一、目的与要求
通过对代表植物的实验,了解裸藻门、金藻门、褐藻门和红藻门的主要特征,重点掌握其观察方法,系统地掌握褐藻和紫菜的生活史。
二、用品与材料
(1)用品:I-KI溶液、醋酸洋红等。
(2)材料:裸藻属、直链藻属、小环藻属、羽纹藻属、舟形藻属和无隔藻属等新鲜藻类植物材料海带、紫菜以及海带带片横切制片、海带配子体制片、海带生活史各时期显微照片。
三、内容与方法
(一)裸藻门
裸藻属(Euglena)
(1)取材:春、夏和秋季污水中常可找到裸藻。裸藻旺盛生长时可成纯群,使水呈草绿色。它们常生长在小水域中,栖底或附于水底杂物上。采回标本后,可在室温、光照下较长时期培养备用。
(2)装片观察:取裸藻水液制作水封藏片观察。
①裸藻的形态和运动:在低倍显微镜下观察,可看到裸藻的细胞形状为,颜色为,由于____________的螺旋状运动而使裸藻旋转向运动,同时还可以看见在运动中,裸藻可以改变体形。
②裸藻的结构:自显微镜上取下装片,在盖片一侧加一滴I-KI溶液,在另一侧用吸水纸吸出水分,吸入I-KI溶液为的是杀死裸藻。在高倍镜下观察,可以看到裸藻细胞的详细结构。在细胞前端有胞口、胞咽和贮蓄泡,贮蓄泡附近有几个。在靠近贮蓄泡的一侧,细胞质中有一红色的(正反扭动细调焦螺旋);在细胞内可见许多呈盘状或纺锤形和颗粒状的。在细胞内有一个较大型的细胞核。细胞内还可能看到副淀粉体(副淀粉体遇碘不呈蓝色,但在弱碱性溶液作用下现出轮纹)。在碘液染色的情况下,把视野内的光线稍调暗一些,可看到鞭毛。
除少数种类外,大多数裸藻无,有,能游动,以____________方式繁殖。
(二)金藻门
金藻中包含了硅藻、金藻和黄藻三大类。植物体有单细胞、群体和丝状体类型。
1.硅藻纲
取材:硅藻在淡水中极为普遍,春秋两季是淡水硅藻的生长高峰期。有时呈黄褐色的纯群漂浮水面呈水花,或固着在其他藻体上(如刚毛藻),或在水底中栖底生活。雨后,有些硅藻可在湿土上迅速繁殖,使地表或石面上形成黄褐色或暗褐色的薄的胶状层。自上述环境采集硅藻后,并保存藻种。
装片观察:取生活的混合标本作1~2片水藏封片,在显微镜下观察它们的壳面、带面、形状、纹饰、色素体和运动的情况,大体辨别出它们中哪些是属于中心硅藻目,哪些属于羽纹硅藻目。然后重点观察以下四属:
(1)直链藻属(Melosira)。
中心硅藻目。为淡水中常见的链状群体,细胞圆柱形,各细胞的壳面互相连接。如用解剖针拨下单个细胞,就可看到一般不易看见的细胞的壳面。观察时应注意分辨链状群体中的细胞界限。注意检视材料中有无复大孢子的产生(秋、冬季常可采到直链硅藻的复大孢子)。
(2)小环藻属(Cyclotella)。
中心硅藻目。分布很广,单细胞,壳面呈圆形,带面呈长方形。用解剖针轻点盖玻片一边使其翻转,极易辨别细胞的这两个面。
(3)羽纹藻属(Pinnularia)。
羽纹硅藻目。单细胞,壳面呈长椭圆形,细胞两侧边近平行,两端钝圆,可前后缓缓运动。注意移动载玻片,选择一个体积较大者在视野中央观察。不经染色就可见其肋纹、两块板状色素体、壳缝、端节和油滴。用解剖针点盖玻片观察其带面,特别要注意比较色素体、胞质桥、细胞核、中央节和端节在两个面观察时有何不同。然后再加一滴I-KI溶液将其杀死和染色,并比较壳面和带面的特征。从带面两端中部寻找上、下壳套合的界限。
(4)舟形藻属(Navicula)。
羽纹硅藻目,此属种类很多,分布很广,最为常见。在显微镜下大多类似于一只只黄褐色的小船在缓缓地移动。与羽纹藻属有很多类似之处。其主要区别是该属的纹饰为线纹,壳面观细胞两端较尖,或为头状、喙状,而且细胞两侧缘不近于平行,中部较宽。
