第二节 茎第二节 茎第二节 茎 一、茎的生理功能 二、茎的形态 三、茎尖的结构与发育 四、双子叶植物茎的初生结构 五、双子叶植物的次生结构 六、裸子植物茎的结构 七、单子叶植物茎的结构 八、特化的茎一、茎的生理功能 茎是组成地上部分的枝干,上承枝叶,下接根部,在形态、结构和功能上,都与根和叶密切相关和根不同,茎的外部形态最明显的是具节、节间、长叶、有芽 茎的主要生理功能:输导、支持作用 茎还有储藏和繁殖的作用 茎的应用 木材,食用,材料,药用,观赏等瑞香科土沉香(或沉香)功能:降气,纳胃,壮肾阳药用部分:含树脂的木质部药用主要成份:沉香螺醇(Agarospirol)、 沉香醇Geroniol沉香结香可能是在立木受伤后,真菌侵入寄生, 在菌丝所分泌的酶的作 用下, 木材薄壁性的细胞内的淀粉产生了一系列 的化学变化, 最后变成为香脂香脂开始形成时, 细胞内的淀粉解体而逐渐消失, 不久逐渐出现黄 色分泌物, 先是堆积在细胞腔的一隅, 或在细胞腔的四周呈薄薄的一层, 然后逐步充满整个细胞腔二、茎的形态茎(stem)和茎干系统(shoot system) A、 常分布于地上的营养器 官包括节(nodes),节间(internodes), 叶和芽(buds)。
可分为芽、枝(shoot)和 茎干(trunk) B、 茎由主轴(茎干)和各级分枝组成C、维管植物中,茎干的伸展使叶能最大限度地吸收阳光 D、节是叶着生的位置;节间是两个节之间的区域它们是区别节与根的重要特征E、茎干系统与根系的大小成正比例关系茎的基本形态 节 (node):茎上生叶的部位 节间 (internode):相邻两节之间的部位 顶芽(terminate bud):在茎的顶端着生的芽 腋芽(axillary bud):在叶腋(leaf axil)处着生的芽 苗或枝(shoot):着生有叶和芽的茎茎的基本形态 叶痕(leaf scar):叶片脱落后在枝条上留下的痕迹 维管束痕(bundle scar):茎与叶柄间维管束断离后留下的痕迹 芽鳞痕(bud scars):顶芽开放后芽鳞脱落留下的痕迹 皮孔(lenticel)叶痕 腋芽顶芽 托叶环痕维管束痕托叶托叶环痕The lenticels(皮孔) of some stems 来源于种子中的胚芽和胚轴 包括: A 、 顶端分生组织(shoot apical meristem) 原套、原体学说 原套:起保护作用,排列整齐() 层,后发育成表皮。
原体:细胞小,无规则,多层,后发育成 其它组织三、茎尖的结构与发育三、茎尖的结构与发育 A 、 顶端分生组织 B、 幼叶:已有维管组织的分化 C、 顶芽和腋芽:分化成枝、花 D、 叶原基( Leaf primordium ):无组 织的分化 E、 髓(pith) :薄壁细胞小麦胚芽图胚芽胚轴 叶茎顶端分生组织腋芽 腋芽原基髓茎尖纵切图 叶原基花芽纵切图四、双子叶植物茎的初生结构 木质双子叶植物茎的初生结构 是由初生分生组织逐渐分裂、生长、分化,形成茎的各种组织结构,包括: 表皮 皮层 维管束 髓 髓射线 1、表皮:最外层的原表皮生长发育形成表皮一层细胞;排列紧密;具角质层;具少许气孔;具表皮毛 . 功能:保护2、皮层:基本分生组织产生薄壁组织,形成皮层和髓部由薄壁(厚角)细胞组成;细胞层数少;没有内皮层;幼茎具叶绿体 功能:支持、保护、贮藏、光合作用3、维管柱A、中柱(steles)中柱是由初生木质部、初生韧皮部、髓等构成的中心部分原生中柱(Protostele) 韧皮部围绕木质部,中心为木质部管状中柱(Siphonostele) 韧皮部与木质部排列成管状,中心为髓部真中柱(Eustele) 韧皮部和木质部排列成分离的束状,称为维管束。
中心为髓部KLA-C 原生中柱 E-G 管状中柱 K-L 真中柱 B、维管束 在茎中呈一圈排列;由初生韧皮 部、形成层、初生木质部组成,大多数的 种子植物为外韧维管束双子叶植物茎 中,维管束成一轮排列 初生韧皮部:在外侧;与木质部内外排列; 初生木质部:在内侧,与韧皮部内外排列; 内始式发育 形 成 层:具分裂能力;几层细胞 C、中柱鞘 最外一层;具再生能力;许多茎中无此结构A amphivasal bundle 周木 B amphicribral bundle 周韧C collateral bundle 外韧 D bicollateral bundle双韧ABCD表皮初生木质部初生木质部形成层形成层初生韧皮部初生韧皮部皮层皮层 髓4 、髓:由薄壁细胞组成;占大比例 髓是茎的中心部分,多数植物的髓由薄壁组织组成有的植物的髓在发育时破裂,形成髓腔 (pith cavity),或节间还存留薄片状的组织5 、髓射线:由薄壁细胞组成;有多条 是维管束之间的薄壁组织,由基本分生组织产生,内连髓部,外通皮层,有横向运输的作用 多数木本植物中,髓射线仅为1或2行薄壁细胞;双子叶草本植物则有较宽的髓射线。
