第一篇 种子植物的形态与结构
第一章 植物细胞与组织
植物细胞的结构包括细胞壁和原生质体两部分。在光学显微镜下，细胞壁具有层次性，包括胞间层、初生壁和次生壁。细胞壁上有初生纹孔场、纹孔和胞间连丝，它们是细胞间物质、信息和能量交换的通道。原生质体由细胞膜、细胞质和细胞核组成。在光学显微镜下，原生质体内的细胞核（包括核仁、染色质或染色体）、液泡、质体（包括白色体、有色体和叶绿体）和细胞的后含物等清晰可见，线粒体则经特定的染色处理才能观察到。细胞的其他结构，如细胞质膜、胞基质、内质网、高尔基体、微体、圆球体、溶酶体，以及微管、微丝等细胞器，或质体、线粒体、细胞核等的更细微结构则只能在电子显微镜下放大几千倍甚至数万倍才能观察清楚。观察细胞的结构，对了解组织的类型、发育时期和与环境的关系很有意义。观察和识别细胞的后含物对认识组织的特性、鉴别所在器官的特征和区别不同物种及其品质也有很高价值。
组织是由同类或不同类型细胞组合而成的结构单位。不同类型的组织在体内的分布位置、形态结构和功能不同。学习和掌握组织的发育特性，组织与组织间的区别和联系，组织的分布、特征和功能，以及组织的形态结构与环境间的相互关系，能够正确认识植物的发育、生长与调节的规律，更好地指导种植业生产。
实验一 植物细胞
一、目的与要求
（1）了解光学显微镜的构造，掌握其使用方法。学会临时玻片标本的制作方法。
（2）掌握植物细胞在光学显微镜下的基本结构，了解质体的类型和特征，观察细胞壁上的纹孔和胞间连丝，理解植物细胞的分裂方式、过程和特征。
二、材料与器具
1．实验材料
（1）永久装片：藓（Funaria sp．）叶装片、柿（Diospyros kaki L. f．）胚乳细胞横切切片、松（Pinus sp．）茎径向纵切片。
（2）植物材料：洋葱（Allium cepa L．）鳞茎、鸭跖草（Commelina communis L．）叶、黑藻（Hydrilla verticillata Royle）叶、辣椒（Capsicum annuum L．）红色果实、经充分浸泡的小麦（Triticum aestivum L．）籽粒等新鲜材料。
2．实验器具
普通光学显微镜、刀片、镊子、盖玻片、载玻片、滴瓶、擦镜纸、吸水纸等。
3．实验药剂
碘-碘化钾或碘-氯化锌溶液、蒸馏水等。
三、内容与方法
（一）显微镜的构造与使用（参见第六章）
（二）洋葱鳞叶表皮临时装片与植物细胞的一般结构
1．洋葱鳞叶表皮临时玻片标本的制作
先准备好干净的载玻片和盖玻片，并在载玻片中央滴一滴蒸馏水。取经自来水浸泡过的洋葱鳞茎的一片新鲜鳞叶，用双面刀片在其内表面轻轻地划井字格（每格5mm×5mm左右大小），用镊子从井字格的一角轻轻夹起，并撕下一块鳞叶内表皮，将其表皮正面朝上浮于水滴上，然后缓缓盖上盖玻片即可（详细参见第七章第一节）。
2．洋葱表皮细胞结构
先用低倍镜观察洋葱鳞叶临时玻片标本。可以看到洋葱鳞叶外表皮由许多无色透明、排列紧密、近长方形的细胞构成。选定一个表皮细胞，移至视野中央，再换高倍镜进行观察。认真辨认细胞的细胞壁、细胞质、细胞核和液泡。为了观察得更清楚，可以用吸管吸一滴碘-碘化钾溶液（或碘-氯化锌溶液）滴在盖玻片的一边，在对侧用吸水纸吸水，以拉动染液加速向盖玻片下扩散，使材料着色，这样就可以使洋葱表皮细胞的构造显得更加清晰。用碘-碘化钾溶液染色后，细胞壁仍无色透明；细胞核染色后呈深黄色，核外面是核膜，核里面有2个或3个发亮的颗粒，即为核仁；细胞质则染成浅黄色。在成熟的表皮细胞里还可以观察到中央大液泡，它不能染上颜色，但因它周围是细胞质，所以观察整个细胞时，看到中央也呈淡黄色（但颜色较浅）。如果用碘-氯化锌溶液染色，则细胞壁染成紫色，细胞质呈淡黄色，细胞核呈棕色。有的洋葱鳞叶外表皮细胞中的液泡为淡紫色，这是液泡中含有色素的缘故。
3．质体类型和特征
质体是植物所特有的细胞器。根据质体的发育来源，质体可分为前质体、白色体、叶绿体和有色体四种类型。不同质体类型存在于不同类型的组织细胞中，其形态结构和功能不同。
4．细胞壁结构
（1）细胞壁的层次性。取柿胚乳细胞永久制片，在低倍镜下找到多边形的细胞，然后转高倍镜观察，可见细胞间有清晰的条带（胞间层），胞间层两侧较厚的壁结构为初生壁，在细胞中央有一个空腔（即细胞腔），空腔内的褐色团块是细胞原生质体收缩后形成的（图1-1）。
图1-1 柿胚乳细胞胞间连丝
