191*265.82925.5引论植物学实验指导（第2版）绪论
植物学是生命科学各专业学生的必修课，植物学实验是与之同样重要的实践课。只学习植物学理论课，不经过植物学实验课的训练，就不能掌握比较全面的植物学知识。分不清细胞类型、组织类型、器官类型，将无法从事植物形态解剖学研究。同样的，对营养器官和生殖器官的特征不能正确判断和归纳，也不可能进行植物系统分类学的研究。再者，对植物资源的利用，如各种植物药、淀粉、糖、纤维、维生素、脂肪、蛋白质等，都必须分清保存这些物质的器官。腰果油来自果柄，棕榈油来自果皮；还有姜黄与郁金，乌头与附子，当归头、当归身、当归尾均可当作药用，其名称虽异，却是分别来自同一植物的不同部分；姜黄是根状茎，郁金是它的块根；乌头是主根，附子是子根……，最重要的是在药用时它们的功用不同，治疗的病症不一样。
在自然界，我们面对的是植物的宏观形态——它的整体以及它的生态环境；在实验室，我们面对的实验材料既有完整的个体，但多数时候只是它的部分，营养器官和生殖器官的整体或部分，如根、茎、叶、花、果实、种子，有时是它们的玻片材料、腊叶标本、浸制标本、化石标本等。通过具体的实验材料的解剖研究，可以了解细胞、组织、营养器官和生殖器官的结构特征，进而可以与各植物的种类联系起来。从个别到一般，从特殊性到普遍性，这正是植物学实验应该遵循的方法。要充分认识到一切生物包括植物在内，是在漫长的地质长河中大浪淘沙后形成的结果，这就是赫胥黎的“物竞天择”和达尔文总结的“适者生存，不适者淘汰”的生存竞争法则。可以用一句话来概括，结构决定命运，植物营养器官、生殖器官的结构是否适应环境，是否能得到生存所需要的空间和资源，这就决定了它过去、现在和将来的命运。每当我们解剖研究植物的一种结构时，也应与它的植物习性、生存环境、分类地位、演化地位等加以联系，以扩大我们的视野。种子植物的生殖结构千差万别，兰科植物花柱、柱头与雄蕊合而为合蕊柱，以及连带发展出来的花粉块、黏盘、花粉块柄、弹丝，凹陷带黏液的柱头，拟态，高度异花传粉情况下突而又具自花传粉的现象，是否就是造就了它成为被子植物种类最多的类群（3万种）的原因？而在萝摩科植物中与合蕊柱不同的合蕊冠，其副花冠、花药、柱头顶端结合成帽状体，遮盖着柱头的受粉面，与夹竹桃科长春花柱头面围以钟罩状结构隔离自花传粉，似乎都在传递着一个信息：保证异花传粉获得更有生活力的后代；雌雄蕊异长如胡蔓藤、报春花植物、蓼科植物，菊科植物的雌雄蕊异熟及聚药雄蕊花药内向开裂，壳斗科、桑科植物常为雌雄异序，这些现象的存在似乎表明自然界的进化就传粉而言，就是尽力维持异花传粉。然而在涉及到生存策略时，高度异花传粉植物如菊科植物也出现了自花传粉的现象。不同的植物类群之间，花的结构会有非常大的差别，禾本科与莎草科小穗的组成是不同的。在植物学实验课上，对植物结构的细节观察往往很关键，而且也可以藉此触发许多有意义的研究兴趣，姜科植物其发育雄蕊只有1枚，理论上的6枚雄蕊中5枚雄蕊的去向就很有趣，可以拿艳山姜和姜花进行比较。对叶榕为何雄花与瘿花要长在同一个隐头花序上，而雌花又在另一株对叶榕的隐头花序上，其传粉瘿蜂为何要如此舍生忘死把全部希望寄托在后代？野牡丹为何药隔下部延长成鱼钩状？为什么自然界雌雄异株的植物如银杏、单性木兰、柃属植物均是雌株多、雄株少。诸如此类的问题还有很多。在植物学实验中，要探究植物结构的细节，见微知著，并且要多问为什么，如果走马观花，可能会错过很多细节，学习的兴趣也会降低，如为什么麻叶绣线菊蜜腺环生于花冠与雄蕊之间，菊科植物花的蜜腺生于花冠筒内面基部，水仙的蜜腺环生于花冠与副花冠之间。从全局的观点出发，针对具体的结构进行观察，是学习传承前人知识的过程，但有时会成为发现新结构，对前人结论进行纠错补漏的机会。植物实验课的绘图作业常常是不可少的，通过绘图可以进一步认清结构，加深记忆，锻炼和提高绘图能力，教材中有多幅插图是由上植物学实验课的当年学生李佩瑜、程翘楚绘的，她们细致入微的观察使所绘的插图成为经典。植物画大家冯钟元在解剖花的结构绘图中发现新的分类群，也表明结构的细节是多么的重要。我们不能因为植物学是经典学科就鄙视它，更不能认为经过二三百年的研究，植物学研究已走到山穷水尽的地步了。借助于手持放大镜、显微镜、电子显微镜对植物的研究结果是不同的，运用分子生物学手段研究植物，以其他生理学方法、遗传学方法、动物和植物以及微生物共存生态系统的方法研究植物必然又有另一番天地。也许植物学实验只是认识植物学的出发点，但作为基础学科，它对有志于植物科学研究的人来说其重要性是可想而知的。
