茎的功能与基本形态

1、第二节第二节 茎茎一、茎的功能与基本形态一、茎的功能与基本形态 1.功能： 运输功能 支持功能 贮藏功能 繁殖功能 其它:食用、药用、工业原料、木材。2、茎的形态、茎的形态 植物的茎常呈圆柱形，这种形状最适宜于茎的支持和输导功能。 有些植物的茎外形发生变化，如莎草科的茎为三棱形；薄荷等唇形科植物的茎为四棱形；芹菜的茎为多棱形。 着生叶和芽的茎称为枝条，枝条上叶子的着生处称为节，相邻两个节之间的一段为节间。木本植物的枝条，其叶片脱落后留下的疤痕，称为叶痕。叶痕中的点状突起是枝条与叶柄间的维管束断离后留下的痕迹，称为叶迹。二、芽的类型与分枝关系二、芽的类型与分枝关系（一）芽（一）芽 芽是未发育的枝

2、或花和花序的原始体。 1、芽的结构 芽体的顶端是幼嫩的茎尖，为分生组织，中央为芽轴，其周围有许多突出物，这是叶原基和腋芽原基。2. 芽的类型芽的类型 根据芽的生长位置、性质、结构和生理状态可将芽分为几种类型。（1）按芽在枝条的着生位置分 定芽（顶芽、腋芽、副芽） 不定芽（2）按芽发育后形成的器官分 叶芽： 花芽： 混合芽：（3）按芽鳞有无来分按芽鳞有无来分 鳞芽：芽的外面由鳞片包被， 如毛白杨。 裸芽：不具芽鳞的芽，如枫杨。（4）按生理活动状态分按生理活动状态分 活动芽：在当年生长季中萌 发的芽。 休眠芽：距顶芽较远的腋芽 往往成休眠状态。（二）茎的分枝和分蘖（二）茎的分枝和分蘖植物的顶芽因某

3、些原因而停止生长时，一些侧芽就会迅速生长，发生分支。由于上述关系，以及植物的遗传特性，每种植物常常具有一定的分枝方式。 1、单轴分枝、单轴分枝 又称总状分枝。树冠塔又称总状分枝。树冠塔形，主茎的顶芽活动始终占形，主茎的顶芽活动始终占优势（顶端优势），形成一优势（顶端优势），形成一个直立的主轴，而侧枝较不个直立的主轴，而侧枝较不发达，以后侧枝又以同样方发达，以后侧枝又以同样方式形成次级分枝，但各级侧式形成次级分枝，但各级侧枝的生长均不如主茎的发达，枝的生长均不如主茎的发达，主次分明。这种分枝方式，主次分明。这种分枝方式，称为单轴分枝。称为单轴分枝。 2、合轴分枝、合轴分枝 顶芽活动到一定时间后，

4、生长变得极慢，甚至死亡，或分化为花芽，而靠近顶芽的腋芽迅速发展为新枝，代替主茎的位置，不久，这条新枝的顶芽又同样停止生长，再由其侧边的腋芽所代替，主枝由各级侧枝合并而成。 3、假二叉分枝、假二叉分枝 实际上是合轴分枝的另一种形式。如丁香、石竹都是对生叶序，其顶芽发育到一定时期后不再发育，在近顶芽下面的二个对生腋芽，发育成为两个相同外形的分枝，从外表看这种分枝与二叉分枝相似，因此叫假二叉分枝。 4、禾本科植物的分蘖、禾本科植物的分蘖 四、五叶时期禾本科植物幼苗的腋芽开始活动，迅速生长为新枝，同时在节位上产生不定根，这种分枝方式称为分蘖。 分蘖位愈低，其分蘖发生愈早，生长期长，容易成穗，为有效分蘖

