞多为五面增厚，并检质化；在横切面上呈马蹄形，仅外切向壁是薄的，但在正对原生木质部处的内皮层细胞常不加厚，仍为薄壁的通道细胞。（3）维管柱：在皮层之内，其外有中柱鞘包围，为一层个体较小、排列整齐的薄壁细胞，有形成侧根的功能。在中柱鞘之内原生木质部与初生韧皮部都相间排列。原生木质部约有12组导管，管径小，发生早，具有螺纹和环纹的增厚；后生木质部约为6束管径增大的导管。成熟较晚，放在切片上染色较浅，待其成熟时为孔纹或网纹增厚。每个后生木质部导管常与2个原生木质部导管相对应。韧皮部细胞不太显著，须换高倍镜仔细
15、观察。维管往中央是薄壁细胞组成的髓，占据了根的中心，为单子叶植物根的典型特征之一。 （4）徒手切取玉管根、鸯尾根（如下图）或玉米支柱根的临时制片。它们都是单子叶植物的根，而且结构比较典型，取材容易，生长粗壮，软硬适度，适合做徒手切片。鸢尾根维管柱部分横切1皮层 2内皮层（马蹄形加厚） 3通道细胞4木质部 5韧皮部 6中柱鞘实验三 茎的形态与初生结构【实验目的】1了解茎的形态及不同类型植物茎的初生结构2练习徒手切片。【实验用品】三年生杨树或胡桃的枝条、向日葵的幼茎、桃的茎尖新鲜材料、玉米、棉花茎的永久制片、显微镜、双面刀片、盖、载玻片、培养皿、吸水纸、滴管、镊子、毛笔、染液。【实验内容】（）茎的基本形态取三年生的杨树或胡桃的枝条（最好带侧技），观察其形态特征。（如下图A）（1）节与节间：茎上着生叶的位置叫节，两节之间的部分叫节间。（2）顶芽与液芽（侧芽）：着生于枝条顶端的芽叫顶芽，着生在叶腋处的芽叫液芽，也称侧芽。（3）叶痕与束痕：叶脱落后在茎上留下的疤痕，叫叶痕，在叶痕上的点状突起是叶柄与枝条中的维管束断离后留下的痕迹，叫束痕。（4）芽鳞痕：是芽发育为新技时，芽鳞脱落后留下的痕迹。常在茎的周围排列成环。根据芽鳞痕可以判断枝条的生长年龄。（5）皮孔：为茎表面的裂缝状的小孔，是茎与外界的
