第二节茎的形态与结构
茎（stem）是植物体地上部分联系根和叶的营养器官，少数植物的茎生于地下。由于地上部分的生态环境相对变化较大，因而茎的形态结构较根复杂。
C1 茎的基本形态
茎是植物地上部分的轴，其上通常着生有叶、花和果实。由于多数植物体的茎顶端具有无限生长的特性，因而可以形成庞大的枝系。多数植物的茎呈圆柱形，但也有少数植物的茎呈三角形（如莎草）、方柱形（如蚕豆），或扁平柱形（如仙人掌）。从茎的质地上看，茎内含木质成分少的称草本植物，木质含量高的称木本植物。茎上着生叶的位置称为节（node），两个节之间的部分称节间（internod）。不同植物茎上节的明显程度差异很大，大多数植物只是在叶着生的部位稍稍膨大，节并不明显，但有些植物（如玉米、叉分蓼等）的节却膨大成一圈。各种植物节间的长短不一，有的较长如瓜类可达数十厘米，有的则较短，如蒲公英节间极度缩短，又称莲座状植物。甚至同一种植物中节间也不等长，如苹果等果树，有长枝和短枝之分。在茎的顶端和节上叶腋处还生有芽（bud），茎上叶子脱落后在节上留下的痕迹称为叶痕（leaf scar）。有些植物茎上还可看到芽鳞痕。部分植物茎表面可见皮孔。
C2 茎的生理功能
茎主要功能是输导作用和支持作用。茎向上承载着叶，向下与根相连，其内的维管束使两者联系在一起。叶合成的有机物通过韧皮部运送到根、幼叶以及发育中的花、种子和果实中，而根从土壤中吸收的水分和无机盐则经木质部运送到植物体的各个部分。茎还有支持叶、花、果实的功能，将它们合理地安排在一定的空间，有利于光合作用、开花、传粉的进行以及果实和种子的成熟与散布。
C3芽及其类型
芽是未发育的枝、花或花序的原始体。芽由生长锥、叶原基、幼叶等组成。按照芽的生长位置、性质、结构和生理状态分为不同的类型。
1．定芽和不定芽
生长在主干或侧枝顶端的为顶芽；生长在枝旁叶腋处称侧芽或腋芽，两者合称定芽。还包括柄下芽、叠生芽、并生芽等。凡在老茎、根、叶等部位上形成的芽称为不定芽。
2．鳞芽、裸芽
有芽鳞片包被的芽称为鳞芽，如梅等的芽。无芽鳞片包被，芽的外周为幼叶所包，称为裸芽。
3．叶芽、花芽和混合芽
叶芽是发育为叶或营养枝的芽，花芽是发育为花或花序的芽，混合芽是同时发育为枝、叶、花或花序的芽。
4．活动芽和休眠芽
活动芽是在当年生长季节形成新枝、花、花序的芽，在生长季节不生长，保持休眠状态的芽，称为休眠芽。
C4 茎的分枝
每种植物茎的分枝有一定的规律和方式，分枝方式可归纳为四种：
D1单轴分枝特点是主茎顶芽的生长活动始终占优势，形成直立而明显的主干，各级分枝依次较小。木材用树种的分枝方式多为单轴分枝。
D2 合轴分枝特点是主茎顶芽生长活动形成一段主轴后即停止生长或形成花芽，由下侧的一个腋芽代替主芽继续生长，又形成一段主轴，之后又停止生长或形成花芽，再由其下侧的腋芽接替生长，如此继续下去，因此，植物的主轴是由主茎和相继接替的各级侧枝共同组成，因此称为合轴分枝。合轴分枝可产生较多的分枝和较多的花芽，许多果树具有合轴分枝的特性。
D3 假二叉分枝常见于具有对生叶序的植物中，主茎顶芽活动到一定的时间就停止生长或死亡，由顶芽下面的一对腋芽同时生长形成两个分枝。每个分枝的顶芽活动到一定时候又停止生长，再由其下面的一对腋芽同时生长，如此继续发育，形成许多二叉状的分枝。因不是由顶端分生组织形成的分枝，故称为假二叉分枝。D4 禾本科植物的分蘖禾本科植物在茎基部密集的节上产生侧枝，并同时在节上产生不定根的现象称为分蘖。由此形成的侧枝也称分蘖，由主茎基部产生的侧枝称为一级分蘖，一级分蘖基部产生的侧枝称为二级分蘖，依此类推。
C5 茎的初生生长和初生结构
D1茎尖及其发育
从形态结构上看，茎尖与根尖之间存在一些明显的差异。首先，茎尖缺乏根冠那样的帽状结构；其次，茎尖的顶端分生组织不仅形成茎的初生结构，而且与
叶原基和芽原基的发生有关，因而，茎顶端分生组织的结构比根要复杂。
被子植物茎尖的顶端分生组织中有明显的分层现象，顶端l－2层（或3－4层）细胞通常只进行垂周分裂，称为原套（tunica）；原套内侧的几层细胞则可以进行平周分裂以及其他各个方向的分裂，这些细胞称为原体（corpus）。在茎尖的分化过程中，原套的最外层发育出原表皮，原体细胞则发育成原形成层和基本分生组织。具有两层或两层以上原套细胞的茎尖发育时，除表层外，其他原套细胞也形成基本分生组织。原表皮、原形成层和基本分生组织构成了茎尖的初生分生组织，原表皮后来发育成表皮，原形成层和基本分生组织分别形成维管柱、皮层和髓。绝大多数裸子植物的茎端不显示原套一原体结构，它们的茎顶端分生组织的最外层细胞能进行平周和垂周分裂，把细胞加人到周围和茎内部的组织中去。
叶原基和芽原基均发生在顶端分生组织表面的几层细胞，这种起源方式称为外起源。
D2 双子叶植物茎的初生结构
双子叶植物茎的初生结构可分为表皮、皮层和维管柱三部分。
E1 表皮
通常由单层生活细胞构成，细胞呈砖形，长径与茎的长轴平行。表皮细胞内一般不含叶绿体，但有发达的液泡；它们的外切向壁较厚，并且往往角质化，具有角质层，有时还有蜡质（如蓖麻、甘蔗），这样既能控制蒸腾作用，也能增强表皮的坚韧性。旱生植物茎表皮通常具有增厚的角质层，而沉水植物茎表皮的角质层很薄或者根本不存在。
