植物学教学课件：5-stem-1

生理功能生理功能/形态形态苗端分生组织与器官形成苗端分生组织与器官形成初生构造初生构造/次生构造次生构造第五章第五章 茎茎 Stem10/23/2023第一节第一节 茎的主要生理功能茎的主要生理功能1 1支持作用支持作用 2 2输导作用输导作用 3 3贮藏和繁殖贮藏和繁殖4 4光合作用光合作用10/23/2023第二节第二节 茎的基本形态茎的基本形态一、外形：一、外形：常呈常呈圆柱体，圆柱体，这种形状最适宜于担负支持输这种形状最适宜于担负支持输导的功能。导的功能。10/23/2023藨草藨草，三棱柱形，三棱柱形益母草，益母草，四棱柱四棱柱形形10/23/2023枝条枝条shoot：茎上着生叶子茎上着生叶子枝条枝条凡叶子着生之处为凡叶子着生之处为节节，相邻节之间的一段为相邻节之间的一段为节间节间。10/23/202310/23/202310/23/2023叶子脱落后在茎上留下的疤痕，称为叶子脱落后在茎上留下的疤痕，称为叶痕叶痕叶痕中茎与叶柄间的维管束断离后留下的痕叶痕中茎与叶柄间的维管束断离后留下的痕迹。称为束痕迹。称为束痕。茎的外表具有一些小形的茎的外表具有一些小形的皮孔皮孔，是枝条与外，是枝条与外界气体交换的通道界气体交换的通道。10/23/2023束痕束痕皮孔皮孔叶痕（弯月形）叶痕（弯月形）10/23/202310/23/2023有的枝条上还有有的枝条上还有芽鳞痕芽鳞痕存在。存在。在季节性明显的地区，往往可以在季节性明显的地区，往往可以根据枝条上芽鳞痕的数目判断根据枝条上芽鳞痕的数目判断其生长年龄和生长速度。其生长年龄和生长速度。10/23/202310/23/2023二、芽的结构及类型二、芽的结构及类型（一）芽（一）芽bud的概念：的概念：未伸展的枝、花或花序，未伸展的枝、花或花序，即枝、花或花序的雏体。即枝、花或花序的雏体。10/23/2023银槭银槭-顶芽：顶芽：生在主干或侧枝顶端生在主干或侧枝顶端的芽。的芽。-腋芽：腋芽：生长在枝的侧面叶生长在枝的侧面叶腋内的芽，也称腋内的芽，也称侧芽侧芽。定芽定芽分为分为（二）芽的类型（二）芽的类型 1.依据位置分为：依据位置分为：定芽定芽 不定芽不定芽10/23/2023叶柄下芽叶柄下芽:subpetiolarsubpetiolar bud bud 有的腋芽生长位置较低，被覆有的腋芽生长位置较低，被覆盖在叶柄基部内，直到叶落后，芽才显露出来，称为叶柄下盖在叶柄基部内，直到叶落后，芽才显露出来，称为叶柄下芽，如悬铃木芽，如悬铃木(法国梧桐法国梧桐)、刺槐等的腋芽，有叶柄下芽的叶、刺槐等的腋芽，有叶柄下芽的叶柄，基部往往膨大。柄，基部往往膨大。悬铃木悬铃木 10/23/2023甘薯块根上的不定芽甘薯块根上的不定芽不定芽：不定芽：不着生在枝顶或叶腋内的芽不着生在枝顶或叶腋内的芽植物的营养繁殖植物的营养繁殖落地生根叶片边缘的落地生根叶片边缘的不定芽不定芽10/23/20232.2.依据芽鳞的有无分为：被芽和裸芽依据芽鳞的有无分为：被芽和裸芽多多年年生生木木本本植植物物的的越越冬冬芽芽，外外面面都都有有鳞鳞片片包包被被，称称为被芽或鳞芽。起保护作用。为被芽或鳞芽。起保护作用。所所有有一一年年生生植植物物、多多数数两两年年生生植植物物和和少少数数多多年年生生木木本植物的芽，没有芽鳞，由幼叶包着，称为裸芽本植物的芽，没有芽鳞，由幼叶包着，称为裸芽。10/23/2023木兰属木兰属花芽花芽鳞芽鳞芽裸芽裸芽鳞鳞芽芽胶皮糖香树胶皮糖香树10/23/202310/23/2023裸芽裸芽白桦：花芽白桦：花芽10/23/20233.3.依据发育成的器官性质分为：依据发育成的器官性质分为：枝枝芽、花芽和混合芽芽、花芽和混合芽枝芽枝芽=萌发后形成茎、叶（枝条）。萌发后形成茎、叶（枝条）。花芽花芽=萌发后产生花或花序。萌发后产生花或花序。萌萌发发后后既既有有枝枝叶叶，又又有有花花或或花花序序的的芽芽称称为为混混合合芽芽，如梨、苹果等的芽。如梨、苹果等的芽。