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1、植物体形态结构与发育茎,第二节 茎,植物体形态结构与发育茎,一、茎的基本形态,（一）茎的外形, 常呈圆柱形，顶端着生顶芽，旁侧着生腋芽 茎上还着生有许多叶子，着生叶和芽的茎称为枝条 叶子和芽着生之处为节，相邻两节之间的一段为节间,植物体形态结构与发育茎, 木本植物的枝条，叶片脱落后留下的疤痕，称叶痕。叶痕中的点状突起是枝条与叶柄间的维管束断离后留下的痕迹，称束痕。 枝条的外表可以看见一些小形的皮孔，这是枝条与外界气体交换的通道。 小枝脱落在茎上留下的痕迹称枝痕，有的枝条上还有芽鳞痕存在，这是由于顶芽开放时，其芽鳞片脱落后在枝条上留下的密集痕迹。,植物体形态结构与发育茎,植物体形态结构与发育茎,
2、（二）芽的类型及构造,芽是未发育的枝、花或花序的原始体，由生长锥、叶原基、幼叶等组成,植物体形态结构与发育茎,1、按着生位置分：1）顶芽：生在主干或枝条顶端的芽。2）腋芽：着生在枝侧面叶腋内的芽，通常一个单生 当腋芽超过一个时，后生的芽称为副芽，被叶柄膨大的基部覆盖的腋芽叫叶柄下芽3）不定芽：除顶芽与腋芽外，着生于根、茎的节间、叶片等非固定部位上的芽,植物体形态结构与发育茎,副 芽,植物体形态结构与发育茎,叶柄下芽,植物体形态结构与发育茎,2、按芽鳞有无分：1）鳞芽：外面生有鳞片（变态叶）包被的芽2）裸芽：没有鳞片包被的芽,3、按芽将形成的器官分：1）枝芽：发育为枝的芽，有时也被称为叶芽。2）
3、花芽：产生花或花序的芽。3）混合芽：同时产生枝和花（花序）的芽,植物体形态结构与发育茎,4、按芽的活动状态分：1）活动芽：在生长季节活动的芽，即能在生长季节形成新的枝、花或花序的芽2）休眠芽：在生长季节不生长而处于休眠状态的芽,植物体形态结构与发育茎,（三）茎的生长习性与分枝,1、根据茎的生长习性，可分为：,1）直立茎：茎垂直于地面，绝大多数植物的茎为直立茎,植物体形态结构与发育茎,2）平卧茎：茎平卧于地面，节上不生根，如地锦草,植物体形态结构与发育茎,3）匍匐茎：茎平卧于地面，但在节上生根，如草莓,植物体形态结构与发育茎,4）攀缘茎：借助卷须、吸盘或其它特殊器官攀附着他物而上升的茎，如葡萄、
4、爬山虎,植物体形态结构与发育茎,5）缠绕茎：借助植物体本身缠绕他物而上升的茎，如牵牛,植物体形态结构与发育茎,2、分枝是茎生长的形式，是芽活动、分裂和生长的结果，种子植物分枝方式一般有下列三种：,1）单轴分枝：具明显顶端优势，由顶芽不断向上生长形成主轴，侧芽长成侧枝，侧枝又以同样方式形成次极侧枝，这种分枝也称为总状分枝，如云杉、杨树等,植物体形态结构与发育茎,植物体形态结构与发育茎,2）合轴分枝：顶芽只活动一段时间便死亡，或生长极慢，或为花芽，而由紧邻顶芽下方的腋芽伸展，代替原来的主轴，每年同样地交替进行，如此多次变换，这种分枝方式称为合轴分枝。如苹果、桑、棉花等,植物体形态结构与发育茎,3）
5、假二叉分枝：具对生叶的植物，在顶芽停止生长后，由顶芽下的两侧腋芽同时发育成的二叉状分枝，这是合轴分枝的一种特殊形式。如丁香、石竹等,植物体形态结构与发育茎,此外，由生长锥直接分为叉状的两个新生长锥并各自长成新枝的分枝方式，称为二叉分枝，多见于低等植物及部分苔藓植物和蕨类植物,植物体形态结构与发育茎,3、禾本科植物的分蘖, 茎的节间极短，几个节密集在基部，称分蘖节 分蘖节上产生腋芽和不定根，腋芽迅速生长形成分枝，这种方式的分枝称为分蘖 主茎上的分蘖称一级分蘖，一级分蘖上产生的分蘖称二级分蘖， 分蘖发生在第几节上，称为第几蘖位 能抽穗结实的分蘖称为有效分蘖 不能抽穗结实的分蘖称为无效分蘖,植物体形