茎的表皮上具有气孔和表皮毛。气孔由两个肾形保卫细胞构成，它是水气和气体出入的通道；表皮毛是由表皮细胞分化而成的，表皮毛的形状和结构多种多样，其主要功能是反射强光、降低蒸腾、分泌挥发油、减少动物侵害，甚至具有攀缘作用。
E2 皮层
茎的皮层通常由多层细胞组成，而且往往包含多种不同类型的细胞，但最主要的是薄壁细胞，它们都是生活的细胞，常为多面体、球形、椭圆形、或呈纵向延长的圆柱形，细胞之间常有明显的细胞间隙；幼茎中靠近表皮的皮层薄壁细胞
还常含有叶绿体，能进行光合作用；多数植物的皮层中还具有厚角组织细胞，这些细胞或成束出现，或连成圆筒环绕在表皮内方；除厚角组织细胞外，有些植物（如南瓜）茎的皮层中还含有纤维细胞。在绝大多数植物茎的皮层中没有内皮层的分化，但有些沉水植物（如眼子菜）的茎以及少数植物的地下茎中有凯氏带加厚。
E3 维管柱
维管柱是皮层以内的部分，通常包括多个维管束（vascular bundle）、髓（pith）和髓射线（pith ray），它们分别由原形成层和基本分生组织衍生而来。
F1 维管束
概念是由初生木质部、形成层和初生韧皮部共同组成的分离的束状结构，在多数双子叶植物的茎中，初生维管束之间具有明显的束间薄壁组织，即髓射线；但也有一些植物的茎中维管束之间距离较近，因此维管束看上去几乎是连续的。
类型初生维管束是一个复合组织。
①外韧维管束见于大多数植物。初生韧皮部在近皮层一方，初生木
质部则在内方。
②双韧维管束初生木质部的内外两侧都有韧皮部。葫芦科、茄科、夹竹桃科等。
③周韧维管束木质部在中央，韧皮部包在外围。被子植物的花、果实和胚珠的小维管束。
④周木维管束韧皮部在中央，木质部包围在外。部分单子叶植物如朱蕉、鸢尾等茎中。
组成当茎端原形成层活动时，外侧的原形成层细胞通常分化为初生韧皮部，而内侧的原形成层细胞分化为初生木质部，然而并非所有的原形成层细胞都分化成初生木质部或初生韧皮部，通常位于初生木质部和初生韧皮部之间的一层细胞仍保留分裂能力，它们构成了维管束中的束中形成层（fascicular caITlr）1。），在茎的次生生长中具有重要作用。
双子叶植物茎的初生木质部由导管、管胞、木薄壁细胞和木纤维组成；初生韧皮部则由筛管、伴胞、韧皮薄壁组织和韧皮纤维共同组成。茎内初生木质部发育时，最早分化出的原生木质部居内方，而且多为管径较小的环纹或螺纹导管；
后生木质部居外方，由管径较大的梯纹导管、网纹导管或孔纹导管组成。这种由内向外渐次成熟的发育方式称为内始式。初生韧皮部的发育顺序则与根的发育方式相同，属于外始式，即原生韧皮部在外方，后生韧皮部在内方。
F2 髓和髓射线
在茎的初生结构中，由基本分生组织分化产生的茎中央的薄壁组织称为髓，有些植物如樟树茎的髓中还有石细胞，另一些植物如椴树茎的髓边缘则有由小而壁厚的细胞构成的环髓带；伞形科和葫芦科植物茎内髓成熟较早，以后当茎继续生长时，节间部分的髓常被拉坏形成空腔，但节上仍保留着髓。
髓射线由维管束间的薄壁组织组成，在横切面上呈放射状排列，连接皮层与髓，有横向运输的作用，同时也是茎内贮藏营养物质的组织。在大多数木本植物中，髓射线窄，多为一列或二列细胞，而在大多数草本植物中，髓射线较宽。D3 单子叶植物茎的初生结构
单子叶植物的茎在结构上与双子叶植物有许多不同之处，现以禾本科植物为例，说明单子叶植物茎的初生结构的特点。
禾本科植物茎的初生结构由表皮、维管束和基本组织组成。从横切面上看，表皮细胞排列比较整齐；在表皮下有几层由厚壁细胞组成的机械组织，起支持作用；幼茎近表皮的基本组织细胞，常含叶绿体，进行光合作用。茎中维管束通常有两种不同的排列方式，一种是维管束无规律地分散在基本组织中，愈靠近外侧愈多，愈向中心愈少，因而皮层和髓之间没有明显的界限，玉米和甘蔗的茎属于这种类型；另一种类型是维管束较规则地排成两轮，茎节间中央为髓腔，如水稻的茎。虽然这两种类型茎的维管束排列方式不同，但每个维管束的结构却是相似的，都是外韧维管束，由木质部和韧皮部构成，没有束中形成层。木质部常呈V 形，主要由3－4个导管组成，V形尖端部位是原生木质部，由直径较小的环纹和螺纹导管组成，它们分化较早，并在茎伸长时遭到破坏，往往形成一空腔，中间残留着环纹或螺纹的次生加厚的壁；V形两侧各有一个直径较大的孔纹导管，它们在茎分化的较后时期形成，因而是后生木质部。韧皮部位于木质部的外侧，且后生初皮部的细胞排列整齐，在横切面上可以看到许多近似六角形或八角形的筛管细胞以及交叉排列的长方形伴胞；在后生韧皮部外侧，可以看到一条不整齐的细胞形状模糊的带状结构，这是最初分化出来的韧皮部，也就是原生韧皮部，
由于后生韧皮部的不断生长分化，原生韧皮部被挤压而遭到破坏。在木质部和韧皮部的外围通常有一圈由厚壁组织构成的维管束鞘。
D4 裸子植物茎的初生结构
裸子植物茎的初生结构与双子叶植物茎类似，同样由表皮、皮层和维管柱三部分组成，它们的主要区别在于木质部和韧皮部组成成分的不同。大多数裸子植物的木质部由管胞组成，韧皮部由筛胞组成，且筛胞所有壁上的筛域都十分相似，没有筛板的分化；除此以外，有些裸子植物（如松树）的皮层中还有树脂道（resin canal）。
