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实验三根、茎的结构一、目的要求1.了解双子叶植物根、茎的初生、次生结构。2.了解单子叶植物根、茎的结构。二、实验材料蚕豆幼根，棉花老根横切永久片、水稻幼根横切永久片。马蔸铃、椴树茎、水稻茎、射干茎横切永久片。三、内容方法根的观察1、双子叶植物根的初生结构在蚕豆幼根的根毛区部位作徒手横切，用稀的番红溶液染色，装片，置显微镜下观察。横切面最明显的结构是由大而薄的细胞组成的皮层和中央的维管柱，最外层是根之表皮，在低倍镜下区分表皮、皮层和维管柱三大部分之后，转换高倍镜由外向内仔细观察。表皮：根的最外一层生活细胞，由原表皮发育而成，细胞方形，细胞壁薄，不具气孔，一部分表皮细胞外壁延伸成根毛。皮层：表皮以内的维管柱以外的部分。最外一层靠近排列紧密的细胞为个皮层。外皮层之内是大型的排列疏松的薄壁细胞，间隙较大；内皮层的最内一层为皮层，细胞排列紧密，无胞间隙，其细胞的径向壁和横壁上部分初生壁增厚并木质化，呈带状环绕一圈，称凯氏带。在横切面上仅见其径向壁上有很小的增厚部分，称凯氏点，往往初番红染成了红色。维管柱：内皮层以内的各部分，包括中柱鞘和初生维管组织，有的植物还具有髓，由薄壁组织或厚壁组织组成。中柱鞘——紧接内皮层的一层薄壁细胞。有时为多层，由原形成层发育而成，长期保持分生能力。维管束——包括相间排列的初生木质部初生韧皮部。初生木质部在切片中其导管被番红染成红色，其细胞壁厚而且胞腔大，是输导水分和无机盐的组织，蚕豆根的初生木质常为4-5个辐射棱（即4-5原型），每束导管口径大小不一致，靠近中柱鞘的导管最先发育，口径小，是一些环纹和螺纹加厚的导管，叫原生导管，着色往往浅淡，甚至不显红色。靠边中央的导管口径大，是网纹、梯纹导管，染色深，是后生导管，这种导管发育先后，说明根的初生木质部是外始式的。初生韧皮部位于初生木质的两个辐射角之间，与木质部相间排列，由筛管、伴胞、韧皮纤维及韧皮薄壁细胞构成，其分化方式亦是外始式，即原生韧皮部在外，后生韧皮部在内。蚕豆幼根的最中心部分是一群未分成导管的薄壁细胞，称为髓部，但在大多数双子叶植物根中，导管由外始式向心分化的结果，整个根的中心为导管所占据，是没有髓的。2.双子叶植物根的次生结构取棉花老根永久片先在低倍显微镜下观察，其最主要的特点是形成层环已由波浪形环变成了圆形环，并向内产生了大量的次生木质部，向外产生了少量的次生韧皮部。同时中柱鞘已产生了木栓形成层，并形成了周皮。此时表皮和皮层已脱落，从外向内逐层观察，区分出周皮、次生维管束和中夹的初生木质部几大部分后，换用高倍镜仔细观察各部分结构。周皮：横切面最外的几层细胞，由外向内由木栓层（染成棕红色的栓质化死细胞）、木栓形成层（一层扁方形薄壁细胞，有的可见到细胞核）、栓内层（木栓形成层之内2-3层较大的薄壁细胞）。初生韧皮部已被损坏，分辨不清。次生维管束：包括次生韧皮部、维管形成层、次生木质部。次生韧皮部：周皮之内被染成蓝绿色的部分，包括筛管、伴胞和韧皮薄壁细胞，其中杂有少量呈红色的韧皮纤维。有许多韧皮薄壁细胞在径向方向上排列成行，呈放射状，是韧皮射线，起横向运输作用。次生木质部：在横向面被染成红色，占大部分面积。