页数:150页文件大小:8.39 MB来源: 药用植物学ppt课件
本课件讲解茎,依次涵盖茎的生理功能与概述、茎的形态与外形、芽的类型等内容。页面以实物照片、解剖图与显微构造图为主,配合要点文字,便于对照掌握形态特征与识别要点。适合课堂讲授与实验课切片观察对照使用。
教材内容
概述、茎的生理功能和经济利用•茎是植物体生长于地上的营养器官,是联系根、叶,输送水分、无机盐和有机养料的轴状结构。茎由胚芽发展而来,其顶端不断向上生长,下面重复产生分枝,从而形成了植物体的整个地上部分。许多植物的地上茎,如麻黄等;地上茎皮,如杜仲等;地上茎木,如沉香等;地上茎髓,如通草等;地下茎,如黄连等都是重要的中药。
种子萌发后,随着根系的发育,上胚轴和胚芽向上发展为地上部分的茎和叶,茎端和叶腋处着生的芽活动生长,形成分枝,继而新芽又不断地出现与开放。最后形成了繁茂的地上枝系。•大多数被子植物的主茎直立于地面,分生出许多大小枝条,并着生数目繁多的叶。枝、叶有规律的分布,能充分地接受阳光和空气,进行光合作用,制造营养物质。枝条又支持着大量的花和果实,使它们处于适宜的位置,适应于传粉以及果实、种子的生长、传播,有利于繁殖后代。
茎是植物体物质输导的主要通道。根部从土壤中吸收的水分、矿质元素以及在根中合成或贮藏的有机营养物质,要通过茎输送到地上各部;叶进行光合作用所制造的有机物质,也要通过茎输送到体内各部被利用或贮藏。茎也有贮藏和繁殖的功能。有些植物可以形成鳞茎、块茎、球茎和根状茎等变态茎,贮存大量养料,并可以进行自然营养繁殖。人们利用某些植物的茎、枝容易产生不定根和不定芽的特性,采用枝条扦插、压条、嫁接等方法来繁殖植物。此外,绿色幼茎还能进行光合作用。
一、茎的形态和类型(一)茎的外形
(二)芽芽是尚未发育的枝条、花或花序。可依据芽的生长位置、发展性质、芽鳞的有无和芽的性质分成多种类型,
芽的类型Ⅰ定芽⒈顶芽⒉腋芽Ⅱ不定芽Ⅲ鳞芽Ⅳ裸芽
(四)茎的变态茎和根一样,有些植物由于长期适应不同的生活环境,其茎产生了一些变态。茎的变态种类很多,可分为地下茎和地上茎的变态。地下茎和根类似,但仍具有茎的一般特征,有节和节间,并有退化的鳞叶及顶芽、侧芽等。1、地上茎的变态:(1)叶状茎(叶状枝,phylloclade) 植物体的一部分茎或枝变成绿色扁平叶状,代替叶的作用,而真正的叶则退化成鳞片状、线装、或刺状,如天门冬、仙人掌、竹节蓼。(2)枝刺(棘刺,shoot thorn) 茎变为刺状,常粗短坚硬,无分枝或有分枝,位于叶腋处,由茎的侧轴变态而来如山楂、酸橙、木瓜的枝刺不分枝,而皂荚、枸桔的枝刺分枝。(3)钩状茎( hook-like stem) 通常钩状,常粗短,坚硬,弯曲而无分枝,位于叶腋处,由茎的侧轴变态而来,如钩藤。(4)卷须茎( stem tendril) 通常卷须状,常细长、柔软、卷曲而常有分枝,位于叶柄对侧,用来攀援或缠绕它物向上生长,由茎的主轴变态而来,如葡萄、乌蔹梅、栝楼、丝瓜等。(5)小块茎( tubercle)和小鳞茎( bulblet) :有些植物的地上茎的腋芽常形成小块茎,如山药的零余子(珠芽),半夏叶柄上的不定芽也可形成小块茎。有些植物在叶腋或花序处有腋芽或花芽形成小鳞茎,如百合、大蒜等;二者均有繁殖作用。
芽:处于动态而未伸展的枝、花或花序。有枝芽和花芽之分。顶端分生组织(生长锥)叶原基幼叶腋芽原基(侧枝原基或枝原基)芽
(三)茎的生长习性
3、攀援茎:茎细长、柔弱,不能直立,以特有的结构攀援他物上升
