实验三 植物的营养器官.ppt
实验三 植物的营养器官 一、实验目的 1、了解植物营养器官的基本形态和结构。 2、了解植物营养器官形态发生和发育的基本过程。 3、认识一些常见的营养器官变态类型。,二、实验材料 新鲜蚕豆幼根，射干根永久片，棉花根永久片，新鲜马兜铃茎，向日葵茎永久片，椴树茎永久片，棉花叶永久片，水稻叶永久片。,三、实验内容和方法 1、根的初生结构 肉眼观察培养好的蚕豆幼根，初步辨认根冠、分生区、伸长区和根毛区。然后在根毛区作徒手横切面，选其薄而匀的切片装片、染色、观察。,在低倍镜下区分出表皮、皮层、维管柱三大部分之后，再转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，壁薄，不具气孔，一部分表皮细胞外壁延伸成根毛。,皮层：表皮以内维管柱以外的部分，最外一层靠近表皮排列紧密的细胞为外皮层，之内是较大的排列疏松的薄壁细胞，间隙较大。皮层的最内一层为内皮层，细胞排列紧密，无胞间隙，内皮层细胞的径向壁和横向壁上部分初生壁增厚并木质化，呈带状环绕一周，称凯氏点。在横切面上仅见其径向壁上有很小的增厚部分，常称凯氏点，往往被番红染成红色。,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：紧接内皮层的一层或多层薄壁细胞，由原形成层发育而成，长期保存分生能力。,维管束：包括相间排列的初生木质部和初生韧皮部。 初生木质部在切片中其导管常被番红染成红色。其细胞壁厚而胞腔大，是输导水分和无机盐的组织。蚕豆根的初生木质部常为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，叫原生木质部，分布近根的中心的导管，口径大，分化较晚，为后生木质部，这种导管发育顺序的先后，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部的两个辐射角之间，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，其分化方式亦为外始式，后生韧皮部在内。,b.侧根的形成 如果通过根毛区稍上一点作徒手横切片，可以观察到位于初生木质部外围的中柱鞘细胞转变成分生组织，形成侧根生长点，经过平周和垂周分裂。继续生长依次突破主根的内皮层、皮层薄壁细胞，外皮层和表皮而插入土中。如自己切片未看到，取蚕豆幼根横切永久片观察。 注意蚕豆侧根发生部位，是正对初生木质部外的中柱鞘细胞，三原型、四原型都是这种情况。如果是二原型，侧根是正对着初生韧皮部或者是初生韧皮部与初生木质部之间；多原型的，侧根是对着初生韧皮部的。,2、根的次生结构 取棉花老根永久片置显微镜下观察，先在低倍镜下看整个横切面。其主要特点是形成层环已由波浪形环变成了圆形环，并向内产生大量的次生木质部，向外产生少量的次生韧皮部。同时中柱鞘已产生了木栓形成层，并形成了周皮，此时，表皮与皮层已脱落，转高倍镜仔逐层观察各部分细胞结构。,周皮：老根最外面的几层细胞，横切面上呈扁方形，细胞壁栓质化，径向壁排列整齐，没有细胞核的死细胞，叫木栓层，由木栓形成层细胞活动产生的次生保护组织。在木栓层内方，有一层被染成绿色的扁方形的薄壁细胞，内有原生质体，有的能见到细胞核，称木栓形成成层。它是由中柱鞘细胞恢复分裂能力而形成的。栓内层位于木栓形成层之内侧，约2-3层较大的薄壁细胞，属于基本组织。 初生韧皮部已被挤坏，或残留部分细胞。分辨不清。