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1、第五章 被子植物茎的形态结构和功能 本章学习的目的和要求：通过本章内容的学习，要求同学们了解被子植物茎的发生、生长和基本结构及其相关概念。掌握茎的形态、结构、生理功能及其与生态环境间的相互关系。本章学习的难点和重点：茎解剖结构特征的层次性、差异性及其同一性；本章教学与学习的方法：多媒体教学（自制课件）讲授与板书相结合提问学习本章，在理解教材时建议用两种学习方法：1. 联系观点：（1）与植物的有关组织相联系，初生结构与次生结构相联系； （2）形态结构特点与功能相联系。2. 对比方法：（1）根与茎结构特点的对比； （2）双子叶植物与单子叶植物的根、茎结构特点分别对比，找出某些结构之间的共同点和不同
2、点。本章板书内容（见讲稿黑体字）本章讲授内容如下：第一节 茎的主要生理功能茎是植物体内物质输导的主要通道；正常的茎都生长在地面上，下部连着根，上部支持着叶、花和果实，故茎地输导和机诫支持作用是主要功能；茎也有贮藏和繁殖地功能；绿色幼茎还能进行光合作用。第二节、茎的基本形态和分枝茎分节和节间两部分。着生叶和芽的茎称为枝条，分长枝和短枝（花枝）。木本植物的枝条上有叶痕、叶迹、皮孔、芽鳞痕等。一、芽及其类型1、 芽的基本结构（叶芽的结构） 芽是未发育的枝条、花和花序的原始体，是茎尖中央的幼嫩部分。芽中央为幼嫩的茎尖，茎尖上部节和节间的距离极近，界线不明显，周围有叶原基、腋芽原基和幼叶，中央是生长锥。
3、 生长锥 叶 生长锥 叶原基 芽 部分细胞生长分化 腋芽原基 叶芽 结 芽轴 构 叶原基 幼叶 和 幼叶 叶 枝条 发 腋芽原基 侧芽 育 芽轴 茎2、 芽的类型按芽生长位置、性质、结构和生理状态可将芽分为下列几种类型：（1） 定芽和不定芽（2） 叶芽和花芽、混合芽（3） 裸芽和鳞芽（4） 活动芽和休眠芽二、茎的分枝主要有：二叉分支；单轴分支；合轴分支；假二叉分支；禾本科植物还具有分蘖。 第三节、茎尖的分区及生长动态一、茎尖与分区茎尖的纵切面分为以下三个区：（一） 分生区：由原分生组织及其衍生的初生分生组织组成（二） 伸长区：由分生区分裂的细胞继续生长而来，细胞按茎的生长方向显著延伸（三） 成
4、熟区：形成各种成熟组织、构成了幼茎的初生结构。 伸长区和成熟区包括外起源的叶原基、腋芽原基及幼叶、芽轴等。 第四节、茎的结构一、双子叶植物茎的初生结构在横切面上，初生结构由外至内可分为表皮、皮层、中柱三部分。1、 表皮：一层，为生活细胞。它包括表皮细胞和气孔器，表皮细胞上常具有表皮毛，其外壁有角质层等。属于保护组织。2、 皮层：位于表皮内方，由多层细胞构成。（1） 厚角组织：成束或成片存在，起支持作用。常含叶绿体，故幼茎常呈绿色，兼有光合作用。（2） 薄壁细胞：由多层薄壁细胞组成，具细胞间隙，靠外的细胞内含叶绿素。皮层薄壁组织中常有一些分泌结构分布。另还具有通气、贮藏等功能。（3） 内皮层（淀
5、粉鞘）：皮层最内一层细胞，内常含淀粉粒，故又称淀粉鞘（部分植物才有）。3、 中柱（维管柱）：皮层以内的部分，没有中柱鞘或不明显。由维管束、髓、髓射线组成。（1） 维管束：多数为无限外韧维管束，由以下几个部分组成：a、 初生韧皮部：由筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞构成。b、 束中形成层：在韧皮部和木质部之间。c、 初生木质部：由导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞组成。成熟方式为内始式。d、 有些植物维管束为双韧维管束，即在初生木质部的内侧还有内生韧皮部。茎的维管束在皮层的内侧排成一个间断的圆环。（2） 髓射线：在两个相邻的维管束之间，由薄壁细胞构成。有贮藏和径向输导的作用，部分髓射线细胞可转变为
6、束间形成层。（3） 髓：位于幼茎中央部分，由较大的薄壁细胞构成。体积大，常含淀粉粒，具贮藏作用。有少部分植物茎的髓部细胞破坏之后形成中空的髓腔。二、双子叶植物茎的次生生长和次生结构1、 次生生长：（1） 维管形成层的发生及其活动a、 各个维管束中的束中形成层构成维管形成层的一部分。b、 在次生生长开始时连接束中形成层那部分髓射线细胞，恢复分裂能力，形成束间形成层，构成维管形成层的另一部分。二者连接形成环状，共同构成维管形成层。维管形成层相外分裂形成次生韧皮部，相内分裂形成次生木质部。（2） 木栓形成层的发生及活动木栓形成层可源于表皮、皮层薄壁组织、厚角组织，甚至初生韧皮部、次生韧皮部等，不同的
