实验五 叶的形态与结构

实验目的

1．掌握单、双子叶植物叶的解剖结构。

2．了解不同生境下植物叶片结构的特点。

3．了解叶的变态。

实验用品

1．女贞叶横切片，玉米叶横切片，小麦叶横切片，夹竹桃叶横切片，眼子切菜叶横切片，松针叶横切片。

2．蜡叶标本：洋槐、豌豆、洋葱、猪笼草。

实验器材

显微镜。

实验内容及方法

一、双子叶植物叶片的解剖结构

取女贞叶横切制片。观察并注意区分上下表皮、叶肉和叶脉等几部分基本结构（图1-5-1）。

1．表皮

叶有上、下表皮之分，都是由一层长方形的生活细胞组成，细胞排列紧密，外壁较厚且角质化形成角质层。表皮上分布有表皮毛。在表皮细胞之间，可观察到成对的小细胞及它们内方的空腔，这是气孔器。一般下表皮的气孔数量较上表皮多。

取蚕豆叶表皮细胞正面观压片观察，可见表皮由两种形态不同的细胞构成：一种是形态不规则的表皮细胞，有细胞核，但无叶绿体；另一种是成对的、肾形的保卫细胞，有明显的叶绿体。

2．叶肉

叶肉位于上、下表皮之间，是叶内最发达的组织，属绿色的同化组织。女贞叶肉明显地分化为栅栏组织和海绵组织。栅栏组织分布在上表皮的下方，由2～3层排列整齐而紧密的圆柱状细胞组成，细胞的长轴与表皮细胞垂直排列。细胞内含丰富的叶绿体，因此，叶的上表皮呈深绿色。

海绵组织分布在栅栏组织和下表皮之间，是几层排列疏松的大型薄壁细胞，形状不规则，胞间隙较发达，并与气孔的孔下室相通构成叶片内部的通气系统。细胞内含叶绿体较少，所以叶下表皮颜色较浅。

3．叶脉

叶脉是通过叶肉组织之间的维管系统。在叶中央可找到主脉（中脉），具有较大的维管束。靠近上表皮的是维管束的木质部，靠近下表皮的是韧皮部。在木质部和韧皮部之间可观察到形状扁平的形成层细胞，它们的活动是有限的。在木质部、韧皮部与上、下表皮之间则是薄壁细胞和厚壁细胞。主脉两侧有侧脉和细脉，叶脉越细，结构越简单。在叶脉分支顶端有若干传递细胞。

二、单子叶植物叶片的解剖结构

以禾本科植物叶为例。禾本科植物的叶片一般没有上下面之分，解剖结构上没有栅栏组织和海绵组织之区别，称为等面叶。

1．观察小麦叶横切制片

取小麦叶横切制片，观察其内部结构（图1-5-2）。

（1）表皮：叶的上、下方都有一层细胞结构的表皮。靠木质部一侧为上表皮，韧皮部相对一侧为下表皮。表皮细胞外壁角质化、硅质化明显。两个叶脉之间的几个上表皮细胞特化为大型薄壁细胞，称泡状细胞或运动细胞，中间的较大，两旁的较小，在叶横切面上呈扇形排列。除泡状细胞外，表皮细胞间还有气孔器及气孔内侧的孔下室。

取小麦叶表皮细胞正面观压片观察，可见其表皮细胞呈纵行排列，除有普遍的长形表皮细胞外，还有两种成对而生的短细胞，一是硅质细胞，另一是栓细胞，二者交替排列成行。在普通的表皮细胞间，还有特化为气孔器的细胞，它由4个细胞组成，其中两个呈哑铃形的是保卫细胞，其中部狭窄，壁厚；两端膨大成球状，壁薄，并可见到叶绿体。保卫细胞两侧的两个呈三角形的小细胞为副卫细胞，无叶绿体。

