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植物的茎的初生生长和初生结构课件

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植物的茎的初生生长和初生结构课件_第1页
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三)(三) 茎的初生生长和初生结构茎的初生生长和初生结构 茎尖的分区茎尖的分区 : 分生区、伸长区、成熟区原套原套原体原体髓分生组织髓分生组织原分生组织原分生组织周缘分生组织周缘分生组织原原 表表 皮皮基本分生组织基本分生组织( 部部 分分 )原形成层原形成层基本分生组织基本分生组织( 部部 分分 )皮层、髓射线皮层、髓射线维管束维管束髓髓表表 皮皮 初生分生组织初生分生组织成熟组织成熟组织 三、茎的发生与结构三、茎的发生与结构 (一一) 茎尖的分区茎尖的分区 从纵剖面上看茎尖与根尖一样,也可从纵剖面上看茎尖与根尖一样,也可分为分为分生区分生区、伸长区伸长区和和成熟区成熟区三个部分三个部分 1.1.分生区分生区 茎茎尖尖顶顶端端一一般般为为半半球球形形的的结结构构,由由一一团团原原分分生生组组织织所所构构成成在在茎茎尖尖顶顶端端以以下下的的四四周周,有有叶叶原原基基和和腋腋芽芽原原基基茎茎尖尖顶顶端端有有原套原套、原体原体的分层结构的分层结构 原原套套和和原原体体稍稍后后由由其其原原始始细细胞胞向向外外侧侧下下方方衍衍生生的的细细胞胞分分化化成成周周缘缘分分生生组组织织(肋肋状状分分生生组组织织),向向原原体体下下部部衍衍生生的的细细胞胞构构成成髓髓分分生生组组织织,它它们们都都属属于于原原分分生生组组织织。

髓髓分分生生组组织织再再向向下下分分化化形形成成基基本本分分生生组组织织;周周缘缘分分生生组组织织将将来来分分化化形形成成原原表表皮皮、基基本本分分生生组组织织和和原原形形成成层层三三种种初初生分生组织生分生组织 2. 2. 伸长区伸长区伸伸长长区区的的主主要要特特点点和和根根中中伸伸长长区区相相似似,细细胞胞亦亦迅迅速速沿沿纵纵轴轴延延伸伸,在在外外观观上上表表现现为为茎茎、枝枝很很快快伸长,其内部结构的分化为:伸长,其内部结构的分化为: 最中间的最中间的髓分生组织髓分生组织髓髓 原表皮原表皮表皮表皮 基本分生组织基本分生组织皮层、髓射线皮层、髓射线 原形成层原形成层维管束维管束 成熟区内部的解剖特点是细胞的有丝分裂和伸长生成熟区内部的解剖特点是细胞的有丝分裂和伸长生长都趋于停止,各种成熟组织的分化基本完成,已长都趋于停止,各种成熟组织的分化基本完成,已具备幼茎的初生结构具备幼茎的初生结构3. 3. 成熟区成熟区蚕豆成熟区的横切2.2.茎的初生生长茎的初生生长顶端生长顶端生长居间生长居间生长茎的初生生长茎的初生生长(一一)顶端生长顶端生长l在生长季节,苗端分生组织细胞不断进行分裂、伸长生长和分化,使茎的节数增加,节间伸长,同时产生新的叶原基和腋芽原基。

这种由于苗端分生组织的活动而引起的生长称为顶端生长顶端生长(apical growth)亚麻茎的顶端生长(引自)118.是茎上依次出现的叶,虚线表示生长速度(二二)居间生长居间生长l某些植物茎的伸长除了顶端生长外,还伴有居间生长随着居间分生组织细胞的分裂生长和分化成熟,节间明显伸长这种生长方式称为居间生长例如,冬小麦的冬前生长仅是顶端生长二、双子叶植物茎的初生结构双子叶植物茎的初生结构表表 皮皮皮层薄壁组织皮层薄壁组织维管束维管束髓髓髓射线髓射线保护组织,具角质层、气孔器、表皮毛保护组织,具角质层、气孔器、表皮毛厚角组织厚角组织皮层皮层维管柱维管柱初生木质部初生木质部初生韧皮部初生韧皮部薄壁细胞薄壁细胞1.表皮表皮l表皮是幼茎最外面一层生活细胞,由原表皮发育而来,具有保护作用,为初生保护组织,细胞形状规则,多呈长方形,长径与茎的纵轴平行,排列紧密,无胞间隙,有少数气孔,是气体交换的通道表皮细胞一般不含叶绿体有的植物茎的表皮含花青素,使茎呈红色或紫色(如蓖麻)表皮细胞外壁较厚,常角质化,具角质层有的还有蜡被,如蓖麻、甘蔗等有的表皮上还分化出表皮毛和腺毛,加强保护作用表皮的这些特点,既有保护作用,又有控制蒸腾的功能。

