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1、第四节 营养器官之间的相互联系,一株植物的各种营养器官在结构和生理上并不是孤立的，而是互相联系和互相影响的，体现着植株生活的整体性和生长相关性。,一 营养器官间维管束的联系,1、枝与叶之间维管束的联系 茎与叶的维管组织也是密切联系的。在茎的节部，维管组织的结构比节间部分复杂得多。因为有些维管束从茎内的维管柱斜出到茎的边缘，然后伸入叶柄进入叶片，组成反复分支的叶脉。进入叶的维管束，从茎中维管束分支起，穿过皮层到叶柄基部为止，这一段称为叶迹。也就是说叶迹就是进入叶的维管束在茎里的一段。每一个叶的叶迹数目随植物的种类而异，但对每一种植物来说是一定的。如双子叶植物中，常有三个叶迹。叶脱落后，在叶痕上可
2、以看到叶迹的痕迹。在一个叶迹进入一个叶子位置的上方，出现一个没有维管束而被薄壁细胞所填充的区域，称为叶隙。,2、茎与根维管组织的联系 种子萌发时，胚轴的一端发育为主根，另一端发育为主茎，二者之间通过下胚轴相连。然而根维管组织的初生结构的特点与茎维管组织的初生结构明显不同。所以，在根、茎的交界处，维管组织必须从一种形式逐渐转变为另一种形式。发生转变所在的部位称为过渡区，一般是在下胚轴的一定部位。 过渡区的结构非常复杂，各种植物又有不同的类型。,根 茎 过 渡 区,茎与枝的维管组织同样也是密切联系的。枝的维管束，同样是从主干的维管束分支出来的。主茎上维管束的分支通过皮层进入枝的部分，称为枝迹，每一
3、枝的枝迹一般为两个。在枝迹上方，同样出现被薄壁细胞所填充的区域，称为枝隙。 可见，植物体营养器官的维管组织，从根通过过渡区与茎相连，再通过枝迹和叶迹与枝、叶相连，构成完整的维管系统。这种结构，保证了植物生活中所需的水分、矿质元素和有机物的输导和转移，并得到良好的机械支持作用。,二、营养器官在生长中的相互影响,（一）地上部分与地下部分的相互关系 1.植物体内水分的吸收、输导和蒸腾 ：陆生植物生活所需要的水分，主要根尖的根毛区吸收的。水分进入根毛后，一方面以细胞间渗透的方法依次通过幼根的表皮、皮层、内皮层、中柱鞘而进入导管中；另一方面由于植物地上部分，特别是绿叶的巨大蒸腾作用，产生强大的吸水力，由
4、叶、茎、根的导管一直传到根毛区的细胞，使根毛区细胞的吸水力增加，不断地向土壤吸收水分。可见，根系的吸水活动与茎的输导和叶的蒸腾都有密切的关系。,2.地下部分与地上部分的生长相关性根条比率 “本固枝荣，根深叶茂”，这句话反映了植物地上部分与地下部分存在着生长相关性。植物的地上部分把光合产物和生理活跃性物质输送到根部去利用，而根系从土壤中吸收的水分、矿质和氮素，及其合成的氨基酸等重要物质，又往上部输送，供给地上部分的需要。植物根系与枝叶之间生理上的密切相关，必然导致二者在生长上出现一定的比例关系，即根条比率。,（二）顶芽与腋芽的关系顶端优势,顶芽对腋芽、主根对侧根有抑制作用，也反映了器官的生长相关
5、性。顶芽发育得好，主干就长得快，而腋芽却受到抑制，不能发育成新枝或发育得较慢。如果去掉顶芽，便可促使腋芽开放，发育为新枝。这种顶芽生长占优势、抑制腋芽生长的现象，称为顶端优势。顶端优势的存在实质上是生长素对腋芽生长活动的抑制作用。主根对侧根也有类似的顶端优势。,（三）营养生长与生殖生长的相关性,一年生植物进入生殖生长时，营养生长常因此中止或削弱，幼叶和茎不仅在果熟期减缓合成和停止输入光合产物，而且通过物质的重新分配，输出一部分积累的碳素与无机物。这一过程加速植株的衰老，最终导致植株死亡。而多年生植物仅将部分营养物质用于生殖生长，使结实枝条仍保持健壮，即使死亡，亦有新枝取代；或同时将部分营养物质