,次生维管束：为维管形成层活动产生的组织。在周皮以内被染成绿色的部分是次生韧皮部，包括筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞和韧皮纤维（被染成红色）。在横切面上韧皮薄壁细胞和筛管形态相似，常不易区分，有许多韧皮薄壁细胞在径向方向上排列成行，呈放射状倒三角形，是韧皮射线，起横向运输作用。,在横切面上占主要部分是染成红色的次生木质部，包括导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞。其中导管很容易辩认，是一些口径大，被染成红色而原生质解体的死细胞。管胞和木纤维在横切面上口径均较小，可与导管区分，一般也被染成红色，但二者不易辩认。此外，还有许多被染成绿色的木薄壁细胞夹杂其中，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：位于次生木质部与次生韧皮部之间，有几层长而扁形的薄壁细胞，被染成浅绿色。实际上形成层只有一层细胞，主要由于它的迅速分裂；刚产生的细胞尚未分化成熟，因此，在横切面上看到的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，仍保留在根的中心，呈星芒状。,3、单子叶植物根的结构 单子叶植物的根没有形成层的产生，因此，根的生长一般都停留在初生生长阶段，不再加粗，所以仅有初生构造。,取射干根横切面永久制片置显微镜下观察：最外层是表皮细胞，之内是多层薄壁细胞组成的皮层，靠外面有几层排列整齐的外皮层。最内层为内皮层。内皮层显著特征是细胞的径向壁，上下横壁以及内切向壁显著木质化的增厚，增厚的部分在横切面上呈马蹄形增厚，仅外切向壁保持薄壁状态。此外，在整个一圈内皮层中，有少数细胞其内切向壁没有增厚，这种细胞叫通道细胞。皮层和维管柱之间的水份和无机盐的运输由通道细胞完成。,内皮层之内是维管柱，中柱鞘由一层细胞组成，木质部多原型，各束的棱脊部位为原生木质部，往内紧接着是口径很大的后生木质部，厚壁细胞，韧皮部位于各束原生木质部之间，与其相间排列。,4、茎的初生结构 取新鲜马蔸铃茎作徒手横切片或向日葵永久切片，选薄而匀的切片、番红染色装片观察，分出茎的初生结构是表皮、皮层、维管柱的三部分轮廓，再转高倍镜观察各部分细胞特点。,表皮：横切面上最外一层，细胞较小，排列紧密整齐，细胞外切向壁可见到有角质层。有的甚至可见到气孔细胞。,皮层：表皮以内，维管柱以外的部分为皮层。已分化为多种结构，马蔸铃茎在横切面上看是具有5-7个稍突出棱角的多边形结构，其棱角部位的复层细胞分化为厚角组织，这些细胞在角隅处加厚，被染成红色。其内有2-4层含叶绿体的薄壁细胞，进行光合作用，在其内方，有几层厚壁细胞，横切面上连成一环，染成红色。再往内，还有多层薄壁细胞。,维管柱：包括维管束、髓和髓射线。 维管束呈束状，每束个体大小不一致（一般三个大的三个小的），在横切面上多个维管束排列成一环，染色较深，很易识别，每个维管束都是由初生韧皮部、束内形成层和初生木质部组成的。,初生韧皮部：位于束内形成层外方，由原生韧皮部和后生韧皮部组成，发育过程是自外向内成熟的，主要由筛管、伴胞和韧皮薄壁细胞组成。 束内形成层：在初生韧皮部和初生木质部之间，细胞较小，壁薄排列整齐，呈扁平状。,初生木质部：靠近茎中心的细胞口径较小，染色稍浅的是原生木质部，其外方细胞口径较大，染色较深的是后生木质部，初生木质部的发育过程是自内向外分化成熟，即内始式。