5、。 （三）（三） 茎的性质茎的性质 根据植物茎的性质不同，将茎分为木本植物和草本植物两大类。 木本植物的茎含有大量的木质素，一般比较坚硬，又可分为乔木和灌木。（1）乔木：乔木是有明显主干的高大树木，如杨树等。（2）灌木：主干不明显，比较矮小，基部常分枝。如紫荆等。 草本植物的茎含有的木质素很少，质软。分为：（1）一年生草本 生活周期在本年内完成，如水稻、棉花。（2）二年生草本 生活周期在两个年份内完成，如冬小麦。（3）多年生草本 植物地下部分生活多年，每年继续发芽生长， 如甘蔗、马铃薯等。 （四）茎的生长习性（四）茎的生长习性 根据茎的生长习性将茎分为：根据茎的生长习性将茎分为：（1 1）直立

6、茎直立茎 多数植物的茎背地生长，直立地面，如小麦、玉多数植物的茎背地生长，直立地面，如小麦、玉 米等。米等。（2 2）缠绕茎缠绕茎 茎细而软，不能直立，只能缠绕在支持物上向上生茎细而软，不能直立，只能缠绕在支持物上向上生长，如牵牛等。长，如牵牛等。（3）攀缘茎）攀缘茎 茎的一部分形成卷须、吸盘等结构，攀援它物生长，如黄瓜等。（4）平卧茎）平卧茎茎平卧地上，如蒺藜，地锦等。（5）匍匐茎）匍匐茎茎平卧地面，节上生根，如甘薯等。 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，也可分为分生区、伸长区和成熟区三个部分。（1）分生区）分生区位置：茎尖最顶

7、端。特点：与根尖分生区相似。功能：分裂、分化。 茎尖顶端一般为半球形的结构，由一团原分生组织所构成。在茎尖顶端以下的四周，有叶原基和腋芽原基。茎尖顶端有原套、原体的分层结构。原套-原体学说: Schmidt（1924）提出，适用被子植物组织原学说: Hanstein（1868）提出。细胞-组织分区学说: Forster（1938）提出，适用裸子植物。（2 2）伸长区）伸长区位置：分生区下方。特点：细胞迅速增大，液泡化明显。功能：使茎伸长。（3）成熟区）成熟区位置：伸长区下方。特点：细胞伸长停止，组织分化基本完成。功能：形成茎的初生构造。髓分生组织髓原表皮表皮基本分生组织皮层、髓射线原形成层维管

8、束 双子叶植物的种类很多，但其茎的结构都有共同的规律，在横切面上，可以看到表皮、皮层、维管柱三个部分。（二）双子叶植物茎的初生结构（二）双子叶植物茎的初生结构1.1.表皮表皮位置：幼茎最外层。特点：一层生活细胞，形状规则，近于长方形，排列紧密，无细胞间隙，细胞壁角质化，具少数气孔。功能：保护作用。2.皮层皮层位置：表皮到维管柱之间的部分。特点：厚角组织：靠近表皮，含叶绿体，增加支持作 用。 皮层薄壁组织：细胞较大，排列疏松，有胞间隙。功能：横向运输通道；贮藏。3.维管柱维管柱 皮层以内的部分，包括维管束、髓和髓射线。B.B.初生韧皮部初生韧皮部（外始式外始式） 原生韧皮部原生韧皮部 早分化，韧

9、皮薄壁细胞早分化，韧皮薄壁细胞后生韧皮部后生韧皮部 筛管、伴胞、韧皮薄壁筛管、伴胞、韧皮薄壁 细胞、韧皮纤维细胞、韧皮纤维（1 1）维管束（外韧维管束）维管束（外韧维管束）原生木质部原生木质部：分化早，木薄壁细胞：分化早，木薄壁细胞 环纹、螺纹导管环纹、螺纹导管后生木质部后生木质部：梯纹、网纹、孔纹导管：梯纹、网纹、孔纹导管 木纤维木纤维A.初生木质部初生木质部（内始式内始式）C.束中形成层束中形成层 位置：初生木质部与初生韧皮部之间。 功能：由原形成层细胞保留下来，具分裂能力，产生次生构造。而一些双子叶植物及单子叶植物茎中无形成层，不产 生次生构造。 （2）髓）髓位置：茎中心。特点：薄壁细胞

