營養(yǎng)器官間的聯(lián)系課件

（二）莖與其他器官

莖是植物體運輸物質(zhì)的通道，通過其木質(zhì)部運輸來自根吸收的水、無機鹽等，和根合成的氨基酸、酰氨等物質(zhì)；通過其韌皮部運輸來自葉等器官制造的光合產(chǎn)物、原貯于地下器官如根狀莖、塊根等處的有機物，或葉衰老脫落前運出的部分物質(zhì)?？梢娗o的輸導(dǎo)作用與根的吸收和合成、葉的光合以及地下器官的貯藏等作用都是密切相關(guān)的。莖的支持作用亦離不開根系支持力的配合；莖所貯藏的物質(zhì)主要來自葉的光合產(chǎn)物。

（二）莖與其他器官1（三）葉與其他器官

葉進行光合作用有賴于由根吸收，通過莖運輸?shù)乃髟?，并借水維持葉細胞的膨壓以及強光下的降溫等保證執(zhí)行功能的基本條件。葉還需要莖的支持使之定位于有利光合作用的位序。新葉的形成也需動用貯存于莖內(nèi)的物質(zhì)。根對光合作用亦能起間接作用：有實驗證實，根遭鹽害后，光合產(chǎn)物的運輸便受阻。葉片扁平具較大的表面積，其蒸騰作用產(chǎn)生強大的吸水力，促進了根的吸水和莖的輸導(dǎo)，形成貫穿整個植株的蒸騰流；葉表又具眾多的能調(diào)節(jié)開閉的氣孔，因而在蒸騰作用中起主導(dǎo)作用。但據(jù)研究，根也可能合成某種影響氣孔生理活動的物質(zhì)，影響氣體交換，從而影響光合和蒸騰作用。（三）葉與其他器官2

二、營養(yǎng)器官間結(jié)構(gòu)的聯(lián)系

（

一）根與莖整個植物體可分為皮系統(tǒng)、基本系統(tǒng)和維管系統(tǒng)三大系統(tǒng)。皮系統(tǒng)僅具初生結(jié)構(gòu)的植物體外表為表皮連續(xù)覆蓋。有次生生長的植物體，在根、莖交接處向兩端逐漸形成周皮，或還有樹皮，并與尚未有次生生長的部分的表皮連續(xù)。

基本組織系統(tǒng)與維管系統(tǒng)

在初生生長階段由根至莖逐漸進行如下變化：皮層由厚到薄，髓由無到有，維管柱由“實心”(無髓)、所占比例小到“空心”、所占比例變大。二、營養(yǎng)器官間結(jié)構(gòu)的聯(lián)系皮系統(tǒng)僅具初生結(jié)3營養(yǎng)器官間的聯(lián)系課件4

根與莖的初生維管柱在多方面相異：維管束的束數(shù)、木質(zhì)部與韌皮部的相對位置(根為相間，莖為“韌外木內(nèi)”)以及發(fā)生順序(根的木質(zhì)部與韌皮部勻為外始式，而莖的木質(zhì)部為內(nèi)始式，韌皮部為外始式)。所以兩種器管在維管柱的連接上經(jīng)歷了較復(fù)雜的變化。如棉由根向莖的初生維管系統(tǒng)接軌過程中，根的初生木質(zhì)部束在向外推移的同時出現(xiàn)分叉，再逐漸倒轉(zhuǎn)約180°，繼而移向初生韌皮部內(nèi)方，原相鄰束的各一半在此處兩兩聯(lián)合成新束。通過上述變化，根與莖的初生結(jié)構(gòu)的差異得以統(tǒng)一，維管系統(tǒng)的相應(yīng)部位得以連接。根與莖的初生維管柱在多方面相異：維管束的束數(shù)、木5