由此看来，植物学上的许多问题还有待我们去探索，只要抱持认真的态度去深入钻研，我们就会不断地有所发现。
力求从全方位来理解植物系统中的各大类群，其出发点当然是好的，但由于植物的种类繁多，不必说种间差异，个体差异就足以让人眼花缭乱了，因此，在照顾知识的完整性时，选择实验植物进行研究时往往会受到很多限制。换句话说，研究所有的植物类群是有困难的，我们用有限的植物材料，从具体的实验中提高我们的观察能力、动手能力，掌握研究方法，触类旁通，举一反三，从而达到锻炼科学思维、发展科研潜力的目的。认真对待每一个实验，通过自己的观察和解剖，形成整体概念，掌握对某种植物识别的要点，再上升到探求造成各种结构现象的原因，这是一个飞跃。
最重要的是要通过实验课来培养终身学习的能力、解决实际问题的能力，这就是我们的目的。
植物学实验须知植物学实验须知
一、实验室规则
1实验课应遵守上课时间，不迟到，不早退。
2实验前应认真阅读实验指导和教材的有关内容，了解实验的目的、内容和方法。
3每次实验须带教材、纸张、铅笔、直尺、橡皮擦等绘图用具。
4实验开始前，不要随意移动实验材料和实验器具。
5实验过程要保持实验室的宁静、紧张、有序的学习气氛，不随意走动和互相攀谈，更不要高声喧哗。
6对规定的实验内容，应严格按照要求依次完成，养成认真细致，一丝不苟的科学精神和探索求真的学习态度，提高实验的操作技能和解决问题的能力。
7要爱护公物，保持实验室整洁，不随意抛丢垃圾。用过的物品要整理好，放回原处。注意将用过的玻片等放回玻片盒或玻片盘，不要置于手肘边、实验台边缘，以免将玻片碰落地上损坏。如有损坏公物要及时报告老师，登记被损坏的物品和责任人，视造成后果，给予处理。
8实验完毕，每个同学要将自己用过的器具清洁、整理好，清理自己的实验台；值日生要认真做好清洁卫生工作；整理使用过的实验用品。
9离开实验室时，要关好水、电、门窗，防止发生安全事故。
二、绘图注意事项
1准备好绘图用具，实验时应带备下列绘图用具：
（1）绘图纸：16开道林纸或复印纸。
（2）铅笔：笔芯的硬度要适中，通常用2H铅笔。
（3）橡皮擦：以白色质软为宜，不宜用质地坚硬或其他颜色的橡皮擦。
（4）小尺子（或三角板）。
（5）铅笔刀。
2认真观察：绘制生物图要准确忠实反映所观察的材料的形态结构，绘图时应选择正常的，而不是畸形的，或者发育不全的材料作为绘图对象。因此，首先要认真观察标本，按实验指导要求选择需要绘图的部位。生物图不同于一般绘图，一张完好的生物图是科学性与艺术性相结合的产物，尤其要注重科学和准确性。在选择要绘图的部位时，要注意它的整体形态及其细微部分的结构。
3合理布局：根据每次绘图的数量和要求，在绘图纸上安排好图的位置，力求布局合理美观。所绘的图不必与所观察的标本大小一致，可视需要按一定比例放大或缩小。绘图应注明比例。
4打好图稿：在纸上用铅笔轻轻描出所绘物体的轮廓，要注意整体的长宽比例是否恰当，也要注意整体中的各部分之间的比例是否正确，若有不妥之处，用橡皮擦轻轻擦去不合理部分，直到修改正确为止。
5誊清图稿：在图稿的基础上用清晰、连续而均匀的线条绘出详细结构、标本的生活部分或明暗处可用疏密不同的圆点表示。疏点表示较亮部分，密点表示较暗部分，要先疏后密地打点。以3点为一个单位，逐渐铺开，而不要毫无规律地乱点，打圆点时铅笔要与纸面垂直，笔锋要保持削尖，打出来的点以圆浑、用力均匀、疏密得体为好，绘图步骤见图01。

图01绘图步骤
（引自воронин，1953）
A、B、C、D表示绘图顺序
6纸面清洁：应尽可能少用橡皮擦，需要时也只细擦轻拭，经常保持橡皮擦清洁。只在绘图纸的一面绘图。
7书写规格：图纸的上方写上实验编号和题目，右下角自上而下写上姓名、学号、班级、日期。表示组织结构的名称一律放在图的右侧，以平行横虚线引出。图的正下方写图的名称，包括植物名称、所属器官、显示的内容等。
实验一生物显微镜和体视显微镜的构造及使用方法实验一生物显微镜和体视显微镜的
构造及使用方法一、实验目的和要求
掌握生物显微镜和体视显微镜的构造及使用方法；掌握水藏玻片标本的制作方法。
二、实验材料
（1）染色纤维玻片标本。
（2）水绵（Spirogyra sp）新鲜材料。
