植物学植物学实验指导

植物学实验指导 内容提要 　　本书是配合高信曾主编的《植物学（形态、解剖部分）》一书的实验教材，是根据50年代以来北京大学植物学实验课教材和教学经验编写而成。全书有50个实验，内容较多，但各具独立性，各校可根据具体条件酌情选用。为培养学生自己动手独立工作的能力，尽量选用活材料与永久制片相配合的方式，学生依指导即可动手操作。全书约12万字，附插图101幅。书末有附录，介绍简单的显微化学试验和所用染料及试剂的配制 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ，徒手切片方法，绘图方法，显微镜一般故障的排除和保养维修方法，以及实验室规则等。 　　本书可用作综合大学、高等师范院校、师范专科学校和教师进修学院生物系及农、林院校的植物学实验教材，也可供中学生物学和植物学教师教学参考用。 前言 　　实验课是基础课教学中的一个重要环节，它不仅与课堂讲授的基本理论、基础知识相结合，而且也是学习后继课程和进行科研工作的基础，同时又是培养学生独立思考和理论联系实际能力的重要手段。 　　这本实验指导主要是依据综合大学植物学教学大纲编写的，但它所包含的内容超过了规定的实验课学时，这是为了有的实验可以有选择地进行。此外有些实验用的材料具有地区性，例如小麦为常用的实验材料，是北方地区的作物，如果南方院校做实验时，可用水稻代替。 　　为了培养学生自己动手独立工作的能力，在前几个实验中，将操作方法、程序以及观察时应注意的事项介绍比较详细，后面的实验就写得比较简略；在内容安排上尽量由浅入深；为了便于选择，每一实验各有其独立性。 　　本书末有附录，分别介绍简单的显微化学试验和所用染料及试剂的配制方法，徒手切片法，绘图方法以及实验室规则等。此外还附有显微镜一般故障的排除和保养维修的方法。 　　这本实验指导是根据50年代以来，北京大学植物学实验课教材和教学经验编写而成。全书由高信曾主编。高信曾编写实验1—7；陈耀堂编写实验8—18、32—36；邓岳芬编写实验19—31；陈朱希昭编写实验37—50。李丽霞绘制部分附图。 　　由于我们理论水平和实践经验有限，书中难免有错误或不妥之处，希望读者批评指正。 编 者 1984年9月 第一部分 光学显微镜与电子显微镜实验一 光学显微镜　 　　在本实验课中，经常需要使用光学显微镜（以下简称显微镜）观察植物体内的各种结构。因此在实验课开始之前，必须先了解显微镜的结构、成象原理和操作规程，并掌握正确的使用方法。 　　如果不了解上述情况，在实验课中不仅不能充分发挥显微镜的设计性能，而且容易发生损坏显微镜和压破盖玻片等事故。 　　（一）显微镜的结构 　　显微镜的种类很多，有的简单、有的复杂，而且各有专门用途。这里所介绍的是复式显微镜，它是植物学实验课中最常用的光学仪器。复式显微镜的式样虽有不同，但它们的基本结构相同，都是由光学部分和机械部分组成（图1-1）。 　　光学部分包括：物镜、目镜、镜筒、聚光器和反光镜。 　　机械部分包括：镜头转换器，粗聚焦器（用作初步聚焦）、细聚焦器（用作更精确的聚焦）、执手、镜台（也称为载物台、上面装有压片夹）、镜座和倾斜关节。 　　（二）显微镜的成象原理 　　光学显微镜是利用光学的成象原理，观察植物体结构的。首先利用反光镜将可见光（自然光或灯光光源）反射到聚光器中，把光线会聚成束，穿过生物制片（样品），进入到物镜的透镜上。因此所观察的制片都要很薄（一般为8—10微米厚），光线才能够穿透制片，经过物镜将制片上的结构放大为倒的实象。这一倒的实象经过目镜的放大，映入眼球内最后为放大的倒的虚象（图1-2）。 　　从成象的原理看，物镜在成象过程中起主要作用。因此，物镜质量的优劣直接影响成象的清晰程度，目镜只不过是放大物镜所成的象，而不能增加成象的清晰度。 　　聚光器的作用是集中反光镜反射的光线，使光线会聚而得到强的光束。升降聚光器，可调节焦点。聚光器上还附有光圈，用以调节进入物镜的光线。 　　（三）显微镜的放大倍数 　　显微镜放大的倍数是由目镜、物镜和镜筒的长度所决定。镜筒长度一般为160毫米，常用的显微镜，物镜与目镜上都刻有放大倍数（一般目镜越短，放大倍数越高；物镜越长，放大倍数越高），如物镜上刻有10×、20×、40×和90×等；目镜上刻有5×、10×、15×和25×等。物体最后被放大的倍数为目镜和物镜二者放大倍数的乘积。 　　 　　理论上显微镜的最大放大倍数可以达到两千多倍，但是目前不仅由于受分辨率的限制，并且还由于制造工艺水平的限制，最好的显微镜的最高有效放大倍数，只能达到一千倍左右。因此有时说一架显微镜可以放大两千倍，这只不过是能够“放大”而已，并不能说明它的清晰程度增大，也许只看见一个放大的模糊形象。 　　（四）使用显微镜的操作规程 　　1．自显微镜柜子或木盒内取出时，要用右手握紧执手，把显微镜轻轻拿出。由于镜体较重，必须用左手托住镜座，才能做较远距离的搬动。 　　2．将显微镜置于实验台上时，应放在身体的左前方，离桌子边缘约30毫米处。右侧可放记录本或绘图纸等。 　　3．使用显微镜前，首先要调节好光源。在实验室中可利用灯光或自然光，但不能用直射的阳光，以免损伤眼睛。 　　为了迅速而正确地对光，应先用10×物镜，把光圈放到最大位置。在用眼睛观察目镜中视野的同时，转动反光镜，使视野的光线最明亮、最均匀。如果靠近光源，可用平面的反光镜；如果光源距离较远，可用凹面的反光镜。有的显微镜如不具有聚光器，则应用凹面的反光镜。 　　4．把制片放在显微镜的镜台上，要观察的部位应准确地移到物镜的下面，然后用压片夹压紧。 　　5．观察时要睁开双眼，用左眼观察显微镜目镜视野中的象。 　　6．进行观察时，应先用10×物镜。为了避免物镜压坏制片（在使用高倍物镜时最易发生），必须用下面方法聚焦：即一方面从侧面注视物镜与制片间的距离；一方面转动粗聚焦器，使镜筒逐渐下降，直到接近盖玻片为止。然后用左眼观察目镜视野，慢慢转动粗聚焦器使镜筒逐渐上升，直到看清制片中的影象为止。 　　观察制片时，首先在低倍物镜下了解制片上切片的概况，如果所要观察部分位于视野的一侧，则要移动制片，将要观察的部位移到中央。移动制片时应注意显微镜中所形成的象是倒象，因此要改变图象在视野中的位置时，需向相反的方向移动制片。 　　有的显微镜带有4×物镜，使用时其焦距与10×和40×物镜不同，因此当由4×物镜转换为10×物镜观察制片时，需要重新聚焦。 　　7．细聚焦器是显微镜上最易损坏的部件之一，要尽量保护。一般用低倍物镜观察时，用粗聚焦器就可以调好焦距，不用或尽量少用细聚焦器。使用高倍物镜如需要用细聚焦器聚焦时，其旋钮转动量最好不要大于半圈。 　　8.需详细观察制片中某一部分细微结构时，可先在低倍物镜下找到最合适的地方，并移至视野中央，然后转动镜头转换器用高倍物镜（40×或44×）观察。当换到高倍物镜后，应该看到制片中的影象。如果影象不清楚时，顺时针或逆时针方向转动细聚焦器，直到影象清晰为止。如果转换高倍物镜后看不到影象，可能所观察的对象没有在视野中央的位置，需要转换到低倍物镜，重新调正制片位置。 　　当影象看到以后，还要用光圈调节光束的粗细。这一点很重要，如果光束过于粗大，光线过强，将使一些较为透明的结构不易看清；如果光束过细，光量不足，将使影象灰暗不清。因此必须调节光圈，达到最好的观察效果。在调节光圈时，不要触动反光镜，以免改变光线的折射方向。 　　（五）使用显微镜时必须遵守的规则 　　1．任何旋钮转动有困难时，绝不能用力过大，而应查明原因，排除障碍。如果自己不能解决时，要向指导教师说明，帮助解决。 　　2．保持显微镜的清洁，尽量避免灰尘落到镜头上，否则容易磨损镜头。必须尽量避免试剂或溶液沾污或滴到显微镜上，这些都能损坏显微镜。特别是高倍物镜很容易被染料或试剂沾污，如被沾污时，应立即用擦镜纸擦拭干净。显微镜用过后，应用清洁棉布轻轻擦拭（不包括物镜和目镜镜头）。 　　3．要保护物镜、目镜和聚光器中的透镜。光学玻璃比一般玻璃的硬度小，易于损伤。擦拭光学透镜时，只能用专用的擦镜纸，不能用棉花，棉布或其它物品擦拭。擦时要先将擦镜纸折叠为几折（不少于四折），从一个方向轻轻擦拭镜头，每擦一次，擦镜纸就要折叠一次。然后绕着物镜或目镜的轴旋转地轻轻擦拭。如不按上述方式擦拭，落在镜头上的灰尘很易损伤透镜，出现一条条的划痕。 　　4．每次实验结束时，应将物镜转成八字形垂于镜筒下，以免物镜镜头下落与聚光器相碰撞。也可用清洁的白纱布，垫在镜台与物镜之间。 　　（六）操作练习 　　对显微镜的构造和使用方法有初步了解后，可以进行下列操作练习： 　　1．用“上”字制片①在低倍物镜下观察（图1-3，下），掌握对光和聚焦器的使用方法。找到观察的物象后，用聚焦器把物象调节到最清晰程度。验证一下放大的物象是否为倒象？把制片向左和向右移动，物象移动的方向是否与制片移动的方向一致？为什么？ 　　2.用“绢”制片②（图1-3，上），计算视野直径在高倍物镜和低倍物镜下各有多少方格，计算其放大倍数是否与物镜放大倍数成正比。 　　3．用“绢”制片测量不同放大倍数下，视野的直径。首先在“绢”制片上找出黑色斑点的标记（用肉眼就可以看出，这是在制片时做的，每两黑点之间为1毫米）。数一数两黑点之间有多少小方格，然后分别在4×、10×、40×（或44×）物镜下（目镜放大倍数不变）计算视野直径的方格数目，并按方格数目多少粗略地计算出三种物镜下视野直径的大小。把计算结果记录下来，可帮助在观察实物时，建立放大倍数的概念。 　　4．在载玻片上滴一滴稀胶水，用解剖针搅拌使产生小的气泡，加盖玻片后在显微镜下观察。在显微镜下看到的气泡，其外围为一黑圈，中间为明亮部分。应该记住气泡在显微镜下的形象，在以后的实验中，不要把气泡误认为植物组织中的结构，这往往是初学人容易发生的错误。 　 　　5．在载玻片上放一滴含有浮游生物的水，然后轻轻加上盖玻片。盖玻片一定要擦拭清洁，否则将影响观察。加盖玻片时要小心，先将盖玻片的一边与载玻片上的水滴边缘接触，然后自一侧轻轻盖下。如果突然放下盖玻片，将会产生气泡影响观察。 　　观察浮游生物时，一定要按上述的操作程序进行。先在10×物镜下观察浮游生物的游动情况，并试着移动载玻片追踪游动的浮游生物。最后在高倍物镜下观察，并改变光圈的大小，了解其对物象的影响。 　　作业： 　　1．将利用“绢”制片，计算出的不同倍数物镜下的视野直径记录下来。 　　2．为什么在显微镜下观察气泡时，会有黑圈出现？ 　　3．说明在高倍物镜下观察浮游生物时，改变光圈大小对物象的影响。 实验二 电子显微镜 　　自1665年英国人虎克（RobertHooke）第一次用他改进的光学显微镜观察软木细胞以来，至今已有三百多年。在此期间科学发展很快，对细胞结构的认识逐渐深入和丰富。这一方面是由于光学显微镜的不断改进和完善；另一方面是新的观察仪器的使用——即电子显微镜的应用。可以说17世纪60年代由于光学显微镜的使用，对细胞的观察进入了微观世界的认识，而20世纪50年代由于电子显微镜的使用则进入了超微观世界的认识。以后由于一些新技术（如冰冻蚀刻、放射自显影、高速离心等）的应用和新仪器（如扫描电子显微镜、电子探针X射线显微 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 仪）的使用，进一步促进了细胞学的发展。 　　（一）电子显微镜的工作原理 　　我们常说电子显微镜（即透射电子显微镜）的特点是放大倍数高、可以放大几千倍、几万倍以至几十万倍。因此，光学显微镜下不能看到的结构（如内质网）或生物（如病毒）在电子显微镜下就能看到。但不能只看到它的放大倍数高，还有一个特点，即分辨率高也是极为重要的。即使是同样的放大倍数，光学显微镜所不能看到或看不清楚的结构，在电子显微镜下都能看清楚。 　　分辨率也叫做分辨本领，简单地说就是能够分辨得出尽可能近的两点的能力，用两点间最短的极限距离表示分辨率。例如普通光学显微镜的分辨率为0．2微米，也就是0．2微米为普通光学显微镜的分辨极限。两点或两层膜如果它们之间的距离小于0．2微米，就是放大多少倍也是看不出的。 　　光学显微镜的工作原理是利用光线穿过被观察的样品，经过物镜和目镜的作用把样品的象放大到几十倍、几百倍以至一千倍；电子显微镜则是利用电磁透镜的作用，使电子束会聚在一起，穿过样品再经电磁透镜（物镜与目镜）作用把样品的象放大几百倍、几千倍以至几十万倍。图2－1为光学显微镜与电子显微镜的工作原理，相互对照可看出它们的相似之处。 　　 　　光线和电子束的波长与分辨率有直接关系，波长越短分辨率越高。可见光（一般光学显微镜所用的光线）波长为760—390纳米，因此光学显微镜的分辨率为0.2微米；如果用波长短的紫外光（波长为390—13纳米）则其分辨率可提高一倍，所以紫外光显微镜（光学显微镜的一种）的分辨率为0.1微米。而应用电子束的电子显微镜，由于电子束的波长比光线的波长短得多（表2－1），所以它的分辨率要高得多，我国设计的DXB2－12型电子显微镜分辨率为0.204纳米，放大80万倍。 　　电子显微镜的工作原理与光学显微镜相类似，只不过电子束代替光线，电磁透镜代替光学透镜。但因空气对电子束起着阻碍作用，因此电子显微镜内部需要保持真空状态。另外电子束的穿透能力很差，过厚的样品电子不能穿透因而不能进行观察。所以必须要将样品切成超薄切片，厚度为60—90纳米。由于上述原因，电子显微镜的造价和使用条件要比光学显微镜的要求高得多。 　　 　　（二）扫描电子显微镜 　　1965年又设计出另一类型的电子显微镜，它是利用经过电磁透镜会聚成很小的电子束，并使电子束在样品上进行扫描，收集样品上所产生的次生电子，经过放大在显象管的荧光屏上出现样品影象。因为电子束在样品上扫描成象，所以叫做扫描电子显微镜。 　　扫描电子显微镜与光学显微镜和透射电子显微镜相比有下列独特的优点： 　　1．由于它具有较大的景深，因而能得到有真实感的立体图象。 　　2．放大范围广，可由十倍放大到十几万倍。 　　3．样品的制备方法比较简便。 　　4．可利用样品在入射电子作用下产生的不同信号，对样品进行成分和元素分布的分析。 　　由于上述的独特优点，近年来扫描电子显微镜已广泛应用于生物学的各个学科领域。 　　电子显微镜应用以后，虽然对生物学的进展起着重要的作用，但我们仍不能忽略光学显微镜的作用。现在不少科研工作，将同一材料分别用光学显微镜、透射电子显微镜和扫描电子显微镜进行观察、把观察结果相互对照比较。　　 　　作业： 　　1．参观电子显微镜室，了解透射和扫描两种电子显微镜的工作原理和制备样品的程序。 　　2．观察透射和扫描两种电子显微镜对植物样品在荧光屏上成象的情况。 　　3．观察植物细胞的超微结构照片，识别出细胞壁、细胞核、液泡和各种细胞器，并用文字分别说明它们的结构和特征。 　　4．回答下列问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ： 　　（1）电子显微镜为什么能看到在光学显微镜下看不到或看不清的结构？ 　　（2）什么叫做单位膜？你在植物细胞的电镜照片上能看到它的结构吗？ 第二部分 植物细胞实验三 植物细胞的基本结构 　　洋葱（Alliumcepa）鳞茎的鳞片表皮细胞是观察植物细胞的理想材料，不仅是由于洋葱鳞茎一年四季都能得到，取材容易，而且制片方法简单，易于成功。 　　（一）制片方法 　　在光学显微镜下观察植物细胞的结构时，必须将植物的细胞、组织或器官做成薄的制片，才能观察。这些薄片不能过厚（一般以一层细胞的厚度最好），如果过厚不但细胞相互重叠，而且光线不易穿透，虽然在显微镜下勉强可以看到细胞的轮廓，但细致的结构则很难看清。要做一薄的制片可以用不同的方法，如用离析的方法，把细胞“打散”分开；也可用切片刀徒手或用切片机切成薄片。这些方法将在以后的实验中介绍。本次实验则采用另一种方法——撕片法，用镊子把植物组织（一般为表皮）撕下一层，进行观察。 　　撕表皮的方法是先取一洋葱鳞茎，用解剖刀纵切为两半（如鳞茎过大也可纵切为四）。取一片肉质鳞片叶，从其凹下的一面用镊子轻轻刺入表皮层，然后捏紧镊子夹住表皮，并朝一个方向撕下（凹面的表皮较易撕下，有时凸面也可以用）。将撕下的表皮迅速放在滴有水滴的载玻片上。撕表皮时要注意：1．不要把表皮撕得过大，如撕下的一块表皮面积大于盖玻片时，则应放在有水的载玻片上，用刀片切成小块，才便于观察；2．撕时操作要迅速，勿将撕下的表皮在空气中暴露过久，致使生活细胞由于失水而受到损伤；3．撕开的一面最好朝上放在载玻片上，以利于染色和进行组织化学试验的观察；4．撕下的表皮一定要平铺在有水的载玻片上，如发生折皱或重叠可用解剖针将其铺平，折皱和重叠都将影响观察效果。 　　表皮撕好后可将盖玻片盖上进行观察。加盖玻片时要格外小心，盖不好会出现气泡或是盖玻片的上面沾有水迹（按实验—，光学显微镜部分操作规程进行）。不加盖玻片或盖上盖玻片后，观察的薄片未被水浸透，都不能在显微镜下观察。由于空气、水和玻璃的折光率不同，按显微镜设计要求，不加盖玻片的材料或是没有被水浸透的材料（在空气中的）是不能得到清晰的物象的。这一点很重要，如果初学者不注意此点，将会影响实验课的效果。 　　（二）观察 　　对细胞结构的观察，一般不需要用最低倍物镜（4×），首先用10×物镜然后转换到高倍（40×或44×）物镜进行仔细观察。实验一中虽然已进行过使用显微镜的训练，了解了显微镜的结构、成象原理与操作规程，但仅仅一次训练是不可能熟练地使用显微镜的。在本次实验过程中必须严格遵守操作程序，如忘记其中某些步骤，应查阅前面的实验指导，了解清楚后再进行观察。 　　观察时可能出现下面几种意外情况： 　　1．用10×或40×物镜观察时视野全部黑暗，当转动反光镜时也没有光线射入。这是初学者常会出现的现象。其原因是物镜未与镜筒对正偏离一边，虽然从表面上不易发觉，但由于物镜头与镜筒未对正，光线不能进入，因此视野黑暗。这种现象特别是当由10×物镜转换为40×或44×物镜时最易发生。此时需要转动镜头转换器，使物镜处于正对准镜筒的位置。一般的显微镜在镜筒基部有一弹簧片，当物镜转到正确位置时，正好被卡住。 　　2．虽然视野明亮，但转动聚焦器聚焦时，看不到所要观察的材料。这种现象是所观察的材料偏离出视野以外，因而看不到材料。如有这种现象发生，应移动载玻片使观察的材料位于镜台孔洞的中央，用10×物镜聚焦观察将所要观察部分移至视野中央，再换高倍物镜观察。 　　3．观察时由低倍物镜转换为高倍物镜时，由于高倍物镜镜头长，碰到载玻片上不能转换。这种现象在本次实验中可能不会遇到，但当观察永久制片时将会发生。这是因为把制片放反了，把有盖玻片的一面放在下面，载玻片的厚度超过物镜的工作距离，因而载玻片阻挡高倍物镜的转换。这种情况必须经常注意，方能避免因这一疏忽而把永久制片压破。 　　4．要学会在显微镜下识别气泡的能力，初学者时常把气泡误认为细胞。虽然实验一中观察过气泡，但当与观察的材料混在一起时，往往仍会认错。在光学显微镜下小的气泡，由于与水的折光率不同，而出现黑的圆形的象。如果气泡过大时，则可在气泡中出现观察材料的结构，但这部分与水交界处为一黑色的边缘。制片上如果出现气泡过多，应重新加盖盖玻片。 　　在低倍物镜下观察洋葱表皮的细胞，好象一网状结构，每一网眼即为一个细胞，网络为细胞壁（图3－1）。细胞排列紧密没有细胞间隙。选择最清晰的部分移到视野中央，然后换高倍物镜对细胞的内部结构进行仔细观察。使用高倍物镜时应掌握好两项操作：一是细聚焦器的使用，一般细聚焦器只限于在高倍物镜下使用。使用细聚焦器不仅是把焦距调好，而且可以利用不同的“光切面”建立细胞的立体结构概念。撕下的表皮（或其它制片）虽然很薄，但总有一定的厚度，利用细聚焦器可以使厚度上不同部位分别成象。通过不同部位的象，建立立体结构的概念；二是光圈的调节，使用光学显微镜时，进入物镜中的光线强度要适当，过强或过弱都会影响成象的清晰度。这一点在使用高倍物镜时更为显著。 　　做好上述各项准备工作以后，对洋葱鳞片表皮细胞进行观察，注意下列结构： 　　细胞壁 在细胞的最外层，撕下的表皮层如果细胞完整，则每一细胞为一长而扁的盒子（很象我们用的铅笔盒）。一般至少有六个面，亦即有六个方向的细胞壁。但由于细胞壁是透明无色的，上、下两层壁看不出，只能看到一长方形轮廓。如果把细胞壁染上颜色，则上、下两层壁可以显出。现在所看到的细胞壁，都是两相邻细胞所共有的，也就是由三层所组成，两层初生壁和中间的中层（胞间层）。在高倍物镜下可以看到细胞壁的厚度并不均匀，有时还可以看到壁上的初生纹孔场。 　　液泡 细胞壁以内为原生质体，在已成熟的表皮细胞中，可以看到细胞中体积最大的是液泡，它将细胞质、细胞核等挤到外围与细胞壁紧紧地贴在一起。液泡中的细胞液为溶解各种物质的水溶液，在光学显微镜下看不出什么结构。 　　细胞核 在不染色的生活细胞中，细胞核为折光性强的卵圆形或圆形球体。在低倍物镜下就能看到。由于细胞核沉没在细胞质中，因而在成熟细胞中，它总是位于细胞的边缘。但有时也会发现有的细胞核位于细胞的中央，仔细思考这是为什么？在细胞核中还可以看到一、两个或更多个圆球形颗粒，为核仁。 　　细胞质 紧贴细胞壁的一层较为粘稠物质，在其中除含有细胞核外，还可看到许多细小的颗粒，其中有的为线粒体。由于分辨能力所限，在光学显微镜下只能看到这些结构的轮廓，如果用电子显微镜观察，可以看到其内部结构和更多类型的细胞器。 　　在观察过程中，有时会看到有的表皮细胞中看不到细胞核。这是因为在撕表皮的过程中把这些细胞撕破，有些结构已从细胞中流出。 　　为了更好地观察细胞结构，在用新鲜材料观察后，可用碘-碘化钾溶液染色，使细胞的结构，特别是细胞核和细胞质更为清晰，易于观察。染色的方法有两种：一是把盖玻片取下，用吸水纸把材料周围的水分吸去，然后用滴管滴一滴染料，经2—3分钟后，加上盖玻片即可观察；另一种方法是不移动盖玻片，而是在盖玻片的一侧滴上一滴染料（滴在盖玻片边缘的载玻片上），然后用吸水纸自另一端将盖玻片下的水分吸去，把染料引入盖玻片与载玻片之间，对新鲜材料进行染色。后者较为简便，但染色速度较慢。 　　在显微镜下对洋葱表皮细胞结构观察清楚后，选一两个有代表性的细胞，绘图表示其结构，绘图方法见附录。 　　（三）细胞壁主要成分——纤维素的测定 　　在载玻片上滴一滴碘-碘化钾溶液，然后用镊子自洋葱鳞片叶上撕下一片表皮，立即放在载玻片的染液上。经2—3分钟后，用吸水纸把染液吸去，然后滴一滴70％硫酸，加盖玻片后即可观察。此时纤维素的细胞壁被染成蓝色，使整个细胞呈蓝色，只有中层（此时已由于硫酸的作用而膨胀）呈淡黄色。 　　此染色法需用70％硫酸，由于硫酸腐蚀性很大，实验时注意勿将硫酸沾到物镜、镜台、聚光器或实验台上。如上述部位滴有硫酸，应立即揩拭干净。 　　作业： 　　1．绘一或二个洋葱表皮细胞，表示表皮细胞的各部分结构。 　　2．回答下列问题： 　　（1）为什么在成熟的表皮细胞中，有的细胞核位于细胞的中央？试解释其原因。 　　（2）在测定细胞壁主要成分——纤维素的实验中，为什么细胞壁经过处理后，整个细胞都显出蓝色？而在生活的细胞中，只在细胞的侧面才能看出细胞壁的结构。 实验四 细胞的原生质流动　 　　原生质流动是细胞的一种生命活动现象，普遍存在于生活的植物细胞中。但由于必须处于生活状态下才能看到，所以在观察时有一定困难。首先要求观察的材料必须是生活的，如果把细胞“切开”必然损伤细胞和周围组织；如果把细胞“打散”，则要用酸或碱溶液处理，都将影响细胞的生命；其次细胞质在光学显微镜下是无色透明的，使原生质流动现象不易观察。因此常用的材料为水生被子植物的沉水叶，其叶片大部分由两层细胞组成，而且细胞质中含有大量叶绿体，是观察原生质流动的理想材料。 　　（一）实验材料 　 　　观察原生质流动最方便、最常用的材料是黑藻（Hydrillaverticillata）。在我国各地区都有这种生活在淡水中的被子植物，易于采集，也易于在室内培养（放在玻璃缸中，只要温度适宜即可正常生活）。黑藻整个植物体浸没在水中，叶轮生，单叶长椭圆形，长6—10毫米、宽2—3毫米（图4—1）。观察时可自植株上取一片完整的叶片，截取时应注意尽可能地不损伤叶片。然后将它放在滴有水滴的载玻片上，加盖玻片。虽然这片叶子离开植株，受到一定的损伤，但在短时期内叶片的细胞还能维持正常生活。 　　（二）观察方法 　　先用肉眼或放大镜观察黑藻叶片的全貌。叶长椭圆形，边缘有疏齿，中间有一条主脉贯穿整个叶片（图4－1），其余部分由两层含有丰富叶绿体的细胞组成，整个叶片呈草绿色。 　　在显微镜下观察时，先在低倍物镜（10×物镜）下仔细观察叶片各部分的结构。认清叶脉、叶片和叶的边缘。特别要注意的是两层叶肉细胞之间常可看到有窄长形的管道，这就是细胞间隙。它是由细胞壁中层果胶质分解裂开形成的，在其中贮存着光合作用与呼吸作用过程中释放出来的气体，因而在显微镜下这些管道常呈黑色。在低倍物镜下选择那些看来含有叶绿体不多的细胞，移到视野中央，然后转换高倍物镜观察。黑藻叶片的细胞与洋葱鳞片表皮细胞相似，因都是生活的未经染色的细胞，其细胞壁为无色透明，因此与叶片表面平行的细胞壁看不出来。用转动细聚焦器的方法可以看出细胞的立体结构，但常因细胞间隙中有空气，影响对侧壁的观察。细胞内分布大量叶绿体，它们常将细胞内其它结构掩盖，特别是细胞核常被掩盖看不到。