三、茎的发育
茎尖与根尖一样也可分为分生区、伸长区和成熟区三个部分。
(二)伸长区
(三)叶和芽的起源
2、芽的起源外起源
四、茎的初生结构
双子叶植物茎的初生结构
茎皮层茎中柱
(1)表层
(3)维管柱是皮层以内的部分,包括
维管柱由原形成层和基本分生组织共同发育而来。
维管束
木质部和韧皮部是植物体内主要起输导作用的组织。木质部一般包括导管、管胞、木薄壁细胞和木纤维等组成分子;韧皮部一般包括筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞和韧皮纤维等组成分子。木质部和韧皮部的组成分子包含输导组织,基本组织和机械组织等组织构成的复合组织。由于它们的主要组成分子是管状结构,因此称为维管组织。•一株植物的整体或一个器官的全部维管组织总称为维管系统。
①维管束是维管柱中最重要的部分,
②髓•髓位于茎的中心,是由原形成层以内的基本分生组织分化而来。髓主要由体积较大、常含淀粉粒的薄壁细胞组成。有时髓中也可发现含有晶体和食单宁的异细胞。髓的主要功能是贮藏养料。有些植物的髓部,细胞成熟较早,很早死亡,被那些仍在生长着的细胞扯破,因而形成髓腔,成为中空的茎,如伞形科和葫芦料等植物。
③髓射线•各个维管束之间由髓部通达皮层的这部分薄壁细胞,称为髓射线,它是由原形成层之间的基本分生组织分化而来的。髓射线主要起横向运输养料的作用,兼有贮藏作用。髓射线的一部分薄壁细胞,在一定条件下,可恢复分裂能力变为束间形成层。木本植物茎的初生结构中,由于维管束之间的距离很近,因而髓射线比较难以辨认。
髓射线(pith ray)是维管束间的薄壁组织,也称初生射线(primary ray),是由基本分生组织产生。髓射线位于皮层和髓之间,在横切面上呈放射形,与髓和皮层相通,有横向运输的作用。同时髓射线和髓也像皮层的薄壁组织,是茎内贮藏营养物质的组织。
以上所讲的初生结构都是茎的节间部分。从茎的整体来讲,节间占总体的大部分,而节只是一小部分。因此,节间的结构代表了茎内大部分的结构。另外,节的结构比较复杂,它涉及到许多方面。节部是叶着生的位置,由于叶内的维管束通过节部进入茎内。和茎内维管束相连,有时,叶的维管束要经过几个节间,才能和茎内的维管束相接,因此,节内组织的排列,特别是维管组织的排列,比节间的复杂得多,这主要是由于叶片和腋芽分化出来的维管束,都在节上转变汇合,这些将在茎和叶的联系中,再作讨论。
(1)表皮-由原表皮发育而来(2)皮层-由基本分生组织发育而来总结:双子叶植物茎的初生结构(3)维管柱-由原形成层和基本分生组织共同发育而来类型有无束中形成层:无限维管束有限维管束初生木质部和初生韧皮部排列方式:外韧维管束双韧维管束周韧维管束周木维管束a、初生木质部:居内,内始式发育,组成同根。b、初生韧皮部:居外,外始式发育,组成同根。c、束中形成层:位于初生木质部和初生韧皮部之间,呈狭带状,1-2层细胞,是原形成层的保留,具潜在分生能力。A、初生维管束:由初生木质部和初生韧皮部共同组成的分离的束状结构,由原形成层发育而来。
裸子植物茎的初生结构
就初生结构大体来讲,多数裸子植物茎和木本双子叶植物茎没有很大的区别,而主要区别是大多数裸子植物茎,在木质部和韧皮部的组成成分上有着特点,它的木质部是由管胞组成,其中初生木质部中的原生木质部,是由环纹或单螺纹的管胞组成,而后生木质部是由复螺纹或梯纹管胞组成。韧皮部中是由筛胞组成。裸子植物中没有草质茎,而只有木质茎,因此,裸子植物茎经过短暂的初生结构阶段以后,都进入次生结构。