（3）胜红蓟（Ageratum conyzoides L）的花。
三、显微镜的基本知识
（一）Nikon ANTIMOULD型显微镜的构造
生物显微镜由机械部分和光学部分组成。机械部分是用以支持光学部分的支架，光学部分则起调节光线、放大物像的作用。参见图11。
1机械部分
(1)镜座：显微镜的基底部分，用以固定和支持全镜。
(2)镜臂：装于镜座之上，外形弧状弯曲，便于握取。
(3)双目镜筒：连接于镜臂的部分。
(4)转换器：固定于镜筒的下端，呈盘状，有4个圆孔用以装置不同放大率的接物镜，转动换镜转盘以选择所需倍数的接物镜。
(5)调焦手轮：位于镜臂左、右两侧，粗、微调控制旋钮同轴，旋转可使载物台垂直移动，移动范围265mm。粗调焦手轮是靠内方大的调节轮，每转能使载物台移动377mm。微调焦手轮是靠外方小的调节轮，每转能使载物台移动02mm。由于它的构造精细，因此操作时必须先用粗调焦手轮调整看到物像后，再用微调焦手轮调准焦点。
(6)载物台：一方形平台，用以放置玻片标本。在中央有一透光孔，使光线从该孔通过。玻片用移动尺弹簧夹紧，旋转载物台右下方的调节钮，使玻片纵向或横向水平移动。
图11生物显微镜构造图
2光学部分
（1）聚光镜：装置在载物台通光孔的下方，多由几个透镜组成，用以聚集来自钨卤素灯的光线（钨卤素灯光线的亮度可用控制钮调节），使照射于标本物体上。聚光器可以上下移动，以调节光线的亮度。聚光镜中装有视场光阑，扳动视场光阑操纵杆，可使光阑扩大或缩小，以调节入射光束的大小。若嫌光线过强，可使孔径光阑口径缩小，若亮度不够，光圈将扩大。
（2）物镜：旋固在换镜转盘上的圆孔中，通常有4种：低倍物镜，根据其放大倍数有4×和10×两种；高倍物镜，通常有40×，油镜100×。植物学实验通常只用低倍和高倍两种。有些物镜上标有表示该物镜主要性能参数，如在10倍的物镜上标有10/025和160/017，其中10是指它的放大倍数，025是镜口率（即数值孔径，简写为N·A或A，是接物镜和聚光器的主要参数，与显微镜的分辨率和清晰度成正比），160是镜筒长度（mm），017为盖玻片的标准厚度（mm）等。有些物镜上刻有16mm或4mm，表示它的焦距。
（3）目镜：装在镜筒的顶端，上面刻有10×字样，以表示放大倍数。目镜的作用是把物镜放大了的实像进一步放大，相当于1个放大镜，教学上用的显微镜常在目镜中装有1根钢丝做成的指示针，可以根据需要转动目镜或前后左右平移载物台，使物像的某一部分落在指示针的末端。
显微镜放大倍数的计算方法：接目镜的放大倍数×物镜的放大倍数＝显微镜的放大倍数。
（二）显微镜的放大原理
用显微镜观察标本时，光线先由集光镜反射到聚光镜，汇集成1束较强的光束，然后通过载物台的透光孔射到载玻片标本上。标本被接物镜第一次放大，并在接目镜内形成1个倒置的实像，再通过接目镜第二次放大，进入观察者的眼帘，这时眼睛所看到的物像是经过两次放大的倒置虚像。
（三）显微镜的使用方法
1低倍镜的使用方法
（1）显微镜的放置：将显微镜置于身体前方。
图12瞳距的调节（2）对光：转动换镜转盘，使10×接物镜与镜筒成1直线，然后打开电源开关，调节亮度控制钮，直到获得所需亮度。
（3）放置玻片标本：把待观察的玻片标本放在载物台上，有盖玻片的一面朝上，用弹簧夹卡住，使观察的材料正对载物台中的通光孔。
（4）参阅图12、图13，正确调节瞳距与视度。

图13视度的调节
步骤:
1）旋转视度圈，使其下端面与刻线（沟槽）对齐，此时是零视度位置。
2）旋转物镜转换器至40×物镜，调节调焦旋钮，对标本准确调焦。
3）转换器旋至4×和10×物镜，不动调焦旋钮，旋转目镜视度圈，使每个目镜中的图像分别调节清楚。
4）重复上述步骤两次、正确调节视度。
5）通过补偿使用者左、右眼视度差别的视度调节。修正了显微镜的筒长，这能使我们充分利用高品质物镜的优点，包括齐焦。
（5）参阅图14将视场光阑调节至中心。

图14将视场光阑调节至中心
A将视场光阑关至最小孔径，上下移动聚光镜把视场光阑像对焦到标本面上；B调节调中心螺钉，
把视场光阑像调到与视场同心；C改用40×物镜，调节视场光阑像使其与视场大小基本一致。
如果还不能对中心，可再次使用调中心调节螺钉
图15物镜的选择
转动物镜转换器，使所需物镜
进入光路，并准确定位(6)参阅图15、图16调节好显微镜。
