书城自然科学植物学实验与实习
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第14章 藻类植物(一)

一、目的与要求

(1)通过代表种类的实验观察,掌握蓝藻门和绿藻门的主要特征。

(2)理解蓝藻门和绿藻门在植物界演化中的地位。

(3)学会一些实验观察的基本方法和技能。

二、用品与材料

(1)用品:I-KI溶液、稀墨汁、0.1%的碱性湖蓝(亚甲基蓝)BB液、载玻片、盖玻片、蒸馏水、滴管、镊子、解剖针、醋酸洋红、吸水纸和显微镜等。

(2)材料:色球藻属、颤藻属、念珠藻属、鱼腥藻属、衣藻属、丝藻属、水绵属和轮藻等代表种类。

三、内容与方法

(一)蓝藻门

1.色球藻属(Chroococcus)

(1)取材:在池塘、河沟、泉水及湿地上都能采到。在花盆的壁上和土表有时呈现出蓝绿色,这是由于色球藻和一些其他藻类共同生存的结果。

(2)装片观察:用吸管吸取少量生有色球藻的水制成水封藏片;或用镊子、解剖针在长有色球藻的树皮上挑一些藻类群体(外观紧密的为色球藻,外观疏松的为绿球藻)放在水滴上,再用解剖针把它们分散,盖上盖片后进行观察。

①藻体的形态特征:注意观察色球藻在单细胞时的形状是怎样的,在群体时细胞的形状又是怎样的。

②藻体的细胞结构:从盖玻片的一侧加一滴稀墨汁,用吸水纸从盖玻片另一侧把墨水吸过去,在高倍镜下观察,将显微镜的视野调暗一些,正反扭动细调焦螺旋,注意观察胶质鞘的特征。群体中的每个细胞是否有胶质鞘?如何区别中央质和色素质的区域和位置?也可用0.1%碱性湖蓝BB水溶液染色1~2分钟,制成水封藏片进行镜检,效果较好。

2.颤藻属(Oscillatoria)

(1)取材:颤藻分布最为广泛,生于水渠、池塘、积水坑、畜栏周围的污水沟等有机质较多的地方。在污水中生长旺盛,常在浅水底形成一层蓝绿色膜状物,或成团漂浮水面。一年四季都可采到。标本采回后,放在盛有清水的培养皿或小瓷盘中,置窗台向阳处数小时,其藻丝可向四周漫延散开,这是藻丝能前后移动,也能左右摆动的缘故。

(2)装片观察:用小镊子或解剖针挑取少量的蓝绿色物(即颤藻),置于载玻片中央的一滴水中,盖上盖片,在显微镜下观察下列各项:

①藻体形态和运动:颤藻是由单列细胞所组成的丝状体,它是否具有分枝?它们运动方式是怎样的?

②藻体细胞的形态结构:由于颤藻多为____________形的细胞所组成,所以在观察细胞结构时,应当注意尽量在低倍镜下首先选择丝状体较宽、细胞较长的种类,然后换用高倍镜仔细观察丝状体。注意观察颤藻有无胶质鞘?有无异形胞?两端的细胞形态有何特点?藻殖段指的是什么?再揭去盖片,用0.1%碱性湖蓝BB液染色,盖上盖片,1~2分钟后,正反扭动细调焦螺旋,观察中央质和色素质。注意区别它们的颜色、区域和位置。

③丝状体中的死细胞:先在低倍镜下移动载玻片,当发现丝状体中有的地方发亮,就将此处移到视野中央转换高倍镜,双凹形的死细胞就可看清。

蓝藻的贮藏物质主要是,它呈微细小颗粒分布在____________中,加一滴I-KI溶液即变为。此外,还有,多为分布在细胞横壁附近的大小不等的颗粒。

3.念珠藻属(Nostoc)

(1)取材:该属藻类生于水中或潮湿的土壤或石面上。雨季可从草地上采取膜状或木耳状的念珠藻。采来的标本可用4%的福尔马林浸泡,也可晾干保存。实验时若用晾干的标本,则需提前几十分钟浸泡在清水中或温水中。

(2)制片观察:用镊子取芝麻粒大小的胶质小块或胶质丝置于载片中央,加一滴清水,先用镊子或解剖针将胶质小块适当弄碎,然后盖上盖片,并用手指轻压盖片,使材料均匀散开,即可在显微镜下观察。

①藻体的形态特征:在低倍镜下可以看到,念球藻是由许多____________埋于____________中。藻体的细胞呈现____________形,相连成。

②藻体细胞形态结构:用高倍镜观察,可以看到丝状体的单列细胞中有较大型的____________将丝状体隔开成为。由于其细胞内缺乏____________而呈淡,因此与营养细胞形态有所差别。

仔细观察藻丝细胞的形态,有时可以看到连续几个大型的、椭圆形的细胞,其内含物变稠,颜色稍深,壁增厚,这些细胞称为。

4.鱼腥藻属(Anabeana)

