被子植物莖的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能.doc

第五章 被子植物莖的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能 本章學習的目的和要求：通過本章內(nèi)容的學習，要求同學們了解被子植物莖的發(fā)生、生長和基本結(jié)構(gòu)及其相關(guān)概念。掌握莖的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理功能及其與生態(tài)環(huán)境間的相互關(guān)系。本章學習的難點和重點：莖解剖結(jié)構(gòu)特征的層次性、差異性及其同一性；本章教學與學習的方法：多媒體教學（自制課件）講授與板書相結(jié)合提問學習本章，在理解教材時建議用兩種學習方法：1. 聯(lián)系觀點：（1）與植物的有關(guān)組織相聯(lián)系，初生結(jié)構(gòu)與次生結(jié)構(gòu)相聯(lián)系； （2）形態(tài)結(jié)構(gòu)特點與功能相聯(lián)系。2. 對比方法：（1）根與莖結(jié)構(gòu)特點的對比； （2）雙子葉植物與單子葉植物的根、莖結(jié)構(gòu)特點分別對比，找出某些結(jié)構(gòu)之間的共同點和不同點。本章板書內(nèi)容（見講稿黑體字）本章講授內(nèi)容如下：第一節(jié) 莖的主要生理功能莖是植物體內(nèi)物質(zhì)輸導(dǎo)的主要通道；正常的莖都生長在地面上，下部連著根，上部支持著葉、花和果實，故莖地輸導(dǎo)和機誡支持作用是主要功能；莖也有貯藏和繁殖地功能；綠色幼莖還能進行光合作用。第二節(jié)、莖的基本形態(tài)和分枝莖分節(jié)和節(jié)間兩部分。著生葉和芽的莖稱為枝條，分長枝和短枝（花枝）。木本植物的枝條上有葉痕、葉跡、皮孔、芽鱗痕等。一、芽及其類型1、 芽的基本結(jié)構(gòu)（葉芽的結(jié)構(gòu)） 芽是未發(fā)育的枝條、花和花序的原始體，是莖尖中央的幼嫩部分。芽中央為幼嫩的莖尖，莖尖上部節(jié)和節(jié)間的距離極近，界線不明顯，周圍有葉原基、腋芽原基和幼葉，中央是生長錐。 生長錐 葉 生長錐 葉原基 芽 部分細胞生長分化 腋芽原基 葉芽 結(jié) 芽軸 構(gòu) 葉原基 幼葉 和 幼葉 葉 枝條 發(fā) 腋芽原基 側(cè)芽 育 芽軸 莖2、 芽的類型按芽生長位置、性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和生理狀態(tài)可將芽分為下列幾種類型：（1） 定芽和不定芽（2） 葉芽和花芽、混合芽（3） 裸芽和鱗芽（4） 活動芽和休眠芽二、莖的分枝主要有：二叉分支；單軸分支；合軸分支；假二叉分支；禾本科植物還具有分蘗。 第三節(jié)、莖尖的分區(qū)及生長動態(tài)一、莖尖與分區(qū)莖尖的縱切面分為以下三個區(qū)：（一） 分生區(qū)：由原分生組織及其衍生的初生分生組織組成（二） 伸長區(qū)：由分生區(qū)分裂的細胞繼續(xù)生長而來，細胞按莖的生長方向顯著延伸（三） 成熟區(qū)：形成各種成熟組織、構(gòu)成了幼莖的初生結(jié)構(gòu)。 伸長區(qū)和成熟區(qū)包括外起源的葉原基、腋芽原基及幼葉、芽軸等。 第四節(jié)、莖的結(jié)構(gòu)一、雙子葉植物莖的初生結(jié)構(gòu)在橫切面上，初生結(jié)構(gòu)由外至內(nèi)可分為表皮、皮層、中柱三部分。1、 表皮：一層，為生活細胞。