导图社区 植物学:茎
植物学中茎的详细概念,茎是联系根、叶,输送水,无机盐和有机养料的轴状结构,和茎上着生的枝叶一起形成植物体上部分庞大的枝系。
编辑于2024-10-16 20:14:37茎
概述
茎
联系根、叶,输送水,无机盐和有机养料的轴状结构,和茎上着生的枝叶一起形成植物体上部分庞大的枝系
专业名词
节:茎上着生叶的位置
节间:节与节之间的部分
叶腋:叶与茎之间形成的夹角
长枝:节间显著伸长的枝条
短枝:节间缩短,各节紧密相接
叶痕:叶落后在茎上留下的痕迹
维管束痕:叶痕内一些点状突起,为枝条与叶柄间维管束断离留下的痕迹
枝痕:花枝或小的营养质脱落后留下的痕迹
芽:处于幼态儿未伸展的枝、花或花序
作用
支持保护:茎内具有发达的机械组织
输导作用:茎内有发达的维管组织,运送根的水,无机盐和叶的养分
储藏作用:茎内的基本组织中储藏大量营养物质
繁殖作用:扦插、压条、嫁接
光合作用:许多幼芽外皮层具有叶绿体
芽的类型
生长位置
定芽:生长在枝上一定位置的芽
顶芽:生长在主茎或侧枝顶端的芽
腋芽:生长在枝的侧面腋叶内的芽
柄下芽:包埋在叶柄内的腋芽
叠生芽:腋叶内生长若干个芽,彼此重叠
并生芽:腋叶内若干个芽,彼此并列
不定芽:生长在老根、老茎、叶、愈伤组织上的芽,没有固定着生位置
所形成的器官
枝芽:发育为营养值
结构
顶端分生组织~茎内初生结构
叶原基~幼叶~叶
腋芽原基~腋芽
花芽:发育为花或花序,由花原基或花序原基构成
混合芽:发育为枝,花或花序
芽鳞有无
鳞芽:外面有芽鳞片保护的芽
芽鳞痕:芽鳞脱落后在茎上留下的痕迹
裸芽:外面没有芽鳞片保护的芽
生理活动状况
活动芽:能在当年生长季节中萌发形成新枝、花或花序的芽
休眠芽:在当年生长期中不萌发生长,暂时保持休眠状态的芽,是对逆境的一种适应
茎尖
概念:位于茎的顶端,由枝芽活动发育形成,茎尖细胞经过分裂、生长和分化使茎不断伸长,并产生茎的有关结构
节
节间
叶
腋芽
自上而下划分
分生区:茎尖的顶端分生组织
原分生组织:位于分生区最顶端,一般为半球形结构,由一团来源于胚芽细胞的分裂所形成的胚性细胞组成
初生分生组织:在分身区顶端后部,由原分生组织逐渐分化形成
原表皮
基本分生组织
原形成层
关于茎的顶端分生组织细胞分层结构和组织分化动态的两种学说
原套原体学说:认为茎的顶端分身组织原始区域,包括两个部分
原套:有表面一至数层细胞组成进行垂周分裂,保持表面生长的连续性, 扩大生长锥表面的面积,而不增加细胞的层次,其衍生细胞形成原表皮,进而发展为表皮
原体:是原套包着的,一团不规则排列的细胞,他们可进行平周和各方向分裂, 连续的增大体积,使茎端增大,以后分化形成茎内除表皮以外的其他组织
细胞组织分区学说:将茎尖顶端分生组织有明显的细胞特征区域分为4到5个区域
顶端原始细胞区:位于原套的中央部位,有一群原始细胞群
中央母细胞:位于原体的中央部位,也称原体原始细胞区,是由顶端原始细胞衍生而成 这些细胞较大,并且有较大的核和液泡,染色较浅
周缘分生组织:顶端原始细胞区和中央原始细胞区的细胞向侧方衍生的细胞形成的周缘分生组织, 染色较深,有活跃的有丝分裂,其局部较强分裂活动的结果是形成叶原基,周缘分生组织平周分裂能引起茎增粗,垂周分裂能引起茎伸长
肋状分生组织区:中央原始细胞区向下有过渡区,中央原始细胞向下衍生形成髓分生组织区,以后形成肋状分生组织, 细胞相当液泡化,主要进行横向分裂
逐渐分化为三种初生分生组织
原表皮
原形成层
基本分生组织
形成层状过渡区(少数植物有):在肋状分生组织和周原分生组织之间,呈浅盘状排列
伸长区
分生区之后为伸长区,是分生组织进入成熟组织的过渡区
细胞迅速沿纵轴延伸,在外观上表现为茎枝很快生长,内部逐渐分化,产生初生组织
