葱和鸢尾根的初生结构

实验二十一 葱和鸢尾根的初生结构　

　　葱（Allium fistulosum）和鸢尾（Iris tectorum）都是单子叶植物，它们根的结构比较典型，是较好的实验材料。由于它们是单子叶植物，因而根中只有初生结构。

　　（一）葱根的结构

　　观察葱根横切面的永久制片（用番红和固绿染色）（图21-1）先用10×物镜观察，然后转换40×物镜仔细观察下列各部分：

　　

　　1．表皮 是成熟区最外面的一层细胞，由原表皮层发育而成。是生活的细胞，细胞壁薄，近似长方柱形，排列整齐，无细胞间隙。在永久制片上可看到有些表皮细胞向外突出形成根毛。根的表皮在光学显微镜下看不到有角质层存在，它是吸收水分和无机盐的吸收组织。

　　2．皮层 表皮以内维管柱以外是皮层，葱根的横切面上，皮层占有较大的比例，它代表了一般根的初生结构的特点。皮层由多层大而薄壁的细胞组成，细胞排列疏松，具较大的细胞间隙。由于根埋于地下，它的皮层细胞中一般不含叶绿体。皮层的最外一层紧靠表皮的细胞常排列整齐，无细胞间隙，称外皮层。在较老的葱根的切片上可见到外皮层的栓质化的壁被染成红色。当表皮脱落时，外皮层细胞壁栓质化，起保护作用。

　　皮层的最内一层细胞较小，排列紧密，在其径向壁和横向壁上有部分带状的加厚，并木质化和栓质化，围绕细胞一周，这就是凯氏带（图21－2）。由于观察的材料是10微米厚的切片，将大多数细胞切成两半，因而不易看到完整的围绕细胞一圈的凯氏带。用高倍物镜仔细观察，在其被切开的径向壁上，可看到局部区域壁较其它部分厚，被染成红色（因其在切片上呈点状，故亦称为凯氏点）。在有的细胞上，由于正好切于细胞的横向壁，因而可看到一条染成红色的带横在细胞壁上。内皮层细胞的原生质体较牢固地附着在凯氏带上，使根吸收的水及其溶质必须通过内皮层细胞的原生质体才能进入输导组织，因而凯氏带起着加强控制根内物质转移的作用。

　　

　　3．维管柱 皮层以内的中央部分为维管柱。它由中柱鞘、初生木质部和初生韧皮部组成，在葱根的中心是没有髓的，但在许多单子叶植物根的中央可以看到薄壁细胞形成的髓。

　　中柱鞘是内皮层里面的一层薄壁细胞，形状较扁，排列较整齐，比内皮层细胞略小。这些细胞具有潜在的分生能力，侧根、形成层的一部分及木栓形成层皆由此发生。

　　葱根的中央是一个大的导管，其它导管排列成六个辐射的棱角，是六原型的初生木质部。由于木质部细胞的壁大多木质化而被染料染成红色，导管分子又大于周围的细胞，因而很容易识别出木质部。初生木质部每一束的外面部分导管较小，是原生木质部，里面的部分导管较大，是后生木质部。原生木质部先成熟，后生木质部后成熟。因此，在根中初生木质部是由外向内渐次成熟的，称为外始式。

　　初生韧皮部束与初生木质部束呈相间排列，因而每一种植物的根里，初生木质部和初生韧皮部的束数是相同的。在葱根的永久制片中，可以看到在相邻的两初生木质部束之间，靠近中柱鞘的一侧，有一些细胞的直径比较大，细胞壁薄，细胞内含有原生质体，但无细胞核。其旁常有直径较小而原生质体更浓的细胞，它们都被染成绿色，这就是韧皮部。直径较大的细胞是筛管分子，旁边的小细胞是伴胞。

　　葱根的结构代表着一般根的初生结构。各种植物根的初生结构的差别主要是木质部束的数目不同，例如萝卜、甜菜是二原型的，蚕豆是四原型的，而棉花则是五原型的。

　　（二）鸢尾根的内皮层结构

　　鸢尾是单子叶植物。因此，和葱根一样它只有初生结构，没有次生加粗生长，而是在老根的内皮层细胞壁上形成了五面加厚。

　　鸢尾根的内皮层结构在早期和葱根相同。但很快就在内皮层细胞壁上堆积栓质的薄层，以后，所有的内皮层细胞壁，除了外面的壁以外，其它各面都加厚，而且强烈地木质化。在横切面上内皮层细胞呈现出特殊的“马蹄”形。在内壁和两侧壁上具有明显可见的有层次的厚壁，只有外壁较薄。

　　取鸢尾根的永久制片，在显微镜下仔细观察上述的内皮层的结构。注意内皮层细胞是否全部呈现“马蹄”形的加厚？有没有一些细胞的壁不加厚？这些壁不加厚的细胞处于什么位置？它有什么特殊意义？我们称它为什么细胞？