花的形态

徒手切片法：1. 将植物材料切成0.5cm见方、1~ 2cm 长的长方条。如果是叶片,则把叶片切成0.5cm 宽的窄束,夹在胡萝卡(或萝卡、马铃薯)等长方条的切口内。2.取上述一个长方条,用左手的拇指和食指拿着,使长方条上端露出1~ 2mm 高,并以无名指顶住材料, 用右手拿着刀片的一端。3. 把材料上端和刀刃先蘸些水,并使材料成直立方向,刀片成水平方向, 自外向内把材料上端切去少许,使切口成光滑的断面,并在切口蘸水,接着按同法把材料切成极薄的薄片。切时注意要用臂力;不要用腕力及指力,刀片切割方向由左前方向右后方拉切;拉切的速度宜

较快,不要中途停顿。把切下的切片用小慑子或解剖针拨人表面皿的清水中,切时材料的切面经常蘸水,起润滑作用。4.初切时必须反复练习,并多切一些,从中选取最好的薄片进行装片观察。

花的形态

实验目的

1．了解被子植物花的外部形态及其各组成部分的特点。

2．掌握被子植物花几种主要的结构类型，学习解剖花以及使用花程式描述花的方法。

3．理解花序的概念并掌握两种常见花序的特点。

4．了解有关花及花序的形态术语，为学习植物分类部分打好基础。

实验内容和方法

(一)花的组成及其特点

1．材料的准备：

2．每人解剖4—6种花。取新鲜的或浸泡的实验材料解剖观察。即分别由下向上或从外向里逐层剥离，按顺序将它们放置在白纸上或培养皿中，并用放大镜观察各种花的子房横切面。按下列各项分析记录不同植物花的各个组成部分。

(1)山桃花的组成：山桃花具有短小的花柄，花柄上是凹陷的杯状花托，实际上应是花筒。在花筒边缘处，由外向内着生着5个萼片，5个花瓣(白色或粉红色)和多数雄蕊。在花筒底部中央，有一个心皮组成的单雌蕊，可分为柱头、花柱和下部膨大的子房三部分。子房上位。用双面刀片将被毛的子房纵剖为二，用放大镜观察，能见到1～2胚珠，为边缘胎座。

其花程式为：？？？？？？

也是完全花，可做周位花的代表。也可用桃花观察，但注意人工栽培者常成重瓣。

(2)油菜花的组成：油菜花具有4个萼片，4个黄色的花瓣，呈十字形排列，其倒卵形花瓣的基部具短爪，花托上有蜜腺，常与萼片对生。雄蕊6个，外轮2个较短，内轮4个较长，称四强雄蕊。一个雌蕊圆柱状，由两个心皮结合而成，着生花托的中央，子房上位，侧膜胎座，胚珠多数，子房原为一室，但常被次生的假隔膜将子房分为二室，故称假二室。

花程式为：？？？？？

是辐射对称的完全花。也可用大白菜花代用。

(3)豌豆花的组成：豌豆花的花萼合生，呈钟状，萼齿披针形。花冠白色或带紫红斑，为两侧对称的蝶形花冠，由5瓣组成，最外面的一个大瓣，称旗瓣，

近于扁圆形(长约14毫米，宽约18毫米)；其内为两个侧生的翼瓣，呈宽卵形，基部具爪，最里面的两个花瓣合生成龙骨瓣，呈半圆形。当去掉花冠后，仔细分解花蕊的组成情况，在雄蕊群中可见9个花丝结合在一起，另一个单生，称二体雄蕊。雌蕊一个，侧扁，子房上位，由一个心皮组成，一室，边缘胎座，胚珠多数。

花程式：？？？？？？

是两侧对称花的代表。此外，可用蚕豆、洋槐和紫藤的花代替。

(二)花序的组成

1．向日葵的头状花序：取大型的向日葵花序，可见无数的向日葵花，聚集在一个扁平的盘状花序轴上。在花轴的下部有许多绿色的苞片，组成总苞，很像一朵花基部的花萼。

向日葵花均无花柄，在整个花序上着生两种不同结构的花：位于边缘的为假舌状花，有明显的黄色舌状花冠，其他花均位于盘状花序轴的中部，为管状花。用镊子分别取上述两种不同类型的花解剖观察。假舌状花是中性花，雌雄蕊均不发育，为不孕花；管状花的花冠小，呈筒状，是两性花。其5个雄蕊的花药相互连合成筒状，称聚药雄蕊，但它们的花丝仍分离。雌蕊一个，柱头两裂，由2

个心皮组成，一室、一胚珠，子房下位，基底胎座，萼片不发育，呈鳞片状。

2．小麦的复穗状花序：小麦花与一般花的形态不同，在结构上比较特殊。小麦的整个麦穗是一个复穗状花序，许多小穗(穗状花序)以互生的方式着生在麦穗主轴的两侧。先用镊子取下一个小穗解剖观察，可见最外两片结构为颖片，其内有3～5朵互生的花。然后自下而上地逐朵解剖小麦花，可发现在小穗上部的1～3朵花发育不良，为不孕花，只有下部2～4朵花是能孕的两性花。

每朵发育正常的花，除外面包有外稃和内稃外，其中均有3个雄蕊和一个具有羽毛状柱头的雌蕊，花柱很不明显。此外，在外稃的内侧，子房基部有两个浆片，开花时，能强烈吸水膨大，使外稃张开。

禾本科植物花的结构基本上大同小异，在没有冬小麦生长的地方，可用春小麦、大麦或黑麦的花序代用。

(三)花的结构类型及其分辨依据(供参考)

1．依花被分

双被花：同时具有花萼与花冠，如白菜、桃。

单被花：花萼和花冠仅具一种，如桑、葎草。

无被花：无花萼，也无花冠，如杨和柳。

2．按对称类型分：

(1)辐射对称花(整齐花)：这种花通过中心时，可以有几个对称面，如桃花、向日葵的管状花。

(2)两侧对称花(不整齐花)：这种花通过中心时，只有一个对称面，如豆类和鼠尾草属(丹参)的花。

(3)不对称花；这种花一个对称面也没有，也是一种不整齐花，如美人蕉花。

3．雌雄蕊发育情况：

(1)两性花：一朵花中的雌雄蕊都发育，如油菜花、棉花。

(2)单性花；一朵花的雌蕊和雄蕊只有一个发育，如黄瓜花和杨柳花。

(3)中性花(无性花)：一朵花中的雌雄蕊均不发育，如向日葵花序的边花。

(4)杂性花；一个花序中的花，有两性花同时也有单性花，如槭属花。

4．雄蕊的类型：

(1)分离雄蕊：多数植物的雄蕊是分离的，一般在同一朵花中花丝是等长的，但也有长短不等的。如十字花科植物的雄蕊是四长两短，叫四强雄蕊。唇形科和玄参科植物的雄蕊多二长二短，叫二强雄蕊。