成熟区
伸长区之后为成熟区
细胞的有丝分裂和生长生长都趋于停止,各种成熟组织的分化基本完成,已具备幼茎的出生结构
茎尖与根尖的不同
茎茎没有类似根冠的结构
茎尖上具有一些侧生器官的原基~叶原基和腋芽原基
叶原基和起源于茎顶端分生组织的表面第一层(单子叶植物)或第二、三层细胞(双子叶、裸子植物) 从平周分裂开始,接着进行垂周分裂,形成叶原机或腋芽原基,称为外起源
茎尖的伸长区,在生长季节比根尖的伸长区长
茎尖内的原形成层呈束状排列成一圈,与根尖中的原形成层在中间排列成实心的结构不同
双子叶植物茎的初生结构
表皮
位于幼茎最外面,通常由一层细胞组成
由初生分生组织的原表皮分化而来
属于初生保护组成
细胞较小,排列比较紧密 细胞壁外壁可见角质化的角质层 表皮上还有少量气孔分布 有的植物还分化出表皮毛,覆盖外表面
皮层
表皮以内,维管柱以外
由基本分生组织发育而来
皮层由多种细胞组成
厚角组织
靠近表皮的几层细胞
比较小,细胞壁在角隅处加厚
起支持作用,常含叶绿体 故幼茎长绿色,兼有光合作用
薄壁细胞(主要)
厚角组织内侧
细胞体积较大,排列疏松,有细胞间隙, 靠外的细胞内含叶绿素,有一些分泌结构分布
具有通气,贮藏等功能
厚壁组织
维管柱
皮层以内,体积较大
组成
维管束
由原形成层发育,在多数植物茎节间排列成环状, 多数双子叶植物茎中维管束都是外韧维管束 有些植物维管束初生木质部内外都有韧皮部,为双韧维管束
组成
初生木质部
组成:导管、筛管、木纤维、木薄壁细胞
内始式发育,为原形成层先开始形成原生木质部, 让后离心发育,逐渐分化形成后生木质部
原生木质部:由环纹和螺纹导管以及木薄壁细胞构成
后生木质部:由管径较大的网纹、孔纹、梯纹导管和木薄壁细胞构成,有时还有木纤维
输导水分和无机盐
初生韧皮部
组成:由伴胞、筛管、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞构成
输导有机养料
外始式发育
束中形成层
在韧皮部和木质部之间
呈狭带状,1~2层细胞
是原形成层的保留,具潜在分生能力
髓
位于茎中心 由原形成层以内的基本分生组织分化而来
细胞体积较大,常含淀粉粒 贮藏作用
髓射线
是两个维管束之间连接皮层与髓的薄壁细胞 由基本分生组织分化而来
在横切面上呈放射形 贮藏作用,横向运输的途径,有的髓射线细胞可脱分化形成束间形成层
单子叶植物茎的结构
禾本科植物茎的特点:维管束散生分布,没有皮层和木维管柱的界限,由表皮、基本组织和维管束构成
组成
表皮
长细胞:构成表皮的主要成分
短细胞:位于两个长细胞之间,排列成整齐纵列 与茎杆强度和抵御病虫害能力强弱有关
栓细胞:一种短细胞,只有栓化细胞壁
硅细胞:大量二氧化硅、硅酸盐积于细胞,
气孔器:由一对哑铃型保卫细胞和一对菱形副卫细胞构成
基本组织
机械组织:紧接着表皮内侧,有几层厚壁组织存在
有些植物茎如水稻玉米等茎中的厚壁细胞连成一个完整的环
小麦茎内的机械组织环,被绿色薄壁组织带隔开,可进行光合作用
薄壁组织:位于厚壁组织内方,在茎内有很大空间,细胞较大,具细胞间隙。 幼嫩的茎在表面的基本组织内有叶绿体
玉米、高粱等茎内为基本组织所充满
水稻、小麦等茎内的中央薄壁细胞解体,形成中空的髓腔
维管束
分布
维管束全部没有规则分散在整个基本组织内,越向中心越少,皮层与髓很难辨认
维管束排列较规则,一般成两环
外环维管束较小,位于茎边缘,大部分埋藏在机械组织中
内环维管束较大,中央为髓,有的植物会形成髓腔
构成
维管束鞘:一般由1~2层厚壁细胞组成
初生韧皮部
靠近茎外方 外侧原生韧皮部常被挤毁 内侧后生韧皮部由筛管、伴胞组成
外始式
初生木质部