比较裸子植物、双子叶、单子叶植物茎的初生结构
大多数双子叶植物茎除进行初生生长,形成初生结构外,还要进行次生生长,产生次生结构。
树皮木材
五、双子叶植物茎的次生结构•茎的顶端分生组织的活动使茎伸长,这个过程称为初生生长,初生生长中所形成的初生组织组成初生结构。初生生长中,也有增粗,一般是少量的,各种植物间存在着差异。以后茎的侧生分生组织的细胞分裂、生长和分化的活动使茎加粗,这个过程称为次生生长,次生生长所形成的次生组织组成了次生结构。
侧生分生组织,包括维管形成层和木栓形成层。多年生的裸子植物和双子叶木本植物,不断地增粗和增高,必然地需要更多的水分和营养。同时,也更需要大的机械支持力,这也就必须相应地增粗即增加次生结构。次生结构的形成和不断发展,就能满足多年生木本植物在生长和发育上的这些要求,这些也正是植物长期生活过程中产生的一种适应性。少数单子叶植物的茎也有次生结构。但性质不同,加粗也是有限的。
(一)、双子叶植物茎的次生结构
初生结构中,曾提到髓射线,即维管束之间的薄壁组织,在这个组织中,相当于形成层部位的一些细胞恢复分生能力时,称为束间形成层。束间形成层产生以后,就和束中形成层衔接起来,在横切面上看来,形成层就成为完整的一环。•从来源的性质上讲,束中形成层和束间形成层尽管完全不同,前者由原形成层转变而成,后者由部分束间薄壁组织细胞恢复分生能力而成,但以后二者不论在分裂活动和分裂产生的细胞性质以及数量上,都是非常协调一致的,共同组成了次生分生组织。
原形成层既是束中形成层的前身,为了更好地理解束中形成层的性质,现就原形成层和束中形成层的差异作一扼要的比较:•原形成层位于顶端分生组织的下方,细胞较小,细胞质浓厚,各细胞间无大差异,是较均一的组织;束中形成层位于初生木质部和初生韧皮部之间,细胞大小、长短不一,并液泡化,系非均一的组织。原形成层以后本身完全转变成初生维管组织,也不再存在原始细胞;形成层的细胞每次分裂产生两个子细胞,一个分化成维管组织的组成分子或射线;另一个仍保留原来的分生能力并继续分裂和分化,也就是存在着不断更新的原始细胞。
束中形成层和束间形成层,它们开始活动时,细胞都是进行切向分裂,增加细胞层数。
②维管形成层的细胞组成、分裂方式和衍生细胞的发育:
纺锤状原始细胞,形状像纺锤,两端尖锐,长比宽大几倍或很多倍,细胞的切向面比径向面宽,其长轴与茎的长轴相平行。它分裂后,衍生的细胞中有些形成次生韧皮部和次生木质部,但另一些细胞却仍然形成纺锤状原始细胞,始终保持继续分裂的特性,只是这些细胞本身在不断地更新。•射线原始细胞,从稍为长形到近乎等径,它们的细胞特征很像一般的薄壁细胞。它的衍生细胞一部分分化形成射线细胞,而另一部分却又继续成为新的射线原始细胞。
形成层如何形成次生维管组织和射线•关键在于形成层细胞的分裂方式。形成层细胞以平周分裂的方式形成次生维管组织。形成层细胞,只有一薄层,但它活跃地进行分裂时,新的衍生细胞已经产生,老的衍生细胞还在分裂,这时候很难区分原始细胞和它的衍生细胞,特别是衍生细胞在分化成次生韧皮部和次生木质部细胞以前,往往也要进行一次或几次平周分裂,因而通常把原始细胞和尚未分化而正在进行平周分裂的衍生细胞所组成的形成层带,笼统地称为“形成层”。
形成层形成的次生木质部细胞,就数量而言,远比次生韧皮部细胞为多。生长二三年的木本植物的茎,绝大部分是次生木质部。树木生长的年数越多,次生木质部所占的比例越大。十年以上的木质茎中,几乎都是次生木质部,而初生木质部和髓已被挤压得不易识别。次生木质部是木材的来源,因此,次生木质部有时也称为木材。