10/23/2023杨杨树树花花芽芽枝芽枝芽枝芽枝芽10/23/2023混合芽混合芽10/23/20234.4.依据芽的生理活动状态分为：活动芽和休眠芽。依据芽的生理活动状态分为：活动芽和休眠芽。活动芽是能在生长季节形成新枝、花或花序的芽。活动芽是能在生长季节形成新枝、花或花序的芽。一一般般一一年年生生草草本本植植物物，当当年年由由种种子子萌萌发发生生出出的的幼幼苗苗，逐逐渐渐成成长长至至开开花花结结果果，植植株株上上多多数数芽芽都都是是活活动芽。动芽。10/23/2023温温带带的的多多年年生生木木本本植植物物，许许多多枝枝上上往往往往只只有有顶顶芽芽和和近近上上端端的的一一些些腋腋芽芽活活动动，大大部部分分的的腋腋芽芽在在生生长长季季节节不不生生长长，不不发发展展，保保持持休休眠眠状状态态，称称为为休休眠眠芽或潜伏芽。芽或潜伏芽。10/23/202310/23/202310/23/2023（三）芽的基本结构（三）芽的基本结构叶芽：叶芽：1 1 生长锥生长锥 (顶端分生组织顶端分生组织 )2 2叶原基叶原基3 3幼叶幼叶4 4侧芽原基侧芽原基5 5侧芽侧芽6 6芽轴芽轴10/23/202310/23/2023四）茎的分枝类型四）茎的分枝类型1.1.二二叉叉分分枝枝：最最原原始始的的分分枝枝，由由顶顶端端分分生生组织分成二半，各半形成同样的分枝。组织分成二半，各半形成同样的分枝。卷柏属10/23/20232.假二叉分枝 由具对生叶的植物发育而来假二叉分枝假二叉分枝假二叉分枝假二叉分枝10/23/2023盾叶鬼臼盾叶鬼臼10/23/20233.3.单轴分枝单轴分枝（总状分枝）顶芽不断向上生长，主干（总状分枝）顶芽不断向上生长，主干明显，多数裸子植物，部分被子植物明显，多数裸子植物，部分被子植物单轴分枝单轴分枝单轴分枝单轴分枝10/23/2023合轴分枝合轴分枝合轴分枝合轴分枝4.4.合轴分枝合轴分枝 顶芽发育到一定时候就死亡或生长缓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。枝，代替主茎的位置。10/23/202310/23/2023区分分枝的类型区分分枝的类型10/23/202310/23/2023农业生产上人为促进或抑制合轴分枝的发育农业生产上人为促进或抑制合轴分枝的发育10/23/2023（五）茎的生长习性（五）茎的生长习性 由于适应不同的环境而形成不同的习性。1、直直立立茎茎：茎背地面而生，直立。10/23/20232、缠绕茎、缠绕茎10/23/20233、攀援茎、攀援茎10/23/20234、匍匐茎10/23/2023一、苗端分生组织一、苗端分生组织即茎顶端分生组织即茎顶端分生组织由原分生组织和初生分由原分生组织和初生分生组织组成生组织组成。眼子菜：眼子菜：苗端分生组织苗端分生组织第三节第三节 苗端分生组织与器官形成苗端分生组织与器官形成10/23/2023原分生组织原分生组织初生分生组织初生分生组织指出指出 苗端的原分生组苗端的原分生组织和初生分生组织织和初生分生组织10/23/2023关于苗端原分生组织组成的学说关于苗端原分生组织组成的学说组织原学说原套原套原体学说原体学说细胞学分区概念细胞学分区概念10/23/2023原套原套原体原体tunica-corpustunica-corpus学说：学说：将将被被子子植植物物苗苗端端原原分分生生组组织织分分为为原原套套和和原原体体两两部部分。分。原原套套是是生生长长锥锥表表面面一一至至数数层层细细胞胞，通通常常只只进进行行垂垂周分裂周分裂，扩大生长锥的表面。，扩大生长锥的表面。原原体体是是原原套套内内方方的的一一团团不不规规则则排排列列的的细细胞胞，可可进进行行各个方向的分裂各个方向的分裂增大生长锥体积增大生长锥体积10/23/2023苗端的原套和原体苗端的原套和原体单子叶植物原套多为单子叶植物原套多为1 1一一2 2层，层，双子叶植物原套多为双子叶植物原套多为2 2层。层。