(1)取材:多生于池塘、沟渠中,有一种鱼腥藻生长在满江红的叶内,与其共生,是一种能固氮的蓝藻。更多的是以丝状的形式散布在水中。因此,最易采集的是与满江红叶片共生的念珠藻。

(2)制片观察:用吸管取一滴鱼腥藻标本液于载片中央,或用镊子取满江红的2~3片小叶,置于载玻片中央,滴一滴水,并用镊子将叶子挤压弄碎,拣去叶子的残片,盖上盖片在显微镜下观察。

在低倍镜下观察藻体的形态结构,比较鱼腥藻属和念珠藻的异同点。在高倍镜下观察一条藻丝,可以看到其细胞的颜色呈。注意观察细胞内有无细胞核和细胞器的结构。在营养细胞内可见有暗色的气泡。在丝状体上仔细观察,可以找到呈淡黄绿色的并且细胞壁加厚的,有时在丝状体上可以找到较大型的、椭圆形的,这些细胞的细胞质很浓,这就是。

5.示范观察

微囊藻属(Microcystis)和伪枝藻(双歧藻)属(Scytonema)。

(二)绿藻门

1.衣藻属(Chlamydomonas)

(1)取材:衣藻常生活在有机质较多的污水中,在雨季的水坑中,衣藻可成纯群,使呈草绿色。冬季的养鱼缸内、春秋雨季的池塘中都有衣藻生存。采到藻种后,可在室内进行分离培养和长期保存。实验取材时,可先将培养缸放置向阳处,稍等片刻,即可见培养缸向阳面的水面和缸壁交界处有绿色衣藻的纯群。用吸管自衣藻纯群中取一滴绿水,便可制片观察。

(2)装片观察:按上述方法用吸管吸取一滴衣藻绿水,制成水封藏片,放在显微镜下镜检。

①衣藻的运动:在低倍镜下观察,可以清楚地看到绿色的衣藻细胞游动的现象。注意在视野中寻找,有时可见到有的衣藻以鞭毛和细胞的顶端附着在载玻片上,藻体在缓慢地摆动。在水封片盖玻片的一侧加入胶水,可达到限制衣藻活动的效果。

②衣藻的形态结构:在低倍镜下观察,注意观察衣藻的形态主要有哪些。然后放在高倍镜下观察,可看到细胞中的叶绿体呈____________形态。在衣藻缓慢摆动过程中看到叶绿体一侧边缘有一个红色的。在高倍镜下有时还可找到前端细胞质中的。

③观察不活动的衣藻细胞:还可以在水封装片的一侧加一滴I-KI溶液,这样可杀死衣藻,并使细胞内的一些结构部分着色,便于观察细胞的具体结构。在高倍镜下观察,可看到叶绿体底部的____________被染成蓝紫色,调节显微镜的焦距,还可以看到被染成黄色位于叶绿体腔内细胞质中的。在焦距合适,并且视野内光线稍暗的情况下,有时还可以看到两条等长的灰白色的胶质线,由细胞顶端伸出,这就是。有时用I-KI染色后,叶绿体似乎全部变成蓝紫色,这是由于衣藻的叶绿体除具有一大型淀粉核外,在叶绿体内还有分散分布的____________的缘故。

④衣藻的生殖:衣藻的生殖方式有____________和。衣藻在培养液中培养一个时期后,常有许多衣藻沉于培养缸的底部。取培养缸底部的绿色沉积物制片观察,不但可见衣藻的营养体,而且常在显微镜的视野内找到孢子囊或合子。孢子囊内常可见2或4个孢子。除此以外还可找到合子。在高倍镜下观察,可清楚地看到衣藻的合子呈橘红色,细胞壁加厚,壁上常见有突起的刺状花纹。

2.丝藻属(Ulothrix)

(1)取材:多固着生长于清洁流水的石头上,丛生长呈深绿色毡层状,用手触摸既不黏滑也不粗糙。采集时需用采集刀从固着物上刮下,这样能使固着器保存完好。

(2)装片观察:用镊子取少量丝藻制作水封藏制片,在显微镜下观察:

①藻体形态和细胞结构:丝藻为

的丝状体。在观察细胞的形态结构时,注意主要有两种类型的细胞,其中位于丝状体基部,叶绿体较小,色较淡,行使固着功能的细胞,叫,其上为一列短筒形的,其细胞经I-KI溶液染色,可看清大型环带状的____________和其中的蛋白核,也可看出细胞核。

②丝藻的生殖:有时将采集回来的丝藻放在蒸馏水中,数小时后可观察到游动孢子或配子的形成。即使生活材料中看不到生殖过程,但在标本中常可以看到丝藻的一些营养细胞变为孢子囊或配子囊,其内的原生质分裂成数目不同的子原生质体的情形。

3.水绵属(Spirogyra)