它包括表皮細胞和氣孔器，表皮細胞上常具有表皮毛，其外壁有角質(zhì)層等。屬于保護組織。2、 皮層：位于表皮內(nèi)方，由多層細胞構(gòu)成。（1） 厚角組織：成束或成片存在，起支持作用。常含葉綠體，故幼莖常呈綠色，兼有光合作用。（2） 薄壁細胞：由多層薄壁細胞組成，具細胞間隙，靠外的細胞內(nèi)含葉綠素。皮層薄壁組織中常有一些分泌結(jié)構(gòu)分布。另還具有通氣、貯藏等功能。（3） 內(nèi)皮層（淀粉鞘）：皮層最內(nèi)一層細胞，內(nèi)常含淀粉粒，故又稱淀粉鞘（部分植物才有）。3、 中柱（維管柱）：皮層以內(nèi)的部分，沒有中柱鞘或不明顯。由維管束、髓、髓射線組成。（1） 維管束：多數(shù)為無限外韌維管束，由以下幾個部分組成：a、 初生韌皮部：由篩管、伴胞、韌皮纖維、韌皮薄壁細胞構(gòu)成。b、 束中形成層：在韌皮部和木質(zhì)部之間。c、 初生木質(zhì)部：由導(dǎo)管、管胞、木纖維、木薄壁細胞組成。成熟方式為內(nèi)始式。d、 有些植物維管束為雙韌維管束，即在初生木質(zhì)部的內(nèi)側(cè)還有內(nèi)生韌皮部。莖的維管束在皮層的內(nèi)側(cè)排成一個間斷的圓環(huán)。（2） 髓射線：在兩個相鄰的維管束之間，由薄壁細胞構(gòu)成。有貯藏和徑向輸導(dǎo)的作用，部分髓射線細胞可轉(zhuǎn)變?yōu)槭g形成層。（3） 髓：位于幼莖中央部分，由較大的薄壁細胞構(gòu)成。體積大，常含淀粉粒，具貯藏作用。有少部分植物莖的髓部細胞破壞之后形成中空的髓腔。二、雙子葉植物莖的次生生長和次生結(jié)構(gòu)1、 次生生長：（1） 維管形成層的發(fā)生及其活動a、 各個維管束中的束中形成層構(gòu)成維管形成層的一部分。b、 在次生生長開始時連接束中形成層那部分髓射線細胞，恢復(fù)分裂能力，形成束間形成層，構(gòu)成維管形成層的另一部分。二者連接形成環(huán)狀，共同構(gòu)成維管形成層。維管形成層相外分裂形成次生韌皮部，相內(nèi)分裂形成次生木質(zhì)部。（2） 木栓形成層的發(fā)生及活動木栓形成層可源于表皮、皮層薄壁組織、厚角組織，甚至初生韌皮部、次生韌皮部等，不同的植物起源各不相同，這部分組織恢復(fù)分裂能力形成木栓形成層。大都數(shù)植物莖的木栓形成層都每年重新發(fā)生，所以其發(fā)生位置逐漸內(nèi)移直至次生韌皮部。木栓形成層向外分裂形成木栓層，向內(nèi)分裂形成栓內(nèi)層，共同構(gòu)成新的保護組織-周皮。2、 雙子葉植物莖的次生結(jié)構(gòu)從外向內(nèi)雙子葉植物莖的次生結(jié)構(gòu)分為以下幾個部分：（1） 周皮：由木栓層、木栓形成層、栓內(nèi)層構(gòu)成。周皮上通常有皮孔，是老莖進行氣體交換的通道。（2） 被擠壓的皮層：有或無。是初生結(jié)構(gòu)的皮層在次生生長過程中，被擠壓破壞留下來的一些殘留。（3） 次生韌皮部：由韌皮薄壁細胞、篩管、伴胞、韌皮纖維、韌皮射線組成。主要輸送有機養(yǎng)分和機誡支持作用。（4） 維管形成層：由紡錘狀原始細胞和射線原始細胞組成。 切向分裂 次生韌皮部 紡錘狀原 次生木質(zhì)部 年輪（早林和晚林） 維 始細胞 （數(shù)量較多） 邊材和心材 管 擴大維管形成層環(huán) 形 徑向分裂 （分裂多年） 成 射線原 韌皮射線 層 始細胞 木射線 維管射線 切向分裂（5） 次生木質(zhì)部：由導(dǎo)管、管胞、木薄壁細胞、木纖維、木射線組成。起輸送水分、礦物質(zhì)和機誡支持作用。（6） 初生木質(zhì)部：是由初生結(jié)構(gòu)中初生木質(zhì)部保留下來，在次生木質(zhì)部的內(nèi)方。