一、實驗目的
1. 了解芽的構造。
2. 了解雙子葉植物莖的初生構造，次生構造及單子葉植物莖的構造。
3．認識植物莖的輸導功能。
二、實驗原理
芽是處于幼態而未伸展的枝、花或花序，也就是枝、花或花序尚未發育前的雛體。以后發展成枝的芽稱為枝芽；發展成花或花序的芽稱為花芽。枝芽的結構決定著主干和側枝的關系與數量，也就是決定植株的長勢和外貌。花芽決定著花或花序的結構和數量，并決定開花的遲早和結果的多少。莖的頂端分生組織中的初生分生組織所衍生的細胞，經過分裂、生長、分化而形成的組織，稱為初生組織，由這種組織組成了莖的初生結構。雙子葉植物莖和裸子植物莖的初生結構，包括表皮、皮層和維管柱三個部分，但裸子植物莖沒有雙子葉植物莖的那種一生只停留在初生結構中的草質莖類型。
單子葉植物的莖和雙子葉植物的莖在結構上有許多不同。大多數單子葉植物的莖，只有初生結構，所以結構比較簡單。少數的雖有次生結構，但也和雙子葉植物的莖不同。以禾本科植物的莖作為代表，說明單子葉植物莖初生結構的最顯著特點。絕大多數單子葉植物的維管束由木質部和韌皮部組成，不具形成層(束中形成層)。維管束彼此很清楚地分開，一般有2 種排列方式：
一種是維管束全部沒有規則地分散在整個基本組織內，愈向外愈多，愈向中心愈少，皮層和髓很難分辨，如玉米、高粱、甘蔗等的維管束，它們不像雙子葉植物莖的初生結構內，維管束形成一環，顯著地把皮層和髓部分開。
另一種是維管束排列較規則，一般成兩圈，中央為髓。有些植物的莖，長大時，髓部破裂形成髓腔，如水稻、小麥等。維管束雖然有不同的排列方式，但維管束的結構卻是相似的，都是外韌維管束，同時也是有限維管束。
雙子葉植物和裸子植物莖發育到一定階段，莖中的側生分生組織便開始分裂、生長和分化，使莖加粗，這一過程稱為次生生長，次生生長產生的次生組織組成莖的次生結構。側生分生組織通常包括維管形成層和木栓形成層。形成層細胞的分裂包括切向分裂和徑向分裂。切向分裂向內形成次生木質部，加在原有木質部的外方；向外形成次生韌皮部，加在原有韌皮部的內方。
在形成次生結構同時，形成層細胞為擴大自身圓周還必須進行徑向分裂或橫分裂以適應內方木質部的增粗，同時形成層的位置漸次向外推移。雙子葉植物莖中次生木質部的組成包括軸向系統的導管、管胞、木纖維、木薄壁組織和徑向系統的木射線。次生韌皮部同樣包括軸向系統和徑向系統，軸向系統由管胞、伴胞、韌皮薄壁細胞和韌皮纖維組成，有時也有石細胞；徑向系統則由韌皮射線組成。韌皮射線通過形成層的原始細胞與木射線相連，合稱維管射線。芽是植物地上部分的軸，主要的生理功能是支持和輸導的作用。水分與礦質元素的長途運輸依賴于導管和管胞；同化物的長途運輸主要依賴于篩管和篩胞。
三、實驗用品
（一）材料 大葉黃楊莖尖縱切片、向日葵和玉米莖橫切片、椴樹莖橫切片、蠶豆莖、盆栽木槿
（二）器材顯微鏡、擦鏡紙、刀片
（三）試劑蒸餾水、番紅、紅墨水
四、實驗操作
（一）芽的基本結構
取大葉黃楊或丁香芽縱切片在顯微鏡下觀察
1．莖尖生長錐（原分生組織）：位于芽的頂端部位。
2．葉原基：位于生長錐下方的小突起，將來發育成幼葉。
3．腋芽原基：位于幼葉的腋間。
（二）莖的初生結構
1．雙子葉植物莖的初生結構：取向日葵莖或大理菊莖橫切片，觀察下列各部：
(1) 表皮為莖的最外一層細胞，較小，排列緊密，其上有表皮毛和氣孔器。
