基础生物学实验(二) 实验指导 ? 王若南? 曹? 玉 (云南大学生命科学学院) ? 一. 本课程的性质和任务 ?? 基础生物学实验(二)--植物生物学实验, 是生物学专业、生物技术专业和环境科学专业全体本科生的一门实践性基础课程。本课程以室外实践和室内实验相结合的方式,从细胞、组织、器官、个体等不同层次,自己动手解剖、观察植物界各大类群的外部形态、内部结构,测定植物器官的基本生理功能,认识植物的多样性及其与环境的相互关系,探索植物进化的规律。通过实践,掌握植物学的基本工作方法和技能,培养动手能力、独立工作和创新思维的能力,为后续课程的学习打下坚实的基础, ? 二、教学要求与教学方法 教学要求:本课程的教学强调在植物世界中学习,在自我实践的过程中学习。要求通过自己的实践,掌握所学到的植物生物学的基础知识,掌握植物学的基本方法和基本技能,了解和探索植物生物学新的研究方法和手段。培养和提高善于观察、思考和创新的能力,全面地认识植物世界。 教学方法:采用野外实践以及室内的实验教学相结合、以学生为主体的参与式、探索式的教学方法。实验野外实践以个人、小组或班级为单位,从观察身边的植物开始,进行标本的采集和环境条件调查,室内的实验,通过自己动手,解决理论知识学习中的问题和野外探索中发现问题。实验不再是单独、孤立的验证性实验,而是综合的、系统的探索性实验。可分为规定实验和设计性实验两大模块。在教学过程中,通过观察、解剖、实验、查资料,使用工具书和电脑,学会和掌握从事植物学研究的的基本方法和技能,养成善于观察、发现、思考和创新的从事科学研究的良好习惯。 ? 三.教学内容安排与学时分配与 (周学时 4, 16周, 1.预备实验?????????????????? ????????????????????4学时 ? 第1次课? 室内实验和室外观察 实验准备? 布置课外作业 —— 观察与发现 全班同学校园内观察认识植物——春天里的植物 课外作业:观察与发现——芽的类型 ????????? 如何从外形上区别叶芽和花芽。 ? 2.综合实验一? 藻类与环境????? ??????????????????12学时 ??第2次课:野外采集 老师组织,同学自组小组,到滇池的外海、草海和流入滇池的大观河、盘龙江、以及湖边菜地水沟采集藻类定性、定量标本,调查滇池、主要入湖河流的环境。 同学自组小组,利用课余时间,采集翠湖、云师大小翠湖等水体的浮游藻类标本,不加固定。 ????????? 课外作业:观察与发现 —— 茎的形态、长枝与短枝 茎的生长(重点观察校园内的银杏的芽的活动和枝条的生长情况) ?第3次课:室内实验??? 藻类与环境(1) 显微观察自己采集自滇池、大观河、盘龙江、菜地水沟、翠湖、云师大小翠湖等水体的藻类定性标本,以及人工培养的螺旋藻等,重点认识蓝藻门、甲藻门、硅藻门、绿藻门的代表种类,掌握该4门的鉴别特征。 ??????? 周末野外采集:结合春游活动,由教师组织,到澄江县抚仙湖采集藻类标本,到帽天山参观中科院南京古生物所澄江动物群化石馆,观察寒武纪的藻类化石标本,了解生物的进化。 ?? 课外作业:观察与发现 ——花的组成(重点:十字花科和蔷薇科) 第4次课:室内实验??? 藻类与环境 (2) ?观察红藻和褐藻的蜡叶标本、以及海带的切片,重点认识和掌握红藻门、褐藻代表种类和鉴别特征。 显微观察自己采集自抚仙湖的藻类标本,进一步认识蓝藻门、甲藻门、硅藻门、绿藻门的特征。 示范:定量标本的计数方法。 小论文撰写:藻类与环境的关系? ????????? 滇池蓝藻水华的成因及防治对策 ????????? 我国海洋赤潮现状及防治对策 课外作业:观察与发现 ——颤藻的藻殖段形成的环境条件 ? 3.综合实验二? 苔藓植物及其生境? ?????????????????4学时 课前野外采集:课前同学利用课余时间,在校园及其周围寻找苔藓植物,观察记录其生境。 ??? ?第5次课: 室内实验?? 苔藓植物及其生境 ?解剖观察自己采集的地钱属、葫芦藓属的标本以及泥碳藓属的种类,观察角苔属的解剖示范,掌握苔藓植物门3个纲的主要鉴别特征以及苔藓植物门的特征。 课外作业:观察与发现 ——菜豆、蚕豆、和向日葵种子的萌发和种植 ? ? 4.综合实验三:维管植物的细胞、组织和营养器官 ???16学时 ? ?第6次课:室内实验 ? 维管植物的细胞、组织和营养器官(1) ——细胞、组织和根尖的结构 课外作业:观察与发现——叶的形态和叶序 ? ? 第7次课:室内实验 ? 维管植物的细胞、组织和营养器官(2) ——根的初生、次生结构与功能 通过观察毛茛根、向日葵根、蚕豆根、鸢尾根、水稻根等切片,观察变态根了解和掌握根的结构特点以及侧根的发生。通过测定------------------- ,了解根的主要功能。学习徒手切片的方法。 ? 第8次课:室内实验 ? 维管植物的细胞、组织和营养器官(3) ——茎的初生、次生结构与功能 通过观察蕨类植物的根状茎,被子植物的马兜铃茎、向日葵茎、椴树茎、玉米茎、小麦茎、松木材三切面等切片,观察各类变态茎,了解和掌握茎的结构特点和功能。继续练习徒手切片的方法。 ? 第9次课:室内实验 ? 维管植物的细胞、组织和营养器官(4) ——叶的结构与功能 通过裸子植物门松针叶、被子植物双子叶纲的海桐叶单子叶纲、不同植物的叶以及旱生叶、水生叶的形态与结构的解剖和观察,掌握不同门类、不同生态类型的叶的形态结构特点,理解其与功能间的关系以及环境条件对植物器官结构的影响。练习徒手切片技术。 ? 课外作业:观察与发现—— 不同形态的叶片或叶脉标本的制作 ? 5.综合实验四: 蕨类植物及其多样性 ??????????????6 学时 ? 第10次课:野外实践——蕨类植物多样性及其生境 ??????????????????????? 裸子植物松、杉、柏科的区别 ???????????????????????? 被子植物门木兰纲的主要种类 教师组织到昆明金殿蕨类植物园、裸子植物区和木兰园,观察蕨类植物及其生境,裸子植物门松柏纲和被子植物门木兰纲的主要种类。 ??????? 课外作业:观察与发现 —— 松子的萌发和种植 ? 第11次课: 室内实验——蕨类植物及其多样性 解剖观察石松属、卷柏属、木贼属等拟蕨类以及紫萁属、石韦属、贯众属、铁线蕨属、肾蕨属、鳞毛蕨属、蕨属、满江红属等真蕨类。观察配子体的永久封片以及松叶蕨属、水韭属、瓶尔小草属等的标本,掌握蕨类植物门主要特征以及该门5个亚门的主要鉴别特征。 课外作业:观察与发现 —— 分组制作蕨类植物专题研讨课的多媒体课件 ? ? 6.综合实验五: 裸子植物及其多样性 ???????????????6学时 1/2课次:野外实习 —— 与综合实验四的1/2课次合并成一次野外实习(昆明金殿)。 ? ??第12次课: 室内实验——裸子植物及其多样性 ?解剖观察苏铁属、银杏属、松属、杉属、柏属、罗汉松属的大小孢子叶球,观察三尖杉属、麻黄属、买麻藤属等的标本,掌握裸子植物门类植物门主要特征以及该门5个纲,特别是松、杉、柏3个科的主要鉴别特征。 ? ? 7.综合实验六: 种子植物的繁殖器官 ??????????????12学时 ??第13次课:野外实习 ??第14次课:室内实验 ?种子植物的繁殖器官(1) ????????????? —— ? 第15次课:室内实验 8.综合实验七: 被子植物的多样性 ?????????????????4学时 ? 周末野外实习:西山森林公园或中科院昆明植物园 ? 第16次课:室内实验 9.? 成绩考核——考试????????????????????????????? 4学时 ??? 第17次课: ? 四.教学内容和要求 ? 综合实验(一)? 藻类与环境 实验目的 通过采集翠湖、盘龙江、大观河、滇池和抚仙湖等不同环境中藻类标本和生境调查,显微镜下代表属种的观察和鉴别,认识和掌握蓝藻门、甲藻门、硅藻门、绿藻门、褐藻门、红藻门的主要特征,归纳总结各门藻类之间的区别。学会藻类标本的采集、保存和种类鉴别的基本方法。通过采集、调查和资料查询,认识藻类与环境、藻类与人类的关系。 ? 器材与试剂: 1. 实验器材? 浮游植物采集网、采水器、透明度盘、酸度计、显微镜、解剖针、镊子、吸管、载玻片、盖玻片、烧杯与培养皿等。 3. 实验试剂? 鲁哥氏碘液? 0.1%亚甲基兰 ? 综合实验一? 藻类与环境(1) 实验目的 通过采集滇池外海和草海、翠湖、盘龙江、大观河、翠湖的浮游藻类和土表的颤藻等藻类,掌握原核藻类——蓝藻门以及真核藻类——甲藻门、硅藻门、绿藻门的特征,并识别蓝藻门、甲藻门、硅藻门、绿藻门的的常见种类,学会观察和鉴定蓝藻门、甲藻门、硅藻门、绿藻门的基本方法,学会藻类标本的采集和保存的基本方法。。 ? 实验材料:1)采集的滇池外海和草海、翠湖、翠湖的浮游藻类定性和定量标本,调查环境现状。 ????????? 2)采集水土表的颤藻属、念珠藻属的种类 ????????? 3)人工培养的螺旋藻属、色球藻属的种类 ? 操作步骤:以滇池中蓝藻门中最常见的微囊藻属、鱼腥藻属以及颤藻属、念珠藻属和螺旋藻属为代表进行观察,门。 1.微囊藻属(Microcystis)用吸管吸一滴滇池外海的标本,制成临时装片,显微镜下观察微囊藻是单细胞还是群体,有无胶质鞘,细胞数目和形状怎样?还要特别注意细胞中有无气泡? 2.颤藻属(Oscillatoria) ??? 此属多分布在污水沟和湿地表,温暖季节生长最旺盛,可在实验的前两天将采来的材料放在小烧杯的水中,它们可借滑行、摆动而移到杯壁上。 ??? 用镊子或解剖针挑去杯壁上的蓝绿色丝状物,置于载玻片的一滴水中,盖上盖玻片,制成临时装片,在显微镜下进行观察。注意和记录藻体的形态和运动、细胞结构。? ??? 随后,从盖玻片的一侧加一滴0.1%亚甲基兰水溶液,染色后再高倍镜下观察。中央质被亚甲基兰染成深蓝色,可与色素质区分开。 另取少量颤藻新鲜材料于载玻片上做成装片,并从一侧加一滴鲁哥氏碘液液,可观察到蓝藻淀粉变为红褐色。 3.念珠藻属(Nostoc) ??? 实验前几十分钟将地木耳或发菜浸泡在文水中。用镊子取芝麻打下的脚趾肖爱或教之思之于载玻片中央,加一滴清水,先用镊子或解剖针将胶质小块适当破碎,然后盖上盖玻片,并用手指轻压盖片,使材料均匀散开,即可在显微镜下观察。 绘图:念珠藻属丝状体一段,是营养细胞、异形胞、厚壁孢子和藻殖段等结构。 4.螺旋藻属(Spirulina)? 用吸管吸一滴标片液制成临时装片,显微镜下观察其细胞形态、颜色和运动方式。 5.鱼腥藻属(Anabaena)用吸管吸一滴鱼腥藻属的标片液制成临时装片,或取数枚满江红的叶片,置于载玻片中央的水滴中,用镊子反复挤压,去掉叶片残渣,盖上盖玻片,然后在显微镜下观察。注意每条鱼腥藻藻丝中的营养细胞、异形胞、厚壁孢子,并和念珠藻属进行比较,二者有何异同点。 思考问题 ?1.通过对实验材料的观察,总结蓝藻门的主要特征,归纳蓝藻藻体的主要类型。 ?2.蓝藻门的原始性表现在哪些方面?为何将其归入原核生物? 参考文献: 王英典,刘宁主编.植物生物学实验指导,北京:高等教育出版社2001 周仪,植物形态解剖实验,北京:北京师范大学出版社,2000 周云龙主编,植物生物学,北京:高等教育出版社,2001 高信曾主编,植物血实验指导(形态、解剖部分),北京:高等教育出版社,1986 陆时万等,植物学(上册),北京:人民教育出版社,1982 Kingsley R. Stern et al. Introductory:Plant Biology(9th ed.) ?Wm. C. Brown Publishers,2002 Gordon Uno et al. Principles of Botany? McGraw-Hill Companies, 2001 ? ? 综合实验一 藻类与环境(2) 实验目的 通过采集滇池草海、翠湖 、师大小翠湖的定性标本,对绿藻门代表种类、轮藻和硅藻的门的代表属的观察,掌握绿藻门、轮藻门和硅藻门的主要特征理解轮藻门从绿藻门分出的理由,并了解中心硅藻纲和羽纹硅藻纲的特点和区别。 ? 实验材料:滇池草海、翠湖 、师大小翠湖的定性标本 ? 操作步骤: 1.绿藻门(Chlorophyta) 以衣藻属、水绵属为代表来观察。 (1)衣藻属(Chlamydomonas)为绿藻纲团藻目中单细胞藻类的代表。分布广泛,多生育有机质丰富的池塘、水坑或积水缸中。在春季和夏季可采到纯群的衣藻标本。 ??? 用吸管去一滴含有衣藻的培养液,制成临时装片。先在低倍镜下观察,注意衣藻的形态、大小及其运动,并在运动中观察它的立体形态。然后悬着个体较大的移至视野中央,换高倍镜仔细观察其细胞结构: A. 叶绿体 B.眼点 C.伸缩泡 D.蛋白核 E鞭毛 .F.细胞壁 (2)水绵属(Spirogyra) 先用手指触摸水绵丝状体感觉是否很光滑?自用镊子取少量水绵丝状体作临时装片(注意用针把丝状体拨散开)。在显微镜下一先低倍镜后高倍镜的方式观察其形态和细胞结构。 ? 2.轮藻门 (Charophyta) 以轮藻属为代表来观察。 轮藻属植物体多大型,一般高约几十厘米,以假根固着在水底淤泥中。去轮藻的新鲜材料从以下几方面进行观察。 A.外形 B.节和节间细胞 C.生殖结构 3.硅藻门 硅藻门种类很多,生于各种水域或附生于水中各种基物上,长使其表面呈黄褐色。采集时可连同基物同取。 ??? 取一滴水样做成临时装片,在显微镜旭、阿观察。区别硅藻和其他藻类,判断该硅藻属于中心纲还是羽纹藻纲。特别要注意熟练掌握用针轻点盖玻片使其翻转的方法,以观察壳面和带面。 (1)? 小环藻属? 多为但细胞或细胞以壳面连成链状群体。注意区分壳面和带面。壳面观圆形,,(2)?? 锦周边部都具放射状纹线。用解剖针轻点盖玻片以便使其翻转,(3) 观察带面,(4)?? 注意区分上壳与下壳,(5) 从袋面两端中部寻找上、下壳套合的界限。注意观察:色素体的多少。若观察到的细胞以分裂完毕,(6)?? 但尚未分开的两个非细胞,(7)? 分辨哪个是旧的细胞壁,(8)? 哪个是新形成的细胞壁。 (9) 直链藻属? 为淡水中常见的链状群体,(10) 圆柱形,(11) 各细胞的壳面互相连接,(12)? 具多个盘状色素体。注意分辨链状群体中的细胞界限,(13)? 并检视材料中有无复(14) 大孢子的产生。 (15) 舟形藻属? 细胞两侧对称,(16)? 形似小船在缓缓的移动。观察时,(17) 注意移动载玻片,(18) 选择个体较大者在视野中央观察,同(19) 时用针轻点盖片使其翻转,(20) 仔细观察壳面和带面。壳面观细胞两端较尖,(21) 或为头状、喙状,(22)?? 细胞两侧边缘不(23) 近于平行,(24)? 中部较宽。在壳面可见壳缝、中央节和极节,(25) 可前后缓缓移动;壳面具浅纹;带面观长方形,(26)? 平滑。色素体片状或带状,(27)? 多为两块。比较壳面和带面的特征。 绘图:舟形藻属的壳面观和带面观。 (28) 羽纹硅藻属? 观察方法与舟形藻属相同(29) 。注意与舟形藻属的区别:羽纹硅藻壳面观长椭圆形,(30) 细胞两侧边缘近平行,(31) 两端钝圆,(32)? 壳面具肋纹。 (33) 各种硅藻的纹饰(示范)? 去酸化处理的硅藻制片,(34) 观察各种硅藻的纹饰,(35)? 了解硅藻花纹的主要类型和排列方式以及花纹的多样性。 ? 思考问题 1.? 总结衣藻的生活史。 2.? 比较绿藻门和轮藻门的异同? 。 参考文献: 王英典,刘宁主编.植物生物学实验指导,北京:高等教育出版社2001 周仪,植物形态解剖实验,北京:北京师范大学出版社,2000 周云龙主编,植物生物学,北京:高等教育出版社,2001 高信曾主编,植物血实验指导(形态、解剖部分),北京:高等教育出版社,1986 陆时万等,植物学(上册),北京:人民教育出版社,1982 Kingsley R. Stern et al. Introductory:Plant Biology(9th ed.) ?Wm. C. Brown Publishers,2002 Gordon Uno et al. Principles of Botany? McGraw-Hill Companies, 2001 ? 综合实验一?? 藻类与环境(3)?? ? 实验目的 通过实验弄清海带的形态结构及其生活史的全过程,理解褐藻门的主要特征;通过对紫菜的观察,了解红藻门的特征,掌握紫菜的生活史。 ? 实验材料:浸泡的海带孢子体、海带带片横切制片、海带配子体制片、海带生活史各时期显微照片、紫菜、紫菜横切制片等。 ? 操作步骤: 1.?? 褐藻门 ?海带??? 在实验观察中要注意把海带生活史各阶段联系起来,观察的难点主要是海带的喇叭丝和对雌、雄配子体的区分。观察步骤: ? (1)? 孢子体外形??? 取海带腊叶标本观察,区分带片、带炳和固着器三部分。注意各部分的形状和相对长度。想象这三部分各有什么功能?找出海带生长点的位置。 ? (2)? 带片上的孢子囊区域??? 取浸制的成熟的海带带片观察,注意在带片两面寻找有微微高出带面表面的深褐色的斑块,这就是海带的孢子囊区域。 ? (3)? 带片的内部结构及孢子囊结构??? 