叶绿体为扁圆形，分布在细胞质中，这些细胞质被中央大液泡挤在细胞的周围。在显微镜下可以看到分布在上、下细胞壁（与叶片表面平行）附近的叶绿体为圆形，而分布在侧壁（与叶片表面垂直）附近的为椭圆形。这实际上是看到叶绿体的两个不同的面。在强光照耀下，大部分叶绿体分布在侧壁附近；在弱光下，大部分分散在上、下壁的附近。 　　在观察细胞结构的同时，会发现有些细胞内的叶绿体在不断地移动。它们常是沿着细胞的一侧向同一个方向移动，这就是原生质流动的现象。如果在观察的视野中看不到原生质流动，可用低倍物镜观察寻找有原生质流动的细胞（主要以叶绿体的移动来证实原生质流动）。如果还找不到，可换一片生长良好的叶片重新观察。 　　 　　观察时应尽量利用调节细聚焦器，了解各“光切面”，建立细胞的立体结构概念。在观察细胞的同时，有时会发现一些圆形或其它形状的结构出现在细胞上，通过细聚焦器的调节可确定这些结构并不是在细胞内，而是在细胞的表面。这些可能是附着在叶片表面的原生动物或藻类。 　　作业： 　　1．选择几个有代表性的黑藻叶片细胞，绘图表示细胞结构，并用箭头表示原生质流动的方向。 　　2．用碘-碘化钾溶液染黑藻叶片细胞，染色后叶片细胞发生什么变化？原生质是否流动？写出结果并解释原因。 实验五 胞间连丝和纹孔 　　在实验三中已观察过细胞壁的结构，并用组织化学的方法确定组成细胞壁的主要成分是纤维素。细胞壁是植物细胞所特有，绝大多数的植物细胞都是由纤维素组成的细胞壁所覆盖。但细胞壁并不是完全封闭的，而是有胞间连丝和纹孔把两相邻细胞联系起来。在细胞壁形成过程中（例如有丝分裂末期）形成胞间连丝，在其中并有内质网和微管穿过。纹孔是在细胞停止生长后，形成次生壁时才出现，它是由次生壁局部不加厚而形成的。 　　（一）胞间连丝 　　胞间连丝普遍存在于生活的植物细胞中，但由于胞间连丝非常细小（直径0.02-0.2微米），在光学显微镜下很难看到，需要经过特殊的染色方法，才能观察。 　　取柿（Diospyroskaki）胚乳横切面永久制片在低倍物镜下进行观察，可以看到柿胚乳组织是由许多厚“壁”细胞组成（图5-1）。这些细胞壁非常厚，约占细胞直径的一半。其加厚壁主要由半纤维素组成，是一种贮藏物质。中央是原生质体，它已被染成蓝黑色。有些细胞的原生质体在制片过程中脱落，只剩下细胞壁和中央的空腔。选择细胞切面整齐的部分（有些部分的细胞排列不整齐而被切歪，这些切面不易看清细胞壁上的胞间连丝）移到视野的中央，转换高倍物镜仔细观察，在厚厚的细胞壁上的平行细丝即为胞间连丝。观察后绘图表示细胞壁上的这一结构。 　　（二）纹孔 　　用解剖刀取一部分梨（Pyrus sP.）果实的果肉（选用的梨最好是野生种或是果肉较硬的品种），放在载玻片上的水滴中，加盖玻片用低倍物镜观察。可以看到梨果肉中有成群的等直径厚壁细胞—石细胞团。为了便于观察可用解剖刀压碎这些细胞群，使其分散。选取分散的1-2个石细胞，用高倍物镜仔细观察。 　　石细胞的次生壁非常厚，常常占据细胞的大部分，使细胞腔变得非常狭小。在厚厚的次生壁上有局部未加厚处，即为纹孔。在高倍物镜下可看到相邻的细胞壁上，在相应的位置也没有次生壁加厚，因而形成纹孔对。细细的不加厚管道好像相互通连，但实际上在它们之间由中层和初生壁所隔开（图5-2）。 　　观察后，用镊子取下盖玻片，再用间苯三酚溶液和盐酸染色。染色时先加一滴 1mo1/L盐酸，过1-2分钟再加一滴间苯三酚，盖上盖玻片，用吸水纸吸去多余液体，放显微镜下观察。石细胞的厚壁呈紫红色，证明石细胞的壁中含有木质素（木质化的细胞壁，经间苯三酚和盐酸处理后，呈红色反应），增强了细胞壁的硬度。在染色过程中，由于盐酸腐蚀性很强，一定要注意不要把盐酸滴到任何地方，吸过盐酸溶液的吸水纸也要放在指定地点，不要随意丢弃。 　　最后可取梨果肉永久制片观察，制片中的石细胞群被染为红色，果肉其它部分染为绿色。由于是切片，因此石细胞壁的结构，更易看清。 　　作业： 　　1．绘图表示柿胚乳细胞的胞间连丝和梨石细胞纹孔的结构。 　　2．比较胞间连丝和纹孔两名词的含义。 实验六 植物细胞的后含物 　　细胞在生长分化过程中，以及成熟后由于代谢活动产生的贮藏物质或废物统称为后含物。后含物有的存在于液泡中，有的存在于细胞器内。在后含物中主要是贮藏物质，其中以淀粉、糖、脂类和蛋白质为主。排泄物常为各种形状的晶体。 　　（一）淀粉粒 　　淀粉是一种最普通的后含物，在质体中发育成淀粉粒。在植物界中淀粉是仅次于纤维素的一种丰富的碳水化合物。 　　观察淀粉粒的理想材料是马铃薯（Solanum tuberosum）块茎。在块茎中有大量的薄壁组织细胞，细胞中含有丰富的淀粉粒。观察时只要用解剖刀在切开的块茎表面轻轻刮一下，将附着在刀口附近的混浊汁液放在载玻片上，加一滴水放上盖玻片即可观察。 　　用低倍物镜观察时，在视野中可以看到不同大小的颗粒团，选择颗粒不稠密而且互不重叠处，用高倍物镜观察。由于淀粉粒未经染色，需要调节光圈大小和细聚焦器才能观察清楚。当焦距对准，光圈大小合适时，可以看出椭圆形的淀粉粒有明暗交替的同心圆花纹，而且围绕着一个中心，这个中心叫做脐点。马铃薯的脐点不在中央而是偏心的（图6－1）。 　　在视野中除了具有一个偏心脐点的大淀粉粒外，还可见到具有两个或两个以上脐点的淀粉粒。仔细观察时会发现这类淀粉粒有两种类型：一类是具两个或两个以上脐点的淀粉粒，在中央部分每个脐点由各自的同心圆所包围，而在外围则有共同的同心圆，这类淀粉粒称为半复粒淀粉粒（图6－1，B）；另一类是每个脐点只有各自的同心圆而没有共同的同心圆包围，称为复粒淀粉粒（图6－1，A、C）。只有一个脐点的称为单粒淀粉粒（图6－1，D）。 　　观察后用碘-碘化钾溶液染色。所用染料不宜浓度过高，过浓时将淀粉粒染为蓝黑色，不利观察。较稀的染料可把淀粉粒染为浅蓝色，其同心圆结构清晰可见。因此染色时不必移除盖玻片，可在载玻片上沿盖玻片的一侧边缘加一滴染料，使其与盖玻片下的水相接触，然后在盖玻片相对一侧的边缘用吸水纸将盖玻片内多余的水分吸去，即可染色。 　　（二）糊粉粒 　　许多种类的果实和种子中常含有贮藏的蛋白质，称为固体的蛋白质-糊粉粒。这些蛋白质贮存在液泡中，在贮藏过程中大液泡分解为较小的液泡，当成熟时每一液泡即为蛋白质体，液泡膜为其外围的膜。在豆类种子子叶的薄壁细胞中，普遍具有糊粉粒。这些糊粉粒以无定形蛋白质为基础，包含一个或几个拟晶体。 　　取一粒菜豆（Phaseolus vulgaris）种子，剥去种皮，用剃刀或新的刀片，对含有丰富贮藏物质的肥厚子叶做徒手切片（徒手切片法见附录），放入盛有水的培养皿中。用镊子选取较薄的切片放在载玻片上，先不加盖玻片放在低倍物镜下检查是否可用。当看到切片中有透明的部分就是合用的，此时自显微镜上取下载玻片，在载波片上加水及盖玻片即可进行仔细观察。如果切片上存在气泡，可用解剖计轻压盖玻片内有气泡的部位，即可将气泡挤出，如仍有气泡存在则要用镊子将盖玻片取下，重新加盖玻片，直至切片上不含有气泡为止。观察时，仍先用低倍物镜，选择切片较薄的地方，移至视野的中央。观察菜豆子叶的结构，可看到它们是由许多薄壁细胞组成，细胞中充满贮藏物质。有时可看到细胞内有部分空隙或整个细胞中空，这是在切片过程中细胞内的物质脱落的结果，不要误认为是液泡。这样的细胞虽然看不到细胞内含物，却可以了解细胞壁的结构，在一些壁上可看到纹孔。此外在这些细胞之间还可看到不太大的细胞间隙。 　　在细胞内部有大小不等的颗粒。在大的颗粒上可以看到与马铃薯块茎的淀粉粒相似的同心圆花纹，这些就是菜豆的淀粉粒。仔细观察这些淀粉粒与马铃薯淀粉粒并不完全相同，它们的脐点位于中心，并在中央部分有裂隙，因此很容易与马铃薯淀粉粒相区分。 　　其中较小的颗粒看不到同心圆结构和中央裂隙的就是糊粉粒，在糊粉粒中可以看到圆形的或晶体的结构。如用组织化学方法则更容易区分淀粉粒和糊粉粒。此法是加一滴碘-碘化钾溶液于盖玻片的一侧，在另一侧用吸水纸吸去多余水分，即可染色。显微镜下观察时，淀粉粒被染为蓝紫色，而糊粉粒被染为金黄色。 　　选一细胞画出细胞的内含物，表示淀粉粒和糊粉粒的结构。 　　（三）油滴 　　取已制好的落花生（Arachis hypogaea）子叶切片，切片是用PAS试剂和桔红G染色，而且用锇酸固定，因此切片中多糖（细胞壁和淀粉粒）被染为紫红色，黑色颗粒为油滴，糊粉粒染为桔黄色。观察时先在低倍物镜下选择完整的细胞移至视野中央，然后在高倍物镜下观察三种后含物在细胞中分布的情况。 　　观察完毕，绘图表示落花生子叶细胞的结构及其中后含物分布情况，并用颜色铅笔表示三种贮藏物质的染色颜色、形状和大小。 　　（四）晶体 　　草酸钙是植物体中存在得最普遍的晶体，它们常成针形、棱形或聚集成晶簇（图6－2，A、B）。而碳酸钙结晶则不普遍，这种化合物常与细胞壁结合形成钟乳体（图6－2，C）。 　　1．针晶 取紫露草（Tradescantia virginiana）茎，用剃刀或刀片进行徒手切片，放入盛水的培养皿中。用镊子选一薄切片放在载玻片上，加水及盖玻片，在低倍物镜下观察。可以看到在较大的细胞中以及在切片附近的水中有针形的结晶，这就是针晶。然后换高倍物镜仔细观察，会发现有些针晶的长度大于它所存在的细胞的直径，这是为什么？应如何解释？ 　　2．钟乳体 取印度橡胶树（Ficus elastica）叶片，用剃刀或刀片做徒手切片。印度橡胶树叶片大而厚，是比较容易用徒手进行切片的。切时可先切除主脉，然后切成宽约半厘米的长条，把长条叶片折成1-1．5厘米长的一摞，每摞4-6片，用姆指及食指拿好即可进行切片。上述过程不必用剃片或新的刀片切割，用旧的单面刀片即可。只在徒手切片时才用剃刀或新刀片。切时注意刀口及材料上要滴些水，整个操做过程应迅速，切好的叶片放入盛水的培养皿中，以免叶片枯萎。用镊子选一薄切片放在载玻片上，先不加盖玻片置低倍物镜下检查，如切片完整而薄即可加水及盖玻片进行观察。 　　观察时注意在排列整齐的叶肉细胞（内含许多叶绿体，很易辨认）中间有较大而发亮的空腔，有些空腔中可看到有椭圆形不透明的结构，即为钟乳体。选一较典型的钟乳体，移到视野中央，在高倍物镜下，调整光圈，利用细聚焦器，从不同的“光切面”了解钟乳体的结构，并绘图表示。 　　作业： 　　1．绘图表示马铃薯块茎中三种类型的淀粉粒。 　　2．绘落花生子叶细胞，表示细胞内贮藏物质的种类和分布，并用颜色铅笔表现出几种贮藏物质染色后的颜色。 　　3．绘菜豆种子子叶细胞中的内含物，表示淀粉粒和糊粉粒的结构。 　　4.绘出两种晶体。 实验七 植物细胞的有丝分裂 　　植物细胞在进行生长发育过程中，不断地进行细胞分裂，增加细胞的数目。植物细胞分裂的方式，最普遍、最常见的是有丝分裂。植物的根尖、茎尖分生组织和形成层，主要以有丝分裂方式进行分裂。 　　要做好这次实验必须考虑到两个问题：第一要掌握好细胞进行有丝分裂的时间，否则很难观察到有丝分裂的全过程，有时甚至看不到有丝分裂；第二是用什么手段进行观察，是将根尖、茎尖等材料切成薄片，还是用离析的方法把细胞“打散”进行观察。 　　（一）细胞周期的概念 　　要掌握好有丝分裂的发生时期，首先要建立细胞周期的概念。所谓细胞周期就是从一次细胞分裂到下一次分裂之间细胞所经历的全部过程。已知有丝分裂开始前必须进行DNA的合成，实验证明这一合成只在分裂间期的一定时期内进行。一般把分裂间期分为G1（DNA合成前准备时期）、S期（DNA合成时期）、G2（有丝分裂前的准备时期）和M（有丝分裂时期）四个时期。形成两子细胞后，又回复到G1时期，整个细胞周期见图7-1。 　　植物细胞周期的持续时间，一般在十几小时到几十小时之间。时间长短与植物的生活条件，特别是与温度关系密切。温度高时时间短，温度低时则周期时间延长。 　　M期为有丝分裂过程，在整个细胞周期中所占的时间很短，一般为一个小时左右，在这一个多小时中，前期较长，中期、后期和末期都较短。以洋葱根尖为例，整个M期为83.7分钟，其中前期为71分钟，中期6.5分钟，后期2.4分钟，末期3.8分钟。整个分裂时期只占细胞周期时间的十分之一。 　　要观察有丝分裂的过程就必须掌握好细胞周期中M期发生的时期。根据实验观察，在自然条件或室温培养条件下，多数植物M期发生在上午9—12时和下午2—5时。当然这个时间不是绝对的，细胞分裂时期随着植物生长情况，昼夜温度等因素而变化。对一些不熟悉的植物，可采用在一天廿四小时内不同时间进行观察，以确定它的细胞分裂时期。 　　（二）观察植物细胞分裂的方法 　　前面讲过可以用两种方法观察植物细胞分裂。第一种方法是用做好的切片进行观察。这些切片常以植物根尖为材料，用石蜡法制成切片（纵切或横切），厚度8—10微米。其厚度大约等于一个分生组织细胞的直径，也就是一个细胞厚。可以看到有丝分裂的各个时期，并能清楚地看到各时期的细致特征。但缺点是因为是一切片不可能保持完整细胞，也就是看不到分裂细胞的全貌，当然更不能计算出细胞中所含有全部染色体的数目。而离析法是把细胞“打散”，每个细胞分散开既便于观察整个细胞，也便于计算每一细胞中的染色体数目。 　　上述两种观察方法各有其优缺点，因此本次实验采用两种方法，以取长补短更好地了解植物细胞的有丝分裂过程。关于有丝分裂过程中各个时期的特征见图7-2，并可参考《植物学（形态解剖部分）》教材。 　　（三）染色体的形态 　　有丝分裂的中期是观察染色体形态的最好时期。这一时期的染色体是由两条染色单体组成，在每个染色体的一定部位有纺锤丝相连，这个区域叫做着丝点。这个区域一般染不上颜色或是缢缩变细，叫做主缢痕（图7-3）。 　　根据着丝点在染色体上的位置，一般将染色体分为三种类型：1.着丝点位于染色体的一端，形成一个长臂和一个极短的臂，染色体呈杆状；2．着丝点不在染色体中部，形成两个不等长的臂，染色体呈“ L”形； 3．着丝点在染色体正中部，形成两个等长的臂，染色体呈“ V”形（图7-3， A）。 A．三种类型染色体；B．具随体的染色体。 1．着丝点；2．臂；3．副缢痕；4．随体 　　除着丝点外，有的染色体臂上还有另一个不着色或缢缩变细的区域称为副缢痕（图7-3，B）。这一区域可能与核仁形成有关，因此，也称为核仁组成区。此外有的染色体的末端有一个棒状或球形的结构，其直径与臂的粗细相似或小一些称为随体（图7-3，B）。在随体与染色体臂之间有一副缢痕相隔，这两种结构也是染色体形态特征之一。 　　（四）植物根尖有丝分裂的观察 　　取洋葱或百合（Lilium brownii var.viridulum）根尖永久制片观察，首先用肉眼或放大镜观察永久制片中的根尖纵切面，认清根冠、分生区、伸长区和成熟区（根毛区）四部分。然后放在显微镜下，用10×物镜观察，并将分生区移至视野的中央；换高倍物镜仔细观察。在低倍镜观察时可以根据染色体的分布情况及细胞核的变化（核仁、核膜是否消失等），大致了解分生区中细胞分裂情况。如果分裂相过少，可换一个切片进行观察。 　　观察时可参考教课书和有丝分裂的照片，掌握分裂过程中各个时期的特征，并在显微镜下识别出每一个分裂时期。 　　观察制片以后，用刀片截取已培养好的洋葱鳞茎长出的幼根根尖，其长度以5毫米为宜。截取下的根尖放入醋酸-纯酒精（1：3）固定液中固定15—30分钟。然后用95％酒精洗净醋酸，移入70％酒精中，再用水冲洗后转入 lmol/L盐酸中。在60℃下水解10分钟后，水洗1—2次即可压片观察。 　　压片时，取已处理好的根尖放在载玻片上。用解剖刀或解剖针，把根尖自伸长区以上部分切去，只剩下1—2毫米长的一段。滴一滴醋酸洋红溶液染色，约10分钟后，根尖染为暗红色即可。也可以放在酒精灯上略微加热，这样可使细胞质破坏，增进染色体的染色。但不宜过于加热，如将染料煮沸则使细胞干缩毁坏，染料沉淀而不能观察。染色后加上盖玻片，在平坦桌面上，用大拇指压盖玻片，使根尖细胞分散开，即可在显微镜下观察。 　　如用石炭酸-品红代替醋酸洋红染色效果更好，石炭酸-品红把核和染色体染为红紫色，细胞质一般染不上颜色，故背景清晰。 　　由于上述方法，没有经过切片，因此每个细胞都是完整的，便于观察染色体。观察过程中要特别注意细胞分裂的中期。洋葱体细胞具有16条染色体，用压片法制片，可将中期的染色体压散，看出各条染色体的形态。试观察各条染色体的着丝点的部位和形状，能否看到具有随体的染色体？ 　　作业： 　　绘图表示洋葱（或百合）根尖的有丝分裂过程中各个时期特点和染色体在细胞中分布的情况。 第三部分 植物组织 实验八 芹菜叶柄的薄壁组织和厚角组织 　　取芹菜（Apium graveolens）叶柄，用解剖刀或刀片切成小段，并将所要切的面削平。然后取锋利的剃刀或新的刀片，进行徒手切片。将切下的切片自切片刀上移到盛有水的培养皿中，也可以直接放在载玻片上的水滴中，加盖玻片即可进行观察。 　　芹菜叶柄中的薄壁组织细胞体积比其它细胞大，细胞壁薄，并有发达的细胞间隙。由于新鲜材料中细胞间隙内充满空气，因此在显微镜下观察时，常呈黑色。这些细胞一般为等直径多面体（十四面体）。由于徒手切片较厚，在切片上可以看到这些细胞的立体形状。 　　为了观察清楚，可以染色。常用的染料有1％亚甲基蓝、0．5—1％中性红或1％番红水溶液。染色的切片可放在10％甘油中，方法是将染好的切片周围的水分用吸水纸吸去，然后加1—2滴10％甘油，加盖玻片后即可观察。甘油能增加透明度和防止切片失水变干，因此可保存较长时间。但甘油一定是中性的，否则会使切片退色。 　　在芹菜叶柄的横切面上，还可看到分布在叶柄外围突起的棱角处的厚角组织。厚角组织细胞可以根据下面两个特征识别出：一是它们的细胞具有珠光壁，在显微镜下很易与其它细胞区别；另一特点是细胞壁在角偶处加厚，看起来很象一星芒状结构。其中灰暗色的“洞穴”是细胞腔，里面充满原生质体。随后换高倍物镜观察其细胞结构。观察后再用间苯三酚和盐酸处理切片，处理时先用镊子取下盖玻片，加一滴1mol/L盐酸，过1—2分钟再加一滴间苯三酚，盖上盖玻片，用吸水纸吸去多余液体后，即可在显微镜下观察。看不到有颜色反应时，说明它们的细胞壁虽然加厚，但未木质化。 　　作业： 　　绘芹菜叶柄厚角组织横切面图，表示细胞壁加厚情况。 实验九 美人蕉叶柄中的薄壁组织 　　薄壁组织的细胞有各种类型，美人蕉（Canna indica）叶柄的薄壁组织细胞是其中一种类型，细胞呈多突起放射状。 　　取美人蕉叶柄，做徒手切片，如果叶柄较粗大，可以纵切成条，使其横切面小于盖玻片的1/5，把横切面切平，用锋利的刀片或剃刀做徒手切片，切片不一定完整，切得薄些为好。放入盛有水的培养皿中，用镊子取较薄的切片放在载玻片中央的水滴中，加盖玻片即可进行观察。 　　观察时先用低倍物镜，再转换高倍物镜，可以看到这些薄壁组织细胞呈不规则形，不是圆形细胞，也不是多面体，而为多突起放射状，各细胞的突起互相连接，由突起围成的空腔是很大的细胞间隙（图9-1）。在较老的叶柄中，细胞间隙更大，构成这种大而明显的细胞间隙的细胞称为通气组织，对于植物通气和贮藏气体很有必要。这种组织在香蕉（Musa paradisiaca varsapientum）等植株的叶柄中也存在。 　　作业： 　　绘美人蕉叶柄中的薄壁组织。 实验十 南瓜茎的输导组织 　　输导组织是植物体内运输水分和有机物质的组织。这些组织的细胞往往集在一起与其它组织共同组成维管束。输导组织又分两大类：一类是运输水分和矿物质的导管与管胞；一类是运输有机物质的筛管与筛胞等。本实验以南瓜（Cucurbita moschata）茎为材料，观察和了解输导组织的分布和形态结构。 　　要了解组织，必须涉及到器官，因此在做实验之前首先了解一般南瓜茎的结构是非常必要的。取一段南瓜茎（新鲜的材料或用固定液固定好的材料），它们是五棱柱状体，横切面近似五边形，中间是星状的髓腔，表皮与髓腔之间的组织中一般有10个维管束，5个较大的和5个较小的，这些维管束中主要是输导组织（图10－1）。 　　首先观察南瓜茎横切面的永久制片（切片是用番红—固绿染色的），在维管束中可见到几个大的孔，其周围（壁的部分）被染成鲜红色，这是大的导管。木质部外面（远离髓腔）壁较薄的组织是韧皮部（外韧皮部）。而在木质部的内侧也有壁较薄的组织为内韧皮部，这样的维管束称为双韧维管束。外韧皮部与木质部之间有几层径向排列整齐的细胞，壁较薄，细胞横向窄而长，是形成层，即侧生分生组织。 　　导管分子口径比一般细胞口径大，壁木质化，被番红染液染成红色，在切片中最容易看到，其周围有木质化的薄壁细胞。韧皮部的筛管分子口径比导管小，壁薄，往往被固绿染液染成绿色（在用番红—固绿染色的制片中；如用苏木精染色则成蓝色）。 　　在横切面看到筛管分子为多角形，不呈圆形，有的能见到整个筛板，或部分筛板，因为切到筛板的机会较少，所以在制片中只有少数筛管分子上可以见到上述情况，而且有的筛板并不完全垂直于轴向壁，所以在横切面上见到的筛板不完整。筛板呈网状，像筛底一样，上面分布的孔即为筛孔，这些结构要在高倍物镜下才能看清。筛管分子一侧的较小的细胞，呈三角形或四边形，细胞质浓厚，有的能见到细胞核，这是伴胞（图10－2）。 　　从南瓜茎的纵切面观察输导组织，口径最大的是导管，像中空的管子接在一起，端壁有穿孔相通，特别是成熟的木质部导管口径最大。这些导管分子壁的加厚是网纹或孔纹状。靠近形成层的导管壁薄，是正在分化，尚未成熟的，有的能见到细胞质和细胞核，有的穿孔尚未形成。较早发育的导管（即原生木质部的导管）位于木质部的向心部分，口径较小，次生加厚的壁呈环状或螺旋状，这种加厚在茎伸长时并不影响茎的生长。木质部中还有许多木质化的薄壁细胞和生活的薄壁细胞，这些木质化的细胞围绕在导管周围。 　　成熟的筛管分子口径也比较大，能见到保留的原生质体，但无细胞核。与导管相同之处，也是由一个个筛管分子连接而成。两个筛管分子之间的端壁成筛状叫筛板，筛板上有许多筛孔（如在横切面上见到的）。筛管分子中的粘液体，常因材料处理不当而集聚在筛板处，在筛管分子中间则收缩，这是人为的现象，并不代表其生活状态。在筛管分子的周围有一个或几个细胞，它比筛管口径小得多。南瓜茎并不粗，而结的果实非常大，与茎的高效率输导组织有密切关系。在远离形成层处的韧皮部，往往能见到很窄的细胞，有的变成一条颜色深而且轮廓模糊的粗线。这是原生韧皮部，在成熟的茎中，原生韧皮部已失去功能，细胞死去变扁。 　　在观察永久制片的同时，还可以采用离析的方法了解南瓜茎中的输导组织，其方法是：取新鲜南瓜茎，用刀片或解剖刀切成一厘米长，然后再纵切，将其维管束取出，纵切维管束，将木质部和韧皮部分开，分别放入指形管中，再加入铬酸—硝酸离析液（用量为材料的20倍），塞紧软木塞，放入30—40℃的温箱中，木质部需3小时，而韧皮部约需2小时即可离析好。在离析过程中要注意随时检查，用玻璃棒沿指形管壁挤压材料，如果能使材料分离，表示已离析好；如果材料变成浆糊状，说明离析时间过长，已不能使用；如果离析的材料经检查还未分离，说明离析时间不够，可继续离析（材料的老嫩与离析时间有关，材料较幼嫩，离析的时间可短些）。离析完毕，倒掉或用吸管吸掉离析液，用清水冲洗若干次，直到无黄色为止。如果材料需要长时间保存备用，则可将材料放入70％酒精中。 　　离析好的材料也可以染色后观察。 　　用解剖针或镊子取离析好的韧皮部材料少许，放在载玻片上，加一滴1％的苯胺蓝染液，1—2分钟后，用吸水纸吸去多余的染液，加一滴蒸馏水，盖上盖玻片，即可在显微镜下观察。 　　南瓜茎韧皮部的筛管被染成蓝色，筛管分子为有棱的柱状细胞，端壁上见到的网状结构即筛板。 　　导管不用染色，即可在显微镜下观察，未染色的材料，一般观察时要把光圈缩小些才易看清楚其结构。导管分子比较粗大，能见到端壁上的穿孔，整个端壁打通，有的端壁倾斜，有的与侧壁垂直。在侧壁上有孔纹加厚、网纹加厚、螺旋状加厚和环纹加厚，与其它细胞极易区别，在离析的木质部中，也能见到木纤维和木薄壁细胞。 　　作业： 　　1．绘南瓜茎横切面的轮廓图。 　　2．绘导管分子与筛管分子及伴胞纵切面和横切面图。 实验十一 南瓜茎的机械组织——厚角组织和厚壁组织 　　机械组织，它使植物有机体及其器官更具坚固性和稳定性，是植物的骨架。一般说机械组织包括厚角组织和厚壁组织（纤维和石细胞），它们多分布在皮层和维管束中。 　　厚角组织一般分布在茎的棱角处，是生活的细胞，用低倍物镜观察南瓜茎横切面的永久制片，见厚角组织是一束束的细胞，由于它们出现于正在生长伸长的器官（茎、叶柄）中，因而不影响器官的伸长，又能起到支持作用。厚角组织的细胞壁不木质化，壁的加厚为不均匀加厚（图11－1）。 　　厚壁组织在南瓜茎中是纤维，由2—3层细胞连成一圈，在低倍物镜下观察南瓜茎横切面的永久制片，可清楚地看到一圈，又称环管纤维，在高倍物镜下可见到厚壁组织的细胞壁均匀加厚（图11－2），细胞间隙小，壁木质化，在细胞腔内见不到生活的原生质体，因此是死细胞。在纵切面上呈细长两头尖的形状。 　　再取新鲜的南瓜茎，作徒手切片，放入盛水的培养皿中，用镊子取较薄的切片放在载玻片上，加一滴lmol／L盐酸，过1—2分钟再加一滴间苯三酚，盖上盖玻片，用吸水纸吸去溢出的液体后，即可在显微镜下观察，木质化的厚壁细胞的壁为红色，环管纤维成一圈。 　　作业： 　　1．绘南瓜茎的厚角组织和厚壁组织。 　　2．比较厚角组织和厚壁组织。 实验十二 桂花叶片的石细胞　 　　石细胞是厚壁组织的一种，它们广泛存在于植物体中。