2.金藻纲
(1)金光藻属(Chromulina)。
取材:金光藻广布于大小水域中,是水库中常见藻类。早春生长旺盛,可在水体表层形成漂浮层或使水体浑浊。用生活水域的水液培养可在室内生活较长时期。
装片观察:吸取一滴带有金光藻的培养液,放入载玻片上装片观察。在低倍显微镜下可以看到金光藻是单鞭毛游动的单细胞植物体。按衣藻滴胶水方法装片镜检观察,用高倍镜在视野内选择游动缓慢的个体进行观察,可看到金光藻的细胞略多呈____________形,仔细观察可以看出其细胞可略能变形,这是因为金光藻细胞外________________________的缘故。还可看到细胞内具有一至两个金黄色的。如加碘液染色可清楚地看到金光藻具有一条鞭毛,在一定的角度上还可以看到眼点。鞭毛基部有1~2个伸缩泡。多数种类具有眼点。色素体1~2个,板状。细胞核位于细胞中部。细胞内常贮藏有油滴。繁殖为纵分裂,产生内生孢子。
(2)钟罩藻属(Dinobryon)。
取材:钟罩藻是池塘、水库等水域常见的藻类,是生活在有机质较少的净水中。春季旺盛繁殖。在采集浮游藻时常杂有此藻,采回后可在净水中培养以备观察。
装片观察:吸取一滴带有钟罩藻的水制成水封藏片,在低倍镜下可以看到由许多杯状的藻鞘彼此附着成树枝状。有时可见它们缓慢地游动。换高倍镜仔细观察,可以看到杯状藻鞘内的细胞构造,能看清有两个载色体,但鞭毛不容易看到。
3.黄藻纲
黄藻是呈黄绿色的藻类。载色体中含有________________________等色素。贮藏的物质是。细胞壁的主要成分是。大多数细胞壁是由两个半片套合而成。游动细胞具不等长的略偏于腹部一侧的两条鞭毛,极少数为一条鞭毛,由于鞭毛不等长,所以又称不等毛藻类。在黄藻类中具有绿藻类所具有的各种形态类型。下面观察两种常见的黄藻类植物。
(1)黄丝藻属(Tribonema)。
取材:早春季节生长繁荣,是池塘内常见的丝状黄藻。最初生长时有基细胞,以后由于基细胞枯死而漂浮水中。黄丝藻大量繁殖时,漂浮水面,可在水面形成黄绿色棉絮状,中间有气泡。可在培养缸中用自来水培养一个适当时期。
装片观察:自培养缸中挑取少量黄丝藻的藻丝,置于载玻片上装片观察。在低倍镜下可见黄丝藻为____________ 的丝状体,外形与绿藻中的丝藻相似,细胞为____________形。加碘染色换高倍镜观察,可以看到其细胞内具有一个被染成黄色的________________________和几个扁圆形的黄绿色的,但碘染色后,细胞内不见蓝紫色的颗粒,证明其细胞内不具有。常可在细胞内看到,这是主要贮藏物质。黄丝藻的细胞壁成“H”套合,常由H形壁的中间(即一个细胞近中央的H接头部分)断裂,断裂处可以清楚地看到H形的半个细胞壁的情况。
(2)无隔藻属(Vaucheria)。
取材:无隔藻常生长在缓流或静水中,稻田和小渠中常见,有时也生于阴湿的土壤上,采回后可带土放入培养缸的底部,保持在湿润环境下培养,浸水培养时较易坏死。
装片观察:用镊子挑取少量无隔藻藻丝装片,在低倍镜下镜检观察,可以清楚地看出藻体呈____________的丝状体。加碘液染色后,换高倍镜观察,可以看到其细胞内的多枚____________和多数颗粒状的。注意观察,可见其丝状体的尖端无色,这是无隔藻顶端生长的生长点。在低倍镜下观察时注意寻找,有时可以看到藻丝顶端膨大并生一同壁,即为,其囊内有一大型的;有时还可以看到两靠近的分枝产生横隔而形成管状弯曲的____________和膨大、圆形、喙状的。
