植物学实验

实验目的
1．在中学学习的基础上，进一步熟练使用光学显微镜，并了解光学显微镜的一些常用 技术参数(见附录 2 和附录 4)。
2．掌握光学显微镜下植物细胞的基本结构。 3．了解电子显微镜下植物细胞的基本构象。 4．了解植物细胞中几种普谝存在的代谢产物。 5．熟悉临时制片的一些方法。
实验材料与用品
1. 新鲜材料： 鸭跖草（Commelina communis）叶片、胡萝卜（Daucus carota var.sativa） 根、葱（Allium fistulosum）干鳞叶、辣椒（Capsicum annuum）的红色果实、马铃薯（Solanum tuberosum）块茎、莲（Nelumbo nucifera）根状茎、花生（Arachis hypogaea）种子、小麦(Triticum aestivum)籽粒、印度橡皮树(Ficus elastica )叶片以及圆叶牵牛（Pharbitis purpure）、一串红 （Salvia splendens）的花等。
另取洋葱鳞叶内表皮，南瓜茎、叶表皮毛以及小麦的根毛等部位观察细胞质的运动。 1.2 呼吸作用抑制剂对细胞质运动的影响
) 在上述材料具细胞质运动的临时装片一端，滴进 2，4-二硝基苯酚，另一端用滤纸吸
水，反复几次使细胞中 2，4-二硝基苯酚溶液达到应有的浓度，5-20min 后观察细胞质的运
动变化。
在植物科学研究中常需鉴定细胞的死活，活死细胞的原生质的理化性质有本质的区别。 活细胞的膜系统具选择透性，而死细胞则无。活 体 染 色 是 利 用 某 种 对 植 物 无 害 的 染 料 溶 液对活细胞进行染色鉴定的技术。
成长的植物细胞是一个渗透系统，活细胞与外界溶液可进行有选择的物质交换，能使细 胞发生质壁分离和质壁分离复原。根据引起临界质壁分离的溶液浓度与相邻不引起质壁分离 的溶液浓度的平均值可粗略计算出组织的渗透势。
#问题与思考
(1) 淀粉、脂肪和蛋白质三种代谢产物一般贮藏在细胞的什么部位？
（2）根据印度橡皮树叶片钟乳体的形态特征，推测钟乳体的发育过程。若从盖玻片的一侧加 入一滴盐酸，钟乳体有何变化？
(汪 矛)
实验报告
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实验名称：
1．根据实验观察，你认为在光学显微镜和电子显微镜下分别能观察到植物细胞的哪些结 构？这些结构有何特征？
取松茎木材三切面永久制片，在松茎木材的径向切面（通过圆心的纵切面）观察具缘纹 孔的表面观；在横切面和切向切面（非通过圆心的纵切面）观察具缘纹孔的切面观（图 1-3）。
取柿胚乳永久制片，观察细胞壁和胞间连丝等结构特征(参照图 1-2b)。
(a)
(b)
图 1-2 纹孔与胞间连丝。(a) .辣椒外果皮 表面观，示单纹孔对；(b).柿胚乳细胞的胞间 连丝
) 观察电镜下一组植物细胞的超微结构照片（图 1-4）,识别每幅照片中的细胞结构，并指
出采用的制片技术和使用的电镜类型。
（a）
（b）
(c)
（d）
（e）
(f)
（g）
(h) 图 1-4 电镜下植物细胞的超微结构
（i）
填表回答 图序号 所用电镜（透射、扫描）
所示结构
3. 植物细胞的代谢产物
3.1 淀粉粒 不同植物的淀粉粒具不同的形态，可作为植物粉末和商品鉴别的依据。
实验原理、内容与方法
