3.2第三章 种子植物的营养器官——茎

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
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
髓
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
髓
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
髓
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