1、植物学植物学 第三章第三章 种子植物的营养器官种子植物的营养器官第二节第二节 茎茎 一一 、茎的生理功能和经济作用、茎的生理功能和经济作用 生理功能：输导，支持，贮藏，繁殖。生理功能：输导，支持，贮藏，繁殖。 经济利用：食用，药用，材用，原料。经济利用：食用，药用，材用，原料。二、二、 茎的形态茎的形态 2、 枝条（枝）枝条（枝）枝条：枝条：着生叶和芽的茎称为枝条（又称为苗）着生叶和芽的茎称为枝条（又称为苗）长枝：长枝：节间显著伸长的枝条。节间显著伸长的枝条。茎与根的区别：茎与根的区别：（一）茎和枝条（一）茎和枝条植物体上去掉叶和芽的轴状部分植物体上去掉叶和芽的轴状部分 有节与节间、节上有叶、
2、叶腋和茎顶生芽。有节与节间、节上有叶、叶腋和茎顶生芽。短枝：短枝：节间缩短的枝条。节间缩短的枝条。 3 、枝上有关结构、枝上有关结构 叶痕：叶痕：叶落后在茎上留下的痕迹叶落后在茎上留下的痕迹 。维管束痕：维管束痕：叶痕内一些点线状突起，叶痕内一些点线状突起，为枝条与叶柄间维管束断为枝条与叶柄间维管束断离留下的痕迹。离留下的痕迹。芽鳞痕：芽鳞痕：顶芽（鳞芽）开展时芽顶芽（鳞芽）开展时芽鳞片脱落后留下的痕迹鳞片脱落后留下的痕迹据此可判断枝条的年龄，据此可判断枝条的年龄，用于插枝、嫁接、切片用于插枝、嫁接、切片的依据。的依据。 皮孔：皮孔：周皮形成后，木质茎上交换气周皮形成后，木质茎上交换气体的通道
3、。体的通道。芽：处于动态而未伸展的枝、花或花序。有枝芽芽：处于动态而未伸展的枝、花或花序。有枝芽和花芽之分。和花芽之分。（二）（二） 芽的概念、结构和芽的类型芽的概念、结构和芽的类型 1 、芽的概念、芽的概念2 、芽的一般结构（以枝芽为例）、芽的一般结构（以枝芽为例）顶端分生组织（生长锥）顶端分生组织（生长锥）芽芽腋芽原基（侧枝原基或枝腋芽原基（侧枝原基或枝 原基）原基） 幼叶幼叶叶原基叶原基3 3、芽的类型、芽的类型（1）按位置分）按位置分定芽定芽不定芽：不定芽：顶芽顶芽腋芽腋芽 有的有副芽有的有副芽有的位置很低变为叶柄下芽有的位置很低变为叶柄下芽 如法国梧桐如法国梧桐芽不是生长在枝顶或叶腋
4、的芽。芽不是生长在枝顶或叶腋的芽。如根、叶、老茎上。如根、叶、老茎上。（2）按芽的结构分）按芽的结构分鳞芽鳞芽裸芽（枫杨及一年生草本植物）。裸芽（枫杨及一年生草本植物）。（3）按芽的性质分）按芽的性质分枝芽枝芽花芽花芽混合芽混合芽（4）按芽的生理活动状态）按芽的生理活动状态活动芽：在生长季节活动的芽。活动芽：在生长季节活动的芽。休眠芽：在生长季节不活动，通常休眠芽：在生长季节不活动，通常茎下部腋芽是休眠。茎下部腋芽是休眠。 顶端优势顶端优势 顶芽生长优势的现象。原因是顶芽形成生长素向顶芽生长优势的现象。原因是顶芽形成生长素向下运输，抑制了腋芽的生长下运输，抑制了腋芽的生长,生产中应促进或抑制生
5、产中应促进或抑制顶芽生长。顶芽生长。（三）芽的生长习性（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：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。、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、攀援茎：茎细长、柔弱，不能直立，以特有的结构攀援他物上升 有有5 5种攀援结构种攀援结构A A、卷须：瓜类、葡萄、豌豆、卷须：瓜类、葡萄、豌豆B B、气生根：常春藤、络石、辟荔、气生根：常春藤、络石、辟荔C C、叶柄：旱金莲、铁线莲、叶柄：旱金莲、铁线莲D D、钩刺：猪殃殃、白藤、钩刺：猪殃殃、白藤E E、吸盘：爬墙虎、吸
6、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。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、菜豆左旋：牵牛、菜豆右旋：律草、薯蓣右旋：律草、薯蓣中性：何首乌中性：何首乌 4、匍匐茎：茎细长、柔弱、平卧地面，蔓延生长，节上生不定匍匐茎：茎细长、柔弱、平卧地面，蔓延生长，节上生不定 根，根，芽发育为新植株。如草莓、甘薯芽发育为新植株。如草莓、甘薯（四）茎的分枝类型（四）茎的分枝类型1、二叉分枝：、二叉分枝：最原始的分枝，由顶端分生组织分成二最原始的分枝，由顶端分生组织分成二半，各半形成同样的分枝。半，各半形成同样的分枝。2、单轴分枝（总状分枝）、单轴分枝（总