（2）叶肉：无栅栏组织和海绵组织之分，由几层间隙较小的大型薄壁细胞组成，内含叶绿体。

（3）叶脉：在叶肉中分布着大小不等、平行排列的维管束。小麦的维管束是有限维管束，没有形成层，因此，茎的增粗有限。木质部靠近上表皮，韧皮部靠近下表皮。维管束外有两层细胞构成的维管束鞘，外层细胞大而壁薄，所含的叶绿体较叶肉细胞少；内层细胞小而壁厚。

2．观察玉米叶横切制片

取玉米叶片横切制片观察，注意与小麦叶进行比较，特别注意观察维管束鞘的结构及细胞特点（图1-5-3）。

三、松针叶的结构

松属植物的针叶，因种的不同，2～5针一束簇生，因此，其横切面呈三角形或半圆形，但其内部结构基本相同。取松针叶横切制片观察（图1-5-4）。

1．表皮及皮下层

表皮细胞排列紧密，细胞壁普遍加厚，并强烈木质化，胞腔极小。表皮细胞的外壁上形成有很厚的角质层。气孔明显下陷，冬季气孔被树脂所填充，借以减少水分的蒸发。表皮下为一至数层纤维状的硬化薄壁细胞构成的皮下层，可防止水分蒸发和增强叶的硬度。

2．叶肉

皮下层以里是叶肉，没有栅栏组织和海绵组织的分化。叶肉细胞特化，细胞壁向内折陷，形成许多不规则的皱褶。细胞内有大量的粒状叶绿体。叶肉细胞间分布有树脂道，由两层细胞围合而成。里层为分泌细胞，外层为具栓质化厚壁的细胞。

叶肉细胞的最里层，细胞壁栓质化加厚，形成明显的凯氏带结构，称为内皮层。叶肉细胞具有凯氏带结构，是松针叶的特征之一。

3．转输组织

转输组织是内皮层里面几层排列紧密的细胞。转输组织由三种类型的细胞构成：一种是细胞内没有内含物的死细胞，其壁稍厚并轻微木质化，壁上有具缘纹孔，又称管胞状细胞。另一种是生活的薄壁细胞，在生活后期充满鞣质。管胞状细胞常分布在这种薄壁细胞之间。第三种也是生活的薄壁细胞，细胞内含有浓厚的细胞质，一般成堆地分布在韧皮部的一侧，这种细胞又称蛋白细胞。

转输组织的作用可能与叶肉维管束间的运输有关。

4．维管束

在转输组织以里有1～2个外韧维管束。维管束主要由初生木质部和初生韧皮部构成，次生维管组织含量不多。初生木质部的组成成分为管胞和薄壁细胞，各自排列成行，呈径向间隔分布。在韧皮部的外方还分布着一些厚壁细胞。

四、不同生境下植物叶片的结构特点

1．旱生植物叶的解剖结构

取夹竹桃叶横切制片，观察其内部结构（图1-5-5）。

（1）表皮：由2～3层细胞组成复表皮。细胞排列紧密，细胞壁厚，外层表皮细胞的外壁角质层特别发达。下表皮也是复表皮，但比上表皮细胞层数少，也有发达的角质层。下表皮有一部分细胞构成下陷的气孔窝。窝内的表皮细胞常特化成很长的表皮毛。气孔位于气孔窝内。

（2）叶肉：表皮之间是叶肉细胞。靠近上表皮，是由多层圆柱状细胞构成的栅栏组织，排列非常紧密，有时下表皮之内也有栅栏组织，海绵组织层数也较多。叶肉细胞中常含有晶簇。

（3）叶脉：夹竹桃叶的主脉很大，是双韧维管束，在主脉中还可观察到形成层的细胞。其他小的叶脉只能看到木质部和韧皮部。

2．水生植物叶的解剖结构

取眼子菜叶横切制片，观察其内部结构（图1-5-6）。

（1）表皮：细胞壁薄，没有角质层，细胞内含有叶绿体，没有气孔和表皮毛。

（2）叶肉：叶肉细胞不发达，没有栅栏组织和海绵组织的分化。叶肉细胞都是薄壁细胞，胞间隙很大，特别是主脉，附近形成很大的气腔通道。

（3）叶脉：很不发达。主脉的木质部较退化。