(2)单体雄蕊：花丝下部连合成管状，包围在雌蕊的外面，如棉花、木槿等锦葵科植物。

(3)二体雄蕊：花丝分为两组，9个连合，1个分离，如豌豆、洋槐花。

(4)多体雄蕊：花丝连合成多束，如蓖麻、金丝桃花。

(5)聚药雄蕊：花丝分离，花药连合成筒状，包围在花柱的周围，如向日葵等菊科植物的管状花。

5．雌蕊的类型：

(1)单雌蕊：由一个心皮向内折合形成雌蕊。如桃和豆科植物。

(2)离生雌蕊：由数个心皮形成彼此分离的雌蕊，如草莓、牡丹和飞燕草等。

(3)合生雌蕊：由数个心皮相互连合形成的雌蕊，如棉花、百合等。

6．子房的位置：

(1)子房上位：子房只有底部与花托相连，有二种情况：

花下位：花的其余部分着生在低于子房的花托上，如油菜、棉花等。

花周位：花托或花筒凹形，花的其余部分着生在凹形花托或花筒的边缘，如桃、李花。

(2)子房半下位(中位)、花周位：子房下半部与花托或花筒愈合，子房上半部，花柱和柱头仍独立露出，花的其余部分着生在子房的周围。如太平花、马齿苋花等。

(3)子房下位、花上位：整个子房埋于花托或花筒中，，且与其愈合，花的其余部分着生在子房的上部，如苹果、黄瓜等。

7．胎座的类型：胚珠在子房室内着生的地方叫胎座。胎座一般都发生在心皮的边缘相结合的部分，即腹缝线上，但有的也发生在心皮的基部。

(1)边缘胎座：雌蕊由单心皮结构成，子房一室，胚珠着生在心皮的腹缝线上，如桃和豆科植物。

(2)侧膜胎座：雌蕊由两个以上的心皮构成，各心皮边缘相互合生，胚珠沿腹缝线着生，子房一室，如黄瓜、油菜。

(3)中轴胎座：雌蕊由两个以上的心皮构成，各心皮的一部分卷向子房室内，在中央连合形成隔膜，分为与心皮数相等的室数，胚珠着生在中轴上，如棉花、苹果和百合。

(4)特立中央胎座：雌蕊由两个以上的心皮构成，可能是由中轴胎座演化而来，隔膜和中轴的上部消失，子房一室；但中轴下部仍然存在，胚珠着生在其四周，如石竹、报春花和马齿苋。

(5)基底胎座：子房一室，胚珠着生于子房的基部，如向日葵。

(6)顶生胎座：子房一室，胚珠着生在子房的顶部，悬垂室中，如桑。

8．花序的类型：被子植物的花可以单独着生在茎的顶端和叶腋，也可以是多数花朵按一定顺序生长在花序轴上组成花序，一般花序轴上没有典型的营养叶，只有叶状苞片，往往是一个苞片的腋部着生一朵花。花序可分两大类：

(1)无限花序：花序轴下部或周围的花先开放，然后逐渐向上或向中心依次开放，而花序轴顶端在一定时期内仍保持生长的能力，所以可以继续生长。

根据花序轴的长短、形态和是否分枝，以及花梗的长短和有无等特征，又可将无限花序分成下列常见类型：

总状花序：花序轴较长，花柄长度相等，如白菜、油菜和荠菜。

伞房花序：花序轴较短，下部花柄较长，近顶端的花柄最短，如苹果、梨。

伞形花序：花序轴极短，许多花从顶部一起生出，花柄等长，故呈放射权排列，如人参和天竺葵。

穗状花序：花序轴较长，花无柄，如车前。

柔荑花序：花序轴柔软，常下垂，花无柄，单性，如杨、柳、胡桃和栎的雄花序。

肉穗花序：花序轴肉质化，呈棒状，花无柄，单性，如玉米的雌花序、芋、半夏和马蹄莲等。多数包有大型的佛焰苞片，故也称佛焰花序。

隐头花序：是较为特殊的一种花序。其花序轴的顶部膨大、肉质化，中间向下凹陷，形成囊状，许多花隐藏在囊状体内，从外表无法观察，只能用刀片将其纵剖后观察。一般上部为雄花，下部为雌花，如榕属的无花果等植物。

头状花序：花轴极度短缩而膨大，扁盘状，各苞叶常集成总苞，如蒲公英、向日葵等。

在无限花序类里，除上述简单的花序外，还有几种花序轴分枝的复花序，即：复总状花序(圆锥花序)，如玉米的雄花、水稻和珍珠梅等；复穗状花序，如小麦、黑麦等；复伞形花序，如胡萝卜、芹菜等；复伞房花序，如绣线菊、八宝等。

(2)有限花序：即聚伞花序类，花序顶端或中央的花先成熟、先开放，然后逐渐向下或向外依次开放。因此花序主轴不能继续生长，而是由苞片腋部长出侧生的花序，接续生长。

还可根据侧生花序的数目，将其分为下列常见的三种类型：

单歧聚伞花序：仅具一个侧生花序。若所有侧生花序均向一个方向生长，则幼期呈苎苎状，称为螺旋状聚伞花序，如附地菜、聚合草等。若侧生花序左右间隔形成，就叫蝎尾状聚伞花序，如唐菖蒲、委陵菜等。

二歧聚伞花序：二个侧生的花序对生，而且两个侧生花序轴还以同样的方式进行分枝，如大叶黄杨、茄、石竹等。

多歧聚伞花序：在顶生先开的花之下，有多个侧生花序，如大戟属植物。

根的形态与结构

实验目的

1．掌握根尖的外形、分区与内部构造。

2．掌握单、双子叶植物根初生构造的基本特点。

3．掌握根维管形成层的发生及次生构造的形成与结构

4．了解侧根发生的部位与形成规律。

5．观察根瘤的形态与结构，理解其发生与形成过程。

6．练习根的徒手切片。

实验内容和方法

(一)根尖的外形和分区

1．材料的培养：在实验前5—7天，将小麦或玉米籽粒浸水吸胀置于垫有潮湿滤纸(卫生纸、纱布亦可)的培养皿内并加盖，以维持一定的湿度(注意不可被水淹没，影响呼吸，以至腐烂)。同时要放恒温培养箱中或温暖的地方，以保持一定的温度(15～25℃为宜)，待幼根长到2～3厘米时，即可作为实验观察的材料。

2．根尖外形及分区的观察：选择生长良好而直的幼根，用快刀片截取端部1厘米，放在干净的载玻片上，用肉眼或放大镜观察它的外形和分区。幼根上有一区域密布白色绒毛，即根毛，这一部分即根毛区或称成熟区。根的最先端略为透明的部分是根冠，呈帽状，罩在略带黄色的分生区外(亦称生长点或生长锥)。位于根毛区和分生区之间的一小段是伸长区，洁白而光滑。注意一旦出现根毛，伸长就停止了。根毛的发生阻碍着根的进展，而根冠的存在，恰好是适应根尖在土壤中推进的特有的保护结构。

(二)根尖的内部构造

取玉米根尖纵切制片，在显微镜下观察，由根尖逐渐向上辨认以下各区；并注意其细胞特点。

1．根冠：在根尖的最先端，略呈三角形，套在生长点之外，是一群薄壁细胞，排列不整齐(外层较大，内部细胞较小)，其外部有些活细胞从根冠表面脱落，而在根冠内部贴近生长点的一些细胞，形小而质浓，是特殊的分生组织；能为根冠不断形成新细胞。

2．分生区：在根冠之内，长仅1～2毫米，由排列紧密的小型多面体细胞组成。细胞壁薄、核大、质浓，属分生组织(包括原分生组织和初生分生组织的主要部分)。细胞分裂能力很强，在清晰的制片中，常可以见到有丝分裂的分裂相。

3．伸长区：位于分生区的上方，由分生区细胞分裂而来，长约2—5毫米。此区细胞一方面沿长轴方向迅速伸长，另一方面逐步分化成不同的：组织，向成熟区过渡。一般细胞内均有明显的液泡，有的切片中能见到一种特别宽大的成串的细胞，是正在分化中的幼嫩的导管细胞。

4．根毛区(成熟区)：在伸长区的上方，此区的细胞之伸长已基本停止，并已分化成各种成熟组织，表面密生根毛。注意根毛不是一个完整的细胞，而是一种表皮细胞外壁的突起物，根毛里含有细胞质和细胞核，壁很薄。此区是根的主

要吸收部位。注意观察根毛的发生过程；在近根端处幼小根毛刚刚突起，而远离根端处的根毛较长，呈小管状。此外，位于此区的中央部分可见到已分化成熟的组织，换高倍镜可以观察到螺纹、环纹导管。由于上述各区是逐渐变化并不断向前推进的，因此各区之间没有明显的界限。

(三)根的初生结构

l双子叶植物根的初生构造，通过蚕豆幼根的根毛区做徒手横切，制成临时装片，或取其永久制片，观察根的初生构造。在切片上首先引人注目的，是由大而壁薄的细胞组成的皮层和中央的维管柱，，最外层是根的表皮。当区分出表皮、皮层和维管柱三大部分之后，可换高倍物镜由外向内进行详细观察：

(1)表皮：是幼根的最外层细胞，排列整齐紧密，可见表皮上向外突出形成的根毛，但多数是制片过程中损坏了的根毛残体。注意根毛和表皮细胞的关系如何?表皮细胞之间有无气孔器?表皮之外有无角质层?