双子叶植物的表皮双子叶植物的表皮v向日葵幼茎横切局部向日葵幼茎横切局部示表皮毛示表皮毛图示图示表皮表皮2.皮层皮层l位于表皮和维管柱之间,由基本分生组织发育而来,由多层细胞组成,包含多种组织,其中最主要的是薄壁组织紧接表皮的几层细胞,常为厚角组织,一般连成筒状,环绕在表皮内方,在横切面上呈圆环状,如向日葵也有呈束状分布,如蚕豆的方茎,芹菜的多棱茎厚角组织细胞是生活细胞,有时也含有叶绿体,能进行光合作用,但主要是起支持作用l厚角组织内方为薄壁组织,由多层细胞组成,细胞呈球形或椭圆形,细胞壁薄,具叶绿体,能进行光合作用,有的细胞内具贮藏物质细胞排列疏松,有明显的胞间隙,在水生植物茎中构成通气组织有些植物茎的皮层中有分泌腔(如棉花、向日葵)、乳汁管(如甘薯)或其他分泌结构的分化有些则具有含晶体和单宁的细胞(如花生、桃)有的木本植物茎的皮层内往往有石细胞群的分布v向日葵幼茎横切局部向日葵幼茎横切局部示皮层厚角组织示皮层厚角组织 l皮层的最内层细胞在茎中有多种情况,大多数植物茎的内皮层不明显或不存在,但在水生植物和有些植物的地下茎中有内皮层,并具凯氏带增厚,如益母草等有的细胞内含有淀粉粒,称为淀粉鞘淀粉鞘(starch sheath),如蚕豆、蓖麻等皮层最内层细胞中的淀粉鞘非常明显。

3.维管柱维管柱l维管柱是皮层以内的柱状部分,占较大体积,这一点与根不同,也不存在中柱鞘因此,皮层和维管柱的界线难以划分,多数双子叶植物茎的维管柱由维管束、髓和髓射线组成1.维管束(vascularbundle)l维管束由原形成层发育而来,包括初生木质部和初生韧皮部,为复合组织多数植物茎中,初生韧皮部位于初生木质部外方,为外韧维管束;有些双子叶植物,如甘薯、烟草、马铃薯、南瓜等的幼茎中的维管束,在初生木质部的内方还有内生韧皮部存在,称为双韧维管束草本双子叶植物幼茎横切面上,维管束呈椭圆形,各维管束之间的距离较大,它们环形排列于皮层内侧多数木本植物茎内的维管束,彼此间距很小,几乎连成完整的环在立体结构中,各维管束是彼此交织贯连的l双子叶植物茎维管束的结构双子叶植物茎维管束的结构l向日葵茎横切局部示髓和髓射线2.髓和髓射线l髓和髓射线是中柱内的薄壁组织,由基本分生组织发育而来位于幼茎中央部分的称为髓髓(pith)位于相邻两个维管束之间连接皮层与髓的薄壁组织,称为髓髓射线射线(pith ray)髓细胞体积较大,常含淀粉粒,有时髓中央有含晶体和单宁的异细胞,故髓具有贮藏作用髓射线的生理功能,除贮藏作用外,还可作为茎内径向输导的途径。

一部分的髓射线细胞在次生生长时可变为束间形成层木本幼茎的初生结构中,由于维管束互相靠近,髓射线很狭窄棉花幼茎横切示双子叶植物茎的初生结构(二)单子叶植物茎的结构(二)单子叶植物茎的结构l 禾本科植物茎的共同特点禾本科植物茎的共同特点是维管束散生是维管束散生分布,没有皮层和中柱的界限,由分布,没有皮层和中柱的界限,由表皮表皮、基本基本组织组织、机械组织机械组织和和维管束维管束四个部分组成四个部分组成4.单子叶植物茎的结构特点单子叶植物茎的结构特点(以玉米为例)(以玉米为例) 表表 皮皮 初生韧皮部初生韧皮部 维管束维管束 初生木质部初生木质部 维管束鞘维管束鞘 基本组织基本组织 特点特点 :1.维管束散生在基本组织中维管束散生在基本组织中 2.没有形成层,不能次生生长没有形成层,不能次生生长1.表皮表皮l表皮位于茎的最外层,由表皮细胞和气孔器有规律地排列而成表皮有长细胞和短细胞两种类型长细胞为表皮的主要组成部分,细胞壁厚而硅质化和角质化,其纵向壁呈波纹状相互嵌合;短细胞分为木栓化的栓细胞和硅质化的硅细胞表皮细胞硅化程度高低与抗病虫害能力的强弱有一定关系禾本科植物气孔器特殊,除由一对哑铃形的保卫细胞构成外,保卫细胞的旁侧还各有一个副卫细胞。

