3.5第五节 营养器官的变态
3.5第五节营养器官的变态
第五节营养器官的变态
营养器官（根、茎、叶）的形态、结构和功能，在前几节中已经作了扼要的叙述，可以看到它们都有一定的与功能相适应的形态和结构。就多数情况而言，在不同植物中，同一器官的形态、结构是大同小异的，然而在自然界中，由于环境的变化，植物器官因适应某一特殊环境而改变它原有的功能，因而也改变其形态和结构，经过长期的自然选择，已成为该种植物的特征，这种由于功能的改变所引起的植物器官的一般形态和结构上的变化称为变态。这种变态与病理的或偶然的变化不同，而是健康的、正常的遗传。
一、 根变态2。茎变态III.叶变态综述问题
一、根的变态
根变态主要有三种类型：贮藏根、气生根和寄生根。（1） 存储根
存贮养料，肥厚多汁，形状多样，常见于二年生或多年生的草本双子叶植物。贮藏根是越冬植物的一种适应，所贮藏的养料可供来年生长发育时的需要，使根上能抽出枝来，并开花结果。根据来源，可分为肉质直根和块根两大类。
1.肉质主根主要由主根发育而来。植物只有一个肉质直根，包括下胚轴和茎，节间很短。由下胚轴发育而来的部分没有侧根。通常，根颈指的是这一部分，根头指的是茎基部，在茎基部上种植了许多叶子。肥大的主根形成肉质主根的主体。萝卜、胡萝卜和甜菜的肉质根属于这一类（图3-114）。这些肉质直根外观非常相似，初生木质部也是一个二元原型，但增厚的方式，即贮藏组织的来源不同，因此内部结构也不同。虽然胡萝卜和萝卜根的增厚是形成层活动的结果，但产生的次生组织是不同的。胡萝卜的肉质主根主要由次生韧皮部组成。在次生韧皮部中，薄壁组织非常发达，占主要部分，储存了大量的营养物质，而次生木质部的形成较少，其中大部分是木质薄壁组织，分化导管较少，形成所谓的“核心”部分。萝卜的肉质主根与胡萝卜的肉质主根相反。次生木质部发达，导管少，无纤维，以薄壁组织为主，贮藏大量养分，次生韧皮部形成较少。在萝卜肉质根中，除了一般形成层外，木材薄壁组织中的一些细胞可以恢复分裂并转化为另一个新的形成层（图3-115）。这些在正常维管形成层之外形成的形成层称为额外形成层或副形成层。和正常形成层一样，它向内产生木质部，向外产生韧皮部，有时被称为三级结构。因此，额外形成层形成的木质部和韧皮部也相应地被称为第三木质部和第三韧皮部。
实验十 植物营养器官的变态
一、目的与要求
（一） 认识各种根、茎、叶的不同变态类型
（二） 了解植物根、茎、叶变态后的形态结构和生理功能
二、材料与用具
白萝卜、胡萝卜、白薯、玉米根及玉米苞叶、常春藤、红树根、吊兰兔丝子吸器、马铃薯、姜、洋葱、蒜、荸荠、芋头、藕、芦苇根状茎、竹叶蓼、葡萄茎、皂荚枝、山楂枝、仙人掌、洋槐枝、豌豆茎、猪笼草、水葫芦等，手术刀，放大镜。
三、实验操作及观察
一些植物的营养器官――根、茎、叶，为适应环境条件在形态、构造或生理功能上都发生一些很大的变化，称为变态，这种变态的性状形成后，一代代的遗传下来，成为遗传性状
根的变态
1. 肥大直根：主根肥大，用于贮藏营养物质。
（1） 白萝卜：主要是次生木质部发达。
（2） 胡萝卜：次生韧皮部和次生木质部同样发达。
2. 块根：着生在根部，由不定根或侧根加粗生长而成，在形态上不大规则，而且生成多个块根，用于贮藏营养物质，如白薯。
3. 气生根：为不定根变态，生长在空气中，有多种不同功能。
（1） 支柱根：一些浅根系的植物，从茎周围长出许多不定根，向下深入土中，形成能够支持植物体的辅助根系，如玉米。
（2） 攀缘根：常春藤茎上长出的不定根，能分泌粘液，有固定作用。
（3） 呼吸根；海边红树林茎下部长出的不定根有呼吸功能，兼有固着作用。吊兰气生根也有呼吸功能。
（4） 吸器（或称寄生根）：兔丝子无叶子，它的茎缠绕在寄主的茎上，靠生出不定根吸收寄主营养物质为生。
茎的变态