取浸制的海带带片作徒手切片,选择其中较薄而完整的数片做水装片,在显微镜下观察,先分处产生和未产生孢子囊的部分,在从无孢子囊的部分由外向里辨认表皮、皮层和髓三部分。表皮位于带片两面最外边,由1~2层小型、排列紧密并具色素体的细胞组成。皮层在表皮下方,由多层细胞组成。注意在皮层内还可看到粘液腔。带片的中央部分为髓部,是由细长的髓丝和细胞一段膨大的喇叭丝所组成,但一般徒手切片不易看到喇叭丝的形态,可将浸泡的靠近带柄的带片从髓部撕开,再用刀片刮去撕开后露出的髓部组织,制成临时装片,则可在显微镜下看出喇叭丝和髓丝。想想带片各部分结构的主要功能是什么? ?? 观察完带片的内部结构以后,再选有孢子囊的部分观察:海带的孢子囊为单细胞,棒状,里面是尚未放出的游动孢子。在孢子囊之间夹生有许多细长的侧丝。特别注意侧丝下部细长无色,需反复扭动细准焦螺旋方可看清。侧丝上部膨大,其内含有多个金黄色的色素体,正好是隔丝比孢子囊高出的一段。侧丝顶端有透明的胶质冠,有胶质冠连成胶质层。 ? 取带孢子囊的海带带片横切永久制片进行对照观察。 ? 绘图:海带带片横切永久制片进行对照观察。 ? (4)? 雌、雄配子体及幼孢子体? 取海带配子体制片在显微镜下观察,区分雌、雄配子体及幼孢子体。雄配子体十几个到十多个细胞组成的分枝丝状体,细胞较小,色淡,每个细胞均可形成一个精子囊。雌配子体一般为一个大的球形或梨形细胞(也有的为几个细胞组成),褐色。最后在制片中观察合子萌发出的几个至几十个细胞的幼孢子体,外观为棒状。 ? ??? 2.? 红藻门 ??? 紫菜属 ?? (1)? 紫菜的形状和颜色??? 取紫菜的蜡叶标本(或市售紫菜用水浸泡)观察其颜色和形状,注意在薄的叶状体的基部有一个小圆盘型的固着器。 ?? (2)?? 紫菜的营养细胞、精子囊、果胞及果孢子?? 去紫菜叶状体浸制标本,放入培养皿中使其展开,从颜色上大体辨认果孢子和精子囊的区域。前者颜色为深紫红色,后者为乳白色。然后从不同区域各撕一小块叶状体,至于载玻片中央的一滴水中,用解剖针和镊子将其展开,切勿折叠,盖上盖玻片,在显微镜下观察。注意从表面观来区别营养细胞、精子囊和果孢子:营养细胞形状不规则,细胞分布均匀,各细胞间的胶质较厚,一般仅为一层细胞厚;果孢子成深紫红色,细胞排列整齐,表面观常常是每四个细胞较紧密的排列在一起,调节细准焦螺旋可发现它们不是一层细胞(甘紫菜是2层,条斑紫菜为4层);精子囊的细胞形状很规则,排列很整齐,比营养细胞小,表面观常为16个,调节细准焦螺旋也可发现不是一层细胞(甘紫菜为4层,条斑紫菜是8层)。从表面很难观察紫菜的果胞,可将紫菜叶状体折叠一下,从折叠的边缘看,如果有的地方向外突出,此即为果胞的原始受精丝。 ? 为保证实验的顺利进行,在实验前最好把材料粗略的检视一下,把紫菜上有果孢子和精子囊的部分剪下来,另存入小瓶中,以免实验时花很多时间还找不到。 ? 去紫菜横切的永久制片在显微镜下观察,从切面比较营养细胞、果胞、果孢子和精子囊的形状、大小、数目和排列方式。在营养细胞、果胞和果孢子中都有一个星芒状色素体。 ? 绘图:紫菜营养细胞、精子囊、果胞和果孢子切面观 ?? (3) 壳斑藻   区有壳斑藻的永久制片在显微镜下观察,区分两个主要发育阶段,即丝状藻丝(细长,细胞长度大于宽度数倍)和膨大藻丝(较粗短,细胞长、宽略相等,胞质浓,色深) ? 思考问题 1. 通过观察总结海带的生活史。 2. 褐藻门有哪些主要特征? 3. 试述紫菜的生活史。 4. 红藻门的主要特征是什么? 参考文献: 王英典,刘宁主编.植物生物学实验指导,北京:高等教育出版社2001 周仪,植物形态解剖实验,北京:北京师范大学出版社,2000 周云龙主编,植物生物学,北京:高等教育出版社,2001 高信曾主编,植物血实验指导(形态、解剖部分),北京:高等教育出版社,1986 陆时万等,植物学(上册),北京:人民教育出版社,1982 Kingsley R. Stern et al. Introductory:Plant Biology(9th ed.) ?Wm. C. Brown Publishers,2002 Gordon Uno et al. Principles of Botany? McGraw-Hill Companies, 2001 ? ? 综合实验(二)苔藓植物和生境 ????????????? 苔藓植物是一群小型的非维管高等植物。植物体大多有了类似茎叶的分化,但无真根,无维管组织分化,多生活于阴湿的环境中。苔藓植物的有性生殖器官为精子器和颈卵器,受精卵均发育成胚,生活史类型为配子体发达的异型世代交替,孢子体不能独立生活,寄生于配子体上。 ? 实验目的 通过自己课余时间寻找和采集苔藓植物以及实验室内对苔藓植物门代表植物的观察,掌握苔藓植物们的特征以及苔纲、角苔纲、藓纲的区别,并比较它们与藻类植物的主要异同,加深对它们在植物界中系统低位的正确理解。了解为什么说苔藓植物是植物界内的两栖类。 ? 器材与试剂 1.?? 植2. 物材料? 地钱、葫芦藓、地钱叶状体永久制片、地钱雄器托纵切3.? 制片、地钱雌器托纵切4.? 制片、孢子体纵切5. 制片;角苔属、光萼苔属、小金发藓属的标6.? 本。 7.?? 实验器材? 显微镜、实体镜、放大镜、载玻片、盖玻片、解剖针、镊子和培养民等。 8.?? 实验试剂? I2-KI溶液。 ? 操作步骤 1.?? 葫芦藓(Funaria hygrometrica) 属藓纲、葫芦藓科。是小型的土生藓类。分布很广,常见于田园、庭院和路边。 ① 配子体外型??? 取新鲜的配子体或浸湿标本,在清水中洗去泥土,测量其高度,用镊子轻轻将植物体分开,辨认茎和叶,注意茎是否有分支?在观察叶时,要注意叶的形状、分布特点以及排列方式,然后取出几片叶作临时装片,在显微镜下观察其叶的形状和叶细胞,注意中肋和中肋以外的叶细胞有什么不同?再从植株既不取下一些带假根的部分,做临时装片,在显微镜下观察根的颜、形状和细胞组成。 ② 精子器和颈卵器??? 取已形成生殖器官的葫芦藓的浸制或新鲜材料,用放大镜或实体镜区分雄枝和雌枝。 将雄枝放于载玻片上,在实体镜下用解剖针剥掉雄苞叶,加一滴水盖上盖玻片在显微镜下观察,首先区分精子器和侧丝,然后仔细观察精子器的形状、颜色和数目。轻压盖玻片,在显微镜下观察有无精子释放。注意观察精子的形状和运动。并用I2-KI液染色观察精子的鞭毛。 用同样的方法观察雌枝顶端的颈卵器,由于在雌枝顶端的颈卵器数目较少,一般只有1至数个,剥离雌苞叶时应特别仔细。在显微镜下观察时要注意区分颈卵器的颈部和腹部,辨认出颈沟细胞、腹沟细胞核卵细胞,并比较颈卵器发育的不同时期。颈卵器的腹部下面还有多个细胞组成的短柄。 取雌枝和雄枝枝端的纵切永久制片,与自己解剖的材料进行对照观察。 绘图:葫芦藓的精子器和颈卵器(表面观或切面观) ③ 孢子体??? 在玻璃颈卵器的标本时,常可见有些已经受精并发育成长形的胚,注意颈卵器壁的变化。 取寄生在配子体枝端的孢子体,观察其形态,区分蒴柄、孢蒴和蒴帽,想象蒴帽是怎样产生的?能否看见基足?为什么? 将孢蒴从蒴柄上剪下,在实体镜下用针轻轻剥掉蒴盖,此时可看到环带及其卷落的情形,而且蒴齿也暴露出来。注意蒴齿有多少条,可以用针拨开外蒴齿观察内蒴齿。比较二者有何异同。最后捅破孢蒴,可看到内部的蒴轴和大量的孢子。 取孢蒴纵切的永久制片,详细观察内部结构。首先区分蒴盖、蒴壶和蒴台三部分,然后重点观察蒴壶的结构:注意从侧面向外里依次辨认表皮、蒴壁、同化丝、气室、外孢囊、孢原组织、内孢囊和中央的蒴轴。这里需要注意的是,当孢原组织发育形成孢子后,在蒴壁以内至蒴轴之间全部充满了孢子,同化丝则被破坏。在蒴盖和蒴壶之间,还能观察到环带和蒴齿等结构。??? ④ 原丝体及芽体??? 用解剖针挑取少量在琼脂培养基上培养的绿色丝体制成临时装片,在显微镜下可以清晰地看到原丝体是绿色的,是有很多细胞组成的分支的丝状体,细胞内含有很多大的叶绿体,外形很像丝状绿藻,细胞的横壁多于长壁垂直。在原丝体上还可见芽体,在芽体的下面生有很多假根,其细胞横壁多于长壁斜生。以后每个芽体发育为一个新的配子体。 2.?? 地钱(Marchantia polymorpha) 苔纲、地钱目中常见的植物,为世界广布种。生于阴湿的土壤上。在林内、田园、墙角、沟边以及花盆等处都可采到。 ①? 叶状体(配子体)外形??? 去地钱叶状体观察,看看它是否有分支,想想地钱的生长点在哪里?注意区分背腹面,贴地的一面为腹面,其上有假根和鳞片:背地的一面为背面,用放大镜或实体镜可观察到表面上有许多菱形的网纹,想想这是地钱的什么结构?地钱的气孔在哪里?? ②? 叶状体内部结构??? 去叶状体横切面的永久制片在显微镜下观察。