茎的结构发育与生理功能

茎的结构发育与生理功能一、茎的基本形态二、茎尖及其发育三、茎的解剖结构四、茎的生理功能五、茎的变态第2页,共95页，2024年2月25日，星期天一、茎的基本形态（一）茎的外形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、益母草等唇形科植物的茎为四棱形；芹菜的茎为多棱形。第3页,共95页，2024年2月25日，星期天

第4页,共95页，2024年2月25日，星期天重要的概念枝或枝条草本植物、木本植物节、节间叶痕维管束痕枝痕芽鳞痕第5页,共95页，2024年2月25日，星期天

枝条上叶子的着生之处为节，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。第6页,共95页，2024年2月25日，星期天（二）芽的类型及构造

1、芽的结构芽是幼态未伸展的枝、花或花序，包括茎尖分生组织及其外围附属物，将来可发育形成枝或花。第7页,共95页，2024年2月25日，星期天

第8页,共95页，2024年2月25日，星期天2、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。第9页,共95页，2024年2月25日，星期天

（1）定芽和不定芽定芽生长在枝上有一定的位置，生长在茎枝顶端的，称为顶芽；生长在叶腋的，称为侧芽，也称腋芽。

许多植物在老茎、根或叶上均可产生芽，这种芽发生的部位比较广泛，称为不定芽。副芽第10页,共95页，2024年2月25日，星期天

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（2）叶芽、花芽和混合芽叶芽发育为营养枝；花芽发育为花或花序；混合芽同时发育为枝、叶和花（花序）。第12页,共95页，2024年2月25日，星期天

第13页,共95页，2024年2月25日，星期天（3）裸芽和鳞芽裸芽实际上是被幼叶包围着的茎、枝顶端的生长锥。草本植物和生长在热带潮湿气候的木本植物，常形成裸芽。有芽鳞保护的，如榆、杨、甘蔗等植物的芽，称鳞芽或被芽。第14页,共95页，2024年2月25日，星期天

第15页,共95页，2024年2月25日，星期天（4）活动芽和休眠芽通常认为能在当年生长季节中萌发的芽，称为活动芽。温带的多年生木本植物，其枝条上近下部的许多腋芽在生长季节里往往是不活动的，暂时保持休眠状态，这种芽称为休眠芽。第16页,共95页，2024年2月25日，星期天（三）茎的生长习性和分枝植物的顶芽因某些原因而停止生长时，一些侧芽就会迅速生长。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。第17页,共95页，2024年2月25日，星期天

1、单轴分枝又称总状分枝。树冠塔形，主茎的顶芽活动始终占优势，形成一个直立的主轴，而侧枝较不发达，以后侧枝又以同样方式形成次级分枝，但各级侧枝的生长均不如主茎的发达。这种分枝方式，称为单轴分枝。第18页,共95页，2024年2月25日，星期天

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2、合轴分枝该分枝的特点是顶芽活动到一定时间后，生长变得极慢，甚至死亡，或分化为花芽，而靠近顶芽的腋芽则迅速发展为新枝，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。第20页,共95页，2024年2月25日，星期天

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3、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。第22页,共95页，2024年2月25日，星期天

第23页,共95页，2024年2月25日，星期天2.茎的生长习性

根据茎的生长习性将茎分为：（1）直立茎多数植物的茎背地生长，直立地面，如小麦、玉米等。第24页,共95页，2024年2月25日，星期天（2）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。

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（3）缠绕茎

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。

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（4）匍匐茎茎平卧地面，节上生根，如甘薯等。

第27页,共95页，2024年2月25日，星期天二、茎尖及其发育（一）茎的顶端分生组织茎尖的结构和根尖相同，都具有顶端分生组织，但它的外面没有类似根冠的结构，而由许多幼叶紧紧包住，起保护作用，同时由于茎顶端分生组织的活动产生叶原基和芽原基，使茎尖的结构比根尖更为复杂。第28页,共95页，2024年2月25日，星期天（二）原套-原体学说要点：1.被子植物茎顶端原分生组织是由原套和原体两个部分组成的。原套：包被在外周的一层或几层细胞层，这些细胞通常进行垂周分裂。原体：原套所包被的一团细胞，能进行各个方向的分裂。第29页,共95页，2024年2月25日，星期天（二）原套-原体学说2.双子叶植物的原套通常由两层细胞所组成的。单子叶植物的原套通常由一层细胞所组成。3.原套的细胞以后发育成为原表皮层。

原体的细胞以后发育成为基本分生组织和原形成层。第30页,共95页，2024年2月25日，星期天（三）叶和芽的起源1.叶的起源由叶原基发育而来。2.芽的起源胚芽将来发育形成主芽腋芽原基将来发育形成侧芽。叶原基和芽原基在顶端分生组织的表面发生，这种起源方式叫外起源。第31页,共95页，2024年2月25日，星期天三、茎的解剖结构第32页,共95页，2024年2月25日，星期天初生结构茎顶端分生组织中的初生分生组织所衍生的细胞，经过生长、分化，使茎不断地伸长，这种伸长生长叫初生生长，形成的组织叫初生结构。第33页,共95页，2024年2月25日，星期天

