茎
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2、竹茎的结构 竹茎——以毛竹茎为例。 介于玉米与小麦茎之间的一种类型。它既象玉米, 维管束是散生的,又象小麦,中间是空的,其基 本结构也是由表皮、基本组织、维管束组成。 特点: (1)机械组织特别发达。 (2)原生木质部的腔隙被薄壁细胞填实。 (3)基本组织是厚壁组织。 坚实、支持力强
2、裸子植物茎的初生结构 裸子植物茎的结构和木本双子叶植物茎的 结构基本相同,都是由表皮、皮层和维管 柱组成,也有次生生长,由于它在进化系 统上比较原始,所以,有它自己的特点, 主要是在木质部和韧皮部的组成成分上有 所不同。 木质部由管胞组成。 韧皮部由筛胞组成。 没有草质茎,只有木质茎。
(4)髓和髓射线: 髓和髓射线是维管柱内的薄壁组织,位 于幼茎中央部分的称为髓,位于两个维管 束之间连接皮层与髓的部分,称为髓射线, 也称初生射线。髓具贮藏作用,有些植物 (椴树)的髓,周围部分有排列紧密的小 型厚壁细胞,与里面大型细胞有明显区别, 称为环髓带。髓射线的生理功能,除贮藏 作用外,是茎内横向输导的途径。
(三)叶和芽的起源 叶原基→叶 裸子植物和双子叶植物中,发生叶原基的细胞分 裂,一般是在分生组织表面的第二层或第三层出 现。 腋芽原基(枝原基)→腋芽 在叶腋的一些细胞上经过平周分裂和垂周分裂而 形成突起。 茎上的叶和芽起源于分生组织表面第一层、二、 三层细胞,这种起源的方式为外起源。
生长点——顶端分生组织(生长锥)
(P107,图3-28) 叶原基——叶的原始体,越向下越长,较 下面的已长成较长的幼叶。 腋芽原基——幼叶叶腋内的突起(侧枝原 基、枝原基) 芽轴——各部分着生的轴
2、类型 定芽(包括顶芽、腋芽) (1)依芽的位置分 不定芽 (2)依芽形成的器官性质分 枝芽 花芽 混合芽 (3)依芽鳞的有无分 裸芽 无芽鳞包被 被芽 (鳞芽)
表皮 分化 皮层 维管柱
(二)原套——原体学说 顶端分生组织一直引起科学家的重视,出现了 多种学说,这里只讲讲一种较有影响和为多数 学者所接受的原套—原体学说。 原套:一层或几层表面层细胞,原始细胞在中 间,经垂周分裂形成原表皮→表皮。 原体:原套下的细胞层,能使茎端加大,原始 细胞在原套的原始细胞下方,经各种分裂、分 化形成 基本分生组织→皮层 原形成层→维管柱
木 栓 木栓形成层 周皮 栓内层 皮孔是分布在周皮上的新的通气结构,肉 眼可见,在树枝表面的具各种形状凸出的斑点。 木栓形成层不形成木栓,而是形成一群球形的 排列疏松的薄壁细胞,称为补充细胞,补充细 胞不断增多,撑破表皮或周围的木栓,形成皮 孔。
3、攀援茎:茎细长柔软,不能直立,以特有的结 构攀援它物上升。 以卷须攀援的: 丝瓜、黄瓜、葡萄、南瓜、豌豆。 以气生根攀援的:常春藤、络石、薜荔。 以叶柄攀援的:旱金莲、铁线莲。 以钩刺攀援的:白藤、猪殃殃。 以吸盘攀援的:爬山虎。 有缠绕茎和攀援茎的植物,统称藤本植物。藤本植 物也有草本和木本之分。草本:菜豆、南瓜等;木 本:葡萄、紫藤等;藤本植物在热带森林和湿润的 亚热带森林里,由于条件优越,生长特别茂盛,形 成森林内的特有景观。
维管射线是由射线原始细胞分裂、分化 而成,因此,是次生结构,所以也称次生射 线,它位于次生木质部和次生韧皮部内,数 目不固定,随着新维管组织的形成,茎的增 粗而不断地增加。髓射线是由基本分生组织 的细胞分裂、分化而成,因此,是初生结构, 也称初生射线,位于初生维管组织(维管束) 之间,内连髓部,外通皮层,虽在次生结构 中能继续增长,但数目是不变的。
3、假二叉分枝: 植物的的顶芽生长一段枝条之后,停止发育, 由顶端两侧对生的二个侧芽同时发育成新枝。
(五)禾本科植物的分蘖 禾本科植物如小麦、水稻等的分枝方式与上 面所说的情况不同(P112)。