6、态结构与发育茎,植物体形态结构与发育茎,二、茎尖及其发育,（一）茎的顶端分生组织,茎尖从顶端开始可分为：分生区：由原生分生组织和初生分生组织构成伸长区：细胞迅速伸长区域成熟区：各组织已基本分化成熟，形成茎的初生结构,植物体形态结构与发育茎,（二）叶和芽的起源,1、叶的起源 叶由叶原基逐步发育而成 裸子植物和双子叶植物，叶原基发生在分生组织表面第二或第三层细胞（单子叶植物由表层发生） 这些细胞平周分裂在茎侧面形成突起叶原基,植物体形态结构与发育茎,2、芽的起源 顶芽起源于顶端分生组织，腋芽起源于腋芽原基 叶腋的一些细胞平周分裂在侧面形成突起腋芽原基,叶和芽起源于分生组织表面第一、二或三层细胞，这
7、种起源方式称为外起源不定芽的发生与分生组织无 关，可从外部也可从内部发生,植物体形态结构与发育茎,三、茎的解剖结构,（一）双子叶植物茎的解剖结构,1、初生结构,表皮（epidermis）皮层（cortex）维管柱（vascular cylinder 或中柱）,植物体形态结构与发育茎,1）表 皮,植物体形态结构与发育茎,2）皮层： 占茎的比例小，一般没有内皮层，有些植物茎皮层最内层富含淀粉，称淀粉鞘,植物体形态结构与发育茎,3）维管柱：皮层以内部分，包括多个维管束、髓和髓射线,植物体形态结构与发育茎,维 管 束,植物体形态结构与发育茎,维管束类型：,外韧维管束：种子植物的普遍类型双韧维管束：以葫
8、芦科最为典型周韧维管束：如被子植物花、果实的小维管束周木维管束：如朱蕉的茎中维管束,植物体形态结构与发育茎,植物体形态结构与发育茎,2、次生结构：, 被子植物的茎发育到一定阶段，茎中的侧生分生组织开始分裂、生长和分化 茎的加粗过程称为次生生长 由次生生长而产生的次生组织称茎的次生结构 茎的次生分生组织包括：（1）维管形成层：不断向侧方添加次生维管组织（2）木栓形成层：形成茎的外围周皮,植物体形态结构与发育茎,茎 的 次 生 生 长,植物体形态结构与发育茎,（1）维管形成层的发生及活动,在原形成层分化为维管束时，在初生木质部和初生韧皮部之间，保留了一层具分生潜能的束中形成层，在次生生长开始时，与
9、束中形成层连接的部分髓射线细胞，恢复分裂能力，变为束间形成层，这样束间形成层和束中形成层连成一环，它们共同构成维管形成层,植物体形态结构与发育茎,维管形成层组成,植物体形态结构与发育茎,纺锤状原始细胞平周分裂为主，分裂产生纤维、导管、管胞、筛胞、伴胞等维管组织；垂周分裂可扩大形成层环周径；横向分裂，增加新的射线数目射线原始细胞平周分裂为主，向内产生木射线，向外产生韧皮射线；新的射线原始细胞来源于纺锤状原始细胞横向分裂,维管形成层的细胞组成和分裂方式：,植物体形态结构与发育茎,维管形成层活动,植物体形态结构与发育茎,（2）次生木质部, 细胞组成为导管、管胞、木薄壁组织、木纤维和木射线 木本植物中
10、，次生木质部占主要部分，是木材的主要来源 维管形成层的活动受环境条件影响，使得木材有早材和晚材之分,植物体形态结构与发育茎, 早材是维管形成层在春夏季形成的次生木质部，细胞大而壁薄，木材颜色浅，质地疏松 晚材是维管形成层在秋冬季形成的次生木质部，细胞小而壁厚，木材颜色深，质地致密 早材和晚材相间排列就构成了年轮 心材：次生木质部中心部分，导管被填塞，失去输导功能，形成较早，颜色较深，逐年增加 边材：靠近形成层的次生木质部，导管有输导功能，颜色较浅，厚度稳定,植物体形态结构与发育茎,边材,植物体形态结构与发育茎,（3）次生韧皮部, 组成：筛管、伴胞、韧皮薄壁组织、韧皮纤维及韧皮射线，此外，有的还
11、有石细胞 韧皮射线 维管射线 木射线 外接皮层，内连髓维管射线称为髓射线,植物体形态结构与发育茎,（4）木栓形成层的发生及活动, 维管形成层的活动，产生大量次生维管组织，使茎不断增粗。为适应内部组织的不断增多，由表皮或皮层细胞恢复分裂能力，形成木栓形成层。木栓形成层形成后，向外分裂形成木栓层；向内分裂形成栓内层，共同组成周皮，代替表皮的保护作用,植物体形态结构与发育茎,木栓形成层活动,植物体形态结构与发育茎, 木栓形成层的活动有一定期限，当茎继续加粗时，原有周皮破裂而失去作用，在其内方又产生新的木栓形成层，形成新的周皮。这样，木栓形成层的发生部位则依次内移，直至次生韧皮部 随着新周皮的形成，其
