植物的根的結(jié)構(gòu)及其功能的觀察

1、植物的根的結(jié)構(gòu)及其功能的觀察(2010-07-2816:35:52)?一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 了解根尖的內(nèi)部構(gòu)造2 了解根的初生結(jié)構(gòu)、初次生結(jié)構(gòu)。3 掌握被子植物根尖的吸收分泌功能。二、實(shí)驗(yàn)原理從根的頂端到著生根毛的部位，叫做根尖， 主根、側(cè)根和不 定根都具有根尖。根尖是根中生命活動(dòng)最活躍的部分， 根的生長 和根內(nèi)組織的形成都是在根尖進(jìn)行的。根尖一般分為根冠、分生 區(qū)、伸長區(qū)和成熟區(qū)四個(gè)部分。 經(jīng)過根尖頂端 分生組織的分裂、.I - -1 一生長和分化：植物體發(fā)育出成熟的根結(jié)構(gòu)，這種由頂端分生組織及其衍生細(xì)胞的增生和成熟所引起的生長過程，稱為初生生長。初生生長形成的各種成熟組織都屬于初生組織，它們共同

2、組成的 器官結(jié)構(gòu)稱為初生結(jié)構(gòu)。從根的成熟區(qū)作一橫切或縱切，就能清 楚地看到根的初生結(jié)構(gòu)由外至內(nèi)分別為表皮、皮層和維管柱(圖5-1)。J圖5-1根橫切面的一部分，示初生結(jié)構(gòu)-來源網(wǎng)絡(luò)，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)參考A近外方的組織；B.維管柱I 表皮；2.皮層；3.內(nèi)皮層;4. 中柱鞘；5.原生木質(zhì)部；6.后生木質(zhì)部；7.初生韌皮部大多數(shù)雙子葉植物和裸子植物的根在初生結(jié)構(gòu)成熟后，要繼 續(xù)進(jìn)行次生生長，形成次生結(jié)構(gòu)，包括次生維管組織和周皮，但 有些草本雙子葉植物和多數(shù)單子葉植物的根通常不再進(jìn)行次生生 長。根的次生維管組織是維管形成層活動(dòng)的結(jié)果。維管形成層最 早源于初生木質(zhì)部與初生韌皮部之間原形成層細(xì)胞的分裂，后來

3、*IXzI -1x 、與原生木質(zhì)部相對(duì)的中柱鞘細(xì)胞也進(jìn)行分裂，并向兩側(cè)擴(kuò)展，其 內(nèi)側(cè)的子細(xì)胞參與維管形成層的組成，于是形成了環(huán)繞在初生木 質(zhì)部外側(cè)的連續(xù)的維管形成層。由維管形成層分裂產(chǎn)生的新細(xì)胞， 一部分向內(nèi)分化，形成次生木質(zhì)部，另一部分向外形成次生韌皮 部，從而使根加粗。在有些植物的根中，由中柱鞘細(xì)胞衍生的形 成層細(xì)胞往往分裂以后形成寬的射線，而其他部位形成的維管射 線較窄。由于次生生長，每年在根的內(nèi)部增加許多新的次生維管 組織，使根不斷加粗。 因此，維管柱外圍的表皮和皮層在根加粗 過程中常被拉、擠，最后被撐破。通常在皮層組織未破壞之前， 根的中柱鞘細(xì)胞恢復(fù)分裂活動(dòng)，形成木栓形成層。木栓形成

4、層進(jìn)行切向分裂，向外產(chǎn)生木栓層，向內(nèi)產(chǎn)生栓內(nèi)層。木:栓層、木栓形成層和栓內(nèi)層共同構(gòu)成周皮，代替表皮起保護(hù)作用扎周皮發(fā)生后，包括內(nèi)皮層在內(nèi)的皮層組織和表皮與根的其他部分分離，并 且由于給養(yǎng)斷絕而死亡、脫落。 根具有固著、吸收、輸導(dǎo)和合成 的功能。植物根系對(duì)礦質(zhì)元素的吸收具有選擇性。根系對(duì)離子的-來源網(wǎng)絡(luò)，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)參考吸收不與溶液中的離子的數(shù)量成比例，根系對(duì)同一種鹽類的陰離 子與陽離子的吸收量的差異，使鹽溶液的pH值發(fā)生改變，從而證 明植物根系對(duì)離子吸收具有選擇特性。植物根系能合成氨基酸、 蛋白質(zhì)、糖類等生命活動(dòng)所必需的物質(zhì)，同時(shí)根還能將一些物質(zhì) 排出體外，如氨基酸、糖類、淀粉酶等，改變根際周

