植物学实验报告—根的形态结构与发育

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实验名称：根的形态结构与发育课程名称：植物学实验

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日期：指导老师：

一、实验目的

1.巩固显微镜的使用方法。

2.了解植物不同的根系类型。

3.掌握根的初生生长和初生结构。

4.了解根的次生生长和次生结构。

5.观察根瘤和菌根的形态结构。

二、实验原理

1.光学显微镜成像原理：物体先经过物镜成放大的实像，再经目镜成放大的虚像，二次放大，便能看清楚微小的物体。光线通过凹透镜后，成正立虚像，而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来，而虚像不能。

2.细胞分化是指同一来源的细胞逐渐产生出形态结构、功能特征各不相同的细胞类群的过程，其结果是在空间上细胞产生差异，在时间上同一细胞与其从前的状态有所不同。细胞分化的本质是基因组在时间和空间上的选择性表达，通过不同基因表达的开启或关闭，最终产生标志性蛋白质。

3.根是植物的营养器官，通常位于地表下面，负责吸收土壤里面的水分及溶解其中的离子，并且具有支持，贮存合成有机物质的作用。根由薄壁组织、维管组织、保护组织、机械组织和分生组织细胞组成。

三、实验材料以及器材

1.材料：玉米或大麦根尖纵切片，培养的2~3cm幼根，蚕豆幼根横切片，韭菜幼根横切片，小麦幼根横切片，大豆根瘤切片，大豆根形成层发生过程切片，蚕豆侧根发生切片，竹菌根切片。

2.器材：光学显微镜、电视显微镜、解剖镜、盖玻片、载玻片、镊子、刀片、擦镜纸、吸水纸、纱布块、苯酸-品红溶液。

四、实验步骤

1.根尖的外形与分区：

a)选择吸胀萌发5~7天的玉米幼苗；

b)选取生长较直的白根；

c)用刀切下约1.5cm长的一段；

d)放置在干净的载玻片上；

e)进行观察记录。

f)取玉米根尖纵切片；

g)观察根尖各区细胞的特点。

2.根系类型的观察：

a)取蚕豆和小麦幼苗标本观察；

b)比较他们根系的区别；

c)通过观察找出主根、侧根和不定根。

3.双子叶植物根的初生结构：

a)取蚕豆幼根横切片；

b)在低倍镜下区分出根的初生结构的表皮、皮层和中柱；

c)再换高倍镜由外而内进行观察。

4.单子叶植物根的结构

A.禾本科植物根的结构

a)取小麦老根切片；

b)在低倍镜下区分出根的初生结构的表皮、皮层和中柱；

c)再换高倍镜由外而内进行观察。

B.百合科植物根的结构

a)取韭菜根横切片观察；

b)在低倍镜下区分出根的初生结构的表皮、皮层和中柱。

5.侧根的发生：

a)取胡萝卜肉质直根观察；

b)用刀片通过根中心纵切后观察。

c)取蚕豆侧根发生的横、纵切片；

d)放置于低倍镜下观察。

6.双子叶植物根的次生结构

A.维管形成层的发生：

a)通过电视显微镜；

b)观察大豆根的形成层发生过程的一组切片。

B.根的次生结构：

a)取大豆老根横切片；

b)在低倍镜下由外而内观察。

7.根瘤：

a)取大豆植株根瘤液浸标本观察根瘤。

b)取一块干净的载玻片；

c)滴一滴蒸馏水；

d)取洗净的新鲜根瘤置于水中；

e)用镊子夹破根瘤；

f)将汁液挤出，弃去残渣；

g)另取一载玻片，以其边缘紧贴含菌液的玻片；

h)由一端向另一端平刮；

i)使菌液在载玻片上均匀涂一薄层；

j)在酒精灯上烘干菌液；

k)滴一滴苯酸-品红溶液于载玻片上；

l)用玻璃棒将染液涂匀；

m)染色3~5min；

n)稍微加热；

o)冷却后用水洗去肤色；

p)可观察根瘤菌。

8.菌根：

a)取竹菌根切片；

b)在低倍镜下进行观察。

五、实验数据及统计（实验现象）

1.根尖的外形与分区：

A.根的纵切面：

生长中的根尖可分为四个区，最顶端的是帽状结构

——根冠，以上是分生区和伸长区，再上则是带根毛的根毛区(成熟区)。根冠位于根顶端分生组织的外面。外层细胞壁的高度粘液化可以减少根在往下生长过程中与土壤接触的摩擦力，起到保护作用。同时细胞中的造粉体还可保证根的向地生长，即保证其向地性。分生区与根冠接壤处有一分生组织区，不断产生细胞补充根冠的磨损。上方是静止中心，细胞分裂活动停止，其作用是感受重力，控制细胞分裂，使根保持竖直向下生长。而在其纵切面上可划分三种分生组织，即表皮原，皮层原和中柱原。它们分裂分化后分别形成根部的表皮层、皮质和中柱。伸长区的细胞由分生区细胞发展而来，分裂能力已减弱，细胞延长轴伸长。伸长活动会导致原生韧皮部和初生木质部损坏，使之出现缺层。根毛区细胞已是成熟的细胞。根毛由表皮中的毛细胞生成，可有效地增大植物根部的吸收区域。

B.静止中心：

静止中心是在根本体最远端的一群原始细胞（中柱原和皮层原的原始细胞）不常分裂，大小变化很小，合成核酸和蛋白质的速率也很低，组成一个区域，称为不活动中心，或称为静止中心。

C.根毛的形成：

根毛是表皮细胞外壁向外突出的、顶端密闭的管状结构，易与土粒紧贴在一起，有效地进行吸收作用。根毛对环境条件，特别是湿度的变化非常敏感。在湿润的环境中，根毛的数目很多。当土壤干旱或植物体内缺水时，首先会引起根毛萎蔫而枯死，从而影响吸收，以后虽然获得水分，但根毛还要几天才能重新产生，这是干旱构成减产的主要原因之一。根毛的寿命一般为二、三周或更短。长度由数十微米到一千几百微米，可增加植物吸收养分的表面积。

2.根系类型的观察：

根系是一株植物全部根的总称。胚胎的胚根形成的根是植物的主根。后来当植物发育到一定阶段，中柱的中柱鞘活动产生侧根。按其形态，可分为直根系和须根系。植物的生存环境，如土壤情况和水分分步，和气候状况，如湿度和温度，影响着根系的形态。一般来说，直根系的深入土壤的深度大于须根系。

A.直根系：

直根系存在于双子叶植物中，特点是主根明显而发达，并且方向为竖直向下，侧根呈葡萄状分布于主根周围。

B.须根系：

存在于蕨类和单子叶植物中，主根生长到一定阶段后即停止生长，因此主根不明显。茎基部产生大量的不定根，这些不定根不断长长。所有的根呈须状分布。

C.不定根：

不定根是由植物其他营养器官长出的根，由于这些是由植物茎部中的“根源体”发育而成的须根组织，可由扦插、湿度控制诱发其长出。通常不定根为须