實(shí)驗(yàn)四 植物成熟組織
一、目的與要求
1. 掌握植物各種成熟組織的形態(tài)、位置、結(jié)構(gòu)及功能。
2. 了解不同組織間的相互聯(lián)系，維管束的結(jié)構(gòu)與類(lèi)型，植物組織離析法。
二、用品與材料
1. 用品：顯微鏡、載玻片、蓋玻片、鑷子、刀片、紗布?jí)K、擦鏡紙、吸水紙、小燒杯、尼龍紗、玻棒、培養(yǎng)皿。蒸餾水、1%番紅溶液、5%間苯三酚酒精溶液、40%鹽酸等。
2. 材料：番薯或蠶豆葉片、楝樹(shù)（或其他樹(shù)木）枝條、蘿卜根尖、馬鈴薯塊莖橫切片、南瓜莖（或薄荷莖、蘋(píng)果莖）縱橫切片、椴樹(shù)莖切片、梨果實(shí)、玉米莖（或荻等其他禾本科植物莖）橫切片。
三、內(nèi)容與方法
（一）保護(hù)組織
1. 觀察葉下表皮：取番薯或蠶豆葉片，將其背面向上，放在左手食指上，用中指和大拇指夾住葉片兩端，用鑷子撕取下表皮一小塊，作臨時(shí)裝片，置低倍鏡下觀察（圖4.1），可見(jiàn)表皮細(xì)胞彼此相互鑲嵌，側(cè)壁呈波浪狀，排列緊密無(wú)胞間隙，細(xì)胞中具有無(wú)色透明的細(xì)胞質(zhì)及圓形的細(xì)胞核。在表皮細(xì)胞之間分布著許多氣孔器，選擇一個(gè)較清晰的氣孔器，轉(zhuǎn)換高倍鏡仔細(xì)觀察，它由兩個(gè)腎形保衛(wèi)細(xì)胞和氣孔縫組成（無(wú)副衛(wèi)細(xì)胞），注意觀察保衛(wèi)細(xì)胞初生壁的特點(diǎn)和內(nèi)含的葉綠體。
2. 觀察莖的周皮：取楝樹(shù)枝條觀察，其表面上白色顆粒狀突起為皮孔。用指甲輕輕刮下最外呈褐色的一層，即為木栓層，內(nèi)面呈綠色的部分為栓內(nèi)層，兩者之間為木栓形成層，三者合稱(chēng)為周皮。其中木栓層屬 組織，木栓形成層屬于 組織，栓內(nèi)層屬于 組織。在局部區(qū)域木栓形成層向外分裂產(chǎn)生薄壁細(xì)胞，形成次生通氣組織（皮孔）。另取椴樹(shù)莖橫切片觀察周皮的結(jié)構(gòu)（圖4.2）。
觀察完思考：葉的表皮細(xì)胞和老莖表層的周皮各屬哪類(lèi)保護(hù)組織？它們?yōu)檫m應(yīng)其保護(hù)功能在形態(tài)和結(jié)構(gòu)上各有什么特點(diǎn)？
圖4.1 蠶豆葉下表皮 圖4.2 周皮發(fā)生（A）和皮孔（B）
1. 表皮細(xì)胞；2. 保衛(wèi)細(xì)胞； 1. 木栓形成層開(kāi)始發(fā)生；2. 表皮；3. 木栓形成層；
3. 保衛(wèi)細(xì)胞圍成的氣孔 4. 木栓層；5. 栓內(nèi)層；6. 皮層薄壁細(xì)胞；7. 補(bǔ)充細(xì)胞（二）薄壁組織（圖4.3，4.4）
1. 吸收組織：取蘿卜根尖制作壓片，置顯微鏡下觀察根毛的形態(tài)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
2. 貯藏組織：取馬鈴薯塊莖一小塊，用雙面刀片進(jìn)行徒手切片，選取較薄的切片放在載玻片上，加1滴蒸餾水后蓋上蓋玻片置顯微鏡下觀察淀粉貯藏細(xì)胞的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。
3. 同化組織：取夾竹桃葉片做徒手橫切片，制成臨時(shí)切片標(biāo)本，置顯微鏡下觀察，了解葉肉柵欄組織和海綿組織的結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)。