辨认表皮、烟囱状的的气孔、同化组织、气室及气室间隔层、薄壁细胞、下表皮和旗下的多细胞组成的紫色鳞片及单细胞假根等各部分结构。 ③? 胞芽杯和胞芽??? 取含有胞芽杯的地钱叶状体,在实体镜下观察胞芽杯,可见其内生有许多绿色小片,此即为胞芽。用针从杯底挑取几片胞芽,制成临时装片,在显微镜下观察胞芽的形态结构。想想胞芽是怎样发育成地钱叶状体的? ④? 雄生殖托和雌生殖托??? 地钱雌雄异体。分别去雄株和雌株观察,注意从外部形态上区分雄生殖托和雌生殖托,然后再用放大镜或实体镜观察。在雄生殖托上表面有许多小孔,这是精子器腔的开口。观察雌生殖托时应将其托柄剪去,腹面向上置于实体镜下,用解剖针沿两条芒线之间找出两片膜片,既蒴苞;2片蒴苞之内就有1列颈卵器。 分别去地钱雄生殖托、雌生殖托纵切片观察:雄生殖托的托盘上有许多精子器腔,其内各有一个卵圆形的精子器,注意有无精子器的壁?为几层细胞组成?其内是什么细胞?是否形成精子?注意把从切面看到的精子器腔的开口和表面观联系起来对比分析。在雌生殖托纵切制片中,可清楚地看出芒线间的托盘下面倒悬的一列颈卵器,膨大的腹部在上,颈部细长,注意辨认颈沟细胞、腹沟细胞和卵细胞。由于颈卵器的发育成熟时间不同,观察时要注意不同发育时期的结构特点。在切片中可以看到在颈卵器的周围有一层包被,即假蒴萼。 ⑤? 孢子体??? 先取标本观察,成熟的雌器托则由绿变为灰褐色,在其两芒线之间可见悬挂着的一列头状体,这就是地钱孢子体的孢蒴。注意孢蒴外的假蒴萼以及每列孢蒴两侧的膜状蒴苞。想想这些结构在地钱的生殖过程中有何意义? 去地钱孢子体纵切制片,详细观察其内部结构,区分它的基足、短的蒴并和球形的孢蒴三部分。仔细观察孢蒴中的弹丝和孢子。想想二者是怎样产生的?弹丝在散步孢子过程中有何作用?同时注意观察在孢子体外的三层保护结构,即颈卵器的壁、假蒴萼和蒴苞。 3.?? 其他藓类植4. 物(示范) ① 角苔属(Anthoceros)? 角苔纲。观察其叶状的配子体,注意边缘有缺刻,腹面生假根。在配子体背面有细长的针状的配子体,基足埋于配子体内,无蒴柄,针状部分都为孢蒴。孢子体成熟时,自上而下裂成两半,蒴柄宿存。观察角苔孢蒴横切制片,注意区别蒴轴、孢子和弹丝。理解把角苔从苔纲中分出的理由。 ② 光萼苔属(Porella)? 苔纲。为有背腹之分的茎叶体,在茎上由三列叶片,两列侧叶较大,一列腹叶较小。在显微镜下观察叶片,有一层细胞构成,无中肋。孢蒴成熟时4瓣纵列。 ③ 泥炭藓属(Sphagnum) 藓纲。植物体灰白色,叶片由单层细胞组成,无中肋。孢蒴球形,无蒴帽。 ? 思考问题 1.?? 以葫芦藓为例说明苔藓植2. 物的生活史 3.?? 根据地钱孢子体的产生和发育过程,4. 分析其营养方式以及它和配子体的关系,5.? 与葫芦藓比较,6. 两者有何异同7.? ? 8.?? 苔纲、角苔纲和藓纲的主要区别是什么? 9.?? 总结苔藓植10. 物有哪些适应陆生生活的特征。为什么说苔藓植11. 物是植12.? 物界进化中的一个侧枝? 参考文献: 王英典,刘宁主编.植物生物学实验指导,北京:高等教育出版社2001 周仪,植物形态解剖实验,北京:北京师范大学出版社,2000 周云龙主编,植物生物学,北京:高等教育出版社,2001 高信曾主编,植物血实验指导(形态、解剖部分),北京:高等教育出版社,1986 陆时万等,植物学(上册),北京:人民教育出版社,1982 Kingsley R. Stern et al. Introductory:Plant Biology(9th ed.) ?Wm. C. Brown Publishers,2002 Gordon Uno et al. Principles of Botany? McGraw-Hill Companies, 2001 ? 综合实验(三)维管植物的细胞、组织和营养器官(1) ——细胞、组织、根的根尖和初生结构 实验目的 通过实验室解剖观察不同植物材料,认识维管植物的细胞、各类组织以及根尖和根的初生结构的基本特点,掌握根的结构及其发育特点。并能从植物器官中辨认各种植物组织。归纳植物细胞与动物细胞的不同、植物组织以及根尖各部分的基本形态结构特点。 ??????? 通过观察切片了解和掌握根的次生结构的特点和此生结构各部分的名称和来源。 ??????? 实验材料 洋葱根尖、毛茛根的永久装片、水稻根的永久装片、玉米根的永久装片。学生可以自行制作装片进行观察。 实验步骤 1观察洋葱根尖细胞类型和分布。了解各个分区的特征。 2 观察毛茛根的装片,注意初生结构和此生机构的特点。 观察水稻和玉米根的永久装片,比较它们与洋葱和毛茛根的初生和此生就够的区别和联系。 3 画图表示 思考问题 1什么叫做内始式,它与外事使得却别和联系是什么。如何在显微镜下直接辨认。 2 根初生结构和此生结构的联系是什么? 3如何进行徒手切片? 参考文献: 王英典,刘宁主编.植物生物学实验指导,北京:高等教育出版社2001 周仪,植物形态解剖实验,北京:北京师范大学出版社,2000 周云龙主编,植物生物学,北京:高等教育出版社,2001 高信曾主编,植物血实验指导(形态、解剖部分),北京:高等教育出版社,1986 陆时万等,植物学(上册),北京:人民教育出版社,1982 Kingsley R. Stern et al. Introductory:Plant Biology(9th ed.) ?Wm. C. Brown Publishers,2002 Gordon Uno et al. Principles of Botany? McGraw-Hill Companies, 2001 ? 综合实验(三)维管植物的细胞、组织和营养器官(2) ——植物的液体培养及植物磷素的测定 实验目的: 掌握植物溶液培养的基本方法以及植株磷素吸收的测定 ? 实验原理: 矿质元素是维持植物生长发育的重要营养物质,用含有矿质元素的溶液培养植物,可避免土壤中的复杂因素,直接观察矿质元素对植物生长发育的必要性。 在酸性条件下,无机磷可与钼酸铵作用生成磷钼酸铵,并被氯化亚锡还原成蓝色的磷钼蓝(最大吸收波长为660nm),由蓝色的深浅即可测定磷的含量。 ? 实验内容: 器材与试剂: 实验仪器:752型分光光度计,离心机,天平,酸度计等 实验材料:玉米或小麦的种子或培养幼苗 实验试剂:MS液体完全培养基,50μg/mL标准磷溶液,钼酸铵,浓硫酸,氯化亚锡 ? 实验步骤: 1. 植物的液体培养 ①选取成熟饱满的玉米或小麦种子,在去离子水中吸涨; ②将种子播入盛有锯屑的搪瓷盘中,适宜温、湿条件下培养,直至幼苗长至5-7cm; 2. 结果测定 ①选取生长良好、大小一致的幼苗,将根浸入装有清水的培养皿中,用毛笔除去根上的锯屑,小心地把根插入培养瓶的盖孔中,用棉花将幼茎裹住固定,注意将根浸入培养液中。每瓶中可移栽3株,留下一孔为通气用,不通气时用棉花塞住; ②记录培养初期幼苗的生长发育状况(株高、根长、茎的粗细和颜色,叶片的数目、大小和颜色等)。 ③选取10株生长良好、大小一致的幼苗,分为两组,一组直接测量苗高,分别称量苗重和根重,并测量苗的磷素含量,取平均值,作为对照组,第二组培养3天后分别测定上述指标,作为实验组。结果填入下表。 ? 对照组 实验组   1 2 3 4 5 1 2 3 4 5  苗高(cm) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?  苗重(g) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?  根重(g) ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?  含磷量 (μg/mL) ? ?  ? 3. 磷素的测定方法 ①绘制标准曲线? 取标准磷溶液配成浓度为0、5、10、20、25、30、35、40、45、50μg/mL,分别取1mL于试管中,加入钼酸铵硫酸试剂(称取25g钼酸铵于大烧杯中,加入200mL去离子水溶解,将280mL浓硫酸慢慢倒入400mL去离子水中,冷却。然后把配好的钼酸铵溶液加入此硫酸溶液中并用去离子水稀释至1L)3mL,摇匀,再加SnCl2 0.1mL,混匀,静置10-15min。 选择660nm波长,用光径1cm比色杯,以浓度0为参比溶液,测得各标准溶液的光密度。以磷的浓度为横坐标,光密度为纵坐标,绘制标准曲线。 ②组织中磷含量的测定? 取幼苗洗净,吸干表面水分,各称取2g置于研钵中,加入少许石英砂及5mL蒸馏水研磨。