第三章第二节：种子植物的营养器官(茎)ppt课件.ppt

,植物学 第三章 种子植物的营养器官,第二节 茎,一、茎的生理功能和经济作用,生理功能：输导，支持，贮藏，繁殖。,经济利用：食用，药用，材用，原料。,二、茎的形态,1、茎的形态特征,2、枝条（枝）,枝条：着生叶和芽的茎称为枝条（又称为苗）,长枝：节间显著伸长的枝条。,茎与根的区别：,（一）茎和枝条,植物体上去掉叶和芽的轴状部分,（3）具有皮孔,（2）着生叶和芽,（1）茎具节和节间,外形：大多为圆形，其它有三角形、四棱形、扁平形等。,有节与节间、节上有叶、叶腋和茎顶生芽。,短枝：节间缩短的枝条。,3、枝上有关结构,叶痕：叶落后在茎上留下的痕迹。,维管束痕：叶痕内一些点线状突起，为枝条与叶柄间维管束断离留下的痕迹。,芽鳞痕：顶芽（鳞芽）开展时芽鳞片脱落后留下的痕迹据此可判断枝条的年龄，用于插枝、嫁接、切片的依据。,皮孔：周皮形成后，木质茎上交换气体的通道。,竹子,玉米,示节和节间,芽：处于动态而未伸展的枝、花或花序。有枝芽和花芽之分。,（二）芽的概念、结构和芽的类型,1、芽的概念,刺老鸦,刺五加,刺五加,2、芽的一般结构（以枝芽为例）,顶端分生组织（生长锥）,芽,腋芽原基（侧枝原基或枝 原基）,幼叶,叶原基,3、芽的类型,（1）按位置分,定芽,不定芽：,顶芽腋芽 有的有副芽有的位置很低变为叶柄下芽 如法国梧桐,芽不是生长在枝顶或叶腋的芽。如根、叶、老茎上。,（2）按芽的结构分,鳞芽,裸芽（枫杨及一年生草本植物）。,（3）按芽的性质分,枝芽花芽混合芽,（4）按芽的生理活动状态,活动芽：在生长季节活动的芽。,休眠芽：在生长季节不活动，通常茎下部腋芽是休眠。,顶端优势 顶芽生长优势的现象。原因是顶芽形成生长素向下运输，抑制了腋芽的生长,生产中应促进或抑制顶芽生长。,（三）芽的生长习性,植物由于适应不同的环境而形成不同的习性：,1、直立茎：茎背地面而生，直立。,3、攀援茎：茎细长、柔弱，不能直立，以特有的结构攀援他物上升,有5种攀援结构A、卷须：瓜类、葡萄、豌豆B、气生根：常春藤、络石、辟荔C、叶柄：旱金莲、铁线莲D、钩刺：猪殃殃、白藤E、吸盘：爬墙虎,2缠绕茎：茎细长，柔弱，不能直立，以茎本身缠绕它物上升。左旋：牵牛、菜豆右旋：律草、薯蓣中性：何首乌,4、匍匐茎：茎细长、柔弱、平卧地面，蔓延生长，节上生不定 根，芽发育为新植株。如草莓、甘薯,直立茎（薄荷）,缠绕茎（五爪金龙）,攀缘茎（爬山虎）,攀缘茎（野豌豆）,匍匐茎（澎蜞菊）,（四）茎的分枝类型,1、二叉分枝：最原始的分枝，由顶端分生组织分成二半，各半形成同样的分枝。,2、单轴分枝（总状分枝）：顶芽不断向上生长，主干明显，多数裸子植物，部分被（杨，山毛榉）。,3合轴分枝：顶芽发育到一定时候就死亡或生长缓慢或为花芽，位于顶芽下的侧芽迅速发育成为新枝，代替主茎的位置。其所以称为合轴是因为主轴由许多腋芽发育而成的侧枝联合而成。幼时显著曲折，老时由于生长加粗，则不显著，大多被子植物如此。,4、假二叉分枝：是合轴分枝的另一种形式，由具对生叶的植物发育而来。如丁香，茉莉，接骨木，石竹等。,5、禾本科植物的分蘖,分蘖：分枝集中在地面下或近地面密集的节上，节上生根，这种分枝称为分蘖。,单轴分枝,合轴分枝,假二叉分枝,二叉分枝,禾本科植物的分蘖,（五）茎的形态学特征在生产上的应用,1根据芽磷痕判断枝条的年龄，用于扦插，嫁接等。,2对芽的顶端优势的应用 如麻（促进），棉（抑制）,3对分枝方式的应用,单轴分枝为营养枝，合轴分枝为结果枝，用于果树修剪，棉花的整枝等，以调整树冠，促进结果枝。