1. 块茎：为短粗的肉质地下茎，常呈球形、椭圆形或不规则块状，贮藏有丰富的营养物质。马铃薯、姜均为块茎，它们虽然生长在地下，但仍可见上面顶芽及螺旋排列的芽迹，说明它们是变态的茎。 2. 鳞茎：是扁平或圆盘状的地下茎，节间极度短缩，顶端有一个顶芽，称鳞茎盘。上生许多层鳞片状叶，叶腋可生腋芽，如：洋葱、大蒜、水仙、百合等。
3. 球茎：荸荠、芋头、甘蓝主茎基部膨大成球状，其上具有节、腋芽、不定根及退化的鳞片，主要用于贮藏营养物质。
【植物学】营养器官的变态与变态器官
一、根的变态器官
（一）地下变态根
肉质直根常见于二年生或多年生的草本双子叶植物，如胡萝卜、甜菜和人参等植物都有一个肥大的肉质直根，其突出的功能就是储藏养分、躲避不良环境，条件适宜时繁衍自身。肉质直根由下胚轴和主根基部共同发育而成。肉质直根上部来自下胚轴，没有侧根；下部主体部分来自主根，具多列侧根。肉质直根肥厚多汁，根内薄壁组织发达，细胞内储藏着大量的营养物质。
萝卜根的增粗主要是维管形成层活动，次生木质层部远比次生韧皮部发达。在次生木质部中，主要是储藏大量养分的木薄壁组织细胞，导管少，没有纤维。部分木薄壁细胞可以恢复分裂能力，转变成副形成层，由此产生三生木质部和三生韧皮部构成三生维管组织。
甜菜的肉质直根的增粗生长比较复杂，当维管形成层活动时，中柱鞘恢复分裂，产生副形成层，通过副形成层的分裂活动，形成具有大量薄壁组织的三生维管组织。以后再由三生韧皮部外侧薄壁组织产生新的副形成层，并形成新的维管组织。如此反复，三生维管束可达到8~12圈，根据三生维管束圈数多少，特别是木薄壁组织的发达与否，可判断甜菜品种的优劣。
2.块根
块根由不定根或侧根经过增粗生长发育而来，所以在一株植物可以形成多个块根。块根的主要功能是储藏养分和繁殖。
甘薯块根是不定根在初生生长的基础上，维管形成层活动产生大量慕薄壁组织细胞的次生木质部，以后，分散在导管周围的木薄壁细胞恢复分裂，转变为副形成层，形成三生结构。三生结构的薄壁细胞中储藏大量糖分和淀粉，在三生韧皮部中还可以形成乳汁管。随着维管形成层不断第产生和活动，副形成层可多次发生、生长，使块根迅速膨大。由于次生木质部中的导管分布不均，则各部位生长速度不同，使块根形状不规则。 3.板状根
在热带雨林中，常见某些木本植物的基部，由粗大的侧根发育而来的扁平板状根，外露土面，有时高达3~4米，对树木有较强的支持作用，并能抵御风雨侵袭。
4.呼吸根
1 植物营养器官的变态
器官：由多种组织组成，担负一定的生理功能，具有显著的形态特征。
根的变态：
1、贮藏根：具有贮藏养料的功能，常见于 两年生或多年生的双子叶植物。
（1） 肉质直根：主要由主根发于而成。
（2） 块根：主要由不定根和侧根发育而成。一株上可以形成多个块根。
2、气生根：生长在空气中的根，具有支柱、攀援、或呼吸的功能。
（1）支柱根：由不定根形成的起到支持作用的根。
（2）攀援根：某些植物的茎上会生出许多不定根，必须依附其他的物体才能生长。
（3）呼吸根：生活在热带沿海沼泽地区的植物，它们的根从淤泥中伸出，用于呼吸。
3、寄生根：某些植物能够借助茎上的不定根，寄生在别的植物体上。
茎的变态：
地上茎的变态类型
（1）茎刺：茎变为有保护作用的刺。
（2）茎卷须：缠绕于其他物体上。
（3）叶状茎：变态成叶状，执行叶的功能。
地下茎的变态类型
（1）根状茎：生活在地下的茎。
（2）块茎：地下茎膨大而成。
3. 鳞茎
4. 球茎
叶的变态
（1）叶刺：由叶或叶的部分变态而成。
（2）叶卷须
（3）叶状柄
（4）鳞叶
（5）捕虫叶
（1）同源器官：指不同生物的某些器官在基本结构、各部分和生物体的相互关系以及胚胎发育的过程彼此相同，但在外形上有时并不相似，功能上也有差别。
（2）同功器官：同功器官指功能相同而起源不一定相同的器官 。