位于维管束近轴部分 横切面上呈V形,V基部为原生木质部,包括2~3环纹、螺纹导管
较小导管内端有一个大空腔,叫气隙, 是由于最早形成的原生木质部的成分被破坏而形成
在V两臂上各有一个大型孔纹导管,中间有薄壁细胞、管胞,称为后生木质部
没有束中形成层,为有限维管束
茎的次生生长
维管形成层和木栓形成层活动的结果
维管形成层
产生
束中形成层(初生性质)
束间形成层(次生性质):次生生长开始时,连接束中形成层的髓射线细胞恢复分生能力,成为束中形成层
衔接连成一个圆筒状
组成
纺锤状原始细胞:横切面扁平,纵切面两端尖斜的长纺锤形细胞,长轴与茎长轴平行
平周分裂
次生韧皮部
次生韧皮部
射线原始细胞:横切面长方形,纵切面短轴形的小细胞
平周分裂
韧皮射线
木射线
木栓形成层
茎内外方的一定部位的细胞恢复分生能力 在横切面上呈狭窄的长方形
起源因植物而异
紧挨表皮的皮层细胞起源:桃、杨
起源于皮层第二、三层细胞:刺槐
起源于皮层的深层:棉
起源于表皮:苹果、夹竹桃、梨
起源于初生韧皮部
以平周分裂为主
木栓层(外):层数多,形状与木栓形成层相似,细胞排列紧密,无细胞间隙 成熟时为死细胞,细胞壁栓化,不透气,不透水
木栓形成层:在横切面上呈狭窄的长方形
栓内层(内):层数少,多为1~3层,是生活细胞
周皮,是茎次生保护组织
皮孔:周皮形成过程中,在原来气孔位置,气孔内木栓形成层不形成木栓细胞,而是形成许多圆球形、排列疏松的薄壁细胞,称为补充组织,向外突出,形成裂口
茎的次生结构
次生维管组织
次生韧皮部
筛管
伴胞
韧皮薄壁细胞
韧皮纤维
由纺锤状原始细胞形成
韧皮射线
由射线原始细胞向外方分裂出的薄壁细胞作径向伸长而成 输送有机养分
次生木质部
组成:导管、管胞、木薄壁细胞、木纤维、木射线
输送水分、矿物质和机械支持作用
维管射线
木射线通过形成层的射线原始细胞和韧皮射线相连
横向运输,贮藏作用
维管形成层
次生木质部和次生韧皮部之间
纺锤状原始细胞和射线原始细胞
产生维管组织
活动具有季节性
早材(春材):夏季形成层活动旺盛,形成的次生木质部中导管和管胞细胞直径大, 管壁薄木纤维数目少,材质疏松,颜色浅
晚材(秋材):秋季形成层活动减弱,细胞分裂慢,形成的导管直径小数目少, 木纤维和管胞多,管壁厚,排列紧密,颜色深
年轮:维管形成层在一个生长周期中所产生的次生木质部
次生保护组织:周皮
由外向内
周皮
(皮层)
初生韧皮部(韧皮纤维)
次生韧皮部
维管形成层
次生木质部
初生木质部
髓
木材
位置
心材:多年木本植物树干中心部分颜色深 由死细胞组成,其中的导管形成侵填体失去输导作用 木薄壁细胞也由于树脂、单宁的积累而死亡,失去贮藏作用 因而心材较坚硬,色泽深
边材:靠近茎的外周,颜色浅,导管和管胞具有输导作用,木薄壁细胞和木射线都是生活细胞
树皮
硬树皮:随着新的木栓形成层的形成 最新的周皮将其外方生活细胞的营养来源阻断,成为无生命部分 包括新形成的木栓层、死去的韧皮部、皮层以及以前的周皮
软树皮:硬树皮以内的生活部分 包括木栓形成层、栓内层和其内有功能的次生韧皮部
广义树皮
三切面
横切面
垂直于茎的纵轴的切面
年轮呈同心环 射线呈辐射状狭条,可看到木射线的长、宽 所见导管、管胞、木纤维均为横切面观,呈大小不一、壁厚各异的圆孔状
径切面
通过茎中心所做的切面
年轮呈宽的平行带状 木射线为纵切面观,呈现多列细胞整齐排列的“砖墙”,显示射线长、高 所见导管、管胞、木纤维均为纵切面,呈狭长凹沟槽状
切向切面
垂直于茎半径所做切面
年轮呈U 木射线为横切面观,纺锤状,显示射线的高、宽 导管、管胞、木纤维为纵切面观,可见其长、宽及细胞两端形状特点
根茎过渡区
下胚轴
分叉
倒转
移位
合并