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实验十四 蕨类植物的观察 蕨类植物是一群进化水平最高的孢子植物，也是孢子体世代占优势的植物类群。蕨类植物的孢子体内有了维管组织的分化，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，有性生殖器官为精子器和颈卵器。 一、实验目的 通过对蕨类植物代表物种的观察，掌握其主要特征和生活史特点； 了解现存蕨类植物的主要类群和中柱类型； 掌握观察和鉴定蕨类植物的基本方法。 二、重点与难点 重点：蕨类植物主要特征 难点：观察和鉴定蕨类植物的基本方法 三、器材和试剂 1．植物材料 蕨（孢子体和配子体）、中华卷柏、问荆营养枝及生殖枝、蕨孢子叶切片、蕨原叶体切片、蕨原叶体装片、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、载玻片、盖玻片、解剖针、刀片和培养皿等。 3．实验试剂 I2—KI溶液。 四、操作步骤 1． 蕨（Pteridium aquilinum var. latiusculum） 属真蕨亚门、薄囊蕨纲、蕨科。 ①孢子体外形 取蕨的腊叶标本观察（由于植物体较大，标本上常常只能看到部分叶及部分根状茎），区别茎和叶柄：蕨只有根状茎，上有不定根，横走地下，而无地上茎。叶为3～4回羽状复叶。幼叶拳卷。孢子囊生于叶的小羽片背部边缘，形成连续的线形孢子囊群，小羽片的边缘反卷，形成假囊群盖。 ②孢子囊和孢子的散发机制 取蕨的一个小羽片，置于载玻片上，用解剖针向外拨开假囊群盖，拨取少量孢子囊，移去小羽片及碎片，加一滴水，制成临时装片，在显微镜下观察孢子囊的形态结构，比较环带细胞、唇细胞及其他壁细胞有什么区别？一些孢子已经被释放出来，在高倍镜下可观察其结构。 把放有孢子囊的临时装片移至酒精灯上微微加热（注意离火苗要远一些，以免烧沸），看看孢子囊是怎样开裂以及孢子是怎样释放的？此过程的观察一定要及时，而且应多取一些孢子囊，这样就容易发现和观察这一过程。 取蕨的孢子叶永久制片观察，辨认孢子囊、囊托、囊群盖和假囊群盖，注意比较囊群盖和假囊群盖的位置和厚薄，想想它们是如何发生的？同时注意靠近上表皮的叶肉组织与靠近下表皮的有何不同？ 绘图：蕨孢子叶横切，示各部分结构。 ③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，先观察其外形，然后，滴一滴水，把原叶体的腹面朝上制成临时装片，在显微镜下观察其营养细胞及生殖器官。蕨为雌雄同体。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，精子器多生于中后部及边缘；颈卵器腹部埋于原叶体中，颈部露出，略向后弯，从侧面可观察到两列5～7个细胞的颈部；精子器球形，突出表面；颈卵器数目较少，精子器数目较多。往往在一种原叶体上只见一种生殖器官。其原因之一就是精子器和颈卵器发生的时间不同，精子器先发育，颈卵器晚发育。若掌握好培养时间，可以在同一原叶体上看到两种生殖器官。 ④精子的释放 在原叶体临时装片上可观察到精子的释放过程。原叶体遇水后，一个个精子从精子器的顶端开口涌出，由于外面包有一层圆形的膜状物，精子不能马上游动，稍过片刻，膜状物溶解，螺旋形精子便活跃地游动起来。一个精子囊大约可产生30～50个精子。可加一滴I2—IK液染色，然后观察精子的鞭毛。 取原叶体永久装片，在显微镜下对照观察颈卵器和精子器的结构。 取原叶体横切永久制片，观察精子器和颈卵器的内部结构。与葫芦藓相比，蕨的颈卵器和精子器有什么特别之处？ ⑤幼孢子体 注意幼孢子体和原叶体的关系；比较幼孢子体和成熟孢子体在形态上的差异。 2，中华卷柏（Selaginella sinensis） 属石松亚门、卷柏科。 ①孢子体外形 取中华卷柏标本，用放大镜或实体镜观察。注意区分茎和根托：根托光滑无叶，其上生有许多不定根；茎上有4行叶，2行侧叶，2行中叶。想想卷柏的叶为什么叫小型叶？孢子叶球生于枝顶，为四棱锥形。在孢子叶球的最下面一片孢子叶的腋部有一个很大的大孢子囊，其内有4个大孢子。可用针将其拨下用放大镜或显微镜观察，4个大孢子如何排列？另取其他孢子叶腋部的橘黄色小孢子囊，置于载玻片中央的一滴水中，加盖玻片将其压破，观察小孢子的大小和形态，并比较大、小孢子的体积。卷柏属植物都是异型孢子，这在进化中有何意义？ ②孢子叶球 取中华卷柏孢子叶球纵切永久制片，注意孢子叶的排列和大、小孢子囊的位置。此外，在孢子叶的近轴面基部有一个较小的突起物，叫做叶舌。 3．问荆（Equiseturn arvense） 属楔叶亚门、木贼科。 ①孢子体 取浸制的孢子体腊叶标本观察：注意比较地下茎和地上气生茎有什么异同？营养枝和生殖枝在形态、发生时间和功能上有何不