一、目的与要求
（1）掌握双子叶植物和单子叶植物根的结构特点。
（2）了解种子植物的根尖分区、根系类型及根瘤与菌根的形态结构。
二、用品与材料
（1）用品：显微镜、载玻片、盖玻片、镊子、刀片、擦镜纸、纱布块；蒸馏水、龙胆紫染液或石炭酸品红。
（2）材料：洋葱（或萝卜、小麦）根尖、蚕豆或棉幼根横切片、鸢尾（或韭菜）根横切片、水稻（或小麦）根横切片、大豆根瘤、胡萝卜根、大豆老根横切片、大豆根瘤切片、竹菌根切片，大豆或蚕豆根形成层发生过程的切片、蚕豆（或棉）侧根发生横切片。
三、内容与方法
（一）根尖形态及结构观察
1.根尖的外部形态
（1）材料的培养：在实验前5～7天，将洋葱放于盛水的烧杯上，也可将小麦籽粒浸水吸胀，置于垫有潮湿滤纸（卫生纸、纱布亦可）的培养皿内并加盖，以维持一定的湿度（注意不可被水淹没，影响呼吸，以至腐烂）。同时要放到恒温箱中，保持一定温度（20℃～25℃为宜），待幼根长到2～3 cm时即可作为实验观察材料。
（2）根尖外部形态观察：根尖是指从根毛区到根最尖端的部分。取萌发后生长较直的白根，用刀片切下顶端约1.5 cm长的一段，置于干净的载玻片上，用肉眼或平台扩大镜观察它的外形：
根冠：幼根最前端略为透明部分，呈帽状。
分生区（生长点）：根冠内方，不透明略带黄色的部分。
伸长区：位于分生区之后，光滑无根毛略透明的部分。
根毛区：位于伸长区之后，密布白色绒毛，即具根毛的部分。
2.根尖的内部结构
取洋葱或大麦、玉米根尖纵切片，观察根尖各区结构特点。
观察后思考：根尖分几个区？各区结构及功能的特点如何？
（二）双子叶植物根的初生结构
用徒手切片法在根毛区做横切片，制片观察或取蚕豆、棉等双子叶植物幼根横切片观察，掌握根的初生结构。在低倍镜下就能将根的初生结构区分为、和____________三大部分，再换高倍镜由外向内仔细观察各部分的结构特点。
1.表皮
表皮位于幼根最外层，由排列紧密、较小的细胞组成，在横切面上呈近似方形，其中有的细胞外壁向外突起并延伸形成根毛，但多数材料在制片过程中损坏了根毛，只留下其残体。
2.皮层
表皮以内，中柱以外的部分，占据根横切面大部分面积，由多层薄壁细胞组成。
（1）外皮层。其中1～2层与表皮相接，排列紧密且形状规则的薄壁细胞。
（2）皮层薄壁细胞。外皮层以内的薄壁细胞，由几层至十几层细胞组成，细胞体积大，排列疏松，有明显的胞间隙（有些植物的幼根中，外皮层与皮层薄壁细胞没有明显区别）。
（3）内皮层。皮层最内一层细胞，在细胞径向壁（侧壁）与横壁上有一条木栓质的带状加厚，称为凯氏带，但在横切面上不易切到横壁，故只能看到径向壁上增厚的部分，被染成红色的凯氏点。
3.中柱
它是内皮层以内的中轴部分，由、和____________等组成。
（1）中柱鞘。它是中柱最外层，通常由1～2层细胞组成，细胞壁薄、排列整齐而紧密。它在根中起重要作用，保持着分生组织的特点和分生功能，侧根、第一次木栓形成层和维管形成层的一部分等都发生于中柱鞘。
（2）初生木质部。其导管常被染成红色，其细胞壁厚而细胞腔大，排列成四束呈星芒状。每束导管口径大小不一致，外侧靠近中柱鞘的导管最先发育，口径小，是一些环纹和螺纹加厚的导管，叫原生木质部；分布在近根中心位置的导管，口径大，分化较晚，为后生木质部。后生木质部的导管着色往往浅淡，甚至不显红色。这种由外向内成熟的方式，说明根初生木质部的发育是____________式。