10、组成，可发育成厚壁细胞或石细胞。功能：贮藏营养物质（淀粉、单宁、晶体）。（3）髓射线）髓射线位置：维管束之间。特点：薄壁细胞组成，横 切面呈放射状排列。功能：横向运输通道；贮 藏作用。 次生生长：次生分生组织产生次生组织的过程。 次生构造：次生生长产生的次生组织。1.维管形成层的产生及活动维管形成层的产生及活动（1）产生 束中形成层 -原形成层在维管束中保留下的一层具潜在分裂能力的细胞。 束间形成层-髓射线相当于形成层部位的一些细胞恢复分裂能力产生。（二）双子叶植物茎的次生构造（二）双子叶植物茎的次生构造 束间形成层产生后就和束中形成层衔接成一环，同步进行活动，细胞主要进行切向分裂，增加细胞层

11、数，向外形成次生韧皮部母细胞，以后分化成次生韧皮部，添加在初生韧皮部的内方；向内形成次生木质部母细胞，以后分化成次生木质部，添加在初生木质部的外方。 髓射线部分也由于细胞分裂不断地产生新细胞 在径向上延长了原有的髓射线。随着茎的次生结构不断地增加，在次生韧皮部和木质部中，又能分别地产生新的维管射线。（）形成层的细胞（）形成层的细胞 组成组成 纺锤状原始细胞、等径原始细胞（射线原始细胞） 纺锤状原始细胞主要是进行切向分裂（平周分裂），纺锤状原始细胞也可进行径向分裂、倾斜的垂周分裂，增加维管形成层环上的细胞数目，使环径扩大。 等径原始细胞有二种分裂： a、平周分裂 平周分裂增加层次，向外形成韧皮射

12、 线、向内形成木射线，射线起横向运输作用； b、垂周分裂 其结果使周径扩大（3 3）产物）产物纺锤状原始细胞纺锤状原始细胞射线原始细胞射线原始细胞平周分裂平周分裂外：次生韧皮部（少）外：次生韧皮部（少）内：次生木质部（多）内：次生木质部（多）扩大周径扩大周径垂周分裂垂周分裂平周分裂平周分裂 韧皮射线韧皮射线木射线木射线次生射线次生射线（4 4）影响因素）影响因素A：生长素赤霉素（GA）：促进分化木质部吲哚乙酸（IAA）：促进分化韧皮部B：温度及日光2.2.木栓形成层的产生及活动木栓形成层的产生及活动（1）产生）产生 A：紧靠表皮的皮层细胞产生 B：表皮深处的皮层细胞产生 C：直接从表皮产生（2

13、）产物）产物木栓形成层平周分裂周皮（3）寿命）寿命（4 4）木栓形成层在茎上的分布）木栓形成层在茎上的分布 A：呈条状分布，树皮不脱落，呈鳞片状开裂。 B：筒状分布，树皮筒状开裂。 C：片状分布，树干上呈鳞片状斑痕。生产上树皮：形成层以外所有部分，包括生活的 韧皮部及所有周皮。植物学上树皮：最新形成的木栓形成层以外的部分，包括木栓层及所有死亡周皮3.3.木材的构造木材的构造 木材的绝大部分为次生木质部，有导管和管胞；木纤维发达；木射线初期为薄壁细胞，后期细胞壁木化。木材三切面：A：横切面B：径向切面C：切向切面（1 1）横切面）横切面 A.生长轮：在茎的横切面上可看到木质部具有许多同 心圆环。

14、分为： 早材（春材）：春季形成层活动快，形成的导管直 径较大，木纤维少，管壁较薄，结 构疏松。 晚材（秋材）：秋季形成层活动慢，形成的导管直 径较小，木纤维多，管壁较厚，结 构致密。 维管形成层在一个生长季节中所产生的次生木质部，称为生长轮，一年只有一个生长轮即为年轮。同一年的早材和晚材就构成一个年轮。环孔材环孔材：早材导管腔比晚材的大，导管沿生长轮 整齐排列。如刺槐、桑。散孔材散孔材：早材与晚材的导管腔相差不大，散布于 早材与晚材中。如杨、柳。半环孔材：介于环孔材与散孔材之间。如核桃。心材：靠中心颜色较深的生长轮。边材：靠茎周颜色较浅的生长轮。隐心材树种：无明显心材。假年轮：一个生长季形成多