包括导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞，其中导这是一些口径大、被染成红色而原生质体解体的死细胞，但幼嫩导管色浅些：管胞和木纤维在横切面上口径均较小，可与导管区分，但也被染成红色；还有许多被染成绿色的木薄细胞夹杂其中，排列整齐呈径向放射状者，称木射线。木射线与韧皮射线常是相通的，合称维管射线。维管形成层：位于次生木质部和次生韧皮部之间，有几层扁而长形的薄壁细胞。被染成绿色。实际上形成层只有一层细胞，主要由于它的迅速分裂，刚产生不久的细胞尚未分化成熟，因此在横切面上看到的是多层扁平细胞组成的“形成层区”。初生木质部：在次生木质部之内，初生木质部仍保留在根的中心，呈星芒状。3.单子叶植物根的结构取水稻幼根永久片观察，表皮通常为一层薄壁细胞，一般不具根毛；皮层是薄壁细胞，从外向内逐渐内大至小，呈放射状排列；幼根的内皮层壁增厚不明显；中央是维管柱，木质部多束（多原型）。茎的观察1、双叶子植物茎的初生结构（1）取马蔸铃茎作徒手切片，横切，选取薄而完整的切片，番红染色装片。观察：表皮、皮层、维管柱。表皮：横切面上最外一层，细胞较小，排列紧密。皮层：表皮以内，维管柱以外的部分全为皮层。马蔸铃茎的完整横切片是具有5-7个稍突出棱角的多边形结构，其棱角部位的多层细胞分化为厚角组织；棱角与棱角之间以及厚角组织之内的3-4层细胞，是含叶绿体的薄壁细胞，内方有几层厚壁细胞，横切面上连成一环，染成红色，这是厚壁组织；再往内，还有多层薄壁细胞。维管柱：包括初生维管束、髓和髓射线。维管束：多呈束状，每束大小不一，染色较深。（初生韧皮部、束内形成层和初生木质部）。（2）木本茎的次生结构取已有次生生长的椴树茎横切永久片，置显微镜下观察。观察时结合实验教学教材，依次观察表皮、周皮、木栓层、木栓形成层、栓内层、皮层、韧皮部、形成层、木质部、年轮和髓射线。2、单子叶植物茎的结构（1）水稻茎属于一年生单子叶植物草本茎，因为其生活期限只有一个生长季节，故仅具初生结构。表皮：在横切面上，表皮细胞形状较小，排列紧密；有的细胞硅质化（硅质细胞），向外突出如齿状。基本组织：靠近表皮的几层已成为厚壁细胞，对茎有支持作用。在厚壁细胞以内是薄壁细胞，愈向中心，细胞愈大。在两圈维管束之间有大型的通气道，横切上呈圆形气腔。茎中央部分的薄壁细胞已经破裂，形成髓腔。维管束：多个维管束分散在基本组织中，在横切面上呈两轮排列，每个维管束外围有厚壁细胞组成的维管束鞘。木质部明显分为原生木质部和后生木质部两部分。原生木质部由小型的环纹或螺纹导管组成。在此的薄壁细胞常被拉破，形成腔隙，称胞间道。后生木质部由两个大的孔纹导管组成，这两个导管口径大，染色深，非常明显。原生木质部在后生木质部和横切面上呈“V”字形排列，V形的下半部是原生木质部；上半部是后生木质部，在两个大的孔纹导管之间，有少量管胞。韧皮部位于木质部的外方，由筛管和伴胞组成，筛管口径较大，壁薄；伴胞口径较小，染色深，横切面略呈长方形，紧靠筛管细胞。（2）射干地下茎的结构用射干地下茎横切面永久片置显微镜下观察，最外层是具保护作用的表皮；皮层较厚，有大量薄壁细胞，最内层为马蹄形加厚的内皮层；中央部分是散生的周木维管束，即木质部位于韧皮部周围。四、作业1、绘蚕豆根1/4-1/8横切面细胞图。