C4 茎的次生生长和次生结构
双子叶植物和裸子植物茎发育到一定阶段，茎中的侧生分生组织便开始分裂、生长和分化，使茎加粗，这一过程称为次生生长，次生生长产生的次生组织组成茎的次生结构。侧生分生组织通常包括维管形成层和木栓形成层（ocr caznbum）。少数单子叶植物的茎也有次生生长，但与双子叶植物和裸子植物的情形有所不同。
D1 双子叶植物茎的次生结构
E1维管形成层的的来源及活动
当茎端初生分生组织中的原形成层分化为成熟组织时，并没有全部形成维管组织，而是在初生木质部和初生韧皮部之间保留了一层具有潜在分生能力的细胞，这层细胞称为束中形成层；另一方面，髓射线中与束中形成层部位相当的细胞也能恢复分裂能力，形成所谓束间形成层；束中形成层和束间形成层衔接后，便构成了完整的圆筒状维管形成层。无论是束中形成层还是束间形成层，就其细胞组成来看，都是由纺锤状原始细胞和射线原始细胞组成的，前者长而扁，略呈纺锤形，且长轴与茎的长轴平行，细胞明显液泡化；后者近等径形，井与茎的纵轴垂直排列。形成层只由一层原始细胞组成，然而当形成层细胞活跃地进行细胞分裂时，新的衍生细胞已经产生，而老的衍生细胞尚未完全分化，这时就很难区别原始细胞和衍生细胞，因而，人们通常把形成层原始细胞和尚未分化的衍生细胞所组成的形成层带笼统地称为形成层。
形成层细胞的分裂包括切向分裂和径向分裂。切向分裂向内形成次生木质部，加添在原有木质部的外方；向外形成次生韧皮部，加在原有韧皮部的内方。
在形成次生结构的同时，形成层细胞为扩大自身圆周还必须进行径向分裂或横分裂以适应内方木质部的增粗，同时形成层的位置渐次向外推移。在双韧维管束中，只在木质部与外韧之间存在形成层，产生次生结构。
E2次生维管组织
双子叶植物茎中次生木质部的组成包括轴向系统的导管、管胞、木纤维、木薄壁组织和径向系统的木射线，轴向系统的组成分子由纺锤状原始细胞分化而来，而径向系统的木射线则由射线原始细胞衍生。次生韧皮部同样包括轴向系统和径向系统，轴向系统由筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞和韧皮纤维组成，有时也有石细胞；径向系统则由韧皮射线组成。韧皮射线通过形成层原始细胞与木射线相连，合称维管射线，在形成层活动过程中，纺锤状原始细胞可以通过横分裂产生新的射线原始细胞，因而随着次生生长的进行，新的维管射线会不断增加。
E3木栓形成层的来源及活动
双子叶植物茎的维管形成层活动使茎中的次生维管组织不断增加，茎不断加粗，其结果必然导致表皮的破坏，从而丧失保护作用。为此，当茎中的维管形成层开始活动以后，维管组织外围的表皮或皮层细胞也恢复分裂机能，形成木栓形成层。木栓形成层进行切向分裂，向外产生木栓层，向内形成栓内层，构成周皮，代替表皮起保护作用。绝大多数植物木栓形成层活动期较短，往往只有几个月，在茎进一步加粗使原有周皮失去作用前，在茎的内部又会产生新的木栓形成层，以后依次向内形成，最后在次生韧皮部中产生。
由于周皮的形成，木栓层以外的组织因缺乏营养和水分而死亡，在植物茎增粗的同时，不断形成新周皮来加以保护，这样多次积累，就构成了树干外面看到的树皮（bark）。树皮极为坚硬，常呈条状剥落，故称硬树皮或落皮层（rhytidome）。另一种树皮的含义是指生产上由村干上剥下来的皮，分离的位置在维管形成层，包括了次生韧皮部、皮层、周皮和木栓层以外的一切死组织。由于韧皮部到木栓形成层这一段包含有生活组织，质地较软，含水分多，故被称之为软树皮。广义的树皮概念，应包括软树皮和硬树皮两部分。
并非所有双子叶植物的茎都进行次生生长，一些草本双子叶植物茎中的束中形成层很不明显，并且缺乏束间形成层，因此，它们的次生构造极少，或者完全没有；也有些植物束中形成层明显，但活动有限，形成的次生结构的量也比较少。
E4 年轮
在多年生木本植物茎的次生木质部中，可以见到许多同心圆环，这就是年轮（annual ring），年轮的产生是形成层每年季节性活动的结果。在有四季气候变化的温带和亚热带，春季温度逐渐升高，形成层解除休眠恢复分裂能力，这个时期水分充足，形成层活动旺盛，细胞分裂快，生长也快，形成的木质部细胞孔径大而壁薄，纤维的数目少，材质疏松，称为早材（earl wood）或春材；由夏季转到冬季，形成层活动逐渐减弱，环境中水分少，细胞分裂慢，生长也慢，所产生的次生木质部细胞体积小，导管孔径小且数目少，而纤维的数目则比较多，材质致密，这个时期形成的木质部称为晚材（late wood）或夏材，早材和晚材共同构成一个生长层，即一个年轮，代表着一年中形成的次生木质部。早材和晚材的数量受环境条件和植物种类的影响。同一年的早材与晚材的变化是逐渐过渡的，没有明显的界限，但经过冬季的休眠，前一年的晚材和后一年的早材之间形成了明显的界限，叫年轮线，没有季节性变化的热带地区，没有年轮产生。树木的年龄记录在年轮上，每长一岁年轮便增加一圈，可根据年轮判断植物的年龄，同时由于年轮的宽窄不近相同，每年树木的生长受环境因素的影响，也在年轮上留下了痕迹，可用于判断某一地区气候条件的变化，树木年代学已成为研究气候史和考古纪年的工具科学家已经证实，年轮记录的各种情况，同历史记载的长期干旱和饥荒是一致的；在正常情况下，年轮每年可形成一轮，但在有些植物中一年内可以形成几个年轮，称假年轮（fasle annual ring），如柑橘属植物，另外环境条件的不正常如干旱、虫害也会导致假年轮的产生。