7、植物起源各不相同，这部分组织恢复分裂能力形成木栓形成层。大都数植物茎的木栓形成层都每年重新发生，所以其发生位置逐渐内移直至次生韧皮部。木栓形成层向外分裂形成木栓层，向内分裂形成栓内层，共同构成新的保护组织-周皮。2、 双子叶植物茎的次生结构从外向内双子叶植物茎的次生结构分为以下几个部分：（1） 周皮：由木栓层、木栓形成层、栓内层构成。周皮上通常有皮孔，是老茎进行气体交换的通道。（2） 被挤压的皮层：有或无。是初生结构的皮层在次生生长过程中，被挤压破坏留下来的一些残留。（3） 次生韧皮部：由韧皮薄壁细胞、筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮射线组成。主要输送有机养分和机诫支持作用。（4） 维管形成层：由纺
8、锤状原始细胞和射线原始细胞组成。 切向分裂 次生韧皮部 纺锤状原 次生木质部 年轮（早林和晚林） 维 始细胞 （数量较多） 边材和心材 管 扩大维管形成层环 形 径向分裂 （分裂多年） 成 射线原 韧皮射线 层 始细胞 木射线 维管射线 切向分裂（5） 次生木质部：由导管、管胞、木薄壁细胞、木纤维、木射线组成。起输送水分、矿物质和机诫支持作用。（6） 初生木质部：是由初生结构中初生木质部保留下来，在次生木质部的内方。（7） 髓：在茎的中央，由薄壁细胞构成。常含有淀粉粒等贮藏物质。髓边缘常有环状的环髓带。 双子叶植物茎的发育过程表解 茎的初生结构茎的次生结构生长锥 （成熟区的横切面） 表皮伸长区
9、 厚角组织 木栓层 皮层 薄壁组织 木栓形成层 周皮 淀粉鞘（或不明显 栓内层成熟区 或有内皮层） 树皮 初生韧皮部 次生韧皮部 维管束 束中形成层 初生木质部（内始式） 保留 维管形成层次生结构 或还有内生韧皮部 (分裂多年)（老茎） 中柱 束间形成层 （维管柱） 髓射线 次生木质部 髓部（或髓腔） 保留 （数量较多）有关名词：A、 树皮（广义）：维管形成层以外所有的组织统称为树皮。它包括历年产生的周皮、 已死的皮层、韧皮部等。B、树皮（狭义）：木栓层以外的失去生命的组织，包括多次的周皮，总称为树皮。C、生长轮：一个生长期内维管形成层所产生的次生木质部。D、年轮：一年内维管形成层活动只产生一
10、个生长轮，即称年轮。一个年轮由早材晚材两部分组成。E、早材（春材）：春夏季形成层活动快，形成的导管、管胞直径大，而壁较薄，木纤维成分较少，木材质地较疏松，称为早材。F、晚材（秋材）：秋季形成层活动减慢，形成的导管、管胞的直径较小，而壁较厚，木纤维较多，细胞排列紧密，木材质地较坚实，称为晚材。G、环孔材：在茎的木材中，早材的导管（管胞）腔比晚材的导管（管胞）腔大得多，比较整齐地沿年轮交界处呈环状排列，这种木材称为环孔材。H、散孔材：早材与晚材导管（管胞）腔相差不大，散布于早材与晚材中，不呈环状排列，这种木材称为散孔材。I、半环孔材：木材特征介于环孔材与散孔材之间。J、边材：靠近树皮部分的木材是近
11、几年形成的次生木质部，颜色较浅，具有活的木薄壁细胞，有效地负担输导和贮藏的功能称为边材。K、心材：靠近中央部分的木材，是较老的次生木质部，失去了输导和贮藏的功能，这部分细胞的颜色一般较深，称为心材。一、 本科植物茎节间解剖结构特点茎节间的基本结构分为：表皮、机诫组织、基本组织、维管束四部分。（1） 表皮：是最外一层细胞构成。 长细胞：纵壁呈波状，长厂角化。 表皮细胞 短细胞 栓细胞：细胞壁栓化。 硅细胞：细胞内含硅质。 表皮 保卫细胞 气孔器 气孔 副卫细胞（2） 机械组织：常紧连着表皮，由几层厚壁组织构成（或被绿色组织带隔开，如：小麦）（3） 基本组织：由薄壁细胞构成，靠近外方的基本组织常含有叶绿素，内方的细胞含有淀粉粒，有些植物在两环维管束间有通气组织存在。在中央部分有空心的髓腔或由薄壁细胞所充满。（4） 维管束：为有限外韧维管束。维管束数目较多，分散在基本组织中，或者维管束大体排列为内外两环于基本组织中。每个维管束由以下三部分组成：a、 维管束鞘：由厚壁细胞组成，在维管束外围。b、 初生韧皮部：靠茎的外方，由筛管、伴管组成。c、 初生木质部：位于茎的内方，横切面上呈“V”字形。由导管、木薄壁细胞、管胞、厚壁组织构成。在“V”形的两臂上各有一个大型孔纹导管，中间有薄壁细胞