主要由导管、木纤维、木薄壁细胞组成初生木质部。 髓：位于茎中央，也是维管柱中心的薄壁细胞，排列疏松，体积较大。,髓射线：即两个维管束之间的薄壁细胞。它连接皮层和中央的髓，在横切面上呈放射状。有横向运输并兼贮藏的功能。,5、单子叶植物茎的结构 取水稻茎横切永久片置显微镜下观察，先用低倍镜看清整个横切面结构，再转高倍镜仔细观察各部分特点。 表皮：细胞形状较小，排列紧密，有的细胞硅质化向外突出如齿状。,基本组织：表皮以内有几层厚壁细胞，对茎起支持作用，这些细胞在茎幼嫩时含叶绿体。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，横切面上呈圆形气腔。茎中央部分薄壁细胞已经破裂成髓腔。,维管束：多个维管束分散在基本组织中，在横切面上成两轮排列（外轮较小）每个维管束外围有厚壁细胞，组成维管束鞘。木质部明显分为原生木质部和后生木质部。原生木质部由两个小型的环纹或螺纹导管组成，它们常在成熟过程中被拉破，形成胞间道。后生木质部由两个大的孔纹导管组成。这样，原生木质部和后生木质部在横切面上呈“V”字形排列。 韧皮部位于木质部的外方，由筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮壁薄细胞组成。,5、茎的次生结构 取椴树茎横切永久片置显微镜下观察。从外往内逐层观察。 周皮：（在表皮细胞已脱落横切面上）是最外几层细胞，由木栓层、木栓形成层、栓内层组成，有的切片染色较深，各层次不一定看得很清楚。,皮层：位于周皮以内，维管以外，仅由数层薄壁细胞组成，被染成红色或蓝色。 韧皮部：在形成层以外，细胞排列成很多梯形块状，其底边靠近形成层，其纤维细胞在横切片上是一堆堆被染成红色的厚壁细胞群，与纤维细胞间隔排列的是筛管、伴胞和韧皮薄壁细胞。初生韧皮部的位置在次生韧皮部的外方，2-3年茎横切面上所见初生韧皮部量很少，细胞多已破毁，只留下染成红色的韧皮纤维，而且只有具初生维管束的部位才有，所以，显微镜下看到的主要是次生韧皮部。,形成层：在形成层之内，有3-5层，排列整齐、细胞壁薄呈扁长形的形成区。 木质部；在形成层之内，染成红色，在横切面上占有很大面积。由于细胞大小及细胞壁厚薄不同，可看出年轮的界限。,年轮：在三年生椴树茎横切面上，可以清晰地看到木质部的几个同心环。在低倍镜观察，秋天，形成层分裂产生的木质部细胞，口径小，细胞壁厚，特别是木质部导管分子特别明显，在制片中颜色较深，这部分木质部称晚材。春天形成的木质部各种细胞，导管口径大，细胞壁相对地薄些，制片中颜色淡浅，这部分木质部称为早材。前一年的晚材和第二年的早材之间，界线非常明显，称为年轮线。两个年轮线之间就是年轮。初生木质部在最内方，紧接髓部，但数量不多，导管口径很小。,维管射线，在维管束之内，由木质部和韧皮部之间的横向运输的薄壁细胞组成。通常为1列细胞径向排列的细胞带。位于韧皮部的称韧皮射线，位于木质部称木射线，二者统称维管射线，它是次生分生组织的射线原始细胞分裂分化而来的。,髓射线：由髓的薄壁细胞辐射状向外排列。经木质部时，是1-2列细胞，到韧皮部后薄壁细胞变大并沿切向方向延长，呈倒梯形（喇叭口形状）。 髓：位于茎中心，由薄壁细胞组成。在髓的外围紧靠初生木质部，有几层排列紧密体积较小的薄壁细胞，其内含有丰富的贮存物质，有的含粘液，制片中染色较深，称环髓带。