将匀浆移至25mL容量瓶中,将研钵中残渣一并洗入,然后加水至刻度。取该混合液于3000g离心15min,上清液备用,若着色严重,可用活性炭脱色。 吸取上述提取液1mL两份于洁净的试管中,在上述条件下测其光密度,并从标准曲线上查出试液的磷浓度。根据下式计算出幼苗中磷含量。 P(μg/g幼苗鲜重)=C*(V/W) 式中:C为提取液的磷含量(μg/mL); V为提取液的体积(mL); W为样品鲜重(g)。 参考文献: 王英典,刘宁主编.植物生物学实验指导,北京:高等教育出版社2001 周仪,植物形态解剖实验,北京:北京师范大学出版社,2000 周云龙主编,植物生物学,北京:高等教育出版社,2001 高信曾主编,植物血实验指导(形态、解剖部分),北京:高等教育出版社,1986 陆时万等,植物学(上册),北京:人民教育出版社,1982 中国科学院上海植物生理研究所等,现代植物生理学实验指南,上海:科学出版社,1999 张志良等,植物生理学实验指导(第三版),北京:高等教育出版社,2003 Kingsley R. Stern et al. Introductory:Plant Biology(9th ed.) ?Wm. C. Brown Publishers,2002 Gordon Uno et al. Principles of Botany? McGraw-Hill Companies, 2001 ? ? 综合实验(三)维管植物的细胞、组织和营养器官(3) ——茎 实验目的 通过实验室对单、双子叶纲的植物的茎的初生结构的观察,掌握茎的发育特点和初生结构的特点。比较根与茎初生结构的异同,总结在显微镜下区别根与茎的方法。 通过实验室不同植物茎的次生结构以及变态茎的观察,掌握茎的次生生长和次生结构的特点。比较茎的初生结构与次生结构的不同,总结区分木材三切面以及从外形上区别鉴定根与茎的方法。 ? 实验材料 实验室提供椴木的一年生和三年生茎的横切永久装片,松茎的一年生和三年生茎的横切永久装片,马兜铃的茎横切面,玉米的茎横切装片,小麦茎的横切装片。学生可自行切片观察。 ? 实验步骤 1 观察椴木和松树一年生茎的横切装片,比较被子植物双子叶植物和裸子植物茎初生结构的区别。 2观察椴木和松树三年生茎的横切面,比较和区别双子叶植物和裸子植物茎次生机构的区别和联系。 3 观察玉米和小麦的茎横切面,与双子叶植物茎进行比较,比较维管束的区别。 4观察三年生松树和椴木的茎横切面,了解和掌握分辨茎三切面的方法和原理。 ? 思考问题 1分辨三切面的原理是什么? 2 单双子叶茎的区别和联系如何? 3 次生机构是如何发育的?于初生结构的区别和联系? 参考文献: 王英典,刘宁主编.植物生物学实验指导,北京:高等教育出版社2001 周仪,植物形态解剖实验,北京:北京师范大学出版社,2000 周云龙主编,植物生物学,北京:高等教育出版社,2001 高信曾主编,植物血实验指导(形态、解剖部分),北京:高等教育出版社,1986 陆时万等,植物学(上册),北京:人民教育出版社,1982 Kingsley R. Stern et al. Introductory:Plant Biology(9th ed.) ?Wm. C. Brown Publishers,2002 Gordon Uno et al. Principles of Botany? McGraw-Hill Companies, 2001 ? 综合实验三:维管植物的细胞、组织和营养器官(4) ——叶的形态与结构 ??????????????????????????????????????????????????? 实验目的 通过对裸子植物门、被子植物单、双子叶纲不同植物的叶以及旱生叶、水生叶的形态与结构的解剖和观察,掌握不同门类、不同生态类型的叶的形态结构特点,理解其与功能间的关系以及环境条件对植物器官结构的影响。练习徒手切片技术。 ? 实验材料 实验室提供各种生境下的植物的叶子的横切面永久装片以及禾本科等常见植物的叶子。学生可以自行取材切片或者解剖。 ? 实验步骤 1.观察和记录植物叶片的结构、特点和功能 2 .观察和比较不同生境下的植物的叶片的结构差别,分析这种差别的生物学意义。 3.练习徒手切片技术。自行切片。观察禾本科植物的运动细胞,刮片观察也表皮气孔细胞。 ? 思考问题 1.不同生境下植物的叶片表现出来的不同的结构和特征分别与其生境适应的机理是什么? 2 .解释叶片结构和功能的联系。 参考文献: 王英典,刘宁主编.植物生物学实验指导,北京:高等教育出版社2001 周仪,植物形态解剖实验,北京:北京师范大学出版社,2000 周云龙主编,植物生物学,北京:高等教育出版社,2001 高信曾主编,植物血实验指导(形态、解剖部分),北京:高等教育出版社,1986 陆时万等,植物学(上册),北京:人民教育出版社,1982 Kingsley R. Stern et al. Introductory:Plant Biology(9th ed.) ?Wm. C. Brown Publishers,2002 Gordon Uno et al. Principles of Botany? McGraw-Hill Companies, 2001 ? 综合实验三:维管植物的细胞、组织和营养器官(5) ——植物组织水势的测定(小液流法) 实验目的: 掌握植物组织水势的测定方法,并了解渗透系统中水势大小是水分移动方向的决定因素。 ? 实验原理: 水势表示水的化学势,植物组织的水分状况可用水势来表示。植物体细胞之间、组织之间以及植物体与环境之间的水分移动方向都由水势差决定。将植物组织放在已知水势的一系列溶液中,如果植物组织的水势(Ψcell)小于某一溶液的水势(Ψout),则组织吸水,反之组织失水。若两者相等,水分交换保持动态平衡。组织的吸水或失水会使溶液的浓度、密度、电导率以及组织本身的体积与质量发生变化。根据这些参数的变化情况可确定与植物组织等水势的溶液。 ? 实验内容: 器材与试剂: 1. 实验仪器? 试管,移液管,直角弯头的毛细滴管,直径0.5cm打孔器,镊子 2. 实验试剂? 1.00mol/L蔗糖溶液,甲烯蓝 3. 实验材料? 玉米或菠菜叶片 ? 实验步骤: 1. 外界溶液的配制与渗透作用 ① 配制0.1~0.8mol/L8个梯度的蔗糖溶液各10ml,注入8只试管中,并分别加上塞子后编号,作为对照组。 ② 将8只青霉素小瓶编号,分别从对照组中相同编号的试管中取蔗糖溶液4ml注入各瓶,加上塞子作为实验组。 ③ 用剪刀或打孔器将玉米等植物的叶片剪成大小相同的(约0.5cm2)的小块,每瓶中投入40块(约占1/4溶液体积),塞好塞子,放置30min,其间摇动数次。 ④ 用针尖挑取少许甲烯蓝粉末加入上述各青霉素瓶中,摇匀,此时溶液为浅蓝色。 2. 等渗溶液的确定 ① 用8支毛细吸管从各实验组小瓶中依次吸取着色的液体少许,伸入对照组同样浓度溶液的中部,缓缓从毛细吸管尖端横向放出一滴蓝色溶液,轻轻取出滴管。观察蓝色液滴的移动方向。 ② 若有色液滴向上移动,表明组织失水,使蔗糖溶液浓度降低、比重减小;若有色液滴向下移动,表明组织吸水,使蔗糖溶液浓度升高、比重增大;如果有色液滴静止不动,则表明蔗糖溶液与植物组织水势相等,记录该蔗糖溶液的浓度。 3. 根据公式计算叶片细胞的水势 Ψcell=Ψout=-icRT 式中:Ψcell为植物细胞水势; Ψout为外界溶液渗透势; i为解离系数,蔗糖为1; c为小液滴在其中基本不动的溶液的浓度,单位为mol/L; R为摩尔气体常数,R=0.083*105 L*Pa/mol*K; T为热力学温度单位K,即273+t,t为实验温度,单位是℃。 参考文献: 王英典,刘宁主编.植物生物学实验指导,北京:高等教育出版社2001 周仪,植物形态解剖实验,北京:北京师范大学出版社,2000 周云龙主编,植物生物学,北京:高等教育出版社,2001 高信曾主编,植物血实验指导(形态、解剖部分),北京:高等教育出版社,1986 陆时万等,植物学(上册),北京:人民教育出版社,1982 中国科学院上海植物生理研究所等,现代植物生理学实验指南,上海:科学出版社,1999 张志良等,植物生理学实验指导(第三版),北京:高等教育出版社,2003 Kingsley R. Stern et al. Introductory:Plant Biology(9th ed.) ?Wm. C. Brown Publishers,2002 Gordon Uno et al. Principles of Botany? McGraw-Hill Companies, 2001 ? 