石细胞与纤维的主要区别在于形状，一般纤维为细长形，而石细胞则有多种形状。有的与薄壁组织细胞形状相似，有的有细长的臂成星芒状向各方向伸出，有的为柱状或分枝状。它们都具有加厚的次生壁，并木质化。常聚集在一起或单独存在于其它组织的细胞中。 　　在实验五中已观察过梨果肉中的石细胞，回忆一下它们的形状和结构特征。本实验观察桂花[木犀（Osmanthusfragrans）]叶片中的石细胞是另外一种形状。 　　取一桂花叶片，沿叶片中脉切下一宽5—6毫米的长条，夹于支持物中（如胡萝卜肉质根、马铃薯块茎或聚苯乙烯泡沫塑料），也可将长条叶片，折成4—6折，用手指捏紧，做徒手切片。切好后放入盛水的培养皿中，用镊子选一薄切片，置载玻片中央的水滴中，加盖玻片，在显微镜下观察。 　　桂花叶片中的石细胞为长柱形，两端有少数分枝，与栅栏组织细胞平行排列。有的石细胞很大，横贯叶肉中，与上，下表皮相接触。 　　观察后，用镊子取下盖玻片，加一滴lmol／L盐酸，过1—2分钟再加一滴间苯三酚，盖上盖玻片，用吸水纸吸去多余的液体，即可在显微镜下观察，其木质化加厚壁染为紫红色，很易与叶肉组织细胞区分。 　　最后取桂花叶的永久制片，仔细观察石细胞的内部结构，细胞腔细长，原生质体已瓦解，但在加厚的细胞壁上不易看清纹孔的结构。 　　作业： 　　选切片中比较完整的石细胞，绘图表示其形状和结构。 实验十三 小麦叶片表皮的结构　 　　小麦（Triticum aestivum）叶片的表皮是保护组织，控制气体交换和水分的蒸腾。 　　取新鲜小麦叶，放在载玻片上，一手拿住或压住叶片的一端，另一手用刀片轻轻地刮，把一面的表皮，内部的叶肉组织和叶脉刮掉，只剩下一面的表皮，看去透明无色。然后用刀片截取刮好的一段放到另一张有一滴水的载波片上，再滴一滴5％的番红染液，加盖玻片，3—5分钟后，用吸水纸吸去多余的染液，再滴加一滴水，在显微镜下观察。表皮细胞是长形的，侧壁与叶片的长轴平行，细胞核被染成红色。表皮上还有许多表皮毛，因表皮毛较长，要看清其全貌，就要调节细聚焦器，往往在叶子的上表皮毛较多。在两个大的表皮细胞之间，有两个较小的细胞，其中一个略大些的为栓质细胞，另一个为硅质细胞。表皮上的气孔成一纵行排列，两个保卫细胞呈亚铃状，旁边有两个副卫细胞呈三角状，保卫细胞比副卫细胞小（图13－1）。 　 　　观察小麦叶表皮的永久制片，因所有叶肉细胞的叶绿体已被刮掉，又经过透明，上述的结构看得较清楚，不过表皮毛已被处理掉。细胞壁呈波浪状，长形细胞的长径平行于叶片的长轴，保卫细胞和副卫细胞很清楚。调节细聚焦器，能分清硅质细胞和栓质细胞。　　 　　作业： 　　绘小麦叶表皮的细胞图，表示出表皮细胞、栓质细胞、硅质细胞、保卫细胞及副卫细胞。 实验十四 接骨木的周皮 　　根和茎由于次生生长的结果使表皮失去作用，代替表皮作用的是新产生的保护组织——周皮。一般在表皮还存在仍起作用的时候，周皮便开始产生。在木本双子叶植物和裸子植物根和茎中很容易观察到周皮的发育，当植物受到机械损伤时也能产生周皮或创伤周皮。 　　取接骨木（Sambucus williamsii）的枝条，先将枝条的横截面切平，再用剃刀做横切片。切片不一定是整个截面，但一定需带有树皮的部分。将切好的切片放在有水的培养皿中，再挑选较薄的切片放在载玻片上的水滴中，加盖玻片后，在显微镜下观察、表皮以内是多层排列整齐的扁平细胞组成的木栓层。用苏丹Ⅲ染色，能使这些细胞的壁具有红色，这是木栓渗入细胞壁的标志。木栓层以内是一层木栓形成层和一层栓内层（图14-1）。 　　还可观察接骨木茎的永久制片。从表皮向内有木栓层、木栓形成层和栓内层，这些细胞都是扁平的。木栓层在横切面上排列整齐，细胞壁较厚，并栓质化，染色较深，径向壁被挤得弯曲。 　　在周皮上还有皮孔与外界相通，用肉眼观察枝条时，皮孔为一个小点。皮孔是周皮的一部分，这个部位的木栓形成层细胞比它两侧的木栓形成层细胞更为活跃，细胞分裂快，分裂的细胞多。这些木栓细胞呈圆形，有很大的细胞间隙。最初形成的皮孔出现在气孔位置的里面，由于这些木栓细胞形成得多，向外挤压，使其外面的木栓层及表皮破裂，形成皮孔。皮孔为喇叭口状，这些木栓细胞称为“补充细胞”。 　　作业： 　　1．绘接骨木的周皮，表示出木栓层、木栓形成层及栓内层。 　　2．绘接骨木周皮上的皮孔。 实验十五 马铃薯块茎的周皮　 　　马铃薯的块茎是观察周皮的好材料，最主要的优点是易做徒手切片。马铃薯的块茎在生长过程中，表皮早已破坏，最外面的部分是周皮。周皮不断地产生，也不断地破坏，当外面的周皮脱落后，在脱落处又产生出新的周皮，起保护作用。 　　取马铃薯块茎，用解剖刀从中切开，然后沿周皮截取长宽各约0.5—1毫米的小块，使截取小块有一个面具有周皮。用锋利的刀片或剃刀做周皮的横切片，切好的切片用毛笔轻轻地放到盛有水的培养皿中。用镊子取较薄的切片放在载玻片上的水滴中，加盖玻片，在显微镜下观察，并辨认出周皮的三层组织及其细胞特征。观察后，用镊子撕取马铃薯块茎表面的周皮，大小约为盖玻片的1/5，放在载玻片上，加一滴苏丹Ⅲ染液，盖上盖玻片，进行观察，这些细胞是木栓细胞，见不到细胞质和细胞核，只有较厚的细胞壁，木质化的细胞壁被苏丹Ⅲ染成红色。 　　作业： 　　1．绘图表示马铃薯周皮的结构。 　　2．马铃薯块茎上面有没有皮孔？它与周皮的其它部分有什么不同？ 实验十六 薰衣草的腺毛（分泌组织） 　　薰衣草（Lavandula angustifolia)是唇形科植物，其茎方形，叶对生。它的茎、叶和花萼的表皮上都生有多细胞的腺毛，特别是花萼上腺毛最多。在表皮上除腺毛外，还有许多分枝的表皮毛，腺毛在表皮毛的下方。 　　取正在开花或尚未开花的薰衣草的花萼，作徒手横切片，进行观察。在萼片外侧的表皮上（因花萼联合为筒状）有许多多细胞具分枝的表皮毛，同时还可看到多细胞的腺毛。这些腺毛分头部与柄两部分，头部由5—8个细胞组成，柄由一个或二个细胞构成（图16-1）。 　　在成熟的腺毛细胞中，挥发性芳香油积聚在细胞顶端壁与角质层之间，很容易看清楚。如果将花萼纵切，使其外侧表皮向上，平铺在滴有水的载玻片上，加盖玻片，在低倍物镜下观察。分枝的表皮毛密密丛生，在表皮毛的下面可以看到腺毛。从顶面观时，腺毛头部是由几个细胞组成，每个细胞呈三角形，其外面的边缘为弧形，几个细胞呈放射状排列。如果用高倍物镜观察，转动细聚焦器，能隐约见到下面的柄细胞。成熟腺毛的膨大角质层呈半月形。 　　为了观察清楚，可用苏丹Ⅲ染色或苏丹Ⅳ染色，挥发性的芳香油被染为橙红色，角质层与细胞壁的界限更清楚。观察的同时，用手摸一摸薰衣草的叶子或花萼，闻一闻手指，会感到有一种芳香气味。 　　如果用保存的干的薰衣草花萼做实验材料，观察其腺毛，可以平铺展开花萼在载玻片上观察，最好用苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染色。可以解决冬季做此实验时缺乏材料的问题，但效果不如新鲜材料好。 　　作业： 　　绘薰衣草腺毛侧面观和顶面观的细胞图。 第四部分 种子和幼苗实验十七 菜豆和小麦种子的形态结构 　　（一）菜豆（双子叶植物）种子的形态结构 　　取用水浸泡过的菜豆种子（一般用冷水浸泡24小时，用温水浸泡12小时即可），其形状为肾形。在其凹陷的一侧，有一黑色斑痕，为种脐，其相对突起的一侧为种脊。用手指压种脐附近，可看到有水和气泡由一小孔中溢出，此孔就是珠孔，菜豆萌发时，胚根由此处穿出。用刀片自种脊处把种皮割开，剥去种皮，剩下的部分是胚。同时还要注意有没有胚乳？为什么？ 　　剥出的胚，观察下列四个部分： 　　1．子叶 就是习惯称为豆瓣的部分，共两片。注意它的厚度与形状，并比较它与正常的叶有哪些不同。 　　2．胚芽 位于两片子叶之间，胚轴的上端。试把两片子叶去掉，用放大镜或双筒解剖镜观察，并借助解剖针解剖，看清它是由生长锥和几片幼叶组成。 　　3．胚根 与胚芽相对的一端，有一个光滑的突起，就是胚根。 　　4．胚轴 胚根和胚芽相连接的部分，也是子叶着生部位及其上、下方。 　　（二）小麦（单子叶植物）麦粒①的结构 　　取已浸泡好的麦粒（浸泡方法同菜豆种子）。观察其外形，然后用刀片沿其纵沟切为两半。用放大镜或双筒解剖镜观察，能否分出果皮与种皮、胚和胚乳三部分。最后可用碘-碘化钾溶液染色，哪部分被染上颜色？什么颜色？为什么？ 　　取小麦麦粒纵切面的永久制片做进一步观察，这些制片是用席夫试剂（PAS）—铁矾苏木精—桔红G复染的切片。这种染色方法可将不同组织，特别是一些贮藏物质染成不同颜色。 　　观察时，可自外向内观察，首先看到的是由死去的厚壁细胞和薄壁细胞（大多已挤压变形）组成的果皮和种皮，在它们之间分不出界限。紧接果皮和种皮的是一层排列整齐，细胞较大，细胞核明显，细胞质较浓厚并充满颗粒的糊粉层。在这层细胞中含有脂类和贮藏蛋白质。蛋白质在切片上被染为橙黄色。胚乳占整个切片的大部分，其中许多被染为紫红色大小不等的颗粒是淀粉粒，在这些颗粒的中央还可看到黑色的脐点。其间也有些较小的被染成橙黄色的是蛋白质，但要比糊粉层细胞中的少得多。 　　在种子纵切片的一侧，被染为橙黄色的是胚，很易识别。大的盾片与胚乳细胞相接触，在盾片的相对一侧有一小的突起，为外胚叶，由于外胚叶很小，如果切片没有切正，则看不到。在胚轴的上端，可看到胚芽的结构，在切片上识别出胚芽鞘、真叶和生长锥。有的切片上还能看到腋芽。在胚轴的下端，可看到胚根鞘，在其内有根冠和生长锥。 　　作业： 　　1．绘菜豆种子外形图，表示种脐、珠孔和种脊。 　　2．绘小麦麦粒的纵切面轮廓图，表示出各部分结构。 　　3．菜豆成熟种子为什么没有胚乳？用简单文字说明。 实验十八 幼苗的结构及其形成的过程　 　　观察比较小麦[或玉米（Zeamays）]、菜豆和蓖麻（Ricinuscommunis）的种子萌发和幼苗形成的过程。 　　实验前将小麦、菜豆和蓖麻种子各10粒，用水浸泡，使其吸足水分，然后播种在蛭石中。种植的容器如花盆或玻璃缸要深一些，最好能达到10厘米。种植在蛭石中比种在土壤中好，不但取样时不损伤根系，而且蛭石疏松通气保湿，有利于种子萌发和幼苗生长。播种后，放于20－25℃温室中，定期观察。根据萌发和幼苗生长情况，定期取样（间隔天数依植株生长快慢而定），并记录每种植物的生长情况。 　　观察记录时应注意下列几方面： 　　1．主根、侧根形成的过程，有无不定根发生？如果有不定根，它们是从哪些部位长出的？根系的类型。 　　2．胚轴的情况，能否分出上胚轴和下胚轴？胚轴是否伸长？如果伸长，是哪部分伸长？ 　　3．能否看到子叶？子叶的数目和形状。是否出土？出土后发生什么变化？ 　　4．胚芽怎样从土（或蛭石）中伸出的？哪些植物有胚芽鞘？真叶怎样发育的？顶芽和腋芽的开展情况。 　　每次观察的样品，观察记录后，夹入标本夹中，做成标本。最后把每种植物幼苗形成过程的标本，依次粘贴在台纸上，做为本次实验作业的一部分。 　　作业： 　　1．总结观察结果，说明小麦、菜豆和蓖麻三种植物幼苗形成过程中有哪些异同？能归纳为几种类型？ 　　2．把观察过的样品，做成标本，依发育过程粘贴在台纸上，并用铅笔注明各部分名称。 第五部分 植物的营养器官 实验十九 向日葵和小麦的根系　 　　（一）向日葵的直根系 　　将砂培的向日葵（Helianthus annuus）幼苗（苗龄一个月左右，具两片真叶）小心地从砂内拔出，在水中轻轻漂洗去附着的砂土，注意尽量不要损伤和丢失细小的侧根。然后把洗净的根系漂浮在盛有水的浅塘瓷盘里（为便于观察，在盘底铺上黑色背景），参照图19-1将根系整理好，作如下观察：首先分辨出主根和侧根，计算从主根上发生了多少条侧根，侧根与主根成多大的角度。再数一数一个一级侧根上生长的二级侧根的数目。你所观察的向日葵幼苗的最小的侧根是第几级侧根？向日葵的整个根系呈什么形状？应当属于何种根系？最后，用米尺测量根系的宽度和深（长）度。 　　（二）小麦的须根系 　　发后胚根形成的主根长出后不久即停止生长，而由胚轴和茎下部的节上生出许多不定根。主根和不定根一起组成了须根系，它的每条根的长短和粗细都相差不大，无明显的主根，形成一个相当均匀的体系（图19-2），将植株牢固地固着在土壤表层。 　　按观察向日葵根系的方法观察砂培小麦幼苗（苗龄一个月）的根系。比较小麦根系与向日葵根系有何区别？能否分辨出主根与不定根？小麦的不定根是从什么部位发生的？ 　　作业： 　　按下表项目测量向日葵和小麦的根系，并比较它们的形态特征，说明它们各属于哪种类型的根系及其理由。植物/宽度/深度/一级/最小侧根/根系形状 实验二十 小麦根尖 　　取出在25—30℃温箱中培养3-4天的小麦幼苗，此时的幼苗只露出一个不长的由胚芽鞘包着的胚芽，以及2—3条1—2厘米长的幼根。用放大镜先观察根的外部形态，根毛发生在什么部位？根毛呈什么形态？ 　　为了观察清楚，用刀片截取0.5—1厘米长的根尖（带有一部分根毛）。将截取的根尖置于盛有碘-碘化钾溶液的培养皿内，过0.5—1分钟后取出根尖，放在载玻片上，加一滴蒸馏水，盖上盖玻片，在低倍物镜下观察根尖的分区。 　　可以看到根的最前端的帽状部分细胞内有染成深蓝色的颗粒物，此部分即是根冠区（想一想这些深蓝色颗粒是什么？）;根冠区后面细胞密集，细胞质浓厚，细胞核大的部分是分生区；再向后细胞逐渐伸长的部分是伸长区；表皮细胞向外突出形成根毛的部分是成熟区。取小麦根尖纵切面的永久制片，在显微镜下观察，可以更清晰地了解各分区的特征（图20—1）。 　　1．根冠 像一个圆锥形的套子罩在根尖的最前端，保护着分生组织。根冠由许多薄壁细胞组成，细胞中常含有淀粉粒。它的外层细胞因根生长时与土壤颗粒磨擦损伤而脱落。同时，分生组织的细胞不断分裂，产生新的细胞来补充，使根冠始终保持一定的形状和厚度。根冠外层细胞被擦伤破损时常形成粘液，以减小根尖与土壤的磨擦力，利于根在土壤中的生长。 　　2．分生区 分生区位于根冠之后，由分生组织细胞组成，分裂能力强。分生区不断地细胞分裂，使细胞数目不断增加。此区域的细胞在切片上近似正方形，排列紧密，无细胞间隙，细胞质浓厚，细胞核大，占据整个细胞相当大的部分。在切片上可看到有的细胞正处于分裂状态。 　　3．伸长区 在分生区之后，细胞逐渐伸长成长方形，离分生区越远细胞的长与宽之比越大，细胞分裂越少，细胞内的液泡也越来越大。在细胞伸长的同时也开始了细胞的分化。它的最外层是原表皮层，以后发育为表皮；中央是原形成层，以后发育成维管柱；原表皮层和原形成层之间是基本分生组织，以后发育成皮层。 　　小麦根的伸长主要是靠分生区细胞分裂增加细胞数目，以及伸长区细胞的伸长加大长度，特别是细胞的伸长。 　　4．成熟区 也叫根毛区，位于伸长区的后方。此区域的细胞已停止伸长，并分化成熟，细胞各自执行自己的生理功能。成熟区最明显的标志就是表皮细胞向外突出形成了根毛，在维管柱中可以看到分化的导管。 　　最后，在显微镜下仔细观察根毛，注意根毛是由什么细胞发生的？根毛和发生它的细胞之间有细胞壁隔开吗？一根根毛是由几个细胞组成的？最短的根毛在根毛区的什么部位？长的根毛在什么部位？那么，新的根毛是在哪个部位形成的呢？ 　　作业： 　　绘小麦根尖纵切面轮廓图，表示各个分区。 实验二十一 葱和鸢尾根的初生结构　 　　葱（Allium fistulosum）和鸢尾（Iris tectorum）都是单子叶植物，它们根的结构比较典型，是较好的实验材料。由于它们是单子叶植物，因而根中只有初生结构。 　　（一）葱根的结构 　　观察葱根横切面的永久制片（用番红和固绿染色）（图21-1）先用10×物镜观察，然后转换40×物镜仔细观察下列各部分： 　　 　　1．表皮 是成熟区最外面的一层细胞，由原表皮层发育而成。是生活的细胞，细胞壁薄，近似长方柱形，排列整齐，无细胞间隙。在永久制片上可看到有些表皮细胞向外突出形成根毛。根的表皮在光学显微镜下看不到有角质层存在，它是吸收水分和无机盐的吸收组织。 　　2．皮层 表皮以内维管柱以外是皮层，葱根的横切面上，皮层占有较大的比例，它代表了一般根的初生结构的特点。皮层由多层大而薄壁的细胞组成，细胞排列疏松，具较大的细胞间隙。由于根埋于地下，它的皮层细胞中一般不含叶绿体。皮层的最外一层紧靠表皮的细胞常排列整齐，无细胞间隙，称外皮层。在较老的葱根的切片上可见到外皮层的栓质化的壁被染成红色。当表皮脱落时，外皮层细胞壁栓质化，起保护作用。 　　皮层的最内一层细胞较小，排列紧密，在其径向壁和横向壁上有部分带状的加厚，并木质化和栓质化，围绕细胞一周，这就是凯氏带（图21－2）。由于观察的材料是10微米厚的切片，将大多数细胞切成两半，因而不易看到完整的围绕细胞一圈的凯氏带。用高倍物镜仔细观察，在其被切开的径向壁上，可看到局部区域壁较其它部分厚，被染成红色（因其在切片上呈点状，故亦称为凯氏点）。在有的细胞上，由于正好切于细胞的横向壁，因而可看到一条染成红色的带横在细胞壁上。内皮层细胞的原生质体较牢固地附着在凯氏带上，使根吸收的水及其溶质必须通过内皮层细胞的原生质体才能进入输导组织，因而凯氏带起着加强控制根内物质转移的作用。 　　 　　3．维管柱 皮层以内的中央部分为维管柱。它由中柱鞘、初生木质部和初生韧皮部组成，在葱根的中心是没有髓的，但在许多单子叶植物根的中央可以看到薄壁细胞形成的髓。 　　中柱鞘是内皮层里面的一层薄壁细胞，形状较扁，排列较整齐，比内皮层细胞略小。这些细胞具有潜在的分生能力，侧根、形成层的一部分及木栓形成层皆由此发生。 　　葱根的中央是一个大的导管，其它导管排列成六个辐射的棱角，是六原型的初生木质部。由于木质部细胞的壁大多木质化而被染料染成红色，导管分子又大于周围的细胞，因而很容易识别出木质部。初生木质部每一束的外面部分导管较小，是原生木质部，里面的部分导管较大，是后生木质部。原生木质部先成熟，后生木质部后成熟。因此，在根中初生木质部是由外向内渐次成熟的，称为外始式。 　　初生韧皮部束与初生木质部束呈相间排列，因而每一种植物的根里，初生木质部和初生韧皮部的束数是相同的。在葱根的永久制片中，可以看到在相邻的两初生木质部束之间，靠近中柱鞘的一侧，有一些细胞的直径比较大，细胞壁薄，细胞内含有原生质体，但无细胞核。其旁常有直径较小而原生质体更浓的细胞，它们都被染成绿色，这就是韧皮部。直径较大的细胞是筛管分子，旁边的小细胞是伴胞。 　　葱根的结构代表着一般根的初生结构。各种植物根的初生结构的差别主要是木质部束的数目不同，例如萝卜、甜菜是二原型的，蚕豆是四原型的，而棉花则是五原型的。 　　（二）鸢尾根的内皮层结构 　　鸢尾是单子叶植物。因此，和葱根一样它只有初生结构，没有次生加粗生长，而是在老根的内皮层细胞壁上形成了五面加厚。 　　鸢尾根的内皮层结构在早期和葱根相同。但很快就在内皮层细胞壁上堆积栓质的薄层，以后，所有的内皮层细胞壁，除了外面的壁以外，其它各面都加厚，而且强烈地木质化。在横切面上内皮层细胞呈现出特殊的“马蹄”形。在内壁和两侧壁上具有明显可见的有层次的厚壁，只有外壁较薄。 　　取鸢尾根的永久制片，在显微镜下仔细观察上述的内皮层的结构。注意内皮层细胞是否全部呈现“马蹄”形的加厚？有没有一些细胞的壁不加厚？这些壁不加厚的细胞处于什么位置？它有什么特殊意义？我们称它为什么细胞？　 　　作业：　　 　　1．绘葱根横切面细胞图，表示各部分的结构。 　　2．说明通道细胞所在的位置及其生理功能。 实验二十二 蚕豆根的结构 　　蚕豆（Vicia faba）属双子叶植物，它不但有顶端生长，也有加粗生长。因此，蚕豆的幼根中可以观察根的初生结构，而在老根中还可观察其次生结构。 　　（一）观察蚕豆根徒手切片 　　取已生长15—20天的蚕豆幼苗，用水将根系冲洗干净，分出主根及其各级侧根，借助放大镜仔细观察根尖的结构。由于根从土壤中拔出时受到损伤，根的前端往往折断，因此，观察时注意一定要找到具有完整根尖的主根或较大的侧根。然后，自根毛区起向上逐段作横切面（每段可间隔0.5-1厘米，越近顶端间隔越短）。在显微镜下逐个观察这些切片，了解它们的初生结构与次生结构。为便于观察可将切片用中性红染色。 　　（二）蚕豆根的初生结构 　　取蚕豆幼根的永久制片，在显微镜下仔细观察其初生结构（图22－1）。 　　1．表皮 由一层细胞组成，细胞排列紧密而整齐，无细胞间隙。可以看到有的表皮细胞突出形成根毛。 　　2．皮层 由多层形状较大的薄壁细胞组成，具有明显的细胞间隙。在显微镜下，可看到三个大的皮层细胞相邻处，有一小的三角形的区域，这就是细胞间隙。在较老的根中可看到有1—2层排列紧密的外皮层细胞。当根毛枯萎后，它们的细胞壁栓质化，起保护作用。在内皮层上可清楚地看到被番红染料染成红色的凯氏带。 　　3．维管柱蚕豆根的中柱鞘一般由一层细胞组成。但对着木质部束处常为二三层细胞。初生木质部是四原型的（有的是五原型）。可以看到木质部束的外端由最小的导管组成，而中央的导管比较大。初生韧皮部在木质部束之间形成分散的束。在韧皮部的外侧可看到有染成绿色的厚壁的韧皮纤维束。 　　（三）蚕豆根的次生结构 　　取蚕豆老根的永久制片，在显微镜下观察其次生结构。 　　1．形成层 蚕豆根的形成层首先是由初生木质部与初生韧皮部之间的薄壁细胞恢复分裂能力形成的，然后逐渐向两边延伸，直至中柱鞘的对着木质部束处的细胞恢复了分裂能力，这时，形成层就在初生木质部和初生韧皮部之间成为完整的一圈。在显微镜下看到位于木质部与韧皮部之间的一些径向排列很整齐、形状扁平的薄壁细胞，看上去好似垛叠整齐的砖块，就是形成层。 　　2．次生结构 形成层细胞分裂产生的细胞，向外分化形成次生韧皮部；向内分化形成次生木质部，中间始终保持一层具分裂能力的形成层细胞。次生木质部和次生韧皮部的组成成分基本上与初生木质部和初生韧皮部相同。在次生木质部和次生韧皮部中常有一些薄壁细胞排列成径向的行列，它们贯穿于次生结构之中，这就是维管射线。 　　在观察蚕豆老根横切面的永久制片中，由外向内依次可见到以下结构：表皮、皮层、初生韧皮部、次生韧皮部、形成层、次生木质部、初生木质部。维管射线不太明显。注意中柱鞘起源的形成层产生的射线比较宽。 　　蚕豆根形成周皮是相当迟缓的。在永久制片上常不能看到周皮的形成。在根毛死亡的区域残余的表皮下可看到2—3层皮层细胞，细胞壁被栓质浸透，这是外皮层，起保护作用。 　　作业： 　　1．绘蚕豆幼根（初生结构）轮廓图。 　　2．绘蚕豆老根（次生结构）部分细胞图。 实验二十三 蚕豆侧根的发生　 　　从实验十九对根系的观察中，可以看到侧根发生在近顶端的部分，一般在成熟区中就可以看到侧根原基的形成，侧根起源于中柱鞘。发生侧根时，中柱鞘某些部位的细胞恢复分裂能力，经几次平周分裂，增加了细胞层数，形成了向外的突起，然后再行平周分裂和垂周分裂，使突起变大，组成了侧根的生长锥。侧根生长锥的细胞再不断地分裂、伸长，使其穿过皮层，突破表皮进入土壤。侧根的这种起源方式叫内起源（图23—1)。 　 　　在显微镜下观察蚕豆侧根发生的横切面和纵切面永久制片。在横切面上，可看到一团被染成红色的、等直径的、核较大的分生组织细胞组成的侧根的生长锥已经形成，它从中柱鞘开始向皮层突出，并可见到侧根生长锥周围的皮层细胞已经破毁。然后再观察其纵切面制片，同样可以看到侧根从中柱鞘起源。观察中应特别注意侧根是从中柱鞘的哪一部分细胞发生的？侧根通常起源于中柱鞘的一定的部位。蚕豆根是四原型的，侧根常发生在对着木质部束的位置，三原型的也是这样；二原型的根中，侧根发生在木质部与韧皮部之间的位置上；而许多多原型根中，则是发生在对着原生韧皮部的位置上。 　　作业： 　　绘图表示蚕豆侧根发生的位置。 实验二十四 根瘤和菌根 　　（一）根瘤 　　豆科植物的根系上常常有一些瘤状结构，称为根瘤（图24-l）。根瘤是由于根瘤菌从根毛侵入，然后穿入皮层的细胞，大量繁殖，同时分泌一些刺激物质，使邻近的皮层细胞强烈分裂，体积膨大，在根上形成了瘤状突起。 　　根瘤菌一方面从皮层细胞吸取水分和养料，另一方面它能固定空气中的游离氮，转变成能被植物利用的含氮化合物，成为植物氮素营养的一个来源。因而根瘤菌和高等植物是共生的关系。 　　取蚕豆和大豆（Glycine max）根系，观察根瘤的外部形态。在较幼小的侧根或主根上，有一个个球形的瘤状突起物，表面比较粗糙，且高低不平，有的呈白色或浅绿色，有的呈粉红或红色。根瘤的大小不一，但都明显地比根的直径大，它们大多分布在主根或一级侧根上。然后取蚕豆根瘤横切面的永久制片，在显微镜下观察，可以清楚地看到，由于细胞的强烈分裂和体积的增大，使皮层部分畸形增大，形成了瘤状突出物，结果使根的维管柱以相当小的比例偏在一边。在高倍物镜下可以看到皮层细胞中分布有许多染成蓝黑色的短杆菌，这就是共生的根瘤菌。 　　（二）菌根 　　菌根是与真菌共生的根，真菌从植物获取所需的有机营养。反过来，它又供给植物体以水分和无机盐，有些真菌还有固氮作用。按照真菌在根中的着生部位不同，可分为两类：外生菌根和内生菌根。很多木本植物和裸子植物都可产生菌根，如油松（Pinus tabulaeformis）、圆柏（Sabina chinensis）、柳树（Sa-lix）、鹅耳枥（CarPinus）、毛白杨（Populus tomentosa）、山杨（Populus davidiana）、栓皮栎（Quercus variabilis）、桦树（Betula）等等。 　　1．