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1、根的发育小结：,第3章 种子植物营养器官 第2节 茎,教学主要内容和目的： 一. 茎的功能 二. 茎的形态 三 .茎的初生生长和初生结构 四. 茎的次生生长和次生结构的形成,教学重点、难点：,重 点：种子植物茎的生理功能、外部形态、内部结构；双子叶植物叶与单子叶植物茎的结构比较； 难 点：双子叶植物根和茎次生分生组织的来源比较；次生结构形成过程；木材三个切面结构比较。,茎（stem）是植物体地上部分联系根和叶、支持叶、花和果实的营养器官。少数植物的茎生于地下。 由于茎顶端具有无限生长的特性，所以茎可以形成庞大的枝系。,茎的起源：种子内胚的胚芽（和下胚轴） 茎的位置：根和叶之间,（一）茎的生理功
2、能: 1、输导作用：输导组织 2、支持作用：机械组织 3、储藏作用：薄壁组织 4、繁殖作用：如土豆、杨 （二）茎的经济利用： 1、食用：如土豆、山药、洋葱、莲 2、药用：如黄精、杜仲、半夏、天麻 3、其它原材料：如木材、竹材、纤维、橡胶等,一、茎的生理功能和经济利用,节：茎（枝）上着生叶的部位。 节间：节与节之间的结构部分。（长枝与短枝）,二、茎的基本形态,(一)茎的外形,枝条：着生叶和芽的茎。 长枝：节间较长 短枝：节间很短 一般短枝着生在长枝上，能生花结果，所以又称果枝。,叶痕和束痕（叶迹）： 叶脱落后在节上留下的痕迹称叶痕；叶痕表面看到的叶脱落时叶柄维管束断离后留下的痕迹，称束痕（维管束
3、痕）也称为 叶迹，肉眼观察为点、线状的小突起。,芽鳞及芽鳞痕： 多数植物的越冬芽 外面包被的一至几轮 鳞片称芽鳞。进入生 长季节后，冬芽萌发 使芽鳞的鳞片脱落， 芽鳞的鳞片脱落后在 节上留下的环状痕迹 即为芽鳞痕。,枝条,顶端分生组织 叶 原 基 腋芽原基 幼叶 芽轴,枝、花或花序尚未发育的雏体称为芽。,（二）芽的概念和芽的类型,结 构,芽的类型：依据不同特征可将芽分为不同类型。 （1）按芽在枝上的位置: 定 芽 顶芽 腋芽：（侧芽） 不定芽： 生长在老根、老茎等处， 位置不固定的芽。,（2）按芽鳞有无分: 鳞芽（被 芽）：芽鳞包被的芽，鳞片为叶的变态，被厚 的角质层或毛茸或树脂等，防病虫害及
4、冻害。 裸芽：无鳞片包被的芽。所有一年生植物、多数二年生植 物和少数多年生植物为裸芽。,栓皮栎鳞芽,胡桃裸芽,鳞 芽,裸芽,（3）按所形成的器官分: 枝芽：由顶端分生组织和附属物组成的芽。 花芽：产生花或花序的芽。 混合芽：可以同时发育成枝和花的芽。,叶芽、花芽和混合芽,不定芽,落地生根叶 上的不定芽,（三） 茎的类型,1、按茎的质地分,木质茎,乔木：主干明显，下部少分枝。 灌木：主干不明显，近基部多分枝 亚灌木（半灌木）：仅基部木质化,草质茎,一年生草本：植物在一年内完成生命周期而植 株整体枯死。 二年生草本：指植物当年萌发，次年开花结果 而完成生命周期而枯死。 多年生草本：植物的生命周期在
5、二年以上完 成，包括宿根草本和常绿草本。,肉质茎,（三）茎的生长习性 各不相同，有四种主要的生长方式：,直 立 茎,直立茎 攀援茎 缠绕茎 匍匐茎,茎的生长习性,斑地锦,蛇莓,草莓,匍匐茎,平卧茎,金银花,地锦,攀缘植物,绞股兰,丝瓜,爬山虎,缠绕茎,（四）茎的分枝方式,二叉分支,分蘖的定义： 禾本科植物在生长初期，茎的节间极短，几个节密集于基部，每个节上生有一叶，每个叶腋中都有一个腋芽。在四、五叶期的幼苗，有些腋芽开始活动，迅速生长为新枝，同时在节位上产生不定根。禾本科植物的这种分枝方式称为分蘖。,（五）禾本科植物的分蘖,产生分枝的节称为分蘖节。 第一次分蘖:从主茎发生的分蘖。 第二次分蘖：
