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、紗布塊、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（或其他樹木）枝條、蘿卜根尖、馬鈴薯塊莖橫切片、南瓜莖（或薄荷莖、蘋果莖）縱橫切片、椴樹莖切片、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），可見表皮細(xì)胞彼此相互鑲嵌，側(cè)壁呈波浪狀，排列緊密無胞間隙，細(xì)胞中具有無色透明的細(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，被稱為通氣組織。

觀察這些薄壁組織后思考：為什么它們又叫營養(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、蘋果、椴樹）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?。还鼙谏嫌协h(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)部內(nèi)。觀察時(shí)注意導(dǎo)管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，不同類型導(dǎo)管的區(qū)別。也可觀察薄荷、蘋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)部內(nèi)外兩側(cè)染成綠色的主要是韌皮部，在此處可見一些口徑較大的長管狀細(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。篩管無細(xì)胞核，其細(xì)胞質(zhì)常收縮成一束，離開側(cè)壁，兩端較寬，中間較窄，這就是通過篩孔的原生質(zhì)絲，比胞間連絲粗大，特稱為聯(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、蘋果、椴樹等植物莖的縱切片。

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)和類型

1. 雙子葉植物的的無限維管束（開放維管束）（圖4.9）：取南瓜（或其他雙子葉植物）莖橫切片對光肉眼觀察，可見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)部內(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。在韌皮部內(nèi)，沒有伴胞的大型細(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，但無分裂能力。因南瓜莖維管束內(nèi)有形成層，故稱為無限（開放）維管束，又因?yàn)樗袃?nèi)外兩個(gè)韌皮部，所以又稱為雙韌維管束，全稱為雙韌無限維管束。

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，可見維管束周圍有一圈細(xì)胞壁較厚，被染成紅色的厚壁組織，稱為維管束鞘。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。韌皮部內(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)部和韌皮部之間無形成層，因此玉米維管束稱有限（閉合）維管束，又由于韌皮部排列在外方，故又稱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：維管束為什么會分成無限型和有限型？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？