E5 心材和边材
在多年生木本植物茎的次生木质部中，形成层每年向内形成次生木质部，结果越靠近中心部分的木质部年代越久，因而有了心材（heart wood）和边材（sap wood）之分。靠近形成层部分的次生木质部颜色浅，是边材，为近二到五年形成的年轮，含有活的薄壁细胞，导管和管胞具有输导功能，可以逐年向内转变为心材，因此心村可以逐年增加，而边材的厚度却比较稳定；心材是次生木质部的中心部分，颜色深，为早年形成的次生木质部，全部为死细胞。薄壁细胞的原生质体通过纹孔侵入导管，形成侵填体，堵塞导管使其丧失输导功能，心材中木薄壁细胞和木射线细胞成为死细胞，由于侵填体的形成和一些物质，如树脂、树胶、
单宁及油类渗入细胞壁或进入细胞腔内，木材坚硬耐磨，并有特殊色泽，如胡桃木呈褐色，乌木呈黑色，更具有工艺上的价值。
E6 木材三切面
由于木材和人类生活的关系密切，有关次生木质部的研究工作已发展成为一门独立的学科，称木材解剖学。该学科根据导管孔径的大小、导管的分布、长短、壁的厚度以及纤维的长短、数目、加厚情况，还有薄壁细胞和导管的排列关系来判断木材的种类、性质、优劣和用途，从而对植物的系统发育、亲缘关系以及植物与环境的关系提供科学依据，同时对木材的选择与合理利用具有指导意义。
为了更好地理解次生木质部的结构，就必须从木材的三切面即横切面、径向纵切面和切向纵切面上对其进行比较观察，从而建立立体模型。横切面是与茎的纵轴垂直所做的切面，可见到同心圆环似的年轮，所见到的导管、管胞和木纤维等，都是它们的横切面观可以观察到它们细胞的孔径、壁厚及分布状况，仅射线为其纵切面观，呈辐射状排列，显示射线的长和宽；切向切面也称弦向切面，是垂直于茎的半径所作的纵切面年轮常呈U字形，所见到的导管、管胞和木纤维等都是它们的纵切面，可以看到它们的长度、宽度和细胞两端的形状和特点，但射线是横切面观，其轮廓为纺锤形，可以显示射线的高和宽。径向切面是通过茎的中心，即过茎的半径所作的纵切面，见到的导管、管胞和木纤维等都是纵切面，射线也是纵切面，能显示它的高度和长度，射线细胞排列整齐，像一堵砖墙，并与茎的纵轴相垂直。由于射线在三切面特征显著，可以作为判断三切面的指标。D2 单子叶植物茎的次生生长
少数热带或亚热带单子叶植物的茎也进行次生生长，形成次生结构，如龙血树、丝兰、朱蕉等，但这些植物的形成层发生和活动明显不同于双子叶植物。比如，在龙血树茎内，维管束外方的薄壁细胞能转化成形成层，并进行切向分裂，向外产生少量薄壁细胞，向内产生一圈基本组织，其中有一部分形态小而长、并且成束出现的细胞，以后发育成次生维管束。从分布式样上看，次生维管束与初生维管束一样，散生在基本组织中，但两者在结构上存在很大差异，初生维管束为外韧维管束，木质部由导管组成；而次生维管束为周木维管束，木质部由管胞构成。
D3 裸子植物茎的次生生长
从结构上看，裸子植物茎的次生结构与木本双子叶植物大致相似，但它们的维管组织组成成分具有显著的差异。多数裸子植物茎的次生木质部主要由管胞和木射线组成，无导管（买麻藤例外），无典型的木纤维，在结构上显得均匀、整齐，管胞兼具输水和支持双重功能；次生韧皮部由筛胞、韧皮薄壁细胞和韧皮射线组成，没有伴胞和韧皮纤维（少数松柏类植物有韧皮纤维和石细胞）。有些裸子植物（特别是松柏类植物）茎的皮层和维管柱（韧皮部、木质部、髓和髓射线）中，常分布有许多管状分泌结构（即树脂道），松脂就是由松树的树脂道产生的。
植物形态结构与功能的适应 姓名：赵雪学号：20101920 班级：国经1005 【摘要】：提出植物形态结构与功能相适应的观点，以旱生植物为例，从旱生植物的根茎叶三方面形态结构的变化是如何与其抗旱的功能相适应的。最后对文章进行一些总结。 【关键词】：旱生植物、形态结构、功能 现存的每一种植物都具有与环境相适应的形态结构和生理功能特征[1]。植物的根、茎、叶、花、果实和种子等器官，都具有明显的适应性特征。例如，有的花花粉粒小而数量多，容易随风飘散，适应于风力传粉。有的花颜色鲜艳、气味芳香，适应于昆虫传粉。靠动物传播的果实和种子，如针草、苍耳等，其果实的表面都有刺或粘液，容易附着在动物的身体上随动物的运动而携带到其他地方去。借风传播的种子，如蒲公英、枫杨等，果实上生有毛绒绒的白色纤维或带有翅，随风飞扬。这些都体现出植物形态结构与功能的适应。 植物由于外界生态因素的影响，逐渐演化出各种各样的形态和结构来适应所生长的环境。外界的各种生态因素都有可能引起植物的形态发生变化，而其中影响最大的是植物生长周围水分的供应状况。因此，本文主要谈由于水分引起的植物的形态结构与功能的适应关系。依照植物与水分的关系，可以将植物分为陆生植物与水生植物，陆生植物又分为旱生植物、中生植物和湿生植物[2]。具体以旱生植物的适应性特征来解释其形态结构与功能的适应关系。 可适应干旱条件而正常生活的植物称为旱生植物，旱生植物的叶具有保持水分和降低蒸腾作用,其通常向着两个方向发展:一类是减小蒸腾的适应:就外型而言,一般植株矮小,根系发达,叶小而厚,蜡被和表皮毛发达,有的植物形成复表皮。就结构而言,叶的表皮细胞壁厚,角质层发达，气孔下陷或限定在气孔窝内。栅栏组织细胞层数多,甚至上下表皮内方均有栅栏组织分布。海绵组织和细胞间隙不发达，叶脉发达,可提高输水率和机械强度,如夹竹桃和松叶。这些形态上的结构特征,或是减少了蒸腾面,或是尽量是蒸腾作用迟缓进行,再加上原生质体的少水性,以及一些细胞液的高渗透压,使旱生植物具有了高度的抗旱性,来适应干旱环境[3]。