上述種種變化發(fā)生在土表附近的根、莖相接處，由于變化以梯度逐漸進行，因而形歷一個區(qū)段，稱為“過渡區(qū)”或“轉(zhuǎn)變區(qū)”。具體部位因植物而異，一般發(fā)生在下胚軸。包括維管束的分裂、扭轉(zhuǎn)、移位、靠合、連接等過程。甘藍的根一莖過渡區(qū)外觀由根至莖逐漸變粗，就是“維管系統(tǒng)逐漸外移而擴大”的表現(xiàn)，而扭曲狀意味著初生木質(zhì)部(有時包括初生韌皮部束)的移位與倒轉(zhuǎn)。甘藍的根為四原型，而莖為多束，因而過度區(qū)還包括束數(shù)的改變。不同植物不僅轉(zhuǎn)變區(qū)的位置、長度可能不同，而且細節(jié)也常有出入。當(dāng)次生生長進行時，由于根、莖中次生維管系統(tǒng)的各組分及相對位置均基本相同，因而能直接連續(xù)。上述種種變化發(fā)生在土表附近的根、莖相接處，由于變化以6分割旋轉(zhuǎn)靠合連接分割旋轉(zhuǎn)靠合連接7營養(yǎng)器官間的聯(lián)系課件8

（二）莖與分枝及葉

雙子葉植物的莖及其分枝的初、次生結(jié)構(gòu)均基本相似，皮系統(tǒng)與皮層、髓均可直接連貫，而維管系統(tǒng)則通過枝跡與分枝的維管組織相連。枝跡是由莖的維管柱分出，經(jīng)其皮層通往分枝的一段維管束，在枝跡的上方為薄壁細胞所充填處，稱為枝隙。枝跡進入分枝，便加入其維管柱，成為其中的一部分。雙子葉植物葉通常長在嫩枝上，表皮可相互直接連續(xù)，待莖產(chǎn)生周皮時，葉往往脫落，僅在莖表留下葉痕；莖的皮層亦可與葉柄的基本組織直接連接；維管組織的連接則通過葉跡，即由莖的維管柱近葉著生處的一側(cè)形成分枝，通過莖的皮層，在莖節(jié)處進入葉柄。葉跡由莖維管柱分出的、通往葉子的一束或幾束維管束，其位置亦在莖皮層中，位于枝跡下方，其上方同樣有由薄壁組織組成的葉隙。（二）莖與分枝及葉9

正是由于各莖節(jié)處葉隙和枝隙的存在，才使莖的初生維管柱整體如網(wǎng)狀。次生生長進行時，葉隙、枝隙為次生維管組織所“封閉”，伴隨葉落，葉跡也被隔斷，而枝跡中的形成層和莖其他部分的一起活動，使次生維管組織保持連續(xù)。正是由于各莖節(jié)處葉隙和枝隙的存在，才使莖的初生維管柱10

禾本科作物莖、葉間的連接。禾本科作物葉以葉鞘抱莖，葉鞘基部與莖合成一體，莖中的多條葉跡經(jīng)莖節(jié)進入葉鞘、葉片成為平行葉脈。在莖節(jié)處，與葉中脈相連的大的葉跡常向莖中心作不同程度的彎曲，小的葉跡則留在莖外圍。這些葉跡維管束可以單獨成束向莖下部伸展，經(jīng)一個或幾個節(jié)間再與莖中原有維管束合并，并在節(jié)部出現(xiàn)重新分支與聯(lián)合，因而莖成為散生中柱。其他情況則與雙子葉植物相同。此外，在幼苗期因各節(jié)間基部均具居間分生組織，只有在居間生長完成后，各節(jié)間的維管組織才完全連續(xù)。禾本科作物莖、葉間的連接。禾本科作物葉以葉鞘抱莖，11（三）營養(yǎng)器官之間主要生理功能的相互聯(lián)系

1、植物體內(nèi)水分的吸收、輸導(dǎo)和蒸騰

陸生植物生活所需要的水分，主要是從根尖的根毛區(qū)吸收。水分進入根毛后，一方面以細胞間滲透的方式依次通過幼根的表皮、皮層、內(nèi)皮層、中柱鞘而進入導(dǎo)管中；另一方面由于植物地上部分，特別是葉片的蒸騰作用，產(chǎn)生強大的吸水力，由葉、莖、根的導(dǎo)管一直傳到根毛區(qū)的細胞，使根毛區(qū)細胞的吸水力增加，不斷地向土壤吸收水分。

