3.2第三章 种子植物的营养器官——茎

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第二节 茎
第二节 茎
• 一、茎的生理功能 • 二、茎的形态 • 三、茎尖的结构与发育 • 四、双子叶植物茎的初生结构 • 五、双子叶植物的次生结构 • 六、裸子植物茎的结构 • 七、单子叶植物茎的结构 • 八、特化的茎
一、茎的生理功能
• 茎是组成地上部分的枝干,上承枝叶,下 接根部,在形态、结构和功能上,都与根 和叶密切相关。和根不同,茎的外部形态 最明显的是具节、节间、长叶、有芽。
• 功能:保护。
2、皮层:基本 分生组织产生 薄壁组织,形 成皮层和髓部。 由薄壁(厚角) 细胞组成;细 胞层数少;没 有内皮层;幼 茎具叶绿体。
功能:支持、 保护、贮藏、 光合作用。
3、维管柱
A、中柱(steles) 中柱是由初生木质部、初生韧皮部、髓等构成的 中心部分。
原生中柱(Protostele) 韧皮部围绕木质部,中心为木质部。
• 可分为芽、枝(shoot)和 茎干(trunk)。
• B、 茎由主轴(茎干)和各 级分枝组成。
C、维管植物中,茎干的伸 展使叶能最大限度地吸收阳 光。
D、节是叶着生的位置;节 间是两个节之间的区域。它 们是区别节与根的重要特征。
E、茎干系统与根系的大小 成正比例关系。
茎的基本形态
• 节 (node):茎上生叶的部位。 • 节间 (internode):相邻两节之间的部位。
中,维管束成一轮排列。
初生韧皮部:在外侧;与木质部内外排列;
初生木质部:在内侧,与韧皮部内外排列;
内始式发育
形 成 层:具分裂能力;几层细胞
A•amCp、hAi中vas柱al鞘bun最dl外e 周一木层B ;B a具m再ph生icr能ibCr力al ;bu许nd多leD周茎韧
C
中无此结构
collateral bundle
• 顶芽(terminate bud):在茎的顶端着生的芽 • 腋芽(axillary bud):在叶腋(leaf axil)处着生
的芽。 • 苗或枝(shoot):着生有叶和芽的茎。
茎的基本形态
• 叶痕(leaf scar):叶片脱落后在枝条上留下 的痕迹。
• 维管束痕(bundle scar):茎与叶柄间维管 束断离后留下的痕迹。
判断的关键: 节 节间 芽 叶
根状茎
草莓——匍匐茎
块茎 小块茎
鳞茎
肉质叶 茎
洋葱和大蒜
膜质鳞叶 球茎——荸荠与慈菇

叶状茎
茎卷须
肉质茎
肉质茎和茎刺
皮刺
第二节 茎
• 一、茎的生理功能 • 二、茎的形态 • 三、茎尖的结构与发育 • 四、双子叶植物茎的初生结构 • 五、双子叶植物的次生结构 • 六、裸子植物茎的结构 • 七、单子叶植物茎的结构 • 八、特化的茎
产生,内连髓部,外通皮层,有横向运输的 作用。 • 多数木本植物中,髓射线仅为1或2行薄壁细
草质(Herbaceous) 双 子叶植物茎的结构
A、包括:表皮、皮层、维 管束(分离或成环)、髓。
B、形成层存在于维管束内, 成一环排列。活动时间短。
五、双子叶植物的次生结构
• 茎的次生结构是指由维管形成层和木栓形成 层活动形成的结构,使茎加粗生长。形成层 的活动是茎增粗的主要因素。
外韧
D bicollateral bundle双韧
表皮 皮层 初生韧皮部 形成层 初生木质部

4 、髓:由薄壁细胞组成;占大比例 • 髓是茎的中心部分,多数植物的髓由薄壁组
织组成。有的植物的髓在发育时破裂,形成 髓腔 (pith cavity),或节间还存留薄片状的 组织。
5 、髓射线:由薄壁细胞组成;有多条 • 是维管束之间的薄壁组织,由基本分生组织
原套:起保护作用,排列整齐(1~2) 层,后发育成表皮。
原体:细胞小,无规则,多层,后发育成 其它组织。
三、茎尖的结构与发育
• A 、 顶端分生组织 • B、 幼叶:已有维管组织的分化 • C、 顶芽和腋芽:分化成枝、花 • D、 叶原基( Leaf primordium ):无组
织的分化 • E、 髓(pith) :薄壁细胞
茎的次生结构小结
1 次生结构包括:表皮,周皮,皮层,次生韧皮部, 维管形成层,次生木质部,初生木质部,维管 射线,髓等。
2 木栓形成层(Cork cambium):来源于表 皮或皮层或韧皮部。
3 维管形成层(Vascular cambium):来源 于束中和束间形成层。
4 纺缍状原始细胞(Fusiform initial)和射线 原始细胞(ray initial)分别形成导管、筛管 和射线细胞。
• 维管形成层和木栓形成层细胞分裂、生长和 分化,产生次生结构的过程称次生生长。
• 维管形成层:产生次生木质部和次生韧皮部, 维管射线。
• 木栓形成层:产生周皮,由木栓层,木栓形 成层和栓内层构成。(皮孔)
髓 初生木质部
(2)
(1)
形成层环形成
木栓层 木栓形成层
(3)
皮层
(4)
椴树茎横切面(二年生)
茎尖纵切图
叶 叶原基 茎顶端分生组织
腋芽 腋芽原基