4. 通氣組織：觀察水稻老根橫切制片，在水稻老根的皮層中有一部分細(xì)胞解體，形成大的空腔（氣腔），具有通氣的作用，被稱(chēng)為通氣組織。
觀察這些薄壁組織后思考：為什么它們又叫營(yíng)養(yǎng)組織、基本組織？
圖4.3 莖的薄壁組織 圖4.4 葉的同化組織
1. 胞間層；2. 細(xì)胞核；3. 細(xì)胞質(zhì)； 1. 柵欄組織；2. 海綿組織
4. 液泡；5. 胞間隙
（三）機(jī)械組織
1. 厚角組織
取南瓜（或薄荷、蘋(píng)果、椴樹(shù)）莖橫切片，先在低倍鏡下觀察，找到棱角處，再換高倍鏡由外而內(nèi)觀察，最外一層排列整齊的扁平細(xì)胞為表皮，其上具多細(xì)胞表皮毛，緊靠表皮內(nèi)方的皮層中，有幾層染成綠色的細(xì)胞，其細(xì)胞壁在角隅處加厚、是生活細(xì)胞，有時(shí)還可看到細(xì)胞內(nèi)的葉綠體，為厚角組織（圖4.5）。
圖4.5 南瓜莖厚角組織 圖4.6A 南瓜莖厚壁組織（纖維）
2. 厚壁組織
（1）纖維：在上述厚角組織內(nèi)方， 有幾層橢圓形的薄壁細(xì)胞，屬薄壁組織，在其內(nèi)方有幾層染成紅色的細(xì)胞，其細(xì)胞壁均勻加厚并木質(zhì)化，細(xì)胞腔較小，無(wú)原生質(zhì)體，是死細(xì)胞，為厚壁組織中的纖維（圖4.6）。
圖4.6B 纖維圖 4.7 石細(xì)胞（厚壁組織）
A. 核桃殼的石細(xì)胞；B. 椰子內(nèi)果皮：石細(xì)胞橫切面（左）和縱切面（右）；
C. 梨果肉中的石細(xì)胞群；D. 山茶屬葉柄中的石細(xì)胞；
E. 菜豆種皮表皮層石細(xì)胞橫切面（上）和縱切面（下）
（2）石細(xì)胞：取梨靠近中部的一小塊果肉，挑取其中一個(gè)沙粒狀的組織置載玻片上，用鑷子柄部將石細(xì)胞群壓散，在載玻片上加蒸餾水并蓋上蓋玻片觀察，可見(jiàn)大型薄壁細(xì)胞包圍著顏色較暗的石細(xì)胞群，其細(xì)胞壁異常加厚，細(xì)胞腔很小，具有明顯的紋孔（圖4.7-C）。取下制片，在蓋片一側(cè)滴40%鹽酸一小滴，在另一側(cè)用吸水紙吸去蓋片內(nèi)的水分，材料被鹽酸浸透3~5min后，再加5%間苯三酚酒精溶液，置顯微鏡下觀察，可見(jiàn)石細(xì)胞壁中的木質(zhì)素遇間苯三酚發(fā)生櫻紅色或紫紅色反應(yīng)（此方法常用于檢驗(yàn)鑒別細(xì)胞壁中木質(zhì)素的成分）。
觀察后思考：厚角組織與厚壁組織的區(qū)別表現(xiàn)在哪些方面？分析其結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。
（四）輸導(dǎo)組織
1. 木質(zhì)部中的輸導(dǎo)組織：取南瓜莖縱切片置低倍鏡下觀察，切片中央兩側(cè)有一些細(xì)胞壁被染成紅色具有各種加厚花紋的成串管狀細(xì)胞，它們是多種類(lèi)型的導(dǎo)管（組織）（圖4.8）。每個(gè)導(dǎo)管分子，均以端壁形成的穿孔相互連接，上下貫通。仔細(xì)觀察，管徑較小，其壁具有螺旋形加厚并木質(zhì)化的為螺紋導(dǎo)管，管徑較大，具有網(wǎng)狀加厚并木質(zhì)化的為網(wǎng)紋導(dǎo)管（注意切片中有些導(dǎo)管或?qū)Ч芤欢?