（3）初生韧皮部。位于初生木质部的两个放射棱之间，与初生木质部相间排列，由筛管、伴胞等构成。注意其外方有一堆壁厚、染色深的韧皮纤维，因而使初生韧皮部筛管的位置不够明显，需仔细观察，但在多数植物根的初生韧皮部中没有这种纤维组织。
（4）薄壁细胞。位于初生木质部和初生韧皮部之间的薄壁细胞，当根进行次生生长时，它分化成维管形成层的一部分。
蚕豆幼根的最中心部位是一群未分化成导管的薄壁细胞（称为“髓”）。在大多数双子叶植物根中没有髓存在，为什么？
（三）单子叶植物根的初生结构
1.禾本科植物根的构造
取水稻老根横切片在低倍镜下观察，可分为表皮、皮层和中柱三部分，再用高倍镜仔细观察各部分：
（1）表皮。最外一层细胞，老根的根毛已残破不全。
（2）皮层。可分为外皮层、皮层薄壁细胞和内皮层。
①外皮层：表皮细胞之内，由内外两层薄壁细胞夹着一层厚壁细胞组成，当表皮和紧靠表皮的一层薄壁细胞脱落后，其厚细胞则代替表皮起保护作用。
②皮层薄壁细胞：由许多放射状的薄）壁细胞构成，其中分布有许多大型的气腔（由薄壁细胞彼此分离，然后溶解而形成，并且还可见到残余的皮层薄壁细胞和碎片。
③内皮层：皮层最内一层细胞，其细胞壁除外切向壁未增厚外，其余五面均增厚并栓化，横切面为马蹄形，但与初生木质部放射棱相对应处的内皮层细胞的壁不增厚，这些细胞称通道细胞（有什么功能）。
（3）中柱。中柱在内皮层以内，根横切面的中轴部分，由以下五部分组成：
①中柱鞘：紧靠内皮层，排列比较紧密的一层细胞。
②初生木质部：为多原型，靠近中央常有5～6个后生木质部的大导管（亦为外始式发育）。
③初生韧皮部：间隔分布于初生木质部之间，由筛管和伴胞组成。
④薄壁细胞：分布于初生木质部与初生韧皮部之间，常被染成绿色。
⑤髓：由薄壁细胞组成，后期（老根）这些细胞的壁全部增厚并木化。
2.鸢尾科植物根的构造
取鸢尾（或百合科韭菜）根横切片观察，也分为表皮、皮层和中柱三个部分，中央无髓，被后生木质部的导管所充满，其内皮层细胞也为五面加厚的马蹄形，并夹杂有壁未增厚的通道细胞。
（四）侧根的发生
取胡萝卜肉质直根观察，其侧根排列成较宽的两行（侧根的数目与原生木质部的关系如何），用刀片通过根中心纵切后观察，可见其侧根发生的部位，这种起源方式称为。
取蚕豆（或棉）侧根发生的横切片，置低倍镜下观察，可见正对着初生木质部放射棱有侧根的生长点，它是由此处的中柱鞘细胞向外作平周分裂，然后向各处方向分裂产生的。长生点细胞继续分裂、生长、分化，使其穿过皮层，突破表皮，从而形成了侧根。
（五）双子叶植物根的次生生长过程和次生结构
1.维管形成层和木栓形成层发生
观察大豆（或蚕豆）根形成层发生过程的横切片，首先在初生木质部放射棱和初生韧皮部之间的____________恢复分裂活动，产生片段形成层弧，接着形成层弧向两侧延伸，与正对着初生木质部放射棱已恢复分裂能力的____________细胞相连，形成了波浪状的形成层环，由于波浪状形成层环各部分形成先后不同，且向内分裂产生的次后木质部数量多于向外产生的次生韧皮部数量，因而波浪状形成层环逐渐向外推移，形成了维管形成层圆环，并且产生了明显的次生维管组织。
在维管形成层发生的同时，其他____________细胞也恢复分裂能力，产生了木栓形成层，由它向外、向内分裂，产生了____________层和____________层，三者合称为周皮。
2.双子叶植物根的次生结构