三、茎的发育 (一)顶端分生组织
原分生组织
顶端分生组织 原表皮 初生分生组织→ 基本分生组织 原形成层
五、茎的次生生长的和次生结构 (一)双子叶植物茎和裸子植物茎的次生 结构 维管形成层 侧生分生组织 木栓形成层
1、双子叶植物茎的次生结构 (1)维管形成层的来源及其活动 来源 束中形成层 束间形成层 束间形成层产生以后就和束中形成层 衔接起来,在横切面上看来,形成层就 成为完整的一环。 束间形成层是维管束间的薄壁细胞恢 复分生能力而形成的,是真正的次生分 生组织。
四、茎的初生结构
(一)双子叶植物茎和裸子植物茎的初 生结构 茎顶端分生组织 初生结构 初生组织 茎的
1、双子叶植物茎的初生结构 双子叶植物的种类很多,但其茎的结构都 有共同的规律,在横切面上可以看到表皮、 皮层、维管柱三部分。 表皮:
由原表皮发育而成,活细胞。 角质层增厚,增强坚韧性和减少水分蒸腾。 表皮毛可降低蒸腾和防止动物的侵害。 初生保护组织
皮层: 主要是薄壁细胞,具细胞间隙。 有些具厚角组织,支持作用。 没有明显的内皮层(有些植物的最内一层细 胞含淀粉,叫淀粉鞘)。 占整个茎的比例没有根大。
维管柱: 维管束 髓 髓射线 维管束的类型 外韧维管束 双韧维管束 周韧维管束
大多数植物
节: 着生叶的部位 茎 节间:相邻两个节之间的部分
枝条(枝)——着生叶和芽的茎 由于枝条伸长的情况不同,影响到节间的长 短,根据节间的长短可把枝分为 长枝 节间显著伸长 短枝 各节间紧密连接,难于分辨。 是开花结果的枝,又称为花枝和 果枝。
木本植物的枝条,其叶片脱落后留下的疤 痕称为——叶痕。 叶痕中的点状突起是枝条与叶柄间的维管 束断离后留下的痕迹,称 ——维管束痕 (束痕)。 枝条外往往可以看到一些小形的皮孔,这 是枝条与外界气体交换的通道。
有的茎上可看见芽鳞痕,这是顶芽开展时, 其外围的芽鳞片脱落后留下的痕迹,顶芽开 放后所抽出的新枝段,其顶端又生有顶芽。
一般情况下,顶芽每年春季开放一次,这样 便在枝条上又留下新的芽鳞痕,因此,根据 芽鳞痕的数目和相邻芽鳞痕的距离,可以判 断枝条的生长年龄和生长速度。
பைடு நூலகம்
(二)芽和芽的类型 芽——处于幼态而未发育的枝、花或花 序的原始体。 以后发育成枝的芽——枝芽; 以后发育成花或花序的芽——花芽; 以枝芽为例,看枝芽的纵切面
同心维管束
周木维管束
无限维管束 具形成层 有限维管束 不具形成层 (1)初生韧皮部:筛管、伴胞、薄壁细胞、 韧皮纤维 外始式:原生韧皮部在外方,后生韧皮部 在内方。
(2)初生木质部:导管、管胞、木纤维、 木薄壁细胞 内始式:原生木质部在内方,后生木质 部在外方。 (3)维管形成层:初生木质部与初生韧皮 部之间的1~2层分生组织,是继续进行 次生生长的基础。
4、匍匐茎:茎细长柔弱,沿着地面蔓延生长,如 草莓、甘薯等,节间较长,节上能生不定根。
(四)茎的分枝类型
1、单轴分枝:由顶芽不断向上伸展而成,主干极 明显。木材高大挺直,适于建筑、造船等。(蕨 类、裸子) 2、合轴分枝: 主干的顶芽活动到一定时间后,生长缓慢或死亡, 靠近顶芽的腋芽发展为新枝,形成了弯曲的主轴, 使枝叶繁茂,通风透光,能扩大光合作用的面积, 是先进的分枝方式。 (被子植物)
次生韧皮部:除与初生韧皮部相同外,有韧 皮射线、乳汁管等。
(2)木栓形成层的来源及其活动 形成层的活动过程中,次生维管组织不断 增加,其中特别是次生木质部的增加,使 茎的直径不断加粗,原来的表皮、皮层必 然被破坏,保护作用由次生保护组织—— 周皮完成。 第一次形成的木栓形成层,多起源于皮层 随着茎的加粗,原有的周皮失去作用,木 栓形成层依次向内形成,最后在次生韧皮 部内产生。
第二节
茎
一、茎的生理功能 输导、支持、贮藏、繁殖 二、茎的形态 (一)茎的形态特征 大多数植物的茎是圆柱形,最适合担负支持、 输导的功能,有些植物的茎的外形发生变化。