外生菌根 挖取松树（Pinus）的最细小具根尖的侧根，观察其外部形态，在根尖看不到根毛，根的前端变成“Y”形的钝圆的短柱状，好似一个小短棒，许多菌丝包在根的外面（图24—2）。从切片上可看到真菌的菌丝体侵入皮层细胞的细胞间隙，但不侵入细胞内部。其它植物的菌根从外形上看也是短粗的棒状，好象较僵硬的样子。 　　2．内生菌根 取地锦槭（Acer mono）幼根横切面的永久制片，在显微镜下观察。根的各部分结构完好无缺。角质层、表皮层、皮层和维管柱界限分明，在大部分皮层细胞里有被切成片段的真菌的菌丝体，而在细胞间隙里是没有菌丝的（图24-3）。 　　作业： 　　1．绘根瘤外形图，表示根瘤形状及其在根系中的分布情况。 　　2．绘一轮廓图，表示根瘤的内部结构。 　　3．绘图表示两种菌根的内部结构。 实验二十五 茎的形态和芽的结构 　　（一）丁香枝条的外形 　　取二年生的丁香（Syringa）枝条，观察其外部形态，茎上着生叶子的部位叫节，丁香枝的一个节上相对着生两片叶子，为对生叶序。相邻的两个节之间的部分叫节间。叶和茎之间的部分是叶腋，每个叶腋处着生有腋芽。枝条的顶端着生有顶芽。叶子脱落后，在节处留下的痕迹称叶痕。丁香茎的表面还可看到许多小白点，这是皮孔。在当年的茎与去年的茎相连接处，可见到有密集的痕迹，这是芽的鳞片脱落后留下的痕迹，称芽鳞痕。据此可推断出枝条的年龄（图25－1）。 　　大部分植物的茎为圆柱形，也有一些植物的茎呈方柱形（如益母草等唇形科植物）；还有的植物的茎呈三角形（如莎草科植物）。 　　（二）丁香冬芽的结构 　　芽包括茎尖分生组织及其外围的附属物，是一个缩短了的枝条。冬季气候寒冷而干燥，为抵御不良环境条件，保护顶端分生组织安全越冬，第二年春季能正常生出枝叶和开花结实，在芽中的分生组织被变态的叶子—芽鳞保护。芽鳞的细胞具厚的栓质化及木质化的细胞壁，它们在芽的最外层，芽鳞的里面是幼嫩的幼叶和叶原基。中心才是顶端分生组织。 　　从丁香枝上取一个外观较瘦小的芽，在解剖镜下用解剖针逐个剥去外面的芽鳞，再剥去幼叶，就可以看到里面的生长锥。 　　（三）芽的类型 　　按芽着生的位置不同可分为顶芽、腋芽和不定芽。着生在枝条顶端的芽是顶芽，每一枝条的顶端都有顶芽。着生在叶腋处的是腋芽，一般每一叶腋只生一个芽，也有的植物可生几个芽。生于其它部位的芽是不定芽。 　　按芽的性质不同可分为叶芽、花芽和混合芽。开放以后生成枝叶的芽叫叶芽；开放后生成花或花序的芽是花芽；而开放后既生枝叶又生花的是混合芽。 　　取丁香枝上两种外观不同的芽，首先观察它们的外部形态有什么区别？然后，在解剖镜下作解剖观察，它们各是什么性质的芽？ 　　（四）茎的分枝方式 　　1．单轴分枝 顶芽永远保持生活能力，不断地向上生长，形成明显的主干，同时侧芽发展成侧枝（图25－2，A）。如杨树（Populus）、松树（Pinus）。 　　2．合轴分枝 顶芽生长发育达到一定的时期，便停止生长或死亡，有的植物的顶芽则变成了花芽，致使原来的主轴不能继续向前发展，而顶芽下方的侧芽萌发形成枝条，代替了原来的主轴（图25-2B）。如番茄（Lycopersicon esculentum）、马铃薯及陆地棉（Gossypiumhirsutum）的果枝。 　　3．假二叉分枝 这种分枝方式发生在具对生叶序的植物里，顶芽发育到一定的时期停止生长或变成花芽，其下对生的两个侧芽一起发展成为新的枝条（图25-2，C）。如茉莉（Jasminumsambac）、接骨木等。你观察的丁香分枝属于哪种类型？ 　　4．禾本科植物的分蘖 取越冬前的冬小麦幼苗观察，其茎基部的节间不伸长，节间短缩，使节挤集在一起，埋在土中近地面处，这就是分蘖节。从分蘖节处发生了许多不定根，组成植株的须根系。同时，此处的腋芽抽生形成分枝，这样的分枝称为分蘖。主茎上发生的分蘖是一级分蘖；一级分蘖上的腋芽抽生成二级分蘖……以此类推。 　　作业： 　　绘丁香枝条外形图，注明各部分，并说明它属于哪种分枝方式，为什么？ 实验二十六 丁香茎尖 　　丁香茎尖和根一样，主要由分生组织组成，顶端分生组织连续地细胞分裂并分化形成了植物的地上部分。茎尖和根尖不同，外面没有帽状结构，而是被许多幼小的叶片紧紧包裹。从丁香茎尖的纵切面永久制片，可以看到中央略微突起的宽的圆锥体是原分生组织，其基部有对称的成对的小突起，是叶原基，这些突起越近基部越大，这是幼叶的形成过程。在幼叶的叶腋里的小突起是腋芽原基，永久制片中可以看到基部较大的幼叶的叶腋里已经形成了腋芽（图26－1）。 　　原分生组织的下面是初生分生组织，在此区域细胞已开始分化为原表皮层、原形成层和基本分生组织。与根的初生分生组织不同的是原形成层成束地分散于基本分生组织中，并排列成一圈。 　　初生分生组织所产生的细胞，继续长大分化，沿茎的纵轴方向伸长，形成伸长区。茎的伸长区要比根的伸长区长得多。 　　伸长区的下面是成熟区，这时原形成层束已发育成为维管束，由初生木质部、初生韧皮部和束中形成层组成。 　　叶和芽的起源不同于侧根的内起源，它们是由叶原基或腋芽原基位置处的表面第二、三层细胞平周分裂形成突起，同时，突起的表面层的细胞垂周分裂而形成的，因此叫外起源。 　　作业： 　　1．绘丁香茎尖纵切面轮廓图。 　　2．用文字说明茎尖和根尖在形态上和结构上的区别。 实验二十七 向日葵茎的结构　 　　（一）向日葵茎的初生结构 　　取向日葵小苗近顶端部分的茎，作徒手切片。切片用次甲基蓝或中性红染色，然后在显微镜下观察，可看到向日葵幼茎的横切面分为表皮、皮层和维管柱三部分（图27-1）。 　　表皮由原表皮层发育而来，为一层排列紧密，形状规则，外侧壁上有角质层的保护组织细胞，表皮层上还有气孔和表皮毛。 　　皮层由基本分生组织发育而来，细胞的特点与根的皮层细胞类似，但是，在茎中皮层所占的比例明显地比根中的少。皮层的最外部有成束的厚角组织，可以增强幼茎的支持能力。皮层的最内一层细胞常贮藏丰富的淀粉粒，可用碘-碘化钾溶液染成蓝色，这层细胞特称为淀粉鞘。 　　维管柱由维管束、髓和髓射线组成。维管束在皮层的内侧分散地排列成一圈，是复合组织。它的外部是初生韧皮部，内部是初生木质部，在韧皮部和木质部之间有几层排列整齐而紧密的细胞是束中形成层。初生木质部和初生韧皮部的组成成分与根的一样。茎与根的差别在于茎的初生木质部的发育方式是内始式，原生木质部位于木质部的最里面；而根的初生木质部却是外始式。 　　髓位于茎的中央，由基本分生组织发育而来，多为具细胞间隙的薄壁细胞。 　　在相邻的维管束之间的薄壁组织是髓射线，它连接了皮层和髓，使薄壁组织成为互相联系的系统。 　　上述结构观察完毕后，另取两个切片，分别滴加碘-碘化钾溶液和间苯三酚溶液染色。然后分别用显微镜观察。在加碘-碘化钾溶液的切片上，可见到皮层的最内层细胞中含有蓝色的颗粒，这就是淀粉鞘。而间苯三酚则将导管分子和纤维细胞的加厚并木质化的壁染成桃红色。 　　最后，取向日葵幼茎横切面的永久制片，在显微镜下对照徒手切片作详细的观察。 　　（二）向日葵茎的次生结构 　　取不同发育时期的向日葵茎横切面的永久制片，观察其次生结构形成的过程。 　　形成层的形成当原形成层在初生生长中发育为初生维管束时，在初生木质部和初生韧皮部之间保留下一层原形成层细胞，它们不分化，始终保持有分裂能力，以后即成为形成层的一部分——束中形成层。当次生生长开始时，与束中形成层部位相当的髓射线细胞，重新获得分生能力成为分生组织，它们构成了形成层的另一部分——束间形成层。此时束中形成层和束间形成层互相连接，在茎中出现了完整的一圈形成层。在显微镜下看到木质部与韧皮部之间有几层径向排列很整齐、形状扁平的细胞即为形成层。想一想为什么看到的是几层细胞而不是一层？此后，形成层原始细胞分裂的细胞向内分化为次生木质部，向外分化为次生韧皮部。注意木质部中染成红色的、直径较大的厚壁的细胞是导管或管胞；一些直径较小、呈多边形的厚壁细胞是纤维。韧皮部由筛管、伴胞、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞组成。维管束外侧的一小束具有厚的细胞壁并被染成红色的细胞就是韧皮纤维，它有机械支持的作用。细胞的直径比较大，细胞壁薄被染成绿色的是筛管；紧邻筛管的细胞质浓厚而较小的细胞是伴胞。 　　作业： 　　1．绘向日葵茎次生结构横切面轮廓图。 　　2．绘向日葵幼茎中一个维管束横切面细胞图。 　　3．比较茎的初生结构和根的初生结构的异同。 实验二十八 椴树茎的结构 　　木本植物的茎，由于每年形成层的活动，向内形成的次生木质部的数量远比向外形成的次生韧皮部的量多。再加上韧皮部随着周皮的不断形成而脱落，所以木本植物的茎绝大部分是次生木质部，它为植物的生活提供了巨大的输水结构和支持结构。从经济意义上讲，次生木质部是木材的来源。 　　（一）椴树（Tilia）茎标本的观察（也可用其它木材） 　　1．年轮 在木质部里，形成层的活动受到生长季中不同气候条件的影响。春季气候温和，雨量充足均匀，形成层活动旺盛，形成的细胞大而壁薄，材质显得疏松，颜色较浅称早材。生长季后期，天气渐冷，形成层活动逐渐减弱，直至最后停止活动，所形成的细胞小而壁厚，材质紧密，颜色深称晚材。这样年复一年周期性活动的结果，使前一年生长季后期形成的晚材与当年生长季早期形成的早材之间界限分明，这就是年轮线。数一下你所观察的标本生长几年了？每一年轮中哪部分是早材？哪部分是晚材？ 　　2．边材和心材 靠近形成层的近期的年轮，其中的导管有输导水分的功能，木薄壁细胞和木射线细胞都是生活的，是木质部中具功能的部分，这部分的颜色比较浅，是边材。 　　中心的部分颜色很深，是心材。其中的导管由于周围相邻的薄壁细胞侵入腔内，形成侵填体，而将导管堵塞，使其失去输水功能，同时有一些物质如树脂、树胶、丹宁等渗入细胞壁或进入细胞腔内，从而使心材色深而质硬。心材的木薄壁细胞和本射线细胞是死细胞。 　　（二）椴树茎的发育过程 　　观察距生长点不同距离的椴树茎的横切面永久制片，可以了解其大致的发育过程。制片上有大小不同的四排切片①，它们都是第一年的茎，直径越小的切片离生长点的距离越近，它的组织就越幼嫩。 　　第一排切片：直径最小，离生长点最近。此切片中初生分生组织已分化，原表皮层经过很少的变化形成一层表皮细胞；基本分生组织的变化也较小，主要是细胞扩大，液泡发达，细胞间隙出现，近维管束处稀疏地分布着大而色深的粘液细胞。此时，厚角组织还未形成。原形成层细胞较小，在横切面上呈多边形，径向的直径比切向的直径要短，具有浓厚的细胞质。它经细胞分裂向心地形成初生木质部，可见最近中心的原生木质部导管加厚的壁已形成。还可看到离心地形成的原生韧皮部。髓射线不明显。髓的边缘近原生木质部处有大而染色深的粘液细胞。 　　第二排切片：是椴树茎的初生结构。表皮细胞的外壁上形成了薄的角质层，表皮下的几层皮层细胞分化形成厚角组织。在皮层和髓中可见到大的分泌腔。原形成层分化形成后生木质部和后生韧皮部。并且在二者之间已出现束中形成层，与此同时束间形成层也已开始形成。形成层细胞呈长方形。 　　第三排切片：在韧皮部内形成了厚壁的韧皮纤维束。形成层细胞分裂形成了次生木质部和次生韧皮部，维管射线也清晰可见。表皮细胞外壁上有一厚层角质层，显微镜下呈无色半透明状。表皮细胞下面已形成完整的一圈周皮，可看到周皮由几层木栓层细胞，一层木栓形成层细胞和一层栓内层细胞组成。这说明椴树茎的周皮是由表皮下的皮层细胞恢复分裂能力而形成的。 　　第四排切片：周皮比第三排切片的茎加厚了，可见到有的地方木栓层的细胞层数较多，而有些地方则较少，这是什么原因？形成层的活动已形成了大量的次生木质部和较少量的次生韧皮部。髓射线在韧皮部的外部明显加宽，呈喇叭形。周皮外面仍有表皮细胞。 　　（三）观察二年生成熟的椴树茎横切面永久制片 　　在显微镜下识别周皮、皮层、韧皮部、形成层、木质部、维管射线、髓和髓射线（图28－1）。然后再详细观察每一部分的组成成分。同时考虑下列问题： 　　周皮由哪些部分组成？木栓层细胞有什么特点？木栓形成层和栓内层各由几层细胞组成？在观察中如何证实它们是生活的细胞？ 　　韧皮部由哪些成分组成？那些成束的厚壁细胞为什么被染成红色？筛管有什么特点？在切片上如何识别它？那些位于筛管一侧的薄壁的、具有大细胞核和浓厚细胞质的细胞是什么？ 　　木质部在横切面中占有多大的比例？它由哪些成分组成？导管和管胞有什么不同？什么是年轮？你所观察的材料是几年的？怎样确定的？ 　　你看到髓射线了吗？它们呈什么形状？它与维管射线有什么不同？ 　　有没有髓？在什么位置？在观察中怎样区别髓与木质部？ 　　作业： 　　1．绘二年生椴树茎横切面的轮廓图。 　　2．绘皮层、木质部及韧皮部的部分细胞图。 实验二十九 油松茎的结构 　　松柏类植物的茎与木本双子叶植物的茎非常相似，也是由表皮、皮层和维管柱三部分组成。形成层的分裂活动形成了次生木质部和次生韧皮部，使茎不断加粗。 　　它们之间的不同点在于裸子植物的木质部一般不含导管和纤维，以管胞作为输送水分的输导组织；韧皮部中不含筛管和伴胞，以筛胞作为输导组织；此外，松柏类的木质部和韧皮部里都具有分泌树脂的树脂道。 　　成熟的管胞是一个具有完整细胞壁的死细胞，呈长纺锤形，壁厚而木质化，上面有许多具缘纹孔。而筛胞则是细长的生活细胞。 　　（一）油松茎标本的观察 　　观察油松茎的标本，区分树皮、年轮、边材和心材。 　　用放大镜观察其木材，试说明它与椴树茎木材有何不同。 　　（二）观察油松茎横切面永久制片 　　1．周皮 由木栓层、木栓形成层和栓内层组成。 　　木栓层细胞可分为薄壁的与厚壁的两种类型。永久制片中染色深的是厚壁的木栓细胞，可见其细胞壁呈层状加厚，壁上有许多纹孔，并可看到明显的纹孔道。薄壁的木栓细胞染色很浅。木栓形成层和栓内层都是生活的细胞，这些细胞中都具有细胞核。 　　在永久制片的周皮中可以看到深色厚壁的木栓层和浅色薄壁的木栓层相互重叠或平行排列，这是为什么？ 　　2．皮层 大而薄壁的具细胞间隙的生活的薄壁细胞构成了皮层，其中分布有树脂道。在横切面上树脂道为一大的孔隙，周围整齐地、紧密地排列着一层形状较小的生活的上皮细胞。 　　3．次生韧皮部 外形为扁长方形，细胞壁薄，在半径方向上排列整齐的细胞是筛胞。由于形成层的活动，茎不断加粗，挤压了外部的韧皮部，在永久制片上可清晰地看到被挤压而变形的筛胞。被染成深褐色的细胞是薄壁的蛋白细胞，另外还有射线薄壁细胞。 　　4．形成层 是韧皮部内方的一层扁长方形的生活细胞。由于它分裂的细胞还未分化成熟，因而在制片上看到的是数层排列极为整齐的细胞。 　　5．木质部 其中大部分细胞是管胞（图29－1，A），它兼行输导和支持的功能。木质部中无典型的纤维。木射线含有薄壁细胞，也含有射线管胞。射线管胞在射线方向上延长，无原生质体，具加厚的木质化的次生壁，壁上有具缘纹孔。 　　木质部和韧皮部中都有树脂道。 　　6．中央是薄壁细胞构成的髓。 　　（三）观察油松茎木质部径向切面的永久制片 　　径向切面是通过茎的中心，沿半径而作的纵切片。在径向切面（图 29-1，B）上所看到的射线是多列长方形的薄壁细胞横叠着，颇似直立的砖墙。 　　在径向切面上，管胞呈细长形，两端为半圆形，壁上的具缘纹孔由于正好面向我们，呈现出三个同心圆。木射线横列与管胞纵轴垂直。 　　（四）观察油松茎木质部切向切面（弦切面）的永久制片 　　切向切面是垂直于茎的半径而作的纵切面。在切向切面（图29－1，C）上所看到的射线的轮廓为纺锤形，由数个射线细胞构成。管胞呈长梭形，两端尖形，具缘纹孔被垂直切开，因而呈φ状。 　　作业： 　　1．描述松树茎与椴树茎在结构上有什么异同。 　　2．绘三个切面上所看到的管胞图。 　　3．根据什么特点来区分松茎纵切面中的径向和切向切面? 实验三十 玉米茎的结构 　　单子叶植物的茎和双子叶植物的茎不同，皮层和髓之间无明显的分界，称为基本组织，其中散布着许多维管束。单子叶植物一般无形成层，因而也无次生加粗生长。有些单子叶植物茎中维管束排列成两圈，中央的薄壁细胞瓦解形成了髓腔。 　　（一）观察玉米茎秆节与节间的浸蚀标本 　　截取成熟玉米茎一段（具2—3个节；最好取基部近根处的），从中间纵劈为二，然后浸泡于水中，置室温下（28—35℃），直至茎秆中薄壁组织被全部分解为止，取出用清水冲洗净被分解的组织，最后只剩下机械组织和维管束系统，晾干保存。 　　从浸蚀标本上可清楚地观察到玉米茎秆节和节间中维管束的分布情况，节间散布着许多纵向排列的维管束，无横向交叉的维管束；而在节的区域具有横向的维管束，使节处的维管束系统显得错综复杂。 　　（二）观察玉米茎节间横切面的永久制片 　　最外面的表皮细胞的外壁上有较厚的角质层。表皮下数层细胞较小，壁厚而木质化，是厚壁细胞，有机械支持作用。其内是薄壁细胞的基本组织，其中散布着许多维管束。 　　（三）仔细观察玉米茎的一个维管束 　　玉米茎的维管束为外韧维管束。木质部由3—4个较大的导管组成，呈“V”形排列，上端的两个大导管是后生木质部，下端由两个直径较小的导管组成了原生木质部。在茎的继续伸长中，原生木质部的导管往往因拉扯而被撕坏，成为一个空腔留在维管束中。韧皮部同样由筛管、伴胞和韧皮薄壁细胞组成。原生韧皮部被挤压至最外面，已失去功能。木质部与韧皮部之间没有形成层。在维管束的外边有数层厚壁细胞将其包围，这是由纤维形成的维管束鞘（图30－1），大大增强了茎秆的机械支持力量。 　　作业： 　　1．绘玉米茎横切面轮廓图。 　　2．绘玉米茎中一个维管束的细胞图。 实验三十一 向日葵的根茎转变 　　通过前面实验已了解了根的初生结构和茎的初生结构之间有很大的差异，那么，在一棵幼苗中，根和茎的交接处，根的结构是怎样转变为茎的结构呢？ 　　根茎转变的过渡区位于土壤表面处的根和茎之间，是一个根小的区域。转变的过程很复杂，而且有许多类型，常见的类型之一是四原型的根，初生木质部与初生韧皮部分别形成四束，相间排列。转变开始时，每一束初生木质部由外向内渐次纵裂成两束，一束从右面另一束从左面向外翻转180°。同时每束移至相邻韧皮部的内方，与韧皮部连接起来，每两束来自不同的木质部束的木质部与一束韧皮部相连，最后两束木质部合并成一束，同时在中央形成了髓。这时维管柱就由根的排列转变成了茎的排列〔参阅《植物学（形态、解剖部分）》127页，图4－123，A〕。 　　观察向日葵根茎转变的永久制片①。其上共有四排切片。最上面的一排是具初生结构的根的切片，可以看到典型的根的结构（图31-1，B，a）维管柱的外面有一层明显的中柱鞘细胞，中柱鞘的外面是一层内皮层细胞，其中一些细胞的壁上还隐约可见凯氏带的结构。维管柱中有四束初生木质部紧靠着中柱鞘细胞，细胞壁被染成红色的导管清晰可见。木质部束之间是四束初生韧皮部，很明显，初生木质部与初生韧皮部呈相间排列。 　　第二、三排切片是根向茎转变的过程。在第二排切片中可看到有两束韧皮部已各自分裂为二，变成总共有6束韧皮部，与此同时，初生木质部也开始分裂。在第三排切片中可看到初生木质部中的两束已各自分裂为二，而另外尚未分裂的两束则已向内翻转180°，与韧皮部结合成为外韧维管束（图31－1，B，b-d） 　　第四排切片中，根向茎的转变过程已基本完成，分裂的两束木质部已开始与分裂的韧皮部相结合形成维管束。这样就形成了具有六个维管束的茎的初生结构（图31－1，B，e、f），维管束之间是髓射线，茎的中央是薄壁组织的髓。 　　作业： 　　绘向日葵根茎转变过程的轮廓图。 实验三十二 叶的形态　 　　（一）完全叶与不完全叶 　　叶由叶片、叶柄和托叶三部分组成，具有叶片、叶柄和托叶的叶叫完全叶，三者缺少其一或其二为不完全叶。 　　观察豌豆（Pisum sativum）、苹果（Malus pumila）、桃（Prunus Persica）等完全叶的标本。 　　观察丁香、莴苣（Lactuca sativa）等不完全叶的标本，丁香叶无托叶，莴苣叶既无托叶，又无叶柄。 　　有些植物叶的基部扩大成鞘，包围着茎秆，称为叶鞘，在禾本科植物和兰科植物中具有叶鞘。禾本科植物的叶片与叶鞘之间，有向上突起的膜状结构，称为叶舌。有些禾本科植物的叶片与叶鞘相连接的边缘有两个突起，称为叶耳（图32－1）。水稻（Oryzasativa）、大麦（Hordeum vulgare）、小麦的叶具有叶舌和叶耳，而稗（Echinochloa crusgalli）的叶只具叶舌，不具叶耳，可以此特征区别水稻和稗。 　　 　　观察水稻、大麦和小麦的叶鞘、叶舌和叶耳；观察稗的叶鞘和叶舌。 　　（二）叶的形态 　　叶片的形状主要由叶的长和宽，叶的边缘，叶的尖端，叶的基部及叶脉的分布形状决定，形成植物叶的多样性。每种植物叶在形态上有一定的特征，植物分类学上用作鉴别植物的一种依据。 　　在成熟的叶中，长度占绝对优势，叶细长，两侧叶缘近平行，称为线形叶；叶片略宽，但叶近尖端处逐渐变细为剑影叶；叶细长，顶端很尖成针状叫针叶。 　　长度和宽度相等，或长比宽略长，最宽处在叶片中部，则出现圆形叶，椭圆形叶，长椭圆形叶，如最宽处在叶片的顶端，则出现倒阔卵形叶，倒卵形叶，倒披针形叶；若最宽处在叶片的基部，则出现卵形叶，阔卵形叶，披针形叶（图32－2）。 　　 　　观察下列植物的叶，确定其形状：黄栌（Cotinus coggygria）、旱金莲（Tropaeolum majus）、茉莉、紫荆（Cercis chinensis）、夜来香（Telosma cordata）、炮仗花（Pyrostegia ighea）、柳树、桑（Morus alba）、紫丁香（Syringa oblata）、向日葵、狗尾草（Setaria viridis）、白菜（Brassica pekinensis）（幼叶）、蒲公英（Taraxacum mongolicum）、地黄（Rehmanniaglutinosa）、马蔺（Iris lacteavar．chinensis）、吊兰（Chloro-phytum comosum）、小麦、松和云杉（Picea asperata）。 　　由于叶边缘生长的速度均匀或不均匀，而形成叶的边缘形状有所不同，叶的边缘可以分为全缘、浅波状、深波状、皱波状、钝齿状、锯齿状、细锯齿状、牙齿状、刺毛状和重锯齿状（图32－3）。 　　根据叶片边缘分裂的程度，有全裂、深裂、浅裂和锐裂（图32－4）。 　 　　观察茉莉、夹竹桃（Nerium indicum）、紫荆、月季（Rosachinensis）、沙梨（Pyrus pyrifolia）、扶桑（Hibiscus rosa-sinensis）、牛膝菊（Galinsuga perviflora）、洋地黄（Digitalis purpurea）、锦紫苏（Coleus blumei）、蓖麻、萝卜（Raphanussativus）、菊（Chrysanthemum morifolium）、棕榈（Tra-chycarpus fortunei）、小茴香(Foeniculum vulgars）、马铃薯、栓皮栎、茄（Solanum melongena）、桑、樱桃（PrunusPseudocerasus）等植物的叶，其边缘是什么形状。 　　就叶尖而言，可以分为卷须状、芒状、长尖、短尖、急尖、圆钝、截状和倒心形（图32－5）。 　　观察黄精（Polygonatam sibiricum）、小叶锦鸡儿（Caraganamicrophylla）、小麦、茜草（Rubia cordifolia)、野薄荷（Mentha haplocalyx）、茉莉、落花生、马齿苋（Portulacaoleracea）、配浆草（Oxalis corniculata）等植物的叶尖，描述其叶尖的形状。 　　 　　就叶片的基部而言，有心形、耳垂形、箭形、楔形、戟形、盾形和歪形等形状（图32－6）。 　　 　　观察二月兰（Orychophragmus violaceus）、慈菇（Sagit－tarla sagittifolia）、田旋花（Convolvulus arvensis）、七叶树（Aesculus chinensis）、地黄、铁苋菜（Acalypha austra－lis）、秋海棠（Begonia evansiana）、旱金莲、酸枣（Ziziphusjujuba var．spinasa）等叶片，描述其基部的形态。 　　就叶片的叶脉而言，有网状脉序和平行脉序两种类型。叶片中最大的维管束是中脉。中脉再分枝是侧脉，侧脉再分枝……。网状脉序的特点是脉序连接成网，一般是双子叶植物所特有的特征。在网状脉序中，因脉序分出的侧枝成羽状，叫羽状脉序，成掌状的叫掌状脉序（图32－7）。 　　平行脉序是中脉和侧脉自叶片基部发出，大致呈平行状至叶片顶端汇合，但侧脉与中脉之间也有很小的叶脉连接，大多数单子叶植物属于平行脉序。在平行脉序中，又分直出脉，弧形脉,侧出脉和射出脉（图32－8）。一些裸子植物和蕨类植物的脉序为二叉分枝式，同一叶上可以有好几级分枝（图32－9）。 　 　　观察元宝槭（Acer trUncatUm）、葡萄（VitiS vinifera）蓖麻、苹果、夹竹桃、枇杷（Eriobotrya jaPonica）、玉米、玉簪（Hosta plantaginea）、美人蕉、香蕉（Musa nana）、棕榈、银杏等（Ginkgo biloba）植物的叶，分析其叶脉的形状。 　　单叶和复叶。一个叶柄上只有一片叶子叫做单叶；一个叶柄上生长两片以上的叶子为复叶（图32－10）。