观察棉花或花生老根横切面切片，首先用低倍镜观察，从外至内区分周皮、次生韧皮部、维管形成层、次生木质部等几大部分；然后转用高倍镜详细观察。
（1）周皮。周皮是老根最外的几层扁平、径向排列整齐而紧密的长方形细胞，在切片中它们着色较浅，常呈浅黄甚至无色。在老根中周皮由、和____________三部分组成。
（2）次生韧皮部。次生韧皮部是周皮以内、维管形成层以外的部分，它由筛管、和____________等组成。
①韧皮射线。在次生韧皮部中，有数条韧皮射线呈放射状分布，在永久片中其细胞被固绿染料染成蓝色，每条射线由一至几列长方形的生活薄壁细胞以其径向壁伸长相接而成。它在内方毗连维管形成层而与次生木质部中的木射线相对。它在根的外方，终止于周皮的栓内层（在二原型的桑根中，正对着初生木质部中的射线则较宽，含有多列射线细胞）。
②韧皮纤维。韧皮纤维分散在韧皮射线等组织细胞之间。在染色良好的切片中，韧皮纤维呈红色。在横切面上，单个纤维细胞与茎的纤维的形态结构相同。但韧皮纤维细胞存在较分散，少见多个纤维相连成束。在一些切片中，其细胞壁收缩变形，是切片制片中产生的假象。
③韧皮薄壁细胞、筛管和伴胞。在韧皮射线之间，有圆形或长圆形的韧皮薄壁细胞，细胞排列较为疏松，细胞内含大量的贮藏营养物质。
筛管和伴胞与韧皮薄壁细胞相间存在，可依两者在横切面上的形状和大小加以区分，尤其在近维管形成层的外方之处，较易区分筛管和伴胞。
（3）维管形成层。在次生韧皮部和次生木质部之间有几层薄壁细胞，其长轴沿圆周方向排列，其中的一列为维管形成层细胞。其内方和外方的细胞，分别是正在生长分化中的次生木质部以及次生韧皮部的细胞。
（4）次生木质部。在维管形成层以内，占大部分的为次生木质部，被染上红色。它由导管、和____________等部分组成。注意观察：
①木射线。木射线始于次生木质部的一定部位，与次生韧皮部的韧皮射线隔着维管形成层而相对应。其细胞的形状、排列和韧皮射线相同。但其细胞壁会不同程度地木化增厚，在细胞内也含大量的贮藏营养物质。木射线与韧皮射线合称为。
②导管和管胞。许多导管分散在次生木质部中，它在横切面上为近圆形，管口最大并具有较厚的次生壁。而管胞在横切面上常为四边形，且其口径很小。
③木纤维和木薄壁细胞。在次生木质部中，可明显地见到成群的木纤维细胞，其细胞较大，常为多边形，细胞壁较木薄壁细胞的壁厚，着色也较深，而木薄壁细胞内多含有淀粉粒。
（5）初生木质部。在次生木质部以内，初生木质部仍保留在根的中心，呈星芒状，它的存在是根的次生构造和茎的次生构造相区别的主要标志之一。
（六）根瘤和菌根
根瘤是____________和____________两部分共生而成的瘤状结构。肉眼观察花生、田菁、紫云英等豆科植物的根系，认识根瘤的形态。
菌根是____________和____________共生而成的结构。用放大镜观察马尾松幼苗或竹的幼根，其根尖常变粗而不具根毛，在根尖外部常披有一层白色绒毛状的菌丝体，即为菌根。菌根特别粗短，常有珊瑚状的分枝。
四、作业与综合题
1.绘制蚕豆幼根轮廓简图，并注明各部分名称。
2.绘制双子叶植物根初生结构简图，并注明各部分名称。
3.根尖的形态结构和它的生理功能是如何相互适应的？
4.根毛和侧根有何不同？它们是如何形成的？
5.根中形成层的出现与活动对初生结构有哪些影响？
6.比较单子叶、双子叶植物根构造的异同。
7.根瘤和菌根是如何形成的？它们对植物体有何作用？