双子叶植物茎内的次生木质部在组成上和初生木质部基本相似,包括导管、管胞、木薄壁组织和木纤维。木纤维在双子叶植物的次生木质部,特别是晚材中,比初生木质部中的数量多,成为茎内产生机械支持力的结构,也是木质茎内除导管以外的主要组成分子。•次生木质部与初生木质部组成上的不同,在于它还具有木射线。木射线由射线原始细胞向内方产生的细胞发育而成,细胞作径向伸长和排列,构成了与茎轴垂直的径向系统,它是次生木质部特有的结构。木射线细胞为薄壁细胞,但细胞壁常木质化。
形成层向外方分裂的细胞,经过生长和再一二次分裂后,不久就分化成次生韧皮部。次生韧皮部的组成成分,基本上和初生韧皮部中的后生韧皮部相似,包括筛管、伴胞、韧皮薄壁组织和韧皮纤维,有时还具有石细胞。但各组成成分的数量、形状和分布,在各种植物中是不相同的。
次生韧皮部中还有韧皮射线•它是射线原始细胞向次生韧皮部衍生的细胞作径向伸长而成,细胞壁不木质化,形状也没有木射线那么规则,这是次生韧皮部特有的结构。筛管、伴胞、韧皮薄壁组织和韧皮纤维由纺锤状原始细胞产生,构成了次生韧皮部中的轴向系统,韧皮射线则构成次生韧皮部的径向系统。韧皮射线通过维管形成层的射线原始细胞,和次生木质部中的木射线相连接,共同构成维管射线。
从排列方向和生理功能上看,维管射线和髓射线相似,但从起源、位置、数量上看,二者全然不同。维管射线是由射线原始细胞分裂、分化而成,因此,是次生结构,所以也称次生射线,它位于次生木质部和次生韧皮部内,数目不固定,随着新维管组织的形成、茎的增粗也不断地增加。•髓射线是由基本分生组织的细胞分裂、分化而成,因此,在次生生长以前是初生结构,所以,也称初生射线,它位于初生维管组织(维管束)之间,内连髓部,外通皮层,虽在次生结构中能继续增长,形成部分次生结构,但数目却是固定不变的。
维管射线和髓射线的区别
次生韧皮部形成时,初生韧皮部被推向外方,由于初生韧皮部的组成细胞多是薄壁的,易被挤压破裂,所以,茎在不断加粗时,初生韧皮部除纤维外,有时只留下压挤后片断的胞壁残余。•在具双韧维管束的植物中,形成层只存于外韧皮部与木质部之间,以后形成层的活动结果,形成次生结构,而内韧皮部与木质部之间不存在形成层,或存在极微弱的形成层,因而也就不形成次生结构,或形成极少而不显著的次生结构。
在茎的横切面上,次生韧皮部远不及次生木质部宽厚。这是由于形成层向外方分裂的次数,没有像向内方分裂的次数多,因而,外方新细胞的数量,相应地也就减少。加上次生韧皮部起作用的时期较短,筛管的运输作用不过一二年。当木栓形成层在次生韧皮部发生后,木栓以外的次生韧皮部就被破坏死亡,转变为硬树皮(即落皮层)的一部分,逐年剥落,或积聚在茎干上,因植物种类不同而异。
许多植物在次生韧皮部内有汁液管道组织,能产生特殊的汁液,为重要的工业原料例如,橡胶树的乳汁管所产的乳汁,经加工后成为橡胶,漆树的漆汁道所产的漆液,经加工后成各种生漆涂料。不论乳汁管或漆汁道,都分布在次生韧皮部内。此外,有些植物茎的次生韧皮部内,有发达的纤维,可供纺织、制绳、造纸等原料,如黄麻、构树等。
维管形成层纺锤状原始细胞横裂侧裂射线原始细胞切向分裂径向分裂,倾斜的垂周分裂径向分裂切向分裂次生木质部初生韧皮部轴向的维管系统径向的射线系统韧皮射线木射线扩大维管形成层维管形成层的发生和活动(关系表)
③维管形成层的季节性活动和年轮