(2)皮层：在表皮之内，占幼根的大部分，由多层薄壁细胞组成。可进一步分为外皮层(1～2层细胞)、皮层薄壁细胞(多层细胞)和内皮层(一层细胞)三部分。内皮层细胞排列整齐,壁比较特殊,其径上向壁和上、下横壁常局部增厚并栓质化，连成环带状，叫做凯氏带。但结构对水分和物质的吸收起限制作用。

(3)维管柱(中柱)；内皮层以内就是维管柱，一般细胞较小而密集，由中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部和薄壁细胞所构成。中柱鞘：是中柱的最外层，细胞壁薄，通常由1～2层细胞组成，排列整齐而紧密。它在根中起着重要的作用，保持着分生组织的特点和分生的功能；侧根、周皮，和维管形成层的一部分都发生于中柱鞘。初生木质部：在切片中其导管常被番红染成红色，其细胞壁厚而胞腔大，是输导水分和无机；的组织，常排列成4～6束呈星芒状。每束导管口径大小不一致，靠近中柱的导管最先发育，口径小，是些螺纹和环纹加厚的导管，叫原生木质部。分布在近根中心位置的导管，口茎小，分化较晚，为后生木质部，其导管着色往往浅淡，甚至不显红色。这种导管发育顺序的先后，可说明根的初生木质部是外始式的，这是根初生结构的特征之一。初生韧皮部：位于初生木质部的两个辐射角之间，与木质部相间排列，由筛管、伴胞等构成，是输送同化产物的组织。注意其外方有一堆壁厚、染色深的韧皮纤维，反而使初生韧皮部筛管的位置不够明显，须仔细观察，但在多数植物根的韧皮部中没有这种纤纤维组织。

此外，在初生木质部和初生韧皮部之间，还分布着薄壁组织，当根进行次生生长前它分化成维管形成层的一部分。在蚕豆幼根的最中心部分，是一群未分化成导管的薄壁细胞，这是在大多数双子叶植物根中所没有的。一般双于叶植物根的导管是由外始式向心分化的，因而使整个根的中心为导管所占据。

2．单子叶植物根的初生构造：单子叶植物的根与茎一样没有形成层的产生，因此，根的生长一般都停留在初生生长阶段，不再加粗，所以仅有初生构造。

取玉米种子根根毛区的上方，制作横切面的永久制片，先在低倍物境下区分出表皮、皮层和维管柱三大部分，再转换高倍物镜仔细地由外向内逐层观察。

⑴、表皮：是最外层，排列整齐。外壁无角质化，常见有突起的根毛。

⑵、皮层：为基本组织，靠近表皮的１－２层细胞小，排列紧密，可称为外皮层。在较老的材料中，可看到2～3层厚壁细胞，并木质化与栓质化，以后可代替表皮起保护作用，常被番红染成红色。其内皮层细胞与蚕豆根比较，幼时结构差不多，亦可以有凯氏带增厚的现象。但稍老就出现明显的不同，即其内皮

层细胞多为五面增厚，并栓质化；在横切面上呈马蹄形，仅外切向壁是薄的，但在正对原生木质部处的内皮层细胞常不加厚，仍为薄壁的通道细胞。

(3)维管柱：在皮层之内，其外有中柱鞘包围，为一层个体较小、排列整齐的薄壁细胞，有形成侧根的功能。在中柱鞘之内原生木质部与初生韧皮部相间排列。原生木质部约有12组导管，口径小，发生早，具有螺纹和环纹的增厚；后生木质部约为6束口径增大的导管，成熟较晚，故在切片上染色较浅，待其成熟时为孔纹或网纹增厚。每个后生木质部导管常与2个原生木质部导管相对应。韧皮部细胞不太显著，须换高倍镜仔细观察。维管柱中央是薄壁细胞组成的髓，占据了根的中心，为单子叶植物根的典型特征之一。

(4)用徒手切片法切取玉米支柱根，或菝葜属植物根的横切面，制成临时装片，放在显微镜下观察：它们都是单子叶植物的根(不定根)，而且结构比较典型，木质部都是多原型，内皮层加厚明显。取材容易，生长粗壮、软硬适度，便于大家练习徒手切片的方法，(具体方法见第一篇第二章之四)。观察时可用0.1％番红染液和0．25％硫堇染液进行简单染色，或用间苯三酚进行反应，都可以使木质部和韧皮部的结构分化比较明显。若无以上材料，亦可就地取材，选用韭菜根、玉簪根或百合属植物根等,进行徒手切片和单子叶植物根的结构观察。值得注意的是许多单子叶植物根中央的髓细胞、；幼嫩时为薄壁细胞，成熟后可以厚壁化、以增强其机械支持力。亦有些植物根的中央为木质部的大导管所占领，如韭菜和大葱的不定根。

3、侧根的发生与形成

取蚕豆根的横、纵切片（示侧根的发生）和有关侧根发生的显微照片观察；可见中柱鞘的部分细胞重新恢复分裂能力，形成突起（即侧根的生长锥）再继续生长，依次突破主根的内皮层、皮层薄壁细胞、外皮层和表皮而插入土中。注意侧根与主根内部如何连续？

注意蚕豆侧根的发生点，是正对初生木质部处的中柱鞘细胞，这位置是固定的。一般的三原型、四原型根多如此。在多原型植物根中，其侧根发生于正对原生韧皮部处的中柱鞘细胞。

如有合适的材料，可作徒手连续切片，观察侧根发生的全过程。所谓合适的材料，即应取生长良好的幼根根毛区稍靠上方，用肉眼或放大镜能看到许多排列规律的小亮泡时为宜，这些小亮泡就是将要突破表皮的侧根的生长锥。

(四)根的次生结构

大多数双子叶植物和裸子植物的根，在完成了由顶端分生组织活动形成的初生生长之后，并不停留在初生生长这一阶段，而是由于形成层和木栓形成层的发生与分裂活动，不断地产生根的次生结构，因而使根得以不断加粗。

要了解这一变化过程，须先观察形成层的发生情况。

1．形成层的发生：用人工培养的蚕豆根，取材部位要在根毛区之后，即在具有侧根的区域(一般为侧根长0.5～1cm处)，做连续的徒手横切，就能观察到由维管形成层的发生到次生结构形成的过程。

也可取表示形成层发生的蚕豆根横切制片(由石蜡包理法制成的永久制片)，注意观察维管柱内所发生的变化，可见在初生木质部和初生韧皮部之间的薄壁细胞已经恢复分裂能力，略呈弧形。位于初生木质部束尖端的部分中柱鞘细胞，恢

