第五章植物茎的结构

第三节
植物的茎
重点内容：芽及茎的初生结构。 难点内容：茎的次生生长与次生结 构。 一般了解：茎的外部形态习性、分 支、类型。

茎的功能和经济用途 茎的功能
1、输导作用 2、支持作用 3、繁殖作用 4、储藏作用

茎的经济用途
食用、药用、工业原料、木材、竹材，也是工农业的原料。
一、茎的形态
㈠ 外部形态特征
禾本科植物的分蘖
三、变态茎的形态与类型
地下 茎的 变态
地上茎的变态类型
叶状茎 茎卷须 枝 刺 肉质茎
根状茎 块 茎 球 茎 鳞 茎
昙花、文竹、天冬草等 黄瓜、南瓜、葡萄等 山楂、皂荚等 仙人掌等
竹、姜、莲等 马铃薯等 荸荠、芋、慈菇等 洋葱、水仙、百合等
地下茎的变态类型
四、茎尖
⒈分生区 分生区顶端为原分生组织，后部为初 生分生组织的原表皮、原形成层和基本分生组织。 ⒉伸长区 细胞逐渐停止分裂，迅速伸长生长。外 观表现为节间逐渐伸长，幼叶长大，并由密集逐 渐变成松散。
2.维管形成层的季节性活动
①早材和晚材：
早材：温带的春季或热带的湿季；形成层活动旺盛，形成的次生 木质部细胞，径大而壁薄，质地疏松，颜色浅，称早材或春 材。 晚材：温带的夏末、秋初或热带的旱季；形成层活动减弱，形成 的次生木质部细胞，径小而壁厚，质地紧密，颜色深，称晚 材或秋材。
②年轮线：当年早材与上年晚材之间的界限。年轮：两个年轮线 之间的次生木质部，即一年中形成的早材和晚材。 ③心材和边材： 心材：次生木质部的内层，较早形成的木材。死细胞 边材：靠近维管形成层的次生木质部，是新形成的木材。活细胞
维管束
维管柱鞘 筛管和伴胞(韧皮部) 后生木质部导管 原生木质部导管 气腔 (胞间道)
单双子叶植物茎的区别
表皮：单——有长细胞和短细胞的区别，为终 生保护组织 双——无 ，非 皮层：单——皮层与髓无界限，无髓射线，合 称基本组织 双—— 有 ，有 维管束：单——两轮或散生，具维管束鞘 ；有限 维管束，无束中形成层 双——环生，无限维管束，有束中形成 层
叶原基
发育成叶 发育成茎
幼叶
生长锥
发育成芽
腋芽原基
（三）、芽及其形态
枝芽 按原始体分： 花芽 混合芽 顶芽 芽的类型： 按位置分： 定芽
侧芽 不定芽 鳞芽
裸芽
按芽鳞分
二、正常茎的类型
（一）按茎的质地分：
木质茎
乔木 灌木 亚灌木或半灌木 一年生草本 二年生草本 多年生草本 草质藤本
茎
草质茎 肉质茎
木栓层
木栓形成层
栓内层
周皮和皮孔的形成
(四)、裸子植物茎的构造特点
裸子植物的茎都是木本的，结构和 双子叶木本茎大致相同，二者都是由表 皮、皮层和维管柱等部分所组成，长期 存在着形成层，产生次生结构，使茎逐 年加粗，并有显著的年轮，不同的主要 在组成成分中。
a.木质部主要由管胞组成，和少数木薄壁细胞 （柏科、杉科）或无薄壁细胞（松科）,无导管 （除麻黄科、买麻藤科外）无典型的木纤维。 管胞兼具输送水分和支持的双重作用。 b.韧皮部主要由筛管和韧皮薄壁细胞构成，也 有韧皮射线细胞，无伴胞和韧皮纤维。

（二）单子叶植物茎初生的结构
包括表皮、基本组织和维管束一般只有初生结 构，没有形成层，构造比较简单
表皮
维管束 基本组织
表皮
表皮：表皮细胞（长细胞和短细胞）、气孔器
基本组织
皮层与髓无界限，无 髓射线，合称基本组 织，近表皮的细胞排 列紧密，木质化，为 厚壁组织，有机械支 持的作用。中央的为 薄壁细胞， 细胞大， 排列疏松。
节：着生叶的部位。 节间：节之间的部分。 顶芽：着生在枝条顶端的芽 侧芽：着生在叶腋里的芽。 叶痕：叶脱落留下的痕迹。 芽鳞痕：顶芽是鳞芽的枝条萌发时， 芽鳞片脱落留下的痕迹。 皮孔：茎内外气体交换的通道。
顶芽
侧芽 花芽 叶痕 节间 节 皮孔 芽鳞痕
㈡ 芽
⒈芽的概念：处于幼态而未伸展的枝、花或花序 的原始体。 ⒉枝芽的结构：
髓
髓射线： 是位于两个维管束之间，连接皮
层和髓的薄壁细胞，起贮藏和横向输导的作 用，正对束中形成层的髓射线细胞可恢复分 裂转变为束间形成层。
髓：来源于原形成层内部
基本分生组织，外部小细胞 形成环髓带，是茎中央的薄 壁组织，起贮藏作用。
总结根与茎初生结构的区别：
表皮：根——具根毛，无气孔，角质层较薄 茎——无根毛，有气孔，外壁角质化 皮层：根——外层细胞无叶绿体，内皮层明显，具凯 氏带 茎——外层细胞有叶绿体，内皮层不明显，不 具凯氏带 维管柱：根——中柱鞘发达，木质部与韧皮部相间排 列，无初生射线，木质部外始式发育 茎——中柱鞘不发达，具环状分布的维管 束，木质部与 韧皮部相对排列，具初生射线，木质部 内始式发育

