一、目的与要求
(1)掌握植物各种成熟组织的形态、位置、结构及功能。
(2)了解不同组织间的相互联系、维管束的结构与类型及植物组织离析法。
二、用品与材料
(1)用品:显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、刀片、纱布块、擦镜纸、吸水纸、小烧杯、尼龙纱、玻棒、培养皿。蒸馏水、1%番红溶液、5%间苯三酚酒精溶液、40%盐酸等。
(2)材料:番薯或蚕豆叶片、楝树(或其他树木)枝条、萝卜根尖、马铃薯块茎横切片、南瓜茎(或薄荷茎、苹果茎)纵横切片、椴树茎切片、梨果实、玉米茎(或荻等其他禾本科植物茎)横切片。
三、内容与方法
(一)保护组织
1.观察叶皮
取番薯或蚕豆叶片,将其背面向上,放在左手食指上,用中指和大拇指夹住叶片两端,用镊子撕取皮一小块,作临时装片,置低倍镜下观察,可见表皮细胞彼此相互镶嵌,侧壁呈波浪状,排列紧密无胞间隙,细胞中具有无色透明的细胞质及圆形的细胞核。在表皮细胞之间分布着许多气孔器,选择一个较清晰的气孔器,转换高倍镜仔细观察,可见到它由两个肾形保卫细胞和气孔缝组成(无副卫细胞),注意观察保卫细胞初生壁的特点和内含的叶绿体。
2.观察茎的周皮
取楝树枝条观察,其表面上白色颗粒状突起为皮孔。用指甲轻轻刮下最外呈褐色的一层,即为木栓层,内呈绿色的部分为栓内层,两者之间为木栓形成层,三者合称为周皮。其中木栓层属组织,木栓形成层属于组织,栓内层属于组织。在局部区域木栓形成层向外分裂产生薄壁细胞,形成次生通气组织(皮孔)。另取椴树茎横切片观察周皮的结构。
观察后思考:叶的表皮细胞和
老茎表层的周皮各属哪类保护组织?它们为适应其保护功能在形态和结构上各有什么特点?
(二)薄壁组织
1.吸收组织
取萝卜根尖制作压片,置显微镜下观察根毛的形态和结构特点。
2.贮藏组织
取马铃薯块茎一小块,用双面刀片进行徒手切片,选取较薄的切片放在载玻片上,加一滴蒸馏水后盖上盖玻片,置显微镜下观察淀粉贮藏细胞的结构特点。
3.同化组织
取夹竹桃叶片作徒手横切片,制成临时切片标本,置显微镜下观察,了解叶肉栅栏组织和海绵组织的结构和功能特点。
4.通气组织
观察水稻老根横切制片,在水稻老根的皮层中有一部分细胞解体,形成大的空腔(气腔),具有通气的作用,被称为通气组织。
观察后思考:为什么薄壁组织又叫营养组织、基本组织?
(三)机械组织
1.厚角组织
取南瓜(或薄荷、苹果、椴树)茎横切片,先在低倍镜下观察,找到棱角处,再换高倍镜由外而内观察,最外一层排列整齐的扁平细胞为表皮。其上具多细胞表皮毛,紧靠表皮内方的皮层中,有几层染成绿色的细胞。其细胞壁在角隅处加厚,是生活细胞,有时还可看到细胞内的叶绿体,为厚角组织。
2.厚壁组织
(1)纤维。在上述厚角组织内方,有几层椭圆形的薄壁细胞,属薄壁组织。在其内方有几层染成红色的细胞,其细胞壁均匀加厚并木质化,细胞腔较小,无原生质体,是死细胞,为厚壁组织中的纤维。
(2)石细胞:取梨靠近中部的一小块果肉,挑取其中一个沙粒状的组织置载玻片上,用镊子柄部将石细胞群压散,在载玻片上加蒸馏水并盖上盖玻片观察,可见大型薄壁细胞包围着颜色较暗的石细胞群,其细胞壁异常加厚,细胞腔很小,具有明显的纹孔(C)。取下制片,在盖片一侧滴一小滴40%盐酸,在另一侧用吸水纸吸去盖片内的水分,材料被盐酸浸透3~5分钟后,再加5%间苯三酚酒精溶液,置显微镜下观察,可见石细胞壁中的木质素遇间苯三酚发生樱红色或紫红色反应(此方法常用于检验鉴别细胞壁中木质素的成分)。
观察后思考:厚角组织与厚壁组织的区别表现在哪些方面?分析其结构与功能的关系。
(四)输导组织
1.木质部中的输导组织