l1. 栓质细胞栓质细胞l2.硅质细胞硅质细胞l 3.短细胞短细胞 l4.长细胞长细胞l 5.气孔器气孔器 玉米茎的表皮玉米茎的表皮(表面观表面观) (引自陆时万引自陆时万)l小麦茎横切小麦茎横切示表皮示表皮 (2)基本组织基本组织 基本组织主要由薄壁细胞组成基本组织主要由薄壁细胞组成 机械组织环机械组织环通气组织通气组织基基本本组组织织机机械械组组织织 3.维管束维管束 l维管束由维管束鞘、初生木质部和初生韧皮部组成许多维管束分散在基本组织中,它们排列的方式分为两类:一类以水稻、小麦等为代表,各维管束大体上排列为内、外两环外环的维管束较小,位于茎的边缘,大部分埋藏于机械组织中;内环的维管束较大,周围为基本组织所包围,节间中空,形成髓腔另一类如玉米、甘蔗、高粱等,它们的维管束分散于基本组织中近边缘的维管束较小,互相距离较近;靠中央的维管束较大,相距也较远l维管束维管束的外周有厚壁组织组成的维管束鞘包围在维管束两端,厚壁细胞更多维管束鞘里面为初生韧皮部和初生木质部,没有束中形成层,这种维管束称为有限维管束,是单子叶植物(包括禾本科植物)茎的主要特征之一 每每束束维维管管束束的的外外围围有有厚厚壁壁机机械械组组织织组组成成的的维维管管束束鞘鞘所所包包围围。

在在维维管管束束两两端端,厚厚壁壁细细胞胞更更多多维维管管束束鞘鞘的的里里面为面为初生韧皮部初生韧皮部和和初生木质部初生木质部 初初生生木木质质部部位位于于维维管管束束的的近近轴轴部部分分,整整个个横横切切面面的的轮轮廓廓呈呈V形形V形形的的基基部部为为原原生生木木质质部部,包包括括1至至几几个个环环纹和螺纹导管及少量木薄壁组织纹和螺纹导管及少量木薄壁组织气隙或原生木质部腔隙气隙或原生木质部腔隙大型孔纹导管大型孔纹导管 初初生生韧韧皮皮部部位位于于初初生生木木质质部部的的外外方方,其其中中的的原原生生韧韧皮皮部部已已被被挤挤毁毁后后生生韧韧皮皮部部是是由由筛筛管管和和伴伴胞胞组组成成的的, ,筛筛管管较较大大呈呈多多边边形形每每个个筛筛管管旁旁边由三角形或长方形的小细胞称为伴胞边由三角形或长方形的小细胞称为伴胞l水水稻稻茎茎横横切切局局部部l水水稻稻茎茎横横切切局局部部示示维维管管束束水稻水稻茎横茎横切理切理论图论图单子叶植物茎的初生加粗生长单子叶植物茎的初生加粗生长玉米、甘蔗、棕榈等少数单子叶植物的茎,虽不能像树木的茎一样长大,但也有明显的增粗现象增粗的原因有两种:一是初生组织内的细胞长大,导致总体的增大;二是茎尖叶原基和幼叶内方,有几层由扁长形细胞组成的初生增粗分生组织初生增粗分生组织(Primary thickening meristem),也叫初生加厚分生组织。

初生增粗分生组织整体如套筒状,它们和茎表面平行,进行平周分裂增生细胞,沿伸长区向下分裂频率逐渐减弱,常终止于成熟区初生加厚分生组织的活动,使顶端分生组织的下面几乎达到成熟区的粗度初生加厚分生组织由顶端分生组织衍生,属于初生分生组织,所产生的加粗生长称为初生加粗生长l1.原形成层l2叶原基及幼叶l3.顶端分生组织l4.初生增粗分生组织玉米苗端纵切图解,示初生加厚分生组织玉米苗端纵切图解,示初生加厚分生组织 (引自陆时万引自陆时万)。

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