實驗五 莖的形態(tài)結(jié)構(gòu)

1、實驗五 莖的形態(tài)結(jié)構(gòu)一、實驗目的：1、 了解植物莖的形態(tài)結(jié)構(gòu)2、 了解不同種類雙子葉植物莖的形態(tài)結(jié)構(gòu)和發(fā)育的基本過程,二、實驗用品與材料1、用品：顯微鏡、擴大鏡、鑷子、單面刀片、雙面刀片、解剖針、小剪刀、載玻片、蓋玻片、紗布、培養(yǎng)皿、吸水紙、蒸餾水、番紅、碘液，實驗報告紙及繪圖工具等。2、材料：水稻莖、玉米莖、向日葵永久片、菊芋幼莖、椴樹莖永久制片、葡萄莖、蠶豆莖、莧菜莖,三、實驗內(nèi)容1、 觀察單子葉植物莖的結(jié)構(gòu)特征2、 觀察不同種類草木植物莖的初生結(jié)構(gòu)3、 觀察木本植物莖的次生結(jié)構(gòu),四、實驗步驟1、 單子葉植物莖的觀察。 a、取水稻莖橫切永久制片觀察：水稻莖是一年生單子葉植物草質(zhì)莖、因為其生

2、活期只有一個生長季節(jié)，幫僅具初生構(gòu)造。,表皮：在橫切面上，表皮細胞形狀較小，排列緊密，有的細胞硅質(zhì)化稱硅質(zhì)細胞（細胞中含有二氧化硅）向外突出如齒狀。,基本組織：靠近表皮的幾層厚壁細胞，對莖有支持功能，厚壁細胞以內(nèi)為薄壁細胞，愈向中心，細胞愈大，在兩維管束之間有大型通氣道，橫切面上呈圓形氣腔，莖中央部分薄壁細胞破裂后成為髓腔。,維管束：多個維管束分成兩輪，分散在基本組織中，每一個維管束周圍有一圈厚壁細胞為維管束鞘，木質(zhì)部分為后生木質(zhì)部兩個大孔紋導管和原生木質(zhì)兩個小型的環(huán)紋或螺紋導管，呈“V”字形排列?！癡”字形尖端的環(huán)紋或螺紋導管常在成熟過程中被拉碎破壞，有時可見到被拉破后留下的部分次生增厚的壁

3、。此處有一腔隙叫氣腔或胞間道，系由環(huán)紋或螺紋導管被拉破及其周圍的薄壁組織分離而成。,初生韌皮部在初生木質(zhì)部的外方，由篩管和伴胞組成。篩管口徑大，壁薄；伴胞口徑較小，染色較深，橫切面略呈現(xiàn)出長方形，緊靠篩管細胞。,b、取玉米莖橫切面永久制片置顯微鏡下觀察：表皮：莖的最外層細胞，排列整齊，外壁具有較厚的角質(zhì)膜。氣孔的兩邊除了兩個較小的保衛(wèi)細胞外，還有兩個稍大的副衛(wèi)細胞。,維管束：玉米莖中的維管束呈散生分布?？拷吘壊糠志S管束小、數(shù)目較多，在莖中部的維管束較大，但數(shù)目較少。由于維管束的散生分布，因此，沒有皮層和髓的界限。,仔細觀察一個維管束，其外圍有一圈厚壁細胞組成的維管束鞘，鞘內(nèi)只有外方的初生韌皮

4、部和內(nèi)方的初生木質(zhì)部，兩者間沒有形成層（有限維管束）在初生韌皮部最外方的原生韌皮部有時被擠毀，失去了輸導的功能，內(nèi)側(cè)后生韌皮部由排列規(guī)則的篩管和伴胞組成。,初生木質(zhì)部由34個導管組成，在橫切面上呈“V”字形?！癡”字形的底部是原生木質(zhì)部，由13個較小環(huán)紋或螺紋導管和薄壁細胞組成。常由于莖的伸長將導管拉破，在“V”字形底部形成一個空腔，與薄壁組織分離形成的腔隙一起構(gòu)成氣腔（胞間道）。“V”字形上部是兩個口徑較大的后生木質(zhì)部導管，這兩個大導管之間有一些管胞分布。,基本組織：表皮和維管束之間的所有細胞。（因為沒有皮層和髓的界限），靠近表皮的數(shù)層細胞體積小，排列緊密，細胞壁增厚并木質(zhì)化，是厚壁組織，稱