复了分裂能力，两者相互连接，构成一个波浪状的形成层环，并且一些形成层细胞已经开始最初的切向分裂，产生了少量的次生结构。

这个最初形成的形成层环的形状，是由根的初生木质部束的数目决定的。在蚕豆根中，由于其木质部束可有4—6束，常呈十字形或5、6角形。而在二原型根中略呈椭圆形(如萝卜、白菜等)，三原型根中则呈三角形(如豌豆等)。

2．取棉花老根或向日葵老根横切的永久制片，先在低倍镜下观察。其最主要的特点是形成层环已由波浪形环变成了圆形环，并向内产生了大量的次生木质部，向外产生了少量的次生韧皮部。同时中柱鞘已产生了木栓形成层，并形成了周皮。此时表皮和皮层已脱落，从外向内逐层观察；区分出周皮、次生维管束和中央的初生木质部几大部分后，换高倍物镜，仔细观察各部分的细胞结构：

(1)周皮：是老根最外面的几层细胞。横切面呈扁长形，胞壁栓质化；径向壁排列整齐，常被染成棕红色，是没有胞核的死细胞，叫木栓层，是由木栓形成层活动产生的次生保护组织。

在木栓层内方，有一层被固绿染成蓝绿色的扁方形的薄壁活细胞，内有原生质体，有的细胞能见到细胞核，是木栓形成层。它是由中柱鞘细胞恢复分裂能力而形成的，由于主要进行切向分裂(平周分裂)，其细胞形态比木栓层更扁一些。栓内层位于木栓形成层之内侧，约有2—3层较大的薄壁细胞。初生韧皮部已被挤坏，常分辨不清。

(2)次生维管组织：为维管形成层活动产生的组织。在周皮之内被固绿染成蓝绿色的部分是次生韧皮部，包括筛管、伴胞和韧皮薄壁细胞，其中夹杂有少量略呈红色的韧皮纤维。注意在横切面上韧皮薄壁细胞与筛管形态相似，常不易区分。此外，有许多韧皮薄壁细胞在径向方向上排列成行，呈放射状的倒三角形，是韧皮射线，起着横向运输的作用。

在横切面上占主要部分的是被番红染成红色的次生木质部，。包括导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞，其中导管很容易辨认，是一些口径大、被染成红色而原生质体解体的死细胞。值得注意的是，有的幼嫩导管，由于木质化程度低，仅被染成淡红色,至有的刚由维管形成层分裂出来的导管，仍保持纤维素胞壁的绿色。管胞和木纤维在横切面上口径均较小，可与导管区分，一般也被染成红色，但二者之间不易辨认。此外，还有许多被染成绿色的木薄壁细胞夹杂其中，排列整齐呈径向放射状者，称木射线。木射线与韧皮射线常是相通的，合称维管射线。

维管形成层，位于次生木质部和次生韧皮部之间，有几层扁长形的薄壁细胞，被染成浅绿色。实际上形成层只有一层细胞，主要由于它的向内向外迅速分裂，刚产生不久的细胞尚未分化成熟，因此，在横切面上看到的是多层扁平细胞组成的“形成层区”。

注意在根的次生结构中，还有一种有定数的次生性射线的存在。它是由正对着初生木质部束的维管形成层不断分裂产生的薄壁细胞，并沿着根的半径方向引长，呈辐射状排列。观察它们的数目与初生木质部束的关系?在形态上能否与维管射线区分开?

(3)初生木质部：在次生木质部之内，初生木质部仍保留在根的中心，呈星芒状，它的存在是根的次生构造与茎的次生构造区分的主要标志之一。

3．如有条件，可用徒手切片法或滑行切片法，切制新鲜根的横切片，观察根的次生结构。双子叶草本植物番茄和南瓜老根，木本植物中的椴树根、洋槐根和木槿根都是可用的实验材料。

(五)豆科植物的根瘤

根瘤是种子植物根与土壤中的根瘤菌共同形成的，是一种互为有利的共生现象。

1．外形的观察：取花生或大豆植株的根系和根瘤的浸制标本观察，注意在根部着生的一些瘤状突起就是根瘤。它是根之皮层细胞受根瘤细菌的刺激进而畸形分裂形成的。

2．内部结构：取花生、蚕豆或大豆根具根瘤的制片。放在低倍镜下观察，首先依据根的结构特点，区分根本体和根瘤部分，根瘤在横切制片中常较根本体明显膨大。然后再转高倍镜观察根瘤的结构：根瘤之外围为栓质化的细胞所包裹，其内为根为根之皮层薄壁细胞，它们是其畸形增生的结果，中央染色体较深的部分是含菌组织，根瘤菌充满在它的细胞质内，呈颗粒状。注意根瘤部分有无维管束和根本体相通连。

四、作业

详绘一种植物根的初生结构，表明各部结构的位置关系。

叶的解剖结构

一、实验目的

1、掌握双子叶植物叶(两面叶)的解剖结构。

2、掌握单子叶植物(禾本科)叶和松针叶的解剖结构。

3、了解不同生境植物叶片的结构特点。

4、练习叶的徒手切片技术。

二、实验材料和用品

棉叶横切片，蚕豆叶横切片，女贞叶横切制片，玉米叶片横切制片，睡莲叶横切片，眼子菜属叶横切片，

三、实验内容和方法

(一)双子叶植物叶(两面叶)的结构

双子叶植物的完全叶，一般包括叶片、叶柄和托叶三部分。现以叶片结构为主进行观察。

1棉叶片的结构：取棉叶横切制片(过主脉)，首先在低倍镜下分清上、下表皮，叶肉和叶脉等几部分基本构造。然后再换高倍镜，观察其详细结构。为使上、下表皮气孔在制片中观察清楚，应注意取材固定的时间，一般在上午或下午，正值气孔开放的时候为宜。

(1)表皮：是最外一层排列整齐而紧密的细胞，在横切面上呈长方形，其外壁角质化，有角质层，有明显的细胞核，但无叶绿体。在表皮细胞之间可以看到成对的、染色较深的小细胞，是保卫细胞，其间的窄缝，即气孔。在表皮上有单细胞毛和簇生的表皮毛，还有棒状或椭圆形的多细胞腺毛，它们都染色较深。

(2)叶肉：位于上下表皮之间，是绿色的同化组织，有栅栏组织和海绵组织的分化，所以是异面叶，或称两面叶。靠近上表皮的柱状细胞是栅栏组织，以其长轴与表皮垂直，排列紧密，细胞内含叶绿体较多，因此，生活棉叶的上面绿色较深。在其下方、靠近下表皮的是形状不规则的、胞间隙大的海绵组织，含叶绿体较少，有时可见到有分泌腔存在。在气孔器内方，有一个较大的胞间隙，称孔下室。叶肉组织是植物进行光合作用的主要场所。

(3)叶脉：是叶肉中的维管组织，一般主脉比较粗大并向下突出，容易观察清楚，两侧的为侧脉和细脉。由于棉花叶片是网状脉，散在此切片上能见到各种走向的侧脉或细脉。叶脉的近轴面(靠近上表皮)是木质部，远轴面(靠近下表皮)是韧皮部。在主脉内，二者之间可见到几层扁平的细胞是形成层，它们在叶中的活动有限，所以叶脉的增粗生长不明显。在主脉上表皮以内是厚角组织和薄壁组织，中部是主脉的维管束，其上方是木质部的成串的导管、细胞口径较大，管壁常加厚并木质化，常被番红染成红色，最容易识别，是木质部最重要的组成成分。在形成层下方是韧皮部，细胞较小，常被染成绿色；有筛管；伴胞和薄壁组织纵向相间排列，但前者染色较深。在韧皮部下方是较为发达的薄壁组织和厚角组织，其中也有溶生型的分泌腔。上、下两方的厚角组织，有机械支持的作用，以保护主脉之内的输导组织。侧脉和细脉的结构简单；只有木质部和韧皮部的少数几个细胞，但一般都被没有叶绿体的薄壁细胞所包围，称维管束鞘。