5、圍的微生物 環(huán)境，促進(jìn)根系的吸收。三、實(shí)驗(yàn)用品| jn, "V*（一）材料載玻片、蓋玻片、洋忽根尖縱切片、玉米根尖縱I I切片、蠶豆根和毛茛根橫切片、小麥根或鳶尾根橫切片、大麥或!| -'玉米萌發(fā)新鮮材料（二）器材顯微鏡、滴管、吸水紙、擦鏡紙、pH計(jì)或pH試紙、濾紙、試劑瓶、培養(yǎng)皿! , （三）試劑蒸餾水、I2-KI水溶液四、實(shí)驗(yàn)操作（一）根尖的結(jié)構(gòu)取洋蔥根尖縱切片或玉米根尖縱切片，在顯微鏡下依次觀察 下列各部：1根冠：在根尖頂端，由數(shù)層排列疏松的 薄壁細(xì)胞組成形如 帽狀，有 保護(hù)生長維（分生區(qū)） 的功能。-來源網(wǎng)絡(luò)，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)參考2 生長錐（分生區(qū)）：在根冠之內(nèi)，由排列緊

6、密的小型多面 體細(xì)胞組成，細(xì)胞質(zhì)濃、核大， 屬分生組織，具有強(qiáng)熱的分裂能 力3 伸長區(qū)：位于生長錐的上方，由生長錐細(xì)胞分裂而來，其 細(xì)胞一方面迅速長大，另一方面逐步分化成不同組織。廠I4根毛區(qū)（成熟區(qū)）：在伸長區(qū)的上方，細(xì)胞的 處長生長已 停止，并已分化成各種成熟組織，其 表皮層細(xì)胞的外壁向外突起 形成根毛，這是根的主要吸收工具。（二）根的初生結(jié)構(gòu)1雙子葉植物根 的初生構(gòu)造取蠶豆和毛莨根（圖5-2 ） 根毛區(qū)的橫切制片，在顯微鏡下依次觀察下列各部：I j（1）表皮：包在根的最外面,為一層排列緊密的細(xì)胞組成， 根毛呈長管狀。（2）皮層：在表皮之內(nèi)，由多層薄壁細(xì)胞組成，有明顯的細(xì) 胞間隙?？煞譃橥?/p>

7、皮層（一層細(xì)胞），皮層薄壁細(xì)胞和內(nèi)皮層（一 層細(xì)胞）三部分，注意觀察內(nèi)皮層，內(nèi)皮層細(xì)胞排列整齊,壁比較 特殊，其徑向壁和上、下壁常局部增厚并栓質(zhì)化,環(huán)繞成圈,叫凱 氏帶（內(nèi)皮層細(xì)胞壁），但在橫切面上有的只能見 徑向壁上成很 小的點(diǎn)狀，又叫凱氏點(diǎn)（圖5-3 ）。（3）中柱（維管柱）：是皮層以內(nèi)的全部組織，由 中柱鞘， 初生木質(zhì)部，初生韌皮部和薄壁細(xì)胞所構(gòu)成 。 中柱鞘是中柱的最外層。鄰接著內(nèi)皮，通常由一層薄壁細(xì) 胞組成，一般排列整齊緊密。 初生木質(zhì)部占據(jù)根的中央部分，在切片中常 被番紅染成紅 色，排成46束的星芒狀，靠近中柱鞘的初生木質(zhì)部分化最早， 導(dǎo)管腔小，叫原生木質(zhì)部，近軸的導(dǎo)管腔較大的部分

8、為< 二-V 初生韌皮部位于木質(zhì)部的兩個(gè)放射角之間，與木質(zhì)部交互 排列。注意在蠶豆幼根的初生韌皮部中常分化出一束 厚壁細(xì)胞， 叫韌皮纖維。2.單子葉植物根的初生構(gòu)造（示范）取鳶尾（圖5-4） 或小麥根成熟區(qū)橫切片，在顯微鏡下觀察，一般也分 表皮、皮層 和中柱三部分，但各部分都有它的特點(diǎn)。內(nèi)皮層細(xì)胞多為五面加厚并栓質(zhì)化,只有外切向壁是薄的， I故呈馬蹄形（圖5-5 ），對(duì)著原生木質(zhì)部處的內(nèi)皮層細(xì)胞是否加 厚？有何作用？圖5-3雙子葉植物根的橫切（示中柱和內(nèi)皮層的構(gòu)造）-來源網(wǎng)絡(luò)，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)參考l 皮層薄壁組織；2.內(nèi)皮層（右圖為內(nèi)皮層細(xì)胞的立體圖 解與橫切，示 凱氏帶）；3.中柱鞘；4.