早材,也称春材:温带的春季或热带的湿季,由于温度高、水分足,形成层活动旺盛,所形成的次生木质部中的细胞,径大而壁薄;在生长季节早期形成,故称。
年轮•也称为生长轮或生长层。在一个生长季节内,早材和晚材共同组成一轮显著的同心环层,代表着一年中形成的次生木质部。在有显著季节性气候的地区中,不少植物的次生木质部在正常情况下,每年形成一轮,因此,习惯上称为年轮。
有不少植物在一年内的正常生长中,不止形成一个年轮,例如,柑橘属植物的茎,一年中可产生三个年轮,也就是三个年轮才能代表一年的生长,因此,又称为假年轮,即在一个生长季内形成多个年轮。此外,气候的异常,虫害的发生,出现多次寒暖或叶落的交替,造成树木内形成层活动盛衰的起伏,使树木的生长时而受阻,时而复苏,都可能形成假年轮。没有干湿季节变化的热带地区,树木的茎内一般不形成年轮。因此,年轮这一名词,严格地讲,并不完全正确,但已为人们所习用。
年轮的作用
木材•木材是指维管形成层以内的部分,形成层分裂产生的次生木质部(占的比例大),包括初生木质部,在木材的横切面上可以看到年轮。
树皮木材
心材和边材
坚实的心材,虽丧失了输导作用,而坚硬的中轴,却增加了高大树木的负载量和支持力。有些木本植物不形成心材或心材不坚,易为真菌侵害,腐烂中空,但边材存在,树木仍然能生活,不过易为暴风雨等外力所摧折。因此,这样中空的高大行道树或观赏树木,就需用加固物质填充已经腐烂中空的部分,以免外力侵袭造成倾倒、坍塌或遭受其他生物的进一步为害。
木材三种切面
切向切面,也称弦向切面,是垂直于茎的半径所作的纵切面,也就是离开茎的中心所作的任何纵切面。在切向切面上所见的导管、管胞、木薄壁组织细胞和木纤维都是它们的纵切面,可以看到它们的长度、宽度和细胞两端的形状;所见的射线是它的横切面,轮廓呈纺锤状,显示了射线的高度、宽度、细胞的列数和两端细胞的形状。
径向切面是通过茎的中心,也就是通过茎的直径所作的纵切面。在径向切面上,所见的导管、管胞、木薄壁组织细胞、木纤维和射线都是纵切面。细胞较整齐,尤其是射线的细胞与纵轴垂直,长方形的细胞排成多行,井然有序,仿佛像一段砖墙,显示了射线的高度和长度。在这三种切面中,射线的形状最为突出,可以作为判别切面类型的指标。•专门研究次生木质部的解剖,也就是研究木材解剖的科学,称为木材解剖学。木材解剖学是一门有很大的理论和实践意义的科学为林木种类的选择、合理利用,以及为植物的系统发育和亲缘关系等的研究,提供科学依据。
木材三切面——横切面、径向切面、切向切面三切面比较横切面径向切面切向切面切向与纵轴垂直的切面通过茎中心所作的纵切离开茎中心所作的纵切年轮同心环状垂直带状,互相平行不规则的垂直带状射线辐射状条纹,是射线的纵切,显示长与宽度是射线纵切,显示长与高度,射线横向分布,与年轮呈直角是射线的横切面,呈纺锤状,显示射线的高度、宽度,列数和细胞两端形状管状细胞和木薄壁细胞横切面,可见cell radical的大小和横切面的形状纵切面,可见长度、宽度和细胞两端形状纵切面,可见长度、宽度和细胞两端形状
(2)木栓形成层的来源和活动•形成层的活动过程中,次生维管组织不断增加,其中特别是次生木质部的增加,使茎的直径不断加粗。一般表皮是不能分裂的,也不能相应地无限增长,所以,不久便为内部生长所产生的压力挤破,失去其保护作用。与此同时,在次生生长的初期,茎内近外方某一部位的细胞,恢复分生能力,形成另一个分生组织,即木栓形成层。