2、蚕豆昨韵结构

取蚕豆叶(过主脉)—横切制片观察，其总体结构似一般双手叶植物的两面叶。与棉叶的主要不同点是：

(1)表皮上毛少，仅有少量的腺毛。

(2)栅栏组织不典型(指排列不紧密或不整齐)。

(3)叶肉组织中没有分泌腔。

(4)主脉维管束上、下两侧的机械组织不是厚角组织，而是厚壁组织。在较老的叶片中，常被染成红色，较明显。

3．女贞叶的结构；取女贞叶横切制片观察，其总体结构比前列两种都典型，有条件时,应列为主要观察的对象，理由如下：

(1)表皮上少毛或无毛。

(2)栅栏组织典型，细胞柱状，基本上一层。

(3)主脉维管束结构典型，其上方有厚角组织，下方有少量的厚壁组织。

(4)无分泌细胞、分泌腔等着色深的结构，所以整个叶片着色均匀、结构清晰，便于初学者观察分析。

(5)叶片软硬适度，便于练习徒手切片。

4、实验时，可从上列三种两面叶中挑选一种，亦可任选迎春叶、丁香叶、扶桑叶或海桐叶的一种制片观察。因为它们都是中生性的、典型的双子叶植物的两面叶。若时间与条件允许，最好是就地取材，选用一种新鲜的植物叶进行徒手切片，观察叶结构的自然状态与色彩，以便加深印象，更好地掌握这部分内容。

5、叶柄的结构：取女贞、桃或丁香叶柄、向日葵叶柄、大丽花或芹菜叶柄、榕、无花果或泡桐叶柄的永久制片2～3种，进行观察：可见它们都是由表皮、基本组织和维管组织三部分组成的；维管组织可以成束状、亦可以呈片状分布在

基本组织之中，并呈弧状或上卷成筒状，一般近轴面是木质部，韧皮部在远轴面。此外，在基本组织中还可以见到有厚角组织或厚壁组织的分化，能起机械支持的作用。

6、示范观察一种植物叶片的平皮切面：与横切面对照了解叶片的立体状态；叶脉在叶片中的分布与分枝情况，掌握栅栏组织、海绵组织和维管束鞘细胞在乎皮切面上的形态特征，注意脉间区和脉梢的细胞结构。

7、示范观察叶柄基部的离层：可取杨属植物叶柄基部纵切制片，观察离区的细胞结构。

（二）禾本科植物叶片的结构

禾本科植物是单子叶植物中结构比较特化的类型，但由于它们的经济价值大，总被作为观察的代表植物。禾本科植物叶的组成，主要分为叶片和叶鞘两部分，属不完全叶。由于它们的叶肉没有栅栏组织和海绵组织的分化，上下两面的内部结构差不多，故称为等面叶。

1.观察小麦叶的结构：取小麦叶片通过中脉的横切制片，先在低倍镜下观察；区分表皮、叶肉和叶脉三部分，找出中脉和侧脉的部位，然后换高倍镜逐项观察下列的内容：

⑴、表皮：也是一层表皮细胞，多数为普通的表皮细胞，其中夹生着较小的、染色深的气孔保卫细胞，成对存在，它的两侧为略大一些的副卫细胞。在上表皮中常有几个较的泡状细胞，连在一起，位于两个叶脉之间，在横切面上略呈扇形，也叫运动细胞。表皮层之外壁上有连续的角质层，此外还有表皮毛。

⑵、叶肉：细胞比较均一，没有栅栏组织与海绵组织之分，都是富含叶绿体的同化组织。(如要了解叶肉细胞的立体形态，可离析小麦叶肉细胞，使其彼此分离后，再制成临时装片，放在显微镜下观察。)

⑶、叶脉：为平行叶脉，所以在横切面上多呈横切状态。维管束为有限维管束，在中脉处的较大的维管束中也没有形成层。靠上表皮的为木质部，近下表皮的是韧皮部，维管束外有两层维管束鞘；外层细胞大而壁薄，含有叶绿体，但比叶肉细胞小而少。内层细胞小而壁厚。在维管束的上、下两面的表皮里面，常见到成束的厚壁组织，以中脉最明显，有机械支持作用。必要时可用大麦叶代替观察。

2、观察玉米叶的结构：取玉米叶片部分横切的制片，按照1项的观察内容，逐项进行观察；由于玉米叶片比较宽大，常用切片标本多不具有中脉部分，仅保留了叶片的一小部分，因此要注意：上表皮细胞的泡状细胞是否明显可见？气孔器的断面和双子叶植物有何不同?叶肉组织有无栅栏组织与海绵组织的分化?并在观察时，仔细与小麦叶的叶脉进行比较，注意它的维管束鞘只有一层大的薄壁细胞，内含个体较叶肉细胞大的叶绿体，与外侧紧邻的一圈叶肉细胞共同组成“花环型”结构，据光合作用途径的研究证明这是碳四植物典型的结构特征，应属高光效植物。必要时可用甘庶叶片横切制片代替。

3、实验时，也可以取水稻叶片横切制片代替小麦叶片进行观察；并注意水稻中脉结构中有气腔存在，它有何作用？

(三)松针叶的结构

松属植物的针叶着生于短枝上，因种的不同常2—5针簇生，因而在制片中可见到半圆形或三角形的横切面，但它们的结构大同小异。取松针叶横切制片观察，注意下列结构：

1.表皮及下皮层：表皮细胞壁厚，细胞腔小，排列紧密，并覆盖着一层厚的角质层。在表皮以内，有一至多层的下皮层，通常是纤维状的厚壁组织。气孔下陷到下皮层内，由一对保卫细胞和一对副卫细胞组成，保卫细胞呈椭圆形，先端有喙，侧壁与下皮层细胞相连，而副卫细胞在保卫细胞外上方，拱盖着保卫细胞，其侧壁与表皮细胞相连，二者的胞壁都有不均匀的加厚，内陷气孔形成下陷的空腔，是减少叶内水分蒸腾的早生适应。

2.叶肉：在下皮层以内，内皮层之外；为比较特殊的一种同化组织，其胞壁向内折陷，形成许多不规则的皱褶，富含叶绿体。此外还有分泌组织树脂道的分布，它的数目与位置往往是稳定的，可以作为鉴别种的依据之一。每个树脂道均由两层细胞组成；外层为厚壁的鞘细胞，起支持作用。内层是薄壁的上皮细胞，有分泌功能，但由于在显微制片过程中易于脱落，有时看不见。此外，在叶肉组织的最里层是一圈排列整齐的内皮层，胞壁较厚，径向壁上有类似于凯氏带的结构。

3.维管组织：位于针叶的中央，在内皮层以内，有1～2个外韧维管束，因种而不同。维管束的木质部在近轴面，韧皮部在远轴面。当进行番红与固绿的常规染色后，木质部的管胞呈红色，韧皮部和木薄壁细胞被染成蓝绿色。无论木质部还是韧皮部的细胞均呈径向的排列；木薄壁细胞和管胞各自成行、相间排列，筛管和韧皮薄壁细胞也各自成行、交替排列，一般薄壁细胞均被染成淡绿色或蓝绿色，但往往由于其内含物成分不同而呈现出各种色彩，如含丹宁的细胞。此外，在内皮层和维管束之间，有几层排列紧密的细胞，叫转输组织，它包括三种不同的细胞：多数是生活的薄壁细胞，常见有鞣质充满．另一种是没有内含物的死细胞，壁稍厚并轻微木质化，可见壁上有具缘纹孔，称管胞状细胞，还有一种含有浓厚的细胞质的薄壁细胞，常几个一起，堆在韧皮部的外侧，是蛋白细胞。