复叶又可以分为三出叶、掌状叶、奇数羽状复叶和偶数羽状复叶。在复叶中，总叶柄上又有小叶柄，叶片长在小叶柄上，称为二回复叶，有的复叶在小叶柄上又生小叶柄，叶片长在此小叶柄上，称三回复叶。有些植物的叶子外表只有一片叶片，但叶柄到叶片之间有一个连接的关节，称为单身复叶，如柑桔。 　　 　　观察迎春（Jasminum ndiflorum）、酢浆草、七叶树（Aesculuschinensis）、洋槐（Robiniapseudoacacia）、月季、落花生、合欢（Albizzia julibrissin）、南天竹（Nandinadomestica）和柑桔属（Citrus）的叶子，辨认它们为何种复叶　 　　作业： 　　观察上述植物时，记录其叶的形态特征。 实验三十三 蚕豆叶的内部结构 　　蚕豆为双子叶植物，叶为复叶，总叶柄下有托叶。 　　（一）叶片的表皮 　　取盆栽的（或大田里种植的，实验前取材料后，立即插入盛水的器皿中，防止时间过长而枯萎）蚕豆植株，取下一小叶片，用刀片在叶背面（或复面）轻轻地划一长宽各3—5毫米的方形或长方形，用镊子轻轻地夹取方形的一边，撕下表皮（不要夹得太深，以免将叶肉组织带出来），放在滴有水的载玻片上，加盖玻片，在低倍物镜下观察。叶的表皮细胞排列不规则，侧壁凹凸不平，互相嵌合，紧密连接，没有细胞间隙，表皮细胞无色透明，原生质体中不含有叶绿体，在表皮上可以看到表皮毛和腺毛。表皮毛是多细胞的，突出于叶的表面，腺毛也是多细胞的，细胞内含物多、调节细聚焦器，可以看到毛的不同部位。 　　蚕豆叶表皮上还有气孔。气孔是由两个肾形保卫细胞组成的，在发育过程中，两个保卫细胞的共同的壁中的中胶层溶解，形成气孔。气孔能关闭和开张，是气体进入、散出及水分蒸腾的门户。表皮细胞一般不具有叶绿体，仅保卫细胞内有明显的叶绿体，在观察过程中显得突出。保卫细胞内有细胞核，有时由于叶绿体存在，而常被掩盖，不易看到，在低倍物镜观察后，可转换高倍物镜仔细观察。 　　（二）叶片的内部结构 　　取蚕豆叶横切面的永久制片观察其内部结构。最外一层是表皮层、是一层排列比较整齐的细胞，细胞比较小，有明显的细胞核，没有叶绿体，有时能见到其上有表皮毛或腺毛。靠近上表皮的是排列整齐的叶肉组织，呈柱状垂直于上表皮，并有发达的细胞间隙，细胞核被染成红色（用番红—固绿染色），细胞里有许多叶绿体，这些细胞为栅栏组织。蚕豆的栅栏组织由一层细胞组成，在栅栏组织下面即靠近下表皮的排列不整齐，形状不规则，细胞间隙更大，这些细胞是海绵组织，细胞核同样被染成红色，细胞内有许多叶绿体。栅栏组织和海绵组织共同称为叶肉组织，光合作用就在这些细胞内进行。 　　在蚕豆叶横切面上，叶的中脉比较容易观察清楚。一般中脉比较大，并且正好被横切，（蚕豆叶脉为网状脉，各个方向走向的叶脉都存在，但一般制片均以垂直中脉做横切）其它叶脉往往是斜的，如果切面正好为纵切叶脉，能清楚地看到成熟的导管结构。 　　观察中脉时，注意区别叶片背面和复面，即远轴面和近轴面。就整个中脉来讲，向外凸出的一面为远轴面。叶脉由木质部和韧皮部组成，外面有维管束鞘包围，维管束鞘细胞都是薄壁细胞，在中脉的木质部和韧皮部之间有形成层。木质部的导管木质化被染成红色，细胞内中空，口径较大，很容易与韧皮部区分，韧皮部细胞被染成绿色，细胞较小，靠近远轴面。在远轴面近表皮处，有厚角组织细胞，对叶片起了支持作用。其它较小的叶脉，大致与中脉的结构相似，只是木质部和韧度部的细胞数目少而小，结构简单。也有维管束鞘包围，维管束鞘细胞不含有叶绿体。 　　（三）叶柄结构的观察 　　蚕豆叶属于复叶，总叶柄上长有小叶柄，叶片长在小叶柄上，总叶柄长，小叶柄短。观察的是总叶柄的横切面永久制片，呈弯月形，当中有几个维管束呈半圆形排列，与叶片中的维管束一样，木质部靠近近轴面，韧皮部靠近远轴面。在最大的维管束外面，靠远轴面处有一些厚壁细胞，对叶子起支持作用。 　　作业： 　　1．绘蚕豆叶片的横切面图，示其内部结构。 　　2．根据哪些特征区分叶的上表皮和下表皮。 实验三十四 小麦叶片的结构　 　　小麦是单子叶禾木科植物，它的叶脉为平行叶脉，和一般禾本科植物的叶的结构相似。 　　观察小麦叶横切面的永久制片，一般用番红-固绿染色。 　　表皮：小麦叶的上表皮和下表皮的细胞排列紧密，外面有角质层，表皮上有气孔，保卫细胞小，副卫细胞略大。表皮细胞大小不一，排列在不同的水平面上，相隔几个细胞有几个大的细胞，其中有一个最大，这些细胞含水多，称为泡状细胞，当天气热，干旱时，泡状细胞失水，使得叶子向上卷曲，以减少水分过多损失，这些细胞又称为运动细胞。 　　叶肉组织：小麦叶是等面叶，叶肉组织不分栅栏组织和海绵组织，细胞间隙小。为了解叶肉细胞的立体结构，可离析小麦叶肉细胞，使其分离成单个细胞。 　　叶脉：小麦叶脉为平行叶脉，当横切叶片时，也正好横切叶脉，有时也能见到两个大叶脉之间有较小的叶脉相连接。叶脉也是由木质部和韧皮部组成，木质部靠近近轴面，韧皮部靠近远轴面，外围有两层维管束鞘，内维管束鞘细胞小，外维管束鞘细胞较大，具叶绿体（图34－1）。在维管束的上面或下面，也就是靠近上表皮和下表皮处，有木质化的厚壁组织细胞，使叶片更加坚固，这些细胞总称为维管束鞘延伸区，它们的细胞壁因木质化被染成红色。 　　作业： 　　1．绘小麦叶的横切面图，表示出表皮、气孔、泡状细胞、叶肉细胞、维管束鞘，木质部和韧皮部。 　　2．比较小麦叶片与蚕豆叶片结构的异同。 实验三十五 松叶的结构 　　松属（Pinus）叶的结构，一般代表松柏类植物叶的类型，表现耐旱和耐寒。松叶的外形为针状，在一个短枝的顶端长有一个、两个、三个或五个针叶。因种类不同，松叶的横切面可呈卵圆形，半圆形和扇形。 　　观察松叶横切面的永久制片，注意下列结构： 　　表皮 表皮外面有很厚的角质层。细胞壁很厚，外壁更厚。细胞排列紧密而整齐。表皮上的气孔下陷，在气孔处有两个小的保卫细胞，保卫细胞上面有两个副卫细胞。在表皮层以内有连续的几层厚壁组织细胞，成为硬化纤维状下皮层。 　　叶肉组织 针叶的叶肉组织不分栅栏组织与海绵组织，叶肉细胞壁向内凹陷，形成嵴状，这就增大了壁的表面面积，有利于光合作用。叶肉细胞排列比较密，细胞间隙小。在叶肉组织中分布着树脂道，它是裂生腔隙，周围有产生树脂的上皮细胞围绕。 　　内皮层 在叶肉组织最里面有一层排列整齐的细胞，它们围成一圈，为内皮层。在其垂周壁上有栓质化的凯氏带，在纵的径向壁上都能见到，如果切片正好切在横向壁上，凯氏带成带状横在细胞壁上（用番红染的切片，凯氏带被染成红色）。 　　维管束 叶的中央部分是维管束，它也由木质部和韧皮部组成，木质部在近轴面，韧皮部在远轴面。不论木质部还是韧皮部，细胞均为径向排列。木质部的薄壁细胞与管胞各自成行交替排列。韧皮部主要由筛胞和薄壁细胞组成，也各自成行，交替排列。 　　转输组织 在维管束和内皮层之间的细胞为转输组织，由无生命的管胞和有生命的薄壁细胞组成，靠近维管束的管胞有些伸长，靠近内皮层的管胞与薄壁细胞形状一样，管胞的壁有次生加厚，壁上能见到具缘纹孔，靠近韧皮部有细胞质浓厚的蛋白细胞（图35-1）。 　　作业： 　　1．给松针叶横切面图，表示出内部结构。 　　2．试从叶的内部结构，说明松针叶为旱生叶。 实验三十六 营养器官的变态 　 　　根、茎、叶的形态结构和生理功能，都是指大多数状态而言。但有些植物的营养器官在形态、结构和生理功能等方面发生了非常大的变化，这种变化叫变态。由于植物体在某些条件的影响下，这些器官改变自己的机能，获得另外的机能，引起与之相适应的形态结构的变化。在长期的发展过程中，这些变态特性变得很稳定，一代一代遗传下来，适应外界的环境条件。 　　（一）根的变态 　　1．肥大的直根系萝卜、胡萝卜（Daucus carota）、甜菜（Beta vulgaris）等有特别发达的主根。其中主要为薄壁组织细胞，在薄壁组织细胞内贮藏大量的养料，供越冬后来年生长、开花、结实之用。主根上部还有胚轴和节间很短的茎；来年在茎上延长，形成叶和花序。 　　（1）观察萝卜、胡萝卜、甜菜的根，分辨出根，胚轴和茎三部分。 　　（2）观察萝卜根的永久制片。先用肉眼直接区分皮层、木质部和韧皮部三部分。再在显微镜下观察皮层、初生韧皮部、次生韧皮部、形成层、次生木质部和初生木质部。萝卜的次生木质部占优势，食用部分主要是这部分。木质部中的导管比一般植物根中导管少，而大部分是木薄壁细胞（图36-1），它们起了贮藏作用。这些木质部和韧皮部主要由形成层产生。 　　（3）观察胡萝卜根的横切面永久制片。首先用眼直接观察，区分出皮层、木质部和韧皮部。再用显微镜观察，区分出皮层、初生韧皮部、次生韧皮部、初生木质部、次生木质部和形成层。胡萝卜根的木质部较少，而次生韧皮部多，食用的部分主要是韧皮部（图36-2）。 　 　　（4）观察甜菜根的横切面永久制片，甜菜根的加粗与萝卜、胡萝卜不同。当形成层活动产生了次生结构以后，中柱鞘部位的薄壁细胞又形成了新的分生组织，在韧皮部外又形成新的木质部和新的韧皮部，这样重复不断产生新的木质部和韧皮部。 　　用新鲜的甜菜做徒手切片（横切），在低倍物镜下区分出周皮和生长层。再观察横切面永久制片，区分出次生木质部、次生韧皮部、形成层及贮藏薄壁组织。 　　2．块根 主要由侧根或不定根膨大形成，与萝卜、胡萝卜、甜菜根生长方式不同。在未膨大以前与一般吸收根相同。膨大成为块根以后，皮层很少，并在表皮下形成木栓组织，块根的形成除了形成层的活动外，主要是由于次生形成层活动，形成大量薄壁组织，这些次生形成层首先在每个原生木质部周围产生，其次在后生木质部导管周围及次生木质部内侧产生，再次是在与维管束无关的薄壁细胞中产生，主要是增加细胞的数目。 　　观察一株甘薯（Ipomoea batatas）的根，一株上有大小不等的若干块根，同时也能见到尚未膨大的根。 　观察甘薯根的横切面永久制片，了解周皮、韧皮部、木质部、形成层和异常形成层。 　　（二）茎的变态 　　茎和根、叶一样，长期受周围环境的影响，产生了变异。变态的茎不论怎样的改变，但总有茎的固有的特征，即有节和节间之分。在节上有退化呈鳞片状的叶子，或是叶子脱落后留有叶痕，在叶腋还有叶芽，以这些特征可与根相区别。变态茎有多种形态，有的变态茎与营养物质的贮藏和水分的贮藏相适应，有的与植物繁殖相适应，有的起保护作用，有的与固着攀缘有关。 　　1．块茎 马铃薯的薯块是地下块茎，贮藏大量淀粉，长期以来都用薯块进行繁殖，它既是贮藏器官，又是繁殖器官。取一个马铃薯块茎进行观察，顶部有顶芽，周围有很多下凹的芽眼，呈螺旋状排列，除顶芽外，每一芽眼下方有叶迹，如果将马铃薯块茎做徒手横切片，由外向内可见到周皮、皮层、外韧皮部、木质部、内韧皮部及中央的髓（图36-3）。 　　2．鳞茎 洋葱、蒜（Allium sativum）、百合等植物为鳞状茎。洋葱的圆球状茎上生有许多肉质多汁的膜状鳞片，包围其顶芽，叶腋处生有腋芽。蒜的鳞茎由膜状鳞叶和肉质的肥大腋芽（大蒜瓣）构成，鳞茎含多个小鳞茎，在中央有花梗（即蒜苔，可食）。 　　 　　3．球茎 为短而肥大的地下茎，具有明显的节和节间，在节上生有鳞片状的叶子及腋芽。球茎主要行营养物质的贮藏或繁殖，如慈菇、荸荠（Eleocharis dulcis）、芋（Colocasia escu-lenta）等（图36-4，C）。还有一种是地上球茎，如苤蓝（Brassica caulorapa），茎缩短为球状，节间很短，茎内也贮藏大量营养物质（图36-4，A）。 　　4．根状茎有些植物的茎在地下横向生长，它们有明显的节和节间，节上生有变态的膜状叶和腋芽，腋芽向上可发育成枝，节处长不定根，如淡竹（Phyllostachys glauca）、玉竹（Poly-gonatum odoratum）、莲（Nelumbo nucifera)、白茅（Im-perata cylindrica var.major）等植物的根状茎（图36-4，D、F）。 　　5．卷须茎 葡萄茎上的卷须是顶芽的变态，而腋芽发育成新的枝条。南瓜等植物的卷须也是茎的变态。 　　6．枝刺 有一些植物的茎变为刺状，如山楂（Crataeguspinnatifida)、梨的枝刺，它们发生的位置在叶腋内，皂荚（Gleditsia sinensis）的枝刺具有分枝，有的枝刺上长有叶。 　　 　　7．扁化茎 这类植物的枝条扁化，呈叶片状或片状，绿色，行光合作用，而这些植物的正常叶退化。如竹节蓼（Homalo-cladium platycladium）的扁化茎，在其上可明显地分辨出节和节间，在节上并生有芽。假叶树（Ruscus aculeatus）的变态茎为叶片状 实为茎的分枝，在叶腋处生有花芽（图36-4，E）。 　　8．肉质茎如仙人掌（Opuntia dillenii）一类肉质植物叶退化为刺，而茎肉质行光合作用。它们的形态多种多样，茎多汁，适应干旱少雨的环境（图36-4，B）。 　　（三）叶的变态 　　1．苞叶 生长在花下面的一种特殊叶，具有保护花和果实的作用，如向日葵头状花序周围的总苞，呈绿色叶状结构；玉米雌花序外面的苞叶也是叶的变态，具有多层苞叶，紧紧包围雌花序（图36-5，A）。 　　2．叶卷须 有些植物的叶变为卷须，以适应攀缘在其它物体上。这些植物的茎往往细弱，支持力量差，不能直立。如豌豆的羽状复叶先端的几个小叶变为卷须（图36-5 C）。 　　3．刺状叶 洋槐、酸枣的托叶变为刺（图36-5，H）；仙人掌的刺和细叶小檗（Berberns poiretii）的刺都是叶的变态。 　　4．鳞状叶 植物的芽鳞是变态的叶，无论是花芽或是叶芽，都有许多芽鳞，包围着芽的生长锥，对芽起了保护作用。这些芽鳞为片状，是叶的变态，当鳞片脱落时，留有芽鳞痕。丁香、柳树、杨树的冬芽有许多芽鳞（图36-5,B）。有些植物根状茎的节上，有退化的膜状结构的叶片，如荸荠、慈姑、芋等。 　　5．叶状柄 金合欢属（Acacia）植物的叶柄变为叶状，而其小叶退化。在幼苗上初生的小叶是复叶，而后生的叶柄变扁，仍具有少数羽状复叶的小叶，最后生出的叶没有小叶，只剩下扁的叶柄。（图36-5，G）。 　　6．食虫叶 有些植物的叶变态能捕食昆虫，在捕食叶上具有腺毛，这些腺毛分泌消化液和粘液，当捕捉昆虫后，由腺毛分泌消化液，把昆虫消化。如猪笼草（Nepenthes mirabilis）的捕虫叶呈瓶状（图36-5，E），狸藻（Utricularia vulgaris）的捕虫时为囊状（图36-5，F），茅膏菜（Drosera peltata var．lunata）的捕虫叶呈盘状。 　　作业： 　　1．观察并描述萝卜、胡萝卜、甜菜和甘薯变态根的形态和解剖结构。 　　2．观察并描述几种植物的变态茎。 　　3．观察并描述各种变态叶。 第六部分 花、果实、种子 实验三十七 玉兰、毛茛的花和果实 　　被子植物的花是一高度进化的生殖器官。从系统演化看，花与营养枝条具有共同的来源。花的各组成部分，包括萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊都来源于叶子的变态，而花托则为一段缩短的茎。所以，花也可以说是由一节间极度缩短的茎上着生许多变态的叶所构成。 　　花是一枝条的变态，此点在被子植物的原始科目，如木兰科（Magnoliaceae）和毛茛科（Ranunculaceae）中看得比较清楚。本实验选取木兰科和毛茛科的典型花和果实进行观察，以加深对花的来源的理解。 　　（一）玉兰花及其果实的观察 　　玉兰（Magnolia denudata）是著名的亭园观赏植物，其花的结构属较原始类型。 　　玉兰花的花被由三轮大小、形态和颜色相似的花被片组成。由于它们形态颜色相似，所以不能区分为花萼与花冠，而统称为花被。玉兰花花托柱状、明显。雄蕊数目多，不定数，着生于柱状花托的中下部，作螺旋状排列。在花托的上端着生多个雌蕊，每一雌蕊由一心皮包围而成，所以玉兰的雌蕊为多心皮离生的雌蕊群。雌蕊在花托上也作螺旋状排列（图37-1，A）。 　　结合观察玉兰的聚合果。在果实发育过程中，玉兰的柱状花托显著伸长，离生雌蕊中的一部分发育为果实，雄蕊和花被脱落。在成熟的玉兰聚合果花托下部保留有花丝脱落后留下的痕迹，明显呈螺旋状排列。花托上部的若干个子房发育成为开裂的（背裂方式）果，部分雌蕊不发育，也可清楚看到雌蕊在花托上做螺旋状排列。并看清花托为一段缩短茎的变态（图37－1，B）。 　　（二）毛茛花及果实观察 　　毛茛科为被子植物草本支中的原始科。毛茛（Ranunculusjaponicus）花的萼片和花瓣已有明显分化，为五数花，萼片和花瓣均离生。其花托类型、雌、雄蕊数目及其在花托上的排列情况与玉兰花相似。观察毛茛花的花托，也是一向上伸长的柱状花托，不过其伸长程度不如玉兰花的花托。在花托的基部着生多数雄蕊，花托的上部有多个离生的单心皮雌蕊。雌、雄蕊在花托上也作螺旋状排列（图 37－2，A）。每一雌蕊发育成为一瘦果，毛茛的果实为聚合瘦果（图 37－2，B）。 　　通过对上述两种原始科目花和果实的观察，可帮助理解花与枝条的同源性。 　　此外，还可观察重瓣的牡丹（Paeonia suffruticosa）和芍药（Paeonia lactiflora），其中重叠的花瓣可理解为由雄蕊转变而来。有时可观察到一些花瓣尖端有类似花药的黄色的结构。这些实例可说明雄蕊和花瓣的同源性，属于叶的变态，可相互转变。 　　作业： 　　绘毛茛花纵切面图和玉兰聚合果图。并简单说明花与枝条的同源性。 实验三十八 花的基本结构和类型 　　一朵完全花是由花萼、花冠、雄蕊和雌蕊等几部分共同着生于花托上构成。在长期的演化过程中，以及在不同的环境下，花的各部位发生各种形态变异，形成了千姿百态、绚丽多采的花的世界。花的形态特征是被子植物分类的重要依据之一，同时也是研究不同科属植物之间亲缘关系的重要根据。 　　本实验通过对桃花（Prunus persica）和其它典型植物花的观察，了解花的基本结构及花的不同类型。 　　（一）花的基本结构——桃花的观察 　　桃花为单生花，每朵花下有柄并有一苞片。取一朵新鲜或浸泡的桃花，先自外向内逐层观察花萼、花冠、雄蕊和雌蕊的数目、形态和着生情况。然后将桃花沿纵向切开，在实体解剖镜下做进一步观察。 　　桃花的花托呈杯状，即花托中部凹陷成一小杯状。萼片、花瓣和雄蕊着生于杯状花托的边缘，雌蕊的子房着生于花托中央的凹陷部位。桃花的花萼由五片绿色叶片状萼片组成，各萼片相互离生。花萼也叫做外轮花被。桃花的花冠由五片粉红色花瓣组成，离生。花冠也叫内轮花被。桃花的雄蕊数目多，不定数。每一雄蕊由花丝和花药两部分组成，花丝起支持和联系作用，花药中可产生花粉粒，为雄蕊的主要部分。雄蕊在花托边缘作轮生排列。桃花的雌蕊呈瓶状，可分为柱头、花柱和子房三部分，子房中着生有胚珠。桃花的子房仅基部着生于花托上，而其它部位与花托分离，故其着生位置属上位子房。桃花的花萼和花冠着生于杯状花托的边缘，其相对于子房的位置则属于周位花（图38－1）。 　　通过上述观察可了解桃花具有齐全的花的各部分，是一典型的完全花，既是一具有外轮花被（花萼）和内轮花被（花冠）的重被花，又是具有雄蕊和雌蕊的两性花，同时还是一花冠呈辐射对称的整齐花。桃花的结构可代表一般花的基本结构。 　　（二）花的类型 　　1．完全花和不完全花 完全花指一朵花具有齐全的花萼、花冠、雄蕊和雌蕊四部分。当一些植物花的结构中缺少上述四部分中的任何一部分或两部分，甚至缺少三部分时，即为不完全花。当缺少内轮或外轮花被时，可形成单被花，而花被完全缺少时，形成裸花。当雄蕊或雌蕊缺少时，可形成单性花，而当雌、雄蕊都缺失时，为中性花或无性花。 　　重被花、单被花和裸花 重被花，如桃花，既具花萼又具花冠（图38－2，A）；单被花，观察绣球花（Hydrangea macro_phylla）,仅有一轮花被，缺花冠，萼片呈花瓣状。一般单被花多缺花冠（图38-2，B）；裸花，观察毛白杨的雄花，可看到每朵雄花是由一杯状花盘中着生6—8个雄蕊构成，其外既无花萼又无花冠，仅有一苞片。杨属（Populus）、柳属（Salix）的雌花和雄花均为裸花（图38－2，C）。 　　两性花、单性花和中性花 两性花，如桃花，既具雄蕊，又具雌蕊；单性花，如杨树或柳树为单性花，其雄花缺雌蕊，雌花缺雄蕊。其它如黄瓜（Cucumis sativus）、玉米等也具单性花；中性花，菊科向日葵头状花序的边花或胡萝卜伞形花序外围的花朵，仅有花被，而雌、雄蕊不发育，为中性花，或称无性花。 　　2．整齐花和不整齐花 整齐花和不整齐花的划分主要根据花冠的对称情况。整齐花的花冠属辐射对称，通过花朵的中心可划分出多个对称面；不整齐花的花冠两侧对称，通过花朵中心只能划出一个对称面。 　　整齐花---棉花（陆地棉）的观察 　　棉花也是一完全花、整齐花，观察时应注意其与桃花形态上的差别。取一新鲜或浸泡的棉花的花，由外向内逐层观察花萼、花冠、雄蕊和雌蕊的形态。注意棉花花朵的最外层有三张叶片状结构将整朵花包围，这是三张大苞片，也称副萼。翻开副萼才看到在花朵基部花冠外方有五片合生的萼片。花瓣五数，分离，作覆瓦状排列。棉花的雄蕊结构较特殊，雄蕊数目多，各雄蕊的花丝基部联合成一雄蕊管，将雌蕊的花柱部分包围，雄蕊管的基部与花瓣相结合，而各雄蕊的花丝上部和花药相互分离。棉花的这种雄蕊类型特称为单体雄蕊。剥开雄蕊管可看到棉花的雌蕊，呈瓶状，由3—5个心皮结合而成，柱头稍分离。最后可看到棉花花托呈扁平状，子房上位。棉花的花冠呈辐射对称状，通过花朵中心，可划出多个对称面（图38－3，A）。 　　不整齐花——豌豆花的观察 　　豌豆花为完全花，但花冠为两侧对称，所以是不整齐花。取一朵新鲜的或浸泡的豌豆花进行观察。 　　豌豆花也是五数花。最外轮有萼片5片合生。其花冠结构特殊，五瓣形态不一致，包在最外的一瓣较大，为旗瓣，向内左右各有一翼瓣，中央为二片龙骨瓣，较小，下缘稍联合。这种花冠类型称为蝶形花冠。豌豆花的雌、雄蕊包在龙骨瓣中。雄蕊10枚，其中9枚雄蕊的花丝部分联合而花药分离，另1枚雄蕊单独离生，这种雄蕊类型称为两体雄蕊。雌蕊包在联合的花丝之中，由一心皮结合而成，子房较长，在腹缝线上着生若干个胚珠。豌豆花花冠呈两侧对称状，只能通过两龙骨瓣的中央处，划出一个对称面，为不整齐花（图38－3，B）。 　　3.禾本科植物的颖花-小麦花的观察 禾本科植物花的各部分高度特化，结构比较特殊，特称为颖花。观察小麦小花的结构，以了解颖花结构的特点。 　　小麦颖花的观察。整个小麦穗为一复穗状花序，是由若干（一般为十多个至二十个）小穗着生于穗轴上构成。每一小穗为一穗状花序，由若干朵（三、五朵或更多）无柄的小花着生于小穗轴上组成。小穗基部有一对颖片。小花在小穗轴上作互生排列，一般顶部小花发育不完全为不育花（图38－4，A、B）。取小穗基部发育良好的小花，依次由外向内剥离花的各组成部分，观察小麦一朵颖花的具体结构。小麦的颖花包括下列各结构部分：一片外稃，其中脉明显，有时外稃的顶端可延长成芒；一片内稃，薄膜状，船形，有两条明显的侧脉；二片浆片，为紧贴在子房基部对着外稃一侧的一对小薄膜片。浆片与小花的开放有关，当小麦开花时，浆片迅速吸水膨胀，将内、外稃撑开，利于雄蕊的伸出和雌蕊柱头展开承受花粉；小麦有雄蕊三枚，开花时，花丝急速伸长，将花药推出内、外稃，花药纵裂散出花粉；雌蕊一枚，由二心皮合生而成，柱头二裂呈羽毛状，花柱短，不明显，子房膨大呈球形（图38－4，C、D）。禾本科植物小花的基本结构如上。有时，某些结构部分有所不同，如水稻的雄蕊为6枚，作两轮排列，每轮3枚。 　　颖花各部分特化较大，从演变看，一般认为小花的外稃相当于每朵花的苞片；船形的内稃可理解为由外轮花被的二片花被片合生而成，另一花被片退化；浆片可能是由内轮花被的二花被片演变而成，另一花被片也可能退化。所以，小麦的花仍可理解为单子叶植物的三数花，只是花的各部分高度特化。形态发生很大变异。 　　作业： 　　1．绘桃花和小麦颖花结构图。 　　2．绘两种花冠对称类型图。 实验三十九 花托和花被的形态变异 　　在实验三十七和三十八中，结合典型花的解剖，已对花的系统来源和基本结构作了观察和了解，并介绍了花的类型划分情况。下面将分两个实验，主要结合实物标本、挂图和模型观察，对花的不同部分的形态变异，及某些演化趋势作进一步介绍，并说明有关形态学各词术语。本实验先介绍花托、花萼和花冠的变异类型。 　　（一）花托的形态变异 　　花托是花萼、花冠、雄蕊和雌蕊的着生部位，为一段茎的变态。从实验三十七和三十八对玉兰、毛茛、桃和豌豆四种花的观察中，已看到花托有各种不同形状。从系统演化看，花托的形态是沿着一定的方向演变的。即由较原始的柱状花托，进而花托缩短呈半球形至扁平状，而后又进一步中央部位凹陷，高度进化的花托类型为中央凹陷的瓶状结构。 　　花托有以下几种主要类型（图39－1），结合典型植物花托形状，加以比较观察。 　　1．柱状花托柱状花托已见于实验三十七的玉兰花中。毛茛的花托则较短，呈半球形。均属较原始类型。 　　2．花托扁平或微凸 多数被子植物，如茄科、豆科、十字花科等植物的花托已进一步缩短，并稍扩大成扁平圆盘状，花的各部分以轮生方式排列着生于花托之上。 　　3．杯状花托 实验三十八中观察的桃花或山桃花的花托为典型的杯状花托，花托中央凹陷。 　　4．瓶状花托 梨亚科、菊科植物以及葫芦科植物的雌花多具瓶状花托，即花托进一步下陷成瓶状，将子房包埋于其中。 　　