2、植物體內(nèi)有機營養(yǎng)物質(zhì)的制造、運輸、利用和貯藏

植物體內(nèi)有機營養(yǎng)物質(zhì)是通過綠色植物的光合作用所制造的。葉子是進行光合作用的主要場所。它們所制造的有機物，除少數(shù)供應(yīng)本身利用外，大量運輸?shù)礁?、莖、花、果、種子等器官中。這種有機物的運輸，是通過韌皮部的篩管進行的。同時，根系合成的氨基酸、酰胺等含氮有機物也經(jīng)篩管運輸?shù)降厣喜糠?。有機物的運輸與呼吸作用密切相關(guān)，都要通過呼吸作用中形成的三磷酸腺苷(ATP)提供能量。說明在植物體內(nèi)有機營養(yǎng)物的制造、運輸、利用和貯藏過程中，植物所進行的光合作用、輸導(dǎo)作用、呼吸作用以及生長發(fā)育等各種生理功能都是相互依存的。（三）營養(yǎng)器官之間主要生理功能的相互聯(lián)系12（四）營養(yǎng)器官的生長相關(guān)性1、地下部分與地上部分的生長相關(guān)性——根冠比率

“本固枝榮，根深葉茂”，反映了植物地上部分與地下部分存在著生長相關(guān)性。植物的地上部分把光合產(chǎn)物輸送到根部去利用，而根系從土壤中吸收的水分、礦質(zhì)元素及其合成的氨基酸等重要物質(zhì)，供給地上部分的需要。植物根系與枝葉之間生理上的密切相關(guān)，必然導(dǎo)致二者在生長上出現(xiàn)一定的比例關(guān)系，即根冠比率。2、主干與分枝的生長相關(guān)性——頂端優(yōu)勢

頂芽對腋芽、主根對側(cè)根有抑制作用，也反映了器官的生長相關(guān)性。頂芽發(fā)育得好，主干就長得快，而腋芽卻受到抑制，不能發(fā)育成新枝或發(fā)育得較慢。如果去掉頂芽，便可促使腋芽開放，發(fā)育為新枝。這種頂芽生長占優(yōu)勢、抑制腋芽生長的現(xiàn)象，稱為頂端優(yōu)勢。頂端優(yōu)勢的存在實質(zhì)上是生長素對腋芽生長活動的抑制作用。主根對側(cè)根也有類似的頂端優(yōu)勢。3、營養(yǎng)生長與生殖生長的相關(guān)性一年生植物進入生殖生長時，營養(yǎng)生長常因此中止或削弱，幼葉和莖不僅在果熟期減緩合成和停止輸入光合產(chǎn)物，而且通過物質(zhì)的重新分配，輸出一部分積累的碳素與無機物。這一過程加速植株的衰老，最終導(dǎo)致植株死亡。而多年生植物僅將部分營養(yǎng)物質(zhì)用于生殖生長，使結(jié)實枝條仍保持健壯，即使死亡，亦有新枝取代；或同時將部分營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)貯地下的貯藏根、根莖等處，僅地上部死亡，來年生長季仍能再度萌發(fā)。（四）營養(yǎng)器官的生長相關(guān)性13第五節(jié)營養(yǎng)器官的變態(tài)

具異常生長和結(jié)構(gòu)的營養(yǎng)器官，有一部分行使特殊功能，其形態(tài)結(jié)構(gòu)相應(yīng)發(fā)生變異，這種現(xiàn)象稱為變態(tài)，該器官稱變態(tài)器官。一、變態(tài)根（一）貯藏根包括蘿卜、胡蘿卜、甜菜、甘薯、木薯、何首烏等。其共同特點是：外觀肥大、肉質(zhì)，富含碳水化合物等營養(yǎng)物；結(jié)構(gòu)以大量貯藏薄壁組織為主，維管分子散生其間；貯藏物用于植株的開花結(jié)實或作為營養(yǎng)繁殖、萌生新植株的營養(yǎng)源。第五節(jié)營養(yǎng)器官的變態(tài)14營養(yǎng)器官間的聯(lián)系課件15營養(yǎng)器官間的聯(lián)系課件16

