实验三 植物的成熟组织

实验目的

1．了解成熟组织的主要类型及其分布位置。

2．掌握各类组织的基本结构和细胞特征，明确各类组织细胞形态结构特征的不同是由于生理分工不同的结果，建立细胞形态与环境、结构与功能统一的概念。

实验用品

1．马铃薯块茎、蚕豆叶、小豆叶、芹菜叶柄、天竺葵叶、万年青叶、橘皮、三叶橡胶。

2．女贞叶横切片、玉米幼根横切片、黑藻茎横切片、椴树茎横切片、南瓜茎横切片、南瓜茎纵切片、松茎横切片、玉米茎横切片。

3．天竺葵茎、接骨木茎、复叶槭茎、松树茎浸解材料。

实验器材

显微镜、镊子、刀片、载玻片、盖玻片、解剖针。

实验内容及方法

一、基本组织（薄壁组织）

基本组织由薄壁细胞组成，在植物体内分布较广，具有同化、吸收、贮藏等营养功能。其细胞共同特点是：细胞壁薄，有胞间隙，液泡明显，细胞体积大，分化程度浅，具潜在的分裂能力。

基本组织依功能不同分为以下几种。

1．同化组织

取女贞叶横切片（图1-3-1），观察位于上、下表皮之间的叶肉细胞，注意细胞内富含叶绿体，可进行光合作用。

2．贮藏组织

在种子、果实和块茎、块根等器官中存在大量贮藏组织。取马铃薯块茎切片（图1-3-2）观察，可见到许多近于圆形、壁薄、排列疏松的细胞，内含大量卵圆形的淀粉粒。

3．吸收组织

吸收组织的功能是从外界环境中吸收水分和营养物质。根毛细胞为典型的吸收组织，由表皮细胞特化而来。取玉米幼根横切片（图1-3-3）观察，注意根毛细胞的结构特点，其与表皮细胞有何不同？

4．通气组织

细胞间隙特别发达形成气腔，贮藏大量空气，如水生植物根、茎。取黑藻茎横切片（图1-3-4）观察。

5．贮水组织

细胞体积大，细胞内液泡十分发达，贮藏大量水分，可适应干旱的环境。取万年青叶做叶肉组织压片，经蒸馏水封片，制成临时装片后观察，可见许多近圆球形的大型薄壁细胞，内含大量水分（图1-3-5）。

6．传递细胞

传递细胞属于特殊的薄壁组织。细胞壁明显内突生长，具有吸收和分泌能力，对物质起短途运输的作用，主要分布在物质需急剧运转的部位。观察电镜照片。

二、保护组织

保护组织分布在植物体表面，可以控制植物体的蒸腾，防止过度失水和机械损伤，避免其他生物侵害。保护组织按来源和功能不同分为：初生保护组织——表皮；次生保护组织——周皮和皮孔。

1．初生保护组织——表皮

表皮由原表皮分化而来。一般仅一层生活细胞，少数多层，如夹竹桃叶。由表皮细胞、气孔器和表皮毛三部分组成。

a．表皮细胞：表皮细胞是构成表皮的主要成分，其细胞特点是：细胞排列紧密无间隙，互相嵌合；液泡较大，不含叶绿体；外壁形成角质层或角质膜，可防止水分过度蒸腾。

b．气孔器：由两个保卫细胞（内含叶绿体）构成，有的保卫细胞的周围还存在副卫细胞。

c．表皮毛：由表皮细胞伸长而成，有单细胞毛和多细胞毛之分。

（1）取青菜叶，撕取其下表皮一小块，用蒸馏水封片观察（图1-3-6）。可见在叶下表皮中存在两种形态的细胞：一种是形状不规则、普通的表皮细胞，其侧壁凹凸不平，彼此紧密镶嵌排列，不含叶绿体；另一种是成对存在的肾形保卫细胞，内含叶绿体，并以凹面相对而生，组成气孔器，两细胞间的窄缝即为气孔。若蒸馏水封片观察不清，可滴加I-KI溶液，使叶绿体变成紫黑色，而细胞核变成暗黄色，以便于确认。

（2）取蚕豆叶横切片，观察叶表皮的切面，以建立有关表皮的立体观念。注意其上、下表皮细胞的细胞形态、结构特点和排列方式，特别是角质层的存在情况。同时，注意观察气孔器的剖面观：保卫细胞小而染色深，与表皮细胞相邻的细胞壁薄，构成气孔的另一面壁厚。在气孔器的里侧是较大空隙的孔下室，这是叶片内部与外界环境进行气体交换的场所。

（3）取小表叶或玉米叶下表皮装片观察，可见在叶下表皮中存在两类表皮细胞：一类是普通的表皮细胞，呈长方形；另一类为两种短细胞，成对而生，其一为硅细胞，另一为栓细胞。两类细胞呈纵行排列。在表皮细胞间，有规律地排列着气孔器。每个气孔器是由一对狭长的哑铃形保卫细胞和一对近菱形的副卫细胞组成。保卫细胞的中部狭窄，壁厚，两端呈球形，壁薄，细胞内存在叶绿体。副卫细胞壁薄，不含叶绿体。