茎的形态结构和功能 一教学目的 1．了解芽的种类，理解叶芽的结构及叶芽发育。理解顶芽发育与侧芽发育的关系。 2．掌握木本植物茎的结构和各部分结构的主要功能。 3.理解草本植物茎的结构和各部分结构的主要功能。 4.知道年轮形成的道理。 二重点和难点 1.教学重点木本植物茎与草本植物茎的主要结构、功能和区别。 2.教学难点木本植物、草本植物维管束的结构、功能和区别；年轮的形成。 三教学过程 课前准备：带有各种类型芽的枝条，一段树木的茎。 茎的形态 让学生看一张有树的图 问：上图植物的哪些部位是茎? 答：主茎和侧枝
问：茎上着生有什么? 答：茎上着生叶,在叶腋处有侧芽。 然后引出节和节间的概念。 节：着生叶和侧芽的部位称为节 节间：两个节之间称为节间 问：树为什么会长高？和茎有关吗？和茎的哪一部分有关呢？答：和茎的顶端有关 介绍茎尖结构 茎尖：茎的顶端 看小资料顶端优势的应用 问：植物的主茎从哪里来的？或者说主茎是由哪一部分发育来的？答：种子的胚芽发育成植物的主茎 问：树有侧枝，那么侧枝又是如何产生的呢？ 答：主茎上侧芽发育成侧枝。 小结：植物的茎是由芽发育而来的。 给学生看带有芽的枝条 问：长在枝条上的芽一样吗？ 答：不一样。 问：有什么区别吗？ 芽的分类 按位置来分，分为顶芽和侧芽。 按性质来分：分为叶芽、花芽、混合芽
茎的结构和功能 问：为什么一棵小树苗经过几年的生长,能长成粗壮的参天大树呢?树的顶端这么高,它又是如何吸收到营养物质的? 双子叶植物茎的结构：从外到内依次是 （1）表皮——由许多层形态、结构不同的细胞组成，主要起保护作用。 （2）皮层：位于表皮和维管组织之间，由多层薄壁细胞组成。 （3）维管组织：在皮层和髓之间，包括韧皮部、木质部和维管形成层。 （4）髓：由薄壁细胞构成，有贮藏营养物质的作用。 具体介绍维管组织： 韧皮部：其中有筛管和韧度纤维，筛管由许多活的管状细胞上下连接而成，在上下相连的横壁上有许多小孔，叫做筛孔。细胞质通过筛孔彼此相通。茎里的筛管与根和叶里的筛管相通连，是运输有机物的通道(功能)。（展示相应的图片） 韧皮纤维是又细又长的死细胞，细胞的壁厚，有弹性。韧皮纤维起支持作用。 木质部：主要有导管和木纤维。 导管的形态、结构，与根和叶里的导管相同。（看导管类型的图片）导管是运输水分和无机盐的通道。导管和筛管都属于输导组织。木纤维是又细又长的死细胞，细胞的壁厚，没有弹性，有很强的支持力。木本植物茎之所以坚硬，主要是木纤维的作用。
?第五章茎的形态与结构 ?一般指植物体体轴的地上部分 ?来源 种子萌发后，主茎由胚芽连同胚轴开始发育 经过顶芽和腋芽的背地生长、重复产生分枝 如此发展下去而形成整个地上部分 ?第三节茎 ?一、茎的生理功能 ?a、输导——导管、管胞和筛管、筛胞 ?b、支持——机械组织、输导组织 ?c、贮藏——贮水（仙人掌）、贮糖（甘蔗）、贮淀粉（土豆块茎） ?d、繁殖——产生不定根和不定芽，扦插、压条（桂花可空中压条）、变态茎的块茎 产生不定芽 ?藕扦插 ?二．茎的基本形态 ?夹竹桃 ?芦荟 ?莲花掌 ?白花益母草 ?莎草： ?竹节蓼 ?蟹爪兰 ?（一）茎的外形 ?节：茎上着生叶和芽的位置。 ?节间：两节间的部分。 ?甘蔗毛竹 ?一）茎的外形 ?长枝：节间显著伸长的枝条。 ?短枝：节间短缩，各个节间紧密相接，甚至难于分辨的枝条。 ?长枝和短枝 ?（一）茎的外形 ?莲座植物：某些草本植物节间短缩，叶排列成基生的莲座状。 ?（二）芽的类型及构造 ?（二）芽的类型及构造 ?不定芽 ?（二）芽的类型及构造 ?1．芽的类型 ?按芽鳞的有无分：裸芽、鳞芽 ?（二）芽的类型及构造 ?1．芽的类型 ?按芽所形成器官的性质分：枝芽、花芽、混合芽 ?按芽的生理状态分：活动芽、休眠芽 ?（二）芽的类型及构造 ?2．芽的构造
枝芽的构造：生长锥（顶端分生组织、幼叶、叶原基、腋芽原基 ?花芽的构造：花萼原基、花瓣原基、雄蕊原基、雌蕊原基 ?芽的构造 ?（三）茎的生长习性和分枝 ?茎的生长习性 ?缠绕茎（牵牛） ?（三）茎的生长习性和分枝 ?1．茎的生长习性 ?攀援茎：茎幼时较柔软，不能直立，以特有的结构攀援它物上升。如：卷须、钩刺。 ?攀援茎（丝瓜） ?（三）茎的生长习性和分枝 ?匍匐茎（草莓） ?蒺藜 ?甘薯 ?（三）茎的生长习性和分枝 ?茎的分枝方式 ?分枝方式 ?圆柏 ?柴胡 ?（三）茎的生长习性和分枝 ?丁香 ?（三）茎的生长习性和分枝 ?2．茎的分枝方式 ?二叉分枝：顶端的分生组织平均分成两半，各形成一个分枝，在一定的时候，又进 行同样的分枝，以后不断重复进行，形成二叉状分枝系统。 ?地钱 ?（三）茎的生长习性和分枝 ?小麦的分蘖节 ?早熟禾 ?第三节茎 ?三．茎尖及其发育 ?茎尖结构 ?茎尖结构 ?种子植物的胚芽→主茎 ?腋芽→侧枝 ?茎尖的构造 ?与根尖相似——分生区（生长锥），伸长区和成熟区。 ?与根尖区别——①无根冠结构 ?②茎、叶、腋芽发生同时进行 ?③无根毛结构 ?④常有毛茸 ?⑤常为绿色，进行光合作用 ?第三节茎 ?四．茎的解剖结构