木栓形成层也是次生分生组织,由它所形成的结构也属次生结构。木栓形成层分裂、分化所形成的木栓,代替了表皮的保护作用。木栓形成层的结构较维管形成层简单,它只含一种类型的原始细胞,这些原始细胞在横切面上成狭窄的长方形,在切向切面上成较规则的多边形。木栓形成层也和形成层一样,是一种侧生分生组织,它以平周分裂为主,向内外形成木栓和栓内层,组成周皮。
新周皮的每次形成,它外方的所有的活组织,由于水分和营养供应的终止,而相继全部死亡,结果在茎的外方产生较硬的层次,并逐渐增厚,人们常把这些外层,称为树皮。在林业砍伐或木材加工上,又常把树干上剥下的皮,称为树皮。事实上,前者只含死的部分,后者除死的部分外,却又包括了活的部分,所以,“树皮”这一名词,二者的含义是不同的,往往容易引起混乱。尽管“树皮”并非专业名词,但已为人们所习用,特别是在林业和木材加工方面。
对“树皮”这一名词,如能从解剖结构上给予正确的定义,将成为极有用的名词。
杜仲、合欢、黄檗、厚朴、肉桂等的树皮有着极大的经济价值。过去对一些树皮的采割,常用伐木取皮的方法,这就严重地影响今后的资源。树皮大面积的环剥,长期来被认为由于有机养料运输途径的割断,可以导致整个植株的死亡,所以有“树怕剥皮”之说。但我国农民常对梨、苹果、杏等树适当地进行环剥用以增产,并未发现损害植株。近年来在其他一些树种上进行大面积环剥后,发现仍可正常地再生新树皮的情况。
树皮•树皮有广狭两义。广义的是指树干上形成层以外的部分,即伐木时从树干上剩下来的皮,它是从树干的形成层区与木质部分离的部分,由内到外包括着韧皮部、皮层、周皮(木栓层、木栓形成层和栓内层)及周皮外面的破毁的一些组织。其中由韧皮部到木栓形成层这一段,包含有生活组织,质地较软、含水较多,叫做软树皮,从新生的木栓到木栓外方的枯死部分,是死细胞,质较硬而干,叫做硬树皮或干树皮。
狭义的树皮就是指硬树皮而言,即通常在树干上或树枝外面所看到的,或者一块块从树枝上落下来的部分。树皮具保护作用,树皮上有皮孔,是体内外气体交换的孔道。树皮的形状、色泽及脱落情况,多种多样,林业工作者常借此鉴别树木(落叶树)的种类或年龄。例如,悬铃木的干树皮呈灰色或灰绿色,裂成大块薄片而脱落。樟树的干树皮裂成小片,呈灰褐色。栎树老干上的干树皮,裂成小块堆积在树干上,裂痕深,质坚硬等。有些植物的树皮中含生物碱、单宁、染料、香料等,有重要的经济价值,如肉桂、杜仲、黄檗、厚朴等。
周皮的形成,代替了表皮作为保护组织,但是木栓是不透水、不透气的紧密无隙的组织,那么,周皮内方的活细胞,又怎样才能和外界进行气体交换呢?这里就要介绍一下皮孔,它是分布在周皮上的具有许多胞间隙的新的通气结构,是周皮的组成部分。在树木的枝干表面上,肉眼可见的,具有一定色泽和形状,纵向或横向凸出的斑点,就是皮孔。最早的一些皮孔,往往在气孔下出现,在那部分的深层以后建立了木栓形成层,它和邻近的木栓形成层不同,它的活动不形成木栓,而是产生一些排列疏松、具有发达的胞间隙、近似球形的薄壁组织细胞,它们以后栓化或非栓化,称为补充组织。以后由于补充组织的逐步增多,撑破表皮或木栓,形成皮孔。
①最外层为表皮,常有毛茸、气孔、角质层、蜡被等。少数表皮下方有木栓形成层分化,但木栓不发达,仍有表皮存在。
双子叶植物草质茎的横切面简图⒈非腺毛⒉腺鳞⒊厚角组织⒋表皮⒌腺毛⒍内皮层⒎纤维⒏韧皮部⒐石细胞⒑木质部
必须指出,植物茎的类型不是固定不变的,有些植物生长在某一地区是一年生草质茎,而在另一地区却成为多年生木质茎。例如,番茄和蓖麻在温带较冷的地区是一年生草质茎,而在热带地区却成了多年生木质茎。