（4）取天竺葵叶表皮，做临时装片，可见表皮细胞、气孔器、表皮毛和多细胞腺毛。

2．次生保护组织——周皮和皮孔

（1）周皮：由木栓层、木栓形成层和栓内层组成。但实际起保护作用的是木栓层。

取椴树茎横切片观察，最外层是几层细胞壁栓质化、细胞内无细胞质的死细胞，起保护功能，即木栓层。木栓层内侧2～3层扁平的分生组织细胞为木栓形成层，而木栓形成层内方的1～2层生活细胞即为栓内层。

（2）皮孔：木本植物茎，在气孔下方位置由于木栓形成层向外产生大量补充细胞，结果将表皮和木栓层胀破，形成皮孔，使空气和水分可以内外交流。

三、输导组织

输导组织的细胞多分化为长管状，在植物体内互相联系贯通构成维管组织。

1．木质部的输导组织——导管、管胞

（1）导管：导管是被子植物木质部内输导水分及无机盐的组织。每一个导管由许多导管分子组成，导管分子细胞横壁溶解形成穿孔，而其侧壁木质化加厚而成为死细胞。由于细胞壁加厚方式不同而形成各种花纹。根据导管发育先后和壁增厚的花纹不同，可将导管分为五种类型。

环纹导管、螺纹导管：取南瓜茎纵切面观察，在木质部可观察到。

梯纹导管、网纹导管、孔纹导管：取天竺葵茎、接骨木茎、复叶槭茎木质部浸解材料（浸解材料已用番红染料染色），用蒸馏水封片观察，可以见到梯纹、网纹、孔纹各种类型导管。

（2）管胞：管胞是裸子植物和蕨类植物木质部中唯一的输导水分和无机盐的组织。

取松茎木质部浸解材料，用蒸馏水封片在显微镜下可见到每一个管胞由一个细胞组成，管胞为梭形细胞，管胞上下端以斜面相接。壁木质化，壁上有具缘纹孔，相互之间输送水溶液是靠具缘纹孔，所以输导能力不如导管。此外，管胞还兼有机械支持作用。

2．韧皮部的输导组织——筛管和伴胞、筛胞

（1）筛管和伴胞：筛管和伴胞是被子植物运输同化产物的输导组织。

观察南瓜茎纵、横切制片（图1-3-7），可见筛管是由许多筛管分子纵向连接而成的。筛管分子是一长管状的、无核的生活薄壁细胞。每个细胞旁有一到多个伴胞。伴胞有核，富含细胞质。两个筛管分子上下相连的横壁局部融解打通形成筛孔。具筛孔的横壁称为筛板，筛管运输同化产物便是靠穿过筛孔的原生质索来完成。

（2）筛胞：取白皮松茎树皮的纵切片观察，可见薄壁的筛胞呈纵向排列，其壁上有许多染色较深的筛域。

每个筛域上密集生有许多很小的筛孔，这便是裸子植物有机物运输的通道。

四、机械组织

机械组织是由分生组织生长分化适应，于植物体内起机械支持作用的组织，支持植物体本身的重量和承受外界压力。该组织的主要特点：细胞壁纤维素加厚或木质化加厚。该组织依其细胞壁加厚方式和成分不同分为厚角组织和厚壁组织。

1．厚角组织

常见于草本茎、叶柄、叶脉表皮细胞下方部位，是长梭形生活细胞，常成束存在。细胞壁纤维素加厚并发生在角隅处（图1-3-8）。因此，细胞壁硬度不强，有弹性，不妨碍其生长。

取甜菜叶柄等新鲜材料做徒手横切片，用水封片后，在显微镜下观察，在叶柄表皮细胞的内侧有灰白色成堆的细胞群，这些细胞的细胞壁在角隅处纤维素增厚，透明，细胞腔为暗灰色部分。

2．厚壁组织

厚壁组织细胞特点为：细胞壁强烈木质化或纤维素次生全面增厚，细胞成熟后原生质体解体消失，成为死细胞，有较强机械支持作用。常见的有纤维和石细胞。

（1）纤维：在南瓜茎或亚麻茎横切片中，可观察到厚角组织内方，有一团或一圈细胞壁被染成绿色、普遍加厚的细胞。往往成束存在，即为纤维（韧皮纤维）。

取接骨木茎浸解材料，用水封片后观察，可见到两头尖、细长形、壁强烈增厚而胞腔极小的死细胞，即纤维细胞。

（2）石细胞：用镊子从梨果肉中取出几颗坚硬的颗粒（即石细胞群），放在载玻片上，用镊子柄压碎，用水封片后观察，可见到圆形或椭圆形石细胞。细胞壁异常加厚，细胞腔很小，细胞壁未加厚部分形成明显的纹孔道。石细胞无原生质体，是死细胞（图1-3-9）。

五、分泌结构

分泌结构由分泌细胞组成，能分泌树脂、挥发油、橡胶、乳汁、蜜汁等物质。分泌结构分外分泌结构和内分泌结构。

1．外分泌结构

分布在植物体表面。取天竺葵叶表皮做临时装片，观察腺毛。

2．内分泌结构

观察松茎横切片中的树脂道。

观察橘皮的分泌腔及三叶橡胶的乳汁管。