(四)不同生境檀物叶韵结构特点

1．旱生植物一夹竹桃叶横切制片的观察。

⑴、表皮：细胞壁厚，由二至三层细胞组成复表皮，排列紧密，靠外的表皮细胞外壁有特别发达的角质层。如果制作徒手切片观察，角质层是非常清晰的一亮层。下表皮也是复表皮，但比上表皮层数少，也有发达的角质层。下表皮有一部分细胞构成下陷的窝，在窝里表皮细胞常特化成表皮毛。气孔位于下表皮构成的下陷的气孔窝里。

⑵、叶肉：表皮之间是叶肉细胞，靠近上表皮，是由多层栅栏组织的细胞构成，细胞排列非常紧密，下表皮之内也有栅栏组织。海绵组织位于中部，层数较多，细胞间隙不发达。叶肉细胞中常含有晶簇。

⑶、叶脉：夹竹桃的主脉很大，维管束是双韧维管束，这一特征只有在主脉上能观察到。在主脉上还可以观察到形成层的细胞。其他小叶脉只能看到木质部和韧皮部的少数细胞。

此外，还可观察肉质化的芦荟叶横切制片；薄壁组织发展成贮水组织。西北干旱地区的胡杨叶横切,其上下两面均具有栅栏组织，而猪毛菜属叶的结构兼有上述两种的情况，因此要注意对旱生环境适应的多样性。

2．水生植物：

(1)浮水植物—睡莲叶横切：仅上表皮具气孔、叶肉分化明显，上面具明显的栅栏组织，含叶绿体多，是主要的进行光合作用的场所，与水面接触的下方，有十分发达的气腔，是通气组织，也起漂浮作用，有时可见有分枝的石细胞，维管组织特别是木质部比较退化。

(2)沉水植物——眼子菜属叶横切：没有表皮和叶肉的分化，即表皮亦含叶绿体，功能和叶肉一样，能进行光合作用，表皮无气孔，亦没有角质层。叶肉极不发达，仅一层至数层细胞，没有栅栏和海绵组织的分化，是均一的同化组织，胞间隙较大(特别在主脉附近)，形成气腔。叶脉很细弱，木质部导管和机械组织都相当退化。

四、作业

1、绘棉花叶横切面图，注明各部分结构。

2、比较双子叶植物叶和禾本科植物叶的结构异同。

茎的形态与初生结构

一、实验目的

1．掌握枝与芽的外部形态和类型。

2．了解分枝与分蘖的规律。

3．掌握茎尖结构、分区及分生区的细胞结构。

4．掌握单、双子叶植物茎的初生结构。

5．练习茎的徒手切片。

二、实验材料和用品

三年生杨树枝条，玉米茎尖、大叶黄杨茎尖纵切制片，向日葵幼茎横切永久制片，棉花幼茎横切片，玉米茎横切片，麦茎横切片。显微镜。

三、实验内容和方法

（一）茎的基本形态

1．取三年生木本植物(核桃、杨属等)的枝条(最好带着侧枝)，观察分析它的形态特征。

⑴、节与节间：茎上着生叶的位置叫节，两节之间的部分叫节间。

(2)顶芽与腋芽(侧芽)：着生于枝条顶端的芽叫顶芽，着生在叶腋处的芽叫腋芽，也称侧芽。

(3)叶痕与束痕：叶脱落后在茎上留下的疤痕，叫叶痕，在叶痕上的点状突起是叶柄与枝条中的维管束断离后留下的痕迹，叫束痕。叶痕在茎上的排列顺序和形状，束痕的数目和不同的排列形态都是植物冬态的鉴别特征。

(4)芽鳞痕：是芽发育为新枝时，芽鳞脱落后留下的痕迹。常在茎的周围排列成环状，根据枝条上芽鳞痕的数目可以判断它的生长年龄。

(5)皮孔：为茎表面的裂缝状的小孔，是茎与外界的通气结构，但不同植物的皮孔形态是不同的，也可以作为木本植物冬态的鉴别特征。

2.观察苹果、海棠或梨等具有长、短枝区别的植物枝条，注意区射一种植物的长枝与短枝。长枝的节间较长，短枝的节间很短，生长很慢，一般果树只在短枝上开花结果，所以也叫果枝。

（二）观察芽的结构

茎上常具有芽,它是处于幼态,还未伸展的枝、花或花序。视其结构和将形成的器官不同，可分为枝、花芽和混和芽。

首先解剖一个枝芽（叶芽）：任取一种植物的枝芽，用双面刀片将其从正中纵剖为二，放在实体显微镜下观察；辨认芽轴顶端的生长锥、芽轴、叶原基和幼叶，还有幼叶基部叶腋的腋芽原基。有些芽在最外面还有芽鳞。

温带地区的木本植物，越冬枝条上的芽多有芽鳞的保护，属鳞芽。一般草本植物多为裸芽，即芽外没有芽鳞的包被。方便时可取食用的包心大白菜或圆白菜，纵剖为二解剖观察，可见它们也是枝芽，而且是特大的裸芽，如果其内已分化了花序和花的原始体一原基，就是一个大混合芽。

(三)茎尖的结构与分区

1．茎尖的外形与分区：茎尖和根尖一样，亦包括分生区、伸长区和成熟区三部分，但没有帽状的保护结构，而是由许多幼小的叶片紧紧地包围着茎尖的生长锥，即分生组织所在的部位。

观察黑藻或玉米茎尖，丁香、小叶黄杨或大叶黄杨茎尖的纵切制片：

(1)分生区：茎尖生长锥的最顶端部分是原分生组织，它们可以向后不断分裂产生新细胞，这些细胞一方面继续保持分裂能力，另一方面初步分化为初生分生组织；位于生长锥的下部，即原表皮、基本分生组织和原形成层。原分生组织和初生分生组织共同构成茎的顶端

分生组织，即茎尖的分生区。和根尖分生区不同的是：它具有叶原基的突起。

(2)伸长区：位于分生区的下方，这部分细胞迅速生长长大，—并且液泡化，是使茎伸长生长的主要部位，并随着细胞个体的长大整个伸长区也明显增大。在春季或茎尖生长的季节，比根的伸长区长，但在休眠期，伸长区可以不存在，如越冬芽(休眠芽)下方都已是成熟区。在此区、初生分生组织开始形成初生组织，如原表皮分化形成排列整齐的表皮，基本分生组织分化形成皮层和中央部分的髓，束状的或环状的原形成层分化形成茎的维管束，在每个原形成层束的外方首先分化出原生韧皮部—内方先分化为原生木质部。

(3)成熟区：这部分细胞的伸长生长已停止，组织分化基本成熟，出现后生韧皮部和后生木质部形成茎的初生结构，但各类植物茎的初生组织的成分和排列是不一样的；见后述。

总的来看，茎尖的结构，由于有叶原基和腋芽原基的发生，远比根尖结构复杂。

(四)双子叶植物茎的初生结构

1．取向日葵幼苗或成长植株的枝端，通过茎尖的成熟区(嫩茎之节间)作徒手横切面装片，分别做如下处理，先大体上将其结构区分为表皮、皮层和维管柱三部分；维管束呈束状，环状排列为一圈，束间有髓射线，中央为宽大的髓。

(1)用清水封片，注意其自然色彩，可见皮层部分细胞呈淡绿色，是什么组织的细胞内含有叶绿体?

(2)用钌红水溶液滴染于(1)的新鲜材料上，观察能否将细胞的胞间层染成红色或浅红色而使皮层部分细胞的角隅加厚情况显现出来?