3、双子叶植物根状茎的次生构造
黄连根状茎的正常构造⒈木栓层⒉皮层⒊石细胞群⒋根迹⒌射线⒍韧皮部⒎木质部⒏髓部
4、双子叶植物茎与根状茎的异常构造
双子叶植物大黄根状茎的异常构造上⒈韧皮部⒉形成层⒊木质部射线⒋星点下⒈外树皮导管⒉形成层⒊韧皮部⒋粘液腔⒌射线
密花豆茎横切面甘松根状茎横切面⒈木栓层⒉韧皮部⒊木质部⒋髓⒌裂隙
(四)单子叶植物茎和根茎的构造•1、单子叶植物茎的构造特点⒈单子叶植物茎一般没有形成层和木栓形成层,终身只具初生构造,不能无限增粗。⒉单子叶植物茎的最外层是由一列表皮细胞所构成的表皮,通常不产生周皮。禾本科植物茎秆的表皮下方,往往有数层厚壁细胞分布,以增强支持作用。⒊表皮以内为基本薄壁组织和散布在其中的多数维管束,因此无皮层和髓及髓射线之分。维管束为有限外韧型。多数禾本科植物茎的中央部位(相当于髓部)萎缩破坏,形成中空的茎秆。此外,也有少数单子叶植物茎具形成层,而有次生生长,如龙血树、丝兰和朱蕉等。但这种形成层的起源和活动情况与双子叶植物不同。如龙血树的形成层起源于维管束外的薄壁组织,向内产生维管束和薄壁组织,向外产生少量薄壁组织。
石斛茎详图⒈角质层⒉表皮⒊针晶束⒋纤维束⒌韧皮部⒍木质部⒎薄壁细胞单子叶植物茎构造石斛茎简图⒈表皮⒉维管束⒊基本组织
2、单子叶植物根状茎的特点•(1)少有周皮如射干、仙茅。表面仍为表皮或木栓化皮层细胞。禾本科植物根状茎表皮较特殊,表皮细胞平行排列,每纵行多为1个长形的细胞和2个短细胞纵向相间排列,长形细胞为角质化的表皮细胞,短细胞中,一个是栓化细胞,一个是硅质细胞,如白茅、芦苇。(2)皮层常占较大体积,常分布有叶迹维管束,维管束多为有限外韧型,但有周木型的,如香附,有的则兼有有限外韧型和周木型两种的,如石菖蒲。(3)内皮层大多明显,具凯氏带,如姜、石菖蒲。也有的内皮层不明显,如知母、射干。(4)有些植物根状茎在皮层靠近表皮的部位的细胞形成木栓组织,如生姜;有的皮层细胞转变为木栓细胞,而形成所谓"后生皮层",以代替表皮行使保护功能,如黎芦。
知母根茎横切面简图⒈栓化皮层⒉维管束⒊粘液细胞单子叶植物根状茎构造石菖蒲根茎横切面简图⒈表皮⒉薄壁组织⒊叶迹维管束⒋内皮层⒌木质部⒍纤维束⒎韧皮部⒏草酸钙结晶⒐油细胞
2.裸子植物茎的次生结构•裸子植物茎和双子叶植物茎比较,裸子植物茎都是木本的,茎的结构基本上和双子叶植物木本茎大致相同,二者都是由表皮、皮层和维管柱三部分组成,长期存在着形成层,产生次生结构,使茎逐年加粗,并有显著的年轮。不同之处是维管组织的组成成分中,有着以下的特点:
(1)多数裸子植物茎的次生木质部主要是由管胞、木薄壁组织和射线所组成,无导管(少数如买麻藤目的裸子植物,木质部具有导管),无典型的木纤维。管胞兼具输送水分和支持的双重作用,和双子叶植物茎中的次生木质部比较,它显出较单纯和原始。在横切面上,结构显得均匀整齐。
(2)、裸子植物次生韧皮部的结构也较简单,是由筛胞、韧皮薄壁组织和射线所组成。一般没有伴胞和韧皮纤维,有些松柏类植物茎的次生韧皮部中,也可能产生韧皮纤维和石细胞。•(3)、有些裸子植物(特别是松柏类植物中)茎的皮层、维管柱(韧皮部、木质部、髓、甚至髓射线)中,常分布着许多管状的分泌组织,即树脂道。松脂是由松树的树脂道中产生,这在双子叶植物木本茎中是没有的。
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