6、第一次分蘖苗发生的分蘖。 有效分蘖：能抽穗结实的分蘖。 无效分蘖：不能抽穗的分蘖。 蘖位：就是分蘖所处的节位。,三、茎的发育-苗端分生组织与器官形成,（一）顶端分生组织 和根相似，茎尖分 生区最先端为原分生组 织，其后为初生分生组 织。初生分生组织亦分 为原表皮、基本分生组 织和原形成层三种。,原分生组织,初生分生组织,次生分生组织（形成层）,茎尖的分区 ： 分生区 伸长区 成熟区,（二） 顶端分生组织组成的几种理论 1、组织原学说：,2、原套原体学说：,3、细胞学分区概念：,茎端纵切面，示细胞组织分区 A.细胞图 B.结构图解 1.顶端原始细胞区 2.中央母细胞区 3.周围分生组织区 4.形
7、成层状过渡区 5.肋状分生组织区,枝芽顶端的纵切面，示叶原基 (引自陆时万) 1.顶端分生组织 2.叶原基,(三) 叶和芽的起源,（三）叶和芽的起源 顶芽发生在茎端(或枝端) 分生组织，而腋芽起源于腋芽原基。 叶是由叶原基逐步发育而来的。,茎尖培养 根尖培养,茎尖培养脱毒的原理是茎尖几乎不含病毒，采用旺盛分裂的茎尖组织培养，就有可能去除病毒。,茎尖分区与根尖分区？,与植物向性生长有关？,脱毒苗常用茎尖？,1758年，迪阿梅尔（法国海军督察员） 观察 发现： “如果把一株幼苗上下倒置，它的根会重新定向而向下生长。它的茎会弯曲，向着上方的天空生长”。 揭示 幼苗会重新确定生长方向。 许多科学家：“
8、根进行重新定向的方式和重力有关”。,根尖：“重力影响植物生长”,50年后，奈特（英国乡绅）做科学实验来检测这一说法。 （提供离心力，抵消重力。）,实验结果：幼苗的根背着水轮车的中心向外生长，而所有的幼苗茎都朝着中心生长。,事实：离心力，人造重力。但没能解释 如何感知到重力。,19世纪末，达尔文父子，精确确定植物感知重力的部分。,猜测：“重力感受器”位于根尖。,检验此假说：豌豆、蚕豆和黄瓜的根尖切掉不同长度的小段，把根侧着放在潮湿的土壤上。,结果：不再具备重新确定生长方向和向土壤中弯下去的能力。,进一步推测：根尖一定以某种方式传递了信号。,1.切除根尖之前等待90分钟。结果，无根尖，依然向下生长
9、。,2.不再切除根尖，而是用硝酸银灼烧根尖。,得出结论：根尖具有感知重力的机制。,之后一个多世纪，现代遗传学研究才确认了达尔文的实验结果，表明根最末端的细胞 （根冠的区域中）能感知重力。,平衡石（固定不动之石）对重力做出反应的方式，是科学家猜测它们是真正的重力感受器。,根冠中央区域的细胞内 致密球状结构,最近20年，俄亥俄州 迈阿密大学 约翰.基斯 及其同事 确定 平衡石是否真的就是感知重力的结构？ 方法：通过类似重力的高低度磁场，诱使平衡石侧向移动。 结果：根朝着平衡石移动的同一方向弯曲。 预测：无重力的情况下，平衡石不会落到细胞底部，因此植物无法知道哪儿是下。 检验结果：航天飞机上（在外层