第五章被子植物茎的形态结构和功能 本章学习的目的和要求： 通过本章内容的学习，要求同学们了解被子植物茎的发生、生长和基本结构及其相关概念。掌握茎的形态、结构、生理功能及其与生态环境间的相互关系。 本章学习的难点和重点： 茎解剖结构特征的层次性、差异性及其同一性； 本章教学与学习的方法： 多媒体教学（自制课件） 讲授与板书相结合 提问 学习本章，在理解教材时建议用两种学习方法： 1.联系观点：（1）与植物的有关组织相联系，初生结构与次生结构相联系； （2）形态结构特点与功能相联系。 2.对比方法：（1）根与茎结构特点的对比； （2）双子叶植物与单子叶植物的根、茎结构特点分别对比，找出某些结构之间的共同点和不同点。 本章板书内容（见讲稿黑体字） 本章讲授内容如下： 第一节茎的主要生理功能 茎是植物体内物质输导的主要通道；正常的茎都生长在地面上，下部连着根，上部支持着叶、花和果实，故茎地输导和机诫支持作用是主要功能；茎也有贮藏和繁殖地功能；绿色幼茎还能进行光合作用。 第二节、茎的基本形态和分枝 茎分节和节间两部分。着生叶和芽的茎称为枝条，分长枝和短枝（花枝）。木本植物的枝条上有叶痕、叶迹、皮孔、芽鳞痕等。 一、芽及其类型 1、芽的基本结构（叶芽的结构） 芽是未发育的枝条、花和花序的原始体，是茎尖中央的幼嫩部分。芽中央为幼嫩的茎尖，茎尖上部节和节间的距离极近，界线不明显，周围有叶原基、腋芽原基和幼叶，中央是生长锥。 生长锥 叶叶原基 芽腋芽原基叶芽 结芽轴 构叶原基————幼叶 和幼叶—————叶枝条 发腋芽原基———侧芽 育芽轴—————茎 2 按芽生长位置、性质、结构和生理状态可将芽分为下列几种类型： （1）定芽和不定芽 （2）叶芽和花芽、混合芽
专题练习二：根、茎的形态结构与生理 所属范围：七（上）第90页—95页 知识要点：1.根尖的结构与功能（了解） 2.根吸收水分的条件（理解） 3.无机盐对植物生长发育的作用（了解） 4.木本茎的结构，与草本茎的区别（了解） 一、选择题： 1.有些不法分子盗剥名贵植物杜仲的树皮作药材，致使树木死亡，这主要是因为树皮中的什么结构遭到了破坏——————————————————————————————————（） A.筛管 B.导管 C.髓 D.形成层 2.有位科学家给一株黑麦创造了良好的条件，让黑麦的根能充分地生长。到它长出麦穗的时候，统计出这株黑麦的根系有1 400万条根组成，全长600千米，这些根共有150亿条根毛，根毛全长10 000千米，也就是从北京到巴黎的距离。那你知道根的什么部位长得最快？——————————（） A.根冠 B.生长点 C.伸长区 D.成熟区 3.甘蔗很甜，它的茎中含有大量的糖，这些糖是———————————————————（） A. 由叶制造后通过筛管运输来的 B. 由根从土壤中吸收，通过筛管运输来的 C. 由叶制造后通过导管运输来的 C. 由根从土壤中吸收，通过导管运输来的 4.剪取一段带有叶的凤仙花的茎，插入红墨水中一段时间后取出，用刀片把茎纵切开，用放大镜观察，被染成红色的是———————————————————————————————（） A.导管 B.筛管 C.形成层 D.表皮 5.农民移栽茄子秧、黄瓜秧时，总是保留根部的土坨，这样做能—————————————（） A.促进根毛生长 B.防止秧苗的幼根和根毛受到损伤 C.减少土壤中无机盐的丢失 D.减少水分蒸发 6.在两棵小树之间拴铁丝晾衣服，这样做常常使小树死亡的原因是———————————（） A.根部缺乏有机物 B.根部缺乏无机物 C.叶片缺乏有机物 D.叶片缺乏无机物 7.导管开始于根尖的———————————————————————————————（） A.根冠 B.分生区 C.伸长区 D.成熟区 8.多年生木本植物的茎能不断增粗，这是因为———————————————————（） A．茎的维管束内有形成层 B．茎的维管束内有木质部 C．茎的维管束内无形成层 D．茎的维管束内有韧皮部 9.桑树等植物茎被割断时，从茎的断面上会渗出白色的汁液，该汁液来自于————————（） A. 筛管 B. 导管 C. 髓 D.形成层 10.在盐碱地里栽种的植物不容易成活的原因是———————————————————（） A．土壤水分太多B．土壤温度太高 C．土壤溶液浓度太高D．土壤空气太少 11.图1W、X、Y、Z分别表示洋葱表皮的四个相邻细胞，它们之间的吸水关系如图中的箭头所示。请问它们的细胞液浓度最小的一个是（） A.W B.X C.Y D.Z 12.在根尖的结构中，吸收水分和无机盐的最主要部位是——（） A．根冠 B．分生区 C．伸长区 D．成熟区Y Z W X
