浙江大学2012植物学甲研究论文示范 02五种双子叶草本植物茎的结构比较(改好).doc

五种双子叶草本植物茎的结构比较陈加荣，管新华，潘杰，邱新敏，吴燕清（浙江大学生命科学学院 生物科学类0603，杭州 310058）摘要：比较了黄花蒿（Artemisia annua L. ）、番薯（Ipomoea batatas Lam.） 、苦苣菜（Sonchus oleraceus L.）、睡莲（Nymphaea tetragona Georgi）、野苋菜（Amaranthus retroflexus L.）五种双子叶草本植物茎结构和生活习性的相同和不同之处。初步解释了茎的结构对于其生活环境的适应性。关键词：茎、草本、双子叶、结构Comparative Study on Stem Structure of Five herbal DicotyledonAbstract: This article compares the differences and the same places of the stems structures and the environments of five non-moncot herbaceous plants, and explains how the structure of the stems adapt to the environments.Key words: stem; herbal dicots; structure1研究内容通过对五种双子叶草本植物茎的结构比较，进一步熟悉双子叶草本植物茎的结构，了解不同结构与植物的生活习性的关系，了解植物结构和生活环境上的差异，并初步揭示了环境对于植物的选择作用。2材料及方法2.1材料：表格1 所采集的材料名称（拉丁名）所属科生活环境采集地点黄花蒿（Artemisia annua L. ）菊科在路旁、荒地、山坡、林缘等处都有分布浙江大学紫金港校区生命科学院附近番薯（Ipomoea batatas Lam.）旋花科田地种植浙江大学紫金港校区西南侧苦苣菜（Sonchus oleraceus L.）菊科阴生或阳生浙江大学紫金港校区北山睡莲（Nymphaea tetragona Georgi）睡莲科水生浙江大学紫金港校区生物实验楼后水塘边野苋菜（Amaranthus retroflexus L.）苋科生于农田、路边或荒地。浙江大学紫金港校区西南侧2.2方法：广泛采集多种双子叶草本植物，通过徒手切片比较，选出其中比较典型的五种植物进行比较、研究。3结果分析31总体状况比较1睡莲（Nymphaea tetragona Georgi）（见图1） 多年生水生花卉。根状茎短粗，直立。叶漂浮水面，心脏形或宽椭圆形，基部具深弯缺，上面亮绿，下面紫赤色。花单生漂浮水面，花瓣多数，呈白、粉、红、黄等色，每日上午开花，下午闭合，故名子午莲，花期6一9月。 图1 睡莲原始状态图 图2 睡莲苦苣菜原始状态图2苦苣菜（Sonchus oleraceus Linn.）（见图2）一年生或多年生草本，有乳汁；叶互生，有齿或分裂；头状花序同性，黄色，圆柱形至钟形，为疏散的圆锥花序或伞房状的圆锥花序；花全部舌状，两性，极多数，舌片有5裂齿；总苞片数列；瘦果卵形至圆柱形，压扁，无喙；冠毛有细柔毛并杂以粗的直毛，白色。 图3 番薯原始状态图 图4野苋菜原始状态图3番薯（Ipomoea batatas Lam.）（见图3）一年生或多年生草质蔓性藤本植物，作一年生栽培。茎蔓生，绿或紫绿色，内有白色乳汁，分枝多，茎节发生不定根。单叶互生，掌状、心脏形、肾形或戟形。叶缘缺刻，浅裂或深。二歧聚伴花序或变态二歧聚伞花序。4.野苋菜（Amaranthus retroflexus L.） （见图4）一年生草本植物. 茎直立，高2080cm，有分枝，密生短柔毛。