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植物学 —— 茎

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  1. 植物学——茎 植物学精品课程

  2. 一、概述 (一)茎的主要生理功能 • 茎和枝条支持着叶、花、果实。 • 物质运输的主要通道。 • 贮藏和繁殖。 • 绿色幼茎能进行光合作用。 植物学精品课程

  3. (二)茎的基本形态 • 一般为辐射对称的圆柱体。 • 在茎上着生有叶、花和果实;节和节间;长枝和短枝。 • 在茎的顶端着生有芽——顶芽,叶腋处的芽称为腋芽。 • 冬态枝条(木本)上,叶痕、叶迹、芽鳞痕、皮孔等。 植物学精品课程

  4. 植物学精品课程

  5. 茎的特征 有节 节间 长叶 具芽 植物学精品课程


  6. 植物学精品课程

  7. 二、芽 (一)芽的概念和结构 芽(bud):未发育的枝、花或花序的原始体,包括茎尖及其外围的附属物。 附属物 叶芽:叶原基、腋芽原基及幼叶、芽鳞片等。 花芽:花各组成部分的原始体(萼片原基等)。 植物学精品课程

  8. 植物学精品课程

  9. 植物学精品课程

  10. 植物学精品课程

  11. (二)芽的类型 1、按芽在枝上的位置分 • 定芽(normal bud):着生位置固定,顶芽(顶端),腋芽(叶腋)。 • 不定芽(adventitious bud):在茎的节间、叶片、根上长出的芽,尤其是从创伤部位产生。 植物学精品课程

  12. 一个叶通常有一个腋芽,也有一个叶腋有几个芽,中央的为主芽(腋芽),旁边的为副芽。并生芽:几个芽并列在一起,如桃。叠生芽:几个芽上下叠在一起,如金银花。叶柄下芽:叶柄基部膨大成鞘状,把芽复盖,如法国梧桐(悬铃木)。一个叶通常有一个腋芽,也有一个叶腋有几个芽,中央的为主芽(腋芽),旁边的为副芽。并生芽:几个芽并列在一起,如桃。叠生芽:几个芽上下叠在一起,如金银花。叶柄下芽:叶柄基部膨大成鞘状,把芽复盖,如法国梧桐(悬铃木)。 植物学精品课程

  13. 2、按芽鳞的有无分 • 鳞芽(scaly bud):有芽鳞片包被的芽。芽鳞片是叶的变态,其外层细胞角化或栓化,呈棕褐色,坚硬,有时被茸毛,还分泌黏液和树脂。芽鳞片起保护作用,可防止冬天的低温和干旱。 植物学精品课程

  14. 裸芽(naked bud):芽外没有鳞片,只有幼叶包住,草本植物,热带、亚热带潮湿地区的木本植物。如水稻、棉和枫杨。 植物学精品课程

  15. 3、按芽的生理活动分 • 活动芽(active bud):芽形成后能继续生长,活动,当年生长为枝条或花的芽。 • 休眠芽(dormant bud):茎基部的芽,不活动,成休眠状态。休眠芽活动,使茎基部长成枝条,林区更新。 植物学精品课程

  16. 4、按芽的发育分 • 枝芽(branch bud):发展为枝的芽,包括生长锥、叶原基、幼叶和腋芽原等结构。 • 花芽(floral bud):是花或花序的原始体,外观较叶芽肥大,内含花或花序各部的原基。没有叶原基和腋芽原基。 • 混合芽(mixed bud):既有叶原基和腋芽原基,又有花部原基的芽。如苹果、海棠、梨。 植物学精品课程

  17. 三、分枝和分蘖 • 种子植物的分枝方式一般有单轴分枝、合轴分枝和假二叉分枝三种类型。 • 分蘖(tiller):水稻、小麦等禾本科植物在生长初期,茎的节间很短,节密集,埋在土中或接近地面,由基部一定的节(分蘖节)上产生腋芽和不定根。由腋芽形成的枝条称为分蘖,分蘖上又可以形成新的分蘖。 植物学精品课程

  18. 单轴分枝(monopodial brandching): 又称总状分枝,主茎的顶芽生长旺盛,形成直立粗状的主干,而侧枝的发育程度远不如主茎。如山毛榉,杨树等。多数裸子植物都属于单轴分枝,如水杉。 植物学精品课程

  19. 合轴分枝(sympodial branching): • 顶芽生长活动一段时间后死亡,或分化为花芽,或生长极慢,由紧靠近顶芽的一个腋芽迅速伸展为枝,代替主茎的位置,每年同样地交替进行,使主干继续生长。 • 这种主干是由许多腋芽发育而成的侧枝联合组成,所以称为合轴。如苹果、无花果、桃等。 植物学精品课程

  20. 假二叉分枝 顶芽生长出一段枝条后,停止发育,或为花芽,而顶端两侧对生的侧芽同时发育为新枝,新枝的顶芽和侧芽的生长活动与母枝相同,再生一对新枝,如此继续发育,如丁香。 植物学精品课程

  21. 分蘖 植物学精品课程

  22. 植物学精品课程

  23. 四、茎尖的分区及其生长动态 • 茎尖和根尖有 相似之处: 由顶向基也可 分为分生区、 伸长区和成熟区。 植物学精品课程

  24. (一) 分生区(meristematic zone) 也叫生长锥。具有分层现象,外表的1~2层细胞为原套,里面的细胞为原体。在茎尖生长锥的基部还有叶原基、幼叶和腋芽原基。 植物学精品课程