花芽纵切图
四、双子叶植物茎的初生结构
• 木质双子叶植物茎的初生结构 是由初生分生组织逐渐分裂、生长、分化, 形成茎的各种组织结构,包括:
• 表皮 • 皮层 • 维管束 •髓 • 髓射线
• 1、表皮: 最外层的原 表皮生长发 育形成表皮。 一层细胞; 排列紧密; 具角质层; 具少许气孔; 具表皮毛 .
表皮 周皮 皮层 次生韧皮部
维管形成层 次生木质部
木射线 初生木质部

木栓形成层的活动
• 由木栓形成层产生次生保护结构——周皮, 以代替表皮。
• 木栓形成层形成由已发育成熟的薄壁细胞脱 分化形成的,常是由紧接表皮的皮层细胞起 源 Βιβλιοθήκη Baidu有的在初生韧皮部中发生;或可由表皮 细胞转变而成。
• 周皮由木栓层、木栓形成层和栓内层组成。 周皮上还有皮孔 (lenticel)。
本节完
• 多数单子叶植物茎都有存在有居间分生组 织,能使节间伸长。
八、特化的茎
• 特化的茎又称变态茎,分为: 1、地下茎 (subterraneous stem)的变态: ① 根状茎 (rhizomes) ② 块茎 (tubers) ③ 鳞茎 (bulbs) ④ 球茎 (corms) 2、地上茎 (aerial stem)的变态: ① 茎刺 (thorns)。 ② 茎卷须 (tendrils) ③ 叶状茎 (cladophylls) ④ 肉质茎(sarcocauls) ⑤ 爬行茎与匍匐茎(runners and stolons)
木材和年轮
• 木质茎干包括:树皮(bark) ,木材(wood) 和髓(pith) 。
• 树皮:木材以外的部分。包括次生韧皮部、周皮 等。硬树皮和软树皮。
• 木材:次生木质部逐年累积,形成了木材。木材 上具有同心圆的花纹即年轮,是形成层每 年周期性活动的结果。(花梨木和杉木)
• 年轮:每年次生生木质部的生长,春材+秋材形 成的木质部。
• 特点: A、单子叶植物茎一般为草质,只有初生 结构,不进行次生生长。 B、维管束在茎中分散排列或排列成两轮。 C、皮层与髓部没有明显界线。
水稻茎横切图 维管束成两轮排列
竹子茎横切图 维管束散乱排列
导管 筛管 伴胞
水稻茎横切面(示维管束)
• 有些单子叶植物茎能长得很粗,是由初生 增粗分生组织所引起的。
木材的三种切面
横向切面
切向切面
径向切面
六、裸子植物茎的结构
• 木质部:只有管胞,没有导管和纤维。 • 韧皮部:只有筛胞,没有筛管。少数松柏类植物的
茎有许多管状的分泌细胞——即树脂道。 (应用:松脂) • 大多为木本植物。
松树茎横切面
七、单子叶植物茎的结构
• 组成:表皮、基本组织、 维管束(维管束鞘,木质部,韧皮部)
• 早材:(春材)春季形成层活动,分裂快、细胞 大、壁薄、疏松
• 晚材:(秋材)夏季到秋季形成层活动,慢、 小、厚、致密
• 边材(sapwood); • 心材(heartwood)
• 软木材(无纤维,木材更软); • 硬木材(具纤维,更硬)
• 射线: • 横向切面(Cross section):长度,宽度 • 切向切面(Tangential section):宽度,高度 • 径向切面(Radial section):长度,高度
• 茎的主要生理功能:输导、支持作用。 茎还有储藏和繁殖的作用。
• 茎的应用 • 木材,食用,材料,药用,观赏等。
二、茎的形态
茎 ( stem ) 和 茎 干 系 统 (shoot system)
• A、 常分布于地上的营养器 官。包括节(node),节间 (internode), 叶和芽 (bud)。
管状中柱(Siphonostele) 韧皮部与木质部排列成管状,中心为髓部。
真中柱(Eustele) 韧皮部和木质部排列成分离的束状,称为维
管束。中心为髓部。
A-C 原生中柱
K
L
E-G 管状中柱 K-L 真中柱
• B、维管束 在茎中呈一圈排列;由初生韧皮
部、形成层、初生木质部组成,大多数的
种子植物为外韧维管束。双子叶植物茎
• 芽鳞痕(bud scars):顶芽开放后芽鳞脱落 留下的痕迹。
• 皮孔(lenticel)
腋芽 叶痕
顶芽 托叶环痕
维管束痕
托叶
托叶环痕
沙梨 短枝、长枝
The lenticels(皮孔) of some stems
三、茎尖的结构与发育
• 来源于种子中的胚芽和胚轴 • 包括:
A 、 顶端分生组织(shoot apical meristem) ————原套、原体学说
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