,对禾本科分蘖的应用：促进有效分蘖，控制无效分蘖。合理密植，巧施肥料，控制水肥，调节播种期，选择合适品种等。,三、茎尖的结构和发育,（一）茎尖的分区 习惯上把位于茎的顶端较为幼嫩的部分称为茎尖。,分生区：由原生和初生分生组织构成的顶端分生组织,原表皮基本分生组织原形成层,表皮皮层和髓维管柱,茎的初生结构,伸长区：包括几个节间，开始出现初生结构。,成熟区：细胞停止生长，形成初生结构。,（二）顶端分生组织,位于茎的顶端（枝顶），为芽中被幼叶包围的部分。,原形成层,基本分生组织,顶端分生组织,叶原基,幼叶,3、细胞学分区概念（福斯特 1938 银杏）,原套：指表面一层或几层细胞，行垂周分裂，保持表面生长的连续性，其原始细胞在茎尖中央轴的位置上，其表面层的衍生细胞形成原表皮，进而发展为表皮。原体：原套里面的多层细胞进行平周和各方向分裂，其原始细胞位于原套细胞的下面，其衍生细胞（包括原套细胞表面的衍 生以内的各个衍生细胞）形成基本分生组织和原形成层（与根的明显的三层不同）。,2、原套原体学说（1924年，史密斯）,1、组织原学说（1868年韩士汀提出）：即表皮原，皮层原，中柱原,（三）顶端分生组织组成的几种理论,组织原学说,原套-原体学说,细胞组织分区,原表皮,原体,原套,（四）叶和芽的起源,1、叶的起源 外起源,即由顶端分生组织的表层（单子叶植物）或第二、三层（双、裸）细胞发生。由平周分裂开始，接着进行垂周分裂，形成叶原基。叶原基可由原套单独发生（当原套厚时）也可由原套原体其同发生。,2、芽的起源（1）顶芽，来自顶端分生组织。外起源,（2）腋芽，外起源，发生在叶原基腋处，与叶的起源相似由表层或第二、三层细发生。外起源,（3）不定芽，有外生或内生，其发生与顶端分生组织无直接关系，发生在不定部位，不同层次。外起源：表层、皮层。内起源：维管柱外围组织或维管形成层。,表皮 皮层 维管柱,茎的初生结构,初生维管束 髓 髓射线,初生韧皮部束中形成层 初生木质部,1、双子叶植物茎的初生结构,四、茎的初生结构,（一）双子叶植物茎和裸子植物茎的初生结构,形成层,髓射线,髓,维管束,表皮,双子叶植物花生茎的初生结构,皮层,维管柱,双子叶植物花生茎的初生结构（部分放大）,特点：单层活细胞，狭长，无叶绿体，排列紧密，外壁角质化，有时有蜡质，沉水植物无角质层（或较薄）和气孔。,（1）表皮由原表皮发育而来,特点：是表皮和维管柱之间的部分，为多层细胞所组成，主要是薄壁组织；近表皮处的细胞有叶绿体，一般无内皮层（水生植物和一些地下茎除外）；有的具有厚角组织、纤维和石细胞。,（2）皮层由基本分生组织发育而来,淀粉鞘：有的植物在相当于内皮层处的细胞富含淀粉粒，称为淀粉鞘。,1、双子叶植物茎的初生结构,（3）维管柱由原形成层和基本分生组织共同发育而来,A、初生维管束：由初生木质部和初生韧皮部共同组成的分离的束状结构，由原形成层发育而来。,根据有无形成层分为：,类型,有限维管束 无限维管束,外韧维管束双韧维管束周韧维管束周木维管束,根据木质部和韧皮部的排列方式分为：,A、初生维管束：由初生木质部和初生韧皮部共同组成的分离的束状结构，由原形成层发育而来。,B、髓：由薄壁组织构成的中心部分。由基本分生组织发育而来。,C、髓射线：维管束间的薄壁组织，也称初生射线，基本分生组织发育而来，内连髓部，外连皮层，有横向运输的作用。,茎与根的初生结构的比较,a、初生木质部：居内，内始式发育，组成同根。b、初生韧皮部：居外，外始式发育，组成同根。c、束中形成层：位于初生木质部和初生韧皮部之间，呈狭带状，1-2层细胞，是原形成层的保留，具潜在分生能力。