9、初生韌皮部；5.原生木質(zhì) 部；6.后生木質(zhì)部初生木質(zhì)部和韌皮部初生木質(zhì)部是多原型的（即束數(shù)較多），其細(xì)胞數(shù)量都較少， 木質(zhì)部導(dǎo)管明顯，而韌皮部篩管不明廠I顯。V（三）根的次生構(gòu)造/ 二-11!. /取加拿大白楊或棉花老根橫切制片（圖5-6,圖5-7）。在顯微 鏡下從外向內(nèi)順序觀察以下各部分：1. 表皮由于次生構(gòu)造的產(chǎn)生而被撐破，多已脫落。2. 周皮是老根最外面的幾層細(xì)胞，代替表皮，行保護(hù)功能， 由木栓層，木栓形成層和栓內(nèi)層三部分組成。3. 皮層由于周皮的產(chǎn)生多已脫落。4韌皮部初生韌皮部已被擠破；分辨不清，在周皮之內(nèi)被 染 成綠色的部分為次生韌皮部，注意倒三角形 區(qū)域的薄壁細(xì)胞為 韌 皮射線，正

10、三角形區(qū)域，由篩管、伴胞與韌皮纖維 相間排列。能 找到它的篩管和伴胞嗎？5. 形成層已成環(huán)狀，由一、二層長方形排列整齊的薄壁細(xì)胞 組成，向內(nèi)分裂產(chǎn)生次生木質(zhì)部 ，向外分裂產(chǎn)生次生韌皮部 。-來源網(wǎng)絡(luò)，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)參考6. 木質(zhì)部位于形成層的內(nèi)側(cè)，靠近形成層的部分為次生木質(zhì) 部，初生木質(zhì)部被擠在中心部位，導(dǎo)管管腔較小具 46束、呈放 射狀排列。形成層在一定部位也產(chǎn)生一些薄壁細(xì)胞，呈輻射狀排 列，貫穿在木質(zhì)部的為木射線，貫穿于韌皮部的為韌皮射線。（四）側(cè)根的形成（示范）取蠶豆根的橫切片（示支根的發(fā)生），在顯微鏡下觀察，可 見中柱鞘的部分細(xì)胞重新恢復(fù)分裂能力，形成突起，即側(cè)根的生 長錐，再繼續(xù)生長，

11、依次突破主根的內(nèi)皮層、皮層和表皮而形成. - I側(cè)根，插入土中。（五）分泌功能根分泌糖類、分泌氨基酸、分泌淀粉酶，依據(jù)以下反應(yīng)： 糖 類在硫酸作用下與蔥酮反應(yīng) ，生成綠色的絡(luò)合物：氨基酸與茚三 酮共同加熱生成紫色化合物 ；淀粉酶分解淀粉：來鑒定各種分泌I作用。事先對(duì)各種實(shí)驗(yàn)材料，用培養(yǎng)皿墊一張濾紙，加水浸濕， 萌發(fā)吸脹的大麥或玉米種子 2-3天；當(dāng)根系生長為2-3厘米時(shí)， 1加水浸過根系繼續(xù)萌發(fā)1-2天；取溶液1ml，加入蒽酮試劑2ml， 于沸水浴中加熱10mins;如溶液呈綠色，表明有糖類。取萌發(fā)時(shí) 所用的濾紙烘干，噴0.1%的茚三酮乙醇溶液，80C烘15mins，如 果濾紙呈紫藍(lán)色，說明有

12、氨基酸存在。把吸脹種子放于淀粉瓊脂 平板上萌發(fā)。2-3天后，取出萌發(fā)的種子，倒入少量碘-碘化鉀溶液于平板 上，在根系生長過的地方呈透明色，說明該處淀粉被根系所分泌 的淀粉酶分解。（六）吸收功能把根長1-2cm已萌發(fā)的籽粒，重新擺入四個(gè)加濾紙的新培養(yǎng) 皿中（種子數(shù)相等），分別加入相同體積的蒸餾水、（NH4）SO4NaN03 NH4NO溶液；以浸沒根系為宜，使籽粒高出液面。測(cè)定四種溶液的初始pH值。當(dāng)種子萌發(fā)1-2天后，分別測(cè)定 四個(gè)培養(yǎng)皿中溶液的pH值，記錄結(jié)果并分析。植物莖的結(jié)構(gòu)及其功能的觀察（2010-07-2816:37:04）?J .一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?. 了解芽的構(gòu)造。2. 了解雙子葉植物莖