（7） 髓：在莖的中央，由薄壁細胞構(gòu)成。常含有淀粉粒等貯藏物質(zhì)。髓邊緣常有環(huán)狀的環(huán)髓帶。 雙子葉植物莖的發(fā)育過程表解 莖的初生結(jié)構(gòu)莖的次生結(jié)構(gòu)生長錐 （成熟區(qū)的橫切面） 表皮伸長區(qū) 厚角組織 木栓層 皮層 薄壁組織 木栓形成層 周皮 淀粉鞘（或不明顯 栓內(nèi)層成熟區(qū) 或有內(nèi)皮層） 樹皮 初生韌皮部 次生韌皮部 維管束 束中形成層 初生木質(zhì)部（內(nèi)始式） 保留 維管形成層次生結(jié)構(gòu) 或還有內(nèi)生韌皮部 (分裂多年)（老莖） 中柱 束間形成層 （維管柱） 髓射線 次生木質(zhì)部 髓部（或髓腔） 保留 （數(shù)量較多）有關(guān)名詞：A、 樹皮（廣義）：維管形成層以外所有的組織統(tǒng)稱為樹皮。它包括歷年產(chǎn)生的周皮、 已死的皮層、韌皮部等。B、樹皮（狹義）：木栓層以外的失去生命的組織，包括多次的周皮，總稱為樹皮。C、生長輪：一個生長期內(nèi)維管形成層所產(chǎn)生的次生木質(zhì)部。D、年輪：一年內(nèi)維管形成層活動只產(chǎn)生一個生長輪，即稱年輪。一個年輪由早材晚材兩部分組成。E、早材（春材）：春夏季形成層活動快，形成的導(dǎo)管、管胞直徑大，而壁較薄，木纖維成分較少，木材質(zhì)地較疏松，稱為早材。F、晚材（秋材）：秋季形成層活動減慢，形成的導(dǎo)管、管胞的直徑較小，而壁較厚，木纖維較多，細胞排列緊密，木材質(zhì)地較堅實，稱為晚材。G、環(huán)孔材：在莖的木材中，早材的導(dǎo)管（管胞）腔比晚材的導(dǎo)管（管胞）腔大得多，比較整齊地沿年輪交界處呈環(huán)狀排列，這種木材稱為環(huán)孔材。H、散孔材：早材與晚材導(dǎo)管（管胞）腔相差不大，散布于早材與晚材中，不呈環(huán)狀排列，這種木材稱為散孔材。I、半環(huán)孔材：木材特征介于環(huán)孔材與散孔材之間。J、邊材：靠近樹皮部分的木材是近幾年形成的次生木質(zhì)部，顏色較淺，具有活的木薄壁細胞，有效地負擔輸導(dǎo)和貯藏的功能稱為邊材。K、心材：靠近中央部分的木材，是較老的次生木質(zhì)部，失去了輸導(dǎo)和貯藏的功能，這部分細胞的顏色一般較深，稱為心材。一、 本科植物莖節(jié)間解剖結(jié)構(gòu)特點莖節(jié)間的基本結(jié)構(gòu)分為：表皮、機誡組織、基本組織、維管束四部分。（1） 表皮：是最外一層細胞構(gòu)成。 長細胞：縱壁呈波狀，長廠角化。 表皮細胞 短細胞 栓細胞：細胞壁栓化。 硅細胞：細胞內(nèi)含硅質(zhì)。 表皮 保衛(wèi)細胞 氣孔器 氣孔 副衛(wèi)細胞（2） 機械組織：常緊連著表皮，由幾層厚壁組織構(gòu)成（或被綠色組織帶隔開，如：小麥）（3） 基本組織：由薄壁細胞構(gòu)成，靠近外方的基本組織常含有葉綠素，內(nèi)方的細胞含有淀粉粒，有些植物在兩環(huán)維管束間有通氣組織存在。在中央部分有空心的髓腔或由薄壁細胞所充滿。（4） 維管束：為有限外韌維管束。維管束數(shù)目較多，分散在基本組織中，或者維管束大體排列為內(nèi)外兩環(huán)于基本組織中。每個維管束由以下三部分組成：a、 維管束鞘：由厚壁細胞組成，在維管束外圍。b、 初生韌皮部：靠莖的外方，由篩管、伴管組成。c、 初生木質(zhì)部：位于莖的內(nèi)方，橫切面上呈“V”字形。由導(dǎo)管、木薄壁細胞、管胞、厚壁組織構(gòu)成。在“V”形的兩臂上各有一個大型孔紋導(dǎo)管，