蘿卜、胡蘿卜、甜菜等的變態(tài)器官實際由兩部分發(fā)育而成：上部由下胚軸形成，下部由主根基部發(fā)育，并生有數(shù)列側(cè)根，這些側(cè)根與主根的其余未膨大的部分均具正常結(jié)構(gòu)。肥大的胚軸端部在營養(yǎng)生長期間著生節(jié)間很短的莖與蓮座葉，第二年則依靠貯藏根內(nèi)的營養(yǎng)開始長出節(jié)間長的枝，然后開花結(jié)實。但這幾種肉質(zhì)根的增粗方式各不相同：蘿卜開始有正常的初生、次生生長與結(jié)構(gòu)，但次生木質(zhì)部中薄壁組織十分發(fā)達且無木纖維，以后又陸續(xù)在木薄壁組織中產(chǎn)生多個副形成層帶，進行三生生長，分別向其內(nèi)外兩側(cè)產(chǎn)生三生木質(zhì)部和三生韌皮部。兩者的組成基本同于次生木質(zhì)部和韌皮部，但均以木薄壁細胞和韌皮薄壁細胞為主。形成層與副形成層在生長季同時活動，這樣便形成了蘿卜貯藏根的肉質(zhì)的、發(fā)達的木質(zhì)部(包括三生韌皮部)，而初、次生韌皮部發(fā)育很弱，與周皮共同組成薄的“皮部”。胡蘿卜在次生生長時發(fā)育出發(fā)達的、以韌皮薄壁細胞為主的肉質(zhì)韌皮部。蘿卜、胡蘿卜、甜菜等的變態(tài)器官實際由兩部分發(fā)育而成：17營養(yǎng)器官間的聯(lián)系課件18

甜菜的變態(tài)根亦有異常的三生生長，首先從中柱鞘衍生筒狀的副形成層(又稱額外形成層)，副形成層向內(nèi)、外分別產(chǎn)生三生木質(zhì)部及三生韌皮部，兩者均以薄壁細胞為主；以后又由三生韌皮部外側(cè)的韌皮薄壁細胞產(chǎn)生新的一圈副形成層，再活動形成新一輪三生木質(zhì)部與韌皮部。依次可形成8—12層的副形成層及其衍生的三生維管組織，形成膨大的、以貯藏組織為主要組成的變態(tài)根。甘薯塊根發(fā)育過程中，副形成層主要由次生木質(zhì)部導(dǎo)管周圍的木薄壁細胞恢復(fù)分裂形成，也可從離導(dǎo)管較遠處或初生木質(zhì)部束附近的木薄壁細胞形成。這些副形成層的活動情況與蘿卜變態(tài)根相同。

很多貯藏根內(nèi)含有多種營養(yǎng)和對人體有益的成分，有較高的經(jīng)濟價值。如胡蘿卜富含胡蘿卜素(維生素A原)，蘿卜含大量蛋白質(zhì)、維生素、鈣、磷、鐵、淀粉酶等，有“小人參”之稱，甜菜是主要制糖原料之一，甘薯含大量的淀粉、糖類和維生素；何首烏為著名中藥材，含卵磷酯和蒽醌衍生物，有補肝腎、益精血、養(yǎng)心安神等療效。甜菜的變態(tài)根亦有異常的三生生長，首先從中柱鞘衍生筒狀的19

（二）支持根

一些具淺根系而植株又較高大的草本植物，如玉米、高粱等，在拔節(jié)后，抽穗前，近地面的幾個節(jié)上可環(huán)生幾層氣生的不定根，玉米最多可達6層，高梁1—3層。這些不定根作向地性生長而入土，并在土內(nèi)產(chǎn)生側(cè)根，有支持植株的特殊作用，也起吸收、輸導(dǎo)等作用。這類根較粗壯，表皮細胞角化程度較高，并有硅化，表面還產(chǎn)生粘液；皮層中厚壁組織發(fā)達。