第一节茎的形态特征 一、茎的发生 茎是植物进化过程中早于根发展起来的营养器官，是植物适应陆生生活、向空中一。在植物（尤其是种子植物）的个体发育中，茎由胚芽和胚轴发育而来。 在漫长的系统演化进程中，植物的茎沿着从草本到木本、从木本到草木本共荣的的茎是多细胞束状聚集的、无组织分化、由外而内不能分清结构层次的“假茎”；随环境的选择作用，组织进化和发展起来；于是，不同组织间的分工协作，使真正意义植物便能更好地利用环境、适应环境、保护和繁衍自身。苔藓植物、蕨类植物、裸子地应运而生、进化出现。由于木本植物的茎可塑性小，适应力差，生活周期长，结古生代的鳞木(Lepidodendron)、封印木(Sigillaria)等高大的乔木，到二叠纪全部物的数量远少于草本植物的数量。草本植物的进化，从多年生到一年生。因为，草本生殖阶段发生早，仅用极少限量的物质消耗在营养器官的构建上，而种子的繁殖却达繁衍代数多，变异几率大，在地质年代的气候变迁和冰川袭击中，草本植物则适应而应性。因此，茎的出现是植物进化、繁荣过程中的又一个大事件。 茎的发育，使植株上的芽、叶等有更大的发展空间。茎中形成的维管组织可以长分，更加促进了茎的生长和发育，形成发达的茎枝系统，于是更多的芽、叶甚至被子产生。多样性生存环境的长期作用和影响，使植物的茎更是千姿百态。植株上数目繁呈镶嵌分布，充分地接受光照和进行光合作用制造营养物质。同时，茎枝系统又支使它们更适合发育生长，更有利于传粉及果实和种子的生长、传播，繁殖后代。这是效适应。 二、茎的生理功能和应用
（一）茎的生理功能 （二）茎的利用 三、茎的形态与组成 （一）茎的形态 植物的茎是在复杂的地理、气候环境中进化形成的。植物的茎一般包括主茎（干 不同植物，其茎的形态特征不同。多数植物的茎呈辐射对称的 茎呈三棱形，如莎草科植物；或四棱形，如唇形科植物薄荷、 如芹菜等。多数植物的茎实心，如棉花、玉米等；也有一些植 心，如禾本科的毛竹、小麦等。 茎的大小因种和环境而异。有的矮小、幼嫩、可直立生长 不断增粗并高度木质化；有的柔弱不能直立，或攀援或缠绕、 蔓延生长（有关茎的性质，详细参见第三篇第十四章）。有的 大利亚的桉树（Eucalyptus globulus）；而有的植株瘦小， 毡,[Eleocharis yokoscensis(Franch .etSavat.)Tang et w 占地面积可达1500m2以上，如生长于缅甸热带雨林中的榕树 microcarpa L.）等。茎的不同形态都是自身遗传特性决定的 的结果。 （二）茎的组成 尽管茎的形态大小和习性千差万变，但其组成基本相似。 节和节间，节上长叶，茎的顶端或叶腋中有芽。因此，茎就是留下的轴状部分。不同植物的节和节间的形状不同，节间的长短亦不同（图6-1）。
植物茎的形态结构与功能的适应 姓名：宋姗姗学号：20121070219 学院：生命科学学院专业：园艺 【摘要】：提出植物形态结构与功能相适应的观点，以旱生植物为例，从旱生植物的茎方面的形态结构的变化来解释植物是如何与抗旱的功能相适应的。最后对文章进行一些总结。 现存的每一种植物都具有与环境相适应的形态结构和生理功能特征[1]。植物的根、茎、叶、花、果实和种子等器官，都具有明显的适应性特征。 植物由于外界生态因素的影响，逐渐演化出各种各样的形态和结构来适应所生长的环境。外界的各种生态因素都有可能引起植物的形态发生变化，而其中影响最大的是植物生长周围水分的供应状况。因此，本文主要谈由于水分引起的植物的形态结构与功能的适应关系。依照植物与水分的关系，可以将植物分为陆生植物与水生植物，陆生植物又分为旱生植物、中生植物和湿生植物[2]。具体以旱生植物的适应性特征来解释其形态结构与功能的适应关系。 可适应干旱条件而正常生活的植物称为旱生植物，，一般在严重缺水和强烈光照下生长的植物，植株往往变得粗壮矮化。地上气生部分发育出种种防止过分失水的结构，而地下根系则深入土层，或者形成了储水的地下器官。另一方面，茎干上的叶子变小或丧失以后，幼枝或幼茎就替代了叶子的作用，在它们的皮层细胞或其他组织中可具有丰富的叶绿体，进行光合作用。 旱生植物的形态和结构的变化，可从茎方面表现出来[4]： 茎是地上的重要部分，经受干旱的影响，远比根部显著，也比较容易观察，它们在形态解剖上的变化是： 沙漠里生长的多年生植物的叶子往往非常退化，幼枝代替了叶子的功能，例如各种梭梭(Haloxylon spp. )和沙拐枣(Calligonum spp. )，茎上已不发育出叶片(或有一些非常退化的鳞片叶，)，却在幼小的绿色枝条上进行光合作用，形成所谓同化茎。有的这些枝条以后也可能脱落。有些沙漠植物的枝条，在干旱季节可以及时枯死，以减少水分的蒸发，同时使植物体内需水的程度减到最低限度，但是一到雨季，它们又能够迅速长出新的枝条。 沙生植物，特别是沙生灌木，常可看到的一种特征，就是形成分裂的茎。例如一种蒿(Artemisia herba- alba)，骆驼蓬(Peganum harmala)和一种霸王(Zygophyllum dumosum)的茎部都可以裂开成几部分。分裂形成的几个分开部分，由于所遇到的小生境的条件可能不同，因此，有的干死了，而有的却可能存活下来，继续生长。 旱生植物的皮层和中柱的比率较大，茎中的皮层要比中生植物的宽，而维管束则较紧密，