叶互生有长柄；叶片卵形至椭圆状卵形，先端稍凸或略凹，有小芒尖，两面和边缘具柔毛。花序圆锥状，顶生或腋生，花簇刺毛多；花白色，5被片，具浅绿色中脉1条。胞果扁球形包在花被里，开裂。种子圆形至倒卵形，表面黑色。5黄花蒿（Artemisia annua L. ）见图5图5 黄花蒿原始状态图多年生草本，无毛或有疏伏毛，高40150厘米。茎通常单一，直立，分枝，有棱槽，褐色或紫褐色，直径达6毫米。叶面两面无毛，基部和下部叶有柄，并在花期枯萎；中部叶卵形，3回羽状深裂，终裂片长圆状披针形，顶端尖，全缘或有12齿；上部叶小，无柄，单一羽状细裂或全缘。32以下是这五种植物茎横切片的结构比较 睡莲茎切片显微结构图 苦苣菜茎切片显微结构图 野苋菜茎切片显微结构图 番薯茎切片显微结构图黄花蒿茎切片显微结构图五种植物的结构比较苦苣菜野苋菜黄花蒿睡莲番薯拉丁名Amaranthus retroflexus L.Sonchus oleraceus L.Artemisia annua L.Nymphaea tetragona GeorgiIpomoea batatas Lam.生活习性一年生或多年生草本一年生草本植物一年生草本植物多年水生草本多年生草质蔓性藤本植物外部形态茎直立，高40150厘米，有纵棱或条纹，不分枝或上部有短的伞房花序状或总状花序分枝，全部茎枝光滑无毛或上部花序分枝及花序哽被头状具柄的腺毛。茎直立，高2080cm，有分枝，密生短柔毛茎单生，高100200厘米，基部直径可达1厘米，有纵棱，多分枝，茎、枝、叶两面及总苞片背面无毛或初时背面微有极稀疏短柔毛，后脱落无毛。具有粗短根状茎茎蔓生，绿或紫绿色，内有白色乳汁，分枝多，茎节发生不定根。表皮毛无有有有无维管束类型外韧维管束外韧维管束外韧维管束双韧维管束双韧维管束厚角组织明显不明显发达不明显不明显维管束排列以一定间距呈环状排列散乱排列以一定间距环状排列少量散生，比较退化连续环状排列特殊结构有髓腔皮层内部有环状排列淀粉鞘细胞韧皮纤维发达；有气腔，有色素体韧皮部外周有一淀粉鞘细胞层；有乳汁管4讨论41睡莲因其为水生植物，为了保证空气的供应，因此需要具有直通大气的通道(茎中的气腔),以满足水中各部分器官的正常呼吸和代谢的需要，且其为沉水植物，故其维管组织较不发达，只有少量散乱分布，维管束类型也为较为原始的双韧维管束。42番薯因为番薯为多年生植物，为了储存足够的营养过冬，番薯的根部局部变态成为块根，而茎为了适应其大量储存营养的需要，因此其为多分枝的匍匐茎且茎上着生了大量的不定根，以吸收充足的养分；因其为匍匐茎，其厚角组织较退化；而在韧皮部的外周，特化了一圈作为辅助储存的细胞淀粉鞘细胞；在皮层内部，特化了一种特殊的运输组织乳汁管。4.3黄花蒿黄花蒿在适宜的条件下，能长成如小树一样的大株丛，为了支持这样庞大的植株，在茎的皮层内部特化出了发达的厚角组织和韧皮纤维组织。4.4苦苣菜苦苣菜茎的内部有髓腔，髓腔是因为髓细胞早期停止生长，而周围的细胞仍在生长，以致细胞破裂而形成的空腔。髓腔的形成增大了茎的韧度，使其不容易折断。4.5野苋菜野苋菜的茎内部有大量散生的维管束，散生维管束的存在使茎运输水分和养料的能力大大增强，这使得野苋菜的竞争力大大增强。5.结论1通气组织：在各种水生植物中常见的组织，有利于植株的氧气的充足供应。比如：莲、睡莲、菖蒲。2散生维管束：增强植株运输水分和养料的能力，增大植物的适应能力.比如：苋菜、野苋菜、莲。3淀粉鞘细胞：作为植株的辅助储存组织，利于植物增强对环境不利影响的抵抗。比如：番薯、甜菜。4髓腔：虽然是植物非必备的组织，但是它对于植株茎的韧度和植株的抗倒伏能力有较大的提高能力。比如：南瓜、空心莲子草。6.结束语。千姿百态的植物，在长期进化的过程中，形成了这些与环境相适应的形态结构，从而繁衍不息，在整个植物类群中，占据了一定的位置。致谢：傅承新老师 浙江大学生命科学院于明坚老师 浙江大