实验一 植物的细胞
【目的与要求】
1. 准确理解植物细胞基本结构。
2. 能够识别植物细胞质体形态。
3. 学会判断淀粉粒、糊粉粒、草酸钙结晶、碳酸钙结晶等细胞后含物类型。
4. 学会用植物绘图方法绘制各类形态示意图。
【仪器与试剂】
光学显微镜、蒸馏水、载玻片、盖玻片、镊子、解剖针、刀片、培养皿、吸水纸、碘液。
【实验材料】
洋葱（Allium cepa）、番薯（Ipomoea batatas）叶、菜椒（Capsicum annuum）、紫竹梅（Tradescantia pallida）叶、马铃薯（Solanum tuberosum）、蓖麻（Ricinus communis）种子、掌叶大黄（Rheum palmatum）根茎粉末、雅榕（Ficus concinna）叶。
【实验内容】
（一）观察植物细胞基本结构
植物细胞由细胞壁（cell wall）、细胞质（cytoplasm）和细胞核（cell nucleus）组成。在细胞质中还有细胞器（organelle）和后含物（ergastic substance）等。
取洋葱鳞叶，在鳞叶内侧用镊子撕取一小块（0.5cm×0.5cm）内表皮，叶肉面朝下置于载玻片上预先滴好的蒸馏水中。盖上盖玻片，轻轻敲击除去气泡。吸水纸吸去周围多余水分，置于显微镜下观察。缩小光圈或降低光线亮度，才可以观察并区分洋葱鳞叶表皮细胞细胞壁、细胞质、细胞核和液泡（vacuole）（图1-1）。
图1-1 洋葱鳞叶表皮细胞（400×）
1. 细胞壁；2. 细胞质；3. 细胞核
（二）观察植物细胞质体形态
质体（plastid）是真核细胞中所特有的细胞器，呈药片状、盘状或球形，表面有2层膜，其功能与能量代谢、营养储存和植物的繁殖都有密切关系。质体大体可分三大类，即叶绿体、有色体和白色体。
1. 叶绿体（chloroplast） 含有绿色色素（主要为叶绿素a、叶绿素b）的质体，为绿色植物进行光合作用的场所，存在于高等植物叶肉、幼茎的一些细胞内，藻类细胞中也含有。叶绿体的形状、数目和大小随不同植物和细胞而异。
将番薯叶揉搓在载玻片上，观察到有绿色汁液残留后，滴加蒸馏水并盖上盖玻片制成临时水装片，观察番薯叶叶肉细胞中的叶绿体（图1-2）。
图1-2 番薯叶叶绿体（400×）
1. 叶绿体
2. 有色体（chromoplast） 只含有叶黄素和胡萝卜素，由于二者比例不同，可分别呈黄色、橙色或橙红色。它存在于花瓣和果实中，在菜椒（红色）果肉细胞中可以看到。可以使植物的花和果实呈红色或橘黄色。有色体主要功能是积累淀粉和脂类。
用解剖针挑取或用镊子夹取菜椒果肉细胞，在载玻片上均匀碾碎后制作水装片，观察细胞
内红黄色的短棒状有色体颗粒（图1-3）。
图1-3 菜椒有色体（400×）
1. 有色体
3. 白色体（leucoplast） 不含可见色素，又称无色体。多存在于植物的分生组织和储藏组织中，分布在植物体内不见光的部位，具有储藏淀粉、蛋白质和油脂的功能。
取紫竹梅嫩叶，在叶内侧用镊子撕取一小块（0.5cm×0.5cm）内表皮，叶肉面朝下制备临时水装片。可观察到紫竹梅叶表皮细胞中无色小颗粒，通常聚集在细胞核周围，即为白色体（图1-4）。
图1-4 紫竹梅叶表皮细胞（400×）
1. 白色体；2. 细胞核
（三）观察植物细胞后含物形态
后含物是原生质体新陈代谢的产物，是细胞中无生命的物质。后含物一部分是储藏的营养物质，一部分是细胞不能再利用的废物。后含物的种类很多，包括淀粉、蛋白质、脂质、单宁及各种形态的结晶等。这些物质可能分布在细胞壁、细胞质基质或细胞器中。