(3)另取一片新鲜的切片，滴加碘—碘化钾溶液封片观察皮层的最内层细胞内是否。含有较多的蓝紫色淀粉粒?

(4)亦另取一新鲜材料的切片，用0．25％硫堇染液滴染后，用微碱性自来水或1％NaHC03水液封片观察，以区别各种不同的组织，突出显现呈蓝紫色的木质素加厚的细胞(或用间苯三酚溶液进行反应)。

2．观察向日葵幼茎横切的永久制片，在显微镜下对照徒手切片，作详细观察。

(1)表皮：表皮细胞是从原表皮的细胞分裂、分化发育而来，细胞较小，只有一层，排列紧密》钿胞外壁可见有角质化的角质层，属初生保护组织。有的表皮细胞分化成表皮毛，有单细胞的或多细胞的。用高倍镜观察幼茎表皮气孔的保卫细胞，这种细胞的横切面比一般表皮细胞小，还可见二个保卫细胞之间的孔缝，其里面的腔隙是孔下室。

(2)皮层：是表皮以内，维管柱以外的部分，这部分细胞是由基本分生组织分裂分化而来的，和根比较所占比例很小。靠近表皮的几层细胞比较小，是厚角组织，细胞在角隅处稍有加厚，在棱角处厚角组织的层次更多，具有支持幼茎的作用。其内是数层薄壁组织，其中有小型的分泌腔(应属分泌组织)。皮层的最内一层细胞内，常贮有丰富的淀粉粒，称淀粉鞘（但在永久制片中看不清楚）。

(3)维管柱：比较发达，所占面积比例较大，可以分为维管束、髓射线和髓三部分。

①维管束：多呈束状、、染色较深，很易识别，在横切面上排成一环，是复合组织。每一管束都是由初生韧皮部、束中形成层和初生木质部组成，都是由原形成层发展来的。它的韧皮部在木质部的外方，是外韧维管束，又由于有束中形成层存在，所以也叫无限维管束或开

放维管束。

初生韧皮部包括原生韧皮部和后生韧皮部，它在发育过程牛是自外向内成熟的，故称为外始式。在维管束的最外方，还有原生韧皮纤维，也有人称之为“中柱鞘纤维”。在其内方才是筛管、伴胞和韧皮薄壁细胞，详细观察时，应转换成高倍物镜。

束中形成层：是原形成层保留下来的，仍具有分裂能力的分生组织。在横切面上，细胞呈扁平状态，壁薄，染色浅淡；夹生在韧皮部和木质部之间。

初生木质部：包括原生木质部和后生木质部，根据导管分子口径的大小和番红染色的深浅可以判断；靠近茎中心的是原生木质部，导管口径小，发生早，染色深；而后生木质部在外方，导管口径较大，发生较晚，所以染色浅淡；由此可知初生木质部的发育是自内向外逐

渐分化成熟的，故称内始式。

②髓射线：是存在于两个维管束之间的薄壁细胞，它连接皮层和茎中央的髓。髓至皮层薄壁细胞之间物质由此运输，并兼有贮藏的功能，是由原形成层束之间的基本分生组织分化来的。

③髓：位于茎的中央，也是维管柱中心的薄壁细胞，排列疏松，常具贮藏的功能，也是由基本分生组织发展的。

3．观察向日葵幼茎纵切制片与2对照，注意掌握各种组织结构的纵剖状态，，尤其要理解鉴别导管、管胞和木纤维的特征。

4．除用向日葵幼茎作为双子叶草本植物初生结构的典型材料外，还可以就地取材选用棉花、蚕豆、大丽花、毛莨和蓖麻等幼茎进行上述初生结构的观察，因为它们的初生结构都是基本相似的，可参考前述1、2的内容，掌握双子叶植物茎初生结构的共同规律，也要注意不同种的差异，往往它们就是种的鉴别特征。如：

(1)棉幼茎的初生结构：表皮层有多细胞腺毛，皮层富有分泌细胞和分泌腔，维管束数目较向日葵幼茎少，在其外方未见韧皮纤维群。

(2)蚕豆茎的初生结构；横切面方形，四角突起呈棱状，厚角组织丰富，棱内可另有一束维管束，存在于方形的维管束环之外，髓部常早破，形成髓腔。 5．双子叶木本植物茎的初生结构观察：可取椴、桃、梨或木槿当年新枝之枝端成熟区，尚未进行增粗生长的部分。做徒手横切片或取永久制片与草本植物幼茎的结构相比较，掌握木本茎初生结构的特点。如椴幼茎,表皮层外壁角质层明显，皮层厚角组织呈环状均匀分布，维管束排列紧密，呈圆筒状，束与束之间的髓射线极窄，很不明显，可是束中形成层明显。梨幼茎和椴幼茎大同小异，都是外韧维管束，皮层常分化成厚角组织和薄壁组织并有含丹宁的细胞.维管柱亦包括维管束、髓射线和髓三部分。然后，详细观察一个维管束的结构。

(五) 单子叶植物茎的结构

绝大多数单子叶植物茎中没有形成层,因此只有初生结构,构造比较简单,

不能进行增粗生长。和双子叶植物茎相比较，主要不同点是其维管束呈星散状，分布于基本组织中，因此没有皮层和髓的明显界限，常见有两种类型。

１.不具有髓腔者―以玉米为例：徒手切片节玉米嫩茎节间的横切片，按（四）—１.的方法进行处理后观察;或取玉米茎横切面永久制片进行观:

(1)表皮：为茎的最外层细胞，排列整齐，外壁有较厚的角质层，其间有气孔器，保卫细胞很小，两侧的副卫细胞稍大，中间裂缝为气孔。

(2)基本组织：靠近表皮的数层细胞形状小，排列紧密，胞壁增厚而木质化，是厚壁组织，称外皮层，是基本组织的一部分，有机械支持的作用。(由于制片时取材的老嫩程度不同，这圈组织的细胞层数和胞壁加厚的情况不同。)其内为薄壁组织，是基本组织系统的主要部分，细胞较大，排列疏松，有胞间隙，越靠近茎的中部，细胞个体越大，其中有许多维管束呈星散分布状态。

(3)维管束：分散在基本组织中，靠边缘部分较多，但个体较小，在茎中部的维管束分布较少，但每个维管束的个体较大，因此在玉米茎中没有皮层和髓的界限，也没有维管柱的界限。换高倍镜仔细观察一个维管束的结构：可见到每个维管束的外围都有一圈由厚壁细胞(纤维)组成的维管束鞘，导管里面只有木质部和韧皮部两部分，其间没有形成层，是有限维管束。其中初生韧皮部在外方；包括在最外方的原生韧皮部，有时已被挤破，后生韧皮部在它的里侧，是有功能的部分，只含筛管和伴胞两种成分，排列十分规则。初生木质部通常含有3～4个显著的，被染成红色的导管，口径较大，在横切面上排列成V形，其下半部分是原生木质部，由1—2个较小的导管和少量的薄壁细胞组成，往往由于茎的伸

长而将环纹或螺纹的导管扯破，形成一个空腔，叫气腔或胞间道。V形的上半部分是后生木质部，有两个大的孔纹导管，二者之间分布着一些管胞。

2．观察玉米茎纵切面制片，与1对照分析，注意观察掌握玉米茎各种组织结构的纵剖状态。

如无玉米茎制片，可用高粱或甘蔗茎代替观察。

3．具髓腔者——以小麦茎为例：

取小麦茎(节间)横切制片观察：注意与玉米茎的结构进行比较，主要区别是其茎秆中央有髓腔，节间的维管组织由内、外两圈维管束组成，外圈小维管束常与含叶绿体的同化组织相间排列，内圈维管束则位于薄壁组织中，和玉米一样都是外韧型有限维管束，其具体结构也相似。此外在表皮之内的厚壁细胞(纤维)往往形成厚度(层次)不同的连续区域，呈工字形排列，包圈着同化组织，并与内侧的薄壁组织相连。小麦茎基本组织的分化比玉米茎复杂，除去厚壁组织和无色的薄壁组织外，还包括绿色的同化组织，但茎秆基部的节间(被叶鞘包裹的部分)，往往没有同化组织。