，因?yàn)橹磺械綄?dǎo)管腔中間一部分，因而只看到導(dǎo)管兩邊側(cè)壁和中間空腔，而看不到導(dǎo)管壁上加厚的花紋）。偶爾也可以在切片中看到管徑很??；管壁上有環(huán)狀加厚并木質(zhì)化的環(huán)紋導(dǎo)管。導(dǎo)管是輸導(dǎo)水分的管狀結(jié)構(gòu)，它們成列縱向排列于木質(zhì)部?jī)?nèi)。觀察時(shí)注意導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不同類(lèi)型導(dǎo)管的區(qū)別。也可觀察薄荷、蘋(píng)果等植物莖的縱切制片。
2. 韌皮部中的輸導(dǎo)組織：觀察南瓜莖縱切片，分布在木質(zhì)部?jī)?nèi)外兩側(cè)染成綠色的主要是韌皮部，在此處可見(jiàn)一些口徑較大的長(zhǎng)管狀細(xì)胞（每個(gè)細(xì)胞即為一個(gè)篩管分子）上下相連而形成的管狀結(jié)構(gòu)，即為篩管（圖4.8）。換用高倍鏡可見(jiàn)上下兩個(gè)篩管分子連接的端壁所在處稍微膨大、染色較深，可看到水平的或傾斜的端壁，即為篩板，有些還可看到篩板上的篩孔。篩管無(wú)細(xì)胞核，其細(xì)胞質(zhì)常收縮成一束，離開(kāi)側(cè)壁，兩端較寬，中間較窄，這就是通過(guò)篩孔的原生質(zhì)絲，比胞間連絲粗大，特稱(chēng)為聯(lián)絡(luò)索（connecting strand）。在篩管旁邊緊貼著一至幾個(gè)染色較深、細(xì)長(zhǎng)的伴胞。這些伴胞的細(xì)胞質(zhì)濃，并具有細(xì)胞核。篩管是輸導(dǎo)有機(jī)養(yǎng)料的管狀結(jié)構(gòu)，它們縱向成列排列在韌皮部。觀察時(shí)注意篩管結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。也可觀察薄荷、蘋(píng)果、椴樹(shù)等植物莖的縱切片。
圖4.8 南瓜莖縱切面
1. 表皮；2. 皮層；3. 外韌皮部；4. 形成層；5. 木質(zhì)部；6. 內(nèi)韌皮部；7. 髓部細(xì)胞；8. 厚角組織；9. 薄壁組織；10. 纖維；11. 薄壁組織；12. 原生韌皮部；13. 后生韌皮部之篩管；14. 后生的伴胞；15. 網(wǎng)紋導(dǎo)管；16. 梯紋導(dǎo)管；17. 螺紋導(dǎo)管；18. 環(huán)紋導(dǎo)管
觀察后思考：在莖的縱橫切面上如何區(qū)分木質(zhì)部和韌皮部？導(dǎo)管和篩管有什么差異？
（五）維管束結(jié)構(gòu)和類(lèi)型
1. 雙子葉植物的的無(wú)限維管束（開(kāi)放維管束）（圖4.9）：取南瓜（或其他雙子葉植物）莖橫切片對(duì)光肉眼觀察，可見(jiàn)南瓜莖切片中央為星狀的髓腔，圍繞髓腔的薄壁組織內(nèi)有五個(gè)較大和五個(gè)較小的維管束彼此相間排列。在低倍鏡下選一個(gè)大而清晰的維管束觀察，可見(jiàn)維管束由外（靠莖外方）到內(nèi)分為外韌皮部、形成層、木質(zhì)部和內(nèi)韌皮部四個(gè)部分。木質(zhì)部中包括細(xì)胞壁被染成紅色的2~3個(gè)直徑較大的網(wǎng)紋導(dǎo)管和多個(gè)小的螺紋或環(huán)紋導(dǎo)管、管胞以及細(xì)胞壁被染成綠色的木薄壁細(xì)胞。在木質(zhì)部?jī)?nèi)外兩側(cè)、細(xì)胞較小、被染成綠色部分的為內(nèi)、外韌皮部。