10/23/2023tunica-corpus organization.Magnification of coleus(Coleus紫苏紫苏)shoot apical meristem.10/23/2023拟南芥苗端的原套和原体拟南芥苗端的原套和原体两层原套细胞（两层原套细胞（L1和和L2）较浅薄的原体（其表层称为较浅薄的原体（其表层称为L3）10/23/2023The Apical MeristemM=meristem;L=leaf primordia10/23/2023central zoneperipheral zoneThe Apical MeristemThe core cells of central zone divide more slowly and are undifferentiated stem cells.10/23/2023Cell Position Determines Cell FateL1 produces epidermal tissue;L2 and L3 produce cortical and vascular tissue.Most divisions are anticlinal(perpendicular to surface).Occasionally,a periclinal division occurs,displacing an L1 cell into L2 or vice versa.In this case,the displaced cell adopts the fate of its neighbors.10/23/2023苗端的原套和原体苗端的原套和原体的分裂是协同和周期性的的分裂是协同和周期性的10/23/2023原分生组织的下面分化为初生原分生组织的下面分化为初生分生组织分生组织,包括原表皮、基本分生组织和原形成层包括原表皮、基本分生组织和原形成层10/23/2023叶原基叶原基 由于苗端分生组由于苗端分生组织侧面（周围分生组织侧面（周围分生组织区）的一小群细胞织区）的一小群细胞的平周分裂的平周分裂,侧面突侧面突起起,突起的表面出现突起的表面出现垂周分裂。以后是各垂周分裂。以后是各个方向的分裂个方向的分裂,形成形成叶原基叶原基.二、叶原基和芽原基二、叶原基和芽原基水稻叶原基：平周分裂发生于原套的第一层水稻叶原基：平周分裂发生于原套的第一层。10/23/2023叶对生叶对生叶互生叶互生10/23/2023侧芽原基侧芽原基 在幼叶的腋部，表面一层至二层细胞进在幼叶的腋部，表面一层至二层细胞进行垂周分裂，与此同时，内层的细胞进行各行垂周分裂，与此同时，内层的细胞进行各向分裂，结果使侧芽原基突出到轴的表面。向分裂，结果使侧芽原基突出到轴的表面。10/23/202310/23/2023叶和侧芽起源于分生组织表面的第一层或第叶和侧芽起源于分生组织表面的第一层或第二、三层细胞二、三层细胞,这种起源方式属于这种起源方式属于外起源外起源10/23/2023第四节第四节茎的初生生长和初生构造茎的初生生长和初生构造 由苗端分生组织中的初生分生组织衍生由苗端分生组织中的初生分生组织衍生的细胞经过生长和分化，形成初生组织，由的细胞经过生长和分化，形成初生组织，由初生组织组成茎的初生构造。初生组织组成茎的初生构造。形成茎的初生构造的过程称为初生生长。形成茎的初生构造的过程称为初生生长。10/23/2023彩叶草彩叶草彩叶草彩叶草茎尖纵切茎尖纵切茎尖纵切茎尖纵切一、茎尖分区和茎的初一、茎尖分区和茎的初生生长生生长（一）（一）茎尖分区茎尖分区 茎尖分为：茎尖分为：分生区分生区伸长区伸长区成熟区成熟区成熟成熟区区伸长伸长区区分生分生区区10/23/2023分生区分生区：由原分生组织及其衍生的初生分生组织构成由原分生组织及其衍生的初生分生组织构成，原分生组织具有很强的分裂能力；原分生组织具有很强的分裂能力；初生分生组织初生分生组织具一定的分裂能力，具一定的分裂能力，包括包括1 1原表皮原表皮 表皮表皮 2 2原形成层原形成层 维管束维管束3 3基本分生组织基本分生组织 皮层、髓、髓射线皮层、髓、髓射线10/23/2023伸长区伸长区分生区之后为伸长区分生区之后为伸长区,细胞的有丝分裂逐渐减弱细胞的有丝分裂逐渐减弱,细细胞迅速沿纵轴显著延伸胞迅速沿纵轴显著延伸,在外观上表现为茎、枝很快伸长在外观上表现为茎、枝很快伸长,其内部已由初生分其内部已由初生分生组织开始分化为初生组织。