高中生物竞赛——植物学——茎

形成层
初生木质部
维管束
4．髓射线medullary ray
存在部位:是维管束间的薄壁组织，也称初生射线。 作用：（1）内通髓部、外达皮层，具有横向运输的作用和 贮藏作用。一般草本植物茎的髓射线较宽，而木本植物 茎的髓射线极窄或不明显。 （2）髓射线细胞具有潜在分生能力，在次生生长开始时， 与束中形成层细胞相邻的髓射线细胞也恢复分生能力， 成为整个形成层的一部分，称为束间形成层。 （3）在一定条件下，髓射线细胞会产生不定芽、不定根。
（3）木栓形成层及周皮
树皮的概念： 狭义的概念是指木栓形成层及外方所有枯死部分，即落皮层； 广义的概念是指维管形成层以外的所有组织，包括次生韧皮部、 初生韧皮部及以外的周皮。如茎皮类药材厚朴、杜仲、肉桂 等。 硬树皮与软树皮 硬树皮（外树皮）是指死的树皮，即指落皮层的部分。 软树皮（内树皮）是指活的树皮,是指形成层以外与落皮层以 内的部分,主要是指次生韧皮部部分。
(2)次生韧皮部
来源：是由维管形成层向外分裂产生的部分。 组成：一般由筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞与韧皮纤维组成。 颓废组织：当次生韧皮部形成以后，初生韧皮部被挤压到外方， 筛管和伴胞等被破坏，细胞界限不清，称为颓废组织。 药用价值：次生韧皮部中的薄壁细胞中含有多种营养物质，具有 一定的药用价值，如皮类药材的厚朴、黄柏等，主要取茎的韧 皮部入药。
• 由于形成层和木栓形成的分裂活动，使茎加粗，这个过程称为 次生生长。由次生生长所形成的次生组织组成了次生构造。 • 木本植物的次生生长可持续多年，所以次生构造很发达。 以下讲述： 1. 双子叶植物木质茎的次生构造 2. 双子叶植物草质茎的次生构造
1.双子叶木质茎的次生构造
• • （1）维管形成层的来源及分裂活动 来源：束中形成层----原形成层遗留下来的一、二层细胞。位于在初生木质部 和初生韧皮部之间。 束间形成层----髓射线细胞部分恢复分生能力，成为束间形成层。位于邻近束中 形成层的髓射线细胞。 束中形成层与束间形成层合称为维管形成层，简称形成层。形成层连成一环状。 分裂活动：产生次生木质部和次生韧皮部。形成层具有强烈的分裂活动，向 内分裂产生次生木质部，添加于初生木质部的外方，向外分裂产生次生韧皮 部，增添于初生韧皮部的内方，将初生韧皮部推向外侧。 向内形成次生木质部的数量远多于次生韧皮部，所以木质茎树木越粗，木材 占的比例越大。 产生维管射线（次生射线） 形成层细胞的分裂活动，每隔一定距离分裂产生一些薄壁细胞，呈放射状分 布于次生木质部与次生韧皮部中间，称为维管射线或称次生射线。维管射线 横向运输水分及营养物质，同时也有贮藏作用。
3）束中形成层： 存在部位：位于初生韧皮部和初生木质部之间。 来源：由原形成层遗留下来的具有分生能力1~2层细胞。 作用：由这些细胞的分生即产生了次生维管组织，能使茎不断加粗。 维管束细胞的其它特点：某些植物的维管束中含有分泌组织，而维管束的薄壁细胞中常含有淀粉、晶体等 后含物
3．初生维管束
韧皮纤维 初生韧皮部
5．髓pith
存在部位：位于茎的中心部分。 组成：由一些大的薄壁细胞构成。 髓的某些特征： （1）双子叶植物茎具有髓，这区别与根的初生构造。 （2）一般草本植物的髓部较大，木本植物的髓部较小。 （3）有些植物髓部呈局部破坏，形成横髓隔，形成空腔。 （4）有些植物茎的髓含有石细胞，有些植物茎髓部四周有环髓带 或髓鞘。