利用相差显微镜观察纤维细胞的壁结构，可见其细胞壁除胞间层、初生壁结构外，向着细胞腔内还有次生壁结构，且次生壁具有明显的层次性（图1-2）。
图1-2 竹纤维细胞次生壁分层现象
（2）胞间连丝和纹孔。胞间连丝是相邻细胞间穿过纹孔的细胞质丝。通过胞间连丝，细胞间可进行物质、信息和能量的交换，使多细胞植物体成为一个整体协调的有机体。在观察柿胚乳细胞切片的过程中，选择细胞结构层次丰富、反差较为显著的视野，高倍镜下观察，可见相邻两个细胞间的细胞壁上有许多深色（染色所致）的细丝，即胞间连丝（图1-1）。
纹孔是细胞壁上未增厚的部分，是相邻细胞间进行信息、物质和能量交换的通道。不同的植物，其细胞壁上的纹孔特征不同。用经充分浸泡过的小麦籽粒或新鲜的辣椒，取其果皮制作临时玻片，观察其细胞壁结构，可见其细胞间相连的细胞壁上有几个透亮的、近于槽管状或缺口状的通道，即为单纹孔（图1-3A）。
取松茎径向纵切片观察，可见每一个管胞的壁上都分布着一列同心圆（这是由于纹孔道的近细胞腔一侧的纹孔口径小，而近胞间层一侧的纹孔口径大，经光线透折射所致），每个同心圆结构即为具缘纹孔（图1-3B、C）。
图1-3 单纹孔和具缘纹孔
A．小麦果皮单纹孔（箭头部分）；B．松茎具缘纹孔（顶面观）；C．具缘纹孔结构示意图（纵切）
5．植物细胞的分裂
植物细胞的分裂方式通常有无丝分裂、有丝分裂和减数分裂等类型。不同的细胞分裂方式在体内发生的部位、发生的时间、分裂过程的复杂性程度、亚细胞结构的变化、能量的消耗、细胞分裂的结果和在生长、物种变异和进化中的意义均不同。细胞分裂是组织、器官和个体生长发育的基础。
四、作业
（一）课内作业
（1）绘制或数码拍摄洋葱鳞叶表皮细胞的显微结构图，并标注各部分结构名称。
（2）比较植物细胞有丝分裂和减数分裂的异同，完成表1-1。
表1-1 植物细胞有丝分裂和减数分裂的特征比较
（二）课外作业
用图或表格归纳总结植物细胞的结构、功能和组成等特征。
实验二 植物组织和组织系统
一、目的与要求
（1）理解植物组织的概念，掌握植物组织的主要类型及其形态结构特征。
（2）了解不同组织的功能、分布及其相互间的关系。
二、材料与器具
1．实验材料
（1）永久切片：丁香（Syzygium aromaticum）芽纵切片，黑藻顶芽纵切片，水稻（Oryza sativa L．）茎分蘖节纵切片，陆地棉（Gossypium hirsutum L．）茎、椴树 （Tilia tuan Szyszyl．） 茎或三叶草（Trifolium sp．）茎横切片，桑（Morus alba L．）茎横切片，甘薯茎横切片，南瓜［Cucurbita moschata （Duch．） Poiret］或向日葵（Helianthus annuus L．）茎横切和纵切片，甘薯（Ipomoea batatas Lam．）、鸢尾（Iris tectorum Maxim．）等叶表皮装片，芹菜（Apium graveolens）叶柄横切片，棉叶横切片，蚕豆（Vicia faba L．）幼根横切片，水稻根横切片，柠檬［Citrus limon（Ｌ．） Burm f．］皮横切片，蓖麻种子、小麦种子等的横切片。
（2）离析材料：经离析处理过的葡萄（Viti vinifera L．）、松茎或南瓜茎。
（3）新鲜材料：马铃薯（Solanum tuberosum L．）块茎、落花生（Arachis hypogaea L．）子叶（浸泡吸胀）、梨（Pyrus bretschneideri Rehd．）果肉、蚕豆（或烟草）叶、黑藻芽、芹菜叶柄、南瓜茎和蓖麻种子等植物的材料。
2．实验器具
显微镜、体视镜、载（盖）玻片、解剖针、镊子、单（双）面刀片、擦镜纸、吸水纸等。
3．实验药剂
碘-碘化钾溶液、1%番红、0.5%固绿及蒸馏水等。
三、内容与方法
（一）分生组织
依据在植物体内的分布位置，分生组织分为顶端分生组织、居间分生组织、侧生分生组织。
1．顶端分生组织
顶端分生组织细胞有持续的分裂能力，常位于植物体茎尖和根尖的先端，是根或茎生长的基础。
取黑藻（或丁香）芽纵切片，观察茎尖生长锥（图1-4A），其细胞排列紧密、无细胞间隙，细胞壁薄、细胞核位于细胞中央、细胞质浓、液泡不明显（图1-4B）。
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