7、状分枝）：顶芽不断向上生长，主干明：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）。显，多数裸子植物，部分被（杨，山毛榉）。 3合轴分枝：合轴分枝：顶芽发育到一定时候就死亡或生长缓慢或为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。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。植物如此。 4、假二叉
8、分枝：、假二叉分枝：是合轴分枝的另一种形式，由具对生叶的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。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、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。为分蘖。（五）茎的形态学特征在生产上的应用（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。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对芽的顶端优势的应用 如麻（促进），棉（抑制）如麻（促进），
9、棉（抑制） 3对分枝方式的应用对分枝方式的应用 单轴分枝为营养枝，合轴分枝为结果枝，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，以调整树用于果树修剪，棉花的整枝等，以调整树冠，促进结果枝。冠，促进结果枝。 对禾本科分蘖的应用：促进有效分蘖，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。制水肥，调节播种期，选择合适品种等。 三三 、茎尖的结构和发育、茎尖的结构和发育 （一）（一） （二）（二） 顶端分生组织顶端分生组织原形成层原形成层基本分基本分生组织生组织顶端分顶端分生组织生组织
10、叶原基叶原基幼叶幼叶3、细胞学分区概念（福斯特、细胞学分区概念（福斯特 1938 银杏）银杏）原套：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。发展为表皮。 原体：原体：原套里面的多层细胞进行平周和各方向分裂，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其原始细胞位于原套细胞的下面，细胞的下面， 其衍生细胞（包括原套细胞表面的衍其衍生细胞（包括原套细胞表面的衍 生
11、以内的各个衍生细生以内的各个衍生细胞）胞） 形成基本分生组织和原形成层（与根的明显的三层不同）。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（、原套原体学说（1924年，史密斯）年，史密斯）1、组织原学说（、组织原学说（1868年韩士汀提出）：年韩士汀提出）：即表皮原，皮层原，中柱原即表皮原，皮层原，中柱原 （三）顶端分生组织组成的几种理论（三）顶端分生组织组成的几种理论 原表皮原表皮原体原体原套原套（四）叶和芽的起源（四）叶和芽的起源1、叶的起源、叶的起源 外起源外起源 即由顶端分生组织的表层（单子叶植物）或第二、三层（双、即由顶端分生组织的表层（单子叶植物）或第二
12、、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。同发生。2、芽的起源、芽的起源（1）顶芽）顶芽，来自顶端分生组织。来自顶端分生组织。 外起源外起源（2）腋芽）腋芽，外起源，发生在叶原基腋处，与叶的起源相似由外起源，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。表层或第二、三层细发生。 外起源外起源（3）不定芽）不定芽，有外生或内生，其发生与顶端分生组织无直接有外生或内生，其发生与顶端分生组