1. 淀粉粒（starch grain） 是葡萄糖分子聚合而成的长链化合物，它是细胞中碳水化合物*普遍的储藏形式。在形态上分为单粒淀粉粒、复粒淀粉粒和半复粒淀粉粒。
用刀片刮取马铃薯的汁液少许，制作临时水装片。观察马铃薯淀粉粒脐点（hilum）和层纹（annular striation）的位置和形状；判断其是否具有单粒淀粉（simple starch grain）、复粒淀粉（compound starch grain）及半复粒淀粉（half compound starch grain）。再在盖玻片一端加碘液1滴，用吸水纸在另一端吸去液体，观察淀粉粒颜色变化情况（图1-5）。
图1-5 马铃薯淀粉粒（400×）
1. 脐点；2. 层纹；3. 复粒；4. 单粒
2. 储藏蛋白质（storage proteins） 可分为结晶形或无定形。结晶形的蛋白质称为蛋白质拟晶体；无定形的蛋白质常被一层膜包裹成圆球状的颗粒，称为糊粉粒（aleurone grain）。糊粉粒较多地分布于植物种子的胚乳或子叶中，有时它们集中分布在某些特殊的细胞层，如谷类种子胚乳*外面的一层或几层细胞，含有大量糊粉粒，称为糊粉层。
蓖麻种子粉碎后，取碎片制作95% 乙醇装片，可观察到细胞内存在众多糊粉粒。在盖玻片一端加碘液1滴，用吸水纸在另一端吸去液体，可以观察到糊粉粒位于液泡内，仔细观察可发现有糊粉粒以多角形的蛋白质拟晶体和圆球形的磷酸盐球形体（globoid）两种不同的晶体存在。加碘液后蛋白质拟晶体变黄，磷酸盐球形体仍为无色。
3. 晶体（crystal） 植物体内的无机盐形成各种结晶，其中大多数是草酸钙结晶。结晶是由细胞代谢废物沉积而成的，代谢废物形成晶体后便避免了对细胞的毒害。
草酸钙结晶（calcium oxalate crystal）根据形状可以分为单晶、针晶、簇晶、砂晶、柱晶等。取中药掌叶大黄根茎粉末少许，制备成临时水装片，置于显微镜下观察，可观察到大量呈菊花样的草酸钙簇晶（图1-6）。
图1-6 中药大黄根茎粉末草酸钙结晶（400×）
碳酸钙结晶（calcium carbonate crystal）多存在于桑科、荨麻科、爵床科等植物叶的表层细胞中，其一端与细胞壁连接，形状如一串悬垂的葡萄，形成钟乳体。取雅榕叶进行徒手切片，切取下的横切面取薄者制作临时水装片，置于显微镜下观察，可观察到雅榕叶片上表皮细胞中内嵌有碳酸钙结晶，形状如悬垂的葡萄，形成钟乳体（图1-7）。
图1-7 雅榕叶片碳酸钙结晶（指针处）（400×）
【作业】
1. 绘洋葱表皮细胞的形态示意图，按绘图要求注明各结构名称。
2. 绘三种质体（叶绿体、有色体、白色体）图，并注明材料来源名称。
3. 绘淀粉粒图，并注明材料来源名称。
4. 绘草酸钙及碳酸钙结晶图，并注明材料来源名称。
【思考题】
1. 细胞后含物都有哪些特定的鉴别方法？
2. 怎样区分淀粉粒与糊粉粒？
3. 怎样区分草酸钙和碳酸钙结晶？
4. 植物细胞后含物在植物科属鉴定和中药材显微鉴定中有何意义？
实验二 植物的组织
【目的与要求】
1. 巩固显微镜的使用方法。
2. 能够辨别分生组织的位置以及功能。
3. 可以识别植物体各种成熟组织的分布以及功能。
4. 列举不同组织细胞的结构特点。
【仪器与试剂】
光学显微镜、蒸馏水、载玻片、盖玻片、镊子、解剖针、刀片、培养皿、吸水纸、10%硝酸溶液等。