(1)取材:水绵属是河水中分布极为普遍的绿藻。常生活在较洁净的水域中,而且自开春化冻至结冰前都能采到新鲜的标本(以春季最盛)。由于水绵碧绿滑腻(这是与丝藻在感观上的主要区别),并常成团浮于水面,故采集时,这些特征可以作为初步鉴别的特点,有时水绵成丝团漂浮生长时,逐渐转变成黄绿色,这种情况下,常可找到有性生殖的材料(春秋两季较多)。

(2)装片观察:用解剖针挑取少许水绵丝状体,于玻片上制成水封藏片进行观察。

①水绵的形态结构:在镜检时,注意比较水绵和丝藻在形态结构方面的异同点。在低倍显微镜下可以看到,水绵由____________构成的丝状体,每个细胞为____________形,细胞内可见带状螺旋形的,围绕在细胞周围的细胞质中。加一滴I-KI溶液并在另一侧用吸水纸使其吸出去。再选择一条藻丝较宽又仅为一条叶绿体的水绵,换用高倍镜,调节细调焦螺旋,仔细观察,还可以看见叶绿体上分布着一列颗粒状的。光线稍调暗一些,可以看到分布于细胞中央的一团细胞质和着黄色的,但不甚清楚,可以看到披着褐色的细胞壁。

②水绵有性生殖过程:可由春秋两季自水

域中采集漂浮生长的,已变成黄绿或黄色的水绵丝状体制片镜检观察,常可以观察到水绵的有性生殖过程,在彼此紧邻接的两个丝状体细胞间发生的过程。如两个相接的丝状体结合后,好像梯子,这种接合类型叫____________接合,有时还能看到有些种类的同一条丝状体各个相邻细胞间进行____________接合。观察有性生殖过程,制片时也可以用加一滴I-KI溶液染色镜检观察,其配子和合子以及接合管形成过程,都能看清楚。

4.轮藻属(Chara)

(1)取材。

植物体多大型,一般高约10~60 cm,多生于淡水中,尤其在含有钙质或硅质较多的浅湖泊、池塘或稻田中常大片生长。采集有性器官(精囊球和卵囊球)的轮藻时,应注意连泥一起挖出,以便观察到埋入泥中的藻体和假根。将采集的材料连淤泥一起放入培养缸中,倒入适量水(以刚刚淹没轮藻的藻体为宜),然后置于向阳处,即可长期培养,而且每年皆可生出性器官。

(2)观察。

①轮藻的外形:用放大镜分辨轮藻的主枝、侧枝和轮生短分枝和假根;分辨植物体上的节与节间,轮生短分枝的节上单细胞的苞片和小苞片。轮藻的生殖器官就生在轮生的短分枝上。橘红色的精囊球肉眼可见。

②轮藻的节和节间细胞:为了观察轮藻的节和节间细胞,可制成透明标本。其方法是把轮藻植物体的主枝或轮生分枝,放入盛有2%~3%盐酸或醋酸的小烧杯中,浸泡数分钟后取出,用清水洗涤即可观察,也可用甘油封片观察。另外也可以茎作横切片在显微镜观察,可以看到茎中央被一个大型的____________占据,外面包着。

③轮藻的生殖器官:取标本作水封藏片,在显微镜下首先观察卵囊球和精囊球生长的位置,并比较两者的形态和大小。然后分别辨认卵囊球的5个螺旋状绕生的,5个和1个大的,以及精囊球的盾状细胞的界限。最后可以用橡皮头轻压盖片,使精囊球破裂,精囊丝清晰可见。

5.示范观察

(1)实球藻、空球藻、团藻、盘藻和绿梭藻。

(2)竹枝藻、刚毛藻和毛枝藻。

(3)小球藻、绿球藻、水网藻和四胞藻和栅列藻。

四、作业与综合题

(一)作业

1.注图

(1)颤藻丝状体一段,请标示营养细胞、死细胞、离盘的相应位置。

(2)念珠藻丝状体及其周围的胶质,请标示营养细胞、异形细胞、厚垣孢子等。

(3)衣藻的细胞结构:请标示鞭毛、伸缩泡、眼点、细胞核、叶绿体、淀粉核和细胞壁。

(4)水绵的细胞结构:请标示细胞壁、细胞质、叶绿体、蛋白核、细胞核、胞质丝和中央大液泡。

2.注图

(1)注明色球藻的细胞和胶质鞘。

(2)注明鱼腥藻的形态结构,请标示异形胞、厚垣孢子和营养细胞。

(3)轮藻的一段短分枝,注明性器官各部结构。

(二)综合题

1.试以实验材料为例总结蓝藻门的主要特征,并分析蓝藻门的原始性。

2.通过镜检,比较念珠藻和鱼腥藻的异同点。

3.以实验材料为例,说明什么是单细胞、群体和多细胞植物体,什么是同配、异配和卵配,什么是同宗结合和异宗结合,什么是游动孢子和似亲孢子。

4.试述绿藻的主要特征,说明绿藻在形态、结构、生殖方式和生活史等方面的多样性。