10、空间无重力条件下），“平衡石”随机分布。基斯检测不到任何向地性弯曲。,植物需要“平衡石”感知重力，正如我们需要耳朵中的耳石刺激我们的平衡感受器一样。,茎的生长是与重力相反的方向（负向地性）。它又是如何感受重力的？,达尔文 向光实验：切除植株的顶端部分，可以让植株失去看见光并向着侧面光弯曲的能力。,设想：茎尖也是植物向上生长时所必须的？,（科学家 分离出因各种光受体的缺陷而“失明”的植物。）,事实证明：切掉茎尖，植物仍然能向上生长。 是否意味着：根和茎 感知重力的方式不一样？,实验：科学家把成千株拟南芥突变幼苗（“失明”植物）种上一周后，把它们所在的容器翻了90。 结果：几乎所有都重新定向。 极
11、少数不能感知重力。,不能感知重力：这些突变体有很多个体根和茎都有缺陷。 但是，其他突变体则只有 根或者茎受到影响。,比如：一个叫稻草人的基因 发生突变的拟南芥个体，茎不知道自己什么时候被横置，但根却保持了正向地性。,日本一种“牵牛花” 品种“ 枝垂朝颜” 实际上也是 “稻草人”（scarecrow）基因的突变体。,表明感受重力的位置，并不知根和茎感受重力的机制。,纽约大学 菲尔.本菲 实验室的科学家 试图通过“稻草人”突变体来发现茎感知重力的部位。,内皮层？,发现：“稻草人”基因 是内皮层形成所必须的。,“稻草人”基因发生突变的植株完全没有内皮层。,根中感受重力的是根尖； 在茎中则是内皮层。
12、结构如何？,“枝垂朝颜” 茎失去了负向地性，但根却保持了正向地性。,四、茎的初生生长和初生结构,结合 “根尖 结构”,（一）双子叶植物茎的初生结构,五 、茎的次生生长与次生结构,（1）维管形成层的产生,髓射线的薄壁细胞 （与束内形成层对应位置）,束间形成层,束内形成层,维管形成层,次生韧皮部,次生木质部,维管形成层的活动,(2) 木栓形成层的活动 木 栓 层 木栓形成层 周 皮 树 皮 栓 内 层,表皮（苹果）,厚角组织（椴树）,双子叶植物茎次生结构三维图,心 材 与 边 材,(3) 木材的结构 春 材 ( 早 材 ) 年 轮 秋 材 ( 晚 材 ),木材三切面：横切面、径切面、弦切面,裸子植
13、物茎的结构特点,裸子植物茎的基本结构与双子叶植物相似，初生结构包括表皮、皮层、维管柱三个部分，有形成层，能进行次生生长。 主要不同点： 木质部没有导管，只有管胞；韧皮部没有筛管，只有筛胞。,单子叶植物茎的结构特点（以玉米为例）,特点 :1.维管束散生在基本组织中。 2.没有形成层，不能次生生长。,*,补充：竹茎,双子叶植物茎的初生结构,初生韧皮部,初生木质部,髓,表皮,机械组织,髓射线,束内形成层,双子叶植物茎的初生结构轮廓图,双子叶植物茎的初生构造,2,3,1,1、初生木质部 2、初生韧皮部 3、束内形成层,双子叶植物茎的初生结构立体图解,维管形成层的产生及活动,纺锤状原始细胞 与 射线原始
14、细胞,双子叶植物茎的次生结构,木栓形成层的产生及其活动,周皮和皮孔的形成,木栓层具有重要的经济价值,木栓层细胞的特性： 质轻而有弹性 可用于包装和防震 抗酸 耐腐蚀 为热、电、声的不良导体 隔热、隔声和电的绝缘体 特殊植物（黄柏）的木栓 是良好的天然药物 木栓层的形成和积累情况，决定树皮的外观形态： 木栓形成层条状分布，树皮纵裂； 木栓形成层片状分布，树皮鳞片状脱落： 木栓形成层为连续筒状的分化，树皮套状剥落，比较光滑。,年轮及早材、晚材,早 材,晚 材,年 轮,13年生锻树茎 射线,边材和心材,木材的三切面,苹果茎的立体结构（木材三切面）,玉米茎的结构与维管束,玉米茎立体图解,小麦与水稻茎的结构,初生增厚分生组织,返 回,松茎（示树脂道）,补充了解：竹类形态特点,一、地下茎,二、竹秆（地上茎）,三、枝,四、叶和箨,五、花,六、果,通常为颖果，也有坚果或浆果状类型。,