（二）支持根20（三）寄生根

菟絲子、列當(dāng)?shù)燃纳参?，葉退化為小鱗片，不能進行光合作用，而是藉特殊的寄生根伸入寄主體內(nèi)吸收水分和有機營養(yǎng)物，嚴(yán)重影響寄主植物的生長。菟絲子常寄生豆類作物上，莖細線狀纏繞于寄主莖上，由其纏繞莖上產(chǎn)生出變態(tài)的不定根——寄生根(吸器)。最初由其莖皮層外圍數(shù)層細胞向外突出，與寄主表皮接觸后，先端長出與表皮垂直排列的長形菌絲狀細胞，穿入寄主組織直達維管柱，并于吸器中央分化出與寄主維管組織相連接的韌皮部與木質(zhì)部，借此攝取寄主營養(yǎng)。（三）寄生根21

二、變態(tài)莖

（一）地下莖的變態(tài)一些植物的部分分枝生于地下，變?yōu)槿赓|(zhì)的貯藏器官或營養(yǎng)繁殖器官：

二、變態(tài)莖22

1、根狀莖一些禾本科植物如竹、蘆葦?shù)染哂懈鶢钋o。這種變態(tài)莖蔓生于土層下，仍具明顯的節(jié)與節(jié)間，但葉退化為非綠色的鱗片葉，葉腋中的腋芽或根狀莖的頂芽可形成背地性直立的地上枝，同時在節(jié)上產(chǎn)生不定根。根狀莖貯有豐富的營養(yǎng)物質(zhì)，可存活一至多年，易繁殖，難除盡。姜與菊芋的根狀莖肥短而為肉質(zhì)；蓮的根狀莖即為蓮藕，其中具發(fā)達的通氣道。這幾種根狀莖是貯藏和營養(yǎng)繁殖器官。1、根狀莖一些禾本科植物如竹、蘆葦?shù)染哂懈鶢?3

2、塊莖馬鈴薯塊莖是由植物基部葉腋長出的入土匍匐枝頂端的幾個節(jié)與節(jié)間，經(jīng)過特殊增粗生長而成。塊莖頂端有頂芽，四周有許多作螺旋狀排列的芽眼，每個芽眼內(nèi)有幾枚側(cè)芽，在塊莖生長初期芽眼下方有鱗片葉，長大后脫落留下葉痕，稱為芽眉。所以芽眼著生處為節(jié)，塊莖實為節(jié)間縮短的膨大的變態(tài)莖周皮由六至十多層細胞構(gòu)成，皮層由貯藏組織組成，內(nèi)含淀粉粒、蛋白質(zhì)和晶體：維管組織成筒狀排列，為雙韌，外韌皮部與木質(zhì)部均有發(fā)達的貯藏組織，少量的輸導(dǎo)組織分散其中，形成層不明顯。

2、塊莖馬鈴薯塊莖是由植物基部葉腋長出的入土匍匐24

3、鱗莖鱗莖是單子葉植物中常見的變態(tài)莖，是一種節(jié)間極短，其上著生肉質(zhì)或膜質(zhì)的變態(tài)葉的地下莖。如洋蔥鱗莖，中央的節(jié)間短縮的莖稱為鱗莖盤，頂端的頂芽將來形成花序，節(jié)上長肉質(zhì)的鱗片葉，重重包圍鱗莖盤，貯有大量營養(yǎng)物，最外圍還有幾片膜質(zhì)鱗片葉保護，葉腋有腋芽，鱗莖盤下端長有不定根。大蒜的莖亦變態(tài)為鱗莖盤，食用的蒜瓣是其上的腋芽發(fā)育膨大而成的子鱗莖。

25營養(yǎng)器官間的聯(lián)系課件26

4、球莖球莖是莖間短縮、膨大成球形的地下變態(tài)莖。荸薺、慈姑的球莖由長入土中的纖匍枝頂端發(fā)育而成，芋的球莖由莖基部發(fā)育形成。荸薺球莖頂端有粗壯的頂芽，節(jié)與節(jié)間明顯，節(jié)上有干膜狀鱗片葉和腋芽。球莖貯有大量營養(yǎng)物質(zhì)，可用作營養(yǎng)繁殖。