選擇外韌皮部，用高倍鏡仔細(xì)觀察。它是由篩管、伴胞和韌皮薄壁細(xì)胞組成。篩管呈多邊形，管徑較大，有的可看到端壁具篩孔的單篩板。篩管旁邊有一個(gè)細(xì)胞質(zhì)濃、染色較深呈三角形或梯形的小細(xì)胞，即為伴胞。在韌皮部?jī)?nèi)，沒(méi)有伴胞的大型細(xì)胞是韌皮薄壁細(xì)胞。在外韌皮部與木質(zhì)部之間，有數(shù)層排列緊密形狀扁平、近長(zhǎng)方形而較規(guī)則的細(xì)胞，為形成層區(qū)。形成層為側(cè)生分生組織，它的細(xì)胞分裂可使維管束擴(kuò)大。內(nèi)韌皮部與木質(zhì)部之間也有形成層狀細(xì)胞，但無(wú)分裂能力。因南瓜莖維管束內(nèi)有形成層，故稱(chēng)為無(wú)限（開(kāi)放）維管束，又因?yàn)樗袃?nèi)外兩個(gè)韌皮部，所以又稱(chēng)為雙韌維管束，全稱(chēng)為雙韌無(wú)限維管束。
2. 單子葉植物的有限維管束（閉合維管束）（圖4.10）：取玉米莖（或水稻莖）橫切片觀察，可見(jiàn)在基本組織中分散著許多維管束。選一個(gè)大而清晰的維管束觀察，可見(jiàn)維管束周?chē)幸蝗?xì)胞壁較厚，被染成紅色的厚壁組織，稱(chēng)為維管束鞘。在鞘內(nèi)靠外方的細(xì)胞壁被染成綠色的部分為韌皮部，外方的原生韌皮部多被擠毀，內(nèi)方的后生韌皮部中有些較大的呈多邊形的細(xì)胞為篩管，在篩管旁邊有較小呈梯形或三角形的細(xì)胞為伴胞。韌皮部?jī)?nèi)方為木質(zhì)部，有1~2個(gè)小的環(huán)紋或螺紋導(dǎo)管，V形上半部為后生木質(zhì)部，兩側(cè)各有一個(gè)大的孔紋導(dǎo)管。木質(zhì)部和韌皮部之間無(wú)形成層，因此玉米維管束稱(chēng)有限（閉合）維管束，又由于韌皮部排列在外方，故又稱(chēng)外韌維管束或外韌有限維管束。
圖4.9 南瓜莖橫切面示一個(gè)雙韌維管束 圖4.10 水稻莖的維管束
1. 外韌皮部；2. 木質(zhì)部；3. 內(nèi)韌皮部 1. 基本組織；2. 維管束鞘；3. 篩管；4. 伴胞；5. 韌皮部；6. 孔紋導(dǎo)管；7. 環(huán)紋導(dǎo)管；
8. 氣腔（隙）；9. 木質(zhì)部
觀察后思考：維管束為什么會(huì)分成無(wú)限型和有限型？其結(jié)構(gòu)、功能有什么不同？
（六）分泌結(jié)構(gòu)
比較觀察各種分泌結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：
1. 柑橘果皮橫切片 觀察分泌腔。
2. 松幼莖橫切片 觀察韌皮部和木質(zhì)部中的分泌道（樹(shù)脂道）。
3. 蒲公英根橫切片 觀察乳汁管。
（七）組織離析制片法（參考附錄6操作）
四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告
1. 繪蠶豆葉表皮細(xì)胞圖，并注明各部分。
2. 繪1-2種導(dǎo)管分子和篩管分子的縱切結(jié)構(gòu)圖。
3. 列表比較各種成熟組織的細(xì)胞形態(tài)、特征、功能和在植物體中的分布等方面的異同。
4. 維管束包括哪幾部分？每一部分包括哪些組織？其主要功能是什么？
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