5、外皮層。維管束之間的細胞為薄壁細胞，細胞較大，排列疏松，有細胞間隙。越靠近中央，細胞個體越大。通過這兩種材料觀察：注意區(qū)分水稻莖和玉米莖在形態(tài)結(jié)構(gòu)的異同點。,2、 雙子葉植物莖的初生結(jié)構(gòu)的觀察：取新鮮菊芋幼莖作徒手橫切，用番紅染色裝片觀察，由外向央分辨表皮，皮層和維管柱。,表皮：表皮細胞一層、排列緊密、外壁具有角質(zhì)層。細胞具核，但缺少葉緣體。有些表皮細胞形成表皮毛（有單細胞毛和多細胞毛）。表皮細胞中?？梢姷絻蓚€較小的細胞和兩個細胞之間的縫隙，這就是保衛(wèi)細胞和氣孔，氣孔之下是孔下室。,皮層：表皮以內(nèi)、維管柱以外的細胞。緊接表皮之下是幾層厚角組織、細胞相對較小。其內(nèi)是數(shù)層薄壁細胞，薄壁細胞中散布有

6、小型分泌腔。,維管柱：包括初生維管束、髓和髓射線。維管束在莖的橫切面上排成一環(huán)，呈束狀，將皮層和髓分隔開。每個維管束都由初生韌皮部、束內(nèi)形成層和初生木質(zhì)部組成。韌皮部在維管束的外方，由原生韌皮部和后生韌皮部組成，發(fā)育過程是自外向內(nèi)成熟的（外始式）、主要由篩管、伴胞和韌皮薄壁細胞組成。,束內(nèi)形成層在初生韌皮部和初生木質(zhì)部之間，細胞較小，橫切面上呈扁平狀，壁薄，排列整齊。（稍老一點的材料可見到束間形成層發(fā)生。）初生木質(zhì)部靠近形成層內(nèi)方。近中心的細胞較小，染色較淺的是原生木質(zhì)部，其外方細胞口徑較大、染色較深的原后生木質(zhì)部。由此看來，其發(fā)育方式是內(nèi)始式。（注意與根的初生結(jié)構(gòu)相區(qū)別）。,髓射線：位于兩個

7、維管束之間的薄壁細胞，連接皮層和中央的髓，在橫切面上是放射狀。有橫向運輸并兼有貯藏的功能。,髓：位于莖的中央，由薄壁細胞構(gòu)成，細胞排列疏松，體積較大，有貯藏的功能，?？梢姷胶芯w和單寧的細胞。另取向日葵永久制片對照觀察各部分結(jié)構(gòu)。,3、 雙子葉植物莖的次生結(jié)構(gòu)的觀察：取23年生椴樹莖橫切永久制片，由外向依次觀察雙子葉植物木本莖的次生結(jié)構(gòu)。表皮：基本脫落，僅留下部分殘片。代之起保護作用的是周皮。比較幼嫩的枝條在橫切面上能看到表皮細胞呈扁長方形，外壁角質(zhì)化，并有角質(zhì)層。,周皮：在表皮已脫落的椴樹莖橫切面上，周皮是最外幾層細胞，由木栓層，木栓形成層和栓內(nèi)層共同組成。注意觀察各層細胞的特點，試想木栓

8、形成層的來源。,皮層：在周皮和維管柱之間所保留的數(shù)層厚角組織的薄壁組織染成淺紅色或藍色。,韌皮部：主要是次生韌皮部。形狀呈梯形，與喇叭口狀的韌皮射線在圓周方向相間排列。韌皮纖維細胞在橫切面上是一堆堆被染成紅色的厚壁細胞，與其間隔排列的是篩管、位胞和韌皮薄壁細胞。篩管一般口徑較大，伴胞口徑很小。初生韌皮部僅在最外側(cè)留下韌皮纖維（亦稱中柱鞘纖維）。,形成層：在韌皮部和木質(zhì)部之間。形成層細胞在理論上只有一層細胞。但分裂出來的細胞還沒有完全分化成木質(zhì)部和韌皮部，所以，看上去這種扁長形細胞約有45層，排列整、壁薄、染色淺。,木質(zhì)部：在形成層之內(nèi)，染成顯眼的紅色，在橫切面上占很大的面積。由于細胞大小及細胞

9、壁厚薄不同，可明顯看出年輪的界線。在靠近髓的部分有幾束初生木質(zhì)部，細胞口徑很小。,年輪：在三年生椴樹莖橫切面上，可以清楚地看到木質(zhì)部的幾個同心環(huán)。從內(nèi)往外注意觀察，秋天形成層分裂產(chǎn)生的木質(zhì)部，各種細胞口徑小，細胞壁厚，特別是木質(zhì)部導管分子更加明顯，在制片中著色較深。這部分木質(zhì)部導管分子更加明顯，在制片中著色較深。這部分木質(zhì)部答為晚材，亦稱秋材。春天形成的木質(zhì)部各種細胞，導管口徑較大，細胞壁相對地薄些，制片中染色較淺。這部分木質(zhì)部稱為早材，也稱春材。前一年的晚材和第2年的早格之間，界線非常明顯，固稱年輪線。兩個年輪線之間即為年輪。,髓：位于莖的中心，多為薄壁細胞，雜有少數(shù)石細胞。外圍一圈是小型薄

