第三章
种子植物的营养器官
—— 茎
•
来源于胚轴、胚芽，大多在地上，有的在地下。
•
茎的生理功能和经济意义：
输导
支持
储藏
繁殖
食用、药用、工业原料等。
茎的形态
•
一般为圆柱形
•
有节及节间、顶芽及腋芽
•
具有叶痕、芽鳞痕、维管束痕、皮孔
•
枝条分为长枝和短枝，生产上要控制其比例，调节营养和繁殖关系，以获高产。
•
如何判断根和茎？
芽的概念和结构
•
芽——
•
枝芽的结构
生长锥：属于原分
叶原基： 幼叶
幼叶：
腋芽原基： 侧枝、花、花序
枝芽的纵切结构*
芽的类型
•
按性质分
枝芽
枝条（尖小）
花芽
花或花序（肥大）
混合芽 枝和花
•
按位置分
定芽 顶芽：主干和侧枝的顶端
腋芽：叶腋处
不定芽：位置不定，于叶（秋海棠、落地生根等）、根、节间、创伤口上。
芽的类型图*
•
按结构（有无芽鳞）分
鳞芽
裸芽
•
按生理活动状态（生长季节是否活动）分
活动芽
休眠芽
顶芽和腋芽的生长关系
——具有顶端优势现象
•
什么是顶端优势？
•
产生的原因：与生长素有关
生长素的特性：产生于尖端、微量；浓度大抑制生长、小则促进；只能从形态学上端向下端运输。
•
应用：利用或控制
茎的生长习性
在长期进化过程中，适应不同环境，植物形成了特有的生长习性，以充分利用阳光、完成繁殖。
直立茎：大多数茎
缠绕茎：以茎绕
攀援茎：以卷须、气生根、叶柄、狗刺、吸盘等攀援
匍匐茎：沿地蔓生
藤本植物——缠绕茎和攀援茎植物（可草本和木本，需搭蓬安架）
茎的分枝类型
分枝类型
单轴分枝
合轴分枝和假二叉分枝
茎分枝的类型
茎分枝是一种普遍现象，是顶芽和腋芽活动的结果，具有一定的规律性，有5种分枝方式。
•
单轴分枝：如裸子植物和部分被子植物。
•
合轴分枝：最进化（为什么？），如大多数被子植物。
•
假二叉分枝：合轴分枝的另一种形式，大多数存在于对生叶植物，如辣椒等部分被子植物。
•
二叉分枝：较原始，多见于苔藓、蕨类植物。
•
分蘖：禾本科植物特有。
分枝的生物学意义和实践意义？
光合作用；摘心、抹芽、整枝促进有效分蘖等。
•
可见，在高等植物分枝方式中，二叉分枝最原始，合轴分枝最进化，单轴分枝在裸子植物中占优势，合轴和假二叉分枝大多存在于被子植物中，分蘖是禾本科植物特有的分枝方式。
茎的发育
•
原分生组织 初生分生组织（3层） 初生结构 次生结构
•
关于顶端分生组织组成的理论：
组织原学说
原套-原体学说
细胞学分区概念
原套原体学说
•
原套原体学说——原套和原体两部分
•
原套为表面的1～2层细胞，分化形成表皮和皮层；
•
原体为原套内方的多层细胞，分化形成皮层、维管束、髓及髓射线；原套内层与原体外层细胞能产生叶原基和腋芽原基。
顶端分生组织和叶原基
叶和芽的起源
•
叶 叶原基 突起 顶端分生组织（第1-3层细胞）
•
叶芽下面的叶原基不断发育为幼叶，顶端分生组织不断发育为叶原基。
主干顶芽 胚芽
侧枝顶芽 腋芽 腋芽原基 叶原基叶腋处的第3层细胞
外起源——
不定芽的起源？
•
可内、外起源
•
不定芽在无性繁殖中意义大。
四、茎的生长方式：
顶端生长——由于茎顶端分生组织细胞的不断分裂，使茎的节数增加、节间伸长，茎不断伸长的生长方式。
居间生长——由于茎节基部的居间分生组织细胞分裂，使节间伸长的生长方式。
增粗生长——由于侧生分生组织细胞的分裂活动，使茎不断增粗的生长方式。
等等
双子叶植物茎的初生结构
•
表皮：即初生保护组织
•
皮层：主要成分是薄壁组织，有的有叶绿体、有的有机械组织、沉水植物和地下茎分化出内皮层
•
维管柱：中央轴状部分，包括
维管束
髓
髓射线
双子叶植物茎的初生结构
维管束
•
环状排列，包括
初生木质部
维管形成层（次生生长时才活动）
初生韧皮部
•
维管束的类型
外韧维管束：大多数植物
双韧维管束：如葫芦科植物、茄科植物
. 同心维管束 周木维管束：如蓼科植物
周韧维管束：如蕨类植物
维管束类型*
维管形成层*
初生木质部*
•
主要成分及功能
•
属于内始式发育——
初生韧皮部
•
主要成分及功能：无筛胞；筛管的活动是有限的，随胼胝质的变化而变化。
•
外始式发育
•
胼胝质——P61、121，指在筛管分子中积累的一种碳水化合物。最初绕在联络索周围成一薄层，当筛管变老或休眠时加厚成一
垫状物，次年春天又变薄，从而影响筛管的运输能力。
•
苎麻、亚麻等麻类作物的韧皮纤维柔韧，是织布、造纸等的原料。
束中形成层
•
属于暂不活动的初生分生组织（根？）
髓和髓射线：来源于基本分生组织
•