（二）花萼形态的变异 　　花萼是萼片的总称，为外轮花被。萼片通常绿色叶片状，具有与叶片相似的内部解剖结构，有表皮细胞、大量含有叶绿体的薄壁细胞和维管束。在花蕾期，花萼起保护花的其它各部分的作用。一般在开花后，萼片即行脱落；部分植物的花萼可一直保留至果实成熟，称为宿存萼，如茄子、番茄、柿子等的萼片。宿存萼有保护幼果的作用。 　　花萼的形态变异大致有下述几种情况（图39－2）： 　　1．离生花萼 萼片彼此分离，如实验三十七中观察的毛茛、桃等植物的花萼，即为离生花萼。 　　2．合生花萼 萼片彼此联合，其联合程度可有不同。合生花萼下端结合部分称为萼筒，上端分离部分称萼齿或萼裂片，如实验三十八中豌豆的花萼。一些植物合生花萼的萼筒部分伸长成一细长的中空管子，称为距。观察凤仙花（Impatiens balsa-mina）或飞燕草（Consolida ajacis）的花萼，可见萼筒伸长成距。 　　3．花萼呈花瓣状 多见于单被花，缺花冠，萼片大，并有一定颜色，类似花瓣，如实验三十八中绣球花的花萼。 　　4．花萼成冠毛状或钩刺状 观察蒲公英的果实，其上端的冠毛是由萼片随果实的成熟发育而成，可带着种子随风飘飞。鬼针草（ Bidens bipinnata）的萼片成钩刺状，可附于动物身体上，借以传播种子。 　　5．副萼 副萼实际上是由花的苞片构成。实验三十八中棉花花朵最外层有由三张大苞片构成的副萼。副萼对花蕾和幼果也有保护作用。 　　（三）花冠类型 　　花冠是花瓣的总称，为内轮花被。花冠常有各种鲜艳的颜色，是花中最引人注意的部分。根据花瓣是否联合，将花区分为离瓣花和合瓣花两大类。离瓣花各花瓣彼此分离；合瓣花则花瓣相互联合，其联合的程度也有不同，可部分联合或全部联合。花冠的形态变异很大，形成了各种花冠类型。花冠类型是植物分类的重要依据之一。一般同一科植物常具有相同的花冠类型。有些植物科的名称就是以花冠类型命名，如十字花科、唇形科等。现将常见的花冠类型介绍如下，要求结合观察典型植物的花和挂图，了解主要花冠类型的形态结构特点： 　　1．十字形花冠 萝卜、白菜、二月兰等十字花科植物的花均具有典型的十字形花冠。其特点是花瓣四数，离生，每一花瓣下部细长成瓣爪，四片花瓣作十字形排列（图39-3，A）。 　　2．蝶形花冠 蝶形花冠在豆科植物中最为常见。豌豆、大豆、甘草（Glycyrrhiza uralensis）、紫藤（Wisteria sinensis）、槐（ Sophora japonica）等植物均具蝶形花冠。其花冠有五个离生的花瓣，各花瓣形态不同，如在实验三十八中所见的豌豆花，其最外面的一片大花瓣称为旗瓣，两侧为一对翼瓣，中间两片稍有联合，成一龙骨状突起，称为龙骨瓣。五片花瓣相互配合，组成一美丽的蝶形花冠（图39－3，B）。 　　3．唇形花冠 药用植物益母草（Leonurus artemisia)、薄荷（Mentha haplocalyx)，及花坛中常见的一串红（Salviasplendens）等植物具唇形花冠。其花冠由五个花瓣合生而成。花冠基部联合成筒状，上部分离成为不整齐的两个裂片，形似上、下唇，分别称为上唇和下唇。一般上唇二裂，下唇三裂，有时上、下唇裂口不明显。此类花冠即为唇形花冠（图39-3，C）。 　　4．漏斗状花冠 在庭园的篱笆上及道旁常见的具缠绕茎，开白色、粉红色或蓝紫色花的牵牛（Pharbitis bederacea）、打碗花（Calystegia hederacea）等植物的花具漏斗状花冠。花瓣一般为五数，全部联合成一长的花冠筒，花冠筒自基部向上逐渐扩大成漏斗状（图39-3，E）。 　　5．钟形花冠 钟形花冠与漏斗状花冠相似，花瓣一般为五数，合生成一花冠筒。不过钟形花冠的花冠筒较短而粗，上部稍扩大，呈钟形。桔梗科的沙参（Adenophora stricta）、桔梗（Platycodon grandiflorus）等植物具钟形花冠（图39-3，F）。 　　6．高脚碟状花冠 高脚碟状花冠也由五个花瓣合生而成，花冠下部联合成细筒状，其上部骤然呈水平状展开，形状如一高脚碟子。气味幽雅的水仙（Narcissus tazetta var．chinensis）花和具缠绕茎开有美丽小红花的茑萝（Quamoclit pennata）等植物的花冠都是高脚碟状花冠（图39-3，D）。 　　7．管状花冠 花瓣五数，合生成管状，上部无明显扩大。菊科植物向日葵、菊花等头状花序的中央部分为管状花，小蓟（Cephalanoplos segetum）的头状花序中全部着生管状花（图39-3，H）。 　　8．舌状花 花瓣五数，合生。花冠仅基部少部分联合成管状，稍往上则靠一侧联合成一扁平舌片状，舌状片顶端作齿裂。如菊科植物中蒲公英、苦荬菜（Ixeris chinensis）等的头状花序中全部为舌状花。向日葵头状花序的边缘花也为舌状花（图39-3，G）。 　　9．辐状花冠 茄科植物如茄、枸杞等植物具辐状花冠。五片花瓣仅基部联合，形成一短粗的花冠筒，花瓣的中上部仍保持分离，裂片自中下部向四周作辐射状扩展，使花冠呈车轮状，称为辐状花冠（图39-3，I）。 　　作业： 　　结合实物标本绘主要花冠类型图。 实验四十 雄蕊和雌蕊的形态变异 　　本实验结合实物、挂图和模型观察，介绍雄蕊和雌蕊的形态变异。 　　（一）雄蕊的形态变异 　　1．雄蕊类型 一般每朵花中有多个雄蕊，总称为雄蕊群。多数植物花中的各个雄蕊彼此分离，花丝长短大致相等。但一些植物的雄蕊由于花丝长短不同，花丝、花药的联合或分离情况不同，形成了不同的雄蕊类型，主要有下列几种： 　　（1）二强雄蕊 一朵花中有四枚雄蕊，其中二枚雄蕊的花丝较长，另二枚花丝较短（图40-l，A）。观察唇形科植物如益母草、夏至草（Lagopsis supina）等植物的雄蕊。 　　（2）四强雄蕊 一朵花具六枚离生雄蕊，其中四枚雄蕊的花丝较长，另二枚雄蕊的花丝较短（图40-1，B）。观察十字花科植物如白菜、萝卜、二月兰等植物的雄蕊。 　　（3）单体雄蕊 雄蕊数目多数，其花丝部分联合，而花药仍各自分离（图40-1，C）。实验三十八中已观察的棉花，和锦葵科其它植物如扶桑、蜀葵（Althaea rosea）等植物的雄蕊。 　　（4）聚药雄蕊 雄蕊数目多数，花丝各自分离，花药相互联合在一起，形成聚药雄蕊（图40-1，F）。观察菊科植物向日葵、蒲公英等植物的雄蕊。 　　（5）两体雄蕊 如实验三十八已观察的豌豆花的雄蕊即为两体雄蕊。其十枚雄蕊中，九枚雄蕊花丝相互联合而花药分离，另一枚雄蕊单生（图40-1，D）。多数豆科植物具两体雄蕊。 　　（6）多体雄蕊 雄蕊数目为多数，分成若干组，每组雄蕊的花丝部分联合，上部花丝和花药仍保持分离，形成了多体雄蕊（图40-1，E）。如金丝桃（Hypericum monogynum）的雄蕊。 　　2．花药开裂方式 当花粉成熟时，花药以不同方式开裂，散出花粉。最常见的花药开裂方式是纵裂，即花药沿药室的纵轴开裂。如小麦、玉米和百合花药的开裂形式（图40-2，A）。孔裂是在花药的顶部或接近顶端裂开一小孔，花粉由孔中散出、如茄科马铃薯和茄的花药开裂形式（图40-2，B）。另有一种较不常见的瓣裂方式，是在花药成熟时，药室上形成1-4个活门状的瓣片，散粉时，瓣片向上掀起，花粉由此处散出。如樟科和小檗科植物的花药开裂形式（图40-2，C）。 　　（二）雌蕊类型和胎座类型 　　雌蕊由柱头、花柱和子房三部分组成，一般呈瓶状。雌蕊是由变态的叶——心皮包围而成。心皮中相当于叶片的中脉处称为背缝线，心皮相互联接或合拢处则称腹缝线。一般胚珠着生于腹缝线上。胚珠在子房中着生处即为胎座。一个雌蕊可以由单心皮或多个心皮构成。由于构成雌蕊心皮数目的不同，以及心皮联合方式的不同，形成了各种类型的雌蕊，相应地也出现了不同的胎座类型。 　　1．单雌蕊 是由单个心皮合拢而成，形成一个子房室，胚珠着生在腹缝线上，为边缘胎座（图40-3，E、F）。观察豆科植物的雌蕊，它是由一个心皮包围而成。将子房做纵切及横切观察，可看到在细长的子房一侧（心皮合拢的腹缝线处）着生若干个胚珠，仅一子房室。受精后，子房发育成荚果。 　　2．单室复雌蕊 由多个心皮（一般为3-5个心皮）在腹缝线处结合，共同包围成一个子房室，胚珠着生在各腹缝线上，形成侧膜胎座（图40-3，A、B）。观察紫花地丁（Violayedoensis）或罂粟（Papaver somniferum）的雌蕊。紫花地丁的雌蕊是由三心皮联合而成的单室复雌蕊。每一腹缝线上着生两列胚珠，受精后发育成蒴果。当蒴果沿背缝线开裂后，可明显看到每一腹缝线上着生的两列细小种子。在单室复雌蕊中，还可有另一种胎座类型，它是在子房腔的基部向上长出一轴柱，此轴柱不到达子房顶部，胚珠着生于轴柱上，称为特立中央胎座。观察石竹或马齿苋的子房，可看到这种胎座类型。 　　3．多室复雌蕊 雌蕊由多个心皮（一般也是3-5个心皮）联合而成。各心皮在腹缝线联合后，并向内延伸成隔膜，各隔膜在子房中央处汇合形成一中轴。子房腔由隔膜分隔成若干个子房室（如三心皮可形成三个子房室；五心皮可形成五个子房室）。胚珠着生于中轴上，为中轴胎座（图40-3，C、D）。观察棉花、牵牛等植物的雌蕊，通过横切和纵切，可看到子房中的隔膜和着生于中轴上的胚珠。 　　4．多心皮离生雌蕊群 一朵花中有多个单雌蕊，每一单雌蕊均由一心皮包围而成。如实验三十七中观察过的玉兰花和毛茛花的雌蕊类型，均属多心皮离生的雌蕊群。 　　（三）子房在花托上着生位置及花冠位置的变化 　　由于花托形状的变化，相应地子房在花托上着生的位置以及花冠着生的位置也发生了变化，形成了上位子房、下位子房和半下位子房，以及相应的下位花、上位花和周位花。 　　1．上位子房与下位花 当花托扁平或微凸时，子房仅基部着生于花托上，其它部分不与花托愈合，为上位子房。如前面观察过的豆科、茄科及十字花科植物等多为上位子房。在这种情况下，花萼和花冠着生于花托的外缘，其相对于子房的位置，属于下位花（图40-4，A）。桃花具杯状花托，但其子房除基部外其它部分未与花托愈合，故仍属上位子房，而其花冠着生处相对于子房的位置则属周位花（图40－4，B）。 　　2．下位子房与上位花 花托下陷成瓶状，并将子房包埋于其中，整个子房与花托愈合，构成了下位子房。观察梨（Pyrus）花、向日葵的管状花或黄瓜的雌花，均为下位子房。花萼和花冠着生于瓶状花托上口的边缘，其相对于子房的位置，属于上位花（图40-4，D）。 　　3．半下位子房与周位花 观察党参（Codonopsis pilosu-la）标本，其花托杯状，子房的下半部埋于花托中，构成半下位子房，其花冠相对于子房的位置为周位花（图40-4，C）。 　　作业： 　　采集校园附近若干种植物的花，观察其雄蕊和雌蕊，确定其属于何种类型。并观察子房在花托上着生的位置。 实验四十一 花序的类型 　　一些植物的花各自单独着生于茎上，为单生花。不少植物的花是若干朵花，按一定的次序和形式着生于共同的花序轴上，构成一花序。在花序上没有典型的营养叶，仅在每朵花下着生一简单的苞片，或在整个花序下着生有总苞。本实验结合实物和挂图观察主要花序类型。 　　根据花序轴上花的开放顺序，可将花序分成有限花序和无限花序两大类。有限花序花序轴顶端的花或中心的花先开放，然后依次向下或向外逐朵开放，其花序轴顶端不再继续伸长。此类花序较为少见。多数花序开花顺序是由下向上或由外向内，开花期间花序轴可不断伸长和分化出新的花芽，故称无限花序。 　　（一）无限花序的主要类型 　　在无限花序中，由于每朵花花柄的有无或长短的不同，以及花序轴的长短和是否有分枝等情况的不同，形成了九种主要花序类型。 　　1．总状花序 总状花序具有一伸长的不分枝的花序轴，在花序轴上着生多朵花柄基本等长的花朵。花序轴前端可不断伸长，并分化出新的花芽。其开花顺序是自下而上花朵逐渐开放（图41-1，C）。观察荠菜和紫藤的花序。在荠菜花序中可看到其下部已形成短角果，而顶端的花朵正现蕾或开放的情况。 　　2．穗状花序 其基本特点是在一不分枝的花序轴上，着生多数无柄的小花（图41-l，B）。实验三十八中的禾本科小麦为一复穗状花序。其它如车前具典型的穗状花序。 　　3．葇荑花序 花序轴不分枝，花无柄，类似穗状花序。其特点是每一花序由单性花（雄花或雌花）组成，花序轴柔软下垂，在开花或果实成熟后，整个花序脱落（图41-1，G）。实验三十八中看过的杨属和柳属都具葇荑花序。 　　4．肉穗花序 基本结构也与穗状花序相似，但其花序轴肥厚肉质化。如玉米的雌花序。一些肉穗花序外包被有一大型苞片，形似花冠，特称佛焰苞，如马蹄莲（Zantedeschia aethi-oPica）。这种花序有时称佛焰花序。 　　5．伞形花序其特点是花序轴缩短成一球形，上面集中着生有多数花柄近等长的花。整个花序外形如张开的伞状，故称伞形花序（图41-1，E）。其开花顺序是自外向内开放。食用的葱、韭菜（Allium tuberosum）等植物具伞形花序。胡萝卜的花序则为复伞形花序。 　　6．伞房花序 花序轴不分枝，稍伸长，其上着生多朵花柄不等长的花，靠下部花的花柄较长，越往上花柄越短，使整个花序的各朵花在上面排列成一平面（图41－1，D）观察三裂绣线菊（Spiraea trilobata)、梨、苹果等植物的花序。 　　7．头状花序 一般认为头状花序是花序中较进化的类型，菊科植物多具头状花序。日常所见的一“朵”菊花，实际上是一个花序，是由许多无柄的花密集地着生于一缩短成头状或盘状的花序轴上组成，花序轴下有总苞（图41－l，F）。头状花序中各朵花的开放顺序是由外向内渐次开放。观察向日葵、蒲公英等植物的花序。 　　8．隐头花序 此类花序较特殊，不多见。其特点是花序轴缩短并膨大肉质化，中央部分下陷。花着生于花序轴的下陷部位，而被包围于膨大肉质化的花序轴之中，仅在顶端留下一开口，外表看不见花朵，称为隐头花序。有时被误认为不开花而结果，如无花果（Ficus carica）即因此得名。其它如榕树（Ficus microcarpa)也具隐头花序。 　　9．圆锥花序 实际上是一种复合花序。其特点是花序轴分枝。每一分枝可为一总状花序或穗状花序等，整个花序的外形呈圆锥形，总称为圆锥花序（图41－1，A）。观察珍珠梅（Sorbariakirilowii）、丁香、水稻等植物的花序，均为圆锥花序。 　　（二）有限花序类型 　　有限花序的花序轴顶端不再伸长，新的花芽发生在侧轴上。由于每次长出侧轴的数目和侧轴生长形式的不同，又形成了下述几种不同类型： 　　1．单歧聚伞花序 花序轴顶花开放后，其下仅有一侧芽开放，长成侧轴。侧轴上仍是顶花先开放,其下再有一侧芽开放，如此反复分枝形成了单歧聚伞花序（图41－2，A）。若侧枝是左右间隔发生，就形成了蝎尾状聚伞花序，可观察鸢尾、唐菖蒲（Gladiolus gandavensis）的花序开放情况；若侧枝都在同一方向发生，就形成螺旋状聚伞花序，可观察黄花菜（Hem erocalliscitrina）和萱草（Hem eroc allis fulva）的花序开放情况。 　　2.二歧聚伞花序 花序轴顶花开放后，其下有一对侧芽同时开放长成侧枝，侧枝顶花开放后，又以同样方式长出分枝，这样形成了二歧聚伞花序（图41－2，B）。观察白杜（Euonymusbungeanus）、石竹（Dianthus chinensis）等植物的花序。 　　3．多歧聚伞花序 花序主轴顶端的花开放后，在下面同时发生几个侧枝。侧枝长度超过主轴。各侧极顶花开放后，又以同样方式发生多个侧枝。这种花序类型为多歧聚伞花序。如大戟（EuPhorbia pekinensis）的花序。 　　4．轮伞花序 是由着生于对生叶叶腋的花序轴短缩的聚伞花序构成。从外表看，像花朵在茎上成轮状排列，故称轮伞花序（图41－2，C）。观察唇形科益母草、夏至草、薄荷等植物的花序，为轮伞花序。 　　作业： 　　结合实物绘主要花序类型图（总状花序、穗状花序、伞形花序、伞房花序、头状花序、圆锥花序及二歧聚伞花序）。 实验四十二 百合花药和花粉粒的发育 　　雄蕊是花中重要的组成部分之一。在雄蕊的花药中产生花粉母细胞。由花粉母细胞通过减数分裂形成小孢子。小孢子的染色体数目为花粉母细胞染色体数目的一半，为单倍体。这是一次无性生殖过程。然后，由小孢子进一步发育，形成成熟花粉粒，即雄配子体。 　　本实验以百合为材料，取不同发育时期的百合花药永久制片进行观察，了解花粉粒的发育过程与花药的基本结构。百合花粉粒为二细胞型，成熟花粉粒中仅包含有一营养细胞和一生殖细胞。 　　（一）百合花的结构 　　首先观察一百合花的模型或实物标本，对百合花的全貌和基本结构特征有一了解。百合为单子叶植物，是典型三数花（图42-1）。花被两轮，每轮三枚；雄蕊六枚，分两轮着生；雌蕊由三心皮合生而成，子房三室，中轴胎座，每一子房室中着生两列胚珠。观察实物或模型时，主要了解百合雄蕊和雌蕊的形态结构特征。 　　（二）不同发育时期百合花药制片观察 　　百合不同发育时期花药永久制片一般可包括造孢组织时期、花粉母细胞减数分裂前期I前后、二分体和四分体、单核花粉粒和成熟花粉粒等几个时期。制作方法是剥取处于减数分裂前后不同大小的百合花蕾和开花前后的花药进行固定（当花药过于幼小时，可将雄蕊连同雌蕊一起固定）。然后制成花药横切面永久制片。一张制片上，可包括同一发育时期的若干花药横切面，也可包括有不同发育时期的花药横切面若干个。所以，观察永久制片时，应先在低倍物镜下将制片全貌作一了解，分辨其发育时期及花药各结构部位。然后，在同一发育时期的花药切面中选取一较好的切面部位，转换高倍物镜做进一步观察（图42－2）。 　　1．造孢组织时期（图42-2，B）取造孢组织时期百合花药永久制片，在低倍物镜下观察整个花药的结构。注意由于这一时期花药幼小，一般不单独剥取制片，而是取雌、雄蕊作为一整体进行包埋、制片。所以，永久制片为幼嫩花药和子房在一起的横切面。百合为三数花，有六枚离生的雄蕊和一个由三心皮合生而成的三室子房。永久制片中，周围六个蝴蝶形的结构为花药横切面，中间一个三角形的结构为子房横切面（在一些永久制片中，有时周围仅五个花药）（图42－2，A）。观察百合花药的横切面，可以看到每一花药由四室组成，每室即为一花粉囊（或称药室）。花粉囊之间有药隔相连。在药隔中间可看到有一维管束穿过，药隔的其它部分为薄壁组织。有时，在永久制片中还可看到在药隔之下的空间中，有一花丝横切面，花丝中也有一维管束穿过。要注意将花丝和药隔区别开。 　　在高倍物镜下对其中一个切面完整、层次清晰的花粉囊进行仔细观察。在造孢组织时期，花药壁的各层分化不明显，整个花药最外面为一层表皮细胞，其内每一药室由3—4层分化不大的壁细胞包围，药室中央为一群造孢细胞。造孢组织的细胞呈多边形，细胞质浓厚，细胞核较大，极易与壁细胞区别。百合的造孢组织是由孢原细胞分裂所产生的初生造孢细胞，经过几次有丝分裂后形成。然后由造孢组织转化为花粉母细胞进入减数分裂。 　　2．花粉母细胞时期（图42－2，C）这时的花药壁层已有明显分化。最外层为表皮，表皮下有一层较大的细胞为药室内壁（又称纤维层）。在药室内壁以内有2—4层中层细胞，从花药横切面看，中层细胞呈扁平状。花药壁的最内层为绒毡层，此层细胞较大，具浓厚细胞质，并径向伸长，故易与其它层细胞区别。花粉囊中央为花粉母细胞，细胞近圆形，具有相对较大的细胞核和浓厚的细胞质。一些永久制片中，花粉母细胞已进入减数分裂前期Ⅰ，可看到染色体成细线状，并见明显的核仁。 　　3．二分体和四分体时期（图42－2，D）为花粉母细胞正在进行减数分裂过程中的制片。当花粉母细胞完成减数分裂的第一次分裂形成二个细胞时，称为二分体时期；当完成减数分裂全过程，形成四个小孢子，包围在共同的胼胝质壁中时，称为四分体时期。百合的四分体四个子细胞作四面体排列、也可有一部分作左右对称排列。在永久制片上可看到花粉囊中有二个子细胞、或者三、四个子细胞紧靠在一起，外围包有胼胝质壁。 　　注意观察这时花药壁层的变化情况。在二分体和四分体时期，百合花药壁的药室内壁和中层基本保持原状，绒毡层细胞则经历了细胞核的分裂，但并不伴随有细胞壁的形成，因而可看到绒毡层细胞具有双核的现象。 　　4．单核花粉粒时期 在单核花粉粒时期，百合花药壁层中的绒毡层细胞开始退化，细胞壁解体，原生质体联合在一起形成一圈。此后，这一圈具多核的原生质团在原处逐渐退化，这种退化形式的绒毡层，特称为腺质绒毡层。此时的药室腔中，每一四分体中的四个小孢子已从共同的胼胝质壁中释放。释放后的小孢子继续发育长大，并形成了内、外壁和萌发孔。随着小孢子长大，其内部细胞质液泡化程度加强，形成了大液泡而将原先位于中央的细胞核推向一边，小孢子发育成熟，即将进入雄配子体发育阶段。成熟小孢子也可称单核花粉粒。 　　5．成熟花粉粒时期（图42－2，E）注意观察这一时期百合花药壁层的变化情况。百合花药壁层在花粉粒成熟时，绒毡层一般已退化，而中层尚处在退化过程之中。所以，在永久制片中可看到一些花药内壁的里面仍有二、三层或一层扁平的中层细胞，另一些花药中，则中层接近完全解体。壁层最里面的绒毡层此时完全消失，或者有时可见到少许绒毡层解体后的残留物。药室内壁在这时可明显看到在细胞壁上有带状不均匀加厚。同时，药隔两侧的一对花粉囊之间的间隔解体，二室相互联通。此外，在花药开裂处可看到一些与表皮细胞不同、具有较浓厚细胞质的细胞，这是一些由表皮细胞发育而成的薄壁细胞，称为唇细胞。成熟花药最后由于纤维层（药室内壁）的不均匀收缩而在唇细胞处作纵向开裂，花粉由此处散出。 　　百合的成熟花粉粒为二细胞型，它是由单核花粉粒经过一次有丝分裂形成两个细胞。其中一个大的为营养细胞，另一个呈纺锤形的为生殖细胞，一般紧靠花粉粒壁。生殖细胞有自身的细胞质，但无细胞壁，而是以质膜为界沉没于营养细胞的细胞质之中。在永久制片中所看到的纺锤形生殖细胞的轮廓，即为其质膜界线。成熟的百合花粉粒营养细胞的细胞质中含有大量贮藏物质。花粉粒外壁上有网状雕纹，并有一萌发沟。选择一切得较完整的成熟花粉粒转到高倍物镜下观察，辨认其生殖细胞（一般呈梭形，贴于花粉粒壁一侧）和营养细胞。 　　（三）百合花粉粒整体封片观察 　　最后，取百合花粉粒的整体封片作一补充观察。可看到百合花粉粒呈黄色，长椭圆形。并观察花粉粒外壁的雕纹和萌发沟。 　　作业： 　　绘花粉母细胞时期和花粉成熟期百合花药横切面轮廓图和其中一个药室的细胞图，注明各主要部分。 实验四十三 小麦花药和花粉粒的发育 　　本实验以小麦为材料，取不同发育时期的花药永久制片进行小麦花药和花粉发育过程的观察。并取发育适期的麦穗进行小麦花粉母细胞减数分裂过程和由小孢子发育为成熟花粉粒过程的涂片观察。 　　华北地区冬小麦大约在四月下旬至五月初期叶抽出叶鞘2—5厘米时，花药中花粉母细胞进行减数分裂。此时小麦穗不同部位的小花中花药长度约为1—2毫米。取此时的麦穗不同部位小穗固定切片，可获得减数分裂不同阶段及小孢子时期的小麦花药制片。固定的麦穗并可用来作为观察减数分裂过程的涂片材料。五月十日前后小麦开始扬花，麦穗不同部位小花中的花药长度在2-3毫米左右，固定后可制取自单核花粉粒至成熟花粉粒的制片。及供涂片观察用。 　　小麦每朵小花中有三枚雄蕊。每个花药由四个花粉囊构成。小麦花药壁层也包括有四层不同的细胞，最外层为表皮，向内依次为药室内壁、中层和绒毡层，而中层仅为一层细胞。小麦花粉粒为三细胞型，即成熟花粉粒中包含有一个大的营养细胞和二枚精子。观察时，可与百合花药和花粉粒发育情况进行比较，了解其共同点与区别。 　　（一）不同发育时期小麦花药制片观察 　　1．花粉母细胞时期（图43－1，A）此时期的永久制片一般为小穗的横切面。先在低倍物镜下观察制片全貌。小穗横切面可包括1—3朵小花。区别颖片、外稃、内稃、花药及子房或柱头等部位。选取其中发育适期的花药横切面进行仔细观察。小麦花药包括有四个花粉囊，中间有药隔相联，一维管束穿过药隔中央。花粉母细胞时期的小麦花药壁层已有明显分化，共有四层细胞，自外向内依次为表皮、药室内壁（纤维层）、中层和绒毡层。表皮细胞排列紧密，相对较小，稍扁平。药室内壁细胞较大。中层细胞在横切面上呈扁平状，仅一层，易与其它各层区别。花药壁层最里面的绒毡层细胞体积明显较大，细胞质浓厚，有时一个细胞中具有两个细胞核，所以容易辨认。药室腔中排列有一圈花粉母细胞，具有明显较大的细胞核，有时一些花药中的花粉母细胞已进入减数分裂前期Ⅰ，其细胞核中可看到有凝聚的染色丝形成。一般一个药室腔横切面中可看到3一5个或更多个花粉母细胞。 　　2．二分体和四分体时期（图43－1，B）小麦小孢子形成过程中也有明显的二分体和四分体时期，即在减数分裂的第一次分裂后，产生分隔的新壁，将母细胞先分为两个子细胞，称二分体，随后进行第二次分裂，最后形成四个子细胞。这种小孢子形成的方式称为连续型（另一种小孢子形成方式为同时型，是在减数分裂的第一次分裂后，不形成新壁，所以没有形成二分体，而接着进行第二次分裂，产生四个细胞核，然后一次产生新壁，将母细胞分隔成四个子细胞，如蚕豆小孢子发生就属于同时型）。小麦四分体作四面体排列。一般同一药室中花粉母细胞的减数分裂过程基本上是同步的，但也可有一定程度的差别。所以，在同一药室中，有时可同时看到二分体、第二次分裂各时期及四分体等不同发育时期。 　　在小孢子发生的同时，小麦花药壁的各层细胞相应也发生变化。