15、个年轮。B.木射线：呈放射状排列，可看出它的长度与宽度。 由木薄壁细胞组成，比较脆弱。 阔叶树种：3-多列木射线C. 髓心：树干横切面中心部分，常和第一年初生木 质 部相连。圆形髓心：白榆，白玉兰星状随心：麻栎，枫香三角形髓心：楷木髓心中空：泡桐（2 2）径向切面）径向切面 A. 生长轮：纵行排列，构成木材的花纹。可看出 导管、 木纤维、木薄壁细胞的纵切面。 B. 木射线：与茎主轴垂直，横向排列，由多层细 胞组成，可看出它的长度与高度。C. 射线细胞排列方式： 横卧射线细胞 直立射线细胞D. 射线类型： 同型射线：射线细胞全为横卧，如杨属。 异型射线：两种射线细胞，如柳属。 （3 3）切向切面

16、）切向切面 A. 生长轮：纵行排列，宽带状，呈“V”形纹理。看 出导管、木纤维、木薄壁细胞的纵切面。B. 木射线：射线束梭状纵行排列，有单列木射线与 多列木射线之分，可看出它的长度与高 度。（四）裸子植物茎及木材的次生构造（四）裸子植物茎及木材的次生构造1. 韧皮部分子：主要为筛胞组成，无伴胞。韧皮薄壁 细胞较少。2. 木质部分子：主要为管胞组成，无导管。木薄壁细 胞较少，一般无木纤维。3. 木材的构造（1）横切面（无孔材） A：生长轮：清晰可见 早材：管胞腔大，壁薄。 晚材：管胞腔小，壁厚。 B：木射线：放射状排列，常为单列。（2 2）纵向切面）纵向切面 A：生长轮： 早材：管胞具缘纹孔多而

17、大。 晚材：管胞具缘纹孔少而小。 B：木射线：与管胞垂直呈横向排列。 射线薄壁细胞：活细胞 射线管胞：厚壁死细胞（3 3）切向切面）切向切面 A：生长轮：管胞壁上呈具缘纹孔侧面像 B：木射线：与管胞垂直呈横向排列。 单列木射线 含树脂道木射线4. 形成层细胞纺锤状原始细胞纺锤状原始细胞射线原始细胞射线原始细胞5. 裸子植物茎具树脂道1.表皮表皮位置：最外层。特点：细胞排列整齐。功能：保护作用。长细胞长细胞短细胞短细胞栓质细胞栓质细胞硅质细胞硅质细胞（五）单子叶植物茎的结构（五）单子叶植物茎的结构 大部分单子叶植物的茎只有初生结构，少数有次生结构，但与双子叶植物的茎不同。2. 2. 基本组织基本

18、组织 表皮以内，由靠近表皮的厚壁细胞（含叶绿体，起支持作用）和内部的薄壁组织细胞（越靠近中心，细胞越大）组成。由于维管束散布在它们中，因此，不能划分出皮层和髓部，具有皮层和髓的功能。3. 3. 维管束：维管束： 为外韧有限维管束，有两种排列方式： 一是维管束无规则地分散在整个基本组织内，愈向外愈多，愈向内体积愈大（玉米、甘蔗）。 二是维管束排列较规则，一般成两圈，中央为髓腔。 维管束 木质部 (内始式）韧皮部 （外始式）初生木质部的导管成“V”字形排列。 维管束横切面上近圆形，最外面为厚壁组织所包围，形成维管束鞘。多数单子叶植物茎的维管束无形成层，不能加粗，但有些可初生性质的加粗（玉米、甘蔗、椰子树等）。一是初生组织内细胞的长大；二是在茎尖的正中，叶原基和幼叶的下面，有几层由扁长形细胞组成的初生加厚（增粗）分生组织，与茎表面平行，平周分裂，增加细胞层数，使茎不断地增粗。竹茎的结构竹茎的结构 竹茎（秆）的节