13、的初生構(gòu)造，次生構(gòu)造及單子葉植物莖 的構(gòu)造。3. 認(rèn)識(shí)植物莖的輸導(dǎo)功能。二、實(shí)驗(yàn)原理芽是處于幼態(tài)而未伸展的枝、花或花序，也就是枝、花或花 序尚未發(fā)育前的雛體。以后發(fā)展成枝的芽稱為枝芽；發(fā)展成花或 花序的芽稱為花芽。枝芽的結(jié)構(gòu)決定著主干和側(cè)枝的關(guān)系與數(shù)量， 也就是決定植株的長勢(shì)和外貌?；ㄑ繘Q定著花或花序的結(jié)構(gòu)和數(shù) 量，并決定開花的遲早和結(jié)果的多少。莖的頂端分生組織中的初 生分生組織所衍生的細(xì)胞，經(jīng)過分裂、生長、分化而形成的組織， 稱為初生組織，由這種組織組成了莖的初生結(jié)構(gòu)。雙子葉植物莖 和裸子植物莖的初生結(jié)構(gòu)，包括表皮、皮層和維管柱三個(gè)部分， 但裸子植物莖沒有雙子葉植物莖的那種一生只停留在初生結(jié)

14、構(gòu)中- -的草質(zhì)莖類型。單子葉植物的莖和雙子葉植物的莖在結(jié)構(gòu)上有許 - f S多不同。大多數(shù)單子葉植物的莖，只有初生結(jié)構(gòu)，所以結(jié)構(gòu)比較 簡單。少數(shù)的雖有次生結(jié)構(gòu)，但也和雙子葉植物的莖不同。以禾 本科植物的莖作為代表，說明單子葉植物莖初生結(jié)構(gòu)的最顯著特 點(diǎn)。絕大多數(shù)單子葉植物的維管束由木質(zhì)咅5和韌皮咅5組成，不具 形成層（束中形成層）。維管束彼此很清楚地分開，一般有 2種排 列方式：一種是維管束全部沒有規(guī)則地分散在整個(gè)基本組織內(nèi)， 愈向外愈多，愈向中心愈少，皮層和髓很難分辨，如玉米、高粱、 甘蔗等的維管束，它們不像雙子葉植物莖的初生結(jié)構(gòu)內(nèi)，維管束 形成一環(huán)，顯著地把皮層和髓部分開。另一種是維管束

15、排列較規(guī) 則，一般成兩圈，中央為髓。有些植物的莖，長大時(shí)，髓部破裂 形成髓腔，如水稻、小麥等。維管束雖然有不同的排列方式，但-來源網(wǎng)絡(luò)，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)參考維管束的結(jié)構(gòu)卻是相似的，都是外韌維管束，同時(shí)也是有限維管 束。雙子葉植物和裸子植物莖發(fā)育到一定階段，莖中的側(cè)生分生 組織便開始分裂、生長和分化，使莖加粗，這一過程稱為次生生 長，次生生長產(chǎn)生的次生組織組成莖的次生結(jié)構(gòu)。側(cè)生分生組織通常包括維管形成層和木栓形成層。形成層細(xì)胞的分裂包括切向 分裂和徑向分裂。切向分裂向內(nèi)形成次生木質(zhì)部，加在原有木質(zhì) 部的外方；向外形成次生韌皮部，加在原有韌皮部的內(nèi)方。在形成次生結(jié)構(gòu)同時(shí)，形成層細(xì)胞為擴(kuò)大自身圓周還必須

16、進(jìn)行徑向分 裂或橫分裂以適應(yīng)內(nèi)方木質(zhì)部的增粗， 同時(shí)形成層的位置漸次向 外推移。雙子葉植物莖中次生木質(zhì)部的組成包括軸向系統(tǒng)的導(dǎo)管、 管胞、木纖維、木薄壁組織和徑向系統(tǒng)的木射線。次生韌皮部同樣包括軸向系統(tǒng)和徑向系統(tǒng)，軸向系統(tǒng)由管胞、伴胞、韌皮薄壁 細(xì)胞和韌皮纖維組成，有時(shí)也有石細(xì)胞：徑向系統(tǒng)則由韌皮射線 組成。韌皮射線通過形成層的原始細(xì)胞與木射線相連，合稱 維管 射線（木射線 +韌皮射線）。芽是植物地上部分的軸，主要的生理 功能是支持和輸導(dǎo)的作用。水分與礦質(zhì)元素的長途運(yùn)輸依賴于導(dǎo) 管和管胞；同化物的長途運(yùn)輸主要依賴于篩管和篩胞。三、實(shí)驗(yàn)用品（一）材料大葉黃楊莖尖縱切片、向日葵和玉米莖橫切片、 椴