取南瓜茎纵切片置低倍镜下观察,切片中央两侧有一些细胞壁被染成红色、具有各种加厚花纹的成串管状细胞,它们是多种类型的导管(组织)。每个导管分子,均以端壁形成的穿孔相互连接,上下贯通。仔细观察可发现,这些细胞可分为两种:管径较小,其壁具有螺旋形加厚并木质化的为螺纹导管;管径较大,具有网状加厚并木质化的为网纹导管(注意切片中有些导管或导管一段,因为只切到导管腔中间一部分,因而只看到导管两边侧壁和中间空腔,而看不到导管壁上加厚的花纹)。偶尔也可以在切片中看到管径很小、管壁上有环状加厚并木质化的环纹导管。导管是输导水分的管状结构,它们纵向排列于木质部内。观察时注意导管的结构特点和不同类型导管的区别。也可观察薄荷、苹果等植物茎的纵切制片。
2.韧皮部中的输导组织
观察南瓜茎纵切片,分布在木质部内外两侧染成绿色的主要是韧皮部,在此处可见一些口径较大的长管状细胞(每个细胞即为一个筛管分子)上下相连而形成的管状结构,即为筛管。换用高倍镜可见上下两个筛管分子连接的端壁所在处稍微膨大、染色较深,可看到水平的或倾斜的端壁,即为筛板,有些还可看到筛板上的筛孔。筛管无细胞核,其细胞质常收缩成一束,离开侧壁,两端较宽,中间较窄,这就是通过筛孔的原生质丝,比胞间连丝粗大,因而称为联络索(connecting strand)。在筛管旁边紧贴着一至几个染色较深、细长的伴胞。这些伴胞的细胞质浓,并具有细胞核。筛管是输导有机养料的管状结构,它们纵向排列在韧皮部。观察时注意筛管结构的特点;也可观察薄荷、苹果、椴树等植物茎的纵切片。
观察后思考:在茎的纵横切面上如何区分木质部和韧皮部?导管和筛管有什么差异?
(五)维管束结构和类型
1.双子叶植物的无限维管束(开放维管束)
取南瓜(或其他双子叶植物)茎横切片对光肉眼观察,可见南瓜茎切片中央为星状的髓腔,围绕髓腔的薄壁组织内有5个较大和5个较小的维管束彼此相间排列。在低倍镜下选一个大而清晰的维管束观察,可见维管束由外(靠茎外方)到内分为外韧皮部、形成层、木质部和内韧皮部四个部分。木质部中包括细胞壁被染成红色的2~3个直径较大的网纹导管和多个小的螺纹或环纹导管、管胞以及细胞壁被染成绿色的木薄壁细胞。在木质部内外两侧、细胞较小、被染成绿色部分的为内、外韧皮部。选择外韧皮部,用高倍镜仔细观察。它是由筛管、伴胞和韧皮薄壁细胞组成。筛管呈多边形,管径较大,有的可看到端壁具筛孔的单筛板。筛管旁边有一个细胞质浓、染色较深呈三角形或梯形的小细胞,即为伴胞。在韧皮部内,没有伴胞的大型细胞是韧皮薄壁细胞。在外韧皮部与木质部之间,有数层排列紧密、形状扁平、近长方形、较规则的细胞,为形成层区。形成层为侧生分生组织,它的细胞分裂可使维管束扩大。内韧皮部与木质部之间也有形成层状细胞,但无分裂能力。因南瓜茎维管束内有形成层,故称为无限(开放)维管束,又因为它有内外两个韧皮部,所以又称为双韧维管束,全称为双韧无限维管束。
2.单子叶植物的有限维管束(闭合维管束)
取玉米茎(或水稻茎)横切片观察,可见在基本组织中分散着许多维管束。选一个大而清晰的维管束观察,可见维管束周围有一圈细胞壁较厚、被染成红色的厚壁组织,称为维管束鞘。在鞘内靠外方的细胞壁被染成绿色的部分为韧皮部,外方的原生韧皮部多被挤毁,内方的后生韧皮部中有些较大的呈多边形的细胞为筛管,在筛管旁边有较小呈梯形或三角形的细胞为伴胞。韧皮部内方为木质部,有1~2个小的环纹或螺纹导管,V形上半部为后生木质部,两侧各有一个大的孔纹导管。木质部和韧皮部之间无形成层,因此玉米维管束称有限(闭合)维管束,又由于韧皮部排列在外方,故又称外韧维管束或外韧有限维管束。
观察后思考:维管束为什么会分成无限型和有限型?其结构和功能有什么不同?
(六)分泌结构
比较观察各种分泌结构的特点:
(1)柑橘果皮横切片:观察分泌腔。
(2)松幼茎横切片:观察韧皮部和木质部中的分泌道(树脂道)。
(3)蒲公英根横切片:观察乳汁管。
(七)组织离析制片法(参考附录6操作)
四、作业与综合题
1.绘制蚕豆叶表皮细胞图,并注明各部分形态结构名称。
2.绘制1~2种导管分子和筛管分子的纵切结构图。
3.列表比较各种成熟组织的细胞形态、特征、功能和在植物体中的分布等方面的异同。
4.维管束包括哪几部分?每一部分包括哪些组织?其主要功能是什么?