《植物学教学资料》第二节茎.ppt

第2节 茎,本节重点,掌握双子叶植物茎的形态、初生结构及形成次生结构的过程；了解单子叶植物茎的结构特点；了解茎的形态结构与生理功能之间的辩证关系。,3.2.1 茎的生理功能输导、支持、贮藏、繁殖等,3.2 茎,3.2.2 茎的形态,茎的外形圆柱状:常见方柱状：如紫苏、薄荷唇形科植物三角柱状：莎草科、一些仙人掌科植物等 扁茎：如昙花、竹节蓼、扁担藤多棱柱状：仙人柱,3.2 茎,具节和节间节上长叶和芽,3.2 茎,茎的表面特征,茎的生长习性,直立茎：茎直立向上（背地性）生长，常见。缠绕茎：茎细长柔软，缠绕在其它植物体上。攀援茎：茎细长柔软，依靠其它物体支持才能向上生长，常有卷须（瓜类、葡萄），吸盘（爬山虎），钩刺（钩藤）不定根（麒麟尾）。匍匐茎：节上长出不定根，向水平方向生长，如番薯、草莓等。,3.2 茎,3.2 茎,匍匐茎,茎的形态学特征在生产上的应用,根据芽鳞判断枝条的年龄，用于扦插，嫁接等。对芽的顶端优势的应用。如麻（促进）、棉（抑制）。对分枝方式的应用,3.2 茎,3.2.3 茎尖的构造与发育,茎尖的结构 茎尖：指顶端分生组织到接近成熟区的一段。茎尖分区：由分生区、伸长区、成熟区组成。茎尖与根尖的区别：茎尖有叶原基、腋芽原基、幼叶，具有保护作用。而无类似根冠的保护结构。,3.2 茎,茎尖分区：,3.2 茎,茎尖各区的发展:,分生区-伸长区-成熟区原分生组织 初生分生组织 成熟组织 原表皮 表皮 胚细胞 基本分生组织 皮层 原形成层 维管柱,3.2 茎,叶和芽的起源,叶的起源：叶原基 幼叶 叶 分生区表层13层细胞分裂形成的小突起称叶原基，叶原基再进一步进行各个方向的分裂形成幼叶。,3.2 茎,芽的起源：,顶芽：发生在茎顶端分生组织。腋芽：由腋芽原基产生。在第1或第2个叶原基之后发生腋芽原基。外起源：叶和芽起源于茎分生区表层的13层细胞，这种起源方式称外起源。,3.2.4 双子叶植物茎的结构 双子叶植物茎的初生结构,表皮皮层 维管柱,初生韧皮部束中形成层初生木质部,髓部,表皮,皮层,维管柱,髓射线,表皮,由原表皮发育而来特点：1层生活的薄壁细胞，排列紧密，无间隙，外切向壁角质加厚，有少量气孔。,皮层,由基本分生组织发育而来。特点：由多层细胞构成。主要是薄壁细胞，常有厚角细胞和厚壁细胞。外层细胞常有叶绿体，所以嫩茎呈绿色。与根相比，皮层占比例相对较小。,维管柱,属初生维管组织，由原形成层发展而来。,草本茎：,髓射线,初生韧皮部束中形成层初生木质部,髓,维管束,木本茎：,初生韧皮部：,组成分子：筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞 发育方式：外始式。原生韧皮部在外、后生韧皮部在内。,初生木质部：,组成分子：导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞发育方式：从内向外，称内始式，因此原生木质部在内、后生木质部在外。,束中（内）形成层：,属分生组织，保留胚性细胞的特点，能进一步分裂细胞，产生次生维管组织，形成次生结构。,髓射线（初生射线）：,维管束之间的薄壁组织，内连髓部，外通皮层。来源：由基本分生组织发展而来。功能：有横向输导和贮藏的功能。,髓：,组成：由薄壁细胞组成，具明显的细胞间隙。功能：主要是贮藏作用。,（1）表皮：1层薄壁细胞组成，外切向壁加厚并具角质膜,（2）皮层：多层薄壁细胞组成，排列疏松，无明显内皮层,（3）维管柱：包括维管束、髓和髓射线。,双子叶植物茎的初生结构小结：,髓射线：指维管束之间的薄壁细胞髓：指茎中央的的薄壁细胞,双子叶植物茎的次生结构,茎的侧生分生组织（形成层）的细胞分裂、生长和分化活动使茎加粗，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,维管形成层的产生及其活动,a.维管形成层的发生与组成束中(内)形成层：位于初生木质部与初生韧皮部之间束间形成层：髓射线与束中形成层相应位置的薄壁细胞恢复分裂能力形成,b.维管形成层的细胞组成,维管形成层的细胞只有1层，包括2种类型的细胞。即：纺锤状原始细胞：细胞呈扁平纺锤状，横切面呈长方形。占大多数。射线原始细胞：近于等径，横切面呈方形。数量较少。,c.形成层的活动和衍生组织,主要进行平周分裂（切向）：使茎加粗伴随少量垂周分裂：使形成层周径扩大,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,切向分裂,次生木质部次生韧皮部,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）,d.次生韧皮部,韧皮部占比例较小：仅为木质部的1/4左右。