1.双子叶植物茎的结构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、中柱三个部分。（一）茎的初生结构*中柱第34页,共95页，2024年2月25日，星期天（1）表皮表皮位于幼茎的最外方，通常由一层细胞组成。第35页,共95页，2024年2月25日，星期天（2）皮层皮层位于表皮与中柱之间，绝大部分由薄壁细胞组成。第36页,共95页，2024年2月25日，星期天第37页,共95页，2024年2月25日，星期天（3）中柱中柱（也称维管柱）是皮层以内的中轴部分，它由维管束、髓和髓射线等组成，中柱起源于原形成层，髓和髓射线起源基本分生组织。第38页,共95页，2024年2月25日，星期天①维管束草本双子叶植物幼茎横切面上，维管束呈椭圆形，各维管束之间距离较大，它们环形排列于皮层内侧；多数木本植物幼茎内的维管束，彼此间距很小，几乎连成完整的环。第39页,共95页，2024年2月25日，星期天

茎维管束的初生韧皮部由外至内进行向心发育。初生木质部进行离心发育，逐渐分化形成后生木质部，茎初生木质部的这种发育顺序称为内始式。第40页,共95页，2024年2月25日，星期天②髓和髓射线

髓和髓射线是中柱内的薄壁组织，位于幼茎中央部分的，称为髓；位于两个维管束之间连接皮层与髓的部分，称为髓射线。第41页,共95页，2024年2月25日，星期天第42页,共95页，2024年2月25日，星期天双子叶植物茎的

初生结构表皮：一层活细胞组成，由原表皮发育而来，具叶绿体，为茎的初生保护组织。皮层：多层薄壁组织组成。外围常具有厚角组织。维管柱：维管束、髓和髓射线组成。第43页,共95页，2024年2月25日，星期天维管束初生木质部：导管、管胞、木薄壁组织和木纤维。内始式：原生木质部居内，后生木质部居外。第44页,共95页，2024年2月25日，星期天维管束初生韧皮部：筛管、伴胞、韧皮薄壁组织和韧皮纤维组成。运输有机营养。外始式。第45页,共95页，2024年2月25日，星期天维管束维管形成层：出现于初生韧皮部和初生木质部之间，是原形成层在初生维管束的分化过程中留下的潜在的分生组织。第46页,共95页，2024年2月25日，星期天维管束髓(pith)：茎初生结构中，由薄壁组织构成的中心部分。环髓带(perimedullaryzone)，髓鞘髓射线(pithray)：维管束间的薄壁组织，也称初生射线(primaryray)第47页,共95页，2024年2月25日，星期天（二）双子叶植物茎的次生结构1.茎的次生生长和次生结构的概念多数双子叶植物在出生生长的基础上，还有维管形成层的产生和活动，它们的活动使得茎不断地增粗。这种增粗生长就叫茎的次生生长。在次生生长中产生的次生维管组织和周皮叫茎的次生结构。第48页,共95页，2024年2月25日，星期天2.茎的次生结构【1】维管形成层的来源及活动（1）来源：由束中形成层和束间形成层共同形成。A.束中形成层的产生B.束间形成层的产生第49页,共95页，2024年2月25日，星期天(2)活动

A.主要进行切向分裂a.产生次生韧皮部和次生木质部b.产生维管射线

木射线

韧皮射线纺锤状原始细胞、射线原始细胞第50页,共95页，2024年2月25日，星期天

1．维管形成层的发生和活动（1）维管形成层的发生

原形成层发育为初生组织时，在初生韧皮部和初生木质部之间保留着一层具有分生能力的组织，即为形成层。束中形成层束间形成层维管形成层第51页,共95页，2024年2月25日，星期天

维管形成层有二种不同形态的原始细胞：纺锤状原始细胞、射线原始细胞。第52页,共95页，2024年2月25日，星期天射线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。第53页,共95页，2024年2月25日，星期天纺锤状原始细胞有四种分裂方式：

a、平周分裂

b、垂周分裂

c、倾斜垂周分裂

d、横分裂第54页,共95页，2024年2月25日，星期天

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同时射线原始细胞也进行径向分裂，从而扩大维管形成层环的周径。韧皮射线木射线径向射线系统

纺锤状原始细胞也可进行垂周分裂，经过侧裂和横裂衍生出新的射线原始细胞。第56页,共95页，2024年2月25日，星期天(2)活动B.径向分裂C.斜垂周分裂D.进行横分裂或侧向分裂第57页,共95页，2024年2月25日，星期天作业比较髓射线与维管射线的区别？第58页,共95页，2024年2月25日，星期天（3）次生韧皮部1.筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞，还有韧皮射线2.石细胞或分泌结构第59页,共95页，2024年2月25日，星期天（4）次生木质部A.结构特点（与初生木质部比较）B.次生木质部的三种切面横切面切向切面径向切面C.年轮及其形成早材或春材晚材或夏材D.边材和心材第60页,共95页，2024年2月25日，星期天