综合实验三:维管植物的细胞、组织和营养器官(6) ——植物组织水势的测定(压力室法) 实验目的: 掌握植物组织水势的测定方法,并了解渗透系统中水势大小是水分移动方向的决定因素。 ? 实验原理: 植物叶片由于蒸腾作用不断地向四周环境散失水分,而使叶片本身水势降低,并由此造成土壤--植物--大气和植物体中根--茎--叶的水势下降梯度。由于叶子低下的水势所引起的拉力,使植物木质部水链系统的水分常处于一定的张力之下。当切下的叶片放在加压室中,加压使木质部汁液正好推回切口处,此时的加压值等于切取叶片之前的木质部张力的数值,即加压值(平衡压)大致等于叶片水势值。 ? 实验内容: 器材与试剂: 1. 实验仪器? 压力室 2. 实验材料? 玉米或菠菜叶片 ? 实验步骤: 1. 取样:从植株上切取一段带叶小枝,迅速用湿纱布包裹或装入塑料袋中以防止水分逸失,然后进行装测。测定玉米之类长大叶片的水势,应选取叶子贴近主脉两侧的下端部分。 2. 装样:将样品迅速插入橡皮室孔隙中,使切口露出密封垫圈几毫米,固定后放入钢筒中,旋紧螺旋环套。为避免样品失水,可预先用湿滤纸条贴于钢筒内壁。 3. 加压测定:将压力控制阀转向“加压”位,打开主控阀,以每秒0.5 巴左右的数度加压,接近叶水势时,加压要慢些,以免加压过量。当切口出现水膜时,马上关闭主控阀,读出加压值(叶水势值)。可按下式换算成需要的单位: ????? 1巴(bar)=0.987大气压=0.1兆帕(MPa) 4. 排气:将压力控制阀转向“排气”位,放气,压力表指针退回至零,扭动螺旋环套,取出叶片,进行第二个样品测定。一般重复4次,取平均值。 参考文献: 王英典,刘宁主编.植物生物学实验指导,北京:高等教育出版社2001 周仪,植物形态解剖实验,北京:北京师范大学出版社,2000 周云龙主编,植物生物学,北京:高等教育出版社,2001 高信曾主编,植物血实验指导(形态、解剖部分),北京:高等教育出版社,1986 陆时万等,植物学(上册),北京:人民教育出版社,1982 中国科学院上海植物生理研究所等,现代植物生理学实验指南,上海:科学出版社,1999 张志良等,植物生理学实验指导(第三版),北京:高等教育出版社,2003 Kingsley R. Stern et al. Introductory:Plant Biology(9th ed.) ?Wm. C. Brown Publishers,2002 Gordon Uno et al. Principles of Botany? McGraw-Hill Companies, 2001 ? 综合实验三:维管植物的细胞、组织和营养器官(7) ——叶绿体光还原反应(希尔反应) 实验目的: 了解光合作用在叶绿体中进行的光还原作用。 实验原理: 叶绿体是植物进行光合作用的器官。在低温下以等渗溶液制备完整的叶绿体,将其悬浮于适当的反应介质中,并有氧化剂如2,6-二氯靛酚(简称DCIP)存在时,在光照下会放出O2,同时将染料还原,这就是叶绿体中进行的光还原反应。染料被还原后,颜色从蓝色变为无色,因此可根据溶液OD值的变化进行测定,该变化在4-5min内呈线性关系。 实验内容: 器材与试剂: 实验仪器? 离心机,天平,752型分光光度计 实验试剂? 提取介质 50mmol/L(pH7.5)Tris-HCl缓冲液(内含0.4mol/L蔗糖、10mmol/L NaCl),1mmol/L 2,6-DCIP溶液 实验材料? 新鲜菠菜叶片 ? 实验步骤: ①离体叶绿体的提取? 取新鲜菠菜叶片,减去粗大的叶脉并剪成碎块,称取10g放入研钵中,加10mL预冷的提取介质和少量石英砂,冰浴中迅速研磨成匀浆,再加10mL提取介质,用4层纱布过滤于离心管中,4℃下700*g离心3min,弃沉淀,将上清液于4℃下1500*g离心8min,弃上清液,所得沉淀即为完整叶绿体。用提取介质使叶绿体悬浮,适当稀释后使溶液在660nm处的OD值达1.0左右,置冰浴中备用。 ②叶绿体光还原反应的测定? 取干净试管3支,分别编号1、2、3,然后按下表加入试剂: 管号 提取介质/mL 叶绿体悬液/mL 煮沸时间/min 杂料/mL  1 4.5 0.5 - 5  2 4.5 0.5 15 5  3 9.5 0.5 - -  ? ③当加入2,6-DCIP后立即摇匀倒入相应的比色杯中,迅速测定620nm处的OD值,此即代表作用时间为0时的OD值。然后将比色杯置于离100W灯光60cm处光照,每隔1min快速读下OD值的变化,连续进行5-6次读数,严格控制照光时间。 ④将结果以每分钟OD620的变化量为纵坐标,以时间(min)为横坐标作图。 参考文献: 王英典,刘宁主编.植物生物学实验指导,北京:高等教育出版社2001 周仪,植物形态解剖实验,北京:北京师范大学出版社,2000 周云龙主编,植物生物学,北京:高等教育出版社,2001 高信曾主编,植物血实验指导(形态、解剖部分),北京:高等教育出版社,1986 陆时万等,植物学(上册),北京:人民教育出版社,1982 中国科学院上海植物生理研究所等,现代植物生理学实验指南,上海:科学出版社,1999 张志良等,植物生理学实验指导(第三版),北京:高等教育出版社,2003 Kingsley R. Stern et al. Introductory:Plant Biology(9th ed.) ?Wm. C. Brown Publishers,2002 Gordon Uno et al. Principles of Botany? McGraw-Hill Companies, 2001 ? ? ??? 综合实验(四) 蕨类植物及其多样性 ? 蕨类植物是一类进化水平最高的孢子植物也是孢子体时代占优势的植物类群。蕨类植物的号子体内有了微观组织的分化,绝大多数具有根、茎、叶的分化;其配子体多为背腹性的绿色叶状体,能独立生活,有性生殖器官是精子器和颈卵器。 ? 实验目的: 通过去蕨类植物园实地观察与记录,对蕨类植物代表物种的实验室内解剖和显微观察,掌握其主要特征和生活史特点;了解现存蕨类植物的五个亚门主要类群的特点和中柱类型;掌握观察和鉴定蕨类植物的基本方法。 ? 器材和试剂: 1.植物材料 蕨(孢子体和配子体)、中华卷柏、问荆营养枝以及生殖枝、蕨类植物孢子叶切片、蕨类的原叶体切片、中华卷柏孢子叶球纵切片、各种中柱类型的切片、以及一些常见蕨类植物的标本。 2. 实验器材? 显微镜、实体镜、放大镜、玻璃片、盖玻片、解剖针、刀片和培养皿等。 ? 操作步骤: 1 蕨(Pteridium aquilinum var. latiusculum) 属真蕨亚门、薄囊蕨纲、蕨科。 (1) 孢子体外型 取蕨的蜡叶标(2) 本观察(由于植(3)? 物体较大,(4)?? 标(5)??? 本上往往只有部分叶以及部分根状茎),(6) 区别茎和叶柄:蕨类只有根状茎,(7)??? 上有不(8) 定根,(9) 横走地下,(10)? 没有地上茎。叶为三到四回羽状复(11) 叶。幼叶拳卷。孢子囊生于叶的下表面边缘,(12) 形成孢子囊群,(13) 小余篇边缘翻卷形成假囊群盖。 (14)? 孢子囊和孢子的散发机制 取决的一个小羽篇,(15)?? 置于载玻片上,(16)?? 用解剖针向外拨开假囊群盖,(17) 取少量孢子囊,(18) 加一滴水,(19) 制成临时装片,(20) 显微镜下观察孢子囊的形态结构。比较环带细胞和唇(21) 细胞和其他细胞的区别。 把有孢子囊的临时装片移到酒精灯火焰尚微加热,看孢子囊是如何裂开的,孢子如何释放。 取蕨类孢子叶的永久装片观察,辨认孢子囊囊托囊群盖和假囊群盖,注意比较他们的厚度和位置。 绘图:蕨孢子叶横切,示各部分结构。 (22)? 原叶体(配子体)和生殖器官? 取培养的蕨原叶体置于载玻片上,(23) 观察外形 ,(24)?? 然后滴一滴水,(25) 把覆面朝上做成临时装片,(26)? 在显微镜下观察其营养细胞以及生殖器官。蕨是雌雄同(27) 体。颈卵器和精子器皆生于原叶体的腹面。颈卵器一般产于原叶体凹入口的后方及其附近,(28)? 精子器多生于中后部以及边缘;颈卵器腹部埋于原叶体中,(29)? 颈部露出,(30)? 略向后弯,(31)? 从侧面可以观察到5-7个细胞的颈部。精子器球形,(32)? 突出表面;颈卵器数目较少,(33)??????? 精子器数目较多。往往在一种原叶体上只看得见一种生殖器官。原因是精子器和颈卵器的发育时间不同(34) 。精子器先发育,(35) 颈卵器后发育。 (36)? 