1.细胞质运动
1.1 细胞质运动观察
) 取黑藻幼嫩的叶片，制成临时装片（因其叶片较薄，无需作切片），在高倍镜下仔细
观察中脉附近的叶肉细胞，可见叶绿体等细胞器的运动，注意细胞质流动的方向和速度，并 与相邻细胞进行比较。
取紫竹梅花丝作临时装片，置显微镜下观察，花丝表皮毛是由多个排成单列的椭圆形细 胞构成，仔细观察其中几个细胞中细胞质流动的方向和速度。
(a)
(b)
(c)
图 1-3 松茎木材三向切面，（a）径向切面，示具缘 纹孔的表面观；（b）横切面和（c）切向切面，示具缘 纹孔的切面观
#问题与思考
(1) 光镜下观察鸭跖草叶片下表皮可见到哪些结构？
（2）从上述材料中观察到三种质体的形状、颜色和存在部位以及生理功能有何不同？
（3）成膜体与细胞板的构象有何区别？细胞板最先形成的位置在何处？根尖分生细胞形成两 个子细胞时，所形成的新壁一般是沿细胞伸长的哪个方向？
) 撕取圆叶牵牛和一串红花瓣的表皮，制成临时装片，观察花青素的颜色和存在部位。
再从盖玻片一侧滴入酸性或碱性溶液，观察其颜色的变化。
（a）
AL
(b)
C
(c)
(d)
图 1-5 植物细胞的代谢产物 （a）马铃薯块茎中的淀粉粒；（b）小麦籽粒部分横切面中的糊粉层（AL）； （c）鸭跖草叶片细胞中的针晶；（d）印度橡皮树叶片横切面中的钟乳体（C）
2．植物细胞中有哪些代谢产物？如何鉴别？ 3．植物器官的不同颜色是由什么决定的？如何判断和鉴别？
2 细胞质运动、活死细胞鉴定及组织渗透势测定
运动是生命的基本属性之一。所有生活细胞的细胞质不停地运动，但明显程度不等。某 些材料具明显自发性细胞质运动，某些外界因素也可促进细胞质运动。细胞质流动与新陈代 谢和物质运输相关。
如介质呈微碱性时，中性红分子的解离作用很弱，主要以分子状态存在，不易 被细胞壁吸附，但较易透过质膜和液泡膜进入液泡。由于液泡内溶液呈酸性，因此 中性红在液泡中发生解离，将液泡染成红色，此时细胞质和细胞壁不显色。
死细胞原生质凝固并丧失选择透性，细胞液不能维持在液泡内，因此不产生液 泡着色现象。此时中性红被吸附于原生质表面，细胞核和原生质着色。
（4）你所观察到的红辣椒外果皮细胞的细胞壁是哪几个方向的壁面？细胞壁上的纹孔属何类 型？所示纹孔是什么面观？
（5）松茎具缘纹孔分布有何规律？具缘纹孔的表面观为什么会出现三个同心圆环？纹孔塞能 运动吗？如何运动？作用如何？
（6）柿胚乳细胞的细胞壁是初生壁还是次生壁？有何功能？
2．电子显微镜下植物细胞的结构
另 取 中 性 红 染 色 的 2小 片 洋 葱 内 表 皮 ，放 入 自 来 水 中 冲 洗 浸 泡 1 0-15 min，再 放 于 载 玻片上镜检，可见细胞壁脱色，而液泡被染成红色，细胞核和原生质不染色。
在活体染色制片中仔细寻找，可能会看到个别死细胞，其细胞核和原生质因被中 性红染色而呈红色，清晰可辨。
#问题与思考 （1）上述不同材料、同一材料的不同部位细胞、甚至同一个细胞的不同部位的细胞质流动
方向和速度是否相同？为什么？
（2）欲使细胞质运动速度加快，有何办法？
（3）用呼吸作用抑制剂 2，4-二硝基苯酚处理后，细胞质运动有何变化，说明原因。
2．细胞的活死鉴定
2.1 活体染色鉴定细胞的活死 中性红是鉴定细胞活死常用的活性染料之一，用其染色不会影响活细胞的生命