12、外方的各种细胞由于水分和营养物的供应中断，就相继死亡形成树皮,植物体形态结构与发育茎,树 皮,植物体形态结构与发育茎, 在形成周皮过程中，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，称补充细胞。由于补充细胞增多，向外胀大突出，形成裂口，因而在枝条的表面形成许多皮孔，通过皮孔，茎内细胞可与外界进行气体交换。,植物体形态结构与发育茎,皮孔形成,植物体形态结构与发育茎,椴木茎第一年次生生长完成后结构,植物体形态结构与发育茎,椴木茎第二年次生生长完成后结构,植物体形态结构与发育茎,植物体形态结构与发育茎,茎的发育模式图,植物体形态结构与发育茎,（二）裸子植物茎的结
13、构,裸子植物茎的次生结构与双子叶植物木本茎的结构相似，不同在于其木质部只有管胞而无导管和木纤维，韧皮部只有筛胞而无筛管。同时在次生维管组织中有树脂道,植物体形态结构与发育茎,植物体形态结构与发育茎,（三）单子叶植物茎的结构, 茎的节与节间明显，节间有中空和实心两种类型。 节间解剖结构有两大特点：1）维管束星散分布，没有皮层和中柱的界限2）维管束为有限外韧维管束，无束中形成层，无次生生长和次生结构,植物体形态结构与发育茎,单双子叶植物茎结构比较,双子叶植物茎 单子叶植物茎,植物体形态结构与发育茎,单双子叶植物茎结构比较,单子叶植物茎 双子叶植物茎,植物体形态结构与发育茎, 单子叶植物茎组成： 表
14、皮：由长、短细胞组成，外壁角化并硅化 机械组织：位于表皮内的厚壁组织 基本组织：占茎的大部分，常有气腔或气道,植物体形态结构与发育茎, 维管束：在实心茎中星散分布，在中空茎中排成疏松两环 由初生韧皮部、初生木质部和维管束鞘三部分组成 初生木质部成熟方式为内始式 初生韧皮部由筛管和伴胞组成；维管束鞘由厚壁细胞组成,植物体形态结构与发育茎,小 麦 茎 结 构,植物体形态结构与发育茎,小 麦 茎 结 构,植物体形态结构与发育茎,小 麦 茎 结 构,植物体形态结构与发育茎,植物体形态结构与发育茎,玉 米 茎 维 管 束,植物体形态结构与发育茎,四、茎的生理功能,输导：根与叶间的物质运输支持：叶花果实的
15、合理排布利于光合、传粉和种子的散布贮藏：如块茎繁殖：枝条可产生不定根，进行营养繁殖,植物体形态结构与发育茎,五、茎的变态,（一）地上茎的变态,1、叶状茎（phylloid）：,茎扁化成叶状体，绿色，可以进行光合作用，叶完全退化或不发达，但节与节间明显，节上能分枝、生叶和开花，如假叶树,植物体形态结构与发育茎,假叶树,植物体形态结构与发育茎,2、茎卷须（stem tendrill）：,南瓜、葡萄等植物的部分枝变为卷须，用于缠绕其他物体，使植物得以攀援生长，称为茎卷须。,植物体形态结构与发育茎,植物体形态结构与发育茎,3、枝刺（stem thorn）：,一些植物如柑橘、山楂的部分地上茎变态成刺，具
16、有保护作用。常位于叶腋，由腋芽发育而来,植物体形态结构与发育茎,4、肉质茎（fleshy stem）：,一些植物适应干旱环境，叶退化，而茎肥大多汁，呈绿色，不仅可贮藏水分和养料，还可进行光合作用，如仙人掌,植物体形态结构与发育茎,（二）地下茎的变态,1、根状茎（rhizome）：,匍匐生长于土壤中，外形与根相似，但有明显的节和节间，节上有退化的叶和腋芽，腋芽可长成地上枝，同时在节上产生不定根，如竹、莲等。,植物体形态结构与发育茎,2、块茎（stem tuber）：,由植物基部叶腋长出的匍状枝顶端经过增粗生长而成，顶端有顶芽，四周有很多芽眼，每个芽眼内有几个侧芽，芽眼着生处为节。块茎实际上为节间缩短的变态茎，如马铃薯。,植物体形态结构与发育茎,3、球茎（corn）：,短而肥大的地下茎，有明显的节与节间，节上具褐色膜状鳞片叶和腋芽，其顶端有顶芽，如荸荠、慈姑,植物体形态结构与发育茎,4、鳞茎（bulb）：,是部分植物的贮藏和繁殖器官，基部有一个节间缩短、呈扁平形态的鳞茎盘，其上生有顶芽，四周有鳞叶重重包着，鳞叶的叶腋有腋芽，鳞茎盘下产生不定根，如洋葱,