五、内容和方法
(一)茎的基本形态
观察白杨树、法国梧桐或毛泡桐等的枝条,区分顶芽、侧芽、节、节间、叶痕、叶迹、皮孔及芽鳞痕。
(1)顶芽与侧芽(腋芽):着生于茎顶端的芽称为顶芽,着生于叶腋处的芽称为腋芽,也称为侧芽。
(2)节与节间:茎上着生叶的位置称为节,两节之间的部分称为节间。
(3)叶痕与芽鳞痕:叶片脱落后留下的痕迹称为叶痕,芽的鳞片脱落后留下的痕迹称为芽鳞痕。
(4)皮孔:茎表面的裂缝状小孔。它是茎与外界的通气结构。
(二)茎尖的结构
取丁香芽纵切永久制片或黑藻茎尖永久制片,置于低倍镜下,观察叶芽纵切面的基本组成,最顶端的是生长锥,其下方两侧的小突起为叶原基,再向下则是长大的幼叶;在幼叶的叶腋内呈圆形突起的是腋芽原基,将来发展成腋芽。黑藻茎尖永久制片中还能看到许多通气结构。
(三)草本双子叶植物茎的初生结构
取蚕豆或向日葵幼茎横切永久制片,置于低倍镜下观察,另取新鲜材料蚕豆(或大豆、花生、蓖麻)幼苗的茎,做徒手横切临时制片,用0.5%番红水溶液染色3~5 min,然后置于低倍显微镜下观察,区分草本双子叶植物茎的初生结构中的表皮、皮层和中柱(维管柱)三部分,再转高倍镜观察各部分的细胞组成及其结构特点(图5-32、图5-33)。

图5-32 花生幼茎横切面结构示意图
(1)表皮:为幼茎最外一层细胞,由形状扁平、排列紧密而整齐的生活细胞构成,大多数植物表皮细胞外壁角质化。表皮上还分布有气孔器。此外,有的表皮上还有表皮毛、腺毛或蜡被。

图5-33 蚕豆幼茎横切面结构
(2)皮层:位于表皮与中柱之间,主要由薄壁细胞组成。紧靠表皮的几层细胞常有厚角组织分布,在薄壁细胞和厚角组织中常含有叶绿体。
(3)中柱(维管柱):位于皮层以内,茎的中央,占横切面的绝大部分,中柱由维管束、髓和髓射线组成。维管束则由内侧的初生木质部和外侧的初生韧皮部及其间的束中形成层组成,在横切面上许多维管束排成一环。髓居于茎的中心,由薄壁细胞构成。髓射线位于维管束之间,由薄壁细胞组成,并呈放射状排列。
(四)木本双子叶植物茎的次生结构
取一年生椴树茎或桃树茎横切永久制片,观察木本双子叶植物茎的次生结构,注意观察木栓形成层形成的次生结构周皮和维管形成层形成的次生木质部和次生韧皮部(图5-34)。
(五)单子叶植物茎的结构(以禾本科植物为例)
单子叶植物茎没有类似维管形成层的结构,不能形成次生分生组织,因此,只有初生结构而无次生结构。单子叶植物茎的初生结构比较简单,由表皮、基本组织、机械组织和维管束四部分组成。初生结构的最外面是表皮,表皮以内是基本组织,维管束散生于基本组织中。在表皮以内没有皮层、髓和髓射线的界限。
单子叶植物的茎一般有两种类型。
1.实心茎——以玉米茎为例
取玉米的嫩茎节间做徒手切片,进行观察,或取玉米茎横切永久切片观察其结构(图5-35)。如果无玉米茎,可用高粱茎或甘蔗茎代替。
(1)表皮:为茎的最外层细胞,排列整齐,细胞壁可发生角质化、栓质化或硅质化。
(2)基本组织:靠近表皮的一至数层细胞形状小,排列紧密,细胞壁常增厚为厚壁组织,称为外皮层,加强了茎的支持能力。外皮层内为薄壁组织,细胞较大,排列疏松,是基本组织的主要部分,越靠近中间细胞越大,有许多维管束散布于其间。
(3)维管束:靠近基本组织边缘的维管束数量较多,但个体较小,分布在茎中央的维管束个体较大,但数量少。逐渐提高显微镜的放大倍数,仔细观察维管束的结构,可见到每个维管束外面都有一圈由厚壁细胞组成的维管束鞘,里面有木质部和韧皮部,而没有形成层,初生韧皮部在外侧,后生韧皮部在其内部,只含筛管和伴胞,排列很规则。最外边的原生韧皮部有时已被挤破。初生木质部通常含有3~4个口径较大、被染成红色的导管,在横切面上排列成V形,上半部分是后生木质部,有两个较大的孔纹导管,下半部分是原生木质部,由1~2个较小的导管和少量的薄壁细胞组成。

图5-34 桃树茎横切面结构

图5-35 玉米茎横切面结构
(4)机械组织:位于表皮下方的3~4层细胞壁有增厚的细胞,染色的时候着色能力较强,多染成深色。
2.空心茎——以小麦茎为例
取小麦或水稻茎横切永久切片进行观察(图5-36、图5-37)。可见到茎的中央有髓腔。维管束一般排列为内、外两轮。内轮维管束较大,分布于基本组织中;外轮维管束小些,贴近机械组织或嵌入其中。这两种维管束的外围均为厚壁机械组织构成的维管束鞘所包围。维管束鞘以内为初生韧皮部和初生木质部,无束内形成层。

图5-36 小麦茎横切面结构

图5-37 小麦茎横切面的一个维管束
(六)裸子植物茎的结构
取松茎横切永久制片,观察裸子植物茎的基本结构。裸子植物的茎由表皮、皮层和中柱三部分组成,茎中长期存在着形成层,能形成次生结构。多数裸子植物茎的次生木质部由管胞、射线和木薄壁组织组成。裸子植物的次生韧皮部由筛管、射线和韧皮薄壁组织组成。松柏类裸子植物茎的皮层、中柱内,常有许多管状的树脂道。