金藻门植物体由于色素体含有的____________占优势,所以叶绿体常呈____________颜色。它储藏的食物不是淀粉,而是。细胞壁常成为套合的。
(三)褐藻门
海带(Laminaria japonica Aresch)
海带为冷温性海藻,是褐藻中体形较大的一种。它的外形和结构在藻类中达到高度分化。在实验观察中必须注意把海带生活史各阶段联系起来。观察难点主要是海带髓部的喇叭丝和对雌、雄配子体的区分,观察方法和步骤如下:
(1)海带孢子体外形:取浸制的海带,辨认海带的带片、带柄和固着器三部分,注意观察它们的形状、长度及其主要功用,找出其生长点的部位。
(2)带片上的孢子囊区域:在成熟带片表面,可看到许多暗褐色疱状体,这就是。
(3)带片内部结构和孢子囊结构:首先用刀片切2 cm长、0.5 cm宽的带片,注意选择一面有孢子囊,另一面或其中一部分没有孢子囊的材料,以便对比和了解孢子囊的发生。然后做徒手切片,选择其中较薄而完整的数片做水藏封片。先找出产生孢子囊的部分,再从无孢子囊的部分由外向里辨认以下各部结构:
①表皮:带片两面最外边的1~2层小形、排列紧密并具色素体的细胞。
②皮层:两边表皮下方的多层细胞。靠近表皮下方的皮层细胞较小,有的还含色素体,为,皮部还可看到黏液腔。而在外皮层下方的较大而无色的细胞为。
③髓部:在带片中央的部分,是由细长的____________和端部膨大的____________组成。
再观察从表皮发生的孢子囊和隔丝,两者在带片表皮上排成栅栏状层。孢子囊为单细胞,棒状,里面的大颗粒就是尚未放出的。隔丝在孢子囊之间,其下部细长无色,正反扭动细焦节螺旋方可看清,其上部稍膨大,内含多个金褐色的色素体,比孢子囊高出一段。
(4)海带的雄雌配子体:取雄雌配子体制片在显微镜下区分雌、雄配子体。由于制片中的材料不都是发育成熟的配子体,所以要注意抓住特征加以辨认。如果是由几个到十几个细胞组成的分枝丝状体,每个细胞较小,色淡,这就是。如果是由少数较大的细胞组成,分枝也很少,褐色,色较深,这就是。
(5)合子萌发出的幼小孢子体:在制片中观察合子萌发出的几个至几十个细胞的幼小孢子体。最后,结合实物显微照片,把海带生活史系统地联系起来。
(四)红藻门
紫菜属(Porphyra)
观察方法和步骤如下:
(1)紫菜的外形和颜色:取浸制的紫菜观察,紫菜多为____________色,藻体为很薄的____________体,多为一层细胞厚。基部有1个小圆盘形的。
(2)精子囊和果孢子:取紫菜叶状体浸制标本(或在市场上买干制的紫菜,实验前用水浸泡数十分钟),放入培养皿中使其展开,从其颜色上大体辨认果孢子和精子囊的区域。颜色深紫红色为,乳白色为,然后在不同区域各撕一小块紫菜置载玻片中央的一滴水中,用解剖针和镊子展开,切勿使折叠。盖上盖片,在显微镜下检视。注意各种紫菜的精子囊器中,精子囊的数目是不一样的。然后取紫菜横切制片,从切面比较营养细胞、果胞、精子囊的形状、大小、数目和排列方式。
(3)紫菜的贮藏物质:可在材料上加一滴I-KI溶液观察它的贮藏物质,它的红藻淀粉遇碘并不变紫黑色,而是先变黄褐,再变成红,进而变成紫色。
四、作业与综合题
(一)作业
1.图示
(二)综合题
1.以实验材料为例比较金藻纲、黄藻纲和硅藻纲的主要区别。
2.以实验材料为例比较裸藻门和金藻门之间的主要异同。
3.比较紫菜和海带生活史的主要异同。