（7）对焦；转动粗调焦手轮，使载物台向上移动，当10×物镜几乎接触到玻片上，然后双眼通过10×目镜观察。边观察边转动粗调焦手轮，使载物台徐徐下降，直至视野中出现放大物像为止。
（8）转动微调焦手轮：直到观察到最清晰的物像。
（9）在显微镜的视野中所看到的是放大的虚像。因此在移动玻片标本时要向相反方向移动。
2高倍镜的使用方法：若标本材料需要在高倍镜下观察，一定要先在低倍镜下观察，然后再转高倍镜观察，切记不可不经低倍镜而直接使用高倍镜。
（1）在低倍镜下看到物像后，移动玻片标本，把要放大的部分移至视野中央，然后转动换镜转盘，改用40×物镜，这时如果能看到模糊的物像，则转动微调焦手轮，图16视场光阑的调节
A调节视场光阑的大小，使之与目镜视场边缘外切；B视场光阑用来控制标本的被照明区域与
显微镜的视场相一致，如果开得过大，则额外的光线将进入视场，从而减弱图像的衬度，影响像质
就能看到清晰的物像。在使用高倍镜时，由于物镜与玻片标本非常接近，稍有不慎就会使镜头压碎玻片标本，昂贵的镜头也会受损。因此在转动调焦手轮过程中要特别小心。
（2）显微镜观察时，要养成用手一面转动微调焦手轮，一面观察的习惯，以便更清楚地观察物体的立体构造，若光线不适宜，可调节聚光镜孔径光阑。
（四）使用显微镜应注意的事项
（1）拿取显微镜的正确姿势是右手握镜臂，左手托镜座，正置胸前，以防碰撞和脱落零件。
（2）每次使用显微镜前，应检查镜头和附件有无损坏和损失，电源开关有无关闭，亮度控制钮是否最小；接目镜、接物镜、聚光镜可用擦镜纸小心抹拭，不得用手指或纱布等抹擦；其余部分则用干净纱布抹去尘埃。
（3）若粗调焦手轮较松，使载物台下滑而不能观察，此时应逆时针方向旋转粗调焦手轮的松紧调节环进行调节。
（4）显微镜属于精密仪器，应放在干燥、阴凉、无尘的地方，不得将显微镜置于阳光下暴晒，及阳光照射强烈的地方，也不要在灰尘大的环境中使用显微镜。要随时保持它的清洁，勿让污物、水分、化学药品等玷污它的各个部分。若不慎玷污，应立即用擦镜纸（对于光学部分）和干净纱布（对于机械部分）擦拭干净。
（5）学生不得自行拆卸显微镜的任何部分。如显微镜的某一部件失灵或操作困难，应及时报告检修。
（6）显微镜使用完毕后，应及时取下玻片标本，清洁载物台，各部分复位。最后，用显微镜罩套好，放回原来的显微镜保管柜中。
（7）及时做好使用记录。
四、体视显微镜
（一）LSZ8型连续变倍体视显微镜的结构
体视显微镜构造如图17所示。

图17体视显微镜构造示意图
（二）体视显微镜的操作
（1）打开透射和反射光源开关，并调节聚光装置直到获得所需亮度。
（2）调焦：将标本置于工作台中间，先把变倍手轮旋至对应08数字时，调节调焦手轮，使标本在目镜成像清晰。然后再旋转变倍手轮至63数字时，如标本不很清晰，再转动微调焦手轮，直到清晰为止。
（3）目镜视度调节，以补偿视差。调节双目瞳距与观察者眼距一致。
（4）可变光阑：观察时适当调节可变光阑大小，可提高成像衬度。
（5）摄影装置：如需要摄影时，取下双目镜筒，接上摄影接座并锁紧，再装上双目镜筒，锁紧后再把取景目镜插入右目镜筒内。在摄影目镜筒内插入摄影目镜，套上摄影接筒，旋紧锁紧圈，将照相机镜头卸下装上卡圈，在摄影接筒上装好相机，将指紧螺钉指紧。
在观察过程中需要摄影时，只要拉动手柄即可摄影，其摄影范围可在取景目镜中选取。25×摄影目镜拍摄，为取景目镜内分划板上最大的框格，4×摄影目镜为中间的框格，63×摄影目镜为最小框格。
（6）当需要使用描绘器时，取下双目镜筒接上描绘器，并锁紧。再装上双目镜筒并锁紧。同时取一可调光强的工作灯置于描绘工作台上，调整描绘器上的两个调节圈，同时调整工作灯之光亮度（调节主机照明灯强弱）直到在目镜视场内同时看清被观察物和描绘之笔尖为止。这样就可边观察边描绘出观察到的图像。
五、实验内容
（一）染色纤维
取染色纤维玻片标本，先在低倍镜下观察，可见玻片内有3束不同颜色的纤维彼此交错重叠，转动微调焦轮，注意观察3束纤维的交叉点，判别染色纤维自上而下的次序。
（二）水藏玻片标本
用水把要观察的材料封藏起来所做成的临时性玻片标本称为水藏玻片标本。它的制作方法简便易行，在生物学的研究中应用广泛，应正确掌握它的制作方法。制水藏玻片的材料可以是生活的或用固定液浸制的。如果是干标本则要先用70%乙醇浸泡，或用热水浸泡，待材料完全浸润后再使用。由于实验材料的类型以及观察目的和要求不同，水藏玻片制作应有不同的处理。
