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、實驗目的1. 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、實驗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行的。根尖一般分為根冠、分牛區(qū)、伸長區(qū)和成熟區(qū)四個部分。經(jīng)過根尖頂端分生組織的分裂、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，它們共同組成的器官結(jié)構(gòu)稱為初生結(jié)構(gòu)。

2、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）Q圖5-4鴦尾根橫恒圖5-1根橫切面的一部分，示初生結(jié)構(gòu)A近外方的組織；B.維管柱l.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行次生生長。根的次生維管組織是維管形成層活動的結(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胞的分裂，后來與原生木質(zhì)部相對的中柱鞘細胞也進行分裂，并向兩側(cè)擴展，

3、其內(nèi)側(cè)的子細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)生的新細胞.一部分向內(nèi)分化.形成次裂木質(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.由中柱鞘細胞衍生的形成層細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，根的未柱鞘細胞恢復分裂活動、形成木栓形成層。木栓形成層進行切向分裂、向外產(chǎn)牛木栓層，向內(nèi)產(chǎn)牛栓內(nèi)層。木栓層、木栓形成層和栓內(nèi)層共同構(gòu)成周皮，代替去皮

4、起保護作用。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、輸導和合成的功能。植物根系對礦質(zhì)元素的吸收具有選擇性。根系對離子的吸收不與溶液中的離子的數(shù)量成比例，根系對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)、糖類等生命活動所必需的物質(zhì),同時根還能將一些物質(zhì)排出體外，如氨基酸、糖類、淀粉酶等，改變根際周圍的微生物環(huán)境，促進根系的吸收。三、實驗用品（一）材料載玻片、蓋玻片、洋忽根尖縱切片、玉米根尖縱切片、蠶豆根和毛蟲根橫切片、小麥根或面尾根橫

5、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計或pH試紙、濾紙、試劑瓶、培養(yǎng)皿（三）試劑蒸儲水、I2-KI水溶液四、實驗操作（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胞組成形如帽狀.有保護生長維（分生區(qū)）的功能。2 .生長錐（分生區(qū)）：在根冠之內(nèi)，由排列緊密的小型多面體細胞組成，細胞質(zhì)濃、核大，屬分生組織，具有強熱的分裂能力3 .伸長區(qū)：位于生長錐的上方，由生長錐細胞分裂而來，其細胞一方面迅速長大，另一方面逐步分化成不同組織。4 .根毛區(qū)（成熟區(qū)）：在伸長區(qū)的上方，細胞的處長生長已停止

6、并已分化成各種成熟組織，其表皮層細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)造取蠶豆和毛蔗根（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:（1）表皮：包在根的最外面,為一層排列緊密的細胞組成，根毛呈長管狀。（2）皮層：在表皮之內(nèi)，由多層薄壁細胞組成，有明顯的細胞間隙。可分為外皮層（一層細胞），皮層薄壁細胞和內(nèi)皮層（一層細胞）三部分,注意觀察內(nèi)皮層，內(nèi)皮層細胞排列整齊，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)皮層細胞壁）.但在橫切面上有的只能見徑向壁上成很小的點狀，又叫凱氏點（圖5-3）。（3）中柱（維管

7、柱）：是皮層以內(nèi)的全部組織，由中柱鞘、初生木質(zhì)部，初牛韌皮部和薄壁細胞所構(gòu)成中柱鞘是中柱的最外層。鄰接著內(nèi)皮，通常由一層薄壁細胞組成，一般排列整齊緊密初牛木質(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，與管腔小，叫原牛木質(zhì)部,近軸的與管腔較大的部分為初生韌皮部位于木質(zhì)部的兩個放射角之間,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胞，叫韌皮纖維2 .單子葉植物根的初生構(gòu)造（示范）取面尾（圖5-4）或小麥根成熟區(qū)橫切片，在顯微鏡下觀察,般也分表皮、皮層和中柱三部分,但各部分都有它的特點。內(nèi)皮層細胞多為五面加厚并栓質(zhì)化,只有

8、外切向壁是薄的，故呈馬蹄形（圖5-5）,對著原生木質(zhì)部處的內(nèi)皮層細胞是否加厚？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）l.皮層薄壁組織；2.內(nèi)皮層（右圖為內(nèi)皮層細胞的立體圖解與橫切，示凱氏帶）;3.中柱鞘；4.初生三初皮部；5.原牛木質(zhì)部；牛后牛木質(zhì)部圖5至里根橫切初生木質(zhì)部和韌皮部初生木質(zhì)部是多原型的（即束數(shù)較多），其細胞數(shù)量都較少，木質(zhì)部導管明顯、而韌皮部篩管不明顯。（三）根的次生構(gòu)造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胞，代替表皮，行保

9、護功能，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)域的薄壁細胞為韌皮射線,正三角形區(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 .形成層一已成環(huán)狀.由一、二層長方形排列整齊的薄壁細胞組成，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。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，與管管腔較小具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