中层细胞由于药室内壁和绒毡层的发育长大而受到挤压，并液泡化。在永久制片上可看到中层成为染色较深的一窄条，并不规则地间隔地出现一些空白大液泡区，夹在内壁和绒毡层之间。药室内壁细胞仍保持完整。绒毡层细胞体积增大，具有明显的双核，这是由于绒毡层细胞进行了细胞核分裂而未伴随有新壁的形成所致，其细胞质浓厚，染色较深，细胞近方形。 　　3．单核花粉粒时期（图43-1，C）小麦单核花粉粒的发育情况与百合花粉粒相似。小孢子自四分体胼胝质壁中释放后，体积增大，并进一步形成花粉内、外壁和一个萌发孔。同时，细胞质液泡化程度增强，逐渐形成一中央大液泡而将细胞核推向一侧，达到花粉粒单核靠边期。此时期的花药壁层与四分体时期有所不同，主要是绒毡层细胞开始转向退化。小麦绒毡层亦属腺质绒毡层。在制片中，花药壁绒毡层某些部位的细胞已显示退化，中层细胞也进一步解体。 　　4．成熟花粉粒时期（图43-1，D）小麦成熟花粉粒的发育与百合有所不同，它是由单核花粉粒经过两次有丝分裂后形成。第一次有丝分裂的结果，形成了一个营养细胞和一个生殖细胞，这时也可称二核花粉粒时期。然后，生殖细胞再次进行有丝分裂形成二枚精子，这时花粉粒发育成熟。成熟的小麦花粉粒即雄配子体中包括有三个细胞，一个大的营养细胞和二个精子，为三细胞型花粉粒。在光学显微镜下可看到小麦成熟花粉粒中的二枚精子呈新月形或逗点状，其中绝大部分为细胞核，染色情况与营养细胞核相似，有时易被误认为裸露的精核。在电子显微镜下，可看到在精核外包围有一薄层细胞质，其中有一定数量的细胞器。精子以质膜为界沉没于营养细胞的细胞质中。所以，精子并非一裸核，而是具有细胞结构的。 　　在花粉粒发育成熟的同时，小麦花药壁层中的绒毡层细胞按腺质绒毡层形式在原位退化，有时可看到一些绒毡层细胞解体残留物。中层细胞也在花粉粒发育成熟过程中逐渐解体。所以，成熟的小麦花药仅留有表皮和一层细胞壁作带状不均匀加厚的药室内壁（纤维层）。同时，药隔两侧的各两个花粉囊之间的间隔也打通，二室联成一个。最后，成熟花药以纵裂方式开裂，花粉粒由裂口散出。 　　（二）小麦花粉母细胞减数分裂过程和花粉粒发育情况的涂片观察 　　小麦穗、小穗和小花的基本结构已在实验三十八中观察过。小麦穗上不同部位小花中雄蕊的发育情况是有先后差别的。一般中部小穗首先发育，然后依次向上、下逐步发育，而每一小穗则基部小花首先发育。若能选取合适的幼穗，则可利用一个幼穗上不同部位的小花中的花药，检查到自花粉母细胞至减数分裂各不同时期的情况，即可进行减数分裂全过程的观察。一般以选取抽穗前7—10天左右的幼穗固定、观察为宜。固定扬花前2—3天麦穗不同部位小花的花药，则可观察到由单核花粉粒至成熟花粉粒各发育时期的情况。 　 　　取预先固定的小麦幼穗或新鲜材料，按小穗在麦穗上的排列顺序，自下向上剥取各小穗中的第一和第二朵小花中的花药，用醋酸-洋红溶液或卡宝品红溶液进行涂片观察。 　　涂片的具体操作如下：在擦洗干净的载玻片上加一滴醋酸洋红（或卡宝品红）溶液，将剥取的小麦花药放在载玻片上的醋酸洋红溶液中。用镊子和解剖针将花药撕开，尽量将其中的花粉母细胞或花粉粒挤出，弃去花药壁，加盖玻片。然后，将载玻片在酒精灯上微微加热，以破坏其细胞质，使背景清晰（若用卡宝品红液，则可省去加热步骤，但需稍延长染色时间）。经加热处理后，将载玻片平放在一张粗滤纸上，其上再盖一张粗滤纸，以大拇指轻轻挤压盖玻片，注意挤压时勿使盖玻片错位。粗滤纸可吸去多余的染液。然后，即可将制片进行镜检观察。 　　观察时先在低倍物镜下检查，要注意将花药壁层的体细胞与不同发育时期花粉母细胞相区别，寻找花粉母细胞比较集中的部位，移至视野中央，再转换到高倍物镜下仔细观察。对照小麦花粉母细胞减数分裂过程和花粉粒发育图，判断所检查花药中花粉粒的发育时期。 　　（三）若干种植物花粉整体封片观察 　　通过对油松、向日葵、紫丁香、合欢、月见草等植物花粉整体封片的观察，了解花粉形态的多样性。 　　作业： 　　结合制片和涂片观察，绘图表示小麦自花粉母细胞至成熟花粉粒的各主要发育时期，并加简要说明。 实验四十四 小麦胚珠和胚囊的发育及胚珠类型 　　雌蕊是花的结构中另一重要组成部分。被子植物的胚珠着生于雌蕊的子房中而受到良好保护。在胚珠中产生胚囊母细胞。由胚囊母细胞通过减数分裂产生大孢子，大孢子的染色体数目为胚囊母细胞染色体数目的一半，为单倍体，这也是一次无性生殖过程。然后，由大孢子发育成胚囊，成熟胚囊即雌配子体。由于参与胚囊发育的大孢子数目的不同和最后形成的胚囊中所包含细胞数目的不同，将胚囊划分成若干类型。在被子植物中最常见的是由单个大孢子发育成为胚囊，成熟胚囊具有七个细胞（八个细胞核），这种胚囊发育类型称为普通型或蓼型（单孢子八核类型）（图44-l）。被子植物中70％以上的种的胚囊发育属于这种类型。 　　胚珠的发育是与胚囊发育过程同时进行的。由于某些部位细胞分裂速度的不均等，在不同植物中可形成直生胚珠、横生胚珠、倒生胚珠和弯生胚珠等不同类型（图44-2）。 　　本实验以小麦为材料，取不同发育时期小麦子房制片进行观察，了解小麦的胚珠和胚囊的发育过程和基本结构。此外，分别观察荞麦（Fagopyrum esculentum）、百合、扁豆（Dolichos lablab）、荠菜（Capseila bursa-pastoris）等植物的胚珠永久制片，了解和比较不同类型胚珠的形态结构特征。 　　（一）小麦不同发育时期子房制片观察 　　小麦雌蕊由二心皮合生而成，形成一子房室。成熟雌蕊柱头二裂，呈羽毛状。花柱短，不明显（图44-3，A）。子房球形，其中着生一倒生胚珠（图44-3，B）。小麦胚囊发育类型属普通型，不过其成熟胚囊中三个反足细胞又通过几次细胞分裂而形成反足细胞群（图44-3，C）。 　　小麦胚囊的发育与雄蕊花药中花粉粒发育的时间先后有一定关系。一般当花药中花粉母细胞形成时，幼小子房中可观察到胚囊母细胞形成。以后大致在相同的时间内花粉母细胞和胚囊母细胞各自进行减数分裂。当花药内小孢子自四分体释放发育至花粉粒单核靠边期时，胚珠中具功能大孢子也由单核发育成八核胚囊。当单核花粉粒发育成三核花粉粒时，胚囊中反足细胞增殖成为反足细胞群，胚囊最后发育成熟。取发育适当时期的小穗或雌蕊固定，切片时取与腹沟相平行的子房或小穗纵切面，可获得所要求的各不同发育时期小麦胚珠和胚囊制片。 　　通过对下述各不同发育时期小麦子房制片的观察，了解普通型胚囊的发育过程，并了解胚珠的形成过程。 　　1．胚囊母细胞时期 一般为小穗纵切片，可包含有通过2—3朵小花不同部位的切面。首先在低倍物镜下对制片做一全面检查，找出一个切得较正的发育适期的子房纵切面（图44-4，A）。在胚囊母细胞时期，胚珠的发育情况大致如下：子房室内珠心组织已开始发育，形成一扁圆形结构。在其前端表皮下有一个大的细胞，即为胚囊母细胞（图44-4，B）。胚囊母细胞除体积明显较大外，并具有浓厚的细胞质和大的细胞核，在制片中很容易辨认。同时，在珠心组织的基部外围，发育出两层多细胞结构，这是发育中的内、外珠被突起。 　　2．胚囊母细胞减数分裂时期（大孢子发生时期）这一时期的制片包括有自胚囊母细胞经减数分裂形成两个子细胞至四个直列四分体（四个大孢子）（图44-4，C、D），以及直列四分体中近珠孔端三个大孢子退化，仅保留一个具功能大孢子（图44-4，E）的全过程中不同阶段的制片。所以，在制片中可看到有形成两个子细胞、直列四分体、以及最后在珠心的珠孔端有一些大孢子退化残留物及一个具功能并已明显长大的大孢子等结构。在大孢子发生的同时，胚珠进一步发育，珠心组织继续长大，内、外珠被也逐渐发育，而更多地将珠心组织包围于其中（图44-4，E）。 　　3．胚囊发育期 在这一过程中，具功能大孢子体积增大，然后其细胞核通过三次连续的有丝分裂，先后形成二核胚囊、四核胚囊，最后形成八核胚囊。与此同时，胚珠进一步长大，内、外珠被最终将珠心包围，仅在前端留下一珠孔。这一时期的制片中，可看到具功能大孢子正在进行有丝分裂，或发育形成二核胚囊、四核胚囊及八核胚囊等不同情况。这一时期胚珠和胚囊的制片是较难制作的，因子房不易切正，故不易获得理想制片。 　　4．成熟胚囊时期 制片为子房纵切面。在倒生胚珠的珠孔端可看到一明显的卵细胞和一个助细胞（另一助细胞不在同一平面，故切不到）。在合点端可看到由若干较大的细胞组成的反足细胞群。在反足细胞群和卵细胞之间有两个紧靠在一起的极核，为中央细胞的细胞核。 　　（二）胚珠类型的观察 　　通过对荞麦（或蓼）的胚珠、百合胚珠、扁豆胚珠及荠菜胚珠制片的观察，了解胚珠的基本结构与主要类型。 　　荞麦（或蓼）的胚珠为典型的直生胚珠，胚珠直立，珠孔向上，珠孔、合点和珠柄在同一条直线上；百合胚珠为倒生胚珠，胚珠本体倒生，珠孔向下，合点在上，珠孔和合点在同一条直线上，而与珠柄呈平行状；扁豆的胚珠属横生胚珠，胚珠横生，珠孔向着侧面，珠孔和合点在同一直线而与珠柄几乎相互垂直；荠菜胚珠为弯生胚珠，珠孔向下，珠心和其中的胚囊弯生，珠孔与合点不在一直线上。观察时，应注意区分各种类型胚珠的珠孔端、合点端及珠柄的位置。 　　作业： 　　1．绘荞麦、扁豆、百合和荠菜胚珠轮廓图，注明各主要部分。 　　2．绘成熟胚囊期小麦子房纵切面图，注明各主要部分。 实验四十五 百合胚珠的发育和胚囊的形成　 　　百合花取材比较容易，而且其子房大而细长，中轴胎座，有三个子房室，每一子房室中有两列胚珠。百合胚珠在中轴上排列整齐，着生部位一致，在制作切片时，可在同一切面上同时切到六个胚珠，而且容易得到胚珠切面较正的切片（子房横切，胚珠纵切）。所以，常用百合子房作为观察胚珠和胚囊发育的材料。百合胚珠为倒生胚珠，其胚囊发育类型属于贝母型（四孢子八核类型），即四个大孢子核共同参与胚囊的发育。成熟胚囊虽然也具七细胞八核，但各细胞的染色体倍数与小麦的普通型胚囊有所不同。本实验取不同发育时期百合胚囊永久制片进行观察，了解贝母型胚囊的发育过程，并与普通型胚囊进行比较。同时注意观察百合胚珠各部分的发育过程，进一步熟悉倒生胚珠的基本结构。 　　观察下述各不同时期百合子房永久制片： 　　（一）胚囊母细胞时期 　　取百合幼小子房的横切面制片。首先在低倍物镜下观察切片的全貌（图45-2，A）。可以看到百合子房横切面近圆形，有三个子房室。每一子房室中在横切面上仅见到二个胚珠。胚珠着生处即为胎座。在对着每一子房室中央凹陷处的子房壁中可见一维管束穿过，此为中央束（或背束）。与其相应的子房壁外部也有一凹陷，此处为背缝线。二子房室之间为二心皮结合处，子房壁在此处也有一凹陷，为腹缝线。腹缝线往里的隔膜上也有一维管束，为合并的侧束。二心皮在此处联合并向里折叠形成子房室之间的隔膜。隔膜在中央汇合形成一中轴。胚珠着生于中轴上。在低倍物镜下认清百合子房的背缝线、腹缝线、隔膜、中轴及子房室。然后观察中轴上胚珠的发育情况。此时，胚珠原基已开始分化。在珠心前端（未来的珠孔端）表皮下有一个很明显的大的细胞出现，这就是胚囊母细胞。在一些制片中，还可看到珠心基部外围的珠被正在形成，可以观察到一珠被突起。将需要进一步观察的制片中的胚珠部分移到视野中央，转换到高倍物镜下，观察胚珠发育初期的结构及胚囊母细胞。在制片中，胚囊母细胞的体积比其它珠心细胞大得多，并具浓厚的细胞质和相对较大的细胞核，常可见细胞核中有2—3个核仁。 　　（二）胚囊母细胞减数分裂时期（大孢子形成时期） 　　一般制片为百合子房的连续切片。应先在低倍物镜下按顺序找到切得比较正而各部分比较完整的胚珠切面，然后进行观察。此时胚珠的两层珠被已发育，但在珠孔端尚留有较大的开口，胚珠已开始倒转。转换至高倍物镜下观察胚囊的发育情况，胚囊母细胞正经历减数分裂过程。在第一次分裂后，形成了两个大小相等的细胞核；再经第二次核分裂，形成了四个大小相等的细胞核。由于百合胚囊母细胞减数分裂不伴随有细胞新壁的形成，所以最后形成的四个子细胞核处于共同的细胞质之中。实际上，此时期相当于四分体时期，即形成四个大孢子时期（图45-2， B）。在这一时期的制片中，可看到在同一胚囊母细胞的细胞壁中含有二个或四个大小相等的细胞核，分别为胚囊母细胞减数分裂过程中的二分体或四分体时期，四个细胞核的染色体数目均为母细胞染色体数的一半，为单倍体。 　　（三）胚囊发育时期 　　百合的四个大孢子（实际上是四个大孢子核）共同参与胚囊的发育。在此发育过程中，首先有三个大孢子核移向合点端，然后这三个细胞核在进行分裂的同时相互融合在一起。分裂的结果，形成了两个大的细胞核（考虑这两个大的细胞核按其染色体倍数，应属于几倍体？）。在合点端三个细胞核分裂融合的同时，珠孔端的另一个大孢子核单独进行了一次有丝分裂，结果形成了两个小的细胞核（考虑这两个小细胞核的染色体倍数属于几倍体？）。这时在制片中可以看到在胚囊的合点端有两个大的细胞核，珠孔端有两个小的细胞核，也是一四核（二大二小）时期，但为胚囊发育过程中的四核胚囊时期（图45-2，C）。然后，这四个细胞核各自再进行一次有丝分裂，形成了具八个细胞核（四大四小）的胚囊（图45-2，D）。 　　（四）成熟胚囊时期 　　百合成熟胚囊也具七细胞八核（图45-2，D）。当形成八核胚囊后，胚囊两端各有一大细胞核和一小细胞核向中央移位并相互靠拢，即为极核（若二极核合并，其染色体倍数应为几倍体？）。合点端的三个大细胞核进一步发育成为反足细胞（按其染色体倍数为三倍体，珠孔端三个小细胞核分别发育成为一个卵细胞和二个助细胞（按其染色体倍数均属单倍体）。此时期的制片，一般为八核胚囊时期，在同一切面上不可能同时观察到八个大、小细胞核（为什么？），只有通过观察连续切片才能看清成熟胚囊结构的全貌。一般在制片的一个切面上最多只能看到4—6个细胞核，有大有小，大核在合点端，小核在珠孔端。 　　 　　在观察八核胚囊结构的同时，注意观察百合倒生胚珠的基本结构。成熟胚珠包括内、外两层珠被。不过，倒生胚珠在靠珠柄一侧往往仅有一层内珠被。珠被以内为珠心，常为一层细胞（属薄珠心类型）。胚囊占据了珠心中央的大部分。珠孔有时由于切片切得不正而不很明显。 　　作业： 　　1．绘百合子房横切面轮廓图，表示胚珠在子房中的着生情况及胚珠的基本结构。并注明背缝线、腹缝线、隔膜、中轴等部分。 　　2．绘图表示百合胚囊发育各主要时期，并加简要说明。 实验四十六 小麦花粉萌发与双受精过程 　　本实验以小麦为材料，观察小麦花粉在柱头上萌发和花粉管生长情况。在示范镜下观察小麦双受精过程中雌、雄性核的融合情况。并进行花粉人工诱导萌发试验，测定花粉生活力。 　　（一）小麦花粉在柱头上的萌发 　　取扬花时小麦柱头的整体封片进行观察。在制片中可看到小麦柱头二裂，羽毛状，具多分枝。大量花粉落在柱头上，不少花粉正在萌发，或花粉管已伸入柱头组织。转换到高倍物镜下，旋转细聚焦器，可看到花粉管在柱头分枝中的生长情况，有时能观察到花粉管中的精子。 　　（二）花粉的人工诱导萌发试验 　　利用简易马铃薯培养基①进行花粉人工培养诱导萌发试验。 　　取即将散粉的玉米雄穗或小麦穗等适宜材料。将花粉洒在事先准备好的涂抹有一薄层马铃薯培养基的载玻片上。将载玻片放进铺有粗滤纸的培养皿中，加适量水，以保持湿度。然后将培养皿置25℃左右的恒温培养箱中进行人工培养，以诱导花粉萌发。 　　在开始培养后间隔一定时间（半小时、1小时、2小时、3小时……），取出载玻片在实体解剖镜下观察花粉的萌发情况，可粗略计算其萌发率。也可用醋酸洋红或棉蓝染色后观察，可看到花粉长出萌发管，以及有1—2枚精子进入花粉管等情况。 　　（三）小麦的双受精过程 　　当花粉管穿过珠孔将其内含物释放入胚囊的助细胞中后，一枚精子趋向极核方向；另一枚精子进入卵细胞。进入卵细胞的精子向卵核靠拢，开始了配子融合。雌、雄配子核的融合过程大致如下：首先雌、雄性核的核膜在相互接触处融合；然后精核中的染色质纽松解，并出现雄性小核仁；进一步，精核染色质和卵核染色质融合，同时雌、雄性核仁也相互融合成为一个较大的核仁。至此，精卵结合过程完成，形成合子（图46-1）。合子经过一定时间的休眠后，开始细胞分裂，发育成为胚。精子与极核的融合比精子与卵细胞的融合开始稍早或同时开始。小麦的两个极核在受精前只是相互靠拢而不融合。待精子与其中一极核靠拢后，三核同时开始融合。其融合的具体步骤与上述精卵融合过程相似，只是三核合并的速度要快得多。另外，精子与极核融合后形成的初生胚乳核的休眠期比合子的休眠期短，较快进入初生胚乳核的分裂。所以，常在制片中看到精卵结合尚在进行中，而初生胚乳核已开始分裂，形成若干胚乳游离核。 　　在示范镜下观察小麦受精过程中不同时期的永久制片。制片为小麦子房纵切面的连续切片。每观察一张制片时都应先在低倍物镜下按顺序移动切面，找到所需要的切面，然后转到高倍物镜下，作仔细观察。在示范镜下，也可左右移动几个连续切面，作一些补充观察。 　　1．花粉管进入胚囊，并向助细胞中倾入精子观察小麦胚珠珠孔端的卵器，其卵细胞较大，鸭梨形，一侧紧贴有助细胞。转动细聚焦器可看到助细胞中有染色较深的一枚或二枚精子（图46-2，A）。 　　2．精卵的结合 制片中可观察到有一枚精子进入卵细胞，并与卵核靠拢，开始了雌、雄性核融合过程；有些制片在卵核中可见到两个大小不同的雌、雄性核仁，说明精卵结合正在进行中（图46－ 2，C）。 　　3．精子与极核融合 精子与极核融合过程进行很快，往往难以获得制片。一般制片为初生胚乳核已形成，并开始核分裂；或者精子与极核即将完成融合，在合并的极核中可看到两个大的雌性核仁和一个小的雄性核仁（图46-2，B）；另一些制片中则已有二个胚乳游离核形成，游离核一般较大，其中常有2—3个核仁，较易辨认。 　　作业： 　　1．列表记录花粉人工诱导萌发观察结果，并绘图表示花粉萌发情况。 　　2．绘图表示小麦双受精过程各主要时期，并加简要说明。 实验四十七 荠菜种子的发育 　　被子植物的种子是由胚珠经双受精作用后发育而成。种子包括种皮、胚和胚乳三个组成部分。其中种皮由珠被发育而成，胚由卵细胞受精后发育而成，胚乳则由极核受精发育而成。 　　本实验以荠菜为材料，代表双子叶植物。取不同发育时期荠菜子房制片，观察其胚和胚乳的发育过程，及成熟胚的结构。 　　（一）荠菜花和果实观察 　　荠菜具总状花序，在一个花序中，自下而上可以有不同发育程度的果实和花朵。荠菜属十字花科，具十字形花冠，雄蕊四枚，雌蕊由二心皮合生而成，子房上位，侧膜胎座，但有假隔膜（由胎座延伸而成）将子房分隔为二室，每室着生多数胚珠。果实为短角果，倒三角形，成熟角果沿腹缝线开裂，其中包含有多粒细小的种子（图47-1）。 　　（二）荠菜胚和胚乳的发育 　　取下述不同发育时期的荠菜子房制片进行观察。为便于观察，按胚的发育先后顺序将制片分期编号。可划分为二细胞原胚时期（制片-1），原胚时期〔包括胚体四个细胞（制片-2）、八个细胞（制片-3）和多细胞球形胚（制片-4）〕，胚分化时期（制片-5和制片-6）及成熟胚时期（制片-7）。 　　1．二细胞原胚时期 制片为荠菜子房纵切面的连续切片。先在低倍物镜下观察子房纵切面全貌。荠菜子房呈心脏形，子房腔中有一假隔膜将其一分为二。由于胚珠在胎座上着生部位不一致，排列不整齐，所以在子房室内可看到多个通过不同部位的胚珠切面。挑选其中比较完整并接近通过中央部位的胚珠纵切面，作进一步观察。注意辨认弯生胚珠的各结构部位，特别要注意区分珠孔端和合点端。在高倍物镜下仔细观察这一选好的胚珠切面，可看到在弯生胚囊的珠孔端，受精卵经过第一次横分裂形成二细胞的原胚。其中一个为基细胞（或称柄细胞），靠近珠孔，将来发育为胚柄。另一个为顶端细胞（或称胚细胞）靠里，将来发育为胚体。同时观察胚乳的发育情况，此时，初生胚乳核已进行若干次核分裂，所以在胚囊中已有胚乳游离核出现。另外，注意在胚珠的合点端有一群不规则的薄壁细胞，这是一些过度生长的珠心细胞。这些细胞在种子发育前期始终保留，常易被误认为反足细胞。在胚囊的外围有一圈细胞质浓厚、染色明显较深的细胞，这是珠被的内层细胞有时也叫珠被绒毡层。 　　2．原胚发育时期 取制片-2、制片-3和制片-4进行观察。同样应先在低倍物镜下挑选比较完整的胚珠，然后转换到高倍物镜下观察。在这一时期，基细胞经过几次横分裂形成一列细胞，即为胚柄。胚柄最末端的细胞大，高度液泡化，称为胚柄基细胞（靠近珠孔）。胚细胞先经过两次相互垂直的分裂，形成了具四个细胞的原胚。在制片上则只能看到一侧的两个细胞（见制片-2）。以后每个胚体细胞再横分裂一次，形成了具八个细胞的原胚，在制片上只能看到四个细胞（见制片-3）。然后各个细胞继续进行多次有丝分裂，最后形成一个包含有数十个细胞的球形胚（见制片-4）。一般凡未开始分化的胚体均可称为原胚。在原胚发育的同时，胚囊中胚乳游离核也随着核分裂而增多，但尚未见有胚乳细胞形成。 　　3．胚分化时期 取制片－5和制片－6进行观察，了解胚的分化和胚乳发育情况。可看到在球形胚前端将来发育出子叶的部位，细胞分裂加快，形成了两个突起，为子叶原基。胚体在纵切面观呈心脏形，故亦称心形胚时期。观察胚乳的发育情况，可看到部分胚乳游离核的周围出现细胞壁而形成了胚乳细胞（见制片－5）。以后胚体和子叶继续长大，并开始弯转。胚柄逐渐退化，但胚柄基细胞仍明显可见。胚乳细胞则随着胚的长大，随时解体，将其内部养分转化供应胚发育的需要（见制片－6）。 　　4．成熟胚时期取制片－7进行观察。荠菜胚弯生。在成熟胚纵切面可看到两片肥大的子叶，中间夹有胚芽，另有胚轴和胚根。同时在珠孔端还可看到胚柄基细胞。在成熟荠菜种子中，几乎见不到胚乳，种皮之内为整个胚所占满，仅在子叶和胚轴的外侧紧贴珠被（种皮）处以及合点端有少量残存的胚乳细胞。成熟的荠菜种子为无胚乳种子。 　　作业： 　　绘荠菜胚主要发育时期细胞图和胚成熟时期种子轮廓图，注明各部分。 实验四十八 小麦胚和胚乳的发育 　　通常所说的小麦种子实际上是一果实，它是由整个子房发育而成。在发育过程中，小麦的果皮和种皮愈合在一起不能分开，这类果实特称为颖果。禾本科植物，如玉米、高梁、水稻、大麦、小麦等都形成颖果。本实验以小麦为材料，作为单子叶植物的代表。取不同发育时期（授粉后不同天数）的小麦子房制片，观察其中胚和胚乳的发育情况和成熟颖果的基本结构。小麦子房制片也不易切正，观察时一般都应先在低倍物镜下将连续切片作一全面检查，然后选取切得较完整而近正中的切面作进一步观察。制片包括下述各发育时期： 　　（一）原胚时期 　　取授粉后一至五天前后的小麦子房纵切面制片。在低倍物镜下可看到小麦子房中着生一倒生胚珠。注意区分胚珠各结构部位。在胚囊的珠孔端可看到发育中的原胚，并在一定时期内可看到胚囊中的反足细胞，这类细胞较大，细胞核染色较深，常见核仁，细胞质液泡化而有大液泡形成。不同制片中原胚大小不同，胚乳发育情况也有所不同，在观察原胚发育的同时，应注意了解胚乳的发育情况。当形成合子及二细胞原胚时，初生胚乳核往往已经历了几次有丝分裂而形成若干胚乳游离核（图 48－1，A）；当原胚为4－7个细胞时，胚乳仍处于游离核状态，不过已沿胚囊的周围分布成完整的一层（制片上为一圈胚乳游离核）；当原胚发育至十多个细胞时，在原胚附近珠孔端已有胚乳细胞形成（图48－l，B）。以后，随原胚的进一步长大，胚乳细胞也逐渐增多，由珠孔端向合点端扩大，最后胚乳细胞充满整个胚囊。小麦胚乳的这种发育形式，称为核型胚乳，即在开始阶段经历一胚乳游离核时期，以后过渡到形成胚乳细胞。小麦原胚呈椭圆形，无明显胚柄，仅在珠孔端稍尖。 　　（二）胚分化时期 　　取授粉后 6－12天的小麦子房制片进行观察，主要了解胚分化过程（图48－1，C、D）。 　　小麦胚的发育大致在授粉后6—7天进入胚分化时期。不同制片中胚分化程度不同。最初，在原胚的一侧出现一凹陷，将来由此处分化出胚芽部分。然后看到胚芽鞘突起将茎生长点包于其中，同时胚根开始分化。进一步在胚芽部分分化出二、三片幼叶包于茎生长点周围，并可看到外子叶及胚根进一步分化。 　　在胚分化期间，胚乳的发育情况大致是：在原胚发育后期，胚乳细胞已全部形成。随着胚分化的开始，胚乳细胞逐步积累淀粉粒，呈现越来越明显的PAS（多糖）反应。同时，胚乳的最外层细胞发育成为糊粉层。糊粉层细胞在制片上形状近方形，其内富含蛋白质等贮藏物质，容易与里面的胚乳细胞区分。 　　（三）成熟胚时期 　　小麦胚分化大约在授粉后半个多月完成。成熟胚包括有盾片（即子叶）、胚芽鞘、幼叶、茎生长点、外子叶、胚根、根冠和胚根鞘等部分（图48－1，E）。成熟颖果的绝大部分为胚乳所充满，胚乳细胞中含有大量贮藏物质。胚乳最外层包围有一层糊粉层也很明显。在胚和胚乳发育的同时，子房壁和珠被发育成为果皮和种皮并愈合在一起。在高倍物镜下观察切得较完整的果皮和种皮部位，可区分出其中有一层明显的呈圆形的细胞为横细胞，在横细胞之下为一层管细胞，这两层细胞及其以外的各层为果皮部分，在这些细胞之内为种皮部分，为一些挤坏了的珠被细胞（图48－2）。所以，小麦成熟籽粒实际上是由整个子房发育而成的果实在观察小麦成熟胚的结构时注意由于成熟胚较难切正，常常在连续切片的一些切面中，胚芽部分切得较完整而胚根不完整在另一些切面中，则胚根切得较完整。观察时，应移动制片，以获得成熟胚结构的完整图象。 　　作业： 　　绘小麦胚发育主要时期和成熟胚结构轮廓图，注明各部分名称。 实验四十九 山桃和苹果果实的发育　 　　果实由子房发育而成，为被子植物所特有。受精后，胚珠发育成种子，子房壁发育成果皮，由果皮和种子共同构成果实。