圆柱形 多数 最适于支持、 输导 三棱形 马铃薯、莎草科植物 四棱形 薄荷、益母草 扁平柱形 昙花、仙人掌
外韧有限维管束 维管束鞘 厚壁机械组织 初生韧皮部 (1) 原生韧皮部被挤毁 (2) 后生韧皮部由筛管,伴胞组成 (3)外始式 初生木质部 (1) 孔纹导管与环纹导管或螺纹 导管构成 “V ”形结构 (2)内始式
。
1、玉米茎的结构:表皮、基本组织、维管 束 表皮:长细胞和短细胞组成,有气孔。 基本组织:主要是薄壁细胞,近表皮部 分由厚壁细胞组成。 维管束:外韧有限维管束,散生在基本 组织中。
次生木质部:导管(梯纹、网纹、孔纹,无 环纹和螺纹) 、管胞、木纤维、木薄壁细 胞、木射线。 季节性活动和年轮 早材:温带的春季或热带的湿季,温度高, 水分足,形成层活动旺盛,细胞大,壁薄, 材质疏松,材色浅也叫春材。 晚材:温带的夏末、秋初或热带的干季,形 成层活动减弱,细胞小,壁厚,质硬,色深, 也叫秋材。 年轮:在茎的横切面上早材和晚材共同组成 的同心圆环。
(4)依芽的生理活动状态分
活动芽 当年生长季节形成新枝、花或花 序。 休眠芽 在生长季节不生长,保持休眠状 态。
(三)茎的生长习性 不同植物的茎在长期的进化过程中,有各自的生 长习性,以适应外界环境,使叶在空间充分展开, 尽可能地充分接受日光照射,制造自己生活需要 的营养物质,并完成繁殖后代的生理功能,产生 了四种生长方式: 1、直立茎:茎背地面而生,直立。大多数植物 的茎都这样。蓖麻、向日葵、杨树等。 2、缠绕茎:茎细长柔软,不能直立,以茎本身 缠绕于其它支柱上升,分左旋和右旋。牵牛、茑 萝等。
维管形成层的细胞 纺锤状原始细胞:长比宽大好多倍,切向壁 比径向壁宽。 射线原始细胞:细胞短小,几乎等径。
纺锤状原始细胞 纺锤状原始细胞 木质部或韧皮部母细胞 木质部或韧皮部细胞
射线原始细胞进行平周分裂,产生维管射线, 即向次生木质部分裂产生木射线,向次生韧 皮部分裂产生韧皮射线,维管射线有储藏、 横向运输的作用。 从排列方向和生理功能上看,维管射线和髓 射线相似,但从起源、位置和数量上看,二 者全然不同。
从来源来讲,束中形成层和束间形成层完全不 同,但束间形成层和束中形成层一旦衔接连成 一环后,不论在分裂活动和分裂产生的细胞性 质以及数量上,都是非常协调的,所以把二者 统称为次生分生组织。 形成层形成一圈后,主要进行切向分裂,向内 形成次生木质部,加在初生木质部的外方,向 外形成次生韧皮部,加在初生韧皮部的内方。
多数单子叶植物茎的维管束没有形成层,因 此,它们不能无限加粗。但事实上,象玉米、 甘蔗等的茎,虽不能象树木的茎一样长大, 但也在不断地增粗,主要有二种原因:一方 面,初生组织内的细胞在长大,导致总体的 增大;另一方面,在叶原基和幼叶的下面, 有几层扁长形的细胞组成的初生加厚分生组 织(也叫初生增粗分生组织),它们和茎表 面平行,进行平周分裂,使幼茎不断增粗 。
边材:颜色浅,活细胞,导管和管胞有输导 作用,靠近树皮。 心材:色深,死细胞,导管和管胞丧失输导 使用,靠近中央部分。 由于侵填体堵塞了导管,使心材十分坚硬结 实,具有工艺价值。 侵填体是由导管附近的薄壁细胞分泌的树脂、 丹宁、油类等物质。
三种切面: 横切面 与茎的纵轴垂直所作的切面 径向切面 通过茎的中心所作的纵切面 切向切面 垂直于茎的半径所作的纵切面
二、单子叶植物茎的初生结构 大多数单子叶植物的茎,只有初生 结构,现以禾本科植物的茎为代表,说 明单子叶植物茎的最显著特点。大多数 单子叶植物的维管束由木质部和韧皮部 组成,没有束中形成层,为外韧有限维 管束。 维管束: 无规则,分散在整个基本组织内,皮层 和髓难分辨(玉米、甘蔗、高梁等) 较规则,成两轮排列,中央为髓(水稻、 小麦)