第三节植物的营养器官 授课教师：黄爱军 教学重点： ◆根、茎、叶的形态结构和生理功能。 教学难点： ◆营养器官的解剖结构在不同类型植物上的表现和差异。 教学过程： 一、复习 1、简述双子叶植物根初生结构与单子叶植物根的结构的主要区别。 2、简述茎的初生结构与根的初生结构的区别有哪些？ 导入新课 二、新授 Ⅱ、茎的形态与功能 （一）茎的形态特征 1．茎的形态一般种子植物的茎多数呈圆柱形、三棱形、方柱形或扁平柱形。通常植物地上部分具有主茎和侧枝，茎有节、节间、叶腋和枝条等。植株生长过程中，根据枝条延伸生长的强弱，可将枝条分为长枝和短枝。 2．茎的生长习性不同植物的茎在长期进化过程中，有各自的生长习性，以适应外界环境。通常茎的生长方式有四种方式：直立茎、缠绕茎、攀缘茎和匍匐茎。 3．芽芽是处于幼态而未伸展的枝、花或花序。 （1）定芽和不定芽定芽可分为顶芽和腋芽。 （2）叶芽、花芽和混和芽形成枝条为叶芽。形成花或花序为花芽。既生枝叶，又长花为混合芽。 （3）鳞芽和裸芽外面被有鳞片的叫鳞芽，不被鳞片的叫裸芽。 （4）活动芽和休眠芽能于当年或次年春季萌发的芽叫活动芽。有的芽形成后，长时期处于休眠状态而不萌发的芽，叫做休眠芽。 4．分枝与分蘖 种子植物的分枝方式，一般有单轴分枝、合轴分枝和假二叉分枝
3种类型（图1－31）。 分蘖是禾本科植物的特殊分枝方式，它是从靠近地面的茎基部产生分枝，并在其基部产生不定根，这种特殊的分枝方式叫分蘖，如小麦、水稻等。 （二）茎的构造 1．双子叶植物茎的初生构造双子叶植物幼茎是由茎的生长点细胞经过分裂、伸长和分化形成的。把幼嫩的茎作一横切，自外向内分为表皮、皮层和中柱（也称维管柱）三部分。 表皮：是幼茎最外面的一层细胞。表皮上有气孔、表皮毛或腺毛。表皮对茎的内部起着保护作用。 皮层：位于表皮和中柱之间。近靠表皮部位常有一至数层厚角细胞，对幼茎具有机械支持作用。幼茎呈绿色，能进行光合作用。 中柱：位于皮层以内，由维管束、髓和髓射线三部分组成。 2．双子叶植物茎的次生构造双子叶植物的茎形成初生结构后不久，便进行次生生长，产生次生结构，主要是维管形成层和木栓形成层活动的结果。 形成层的产生与活动：形成层由束内形成层和束间形成层组成形成层环。束内形成层的分裂，向外产生次生韧皮部，向内产生次生木质部，并且形成的次生木质部远比次生韧皮部多；束内形成层还能在韧皮部和木质部内形成许多呈辐射状排列的维管射线。束间形成层分裂时，向内、向外产生大量的薄壁细胞。使髓射线得以延伸。 木栓形成层的产生与活动：多数木栓形成层是由皮层的薄壁细胞转变的。木栓形成层向外分裂产生木栓层、向内产生栓内层。木栓层、木栓形成层和栓内层合称为周皮。 双子叶植物茎的次生构造由外向内包括：木栓层、木栓形成层、栓内层、皮层（有或无）、初生韧皮部、次生韧皮部、形成层、次生木质部、初生木质部、髓（有或无）和维管射线。 3．禾本科植物茎的构造特点小麦、玉米、水稻都是禾本科植物，它们的茎在形态上有明显的节和节间，其内部构造有以下特点：①禾本科植物的茎多数没有次生构造。②表皮细胞常硅质化。有的还
实 验 报 告 实验名称：茎的形态结构与发育课程名称：植物学实验 学院：专业班级： 姓名：小组成员： 日期：指导老师：
一、实验目的 1.巩固显微镜的使用方法。 2.了解枝与芽的形态和类型。 3.掌握茎的初生生长和初生结构。 4.掌握根的次生生长和次生结构。 5.了解木材三切面。 6.学习徒手切片方法。 7.观察茎尖的结构，了解其活动规律。 8.了解分枝和分蘖的规律。 二、实验原理 1.光学显微镜成像原理：物体先经过物镜成放大的实像，再经目镜成放大的虚像，二次放大，便能看清楚微小的物体。光线通过凹透镜后，成正立虚像，而凸透镜则成正立实像。实像可在屏幕上显现出来，而虚像不能。 2.细胞分化是指同一来源的细胞逐渐产生出形态结构、功能特征各不相同的细胞类群的过程，其结果是在空间上细胞产生差异，在时间上同一细胞与其从前的状态有所不同。细胞分化的本质是基因组在时间和空间上的选择性表达，通过不同基因表达的开启或关闭，最终产生标志性蛋白质。 3.茎是维管植物地上部分的骨干，上面着生叶、花和果实。它具有输导营养物质和水分以及支持叶、花和果实在一定空间的作用。有的茎还具有光合作用、贮藏营养物质和繁殖的功能。茎上着生叶的位置叫节，两节之间的部分叫节间。茎顶端和节上叶腋处都生有芽，当叶子脱落后，节上留有痕迹叫做叶痕。这些茎的形态特征可与根相区别。由种子植物中种子的胚芽发育而来。 4.芽是尚未发育成长的枝或花的雏体。芽的组成。芽是由茎的顶端分生组织及基叶原基、腋芽原基、芽轴和幼叶等外围附属物所组成。有些植物的芽，在幼叶的外面还包有鳞片。花芽由未发育的一朵花或一个花序组成，其外面也有鳞片包围。芽由五部分构成：芽轴、顶端分生组织、芽原基、叶原基、幼叶。