生组织开始分化为初生组织。10/23/2023成熟区成熟区成熟区成熟区内部的解剖特点是细胞的有丝分裂和伸长生内部的解剖特点是细胞的有丝分裂和伸长生长都趋于停止长都趋于停止,各种成熟组织的分化基本完成各种成熟组织的分化基本完成,已具备幼茎的初生结构。已具备幼茎的初生结构。10/23/2023指出各部分的名称指出各部分的名称10/23/2023（二）茎的初生生长（二）茎的初生生长顶端生长顶端生长由苗端分生组织的活动而引起的生长。由苗端分生组织的活动而引起的生长。居间生长居间生长如禾本科植物，由位于节间基部的如禾本科植物，由位于节间基部的居间分生组织居间分生组织的活动引起的生长。的活动引起的生长。茎的初生生长主要表现为茎的伸长，亦称伸茎的初生生长主要表现为茎的伸长，亦称伸长生长。长生长。10/23/2023二、二、双子叶植物茎的初生结构双子叶植物茎的初生结构10/23/2023（一）表皮一）表皮（二）皮层（二）皮层 （三）维管柱（三）维管柱10/23/2023（一）（一）表皮表皮 是幼茎的最外一层细胞，初生保护组织，是幼茎的最外一层细胞，初生保护组织，防止茎内水分过度散失和病虫侵入防止茎内水分过度散失和病虫侵入,不影响透光和通气和光合作用。不影响透光和通气和光合作用。Transverse section of stem epidermis of cosmos 10/23/2023细胞的外壁角化，形成角质层细胞的外壁角化，形成角质层thick cuticle typically occurs only on plants of very dry habitats 10/23/2023蒜茎表皮蒜茎表皮10/23/2023表皮上有少数气孔、表皮毛分布表皮上有少数气孔、表皮毛分布向日葵茎的表皮向日葵茎的表皮10/23/2023Transverse section of leaf of Peucephyllum ordinary epidermis cells,but there are also two guard cells 10/23/2023Transverse section of stem of rush(Juncus).The stems of rushes are persistent,not ephemeral,and have a thick layer of fibers just below the epidermis.It would be possible to have a parenchymatous epidermis above a mass of fibers,but in this species,the epidermis cells also convert to sclerenchyma cells.10/23/2023（二）皮层（二）皮层位于表皮与维管柱之间，位于表皮与维管柱之间，主要由主要由薄壁细胞薄壁细胞组成，组成，含有含有叶绿体叶绿体，故幼茎常呈绿色。，故幼茎常呈绿色。10/23/2023皮层所占比例小于根皮层所占比例小于根10/23/2023sweetflag菖蒲菖蒲 aerenchyma 10/23/2023常有常有厚角组织厚角组织分布分布-支持作用支持作用parsnip欧洲防风草stem 10/23/2023inner cortex of sweetflag 菖蒲菖蒲 an endodermis and Casparian strips as features of roots,but they often also occur in root-like stems10/23/202310/23/2023