髓位于茎中央，主要是薄壁组织，有的有石细胞、有的成髓腔、有的成片状髓、有的有环髓带。
•
髓射线——位置、性质和功能。（根和茎的次生结构有维管射线）
裸子植物茎初生结构的特点
•
基本结构与双子叶植物相似，主要区别是组成成分体现了原始性（输导能力弱、硬度差、支持力弱）；
•
木质部中主要成分是管胞，无典型的木纤维，兼输导和支持作用；
•
韧皮部中主要是筛胞，一般无导管、筛管；
•
成熟时都是有次生结构的木质茎。
单子叶植物茎的结构特点（如甘蔗茎、干玉米茎）
•
分为3部分：表皮、基本组织和维管束，一般无形成层，没有次生结构。
•
表皮
2种短细胞 栓质细胞
硅质细胞
1种长细胞：主要成分，长角质化。
气孔器：包括2个哑铃形保卫细胞、气孔、2个副卫细胞
表皮毛
玉米、水稻茎结构轮廓图*
玉米茎表皮*
基本组织*
•
无皮层和髓之分，有的成髓腔，近表皮处有几层机械组织（加强支持），幼茎则有叶绿体，有的含花青素。
维管束
•
散生排列：如玉米等
环状排列：有规律相间排列成2圈（外小、内大），中央为髓或髓腔，如水稻等。
•
属于外韧有限维管束，韧皮部为始式发育、木质部为内始式发育。
•
具有由厚壁组织组成的维管束鞘：后生韧皮部占比例大，后生木质部导管排列成“V”形
竹茎的结构（自学）
毛竹茎结构*
玉米茎维管束*
单双子叶茎横切
双子叶植物茎的次生结构
次生结构——？
1、维管形成层的来源和活动
来源：束内形成层：束内，属于原分生组织，次生生长时才活动。
束间形成层：束间，对应于束内形 成层位置的隋射线薄壁细胞反分化而成，属于次生分生组织。
茎维管形成层的细胞组成及活动
纺锤状原始细胞：为主要成分，连成片，分裂分化产生次生木质部和次生韧皮部（次生维管组织）。
射线原始细胞：近等径，分散排列，分裂分化产生木射线和韧皮射线（维管射线）。
即茎维管形成层主要进行平周分裂，产生次生结构（包括次生维管组织和维管射线），扩大周径，结果使茎加粗。
梨茎的次生结构*
茎的次生结构*
茎的次生结构*
二年生木本茎*
判断椴树的年龄
次生韧皮部
•
由维管形成层活动向外产生，位于树皮内侧，是输导有机物的主要部分（初生韧皮部被挤破）。
•
成分类似初生韧皮部，有的有乳汁管、石细胞等。
•
具有韧皮射线——
次生木质部
•
由维管形成层活动向内产生，位于茎中央，占比例大，是输导水和无机物的主要部分，也叫木材。
•
具有木射线——
茎中维管射线与髓射线的异同；
相同点：均由径向排列的薄壁细胞组织，起横向输导和贮藏营养的作用。
不同点：起源.位置.数量 P131
维管形成层的季节性活动和年轮
•
在有明显季节性气候的地区,形成层的活动就随着季节的更替而表现出有节奏的变化,结果在次生木质部中形成年轮(年轮形成的原因).
•
年轮?
•
木本植物茎次生木质部上的同心轮纹(生长轮),若一年产生一轮就叫年轮.
•
一个年轮 早材(春材)_ 特点?
晚材(秋材)_
•
一年中的早材和晚材是逐渐过渡的,但上一年的晚材和当年的早材间有明显的分界.
•
假年轮?
•
了解年轮的意义?
边材和心材
•
产生的原因
•
什么是边材?心材?(理解)
茎的三种切面
为进一步了解茎的次生结构,应比较三种切面的特点特别是射线的形状,反过来又可鉴别茎的三种切面??
茎的三种切面*
边材、心材*
树干*
木栓形成层的来源和活动
•
来源
最初的木栓形成层起源位置不定:可以起源于表皮.皮层.初生韧皮部.
大多数植物木栓形成层的活动是逐年的,发生的位置依次向内移,最后深达次生韧皮部.
•
活动:产生周皮
•
思考：具有次生结构的茎，从内到外的结构依次有哪些？
树皮及其经济价值
•
树皮的概念
1、 林业砍伐或加工上指能从树干上剥下的皮,包括形成层、次生韧皮部、初生韧皮部、周皮及其以外部分，分为：
软树皮——形成层、次生韧皮部、初生韧皮部、栓内 层、木栓形成层，含生活组织，水分多，质地软。
硬树皮——新的木栓形成层以外的枯死部分，全为死细胞，质地硬，干、常成片自然脱落。
2、植物学上指逐年积累的周皮。
3、日常指能自然脱落的干死部分，既硬树皮。
•
树皮的经济价值？
•
皮孔——
•
补充组织——
•
小结：双子叶植物茎的组织分化、发育。
茎的立体图解*
茎环剥*
树皮的形成*
裸子植物茎的结构特点？
•
裸子植物均为木本植物，结构类似于双子叶植物，区别主要在于木质部和韧皮部的成分上，反映出原始性、输导能力弱，显示结构单一、均匀。
裸子植物茎结构
木质茎和草质茎
•
根据茎的木质化程度、生活期长短分。双子叶植物有木质茎和草质茎，裸子植物全为木质茎，单子叶植物大多数为草质茎。