10、射線。，道道陽胸內(nèi)置寐中柱朝木炭部3度解圖5-5單子葉植物（重尾屬）根毛區(qū)橫切面的一部分（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胞重新恢復分裂能力，形成突起，即側(cè)根的生長錐，再繼續(xù)生長，依次突破主根的內(nèi)皮層、皮層和表皮而形成側(cè)根，插入土中。（五）分泌功能根分泌糖類、分泌氨基酸、分泌淀粉前，依據(jù)以下反應：糖類在硫酸作用下與肥酮反應，生成綠色的絡合物；氨基酸與苗三酮共同加熱生成紫色化合物；淀粉酶分解淀粉；來鑒定各種分泌作用。事先對各種實驗材料，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；當根系生長為2-3厘米時，加水浸過根系繼

11、續(xù)萌發(fā)1-2天;取溶液1ml,加入慈酮試劑2ml,于沸水浴中加熱10mins;如溶液呈綠色，表明有糖類。取萌發(fā)時所用的濾紙烘干，噴0.1%的苗三酮乙醇溶液，80c烘15mins,如果濾紙呈紫藍色，說明有氨基酸存在。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的分解。（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儲水、（NH4）SO4NaNO3NH4NO谿液；以浸沒根系為宜，使籽粒高出液面。測定四種溶液的初始析。pH值。當種子萌

12、發(fā)1-2天后，分別測定四個培養(yǎng)皿中溶液的pH值，記錄結(jié)果并分(（初生木質(zhì)部周皮木射線序成層次生木質(zhì)部維管射線圖5,棉老板的次生結(jié)構(gòu)植物莖的結(jié)構(gòu)及其功能的觀察(2010-07-2816:37:04)一、實驗目的1 .了解芽的構(gòu)造。2 ,了解雙子葉植物莖的初生構(gòu)造，次生構(gòu)造及單子葉植物莖的構(gòu)造3 .認識植物莖的輸導功能。二、實驗原理芽是處于幼態(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芨。枝芽的結(jié)構(gòu)決定著主干和側(cè)枝的關系與數(shù)量，也就是決定植株的長勢和外貌?；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。外的頂端分流組

13、織中的初序分生組織所衍生的細胞，經(jīng)過分裂、牛長、分化而形成的組織，稱為初牛組織，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)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。絕大多數(shù)單子葉植物的維管束由木質(zhì)部和韌皮部組成,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

14、束全部沒有規(guī)則地分散在整個基本組織內(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。另一種是維管束排列較規(guī)則,一般成兩圈.中央為髓。有些植物的莖，長大時，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，但維管束的結(jié)構(gòu)卻是相似的，都是外韌維管束，同時也是有限維管束。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。形成層細胞的分裂包括切向

15、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。在形成次牛結(jié)構(gòu)同時,形成層細胞為擴大自身圓周還必須進行徑向分裂或橫分裂以適應內(nèi)方木質(zhì)部的增粗，同時形成層的位置漸次向外推移。雙子葉植物莖中次牛木質(zhì)部的組成包括軸向系統(tǒng)的導管、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、韌皮薄壁細胞和韌皮纖維組成，有時也有石細胞；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的作用。水分與礦質(zhì)元

16、素的長途運輸依賴于導管和管胞；同化物的長途運輸主要依賴于篩管和篩胞。三、實驗用品（一）材料大葉黃楊莖尖縱切片、向日葵和玉米莖橫切片、搬樹莖橫切片、蠶豆莖、盆栽木槿（二）器材顯微鏡、擦鏡紙、刀片（三）試劑蒸儲水、番紅、紅墨水四、實驗操作（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1 .莖尖生長錐（原分生組織）：位于芽的頂端部位。2 .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:位于幼葉的腋問。（二）莖的初生結(jié)構(gòu)（圖6-3）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:E6-1向日葵告播切(放大)圖a3差的新生結(jié)構(gòu)圖舁2

17、向日整橫切(1)表皮：為莖的最外一層細胞，較小，排列緊密，其上有去皮毛和氣孔器（2）皮層：在表皮以內(nèi)，維管柱以外，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)只有初牛結(jié)構(gòu)、沒有次生結(jié)構(gòu)。取玉米和小麥莖橫切制片（圖

18、6-4,圖6-5,圖6-6）,在顯微鏡下觀察(1)表皮：為莖最外面的一層細胞，其外被有角質(zhì)層。(2)下表層：為表皮下方的幾層小型細胞或厚壁細胞。(3)基本組織：為下皮層以內(nèi)的所有薄壁組織，細胞較大，具細胞間隙，其中散生許多維管束圖6T玉米莖橫場橫切圖件5玉米莖橫切圖卜麥、玉米莖部分橫切面A.小麥莖；B.玉米莖l.表皮；2.同化組織；3.機械組織；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，詳細觀察一個維管束的結(jié)構(gòu)，識別次生韌皮部，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)圖三年生嘏鉤莖橫切輪廓圖(A)及部分放大(B)取搬樹莖橫切制片(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，注意識別韌皮纖維、韌皮射線、篩管和伴胞等。初生韌皮部應在哪個部位？能看見嗎？為什么？