17、樹莖橫切片、蠶豆莖、盆栽木槿-來源網(wǎng)絡(luò)，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)參考（二）器材顯微鏡、擦鏡紙、刀片（三）試劑蒸餾水、番紅、紅墨水四、實(shí)驗(yàn)操作（一）芽的基本結(jié)構(gòu)取大葉黃楊或丁香芽縱切片在顯微鏡下觀察| jn,*"i '1莖尖生長錐（原分生組織）：位于芽的頂端部位。I I2葉原基：位于生長錐下方的小突起，將來發(fā)育成幼葉3.腋芽原基：位于幼葉的腋間。（二）莖的初生結(jié)構(gòu)（圖6-3）f. I,1 雙子葉植物莖 的初生結(jié)構(gòu)：取向日葵莖（圖6-1 , 圖6-2 ）或大理菊莖橫切片，觀察下列各部：（1）表皮：為莖的最外一層細(xì)胞，較小，排列緊密，其上有 表皮毛 和氣孔器 O（2）皮層：在表皮以內(nèi)，維管柱以

18、外， 由多層厚角組織和薄壁組織構(gòu)成，常含葉綠體。在薄壁組織中有分泌腔(3) 中柱(維管柱)：是皮層以內(nèi)的所有部分，包括 維管束、 髓射線和髓。 維管束：多成束存在，在橫切面上排列成一環(huán)，每個(gè)維管 束都由初生韌皮部、束中形成層和初生木質(zhì)部 三部分組成。注意 韌皮部和木質(zhì)部的排列方式與根有何不同？ 髓射線：為各維管束之間的薄壁組織，是連接皮層與髓的 薄壁組織。 髓：維管束內(nèi)方，莖的中央部分，由大量圓形的薄壁細(xì)胞 組成。2.單子葉植物莖 的初生構(gòu)造單子葉植物大多數(shù)只有初生結(jié)構(gòu)，沒有次生結(jié)構(gòu)。取玉米和I I'小麥莖橫切制片(圖6-4，圖6-5，圖6-6 )，在顯微鏡下觀察(1) 表皮：為莖最外

19、面的一層細(xì)胞，其外被有 角質(zhì)層。(2) 下表層：為 表皮下方的幾層小型細(xì)胞或 厚壁細(xì)胞。(3) 基本組織：為 下皮層以內(nèi)的所有薄壁組織，細(xì)胞較大, 具細(xì)胞間隙，其中散生許多維管束。A.小麥莖；B.玉米莖-來源網(wǎng)絡(luò)，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)參考l. 表皮；2.同化組織；3機(jī)械組織；4 維管束鞘；5.韌皮 部；6 .后生木質(zhì)部7.原生木質(zhì)部；8基本組織；9.髓腔；10.木 質(zhì)部；11 胞間道3維管束散生于薄壁組織中，注意維管束在莖中排列特點(diǎn)， 詳細(xì)觀察一個(gè)維管束的結(jié)構(gòu)，識(shí)別次生韌皮部，初生木質(zhì)部和維 管束鞘，注意有無形成層？（三）雙子葉植物莖的次生結(jié)構(gòu)I 1 . / / I*取椴樹莖橫切制片（圖6-7，圖6-8）在低倍鏡下觀察。1 表皮是否存在？完整或被擠破。2周皮表皮下數(shù)層扁平的木栓細(xì)胞，排列整齊，染成紅褐色為木栓層，緊接木栓層的一、二層薄壁細(xì)胞，很扁平為 木栓形成層。在 木栓形成層內(nèi)方的一、二層生活細(xì)胞， 常含有葉綠體，即栓內(nèi)層。3 維管柱（1）韌皮部先找到呈圓環(huán)狀的形成層環(huán)，其外圍是次生韌皮部，注意識(shí) 別韌皮纖維、韌皮射線、篩管和伴胞 等。初生韌皮部應(yīng)在哪個(gè)部 位？能看見嗎？為什么？-來源網(wǎng)絡(luò)，僅供個(gè)人學(xué)習(xí)參考（2）形成層位于韌皮部與木質(zhì)部之間，呈圓環(huán)狀，