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（二）地上莖的變態(tài)

1、匍匐莖一些植物的部分枝細長匍匐地面而生，頂芽成直立小植株并于節(jié)上生不定根，借此可行營養(yǎng)繁殖，如草莓和蛇莓。

2、肉質(zhì)莖萵苣有粗壯的肉質(zhì)莖，主要食用部分為發(fā)達的髓部及周圍的內(nèi)韌皮部，“皮”與“筋”分別為表皮和維管束。仙人掌類植物的肉質(zhì)莖有球狀、塊狀、多棱柱等形狀，富貯水分和營養(yǎng)物質(zhì)，并具葉綠體，可行光合作用，莖上有變?yōu)榇虪畹淖儜B(tài)葉。變態(tài)莖有較強的營養(yǎng)繁殖能力。

3、莖卷須南瓜、葡萄等一部分枝變?yōu)榫眄?，有的植物的卷須還有分枝。卷須的機械組織和輸導(dǎo)組織均不發(fā)達，主要由薄壁組織組成。幼卷須感受力敏銳，在接觸支撐物后能在數(shù)分鐘內(nèi)作出卷曲、纏繞生長的反應(yīng)。老時便失去卷曲反應(yīng)能力。

4、莖刺一些植物如柑桔、山楂、皂莢的枝變?yōu)榇?，石榴、梨等植株上還可看到生葉與花的小枝過渡到莖刺的情況。至于薔薇、月季莖上的刺，數(shù)量多而分布無規(guī)則，它們是莖表的突出物而非莖的變態(tài)。

5、葉狀莖

莖轉(zhuǎn)變成葉狀，扁平，綠色，行光合作用。

6、小鱗莖球狀具肥厚鱗片的變態(tài)莖。

28營養(yǎng)器官間的聯(lián)系課件29營養(yǎng)器官間的聯(lián)系課件30

三、變態(tài)葉

1、鱗葉

這一類變態(tài)葉大致可分為三種：鱗芽外具保護作用的芽鱗或鱗片；根狀莖(藕)、球莖(荸薺)、塊莖(馬鈴薯)等變態(tài)莖上退化的葉——鱗葉或鱗片；百合、洋蔥的鱗莖上肉質(zhì)、具貯藏作用的鱗葉。具保護作用和退化的鱗葉葉肉分化不顯著，往往沒有柵欄組織，細胞內(nèi)無葉綠體，維管系統(tǒng)不發(fā)達，氣孔很少或無，厚壁組織量少或無，有時有纖維或石細胞，外層的芽鱗背面可能有周皮。整體形狀一般較小而薄。具貯藏作用的鱗葉則肉質(zhì)肥厚，亦不含葉綠體而蓄有大量養(yǎng)分，供次年發(fā)芽、開花之需。

2、葉卷須

如豌豆復(fù)葉頂端的二、三對小葉變?yōu)榫眄?，其?nèi)部結(jié)構(gòu)及作用基本同莖卷須。

3、葉刺

仙人掌科植物變態(tài)莖上長有刺狀物，通常認為是葉的變態(tài)，可起減少水分散失和自身保護作用。

三、變態(tài)葉31在自然界中還有一類因適應(yīng)特殊環(huán)境而形成的食蟲植物，它們長在多雨濕潤的熱帶、亞熱帶的沼澤地區(qū)，該處土質(zhì)酸性，缺乏足夠的氮素養(yǎng)料。這些植物的葉變?yōu)椴断x器，能捕捉并消化蟲體蛋白質(zhì)以滿足對氮素的要求。在自然界中還有一類因適應(yīng)特殊環(huán)境而形成的食蟲植物，它們長在多32營養(yǎng)器官間的聯(lián)系課件33營養(yǎng)器官間的聯(lián)系課件34營養(yǎng)器官間的