四、作业

1、绘向日葵幼茎横切面的一角(包括1个维管束)，并注明各部分结构。

2、比较双子叶植物茎与根的初生结构。

3、列表比较双子叶植物茎和单子叶禾本科植物茎在初生结构上的异同。

茎的次生结构

一、实验目的

1．掌握双子叶植物茎的次生结构。

2．掌握次生保护组织——周皮的结构特征。

3．了解裸子植物茎木材三切面的结构特点。

二、实验材料和用品

向日葵老茎横切片，棉花老茎横切片，3～4年生椴树茎的横切制片，接骨木枝条，接骨木茎通过皮孔的横切片，裸子植物茎的三切面标本；显微镜。三、实验内容和方法

双子叶木本植物的茎和裸子植物茎次生生长明显，可以不断加粗。形成乔木和灌木，而草本双子叶植物茎形成层活动少，一般次生生长微弱或有限，只生长一年，所以茎的增粗也有限。

(一)双子叶草本植物茎的次生结构

1.取已有加粗生长的向日葵茎的横切制片，观察茎的次生结构。

(1)表皮：向日葵老茎仍保持表皮层，表皮细胞在横切面上排列整齐，是板状的长方细胞组成的保护组织。

(2)皮层：表皮以内为皮层细胞；靠近表皮的皮层细胞是厚角细胞含有叶绿体。在厚角细胞以内是皮层薄壁细胞，但层数不多。

(3)维管柱：在韧皮部外方，有成堆的厚壁细胞，细胞壁明显木质化，称为纤维，制片过程中被番红染成红色，这就是韧皮纤维。

在向日葵茎的横切制片中，很清楚观察到韧皮部和木质部之间形状扁长的细胞，就是形成层细胞。这些细胞已不是一层，具有3—5层甚至还多，可观察到已开始活动，这是束中形成层。形成层活动的结果是向内分裂分化木质部的各种细胞，向外分裂分化韧皮部的各种细胞。从切片上看，向内分裂分化的木质部各种细胞比向外分裂分化的韧皮部细胞多。

在横切面上，还可以看到比较小型的维管束，是次生性的，它们是由一部分束间的射线薄壁细胞恢复分裂能力组成的束间形成层活动的结果。在大的维管束和小的维管束之间仍存有髓射线，不过已经很窄了。在维管束内还有的由薄壁细胞组成的维管射线。

向日葵茎存在着明显的髓和髓射线，特别是髓，一直很发达。

2．双子叶植物棉花木质化草本茎和向日葵老茎比较，棉花老茎的次生结构有以下的特点：

(1)有次生保护组织——周皮的发生，代替了表皮的保护功能。

(2)维管束排列比向日葵茎紧密，束间的髓射线窄细。

(3)维管形成层的活动明显，次生组织比重大。

(4)次生木质部的细胞组成的木质化程度高。

(二)双子叶木本植物茎的次生结构

木本植物是多年生植物，由于多年的形成层活动的结果，十分明显，尤其是次生木质部。

1.观察3～4年生椴树茎的横切制片

(1)表皮：已基本脱落，仅存部分残片，有厚的角质层。

(2)周皮：很明显，已代替表皮，行使保护功能，由木栓层；木栓形成层和栓内层组成，注意它们各有什么特点?有无皮孔发生?如有，皮孔的具体结构如何? (3)皮层：在周皮之内、维管柱的外方，仅由数层厚角组织和薄壁组织组成，有些薄壁细胞中含有晶簇。

(4)韧皮部；在皮层和形成层之间，细胞排列呈梯形(底边靠近形成层)，与排列成喇叭形的髓射线薄壁细胞相间分布。在切片中，明显可见的是被染成红色的韧皮纤维与被染成绿色的韧皮薄壁细胞、筛管和伴胞呈横条状的相间排列。注意识别口径较大的、壁薄的筛管和

其旁侧染色较深、具核的伴胞。

(5)形成层：只有一层细胞，但因其分裂出来的幼嫩细胞还未分化成木质部和韧皮部的各种细胞，所以看上去这种扁平的细胞有4至5层之多，其排列整齐，而且径向壁连成一线。

(6)木质部：在形成层以内，在横切面上占有最大的面积，主要是次生木质部。由于其细胞直径的大小和壁的厚薄不同，可看出年轮的明显界线，呈同心环状。紧靠髓部周围的，有几束是初生木质部。组胞成分为导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞，此外还有内外排列呈放射线状的薄壁细---木射线。并注意区别早材和晚材。

(7)髓：位于茎的中心，多数为薄壁细胞，还有少数石细胞，那些围绕着大型薄壁细胞的小型厚壁细胞，即环髓鞘(带)。一般髓细胞的内含物较丰富除有淀粉粒和晶簇外，还含有单宁和粘液等，所以部分细胞染色较深。

(8)髓射线：由髓的薄壁细胞向外辐射排列，经木质部时，是1～2列细胞；至韧皮部薄壁细胞变大，并沿切向方向延长，呈倒梯形或倒三角形。

(9)维管射线：是在每个维管束之内，由木质部和韧皮部之中的横向运输的薄壁细胞(木射线和韧皮射线)组成，一般短于髓射线。髓射线在初生结构中就有，它们是维管束之间的射线。茎中维管束数目一定，因此，髓射线的数目也有定数。述二种射线的来源不同；髓射线最初来源于基本棉花老茎部分横切(自李正理、张新英)分生组织；有了次生生长以后，则来源于维管形成层的射线原始细胞。而维管射线只是由次生分生(维管形成层)中的射线原始细胞分裂、分化来的。

2、次生保护组织——周皮和皮孔：多数草本植物茎的表皮组织在植物的终生都起保护作用，但木本植物的表皮组织只能保持一段时间就脱落了。因此，常在表皮脱落之前形成一种新的保护组织，叫周皮，以适应茎的加粗生长。

(1)取接骨木枝条，观察枝上的周皮及皮孔着生情况。

(2)观察周皮和皮孔的内部结构：取接骨木茎通过皮孔的横切片，在低倍镜下观察；首先会发现一个两边拱起的破裂口，这就是皮孔。皮孔的两侧为周皮。然后换高倍镜，详细观察周皮的结构，共由三层组成，包在老茎的外面，代替表皮行使保护功能；木栓层：在残留的表皮(死细胞)之下，为多层按半径线整齐排列的细胞。没有胞间隙，胞壁加厚并栓质化，细胞中无生活物质，无核，是死细胞，所以木栓层既不透水，也不能透气。

木栓形成层：在木栓层的里面，是一层扁平的细胞，壁薄、具核、有浓厚的细胞质，能向外分裂产生木栓层(注意并不是一下子就木栓化)，向内分裂产生栓内层。

栓内层；紧靠木栓形成层，一般为1～2层活细胞，有明显的细胞核和细胞质，壁薄，无栓质化。根据它按半径线整齐排列的特点，可以和皮层细胞区别开来。

其次观察周皮上的通气结构—皮孔，可见在破裂口的内方是一团排列疏松的、圆形薄壁细胞，叫补充细胞。其细胞间隙很大，所以此处可以透气。在补充细胞的内方，也有木栓形成层和栓内层。由于木栓形成层在此处不产生木栓层，而产生大量的补充细胞，胀破外面的表皮和木栓层后，形成裂缝状的皮孔。