6、转贮地下的贮藏根、根茎等处，仅地上部死亡，来年生长季仍能再度萌发。,第五节 营养器官的变态,某些植物的营养器官由于长期适应某种特殊的环境条件，在形态、结构或生理功能上发生了非常大的变化，并已成为该种植物的遗传性状，这种变化称为变态。,一 根 的 变 态,（一）贮藏根,贮藏根一般肥厚肉质，贮藏养料，常见于二年生和多年生草本植物，根据来源分为肉质直根，块根两大类。 1 肉质直根：主要由主根发育而来，包括胚轴和节间极短的茎。如：萝卜、胡萝卜、甜菜。它们均为二原型，外形相似，内部结构不同。 胡萝卜：大部分由次生韧皮部组成，薄壁组织非常发达，含有大量胡萝卜素和糖分，一个胡萝卜素分子能分解为2个VA分子，
7、营养丰富，占根的主要部分。次生木质部较少，主要是木薄壁细胞，导管较少，就是所谓的芯。,肉质根,萝卜：根与胡萝卜相反，次生木质部发达，导管很少，无纤维，薄壁组织占主要部分，贮藏大量营养物质，次生韧皮部很少。萝卜肉质根中，除一般的维管形成层外，木薄壁组织中的一些细胞可以恢复分裂能力，转变成为一种新的形成层。这种在正常形成层外再产生的形成层称为额外形成层或副形成层。它与正常形成层一样，向内产生木质部，向外产生韧皮部，称为三生结构。,萝 卜,甜菜：甜菜最初的形成层来源、活动次生结构的产生与萝卜、胡萝卜相同。（由木、韧之间的薄壁细胞恢复分裂而形成，向内产生木质部，向外产生韧皮部）。但当正常的形成层活动时
8、，中柱鞘细胞形成了额外形成层的同时，也产生了大量薄壁组织。这些薄壁组织中又产生新的形成层。依次在维管束韧皮部的外方可产生812层额外形成层。 甜菜是我国北方食糖主要来源，薄壁组织中贮藏有大量糖分，特别是木薄壁组织中。根据木薄壁细胞的发达程度可判断甜菜的品质。,2块根：块根由不定根或侧根发育而来，一个植株可有多个，如：甘薯，大丽。 甘薯初生结构中木质部为36原型，初生木质部与初生韧皮部都含大量的薄壁组织。次生结构中木质部有许多导管群或单独的导管散生于薄壁组织中。随着块根的发育在导管周围的维管组织中，产生额外形成层。有时，在没有导管的薄壁组织中和韧皮部外方也产生额外形成层，额外形成层产生三生结构和
9、大量薄壁细胞使根不断膨大。在韧皮部中有乳汁管，因此伤口有白色乳汁流出。 甘薯块根成熟后，先由皮层形成暂时的周皮，以后由中柱鞘产生周皮。此时，表皮、皮层和内皮层已不复存在。,甘薯,甘薯块根,木薯,生长在空气中的根，可分为以下几种： 1.支柱根：一些浅根系的植物，从茎上长出许多不定根，向下深入土中形成能支持植物体的辅助根系，叫做支柱根。 如：玉米拔节后，抽穗前，靠近地面的节上长出不定根，比较粗壮，表皮细胞角质化，皮层中厚壁组织发达，深入土壤后可产生侧根，起吸收和支持作用。 南方的榕树，枝杆上产生许多下垂的气生根，深入土壤后产生侧根起到吸收和支持的功效。,（二）气生根,支柱根,2攀援根：常春藤、络石
10、、凌霄等茎细长柔软不能直立，以不定根固着在其他树干、石山、墙壁上攀援上升，称为攀援根。,络石藤,3呼吸根：生长于海岸边的红树，河边的水松和沼泽地带的植物，因淤泥中空气很少，根呼吸困难，一部分根垂直向上生长暴露于空气中，称为呼吸根。根中有发达的通气组织，有利于通气和贮存气体，维持植物正常生长。,气生根,红树呼吸根,（三）寄生根（吸器）,有些寄生植物，它的茎缠绕在寄主的茎上，同时，长出许多吸器，伸入寄生茎的内部组织，它们之间的维管组织相连同，以此来吸取寄主的水分和养料。如：菟丝子，有的植物本身有绿叶能制造营养，只从寄主体内吸收水分和无机盐，称为半寄生植物。,菟丝子,菟丝子,菟丝子,二 茎的变态,变
11、态茎 植物在长期系统发育的过程中，由于环境的变迁，引起器官形成某些特殊的适应，以致形态、结构都发生了改变的茎。茎的变态，有两种发展趋向。变态部分，有的特别发达，有的却格外退化。无论发达或退化，变态的部分都保存着茎特有的形态特征：有节和节间，有退化成膜状的叶，有顶芽或腋芽。根据形态上的差异，可分为两大类型：地上变态茎，如肉质茎、叶状茎、茎卷须、茎刺等；地下变态茎，如根状茎、块茎、球茎、鳞茎等。,（一）、地上茎的变态：,地上茎的变态有以下几种： 1茎刺：由茎转变为刺，称为茎刺或枝刺，位于叶腋，如：野皂荚、山楂。 在潮湿环境下，枝刺也能生叶或花。刺内部与茎的木质部相连，所以不易剥落。从着生部位和能分