芽的纵切面
(二)双子叶植物茎的初生构造 primary structure
• 茎的成熟区作一横切面，观察茎的初生构造，由外向内 可分为: 1.表皮 2.皮层 初生韧皮部 3.维管柱----(1)初生维管束---初生木质部
(2)髓射线 (3)髓
束中形成层
向日葵茎横切面
表皮 皮层
维管束 髓射线 髓
茎
Hale Waihona Puke ( 一)、茎尖及发展 部位：茎尖指茎或枝的顶端，为顶端分生组织所在的部 位。呈圆锥状，又叫生长锥。 分区：分生区、伸长区、成熟区三个区。 • 茎尖与根尖主要区别是： 1.茎尖的前端没有类似根冠的构造。 2.生长锥的四周有叶原基，腋芽原基。 3.生长锥分裂出来的细胞分裂、分化进而形成茎的初生 构造。
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髓部
木质部 形成层 韧皮部
皮层
周皮 表皮
三年生椴树茎的横切面
双 子 叶 木 质 茎 的 次 生 构 造
（1）次生木质部
组成：导管、管胞、木薄壁细胞、木纤维和木射线。 年轮：一年一轮标志着树木的年令，称为年轮。 年轮的形成:是由于形成层的分裂活动受到季节影响而产生的。 春材(早材)：春季温暖、雨量充沛，所以形成层分裂活动比较强烈， 产生的细胞体积大、细胞壁薄、导管直径大、数目多、纤维较少， 因此木质部质地较疏松，颜色较淡，称早材或春材。 秋材（晚材）：秋季,气温下隆,雨量稀少,形成层的分裂活动降低,所 产生的细胞体积较小、细胞壁较厚、导管直径较小、数目少、木 纤维成分多,因此木材质地较密,颜色较深,称晚材或秋材。
双子叶植物茎初生构造的识别特征
1．表皮一般一层细胞，具有角质层、气孔、毛茸及其它附属物。 2．皮层较根为窄，一般为由大型而排列疏松的薄壁细胞组成， 内皮层不明显。 3．维管柱一般不存在中柱鞘，维管束一般为无限外韧型V，成 环状排列。 4．具有髓和髓射线。
(三) 双子叶植物茎的次生构造 secondary structure
双子叶植物茎
初生构造简图
1. 表皮
来原: 由原表皮层发展而来。 细胞特点：为一层长方形或方形、扁平、排列 整齐而紧密的生活细胞构，一般不含叶绿体。 表皮附属物：有的植物具有气孔、毛茸或角质 层或其它附属物。表皮细胞的外壁比较厚，通 常角质化形成角质层，有的还蜡质层。
2. 皮层
存在部位： 位于表皮内方，
双子叶木质茎的次生构造的主要特征
1．周皮发达，并往往剥落成为落皮层，但周皮的厚薄主要看树令 及树木种类。 2．维管束成环状排列，形成层连续成环，V为无限外韧型V。 3．次生木质部中有明显的年轮。 4．髓射线狭窄，一般为1~2行细胞宽，射线呈放射状，并有维管射 线。 5．有由薄壁细胞构成的髓。
2. 双子叶植物草质茎的次生构造 secondary structure
(3)木栓形成层及周皮
周皮产生的来由：木质茎的次生生长强烈，茎不断加粗，表皮遭到破坏，产生了新的次 生保护组织周皮代替表皮行使保护功能。 木栓形成层的来源： 可由表皮、皮层的最外层细胞、皮层、内皮层细胞或韧皮薄壁细胞转变而来 存活周期：一般木栓形成层的活动只有数月就失去分生能力，依次在其内方又产生新的 木栓形成层，形成新的周皮。 木栓形成层的活动：产生周皮 木栓形成层向外分裂产生多量的木栓细胞，细胞强烈栓化，是死细胞，径向整齐地成行 排列；向内分裂产生少量栓内层细胞，是生活细胞，往往含有叶绿体，此特称为绿皮 层。 皮孔：是周皮上的通气结构。 皮孔的形状、色泽、大小可作为鉴别树种的特征。色泽有褐色、黄色、赤锈色等，形状 有圆形、椭圆形、线形等。大小从1~2mm左右。