【实验材料】
姜（Zingiber officinale）根茎、大豆（Glycine max）的胚根、甘薯（Dioscorea esculenta）叶、旱芹（Apium graveolens）叶柄、柑橘（Citrus reticulata）果实、白梨（Pyrus bretschneideri）果实、洋葱（Allium cepa）根尖纵切片、南瓜（Cucurbita moschata）茎横切片和纵切片、菖蒲（Acorus calamus）根茎横切片、粗茎鳞毛蕨（Dryopteris crassirhizoma）根茎横切片。
【实验内容】
（一）分生组织
取洋葱根尖纵切永久制片先在低倍镜下找到分生区并移至视野中央，再转换至高倍镜观察，洋葱根尖自下而上依次是根冠、分生区、伸长区和成熟区。观察分生区细胞形态，原分生组织在根的生长点*先端，细胞体积小、细胞壁薄、细胞质浓、细胞核大，无液泡或具多数小液泡，细胞为等径的多面体。原分生组织后方区域是初生分生组织，二者之间无明显界限。注意其细胞的形状及长宽比例（图2-1）。
图2-1 洋葱根尖纵切面（A：根尖尖端，B：根尖上端；A、B 均为400×）
1. 根冠；2. 分生区；3. 伸长区；4. 成熟区
（二）保护组织
取甘薯叶片，用镊子撕取下一小块下表皮，制作临时水装片，用显微镜观察（图2-2）。
图2-2 甘薯叶表皮细胞（400×）
1. 气孔；2. 保卫细胞；3. 副卫细胞；4. 表皮细胞；5. 腺鳞
甘薯叶表皮细胞彼此相互镶嵌，侧壁呈波浪状，在表皮细胞之间分布有许多气孔器。每个气孔器由两个肾形保卫细胞和气孔组成。保卫细胞中含有叶绿体。气孔周围有副卫细胞2个，其长轴与气孔长轴平行。
腺鳞是一种特殊的腺毛，腺头是由6～8个分泌细胞呈辐射状排列组成，具明显的角质层，极短的腺柄由单细胞组成。
（三）机械组织
1. 厚角组织 取新鲜的旱芹叶柄为实验材料，作徒手横切片，要求所切下的材料一定要薄，制作水装片观察。
显微镜下可见旱芹叶柄的棱角处细胞的角隅处增厚明显，此处即为厚角组织（图2-3）。
图2-3 旱芹叶柄的厚角组织（400×）
1. 厚角组织
厚角组织可存在于植物的幼茎和叶柄内，特别是棱角处更为多见。厚角组织细胞多为活细胞，它们的特点是细胞壁呈不均匀的增厚，这些细胞壁主要由纤维素组成，细胞壁具有弹性而硬度不强。
2. 厚壁组织 厚壁组织细胞的特征是细胞壁全面显著地木质化增厚，常见层纹和纹孔，细胞腔较小，是无生活的原生质的死亡细胞。根据其形态又可分为纤维和石细胞。
石细胞广泛分布于植物体，并有各种各样的形状，这些细胞有较厚的次生壁并强烈地木质化，有许多的单纹孔或分枝的纹孔道。石细胞形态变化较大，分布较普遍，因此常作为中药鉴定的重要依据。
在新鲜白梨果肉靠近中部的部分挑取一块沙粒状的组织置于载玻片上，用镊子将其压碎，制作临时水装片，观察其石细胞形状。石细胞为多边形，细胞壁异常加厚，细胞腔很小，具有明显的纹孔道（图2-4）。
图2-4 白梨的石细胞（400×）
1. 增厚的细胞壁；2. 纹孔道；3. 细胞腔
（四）输导组织
1. 导管和管胞
（1）取南瓜茎纵切永久制片观察，在显微镜低倍镜下可观察到被染成红色的、具有各种花纹的成串管状细胞，它们是多种类型的导管。每个导管分子，均以端壁形成的穿孔相互连
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