将载玻片和盖玻片用纱布擦拭干净。通常是用左手的拇指和示指将载玻片或盖玻片的侧面捏紧，以右手的拇指和示指拿纱布，夹住载玻片的上下两面来回抹拭，盖玻片很薄，擦拭时用力要轻而均匀，以免压碎。
1单细胞或群体类型:用吸管吸取含有材料的水液，滴一两滴在清洁的载玻片中央，加上盖玻片即成，对于能自由运动种类，如：衣藻、裸藻、角甲藻、羽纹硅藻等，如果观察对象运动太活泼，可用下列方法之一处理。
（1）用吸水纸自盖玻片边缘吸去一部分水液，这样，观察对象的运动就会减慢。
（2）在盖玻片一侧的边缘加1滴稀的碘液（碘碘化钾溶液），再从相对的一侧用吸水纸吸去部分的水液（图18），这样，不但可将材料固定，而且又能达到把蛋白核、鞭毛等染色的目的。
2丝状体类型:对于丝状体类型，如水绵、丝藻、无隔藻、鞘藻、水霉、根霉、青霉、曲霉、白粉病菌等，用解剖针或镊子连同基质取少许材料，或用刀片刮取白粉病菌等真菌病菌，放在载玻片中央的水滴中，用解剖针小心将材料分散，然后盖上盖玻片。注意镊取材料要适量，不要太多，否则不易将丝体分散，如果丝体密集重叠就会妨碍观察。对颤藻类，因藻丝胶在一块，实验时，用解剖针挑取少许材料，放在载图18碘液固定材料方法
玻片的水滴中，用培养皿盖住，1h后藻丝即自行散开，加上盖玻片，即可观察。
被胶质包被或成片状的种类，如念珠藻、满江红叶腔中的项圈藻等，则先用镊子和解剖针将材料分裂成碎片，镊取一碎片放在载玻片中央的水滴中，用镊子轻压材料使向四周均匀分散，盖上盖玻片，置显微镜下观察。注意材料不要太多，要压得薄而均匀。
在低倍镜下观察已做好的水绵水藏玻片标本，可见由单列细胞构成，呈绿色的丝状体。如果盖玻片有气泡，则要注意气泡的形态。小的气泡呈圆形，中央部分发亮，边缘色较暗。这样，在以后的实验中就不会把气泡误认为植物细胞了。
3片状体类型:片状体材料只有一两层细胞的厚度，例如石莼、紫菜等，不需要切片就能观察其细胞形态，只需用镊子镊取一小部分即可。苔藓的叶片、蕨类植物的鳞片及原叶体则取其整体放在载玻片中央的水滴内，盖上盖玻片即成。
4拟茎叶体类型:例如海带、马尾藻、草菇、地衣、苔藓植物等，若需要观察内部构造，必须进行徒手切片，将所要观察的部分，按徒手切片方法制片。
轮藻藻体较大，不能整体封藏在盖玻片内，只能截取一小部分做水藏玻片进行显微观察。
（三）胜红蓟花解剖
使用体视显微镜观察胜红蓟新鲜花，注意观察：胜红蓟的头状花序、总苞、托苞片、花序托、花的组成（苞片和小苞片）、子房、冠毛、蜜腺、聚药雄蕊、花药尾端以及花柱、柱头面、附器等结构。
（四）实验材料的封片及保存
1水藏玻片水分易蒸发，只能供临时的显微镜观察用，干后就不能继续观察，因此观察时间若需要几小时甚至几天，则要改用10%甘油封片，即把封藏液由水改为甘油即可，但是材料必须先用4%甲醛溶液固定，以免材料腐烂变质。如果观察材料需要较长时间保存，则甘油浓度要逐级更换，由10%~20%~40%直至纯甘油封藏材料，最后在盖玻片的边缘用毛笔蘸取磁漆油封固即可。
2 碘碘化钾溶液（鲁哥液，Lugols solution）的配备方法：碘化钾6g溶于20ml水中，待完全溶解后加入碘4g，摇荡，待碘完全溶解后加入80ml水，即可取用。本配方因使用目的不同，I2与KI的量可增减，用作固定标本时注意碘易升华，碘液能腐蚀皮肤和木质瓶塞。
六、作业
1将你观察的染色纤维玻片（记上编号），其纤维自上而下重叠的次序写在临图作业的右上角（在写下染色纤维的次序之前，可请老师检查你的判断是否正确）。
2针对体视显微镜观察，绘制胜红蓟花冠毛和总苞片形态图。
实验二植物细胞的形态结构实验二植物细胞的形态结构
一、实验目的和要求
（1）通过对植物叶表皮细胞的观察，了解植物细胞的基本构造。
（2）认识质体类型。
（3）了解后含物的形态和化学鉴定方法。
（4）了解植物细胞壁的结构与化学组成。
（5）了解细胞胞间连丝和原生质流动现象。
（6）掌握徒手切片技术。
二、实验材料
（1）洋葱（Allium cepa L）鳞茎。
（2）水竹草（Zebrina pendula Schnizl）叶。
（3）水王荪（黑藻）（Hydrilla verticillata(Lf)Royle）叶。
（4）胡萝卜（Daucus carota varsativa DC）根。
（5）印度橡胶树（Ficus eleastica Roxb）叶。