13、织无直接关系，关系， 发生在不定部位，不同层次。发生在不定部位，不同层次。 外起源：表层、皮层。外起源：表层、皮层。 内起源：维管柱外围组织或维管形成层。内起源：维管柱外围组织或维管形成层。 表皮表皮 皮层皮层 维管柱维管柱 茎的初生结构茎的初生结构 初生维管束初生维管束 髓髓 髓射线髓射线 初生韧皮部初生韧皮部束中形成层束中形成层 初生木质部初生木质部 1、双子叶植物茎的初生结构、双子叶植物茎的初生结构四、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（一）双子叶植物茎和裸子植物茎的初生结构形成层形成层髓射髓射线线髓髓维管束维管束表皮表皮双子叶植物双子叶植物花生花生茎的
14、初生结构茎的初生结构皮层皮层维维管管柱柱双子叶植物双子叶植物花生花生茎的初生结构（部分放大）茎的初生结构（部分放大）特点：特点：单层活细胞，狭长，无叶绿体，排列紧密，外壁角质化，单层活细胞，狭长，无叶绿体，排列紧密，外壁角质化， 有时有蜡质有时有蜡质 ， 沉水植物无角质层（或较薄）和气孔。沉水植物无角质层（或较薄）和气孔。（1）表皮）表皮由原表皮发育而来由原表皮发育而来 特点：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（水生植物和一壁组织；近表皮处的细胞有叶绿体，一般无内皮层（水生植
15、物和一些地下茎除外）；有的具有厚角组织、纤维和石细胞。些地下茎除外）；有的具有厚角组织、纤维和石细胞。（2）皮层）皮层由基本分生组织发育而来由基本分生组织发育而来 淀粉鞘：淀粉鞘： 有的植物在相当于内皮层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。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、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。类型类型A、初生维管束：、初生维管束：由由初生木质部初生木质部和和初生韧皮部初生韧皮部共同组共同组成的分离的束状结构成的分离的
16、束状结构，由原形成层发育而来。由原形成层发育而来。B B、髓：由薄壁组织构成的中心部分。由基本分生组、髓：由薄壁组织构成的中心部分。由基本分生组织发育而来。织发育而来。 C C、髓射线：维管束间的薄壁组织，也称初生射线，、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。向运输的作用。 茎与根的初生结构的比较茎与根的初生结构的比较a a、初生木质部：居内，内始式发育，组成同根。、初生木质部：居内，内始式发育，组成同根。 b b、初生韧皮部：居外，外始式发育，组成同根。、初生韧皮部：居外，外始式发育
17、，组成同根。 c c、束中形成层：位于初生木质部和初生韧皮部之间，呈狭、束中形成层：位于初生木质部和初生韧皮部之间，呈狭带状，带状，1-21-2层细胞，是原形成层的保留，具潜在分生能力。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、双子叶植物茎的初生结构2、裸子植物茎的初生结构、裸子植物茎的初生结构玉米茎的结构：玉米茎的结构：维管束鞘：厚壁组织组成，包围维管束。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，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。二是初生加粗（增厚）分生组织的活动。（2）基本组织：近表皮
18、细胞为厚壁细胞，幼嫩茎有叶绿体，）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。无皮层和髓之分。 长细胞：角质化。长细胞：角质化。 短细胞：栓质细胞和硅质细胞。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。）维管束：多数，散生在基本组织中，为外韧有限维管束。 具具“V”型结构的木质部型结构的木质部 。 （二）单子叶植物茎的初生结构（二）单子叶植物茎的初生结构（1）表皮：表皮细胞有长、短细胞之分，表皮上有气孔。）表皮：表皮细胞有长、短细胞之分，表皮上有气孔。木质部：木质部： 内始式发育。内始式发育。韧皮部：韧皮部： 外始式发育。外始式发育