精子的释放 在原叶体临时装片上可以看见精子的释放过程。原叶体遇到水之后,(37)? 一个个精子从精子器顶端开口涌出,(38) 由于外面包有一层圆形的膜状物质,(39)? 精子不(40)?? 能马上游动,(41)? 等到膜状物质溶解以后螺旋形的精子就开始活跃起来。加一点点也染色观察鞭毛。取原叶体的永久装片,(42)?? 观察精子器和颈卵器的结构。跟葫芦藓的相比有何特色。 (5)幼孢子体 注意观察幼孢子体和原叶体之间的关系;比较有孢子体和称呼孢子体间的差别。 ? 2 中华卷柏(Selaginella sinensis) 石松亚门卷柏科 (1) 孢子体外型 取中华卷柏标(2) 本,(3)?? 用放大镜和实体镜观察。注意区别茎和根托:根托光滑无叶,(4) 有很多不(5)? 定根,(6) 颈上有叶。为什么卷柏叫做小型叶?孢子叶球生于枝顶,(7) 四棱锥形,(8)?? 孢子叶球最下面的一片孢子叶内涵有四个大孢子,(9) 用解剖针拨下,(10) 观察着生位置和特征。并且取下其他包子进行比较观察,(11)? 看看区别何在。卷白是异型孢子,(12)? 考虑进化上的意义。 (13) 孢子叶球 取中华卷柏孢子叶球纵切(14)?? 永久装片,(15)? 注意其排列位置和大小孢子囊的位置。孢子叶近轴的几部有一片突起叫做叶舌(16) 。 ? 3问荆? (Equisetum arvense) 楔叶蕨亚门,木贼科 (1) 孢子体 取浸制的孢子体蜡叶标(2)?? 本观察:注意地下茎和地上气生茎的区别。英养殖和生殖枝在结构形态和生理上的不同(3)?? 。 (4) 孢子叶球 观察外表面,(5)?? 辨认包囊柄的盘状体,(6) 取下一个完整的包囊柄,(7)?? 在放大镜下观察,(8)? 可以看出包囊柄是有六角形的盘状体和下部中央的一个细长的并不(9)? 组成。盘状体的下部侧缘内生有5-10枚长通行的孢子囊。 (10)? 孢子和弹丝 用针将孢子囊捅破,(11) 取走残渣,(12)? 迅速盖上盖玻片,(13)? 观察。从一侧加一滴水,(14) 观察每个孢子上共有几条弹丝和他们的联结点。弹丝的意义是什么? ?绘图,问荆一个孢囊柄,和着生孢子囊侧面观,两个孢子和弹丝。 ? 4?? 蕨类植物的中柱类型 取各中柱类型的横切永久制片,观察不同的中柱类型。 原生中柱(里白)、多体中柱(卷柏)、星状中柱(松叶蕨)、编织中柱(石松)、具节中柱(问荆)、双韧管状中柱(碗蕨)、网状中柱(铁线蕨)、多环网状中柱(蕨)。 ? 5?? 标本观察 石松、水韭、松叶蕨、紫萁、铁线蕨、海金沙、贯众、瓦韦和槐叶苹等。 ? 思考问题: 1 详细叙述蕨的生活史,和葫芦藓的生活是比较有何不同。 2 比较石松亚门、楔叶蕨亚门和真蕨亚门的的异同。 3蕨类植物适应陆生生活方面的有哪些特点优于苔藓植物? 参考文献: 王英典,刘宁主编.植物生物学实验指导,北京:高等教育出版社2001 周仪,植物形态解剖实验,北京:北京师范大学出版社,2000 周云龙主编,植物生物学,北京:高等教育出版社,2001 高信曾主编,植物血实验指导(形态、解剖部分),北京:高等教育出版社,1986 陆时万等,植物学(上册),北京:人民教育出版社,1982 Kingsley R. Stern et al. Introductory:Plant Biology(9th ed.) ?Wm. C. Brown Publishers,2002 Gordon Uno et al. Principles of Botany? McGraw-Hill Companies, 2001 ? 综合实验(五)裸子植物及其多样性 ? 裸子植物是具有维管组织和颈卵器,能形成球花,产生花粉管,形成种子,且种子外面没有果皮包被的高等植物。裸子植物种子的形成,有助于植物的散布、胚的保护和幼孢子体的成长;其花粉管的产生使受精作用摆脱了水的限制。它的孢子体发达,并占绝对优势,而配子体则退化,寄生于孢子体上,因此,更有利于陆生生活。 ? 试验目的 通过裸子植物代表物种的观察,掌握裸子植物的主要特征和常见裸子植物的分类依据。学会识别常见裸子植物的科、属、种的能力。 ? 器材和试剂 1.植物材料?? 具球花的油松的枝条、油松的雌球花和雄球花、油松的成熟球果和种子、银杏的雄球花和种子以及侧柏或圆柏的雌、雄球花,草麻黄的雌、雄球花序及种子,常见裸子植物的浸制、干制及蜡叶标本。 2.实验器材??? 显微镜、实体镜、手持放大镜、镊子、解剖刀、解剖针、双面刀片、玻璃皿、载波片和盖玻片。 3.实验试剂??? 醋酸洋红染液 ? 操作步骤 1.?? 油松(Pinus tabulaeformis) ①? 油松枝条的形态??? 注意区分油松的长枝和短枝,在当年新长出的长枝上可看到几种类型的叶子?为几针一束? ②? 雄球花和雌球花??? 观察雌、雄球花的着生位置、数目以及颜色。 ③? 花粉囊及花粉粒??? 去一个雄球花用放大镜观察其外形以及小孢子叶数目。用镊子取一片小孢子叶在实体镜下观察其形状,并在其背面观察两个小孢子囊(花粉囊)的形状、大小和颜色。 将小孢子叶放在载玻片上,用针捅破小孢子囊,使花粉粒散出,然后将小孢子叶取走,加一滴醋酸洋红,盖上盖玻片。注意不要染液太多,否则花粉粒的气囊朝上,无法观察。然后在高倍镜下观察成熟花粉粒的形态结构,分辨出花粉粒的壁、气囊和退化的第一、第二原叶细胞,生殖细胞和管细胞。 观察时注意:第一、第二原叶细胞只剩下两道痕迹,所以要反复调节细准焦螺旋才能看清。醋酸洋红染色时间越长,生殖细胞和管细胞的核就越清楚,最好在5min以上。管细胞的核很大,不要将其误认为是细胞。除了第一、第二原叶细胞及生殖细胞以外,其余的全部空间均为管细胞所占据。有时只能看到2个或3个细胞,这也可能是其发育尚未成熟。根据在显微镜下看到的花粉粒结构特点,分析该花粉粒发育的时期。 ④? 苞鳞、珠鳞和胚珠??? 去一个雌球花,用放大镜观察其外形,将雌球花纵切去一部分在实体镜下观察,区分珠鳞和苞鳞,注意珠鳞和苞鳞是否分离?胚珠着生在珠鳞的哪一面?单取一片珠鳞观察,注意珠孔朝哪个方向?有几个胚珠? 绘图: 油松一片珠鳞的侧面观(示苞鳞和珠鳞分离) ⑤? 胚珠和雌配子体的结构??? 去胚珠纵切的永久制片,在显微镜下观察珠鳞、珠被、珠孔和珠心、雌配子体以及雌配子体上的颈卵器。油松的雌配子体上可看到几个颈卵器?每个颈卵器通常只能看见1个卵细胞,4个颈细胞以及退化的腹沟细胞常不易看到。另外,颈卵器外的一层较大而排列整齐的细胞是由雌配子体所形成的,并非颈卵器的壁。 绘图:油松胚珠纵切图(示珠被、珠心、颈卵器和胚珠) ⑥? 观察成熟的球果和种子??? 取球果标本观察,注意此时的种鳞和苞鳞与花期时有何不同?注意观察种鳞和苞鳞分离的特征,每个种鳞内侧有几粒种子?种子的翅是由哪一部分发育而来的?解剖种子,区分钟皮、胚和胚乳。 ⑦? 不同发育时期的雄球花纵切的永久装片(示范)??? 根据不同的发育时期可观察到花粉囊中的造孢组织、减数分裂、单核花粉粒等各个时期。 ⑧? 不同发育时期的雌球花纵切的永久制片(示范)?? 由于发育阶段的不同,可分别观察到以下各个结构:珠心中的1个大孢子母细胞;4个大孢子;大孢子有3个退化,远离珠孔的一个发育;游离核时期的胚囊;具颈卵器的雌配子体及花粉管;原胚;初级胚柄、次级胚柄和胚。 ? 2.?? 裸子植物其它重要种类 ①? 银杏(Ginkgo biloba)雄球花及种子的解剖观察??? 银杏的雄球花成柔荑花序状,小孢子叶(雄蕊)多数。取一个小孢子叶,观察其上着生几个小孢子囊?将成熟银杏的种子纵剖,识别肉质的外种皮、骨质的中种皮、纸质的内种皮以及胚和胚乳。值得注意的是,内种皮又分为上下两半,上半又分为两层,红色的内层是由珠心的表皮和珠被分离的部分形成的。 ②?? 侧柏(Platycladus orientalis)[或圆柏(Sabina chinenisis)]雌、雄球花的解剖观察??? 先取侧柏或圆柏的一个雄球花,在实体镜下解剖观察,看小孢子叶是如何排列的?每个小孢子叶的背面有几个小孢子囊?然后取一雌球花观察,注意珠鳞和苞鳞合生,交互对生,以及每个珠鳞着生的胚珠与油松有什么不同。 ③?? 草麻黄(Ephedra sinica)的花序、花和种子的观察??? 草麻黄的雄球花序有4对交互对生的苞片,除花序记不得1~2对苞片外,其余苞片的腋部皆有1朵雄花,每朵雄花皆具盖被,雄蕊7~8,花丝合生;雌球花序也有4对交互对生的苞片,顶部生1~2朵雌花,每朵雌花据顶端开口的囊状革质的盖被,包于胚珠外。珠被膜质,上部延伸成珠孔管,自盖被的开口处伸出;种子成熟时,盖被发育成褐色的革质假种皮,苞片肉质红色包于其外。 ? 3. 常见裸子植物的标本观察 ①? 浸制标本??? 苏铁的小孢子叶球、银杏的种子。 ②? 干制标本??? 苏铁的种子;油松、华山松、红松、杉木、水杉、侧柏和圆柏的成熟球果。 ③? 蜡叶标本??? 银杏、油松、马尾松、白皮松、华山松、红松、杉木、水杉、侧柏、圆柏、罗汉松、三尖杉、草麻黄河买麻藤。 ? 思考问题 1.?? 苏铁和蕨类有哪些近似的特征?说明了什么问题? 2.?? 银杏在外形上很像杏,3. 它们之间有什么本质的区别? 4.?? 麻黄雌、雄球花在构造上表现出哪些进步的特征,5.?? 和被子植6. 物的花有什么相似性,7.?? 又有何区别? 4.裸子植物的主要特征是什么?有哪些特征比蕨类植物更适应陆生环境? 参考文献: 王英典,刘宁主编.植物生物学实验指导,北京:高等教育出版社2001 周仪,植物形态解剖实验,北京:北京师范大学出版社,2000 周云龙主编,植物生物学,北京:高等教育出版社,2001 高信曾主编,植物血实验指导(形态、解剖部分),北京:高等教育出版社,1986 陆时万等,植物学(上册),北京:人民教育出版社,1982 Kingsley R. Stern et al. Introductory:Plant Biology(9th ed.) ?Wm. C. Brown Publishers,2002 Gordon Uno et al. Principles of Botany? McGraw-Hill Companies, 2001 ? ? 植物学综合试验(六)种子植物的繁殖器官 ? A??? 花 ? 实验目的 通过野外的实地观察和实验室的解剖以及观察切片,认识和掌握被子植物繁殖器官花(裸子植物为球花)形态和内部构造,了解和掌握各种花序的类型和特点。掌握解剖花的基本方法,学会用花公式来表示花的类型。 ? 实验材料 紫罗兰,扁穗雀麦,海棠花,樱花,腊梅、紫藤花、吊钟扶桑、豌豆、牵牛等。 另外实验室提供不同种类花内部结构的切片。 学生自行采集植物的花用于解剖。 ? 实验步骤 1.观察花的着生位置和花序 2.从外到内把花被的各部分依次除去,并记录花基数等。 3.除掉雄蕊,记录雄蕊数目和类型以及花药的着生方式。 观察有无蜜腺,又无其他附属结构 4.取下雌蕊,观察子房位置,心皮数目和着生方式。 5.切开子房,观察胚珠数目和着生方式。胎座类型等 6.观察子房、胚乳、胚的区别和联系。 ? 思考问题 1花部的名称的命名 2风媒花和虫媒花结构和功能区别 3 什么是花序?花序的类型和主要代表。 4 但子叶和双子叶胚的发育有何不同? ? ? B? 果实和种子 ? 实验目的 通过实验室对种子植物果实和种子的观察和解剖,了解和掌握果实和种子对于植物繁殖的意义。掌握和了解植物果实和种子的基本结构和果实的类型,了解各种果实的概念和种子对于不同传播方式的适应。 ? 实验材料 番茄、李、梨、桃、苹果、桑椹、花生、菠萝、菜豆、向日葵、草莓、核桃、桔子等。 学生可以自行采集果实和种子观察解剖。 ? 实验步骤 1.观察果实类型,区分果皮和种皮的概念。 2.解剖果实或者种子,观察并且记录不同种类的果实特征,区分真果和假果。 3.通过观察明确聚花果和聚合果的概念和特征。 4.观察种子在果实内的位置和着生方式,推断花的类型和结构,与以有知识相比较。 ? ? 思考问题 1真果和假果 2果实和种子,果皮和种皮 3花序和果实的关系,聚花果和聚合果 4列表表示果实不同类型的的区别和联系。 ? 参考文献: 王英典,刘宁主编.植物生物学实验指导,北京:高等教育出版社2001 周仪,植物形态解剖实验,北京:北京师范大学出版社,2000 周云龙主编,植物生物学,北京:高等教育出版社,2001 高信曾主编,植物血实验指导(形态、解剖部分),北京:高等教育出版社,1986 陆时万等,植物学(上册),北京:人民教育出版社,1982 Kingsley R. Stern et al. Introductory:Plant Biology(9th ed.) ?Wm. C. Brown Publishers,2002 Gordon Uno et al. Principles of Botany? McGraw-Hill Companies, 2001 ? ? 综合实验(七)被子植物及其多样性 ? 被子植物在进化上处于植物界的最顶端,是最高等的植物。被子植物通常情况下根据子叶数目、叶脉的特征以及花基数等特征可以分为双子叶植物纲和单子叶植物纲。有的学者认为单子叶植物比双子叶植物更加进化。因此双子叶植物纲中的第一个亚纲木兰亚纲是最原始低等的被子植物。 ? 实验目的: 通过花卉基地的实地考察和实验室解剖代表种类,认识被子植物代表科属的主要特征。认识其多样性。 ? 综合实验(七)被子植物及其多样性1(双子叶植物纲) 实验目的: 通过对花卉基地的实地考察,以及实验室的解剖,来认识被子植物代表种类的主要特征,掌握基本试验技巧,认识被子植物的多样性。 ? 实验材料: 实验室提供木兰科,石竹科,蔷薇科,唇形花科,葫芦科,锦葵科、蝶形花科、伞形科、十字花科和菊科等实验材料。另外,学生自备一部分材料进行解剖。 ? 实验步骤: 1 取各科实验材料的花,由外向内依次剥离,注意观察和计数花基数,注意雌蕊和雄蕊的排列方式以及数目特征。 2 观察雌蕊和子房的位置,确定子房位置。 3 剥离子房,切开注意观察子房的心皮数目,心皮的着生方式,胚珠数目,胚珠的着生方式等。 4 纪录并写下花公式和花图示。 5 将纪录的花公式以及花的主要特征与相应的科的主要特征相比较。认识其特点。 ? 思考问题: 1举例说明中央侧膜胎座和侧膜胎座的概念。 2锦葵科和十字花科的主要特征是什么? 3蔷薇科的主要特征是什么呢? 4举例说明聚散花序。 5识别菊科职务的主要特征,菊科植物的花冠类型可以分为哪些种类?主要特征是什么? 6简述头状花序。 参考文献: 王英典,刘宁主编.植物生物学实验指导,北京:高等教育出版社2001 周仪,植物形态解剖实验,北京:北京师范大学出版社,2000 周云龙主编,植物生物学,北京:高等教育出版社,2001 高信曾主编,植物血实验指导(形态、解剖部分),北京:高等教育出版社,1986 陆时万等,植物学(上册),北京:人民教育出版社,1982 Kingsley R. Stern et al. Introductory:Plant Biology(9th ed.) ?Wm. C. Brown Publishers,2002 Gordon Uno et al. Principles of Botany? McGraw-Hill Companies, 2001 ? ? 综合实验(七)被子植物及其多样性2(单子叶植物纲) 实验目的: 通过对花卉基地的实地考察,以及实验室的解剖,来认识被子植物代表种类的主要特征,掌握基本试验技巧,认识被子植物的多样性。 ? 实验材料: 实验室提供禾本科、泽泻科、姜科、百合科和兰科植物的实验材料。另外学生可以自备材料。 ? 实验步骤: 1 取各科实验材料的花,由外向内依次剥离,注意观察和计数花基数,注意雌蕊和雄蕊的排列方式以及数目特征。 2观察雌蕊和子房的位置,确定子房位置。 3 剥离子房,切开注意观察子房的心皮数目,心皮的着生方式,胚珠数目,胚珠的着生方式等。 4 纪录并写下花公式和花图示。 5 将纪录的花公式以及花的主要特征与相应的科的主要特征相比较。认识其特点。 6 将这次实验的记录上一次的实验记录相比较,进一步明确单子叶和双子叶植物的区别。分析如何区别单双子叶植物。 ? 思考问题: 1为什么被子植物有着十分丰富的多样性和十分广泛的适应性?为什么被子植物会成为植物界最繁盛的一个门? 2 兰科植物的基本特征是什么?为什么兰科是最进化的一科? 3 禾本科的主业特征是什么?以小麦为例子,说明其基本特征。 ? 参考文献: 王英典,刘宁主编.植物生物学实验指导,北京:高等教育出版社2001 周仪,植物形态解剖实验,北京:北京师范大学出版社,2000 周云龙主编,植物生物学,北京:高等教育出版社,2001 高信曾主编,植物血实验指导(形态、解剖部分),北京:高等教育出版社,1986 陆时万等,植物学(上册),北京:人民教育出版社,1982 Kingsley R. Stern et al. Introductory:Plant Biology(9th ed.) ?Wm. C. Brown Publishers,2002 Gordon Uno et al. Principles of Botany? McGraw-Hill Companies, 2001