（6）金盏菊（Calendula officinalis L）花。
（7）西红柿（Lycopersicon esculentum 	Mill）果。
（8）夹竹桃（Nerium indicum Mill）叶。
（9）马铃薯（Solanum tuberosum L）块茎。
（10）玉米（Zea mays L）果实。
（11）蓖麻（Ricinus communis L）种子。
（12）倒挂金钟（Fuchsia hybrida Voss）叶。
（13）秋海棠（Begonia evansiana Andr）叶柄。
（14）马齿苋（Portulaca oleracea L）茎和叶。
（15）大丽花（Dahlia pinnata Cav）花。
（16）月季（Rosa chinensis Jacq）花。
（17）洋绣球（Pelargonium hortorum Bailey）花。
（18）苹果（Malus pumila Mill）果实。
（19）紫丁香（Syringa oblata Lindl）茎。
（20）辣椒（Capsicum annuum L）果实。
（21）灯笼椒（Cannuum vargrossum(L)Sendt
（22）南瓜（Cucurbita moschata （Duch）Poiret）新鲜茎尖。
（23）棉花（Gossypium hirsutum L）种皮毛。
（24）柿子（Disopyros kaki Lf）胚乳永久玻片。
三、实验器材与药品
载玻片、盖玻片、镊子、解剖针、吸水纸、蒸馏水、苏丹Ⅲ、1mol/L硝酸钾溶液、甲紫蓝溶液、1%镣红、碘化钾溶液、70%硫酸溶液、70%乙醇溶液、50%乙醇溶液、30%乙醇溶液、20%醋酸溶液、间苯三酚酒精溶液、25%盐酸溶液。
四、实验内容
（一）植物细胞的基本构造
1洋葱（Allium cepa）：撕取洋葱鳞片叶表皮细胞1小块，迅速将它置于载玻片已准备好的水滴内，用镊子和解剖针将其展平，盖上盖玻片，用吸水纸吸去多余的水，置于光学显微镜下观察。先用低倍镜（×4和×10）观察细胞的整体形态，然后换成高倍镜（×40）观察1个细胞的细微结构。如果颜色较淡，不易分辨时，可加1滴碘化钾溶液染色后观察，效果会较好。
（1）细胞壁：位于细胞的最外面，包在细胞原生质体的外部，是植物细胞所特有的结构，由初生壁、次生壁、胞间层3层组成。在光学显微镜下，一般只能看到1层，它的主要成分是纤维素、半纤维素和果胶质。
（2）细胞质：贴附于细胞壁的内侧，光学显微镜下为半透明的基质，可以流动。
（3）细胞核：在幼小细胞中位于细胞的中央；在成熟细胞中，中央大液泡的形成导致细胞核和细胞质一起被挤向细胞壁一侧。细胞核形状常呈扁圆形，核内有1~2个核仁，也有多个的。
（4）液泡：在细胞质中透明的部分即液泡。幼年细胞中不明显，成熟细胞内为中央液泡，其内含细胞液，其外有液泡膜包被。液泡中含有水、各种无机盐、色素、单宁、生物碱和有机物等。
2水竹草（Zebrina pendula）：用刀片在水竹草叶背面中脉处割一浅斜口，然后用镊子沿中脉撕取表皮1小块，使表皮的一面朝上，撕离叶片的一面朝下，放在滴有1滴水的载玻片上。材料如有卷曲或重叠，可用解剖针小心地展平，盖上盖玻片，尽量避免产生气泡，先在低倍镜下观察，可见众多的表皮细胞呈整齐排列。后在高倍镜下详细观察其中1个表皮细胞的构造。
（1）表皮细胞呈形。
（2）细胞壁位于细胞的最外围，由和组成。
（3）细胞质呈一薄层，位于中央液泡与细胞壁之间，为半透明胶质，在一般显微镜下不易看到。
（4）细胞核位于细胞质内，注意核的数目、形状、核内有1个至多个折光性较强的核仁。
（5）液泡占据细胞腔内较大体积，其间充满溶液，有等物质的细胞液，使水竹草叶的表皮呈现紫色。
（二）质体类型
质体分为3种：白色体、叶绿体和有色体。
1白色体：是不具任何色素的质体，体积小，多呈球形，见光后转化成叶绿体，还可以转化成有色体。观察洋葱鳞片叶内表皮细胞，在细胞质中无色透明的小球即为白色体。水竹草的白色体为圆形白色小球体，较常群集于细胞核的周围。
2叶绿体：是一类含有叶绿素的质体，其主要成分是叶绿素a（C55H72O5N4Mg），深绿色；叶绿素b(C55H70O6N4Mg)，绿色；胡萝卜素(C40H56)，黄色；叶黄素（C40H55O2），黄色。