（3）木栓形成层及周皮
• 落皮层：木本植物的木栓形成层不断更新，新的周皮不断产生， 比较早形成的周皮呈现剥落状态。因此植物学上把新周皮外方 的所有死亡组织的综合体称为落皮层。 • 落皮层破裂脱落： 有呈鳞片状、环状、纵沟纹、大片脱落等。 有的茎周皮常年积累而不脱落，形成很厚且有弹性的树皮，如黄 柏、栓皮栎。 每种植物的树皮常具有一定形状的裂纹，可作为鉴别的特征。
玉米茎的横切面
表皮 维管束
基本组织
韧皮部 木质部
维管束鞘
石 斛 茎 横 切 面 详 图
1.角质层 2.表皮 3.针晶束 4.纤维束 5.韧 皮部 6.木质部 7.薄壁 细胞
石斛茎横切面简图
1.表皮 2.维管束 3.基本组织
石斛茎外 韧维管束 放大图
4.纤维束
5.韧 皮部 6.木质部
石 菖 蒲 根 茎 横 切 面 简 图
心材与边材
边材：靠近外围边缘的木材，颜色较浅，质地也较松软，称之为 边材。边材具输导能力。 心材：在木材横切面上，中心部分的颜色较深，质地较坚硬，称 之为心材。心材常积累一些代谢产物使导管和管胞堵塞，失去 输导能力。 入药：心材沉积的代谢产物，往往是中药的药效成分，茎木类药 材均以心材入药。
木材三切面
双子叶植物草质茎的生长期短，次生生长有限，次生构造不发达， 其结构特点为： (1)最外层为表皮，表皮上常有毛茸、气孔、角质层、蜡被等附属 物。少数植物形成薄的木栓层，所以表皮仍留在表面。 (2)维管束多为无限外韧型（少数为双韧维管束），成环状排列。 (3)某些植物仅有束中形成层而不具束间形成层。。 (4)髓射线一般较宽，髓部较发达。
包括初生木质部、初生韧皮部和束中形成层。 （1）初生韧皮部： 存在部位：位于维管束的外方。 组成：由筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞和初生韧皮纤维组成。 （初生韧皮纤维往往成群地位于韧皮部的最外侧。） 分化成熟方向：为外始式， （2）初生木质部： 存在部位：维管束的内侧。 组成：由导管、管胞、木薄壁细胞和木纤维组成。 分化成熟方向：为内始式。
• 细胞特点：为多层形状较大、排列疏松的薄壁细胞组成，细胞多呈类 圆形。（占有的部位不如根的宽广 ） • 细胞特征： 1.靠外方的细胞常含有叶绿体，所以幼嫩茎呈绿色。 2.靠近表皮的部位常具有厚角组织，起机械支持作用。 3.有的植物皮层中含有纤维或石细胞或分泌细胞。 4.有些植物内皮层的细胞中含有大量淀粉，特称为淀粉鞘，如马兜铃 5.与根的初生构造不同的是，茎的皮层不存在明显的内皮层。
薄 荷 茎 横 切 面 详 图
薄 荷 横 切 面 简 图
(六)单子叶植物茎和根茎的构造特点
（一）单子叶植物茎的构造特点 与双子叶植物茎的构造相比，其不同点为： 1. 终身只具初生构造，茎不能无限增粗。 2. 单子叶植物茎的最外层是由一列表皮细胞构成的表皮，通常不产 生周皮。禾本科植物茎杆的表皮下方，往往有数层厚壁细胞分布， 以增强支持作用。 3. 表皮以内为基本组织和散布在其中的多数维管束，因此无皮层和 髓及髓射线之分。维管束为有限外韧型。