,6、双子叶植物叶的结构 取棉花叶横切永久片，首先在低倍镜下分清上、下表皮、叶肉和叶脉等几部分的基本形态结构，然后再转换高倍镜观察结构。,表皮：细胞在横切面上呈长方形，排列紧密，是生活细胞，外壁角质化，有角质层。在上表皮有单细胞簇生的表皮毛。在叶脉上表皮上有多细胞棒状的具分泌作用的腺毛。在叶片下表皮细胞中还可观察到成对的小细胞（保卫细胞）及它们内方的腔室，即气孔器。,叶肉，表皮细胞以内是发达的叶肉组织，在低倍镜下可分为两部分，靠紧上表皮的是栅栏组织，细胞圆柱形，与表皮细胞直排列，并与表皮细胞紧密相连。栅栏组织的细胞排列紧密、整齐，内含许多叶绿体。另一部分叫海绵组织，在栅栏组织和下表皮之间，细胞形状不规则，常呈圆形、椭圆形等。细胞排列不规则，胞间隙发达。细胞内含叶绿体较少，因此生活的棉叶下表面的绿色较淡。,叶脉：棉花叶的主脉（中脉），具有较大的维管束。靠近上表皮的一面是木质，下表皮一面是韧皮部，在木质部与韧皮部之间有几层排列整齐的扁平的形成层区。属无限维管束。在韧皮部的下方有发达的薄壁组织，这就使得主脉向外突出的原因。,侧脉越分越细，到达叶尖及叶片边缘的脉端仅剩下一个螺纹管胞。棉花叶脉属网状叶脉，在叶片上可观察到部分侧脉导管细胞。,7、单子叶植物叶片结构： 取水稻叶横切片永久片置低倍镜下观察。注意表皮、叶肉和叶脉的结构与棉花叶有什么不同。,表皮：水稻叶属等面叶，在横切面上很难区分长细胞和短细胞，但气孔器、表皮毛和乳突（哇质细胞）能看清楚。在上表皮两个叶脉之间有几个大型的薄壁细胞，中间的较大，两旁的较小，在横切面上常呈扇形，称泡状细胞（运动细胞）。泡状细胞具贮水功能，对叶片的伸展和卷缩起很大作用。,叶肉：水稻叶的叶肉组织比较均一，无栅栏组织和海绵组织之分，属等面叶，全由形状不规则的薄壁细胞组成，含有叶绿体，壁向内凹陷。 叶脉：没有形成层的有限维管束，木质部靠近表皮，大的维管束上下两端与表皮之间各有一束厚壁细胞。在每一个维管束的外围有1-2层细胞包围，组成维管束鞘，这些细胞鞘呈椭圆形，含有较小的叶绿体，并且其他细胞器也很少，故容易与邻近的叶肉细胞区别。,8、营养器官的变态：标本展览 a.根的变态 贮藏根 肉质直根：萝卜、胡萝卜、甜菜 块根：红薯、大丽花、木薯,气生根： 支柱根：玉米茎基部生出的不定根 攀援根：常春藤、络石、凌霄等茎上能生出的不定根 气生根：吊兰茎上生出不定根 寄生根：菟丝子与寄主的标本。,b.茎的变态： 地上茎类型 茎刺（枝刺）：皂荚、积壳等枝刺标本 茎卷须：葡萄、南瓜等 叶状枝：竹节蓼、昙花、天门冬、文竹等,地下茎的类型 根状茎：莲藕、竹鞭、狗芽根等，生姜肉质根状茎 块 茎：菊芋（洋姜）、马铃薯等 球 茎：甘蓝、荸荠、芋头等 鳞 茎：百合、洋葱、大蒜、水仙等,c叶的变态 苞片（总苞）：玉米雌花穗、苍耳等 叶 刺：仙人掌科植物、小檗科植物、刺槐等 叶卷须：豌豆、拔楔等 捕虫叶：茅膏菜、猪笼草植物标本 鳞 叶：洋葱、百合及荸荠、藕、姜鳞片叶 叶状柄：台湾相思树、金合欢蜡叶标本,四、作业 1、绘蚕豆根1/4初生构造细胞图 五、思考题 1、根的表皮与皮层细胞在细胞形态和排列方式上有什么区别？ 2、内皮层手理功能是什么？它通过什么结构发挥作用？ 3、根的次生结构中，次生木质产与次生韧皮部排列的相对位置与初生结构中初生木质产与初生韧皮部排列的相对位置是否一致？ 4、茎的初生结构与根的初生结构有何区别？ 5、椴树茎的次生结构如何？ 6、年轮是怎样产生的？ 7、双子叶植物和单子叶植物茎的结构主要区别是什么？ 8、双子叶植物和单子叶植物的叶在结构上各有什么不同？,