（1）用印度橡胶树（Ficus eleastica）叶或夹竹桃（Nerium indicum）叶作徒手切片，放在显微镜下观察，其叶肉细胞中呈球形或椭圆形的绿色小颗粒即为叶绿体。
（2）用镊子摘取水王荪（黑藻）（Hydrilla verticillata）嫩叶，做成水藏玻片，在显微镜下观察。
注意观察叶片边缘或靠近中脉部分的细胞，细胞质是否在旋转式运动？（由叶绿体的移动而显示）注意细胞内叶绿体的形状、颜色、数目。如需观察细胞核，可用醋酸洋红染液染色。
3有色体：由白色体或叶绿体转化而来，所含色素为叶黄素和胡萝卜素，由于二者比例不同可呈黄色、橙黄色、橙色、橙红色，常见于花瓣和果实中。
（1）取胡萝卜（Daucus carota varsativa）根和西红柿（Lycopersicon esculentum）果肉进行徒手切片或压片，做成水藏玻片放在显微镜下观察，可看到细胞内含许多黄色或橙黄色、橙红色棒状或颗粒即为有色体。
（2）撕取金盏菊（Calendula officinalis）花瓣薄壁细胞，制成临时装片观察。细胞内含许多浅黄色或黄色颗粒状有色体。
（3）用徒手切片法切取辣椒（Capsicum annuum）果实表皮1小薄片，在显微镜下观察。表皮细胞呈形。注意细胞内有色体的形态、颜色。细胞壁在初生壁的基础上强烈增厚，增厚的部分为，不增厚部分留下的小缝隙为单纹孔。
有色体存在于细胞质中，具有一定形状，当细胞成熟衰老时，它的蛋白质解体，呈现不规则形状的色素结晶。
（三）后含物的鉴定及观察
1淀粉粒：取马铃薯（Solanum tuberosum）块茎切1薄片，放在载玻片上，加1滴蒸馏水，盖上盖玻片，在显微镜下观察，可见许多卵形颗粒，即为淀粉粒。是否能看到轮纹和脐点？有几种类型？加1滴碘化钾溶液有何反应？
2蛋白质粒：取蓖麻种子切薄片观察，可见每一个细胞中有数个糊粉粒（蛋白质粒），其外是1层蛋白质膜，内含红色无定形胶层和1个至数个透明的球晶体与多边形拟晶体。
取浸泡过的蓖麻（Ricinus communis）种子，在胚乳细胞加上95%乙醇溶液1滴，再加上1滴碘化钾溶液可见染成黄色的糊粉粒。
3蛋白质结晶：在观察马铃薯（Solanum tuberosum）块茎中的淀粉粒、白色体时，可观察到形状为多边形的蛋白质结晶。
4糊粉层：禾本科植物小麦、玉米等果实的糊粉粒集中在胚乳外层细胞中而形成糊粉层。取1粒浸泡过的玉米粒作徒手切片，滴1滴碘化钾溶液染色，观察在果皮、种皮之内有1层大而排列整齐的方形细胞，黄色。这层细胞是含有蛋白质的糊粉层，遇碘变成黄色，胚乳其他部分细胞含淀粉，遇碘变成蓝色。
5脂肪：脂肪多为油滴状态分布在某些植物种子的子叶或胚乳细胞中，用苏丹Ⅲ染色呈黄色、橙黄色、橙红色或红色。
取浸泡吸胀过的蓖麻种子去种皮作徒手切片，用苏丹Ⅲ染色后，稍加热，封片后置于显微镜下观察，可见许多橙黄色或橙红色的球体，即为油滴。当然，苏丹Ⅲ也能使树脂、挥发油、角质和栓质染成橙红色，因此要注意区分。
6液泡内后含物
（1）花青素：取红色大丽花（Dahlia pinnata）、洋绣球（Pelargonium hortorum）花和月季（Rosa chinensis）花瓣表皮1小块置于显微镜下观察。细胞呈红色，即花青素呈现的颜色。
（2）晶体：取印度橡胶树（Ficus eleastica）叶子1小块作徒手切片，将切片置于显微镜下观察，可见叶复表皮细胞内，有呈桑椹状的钟乳体结晶。
取倒挂金钟（Fuchsia hybrida）叶表皮1小块，制成临时装片，置于显微镜下观察，可见细胞内有许多针状结晶，即草酸钙结晶。
用秋海棠（Begonia evansiana）叶柄、马齿苋（Portulaca oleracea）茎、叶或月季（Rosa chinensis）花瓣，作徒手切片或撕取表皮制成临时装片，可以看到不同形状的草酸钙结晶体。
（四）植物细胞壁的结构及组成
1中胶层（胞间层）：中胶层为相邻两个细胞共有的一层，主要成分为果胶质，具有黏性和弹性。果胶用镣红染色反应来鉴定。取洋葱鳞片叶表皮1块，用镣红溶液染色5~10min，自来水冲洗掉染料，封片观察，可见相邻两细胞壁中间有1条红线，这就是含果胶的中胶层。
2初生壁与次生壁：纤维素是植物细胞初生壁和次生壁的主要成分，其鉴定方法如下：