  25. 植物学精品课程

  26. 被子植物茎尖顶端分生组织分区图解 植物学精品课程

  27. 植物学精品课程

  28. 原表皮 表皮 原套 周缘分生组织 基本分生组织 皮层 原形成层 髓射线和维管束 原体 髓分生组织 基本分生组织 髓 原分生组织 初生分生组织 成熟组织 植物学精品课程

  29. (二) 伸长区(elongation zone) 在茎尖生长时期较明显,细胞迅速伸长,初生分生组织衍生细胞的分裂活动逐渐减弱。但顶芽形成后,顶芽以下的部分发育为成熟组织时,伸长区难辨认。 植物学精品课程

  30. (三) 成熟区(maturation zone) 细胞的分裂和伸长生长都停止,具备幼茎的初生结构。 植物学精品课程

  31. 五、双子叶植物茎的初生结构 • 由顶端分生组织经细胞分裂活动所衍生的细胞,分化成各种成熟组织的过程,称为初生生长,由初生生长所形成的各种组织叫初生结构。 • 双子叶植物茎的初生结构由外向内可分为表皮、皮层和维管柱三大部分组成。 植物学精品课程

  32. 表皮 双子叶植物茎的初生结构 机械组织  初生韧皮部  初生木质部  髓 髓射线 束内形成层 植物学精品课程

  33. 表皮 皮层 髓射线 初生韧皮部 髓 初生木质部 束中形成层 双子叶植物茎的初生结构轮廓图 植物学精品课程

  34. 双子叶植物茎的初生结构立体图解 植物学精品课程

  35. (一) 表皮(epidermis) • 幼茎最外一层活细胞,细胞砖形,长径与茎的纵轴是平行的,排列紧密,常无叶绿体,细胞外壁较厚,角质化,常有角质层,有的植物还在蜡被。 • 有气孔,但少,有表皮毛或封锁毛(可反射强光,防止水分的过度散失,多见于一些沙生植物)。 植物学精品课程

  36. (二) 皮层(corter) • 位于表皮和维管柱之间,有多层细胞,主要是薄壁细胞,有细胞间隙,排列疏松,水生植细胞间间隙很发达,构成通气道,外层细胞常有叶绿体,所以嫩茎呈绿色。 植物学精品课程

  37. 外层常有厚角组织,可以连续呈环状(南瓜),也有呈束状(铁线莲、薄荷),使茎有棱。皮层与中柱的比例占得小。外层常有厚角组织,可以连续呈环状(南瓜),也有呈束状(铁线莲、薄荷),使茎有棱。皮层与中柱的比例占得小。 • 内皮层不明显,只有沉水植物、少数陆生植物有内皮层,有凯氏带增厚(如:穿心莲)。草本植物蚕豆、花生、番薯、南瓜等皮层内方含有淀粉粒,称淀粉鞘。 植物学精品课程

  38. (三) 维管柱(vascular cylinder) • 皮层以内柱状结构,为初生维管组织,由原形成层发展而来,无明显的中柱鞘,包括三部分:维管束、髓和髓射线。 植物学精品课程

  39. 1、维管束(vascular bundle) • 初生维管束(primary vascular bundle):来自形成层,原形成层始终保持分离束状,发展成初生维管束也是分离束状,如南瓜,形成层成连续环状——连续环状初生维管束,如桃——实际仍是分离的维管束。 植物学精品课程

  40. 初生韧皮部在外方,初生木质部在内方,外韧维管束(collateral bundle),又称并生型维管束。 • 内外皆为韧皮部,中间为木质部,称为双韧维管束(bicollateral bundle),如葫芦科、茄科、旋花科、夹竹桃科。 植物学精品课程

  41. 初生韧皮部(primary phloem):其发育为外始式(向心式发育),由此有原生韧皮部、后生韧皮部之分。 组成分子:筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞(韧皮薄壁细胞比伴胞大,是生活细胞,含淀粉、单宁、结晶,有贮藏作用)。 植物学精品课程

  42. 初生木质部(primary xylem):发育方向从内向外,称内始式(离心式发育),由此有原生木质部、后生木质部之分。 组成分子:导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞(木薄壁细胞是生活细胞,细胞壁木质化,具贮藏作用)。 植物学精品课程

  43. 束中形成层:位于初生木质部与初生韧皮部之间。束中形成层:位于初生木质部与初生韧皮部之间。 植物学精品课程

  44. 2、髓 幼茎中央的薄壁细胞,体积大,贮藏作用。 3、髓射线 位于两个维管束之间,连接皮层与髓的部分。具有贮藏、横向运输作用,可恢复细胞分裂能力,转变为束间形成层。 植物学精品课程

  45. 植物学精品课程

  46. 六、双子叶植物茎的次生结构 • 由于维管形成层、木栓形成层活动,使茎增粗,形成次生生长,所产生的各种组织称为次生结构。 (一) 维管形成层的产生及其活动 • 在初生韧皮部初生木质部之间有一层细胞保留分裂能力,成为束中形成层,当茎进行次生生长时,在髓射线处相应于束中形成层的部位也有一层细胞恢复分裂能力,叫束间形成层,维管形成层就变为环状。 植物学精品课程

  47. 植物学精品课程

  48. 植物学精品课程

  49. 维管形成层的细胞有两种: • 一种占多数,细胞呈扁平纺锤状,横切面呈长方形称纺锤状原始细胞。 • 一种近为等径,横切面呈方形,叫射线原始细胞。 植物学精品课程

  50. 纺锤状原始细胞 射线原始细胞 植物学精品课程