组成细胞：筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞、韧皮纤维。是纵向的输导系统。韧皮射线：韧皮薄壁细胞横（径）向排列而成，是横向输导系统。细胞壁木质化不多，排列不整齐。,e.次生木质部,是茎中次生构造的主要部分。是木材的来源。组成细胞：导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞，纵向输导系统。木射线：木薄壁细胞横（径）向排列而成，细 胞壁木质化，排列整齐。,年轮,年轮：温带的木本植物，次生木质部的横切面上有很多同心的环纹，一般每年一轮，叫年轮。年轮代表着一年中形成的次生木质部，又称生长轮。一个年轮包括1个早材和1个晚材。,年轮的成因：,成因：每年的季节交替影响形成层的活动，产生的次生木质部有差异，形成年轮。早材（春材）：春天气候温和、雨水较多，维管形成层的活动迅速，所产生的次生木质部的量多，壁较薄，细胞较大，材质疏松，颜色较淡，叫早材。晚材（夏材）：夏末秋初气温转冷，干、旱，形成层活动慢慢减弱，形成的次生木质部量少，壁较厚，细胞较小，颜色较深，材质坚实，叫晚材。,年轮的作用:,A.可根据树干基部年轮，测定树木的年龄。B.林业上可了解木材的生长量，估计木材的积蓄（材积）选育出速生树种；对年轮反映的树木历年生长情况，可以从中总结出树木快速生长的规律，用以指导林业生产。C.可以从树木年轮的变化中，了解到一地历年及远期气候变化的情况和规律。D.古树以及地下具有年轮化石茎段，都是研究早期气候、古气候、古植被变迁的可贵依据。,边材和心材,边材：靠近形成层的那部分的木材是近几年形成的，导管有输导作用，木薄壁细胞，木射线是生活细胞，质地疏松，色较淡。心材：靠近中央部分的木材，早年形成，导管无输导能力，木薄壁细胞、木射线细胞都变为死细胞，材质坚硬，颜色较深。,树皮,木材,心材,边材,边材,从边材到心材细胞的变化过程：,a.心材所处的地位在中心，得不到外界气体、养料，原来的生活细胞（木射线、木薄壁组织）变为死细胞。b.导管由于形成了侵填体以及胶质树脂，单宁等填塞而失去了输导功能。c.有些植物在心材细胞中积累了一些色素，使得显示特殊颜色，乌木（柿树）、红木（红木科）、桃花心木（楝科）。,侵填体,木材的三切面,横向切面:与茎的纵轴相垂直的切面切向切面:是和茎的半径相垂直的纵切面径向切面:通过茎的中心所作的纵切面,王,横向切面:射线从中央向四周放射状排列，显示射线的长度和宽度切向切面:射线的轮廓略呈纺锤形，显示射线的高度宽度径向切面:射线细胞呈砖墙状，显示射线的长度和高度,木栓形成层的活动和树皮的形成,a.木栓形成层产生木栓形成层起源位置不统一，多数植物从表皮下的皮层薄壁细胞处产生，也可由表皮恢复分裂能力而形成（如柳树、苹果、夹竹桃）等；少数由初生韧皮部处产生（如葡萄）。老茎的木栓形成层起源于次生韧皮部。,b.木栓形成层的活动,木栓形成层形成周皮后，在木栓层的外方细胞得不到水分、养料供应，最后死亡。随着茎的不断增粗，老的周皮死亡，新的周皮形成，而木栓形成层的产生位置可深达次生韧皮部。,皮孔：,在树木的枝干表面，肉眼可见的，具有一定色泽和形状，纵向或横向凸出的斑点，称为皮孔。皮孔的形成：在形成周皮过程中，在原来气孔的下面木栓形成层不形成木栓细胞，而产生一团球形、排列疏松的薄壁细胞，称补充细胞。由于补充细胞增多，向外胀大突出，形成裂口，因而在枝条的表面形成许多皮孔。皮孔是周皮上的通气结构。,皮孔,c.周皮与树皮,周皮：木栓层、木栓形成层、栓内层组成。树皮：林业采伐木材加工上，把木质部以外的剥离部分称为树皮，它包括了形成层以外的部分（形成层、韧皮部、周皮、老周皮）。,3.2.5 单子叶植物茎的结构特点,表皮基本组织维管束,缺少：,具有：,表皮：由长细胞、短细胞（栓细胞和硅细胞）和气孔器有规律排列而成。气孔器：由一对哑铃形的保卫细胞和一对长梭形的副卫细胞构成。,基本组织：,指表皮以内，维管束以外的组织。厚壁组织+薄壁组织,分散排列于基本组织中。属有限维管束：无束中形成层,维管束：,3.2.6 裸子植物茎的结构特点,与双子叶植物茎的主要区别：木质部主要由管胞组成，无导管。韧皮部主要由筛胞组成，无筛管和伴胞。,思 考 题,1、茎的主要形态特征是什么？2、何谓芽？芽有哪些类型？3、根据茎的生长习性，可把茎分为几类？4、芽的起源与侧根的起源有何不同？5、绘简图说明茎的初生结构。并比较根与茎的初生结 构的异同。6、茎内维管形成层是如何发生的？由哪些类型的细胞 组成？形成层细胞分裂主要产生什么组织？7、比较初生射线与次生射线的异同。,8、简述年轮的成因。9、图示茎由顶端分生组织分化出次生结构的过程。10、单子叶植物茎的结构特点是什么？11、名词解释：单轴分枝、合轴分枝、分蘖、维管束、髓射线、切向分裂、早材、晚材、边材、心材、年轮、皮孔、维管束鞘,