取少许棉花（Gossypium hirsutum）纤维放在载玻片中央，先加上1滴碘化钾溶液，然后再加1滴70% 硫酸溶液，封片观察。棉花纤维呈蓝色反应。注意硫酸为强腐蚀性的溶液，一定要用吸水纸把盖片外的硫酸吸干，以免腐蚀镜头和手指。一旦沾在手指和其他部位，应尽快用大量清水冲洗干净。严重时应到医院治疗。
取洋葱鳞片叶表皮，用上面的方法重复操作1遍，观察洋葱相邻两细胞间有1条黄色亮线为胞间层。壁的其余部分均呈蓝色。
3细胞壁化学性质
（1）角质化：常在表皮细胞的外壁沉淀，即为角质膜，可以增加细胞壁的不透水性。
取印度橡胶树叶或苹果（Malus pumila）果皮作徒手切片，置放载玻片上，加几滴苏丹Ⅲ酒精溶液，染色15min左右，然后用蒸馏水洗去染料，封片观察角质膜被染成橙红色。
（2）栓质化：栓质化后的细胞壁不透水，不透气，原生质体消失，细胞死亡，仅留下栓质化细胞壁。
取带皮的马铃薯块茎1小块作徒手切片，用苏丹Ⅲ染色后，封片观察。块茎最外几层染成橙红色的是栓质化细胞。
（3）木质化：是木质素渗入细胞壁内的变化。木质化后的细胞壁变硬，可以增强机械支持力。
取紫丁香（Syringa oblata）细茎作徒手切片，先加1滴间苯三酚酒精溶液，然后再加1滴25%盐酸溶液，封片观察。木质化细胞壁被染成玫瑰红色。取下切片，再用苏丹Ⅲ染色，观察有什么变化？
（五）植物细胞胞间连丝及原生质流动的观察
1胞间连丝的观察：先用低倍镜观察柿子（Disopyros kaki）胚乳永久玻片，可见许多圆形或椭圆形、大小不同的细胞腔，有染成蓝紫色的很厚的细胞壁。它的主要组成成分是纤维素。转换高倍镜后，稍调暗光线，可以看到两个相邻细胞间有许多成束的细线穿过加厚的细胞壁。这些细线称为原生质连丝（或称胞间连丝）。它使细胞间的物质运输进一步加强，而且可接受和传导外界的刺激。由于细胞壁的存在，使原生质体被区分为许多基本单位——细胞，执行着各种不同的生理功能。但由于纹孔和胞间连丝的存在，又使细胞间的各种生理活动密切联系起来，使植物体成为一个统一整体。
取灯笼椒（Capsicum annuum var grossum）果皮1小块，用刀片刮去果肉（中果皮和内果皮），只留下很薄的外果皮，装片，显微镜下可以观察到胞间连丝。
2植物细胞内原生质流动：取生长的南瓜（Cucurbita moschata）茎尖或叶柄，置于有清水的烧杯中，光照半小时以后，用镊子取下其上的表皮和表皮毛，制成临时装片，在低倍镜下观察，选多细胞表皮毛的1个细胞，换高倍镜后可发现，叶绿体等小颗粒正沿着原生质在缓慢移动。
附：徒手切片法
图21徒手切片法徒手切片法是便于随时将观察材料制成临时玻片标本以供观察的1种方法。
用左手的拇指和示指捏紧材料，示指比拇指稍高一些，右手手执刀片。将刀片托于左手示指之上，刀口向着切片者自身的方向（图21），切取材料时，利用臂部移动的力量、带动手中的刀片迅速地做水平切割移动。并要1次切下1片薄片，勿拉锯式地锯切材料。必须尽量把标本切薄些，如材料太大，而且构造是辐射对称的（如根、茎则不需要切得完整的1片），切去1片后，左手示指，拇指尖向下微缩少许，继续切第二片，第三片……连切数片。把切下的薄片放在盛有水的培养皿中，选取其中最薄的透明状切片，以供镜检。
初次切下的切片往往太厚，不适合显微镜下观察，要耐心反复操作至切片合乎要求为止（一般玻片标本切片的厚度通常为10～20μm，1μm＝0001mm）。
若难以用手夹紧材料进行切片，如细薄和柔软的器官（叶、幼根等）则可将材料夹于较硬的组织中（如胡萝卜根、木通髓部等），一同切下。
用过的刀片要及时把其上的水液及污物擦干净，薄薄涂上少许凡士林以防生锈，把刀片放回原来的包装纸内，以备下次再用。
五、作业
1绘洋葱鳞片叶内表皮细胞图，并注明细胞壁、细胞质、细胞核、液泡。
2绘水竹草叶的1个表皮细胞（表示与周围细胞的关系）。
3将在本实验中观察到的储藏物质填在下列表内：

植物名称及取材部位鉴定物质化学试剂反应及观察到的现象
4将实验所作的细胞壁化学成分鉴定列表总结：

植物材料名称鉴定物质化学试剂反应结果六、思考题
1植物细胞区别于动物细胞的主要结构是什么？
2根据课堂学习，比较光学显微镜和电子显微镜下植物细胞的结构。
3什么是原生质和原生质体？为什么原生质在流动？它的生物学意义在哪里？
4比较3种质体的形状、颜色、存在器官和功能。
5胞间连丝的作用是什么？
6液泡中的主要内含物是什么？
7如何区别细胞内花青素与有色体？
8为什么植物的叶、花、果实显示不同的颜色？