10、壁細胞，這些細胞含有豐富的貯藏物質(zhì)，有的含有粘液，因此染色較深，稱環(huán)髓帶。髓細胞除含淀粉外，還包含有一些異細胞，在這些異細胞中可見到簇晶、單寧和粘液。,髓射線：內(nèi)連髓外接皮層的薄壁細胞。在木質(zhì)部為12列細胞，稱之為木射線。在韌皮部細胞變大，并沿切向方向擴展呈喇叭狀，稱之為韌皮射線。,維管射線：短于髓射線，在每個維管束之內(nèi)，由木質(zhì)部和韌皮部之間的橫向運輸?shù)谋”诩毎M成，多為1列細胞徑向方向排列的細胞帶。位于韌皮部部分的稱韌皮射線。位于木質(zhì)部部分的稱木射線，兩者統(tǒng)稱維管射線，是次生分生組織的射線原始細胞分裂分化來的。,4、 草本植物莖的結(jié)構(gòu)的觀察：取新鮮的蠶豆作徒手橫切，裝片染色觀察，從外至內(nèi)，可

11、以區(qū)分：表皮：莖最外層細胞，外壁有角質(zhì)層，有由保衛(wèi)細胞組成的氣孔器。,皮層：蠶豆莖在皮層中，有幾種不同的組織，表皮之內(nèi)，在其莖的四棱角外為幾層厚角組織，厚角組織之間及之內(nèi)有23層含綠體的薄壁細胞構(gòu)成的同化組織，緊接著同化組織的是多層較大的薄壁細胞，位于相對的兩棱角外的薄壁細胞中，有一團厚壁細胞，即纖維細胞。另兩相對應(yīng)的棱角外有兩束維管束，屬葉跡。,維管柱：包括皮層以內(nèi)的各部。在橫切面上有相當寬的束間區(qū)域，將各個維管束時顯地分開。形成層：包括束中形層和束間形成層（較老的材料），連成一環(huán)。為扁平的長方形的薄壁細胞。向外產(chǎn)生少量的次生韌皮部，而向產(chǎn)生較多的厚壁組織細胞，即次生木質(zhì)部。,髓和髓射線：髓

12、射線是兩維管束之間的較寬的徑向排列的薄壁細胞。髓位于莖的中央，蠶豆老莖多為一空腔，固稱髓腔。,5、 藤本雙子葉植物莖的結(jié)構(gòu)的觀察：取新鮮葡萄莖作徒手橫切片（或取永裝片）染色置顯微鏡下觀察其結(jié)構(gòu)特征。周皮：由后生韌皮部薄壁細胞所衍生。木栓形成層并由束間薄壁細胞的分化而在維管束之間形成連續(xù)層。韌皮部的外面部分和皮層形成一條條的剝落環(huán)狀樹皮。（在切片之前仔細觀察莖外層形態(tài)），后來的周皮形成層則逐漸深入到次生韌皮部。,葡萄莖的另一個特征具有很寬闊的射線，將次生維管組織割成許多部分，而且每個維管束的上面可以有原生韌皮纖維結(jié)合在一起，其次生生長時，維管束并不侵向髓部。不過，髓部在早期就被毀損。,初生韌皮部

13、（原生韌皮部）停止了輸導作用以后發(fā)育出纖維。因此可以看出這些纖維在次生韌皮部排列成弦切向帶。,次生木質(zhì)較發(fā)達，由許多大的孔紋導管、網(wǎng)紋導管，螺紋導管及木纖維和木薄壁細胞組成。皮層由厚角組織和薄壁組織組成。它們都啟有葉綠體。皮層最內(nèi)層是淀粉鞘。,探索性實驗6、 莖的異常次生生長的觀察：在上述實驗中我們觀察了莖的一般結(jié)構(gòu)，但是地球上有幾十萬種植物，莖的結(jié)構(gòu)是多種多樣。有些植物莖的結(jié)構(gòu)變化很大。,a、取新鮮莧菜莖（或永久制片），作徒手切片，染色裝片置顯微鏡下觀察其異常生長觀察其異常生長現(xiàn)象。在整個橫切面上可以明顯地看到許多異常分散維管束。實際上就是維管形成層從莖的中心連續(xù)地向外發(fā)生，每一個維管形成層向內(nèi)產(chǎn)生木質(zhì)部，向外產(chǎn)生韌皮部。韌皮部和木質(zhì)部形成束，包埋在薄壁組織中，這種薄壁組織稱結(jié)合組織。形成這種組織主要是維管束之間的維管形成層活動的結(jié)果，束間形成層的活動，但其活動只在有限的時間內(nèi)進行。