(2) 皮層在表皮以內，維管柱以外，由多層厚角組織和薄壁組織構成，常含葉綠體。在薄壁組織中有分泌腔。
(3) 中柱（維管柱） 是皮層以內的所有部分，包括維管束、髓射線和髓。
① 維管束多成束存在，在橫切面上排列成一環，每個維管束都由初生韌皮部、束中形成層和初生木質部三部分組成。注意韌皮部和木質部的排列方式與根有何不同？
② 髓射線為各維管束之間的薄壁組織，是連接皮層與髓的薄壁組織。
③ 髓維管束內方，莖的中央部分，由大量圓形的薄壁細胞組成。
2．單子葉植物莖的初生構造
單子葉植物大多數只有初生結構，沒有次生結構。取玉米和小麥莖橫切制片（圖6-4，圖6-5，圖6-6），在顯微鏡下觀察
（1）表皮為莖最外面的一層細胞，其外被有角質層。
（2）下表層為表皮下方的幾層小型細胞或厚壁細胞。
（3）基本組織為下皮層以內的所有薄壁組織，細胞較大，具細胞間隙，其中散生許多維管束。
A．小麥莖； B. 玉米莖
l.表皮；2.同化組織；3．機械組織；4．維管束鞘；5.韌皮部;6．后生木質部 7.原生木質部；8．基本組織；9．髓腔；10．木質部；11．胞間道
3．維管束散生于薄壁組織中，注意維管束在莖中排列特點，詳細觀察一個維管束的結構，識別次生韌皮部，初生木質部和維管束鞘，注意有無形成層？
（三）雙子葉植物莖的次生結構
取椴樹莖橫切制片(圖6-7，圖6-8)在低倍鏡下觀察。
1．表皮是否存在？完整或被擠破。
2．周皮
表皮下數層扁平的木栓細胞，排列整齊，染成紅褐色為木栓層，緊接木栓層的一、二層薄壁細胞，很扁平為木栓形成層。在木栓形成層內方的一、二層生活細胞，常含有葉綠體，即栓內層。
3．維管柱
（1）韌皮部
先找到呈圓環狀的形成層環，其外圍是次生韌皮部，注意識別韌皮纖維、韌皮射線、篩管和伴胞等。初生韌皮部應在哪個部位？能看見嗎？為什么？
（2）形成層
位于韌皮部與木質部之間，呈圓環狀，由扁平的排列緊密的一層或幾層具有分生能力的細胞組成。
（3）木質部
次生木質部，在形成環以內，次生木質部由同心環狀年輪構成。每一年輪中靠里面的細胞較大，細胞壁加厚是一生長季中早期長成的稱早材，靠外面的細胞小，胞壁加厚程度高，是后期形成的稱晚材，次生木質部中有許多木射線通過，與韌皮射線相連，均為薄壁細胞。初生木質部應在哪個部位。
（4）髓在維管柱中央，由薄壁細胞組成。
（四）植物莖的輸導作用的觀察實驗
1．取帶葉的蠶豆莖干，將下部的葉去除，并減去下部小段莖，然后插入盛有番紅或紅墨水的容器內，并注意觀察。事先在莖基部選擇一點，并把莖上部去頂，計算從該點到莖頂部所需的時間和距離，即可粗略的估分上升的速度。將莖取出，做徒手切片，觀察紅墨水的分布部位。
2．同化物運輸的途徑：
3-5 個同學一組，盆栽生長健壯的木槿植株，對其大小一致生長相當的側枝做不同的環割處理：
a．在一枝條基部環割3cm 寬，剝去樹皮；
b．同上，但環割處用塑料布包裹，用繩扎緊；
c．在環割3cm 寬處，保留2mm 的韌皮部，使割環上下通過其連接。
d．不加處理，作為對照。
適時觀察其生長狀態，環割處愈傷組織的生長情況；葉片黃化與脫落情況以及枝條死亡情況。思考：a.處理近死亡的枝條用刀片環剝處剖開，滴碘-碘化鉀溶液在切面上，結果如何，為什么？b.處理的環割處，能否產生愈傷組織，從而使上下韌皮部重新連接起來？比較a，c 處理，枝條的生長情況有何不同？