,1、双子叶植物茎的初生结构,2、裸子植物茎的初生结构,次生结构与木质双子叶植物相似,髓射线,髓,形成层,初生木质部：由管胞组成,维管束,（3）维管柱,（2）皮层,（1）表皮,与双子叶植物木质茎结构相似，初生结构包括：,初生韧皮部：主要由筛胞组成,玉米茎的结构：,维管束鞘：厚壁组织组成，包围维管束。,部分单子叶植物茎增粗的原因一是细胞长大，二是初生加粗（增厚）分生组织的活动。,（2）基本组织：近表皮细胞为厚壁细胞，幼嫩茎有叶绿体，无皮层和髓之分。,长细胞：角质化。短细胞：栓质细胞和硅质细胞。,（3）维管束：多数，散生在基本组织中，为外韧有限维管束。具“V”型结构的木质部。,（二）单子叶植物茎的初生结构,少数单子叶植物有次生生长，如：龙血树,（1）表皮：表皮细胞有长、短细胞之分，表皮上有气孔。外壁有蜡质被,木质部：内始式发育。,韧皮部：外始式发育。,高粱幼茎横切面,五、茎的次生生长和次生结构,初生生长后，茎的侧生分生组织的细胞分裂、生长和分化的活动使茎加粗，这个过程称为次生生长,次生生长所形成的次生组织组成了次生结构。,椴树茎横切面,茎的初生结构,产生维管形成层,产生次生结构,1、形成层的来源和活动,（一）双子叶植物茎的次生结构,来源：束中形成层 束间形成层,活动:,向内产生次生木质部 向外产生次生韧皮部,纺锤状原始细胞、射线原始细胞,细胞组成：,纺锤状原始细胞、射线原始细胞,B、年轮、木材及其三种切面,1 年轮、早材和晚材2 茎的三种切面3 边材和心材,（1）次生木质部,A、组成成分：导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞和木射线,三切面：横切面、径向切面、切向切面,边材和心材,心材的导管细胞被侵填,髓射线和维管射线的比较相同点：1）由薄壁组织构成 2）生理功能：贮藏及横向运输 3）横切面上呈放射状排列不同点：髓射线 维管射线1）位置：维管束之间 维管束内（木射线和韧皮射线）2）来源：基本分生组织 次生组织（束内形成层）3）数目：固定 逐年增加,（2）次生韧皮部：筛管、伴胞、韧皮纤维和韧皮薄壁细胞、韧皮射线,2、木栓形成层的来源和活动,A、来源：,表皮（栓皮栎、柳、梨）,第一次形成木栓形成层的部位：,以后随着茎的增粗，新木栓形成层的产生逐渐内移，最终由次生韧皮部发生。,B、活动：,平周分裂，向内、外分别形成栓内层和木栓，与木栓形成层共同组成周皮。,(b)紧接表皮的皮层（杨、胡桃、榆）,(c)2、3层皮层（刺槐、马兜铃）,(d)近韧皮部薄壁细胞（葡萄、石榴）,周皮：木栓层、木栓形成层、栓内层,周皮,皮孔,（二）裸子植物茎的次生结构,与双子叶植物茎相似，不同点有：,与双子叶植物木质茎结构相似，初生结构包括：,（3）常具树脂道。,（2）次生韧皮部有筛胞，无筛管和伴胞;,（1）次生木质部有管胞，无导管，无典型木纤维；,次生结构与木质双子叶植物相似,髓射线,髓,形成层,初生木质部：由管胞组成,维管束,3、维管柱,2、皮层,1、表皮,初生韧皮部：主要由筛胞组成,（二）单子叶植物茎的次生结构,单子叶植物大多数没有次生生长，因而没有次生结构。少数热带或者亚热带的单子叶植物茎有次生生长和次生结构。其维管形成层是在初生维管组织外方产生。以龙血树为例。,（三）茎的类型,1、木质茎 概念:具有木质茎的植物称为木本植物，在植物进化中出现较早。,2、草质茎 概念:具有草质茎的植物称为草本植物，是由木质茎类型中衍生出来的。,注意：植物茎的类型不是固定不变的，与其生长的地区有关系，例如：番茄和蓖麻。,双、单及裸子植物初生结构的比较,双子叶植物根与茎初生结构的比较,