表皮 苜蓿茎横切面结构图(低倍镜)髓射线髓射线 维管束维管束皮层皮层 髓髓草质(Herbaceous) 双子叶植物茎的结构A、包括:表皮、皮层、维 管束(分离或成环)、髓B、形成层存在于维管束内, 成一环排列活动时间短五、双子叶植物的次生结构 茎的次生结构是指由维管形成层和木栓形成层活动形成的结构,使茎加粗生长形成层的活动是茎增粗的主要因素 维管形成层和木栓形成层细胞分裂、生长和分化,产生次生结构的过程称次生生长 维管形成层:产生次生木质部和次生韧皮部,维管射线 木栓形成层:产生周皮,由木栓层,木栓形成层和栓内层构成皮孔)髓初生木质部(1)形成层环形成(2)皮层木栓层木栓形成层(3)(4)椴树茎横切面(二年生)表皮次生韧皮部次生木质部初生木质部髓木射线维管形成层周皮皮层木栓形成层的活动 由木栓形成层产生次生保护结构周皮,以代替表皮 木栓形成层形成由已发育成熟的薄壁细胞脱分化形成的,常是由紧接表皮的皮层细胞起源 ;有的在初生韧皮部中发生;或可由表皮细胞转变而成 周皮由木栓层、木栓形成层和栓内层组成周皮上还有皮孔 (lenticel)皮孔表皮木栓层木栓形成层栓内层椴树茎横切面(二年生)外围茎的次生结构小结1 次生结构包括:表皮,周皮,皮层,次生韧皮部,维管形成层,次生木质部,初生木质部,维管射线,髓等。
2 木栓形成层(Cork cambium):来源于表皮或皮层或韧皮部 3 维管形成层(Vascular cambium):来源于束中和束间形成层4 纺缍状原始细胞(Fusiform initial)和射线原始细胞(ray initial)分别别形成导导管、筛筛管和射线细线细 胞纺缍状原始细胞射线原始细胞 木材和年轮 木质茎干包括:树皮(bark) ,木材(wood) 和髓(pith) 树皮:木材以外的部分包括次生韧皮部、周皮 等硬树皮和软树皮 木材:次生木质部逐年累积,形成了木材木材 上具有同心圆的花纹即年轮,是形成层每 年周期性活动的结果花梨木和杉木) 年轮:每年次生生木质部的生长,春材秋材形 成的木质部蝶形花科降香黄檀(花梨木)杉科杉木 早材:(春材)春季形成层活动,分裂快、细胞 大、壁薄、疏松 晚材:(秋材)夏季到秋季形成层活动,慢、 小、厚、致密 边材(sapwood); 心材(heartwood) 软木材(无纤维,木材更软); 硬木材(具纤维,更硬) 射线: 横向切面(Cross section):长度,宽度 切向切面(Tangential section):宽度,高度 径向切面(Radial section):长度,高度 木材的三种切面径向切面切向切面横向切面南洋杉凤凰木年轮六、裸子植物茎的结构 木质部:只有管胞,没有导管和纤维。
韧皮部:只有筛胞,没有筛管少数松柏类植物的 茎有许多管状的分泌细胞即树脂道 (应用:松脂) 大多为木本植物松树茎横切面松科马尾松松脂的采集七、单子叶植物茎的结构 组成:表皮、基本组织、 维管束(维管束鞘,木质部,韧皮部) 特点: A、单子叶植物茎一般为草质,只有初生 结构,不进行次生生长 B、维管束在茎中分散排列或排列成两轮 C、皮层与髓部没有明显界线水稻茎横切图 维管束成两轮排列竹子茎横切图 维管束散乱排列水稻茎横切面(示维管束)导管筛管伴胞 有些单子叶植物茎能长得很粗,是由初生增粗分生组织所引起的 多数单子叶植物茎都有存在有居间分生组织,能使节间伸长八、特化的茎 特化的茎又称变态茎,分为: 1、地下茎 (subterraneous stem)的变态: 根状茎 (rhizomes) 块茎 (tubers) 鳞茎 (bulbs) 球茎 (corms) 2、地上茎 (aerial stem)的变态: 茎刺 (thorns) 茎卷须 (tendrils) 叶状茎 (cladophylls) 肉质茎(sarcocauls) 爬行茎与匍匐茎(runners and stolons) 判断的关键:节节间芽叶根状茎草莓匍匐茎小块茎块茎鳞茎肉质叶茎洋葱和大蒜球茎荸荠与慈菇膜质鳞叶叶状茎叶茎卷须肉质茎肉质茎和茎刺皮刺第二节 茎 一、茎的生理功能 二、茎的形态 三、茎尖的结构与发育 四、双子叶植物茎的初生结构 五、双子叶植物的次生结构 六、裸子植物茎的结构 七、单子叶植物茎的结构 八、特化的茎本节完。