双子叶植物茎的初生结构
表皮 皮层 初生韧皮部 形成层 初生木质部
维 管 束 维管柱
髓部，髓射线
表皮
来源于原表皮 细胞形态：砖形，整齐无间隙具，具表皮毛和 气孔器、外壁角化，形成角质层 作用：保护、防蒸腾 表皮
皮层
来源: 基本分生组织 组成：厚角组织和皮层薄壁组织，无明显内皮层,厚角 组织及外侧薄壁细胞常含有叶绿体，故幼茎常呈 绿 色，具光合和贮藏作用，薄壁细胞还可产生木栓形 成层，内部皮层薄壁细胞常含有丰富的淀粉粒，称 淀粉鞘，具感受重力功能 。 厚角组织
皮层
back
维管柱（维管束、髓部和髓射线）
初生韧皮部 初生木质部 形 成 层 维管束：来源于原形成层， 环状分布，由初生韧皮部、 形成层和初生木质部组成， 外韧无限维管束。多数双 子叶植物的维管束为无限 外韧维管束，木质部与韧 皮部相对排列，之间有束 中形成层。初生韧皮部是 外始式，有韧皮纤维、筛 管、伴胞和韧皮薄壁细胞。 形成层扁平状，壁薄。初 生木质部是内始式，有导 管、管胞、木纤维细胞和 木薄壁细胞。
木质茎-乔木
杜仲
厚朴
草质茎-红花（一年生）
多年生草质茎-薄荷、人参、桔梗
肉质茎-芦荟
（二）按茎的生长习性分：
1.直立茎(erect stem) 2.缠绕茎(twining stem) 3.攀援茎(climbing stem)
4.匍匐茎(creeping stem)
（三）茎的分枝 1.单轴分枝 2.合轴分枝 3.二叉分枝 4.假二叉分枝
（三）茎的次生结构
1.维管形成层的活动（束间形成层和束中形成层）
初生韧皮部
初生木质部
束间形成层 束中形成层
维管形成层 皮层 表皮

表皮 皮层 初生韧皮部 束间形成层 束中形成层 初生木质部
维管束
纺锤状原始细胞
向外，次生木质部
维 管 形 成 层
射线原始细胞
向内，次生韧皮部
扩大维管形成层 环的周径 韧皮射线 木射线
韧皮纤维 韧皮部 形成层
晚材 早材 木射线
髓
双子叶植物木质茎示年轮
3. 木栓形成层的来源和活动
• 茎的木栓形成层起源于表皮或皮层，是外 起源。木栓形成层的结构较维管形成层简 单，它只含一种类型的原始细胞（这些细 胞在横切面上成狭长的长方形，在切向切 面上成较规则的多角形）。木栓形成层的 活动是进行平周分裂，向内产生栓内层， 向外产生木栓层，二者与木栓形成层共同 构成周皮，起保护作用。
c.有的茎中具树脂道，如松属。有些茎的皮层， 维管柱常分布着许多管状树脂道，这在双子叶 植物木本茎中是没有的。
六、茎的结构
（一） 双子叶植物茎的初生结构
１、初生结构 （1）表皮 表皮是幼茎最外面的一层细胞 （2）皮层 位于表皮内方，由薄壁组织所组成。 （3）维管柱 维管柱是皮层以内的部分。 ①维管束：由初生木质部和初生韧皮部共同组 成的分离束状结构。 ②髓：位于幼茎中央 ,由薄壁组织组成,有贮藏 养料作用。 ③髓射线：各维管束之间的薄壁细胞，有横向 运输的作用，同时也是茎内贮藏营养物质的组织。
茎尖可分为分生区、伸长区和成熟区三个区。
⒊成熟区 节间长度趋向稳定，各种组织分化成熟， 形成了初生结构。
五、茎的发育
㈠顶端分生组织 ㈡顶端分生组织组成的几种理论
⒈组织原学说 ⒉原套--原体学说 ⒊细胞学分区学说
㈢叶和芽的起源
外起源：叶和芽的起源于茎尖分生组织表面第一层或 第二、三层细胞，即起源于茎尖表面，这种起源叫外 起源。