) 作花生子叶的徒手切片，滴入碘-碘化钾液，被染成黄色球状的颗粒为糊粉粒，同时被
染成蓝色的颗粒为淀粉粒。 用小麦颖果作徒手横切片，碘-碘化钾染色，观察胚乳最外一层方形细胞——糊粉层（图
1-5b），其中的糊粉粒被染成黄色。 取蓖麻胚乳制片，观察细胞中的糊粉粒，其中除无定形的蛋白质外，还含有蛋白质的拟
晶体和非蛋白质的球状体。 3.4 晶体 晶体也是常见的代谢产物，从化学成分看主要有草酸钙和碳酸钙两类。草酸钙结晶 有针晶、棱晶、柱状晶、晶簇和砂晶等。碳酸钙结晶不普遍，在少数植物的叶表皮细胞中呈 现悬挂的桑椹状膨大物，称钟乳体。
在显微镜下区分组成表皮的表皮细胞、保卫细胞和副卫细胞，然后观察这几种细胞的细 胞核和细胞壁以及保卫细胞中的叶绿体和副卫细胞中的白色体等（图 1-1）。
另取胡萝卜根作徒手切片，（方法见附Байду номын сангаас 5），观察有色体的颜色和形状。
副卫细胞
保卫细胞
气孔 表皮细胞
图 1-1 鸭跖草叶片下表皮表面观
1.2 细胞壁、纹孔和胞间连丝
2．永久制片：洋葱（Allium cepa）根尖纵切片、松（Pinus sp.）茎木材三切面制片、柿 （Diospyros kaki）胚乳制片、蓖麻（Ricinus communis）胚乳制片、番茄(Lycopersicon esculentum) 叶片横切制片及夹竹桃(Nerium indicum)叶片横切片等。
) 取洋葱根尖纵切永久制片，首先找出细胞有丝分裂的 4 个时期构象，然后在分裂末期
中观察成膜体、细胞板和初生壁形成的过程。 取一小块红辣椒果皮，从果皮内侧向外用刀片刮去果肉，仅存留透明状一层外果皮，置
于载玻片上，制成临时装片。观察细胞壁的构象以及纹孔和纹孔对的特征（参照图 1-2a）。另 观察比较红辣椒果皮的有色体与胡萝卜根的有色体的形态差异。
)取 一 片 洋 葱 鳞 叶 ，用 刀 片 在 鳞 叶 内 侧 割 划 成 数 个 0.5cm2左 右 的 小 片 ，用 镊 子 将 内
表 皮 小 片 撕 下 ， 即 可 投 入 0.03%中 性 红 溶 液 中 染 色 (注 意 将 表 皮 内 侧 向 下 )。 8-10min 后 ，取 出 2片 ，在 蒸 馏 水 中 冲 洗 浸 泡 10-15min后 ，放 在 载 玻 片 上 滴 1滴 蒸 馏 水 ，加 上 盖 玻片，在显微镜下观察细胞壁被染成红色，而原生质和液泡不染色。
) 以马铃薯块茎和莲根状茎等材料作徒手切片（或作涂片），观察淀粉粒的形态、大小、
轮纹及脐的特征（参照图 1-5a）。用碘-碘化钾液染色，淀粉呈蓝-紫色反应。 3.2 脂肪与油滴 常温下呈固态的称为脂肪，呈液态的称为油滴。
) 将花生子叶作徒手切片，用苏丹Ⅲ染色，油滴呈现透明的橙红色。
3.3 蛋白质 贮藏的蛋白质是一种固体状的蛋白质颗粒——糊粉粒。
2. 实验用品：显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、双面刀片、培养皿、吸水纸、移液管、小 培养皿、量筒等。
3. 试剂：0.03％中性红溶液（0.3g中性红溶于1000ml蒸馏水中）；5×10-4mol/L 2 ， 4-二 硝 基 苯 酚 ； 1mol/L KNO3溶液；1mol／ L蔗 糖 溶 液 ； 1mol/L CaCl2溶液； 4mol/L(24%)尿 素 溶 液 。