维管形成层在一个生长季节中所产生的次生木质部，称为年轮。同一年的早材和晚材就构成一个年轮。第61页,共95页，2024年2月25日，星期天

年轮第62页,共95页，2024年2月25日，星期天心材与边材

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在树干的横切面上靠近树皮部分的木材是近几年形成的次生木质部，颜色较浅，只有活的木薄壁组织，有效地担负输导和贮藏的功能，称为边材。

靠近中央部分的木材，是较老的次生木质部，丧失了输导和贮藏的功能，这部分细胞颜色一般较深，养料和氧气进入都比较困难，引起生活细胞的衰老和死亡，称为心材。第64页,共95页，2024年2月25日，星期天【2】木栓形成层的产生及活动（1）产生（2）活动（3）皮孔（4）树皮广义狭义：干树皮、落皮层第65页,共95页，2024年2月25日，星期天（三）裸子植物茎的结构1.与双子叶木本植物茎的相似点2.与双子叶木本植物茎的相异点第66页,共95页，2024年2月25日，星期天和双子叶植物茎的相似点初生结构也有表皮、皮层和维管柱之分，在初生生长的基础上，也有维管形成层及木栓形成层的产生及活动。因此，它也有次生生长和次生结构。在次生木质部上，也具有明显的年轮。第67页,共95页，2024年2月25日，星期天和双子叶植物茎的相异点（1）木质部（裸子植物）A.无导管，具有管胞，通过管胞输导水分、无机盐B.无木纤维，因此管胞兼有支持作用C.木薄壁细胞量很少D.木材结构均一，这种材称无孔材E.木质部通常有树脂道（松柏类）F.木质部里的木射线大多是单列的，而双子叶植物的茎为单列、双列。第68页,共95页，2024年2月25日，星期天和双子叶植物茎的相异点（2）韧皮部A.无筛管，伴胞，而有筛胞，通过筛胞输送同化产物B.无韧皮纤维C.无韧皮薄壁细胞D.韧皮部里有树脂道（松柏类）E.韧皮射线大多是单列的，而双子叶植物的茎为单列、双列。第69页,共95页，2024年2月25日，星期天（四）单子叶植物茎的特点第70页,共95页，2024年2月25日，星期天

1．单子叶植物茎的结构

禾本科植物茎的共同特点是维管束散生分布，没有皮层和中柱的界限，由表皮、基本组织、机械组织和维管束四个部分组成。第71页,共95页，2024年2月25日，星期天第72页,共95页，2024年2月25日，星期天

（1）表皮

表皮由长细胞、短细胞和气孔器有规律地排列而成。长细胞是构成表皮的主要成分。含有栓化细胞壁的短细胞，称为栓细胞；含有大量二氧化硅的短细胞，称为硅细胞。禾本科植物表皮上的气孔是由一对哑铃形的保卫细胞构成，保卫细胞的侧面还有一对副卫细胞。第73页,共95页，2024年2月25日，星期天第74页,共95页，2024年2月25日，星期天

（2）基本组织基本组织主要由薄壁细胞组成。

机械组织环第75页,共95页，2024年2月25日，星期天基本组织第76页,共95页，2024年2月25日，星期天机械组织

第77页,共95页，2024年2月25日，星期天（3）维管束许多维管束分散在基本组织中。它们的排列方式可分为两类。

一类以水稻、小麦为代表，各维管束大体上排列为内、外二环。第78页,共95页，2024年2月25日，星期天

另一类如玉米、高粱等,它们的维管束分散排列于基本组织中。第79页,共95页，2024年2月25日，星期天

每束维管束的外围有厚壁机械组织组成的维管束鞘所包围。在维管束两端，厚壁细胞更多。维管束鞘的里面为初生韧皮部和初生木质部。第80页,共95页，2024年2月25日，星期天

初生木质部位于维管束的近轴部分，整个横切面的轮廓呈V形。V形的基部为原生木质部，包括1至几个环纹和螺纹导管及少量木薄壁组织。气隙或原生木质部腔隙大型孔纹导管第81页,共95页，2024年2月25日，星期天

初生韧皮部位于初生木质部的外方，其中的原生韧皮部已被挤毁。后生韧皮部是由筛管和伴胞组成的,筛管较大呈多边形。每个筛管旁边由三角形或长方形的小细胞称为伴胞。第82页,共95页，2024年2月25日，星期天

5.单子叶植物茎的加粗单子叶植物维管束鞘的里面为初生韧皮部和初生木质部，没有束中形成层，这种维管束称为有限维管束。第83页,共95页，2024年2月25日，星期天

周皮形成过程中，在原来气孔位置下面的木栓形成层不形成木栓细胞，而产生一团圆球形，排列疏松的薄壁细胞，称为补充细胞。

由于补充细胞增多，向外膨大突出，使周皮形成裂口，因而在枝条的外表产生一些浅褐色的小突起，这些突起称为皮孔。第84