12、枝、生叶来看，与皮刺不同。,2.茎卷须 ：多见于藤本植物。在植株的茎节上生长出的枝条，常常变成一种须状的攀附物，借以缠绕于支持物上，牵引植物向上攀援生长。葡萄的卷须长在腋芽的对方，黄瓜的卷须生在腋芽处。南瓜、丝瓜等植物亦具茎卷须。,黄瓜,3叶状茎 茎转变成叶状，如：假叶树、竹节蓼。,4小鳞茎 大蒜的花间常有肉质小球体，称为（球芽）小鳞茎。长大脱落后，在适当的条件下发育为植株。 5小块茎 有的植物叶腋中的腋芽常形成肉质小球，类似块茎，称为小块茎。如：山药、秋海棠的腋芽形成肉质小球。,6.肉质茎：地上茎变态的一种。茎绿色，肥大多浆液，薄壁组织特别发达，适于贮存水分，并营光合作用。叶片高度退化或成刺
13、状，以降低蒸腾作用，适于生长在干旱地区。茎的形态多种，有球状、圆柱状或饼状的，如仙人掌属、仙人球属植物即具肉质茎。,（二）地下茎的变态,茎一般生长在地上，有的植物茎生长在地下与根相似，但仍具有茎的特征。有以下四种类型。,1根状茎：外形与根相似，横倒于地下，具有明显得节节间，节上的芽发育为地上枝，节上可长出不定根，节上可见到退化的鳞片叶。许多杂草如白茅、狗芽根等，中草药如玉竹、黄精，经济用材植物如竹芦苇和蔬菜莲。,2.块茎 ：地下茎末端形成膨大而不规则的块状，是适于贮存养料和越冬的变态茎。顶部肥大，有发达的薄壁组织，贮藏丰富的营养物质。块茎的表面有许多芽眼，一般作螺旋状排列，芽眼内有23个腋芽，
14、仅其中一个腋芽容易萌发，能长出新枝，故块茎可供繁殖之用。块茎的顶端具有一个顶芽，如马铃薯的块茎较为典型。 马铃薯的地下枝条在土层中匍匐生长，当伸长912厘米时，末端膨大，形成具有短节间的肥厚块茎。在长成的块茎上，表层有周皮，上有少数皮孔。在块茎的横切面上尚可分出皮层、外韧皮部、木质部、内韧皮部和中央的髓部。从外形或构造上看，可以说明它是茎的变态。菊芋、半夏、甘露子（草石蚕）等都有块茎。,菊芋,3.鳞茎： 变态茎非常短缩，呈盘状，其上着生肥厚多肉的鳞叶，内贮藏极为丰富的营养物质和水分。能适应干旱炎热的环境条件。鳞茎也具顶芽和腋芽，可从其上发育出地上的花茎，开花结实。从鳞茎盘的下都可生出不定根，每
15、年可从腋芽中形成一个或数个新的鳞茎，称为子鳞茎，可供繁殖用。鳞叶的宽窄不一，洋葱的鳞叶较宽，百合的鳞叶较窄。随着鳞茎的生长，外鳞叶变得薄而干，有时呈纤维状，可保护内鳞叶不致枯萎。百合科、石蒜科的植物，如洋葱、百合、贝母、蒜等都具鳞茎。,洋葱,4.球茎 地下变态茎的一种。变态部分膨大成球形、扁圆形或长圆形，有明显的节和节间，有较大的顶芽。节上着生膜状的鳞片和少数腋芽。在肥大的肉质茎中贮存有丰富的营养物质，是适于越冬的变态茎。球茎可供繁殖之用。荸荠、慈菇、芋等食用的部分就是球茎。,荸荠,慈菇,三 叶 的 变 态,（一）苞片（苞叶） 是生于花下的一种特殊的叶子，对花果实有保护作用。聚集于花絮外，多数
16、苞片称为总苞。,叶子花,（二）鳞叶 叶特化或退化成鳞片状，称为鳞片。有两种情况。 1. 有的木本植物鳞芽外鳞叶，对芽起保护作用，也称芽鳞，呈为褐色，具有茸毛、粘液。 2. 地下茎的上的鳞叶，有肉质和膜质两种。 肉质：鳞茎上的鳞片，肥厚多汁，富含营养，如 洋葱、百合、蒜。 膜质：地上茎节上膜质退化的叶。如：藕、孛荠、慈菇等。,鳞 叶,（三）叶卷曲 叶的一部分变为卷须状，称为叶卷须。如豌豆，其羽状复叶先端的两片叶变为卷须。拔妾的托叶变为卷须。,豌豆,（四）捕虫叶 ：叶子变态能捕食小虫；呈瓶状（灯笼草）束状（猩菜）盘状（茅膏草）捕虫叶上有腺毛能分泌粘液和消化液，能把虫子消化掉。,捕虫草,猪笼草,茅膏菜,猪笼草,茅膏菜,捕蝇草,（五）叶状柄 有的植物叶片不发达，叶片转为扁平状，成为叶状柄。如，金合欢，本是羽状复叶，后来叶柄扩展，呈叶状，但仍具少数小叶，最后长出的叶，小叶完全消失，仅具有叶柄。我国广东的台湾相思树也是这样。,相思树,（六）叶刺 叶变态为刺状称为叶刺。 如洋槐、酸枣的托叶变为刺称为托叶刺，小檗的叶变为刺。,四、同功器官与同源器官,同功器官：即功能相同，