一些果实（主要是肉果类）的果皮可明显分化为三层，即外果皮、中果皮和内果皮。 　　凡仅由子房发育而成的果实，称为真果。在一些植物中，除子房外，还有花托或花被等部分参与果实的发育和形成，这类果实称为假果。本实验以山桃（Prunus davidiana）和苹果为材料，分别代表真果和假果，观察其果实的发育情况，区分果皮的不同来源。 　　（一）山桃果实的发育 　　取山桃果实不同发育时期永久制片进行观察。在同一制片上有不同大小的子房和幼果纵切面，先用肉眼或放大镜观察各个切面的大致结构和发育情况，然后逐个在显微镜下仔细观察各部分的结构。 　　最小的切面是带有花托的山桃子房纵切面。在低倍物镜下仔细观察，看能否判断山桃花托的形状、子房在花托上的着生位置、胎座类型及胚珠类型。山桃为蔷薇科桃属。花程式：*K5 C5 A∞ G1∶1∶2。花托杯状，子房上位，周位花，子房由一心皮构成一室，边缘胎座，子房室中有两枚胚珠，但一般仅一个胚珠发育成种子，另一胚珠退化，胚珠横生。制片中，可看到山桃的子房着生于杯状花托之中，仅基部与花托愈合，所以为子房上位。在子房室中，有一大一小二枚胚珠，一般小的胚珠不能正常发育（图49-1，A）。转换到高倍物镜下观察正常胚珠的结构。山桃胚珠横生，珠孔向上，不过一般制片不易切正。第二个切面也是带有花托的子房纵切面，其中的子房已有所增大，基本结构与第一制片相似。 　　稍大的第三个切面中，已可看到果皮分化情况。最外一薄层为外果皮，向内为中果皮和内果皮，占果实的大部分，其中分布有维管束，中果皮和内果皮之间有一道可以辨认的界线（图49－1，B）。最大的一个切面基本结构和第三个切面相似，不过果实已进一步发育长大，肉眼即可明显区分外果皮、中果皮和内果皮。内果皮细胞壁最后石质化，形成一硬壳，将种子包于其中。种子在制片中常仅看到种皮和子叶部分，胚芽等往往不易切到（图49－ 1， C）。 　　从果实发育制片中，可看到山桃的果皮是由于房壁发育而成花托不参与果实的发育。所以，山桃的果实是由于房发育而成的真果，属核果类型。 　　（二）苹果果实的发育 　　取苹果幼果永久制片进行观察，同一制片上也有不同发育时期的苹果幼果纵切面或横切面。先用肉眼或扩大镜观察各个切面的大致结构和发育情况。然后在显微镜下仔细观察各部分结构。 　　最小的切面为带有花托的苹果子房纵切面。在低倍物镜下作全貌观察，并判断苹果花托的形状、子房在花托上着生位置、胎座类型和胚珠类型。苹果也属蔷薇科，为梨属。花程式：*K5C5A∞多室复雌蕊，由五个心皮合生而成，有五个子房室。中轴胎座。每一子房室中着生两枚胚珠，有时一枚胚珠退化。胚珠倒生。在制片中可看到苹果的子房着生于下陷的花托中，子房壁与花托愈合在一起。子房腔中有中轴和隔膜，但因制片为纵切面，所以只能看到中轴和二个子房室。每一子房室中可见l-2枚倒生胚珠。在花托上部的边缘还可看到着生的萼片、花瓣的基部，及伸出花托的雌蕊花柱部分（图49-2，A）。 　　 　　观察幼小苹果横切面制片。可看到苹果的果皮（食用部分）实际上包括了花托和子房壁，是由二者共同发育而成，而且主要的食用部分是由花托发育成的。所以，苹果是一假果，属梨果类型。苹果果皮最里面有革质化的一层，为内果皮，是由于房壁的内层发育而成，不能食用。在幼果横切面中可清楚看到中央有五个子房室，每一子房室中有 1— 2枚种子（图49- 2， B）。 　　最后，取成熟苹果作纵切面和横切面的补充观察，辨认各部分并考虑其来源（图49-2，C、D）。 　　其它一些果实的发育情况，如荠菜的短角果（一种干裂果）和小麦颖果（一种闭果）的发育见实验四十七和实验四十八，它们都是由子房发育而成的真果。 　　作业： 　　1．绘山桃果实主要发育时期轮廓图，注明主要部分。 　　2．绘苹果幼果横切面轮廓图，注明主要部分及来源。 实验五十 果实的类型 　　植物果实的类型是多种多样的。一些果实是由整个花序发育而成，这类果实称为聚花果或复果；另一些果实则由一朵花中多个离生雌蕊（雌蕊群）分别发育成多个果实聚合在一起，称为聚合果。此外，大多数植物的果实是由一朵花中的单个雌蕊（单雌蕊或复雌蕊）发育而成，称为单果。单果可根据其果皮为肉质或干燥分为肉果和干果两类。干果中又根据果实成熟后果皮是否开裂区分为裂果和闭果。 　　本实验通过实物标本及部分永久制片观察，了解果实的不同类型及各自的主要特征。 　　（一）复果（聚花果） 　　观察桑椹、无花果或凤梨（Ananas com osus）等实物标本。桑椹是由整个花序发育而成的复果，食用的多汁部分为花萼和花柄的变态（图50-l，B）。无花果是由整个隐头花序发育而成，食用部分为花序轴的变态，花序轴膨大肉质化，雌花和雄花着生于花序轴中央的下陷部位内，授粉后，雌蕊发育成多数小坚果，包藏于肉质化的花序轴中（图 50-1，C）。凤梨的食用部分主要也是肉质化的花序轴。其上的花不育（图50-1，A）。 　　取桑椹或无花果幼果的永久制片作补充观察。主要了解其花序轴结构及上面着生的花朵，理解聚花果的来源。 　　（二）聚合果 　　观察草莓（Fragaria ananassa）和莲蓬果实标本。草莓的食用肉质部分为花托的变态，其上长有多数小瘦果，是由各个离生的雌蕊发育而成（图50-1，E）。莲蓬的花托呈喷头状，其中镶嵌有多个由离生雌蕊发育成的果实，即为食用的莲子（图50-1，D）。 　　取草莓幼果的永久制片作补充观察。 　　（三）肉果类型 　　肉果为单果中的一类，成熟后果皮肉质化。由于果皮来源不同及果实肉质化食用部位的不同，肉果还可分为下列几种： 　　1．梨果 如苹果、梨等，是由子房和花托等共同发育而成，为假果。食用的肉质部分包括有花托、外果皮和中果皮，内果皮革质化（图50-2，A） 　　2．核果 如桃、李（Prunus salicina）杏（Prunusarmeniaca）、梅（Prunus mume）等，为真果。外果皮薄，中果皮厚并肉质化，为主要食用部分。内果皮石质化，形成一硬核，其中包含有种子（图50－2，B）。 　　3．浆果 如葡萄、番茄等，为真果。外果皮薄，中果皮和内果皮肉质化多汁，为食用部分（图50-2，C）。 　　4．瓠果 如黄瓜、西瓜（Citrullus lanatus）等，由子房和花托共同发育而成，为假果。黄瓜的食用部分包括了花托、子房壁和胎座等，其幼嫩种子也可食用（图50-2，E）。西瓜的食用部分则是由胎座膨大肉质化发育而成。 　　5．柑果 如柑（Citrus reticulata）、桔（Citrusdeliciosa）等柑桔属植物的果实，为真果。外果皮稍厚，常密布油腺。中果皮疏松，有许多分枝状维管束。内果皮向里包围成若干室，即为桔瓣。内果皮上着生许多多汁的囊状毛，即为食用部分（图50-2，D）。 　　（四）干果类型 　　为单果中另一类，成熟后果皮干燥。干果中又根据果皮是否开裂分为裂果和闭果。 　　1．裂果 成熟后果皮干燥开裂，主要有下列几种： 　　（1）荚果 如大豆、豌豆等豆科植物的果实。由单心皮雌蕊发育而成，边缘胎座，胚珠不定数。荚果成熟时，沿背、腹缝线同时开裂（图50－3，A）。其中落花生（图50－3，B）、槐的荚果成熟时不开裂。 　　（2）角果 如荠菜、二月兰、油菜（Brassica campestris）、萝卜等十字花科植物的果实。由二心皮合生的子房发育而成，中间有假隔膜，种子着生于假隔膜的两边。角果成熟时，果实沿腹缝线自下而上开裂。根据果实长宽比的不同，有长角果（如油菜、萝卜（图50-3，C）和短角果（如荠菜，（图50－3，D）之分。 　　（3）蒴果 如棉花、牵牛、车前（plantago asiatica）、百合、罂粟等，为较常见的果实类型。由两个或两个以上心皮合生的子房发育而成。成熟时，果实以多种方式开裂，常见的是瓣裂，另有盖裂、孔裂和齿裂等不同方式（图50－3，E、F）。 　　（4）蓇葖 如八角（Illicium verum）、夹竹桃、玉兰等，果实由多个离生的单雌蕊发育而成，实际上为一聚合果，成熟时，每一蓇葖果可沿背缝线或腹缝线开裂（图50-3，G）。 　　2．闭果 成熟后果皮干燥而不开裂，主要有下列几种： 　　（1）瘦果 如向日葵、荞麦等。子房由一至三心皮合生而成，形成一子房室，其中仅着生一粒种子。成熟时果实不开裂，但果皮和种子易分离（图50-4，A）。 　　（2）颖果 如小麦、玉米、水稻等。子房由2-3心皮合生而成，一子房室，着生一粒种子。成熟时果皮和种子愈合在一起，不易区分和剥离（图 50-4，B、C） 　　（3）翅果 如榆树（Ulmus Pumila）、元宝槭、白蜡树（Fraxinus chinensis）的果实。子房由二心皮或两个以上心皮合生而成，常为一室，内含一枚种子。其特点是果皮向外延伸成翅状，利于果实的传播（图50-4，D、E）。 　　（4）坚果 如板栗（Cast anea mollissima）、栓皮栎的果实。子房由二个或多个心皮合生而成，常为一室，内含一枚种子。果皮坚硬，常有总苞（或壳斗）包围在果实之外（图50－4，F、G）。 　　作业： 　　采集校园附近若干种植物的果实，试对照本实验所介绍不同类型果实的特点，将其归类，判断其各属何种果实类型。 附 录 一、植物学实验室规则 　　（一）爱护实验室一切仪器设备，执行勤俭的原则，尽量节约水、电及一切消耗物资（如纱布、揩镜头纸、滤纸、染料、试剂、盖玻片和实验材料等）。按操作规程使用显微镜、解剖镜、恒温箱、烤箱等贵重仪器，保护好解剖器。 　　（二）遵守实验室规则，保持实验室清洁整齐，书包、衣帽放在指定地点。一切实验用具用完后要擦洗干净，放回原处。每次实验完毕，本组同学轮流值日，搞好清洁卫生工作。 　　（三）每次实验前，通过自学明确本次实验的目的要求、内容、方法和步骤。 　　（四）实验要严肃认真，观察过程要用专用的记录本作记录，实验完毕后要按规定交 实验报告 化学实验报告单总流体力学实验报告观察种子结构实验报告观察种子结构实验报告单观察种子的结构实验报告单 。 　　（五）本实验课要求同学自备下列用品： 　　绘图铅笔3H、HB各一支，橡皮、尺子、记录本和实验报告纸（八开的道林纸）。 二、简单的显微化学试验和所用染料及试剂的配制方法 　　（一）碘-硫酸法 　　植物细胞的细胞壁的主要成分是纤维素，纤维素由于硫酸和碘的作用，呈蓝色反应。 　　方法是用1％碘液，滴于要测定的材料上，然后加一滴66.5％硫酸。纤维素被硫酸水解后，遇碘则呈蓝色反应。已木质化的细胞壁，因木质素的掩盖，不能与纤维素发生作用，因此细胞壁不呈蓝色反应。 　　试剂配制方法： 　　1％碘液将1.5克碘化钾溶于100毫升的蒸馏水中，待完全溶解后,加入1克碘，震荡溶解。66.5％硫酸7份浓硫酸加入3份蒸馏水配制而成。配制时要使浓硫酸慢慢地加入水中，并不断地用玻璃棒搅拌，否则会因急剧发热，而使容器炸裂。 　　（二）苏丹Ⅲ反应 　　苏丹Ⅲ可将细胞中脂肪、栓质、角质染为桔红色。因此可用此染料显示出上述物质在细胞中的分布和位置。其配制方法是：将苏丹Ⅲ（或苏丹Ⅳ）染料0.1克，溶于10毫升95％酒精中，然后加入10毫升甘油。 　　（三）间苯三酚反应法 　　间苯三酚的反应是植物显微化学中确定木质化细胞壁的最常用和最简单的方法。这一反应是当间苯三酚与细胞壁中木质素相遇时，发生樱桃红色或紫红色反应。其方法是所要鉴定的切片先用一滴1mol/L盐酸浸透（间苯三酚要在酸性环境下才能与木质素起作用），然后滴一滴5-10％间苯三酚的95％酒精溶液，木质化的细胞壁即发生颜色反应。 　　（四）碘液测试淀粉法 　　淀粉遇碘呈蓝色反应，它是测定淀粉的最常用方法。碘液配制方法是：2克碘化钾放入5毫升蒸馏水中，加热使其完全溶解。然后加入1克碘，完全溶解后用蒸馏水稀释至300毫升，放入具有毛玻璃塞的棕色玻璃瓶中，置于暗处保存。 　　测定淀粉时，可将上述溶液稀释2-10倍，这样染色不致过深，效果更好。 　　（五）压片法常用的染料 　　1．醋酸洋红 为压片法中最常用的染料。配制方法是：先将100毫升45％醋酸水溶液放于烧瓶中煮沸，移去火焰，停止加热。然后缓慢加入1克洋红粉末，全部加入后再煮沸1-2分钟。此时可将一枚生锈铁钉用棉线悬入溶液中约1分钟后取出（铁为媒染剂）。静置12小时后经过过滤，放入磨口玻璃塞棕色瓶中保存备用。 　　2．石炭酸-品红 为近年创用的一种优良核染色剂，将细胞核和染色体染为红紫色，细胞质一般不着色，背景清晰。其配制方法有二： 　　配方Ⅰ： 　　原液A：取3克碱性品红溶于100毫升的70％酒精中（此液体可长期保存）。 　　原液B：取10毫升原源A，加入90毫升的5％的石炭酸（酚）水溶液中（可保存两周）。 　　染色液：取55毫升原液B加6毫升冰醋酸和6毫升的37％甲醛。 　　此染色液因含有较多的甲醛，可使原生质体硬化，而能保持其固有的形态。但也因此不易使组织软化，因而不太适用于植物组织的染色体压片染色（本染色液适于植物原生质体培养中使用）。在此基础上加以改进的配方Ⅱ，则可普遍地用于一般植物组织的染色体压片的染色。 　　配方Ⅱ： 　　取配方Ⅰ中的染色液20毫升加80毫升45％醋酸和1.8克山梨醇。 　　染色液配制后为淡品红色，如立即使用染色较浅。放置2周后，染色能力显著增强，而且放置时间越久，染色效果越好。 　　（六）铬酸-硝酸离析法 　　为了观察一个细胞完整的立体形态结构，可以用一些化学药品把细胞壁中的中层物质（果胶质）溶解，使细胞分离散开，便于观察。 　　离析前先把材料洗净，用刀切成1-2毫米宽的狭条（如叶片）或切成火柴棍粗细的长约1厘米小条（如根或茎）。当然也要考虑观察的对象，例如要观察木质部的组成分子，则可把根或茎的外面树皮剥去，再切成小条。切好后的材料放进小玻璃瓶中，然后加入离析液，加入量约为材料的20倍。塞紧瓶塞，放于30—40℃温箱中。浸渍时间因材料性质而异，一些叶片或幼嫩的根和茎组织，3-4小时即可，而有些次生结构（如木质部）则需要更长的时间，离析情况应随时检查。检查的方法是取少许离析材料，放在载玻片上，加一滴水，加上盖玻片。然后用解剖针尖端轻轻敲打，如果材料分离则表明浸渍时间已够。浸渍时间超过一天以上时，应更换离析液一次。离析时间已够的材料，用水洗净后放入50％或70％酒精中保存。 　　离析液配方： 　　10％铬酸　　　1份 　　10％硝酸 　　 1份 　　两种溶液应在使用时才混合，混合均匀后再使用。 三、绘图方法 　　在实验报告中，或是在以后的科学实验总结报告中，都需要画一些细胞结构图或轮廓图来表示细胞、组织或器官的结构。因此在植物学实验课中就应掌握绘图方法。 　　画图有一定的方法和步骤，现简要说明如下： 　　（一）画图前先要把你所要画的对象观察仔细，各部分的结构都要看清楚。同时要把正常的、一般的结构与偶然的、人为的一些“结构”区分开。然后选那些有代表性的典型的部位进行绘图。 　　（二）画图前还要确定你所要画的图在报告纸上的位置和大小，然后才能开始去画。不能任意的、毫无 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 的在纸上画图，这样常常会使所画的图偏在纸的一角、或位置不适当，或过大，过小都要影响注字和说明。一般根据在报告纸上要画几个图来确定位置。如果要画两个图，那么先要在报告纸上方留下一部分空档，以便写本次实验名称和班级、姓名。左侧一边要留有一定边缘，以备装订之用。下余部分，可一分为二，做为画两个图的地方（图附-1）。 　　（三）当画图的位置确定以后，就要确定图的大小。一般要尽可能地把图画大一些。如果画的是细胞图，为了清楚地表明细胞内部结构，所画细胞不宜过多，只画1-2个即可。如画轮廓图或图解图，也不一定把全部切面（如根或茎的横切面）画出，只画1/6-1/8部分即可。 　　（四）画图时先用HB铅笔起草，如果画细胞结构图，要把细胞的轮廓轻轻描出。描图时要不断地观察显微镜，注意细胞轮廓的大小、宽狭、长短等是否与观察的细胞相符合。同时也要注意细胞的内部结构，例如细胞壁的厚度、细胞核的大小、以及与整个细胞的比例等都要与实际相符合。当草图与实物基本相符合后，用硬铅笔（2H或3H）把各部分的结构画出来（图附-2）。 　　（五）细胞壁要用平行的双线表示出，原生质体内的结构（如细胞质、细胞核等）要用不同疏密的小点表示。一般情况下不要用颜色铅笔或普通铅笔涂抹代替小点。细胞与其它细胞相连接处要画出一些来，以表示所画的细胞不是孤立的。 　　（六）轮廓图也和细胞图一样，要注意各部分结构的比例、大小。但细胞的内部结构不必表示。 　　（七）图画好后，要再与显微镜下实物对照，检查一下是否有无遗漏或错误，然后把各部分的名称注出。注字时要尽可能详细些，所注的字最好在图右边的一侧，排列整齐。 　　（八）注字及画图一定要用铅笔，不要用钢笔、圆珠笔或颜色铅笔。 四、徒手切片法 　　用光学显微镜观察的样品，必须是透明的薄片，因此要先把观察的材料制成透明的切片后，才能在显微镜下观察。显微镜的制片可分为永久制片和临时制片。永久制片的方法和步骤比较复杂，临时制片是利用新鲜材料，直接做成的切片，方法比较简单。 　　临时制片种类很多，这里只介绍新鲜材料制成薄片的徒手切片法。这种方法不需要任何机械设备，只需要一把锋利的剃刀或一片刀片就可进行工作。不但方法简单，而且也容易保持细胞的生活状态。 　　进行切片的准备工作，如截取材料，削平切面，均应用解剖刀或用过的刀片。绝不可用剃刀或新的刀片，以避免刀刃变钝，甚至于造成缺口。只有这样才能保证有锋利的刀刃，切出合乎要求的切片。 　　徒手作切片时，最重要的是要切下一小片平而薄的组织，而并不是要求切下一个完整的切片。例如切一茎的横切片，不要求切下一个完整的一片，而只需切下一小部分能够观察就可以了。 　　切片时首先应该正确地拿住剃刀及材料，正确姿势如图附-3所示。正确的方法是用左手三个手指拿住材料，使材料突出于手指上面，这样进行切片时才不致于割伤手指。右手平稳地拿住剃刀，两手应该可以自由活动，切时两臂不要过于紧张，也不要使肘臂紧靠身体或压在桌子上。 　　切片时，把刀刃放在经过削平的平面上，然后轻轻地压住它，以均匀的力量和平稳的动作，从刀刃的右侧，斜的向左的方向切。切时要用臂力而不要用腕力，而且不要用力过大。也不能用剃片直接挤压材料，或从左右两方向来回切割材料，这样都不能切出合格切片。假如刀刃切入材料过深过厚，应该把剃刀从切口处取出，重新做切片。 　　切片时为了避免材料枯干，应使材料的切面及刀刃上保持有水，呈湿润状态。在切片时还应注意，所切的材料和剃刀（或刀片）一定要保持水平方向。如果斜向切下材料，虽然切片很薄，但由于细胞切面偏斜，而影响观察。 　　薄的切片应该是透明的，切片可留在刀刃上，继续切片，一连切几个切片，然后用蘸水的毛笔把切片取下，方法如图附-4所示。 　　切下的切片可放在盛有水的培养皿中，或直接放在滴有水的载玻片上。 　　过于柔软的器官，例如幼嫩的叶片，难于直接拿在手中进行切片。切时需夹在维持物中，以便于把握操作。维持物一般用胡萝卜根、土豆块茎或泡沫塑料（聚苯乙烯，贵重仪器的填充物），将要切的材料夹于其中，然后进行切片。 　　将切下的薄片直接放在滴有水的载玻片上，或将切片先放在盛有水的培养皿中，然后选择薄的切片，再放到载玻片上。小心地加盖玻片后，即可观察。 　　加盖玻片时，应特别小心，避免有气泡出现影响观察，正确方式如图附-5所示。 　　 五、显微镜的维护 　　（一）一般注意事项 　　显微镜是精密的光学仪器，必须细心爱护，不要粗暴对待。最初使用时，一定要仔细阅读实验指导。如果发现显微镜的操纵系统有不灵活之处，很可能发生故障。如有故障，除有经验者外，不要擅自拆卸。 　　显微镜使用后，都要擦拭，经常保持清洁状态。 　　（二）显微镜的保管 　　经常使用的显微镜，每次用完，可以装入木制的显微镜盒保存。也可以仍放在实验台上，外面罩以玻璃钟罩或有机玻璃制成的罩，以防止灰尘，保持清洁。罩内可放入干燥剂以保持空气干燥。有条件时还可以用质地致密的棉布做罩，经常套在显微镜上。 　　显微镜的目镜与物镜不要拆卸，以避免灰尘进入镜筒和落入物镜中。为了避免物镜与聚光器碰撞，可把清洁的纱布折成几层放于镜台上。 　　显微镜不要放在阳光直射的地方，也要与取暖的炉子或暖气片远一些。 　　如果长期不使用的显微镜，应擦拭后放在木箱（盒）里保存。保存时要把物镜卸下装入金属或塑料制成的物镜筒中，目镜要插入木框内，然后再插入木箱的固定位置上。锁上箱门后，放在干燥清洁的地方保存。 　　如要做长途运输时，除把显微镜放入木箱中外，还要用位于箱底部的固定螺旋固定。同时还要用泡沫塑料填紧空隙，以免在运输过程中移动。 　　当显微镜从显微镜木盒中取出时，一定要轻拿轻放。由于显微镜的金属底座沉重，应一手拿住执手，另一只手托住镜座。绝不能用一只手拿，这样容易使显微镜倾斜，甚至把目镜自镜筒中甩出。显微镜拿出后，要轻轻放在桌上，不要与桌面发生强烈的碰撞。 　　（三）维护方法 　　在显微镜的维护上最重要的是细心和清洁，放置显微镜的地方要尽量避免潮湿和灰尘。在湿度高的地方，透镜容易发霉，金属部分容易生锈。灰尘多的地方，会使机械装置运转不灵活，透镜污损。下面分别介绍透镜和机械部分的清洁方法。 　　1．透镜污迹的清除 透镜和反光镜上的灰尘要用清洁而柔软的毛笔或毛刷清除。毛笔和毛刷的毛不要沾有油类，要经常保持清洁。如果污点刷不掉，可用洁净的擦镜纸擦拭。由于灰尘中含有比玻璃硬度还大的颗粒，一定要把灰尘去掉后，再擦拭。如果一开始就用力地擦拭，很容易损伤透镜。 　　如果这样还擦不掉的污迹，可用擦镜纸的一角浸润少许二甲苯擦拭，然后再用于的擦镜纸擦拭。擦镜纸不能单张使用，至少要折叠成四折，这样可避免手指上的汗迹油脂沾污透镜。 　　用油浸物镜（油镜头）观察后，不但要擦拭干净物镜透镜，还要注意聚光镜，时常会有柏油滴到上面，应一并擦拭干净。反光镜上很容易落上灰尘，应经常清扫。 　　2．机械部分的保养 聚焦装置和聚光镜的升降，都是靠齿轮带动的。因此这些部位应保持灵活状态，在齿轮间都涂有优良的润滑油脂。不需再加机械油，更不能用汽油清洗。如遇机械部分不易转动时，不要拆卸，应送到修理部门或请有经验的技师修理。其中特别是细聚焦器，结构精细很易损坏，使用时应特别小心。 　　其它金属部分要用柔软细布擦拭，也可轻轻地涂上少量的机械油（如钟表油），以防止生锈。 　　使用有腐蚀性的试剂（如盐酸、硫酸等）时，应注意不要沾污显微镜的任何部分。如有沾污时，需立刻用清洁的水洗涤，再用清洁细布擦干。 　　（四）一般故障的排除 　　1．观察显微镜时，视野中出现异常物。这应先确定异常物是在物镜上、目镜上还是观察的制片上。可以在观察时用手轻轻地转动目镜，如果异常物随之移动，这说明是目镜上有污迹或异常物；如果移动制片时，异常物随之移动，则是制片上未擦清洁所致。如移动制片和转动目镜，异常物都不移动时，则很可能是物镜上有污迹，这就要擦净物镜镜头。有时在焦距未对好时，也可能由于聚光镜上有污物所致。 　　2．用10×物镜观察制片，当视野中出现物象，移动制片使物象位于视野中央，然后转换高倍（40×或44×）物镜、如视野中看不到物象，则需要重新聚焦（不必移动制片），物象才能出现。这是由于低倍（10×）物镜和高倍物镜的焦距未在同一水平上。一般显微镜制造时就设计好由10×物镜转换为高倍物镜时，正好位于其焦距位置，因此虽然物象不一定清晰，但一定会有物象出现。上述的现象，主要是将其它显微镜的高倍物镜或低倍物镜更换到这架显微镜的结果。最好的办法是把原来的物镜找回来，更换后，即可解决。如果原来的物镜已无法找回时，则需要把物镜从物镜转换器上卸下（顺时针转动物镜即可卸下），用厚纸片剪成纸圈垫在物镜螺旋处，以调节物镜与制片间的距离。当在10×物镜下看清物象，转换高倍物镜后，需提高镜筒才能看清物象时，要把10×物镜卸下，加厚纸圈调整距离；反之，当转换高倍物镜后，需使镜筒下移才能看清物象，则要在高倍物镜上，加厚纸圈以调整距离。 　　3．在低倍物镜观察物象后，虽然把所要仔细观察的部分，移到视野中央。但当转换高倍物镜后，观察对象偏离中心，有时甚至视野中物象消失，需移动制片才能看到。这是由于物镜受机械力量击碰，使物镜改变了原来应有位置所致。虽然有时物镜位置改变很小，但由于显微镜要放大几十倍、几百倍，因而变得很显著。这种现象很难修复，补救办法有二：一是记住物镜偏离的方向与距离，在转换高倍物镜之前，就把观察对象移至偏离位置，这样当转换高倍物镜后，正好可以看到所要观察的对象；第二个办法是把偏离的物镜，按顺时针方向旋转，自镜头转换器上卸下。然后按同样的方式把油浸物镜卸下，将物镜按装在油浸物镜的位置上，这样有可能解决偏离现象。当然如要用油浸物镜观察时，还要把油浸物镜恢复原来位置。上述两种方法都是不得已的办法。最重要的还是要尽量爱护显微镜，不要与其它物体冲撞，以免造成不应有的损失。 　　（五）目镜指针的安装 　　观察显微镜时，常常需要用指针指示视野中所看到的结构。但一般目镜内均不带有指针，需要自己安装。安装方法很简单，首先取较粗的头发数根，用剪刀剪成与目镜筒的半径相等的小段。然后以逆时针方向旋转目镜上端的透镜并拆下，透镜拆下后可以看到目镜筒中间镶有一中空的金属片。用解剖针沾一滴加拿大树胶或一般常用的胶水，滴在中空金属片的一侧，用镊子夹一段剪好的头发，按目镜筒的半径方向，粘在金属片上。最后把目镜透镜按顺时针方向装好。这样观察显微镜时，在视野中出现一黑色指针，当转动目镜时，可改变指针方向。