观察茎的形态与结构

观察茎的形态与结构_植物与植物生理

实验实训八　观察茎的形态与结构

一、实训目标与内容

（一）实训目标

1.识别芽的内部结构和类型

2.观察茎尖的结构，了解其活动的规律

3.观察单、双子叶植物幼茎的解剖特点，掌握茎的初生结构

（二）实训内容

1.识别芽的内部结构

2.认识茎的初生结构

二、实训材料

忍冬顶芽纵切片、黄杨茎尖纵切片、玉米茎尖纵切片、向日葵幼茎横切片、苜蓿幼茎横切片、玉米茎横切片、小麦茎横切片。各种芽类型标本。

三、实训仪器

显微镜。

四、操作与观察

（一）芽的内部结构和类型

1.芽的内部结构

观察忍冬顶芽纵切片，识别芽的各结构部分。可见芽的最中央部分，常为半球形，是具有强烈分生能力的分生组织，也是枝条的生长锥。在生长锥下部四周有叶原基和腋芽原基。在纵切面上能看到有许多幼叶紧密地排列在茎轴的周围，而幼叶的面积愈向芽的中央部分则愈小。

图8-1　忍冬顶芽纵切面

1.生长锥；2.叶原基；3.腋芽原基；4.幼叶

2.芽的类型

（1）按芽在枝条上的位置分为：定芽：芽生长在枝条上有一定的位置，分顶芽和侧芽。观察毛白杨冬态枝条上的顶芽和侧芽。

不定芽：除顶芽、侧芽以外的芽。观察落地生根叶的不定芽。

（2）按芽的性质分为：叶芽：包含有多层幼叶，能发育为枝条。

花芽：包含有花原基，能发育为花或花序。

混合芽：既包含叶原基，又包含花原基的芽，进一步发育同时开花又长叶。

观察榆树枝条上的叶芽和花芽、梨树枝条上的混合芽。

（3）按构造分为：鳞芽：芽外有芽鳞包被。

裸芽：芽外无芽鳞包被。

观察杨树冬态枝条上的鳞芽、白菜茎上的裸芽。

（二）茎的初生结构

1.双子叶植物茎的初生结构

观察苜蓿幼茎横切片，可见其幼茎的初生结构由表皮、皮层、维管柱三部分组成。

图8-2　苜蓿幼茎横切面

1.表皮；2.厚角组织；3.薄壁组织；4.表皮毛；5.髓；6.髓射线；7.韧皮纤维；8.初生韧皮部；9.初生木质部；10.束中形成层；11.束间形成层；12.维管束

（1）表皮：排列整齐的一层生活细胞，体积较小，细胞内不含叶绿体，细胞外壁角质化，并形成角质层，在表皮上有表层皮毛及气孔。注意比较茎与根的表皮有何区别。

（2）皮层：表皮以内，维管柱以外的部分，所占比例不及根大。皮层由多层细胞组成，包含多种组织，但以薄壁组织为主。紧贴着表皮的是一层厚角组织细胞，尤其是在茎的棱角处厚角组织更为发达。厚角组织的内侧是数层体积较大的薄壁组织细胞，近表皮的几层薄壁细胞具叶绿体，形成同化组织，故使幼茎呈绿色。

（3）维管柱：茎的维管柱较发达，与根的中柱相比具有较大的面积。由于其没有典型的内皮层和中柱鞘，所以使维管柱与皮层的界限不易区分。

茎的维管柱可分为维管束、髓射线及髓三部分。

①维管束：多呈束状，在横切面上许多维管束排列成一环，染色较深，易于识别。每个维管束都是由初生木质部、束中形成层和初生韧皮部组成的。而且韧皮部在木质部的外面，属外韧维管束，由于有束中形成层的存在，也称为无限维管束。

初生木质部：包括原生木质部和后生木质部。根据导管分子口径的大小和番红染色的深浅可以判断，靠近中心的是原生木质部，其外方是后生木质部。由于自内向外的成熟方式，故初生木质部的分化方向为内始式。

初生韧皮部：包括原生韧皮部和后生韧皮部。

束中形成层：是保留在初生木质部与初生韧皮部之间的几层具有分裂能力的原形成层细胞。在横切面上，细胞扁平，壁薄。

②髓射线：是存在于相邻两个维管束之间的薄壁细胞，它连接皮层和髓，承担着髓至皮层薄壁细胞之间的物质运输，相对束中形成层部分的髓射线细胞可转为束间形成层，参与茎的次生生长。

③髓：是位于茎中央的大型薄壁细胞，排列疏松，具有贮藏功能。

2.单子叶植物茎（禾本科作物）的结构

（1）玉米茎的结构：取玉米茎横切片观察，可见玉米茎是实心体，其横切面上自外向里的结构依次为表皮、基本组织和分布在基本组织中的维管束。

图8-3　玉米茎横切面

1.表皮毛；2.表皮；3.机械组织环；4.基本组织；5.维管束

①表皮：是最外一层细胞，呈扁方形，排列整齐，外壁加厚，有的细胞较小，外壁上有发亮的硅质加厚。表皮上有气孔。

②基本组织：表皮内为基本组织。靠近表皮处，有1～3层排列紧密、体积较小的厚壁细胞组成的外皮层。它们排列成一保护环。内部为薄壁细胞的基本组织，细胞体积较大，排列疏松，并有胞间隙。越靠近茎的中央，细胞的直径越大。

③维管束：散生在基本组织中。在茎的边缘，维管束分布的数量较多，但每个维管束较小，在茎的中央数量少，但每个维管束较大。因此，在玉米茎中没有皮层、维管柱及髓之间的明显界限。

在高倍镜下仔细观察一个维管束的结构：

维管束由一至数层厚壁细胞构成的维管束鞘所包围。里面只有初生木质部和初生韧皮部，其间没有形成层，故为有限维管束。

图8-4　玉米茎的维管束

1.基本组织；2.维管束鞘；3.原生木质部4.后生木质部；5.韧皮部；6.胞间道

（2）小麦茎的结构：小麦茎为空心茎，取小麦茎横切片观察。注意与玉米茎做比较。可见：

①表皮：表皮细胞壁角质加厚，也有气孔。

②机械组织和绿色组织：机械组织在表皮内方形成不同厚度的环带区域，包围着绿色组织以及外围较小的维管束。绿色组织由薄壁细胞组成，在横切面上呈圆形，纵向引长。

图8-5　小麦茎横切面

1.表皮；2.机械组织环；3.基本组织；4.维管束；5.绿色薄壁组织；6.髓腔

③维管束：节间处的维管束分内外2环，外环维管束小，分布在机械组织中，并与绿色组织交替排列；内环维管束较大，分布在基本组织中。其结构与玉米茎相近。

④髓腔：在茎的中央形成的一空腔。

五、作业与思考题

1.比较双子叶植物根与茎的初生结构。

2.列表比较双子叶植物茎与禾本科植物茎在初生结构上有何不同。

3.如何理解芽是枝条的原始体。

4.注意发现玉米茎和小麦茎在构造上的异同点。