19、。高粱幼茎横切面高粱幼茎横切面五、茎的次生生长和次生结构五、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、生初生生长后，茎的侧生分生组织的细胞分裂、生长长和分化的活动使茎加粗，这个过程称为和分化的活动使茎加粗，这个过程称为次生生长次生生长次生生长所形成的次生组织组成了次生生长所形成的次生组织组成了次生结构。次生结构。椴树茎横切面椴树茎横切面1 1 、（一）双子叶植物茎的次生结构（一）双子叶植物茎的次生结构纺锤状原始细胞、射线原始细胞纺锤状原始细胞、射线原始细胞细胞组成细胞组成纺锤状原始细胞、射线原始细胞纺锤状原始细胞、射线原始细胞B、年轮、木材、年轮、木材及其三种切面及其三种
20、切面三切面：横切面、径向切面、切向切面三切面：横切面、径向切面、切向切面髓射线和维管射线的比较髓射线和维管射线的比较相同点：相同点：1）由薄壁组织构成）由薄壁组织构成 2）生理功能：贮藏及横向运输）生理功能：贮藏及横向运输 3）横切面上呈放射状排列）横切面上呈放射状排列不同点：不同点： 髓射线髓射线 维管射线维管射线1）位置：维管束之间）位置：维管束之间 维管束内（木射线和韧皮射线）维管束内（木射线和韧皮射线）2）来源：）来源：基本分生组织基本分生组织 次生组织（束内形成层）次生组织（束内形成层）3）数目：固定）数目：固定 逐年增加逐年增加2、木栓形成层的来源和活动、木栓形成层的来源和活动A、
21、来源：、来源：(a) 表皮（栓皮栎、柳、梨）表皮（栓皮栎、柳、梨）第一次形成木栓第一次形成木栓形成层的部位：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。内移，最终由次生韧皮部发生。B、活动：、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。同组成周皮。(b) 紧接表皮的皮层（杨、胡桃、榆）紧接表皮的皮层（杨、胡桃、榆）(c) 2、3层皮层（刺槐、马兜铃）层皮层（刺槐、马兜铃）(d) 近韧皮部薄壁细胞（葡萄、石榴）近韧皮部薄壁细胞（葡萄、石
22、榴）周皮：木栓层、周皮：木栓层、木栓形成层木栓形成层、栓内层、栓内层（二）裸子植物茎的次生结构（二）裸子植物茎的次生结构与双子叶植物茎相似，不同点有：与双子叶植物茎相似，不同点有：（3）常具树脂道。）常具树脂道。（2）次生韧皮部有筛胞，无筛管和伴胞）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；）次生木质部有管胞，无导管，无典型木纤维；（二）单子叶植物茎的次生结构（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。其数热带或者亚热带的单
23、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。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（三）茎的类型1、木质茎、木质茎 概念概念:具有木质茎的植物称为木本植物，在植物进化中出具有木质茎的植物称为木本植物，在植物进化中出现较早。现较早。2、草质茎、草质茎 概念概念: 具有草质茎的植物称为草本植物，是由木质茎类型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。中衍生出来的。注意：植物茎的类型不是固定不变的，与其生注意：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。长的地区有关系，例如：番茄和蓖麻。表皮皮层
24、维管柱维管束髓、髓射线双长细胞 气孔相似木质部主要由导管输导水和无机盐韧皮部主要由筛管输导有机物（二者都有束中形成层）都有裸等径细胞有树脂道相似木质部主要由管胞输导水和无机盐韧皮部主要由筛胞输导有机物都有单长细胞、短细胞气孔统称“基本组织”不规则的有维管束鞘木质部和韧皮部之间无形成层无，基本组织具有二者功能双、单及裸子植物初生结构的比较表皮皮层维管柱根无气孔，根毛与表皮同源。有内皮层。由中柱鞘、初生维管组织和髓（或有或无）组成。初生木质部和初生韧皮部二者各自成束、相间排列。发育方式：均为外始式。茎有气孔，表皮毛与表皮不同源。绝大多数无有内皮层。水生植物和一些植物的地下茎有。无中柱鞘、维管束和髓髓射线组成。初生木质部和初生韧皮部二者共同成束、内外排列。初生韧皮部发育方式：外始式。初生木质部发育方式：内始式。双子叶植物根与茎初生结构的比较
