植物學教學課件：5-stem-1

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1、生理功能生理功能/形態(tài)形態(tài)苗端分生組織與器官形成苗端分生組織與器官形成初生構造初生構造/次生構造次生構造第五章第五章 莖莖 Stem10/23/2023第一節(jié)第一節(jié) 莖的主要生理功能莖的主要生理功能1 1支持作用支持作用 2 2輸導作用輸導作用 3 3貯藏和繁殖貯藏和繁殖4 4光合作用光合作用10/23/2023第二節(jié)第二節(jié) 莖的基本形態(tài)莖的基本形態(tài)一、外形：一、外形：常呈常呈圓柱體，圓柱體，這種形狀最適宜于擔負支持輸這種形狀最適宜于擔負支持輸導的功能。導的功能。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枝條枝條shoot：莖上著生葉子

2、莖上著生葉子枝條枝條凡葉子著生之處為凡葉子著生之處為節(jié)節(jié)，相鄰節(jié)之間的一段為相鄰節(jié)之間的一段為節(jié)間節(jié)間。10/23/202310/23/202310/23/2023葉子脫落后在莖上留下的疤痕，稱為葉子脫落后在莖上留下的疤痕，稱為葉痕葉痕葉痕中莖與葉柄間的維管束斷離后留下的痕葉痕中莖與葉柄間的維管束斷離后留下的痕跡。稱為束痕跡。稱為束痕。莖的外表具有一些小形的莖的外表具有一些小形的皮孔皮孔，是枝條與外，是枝條與外界氣體交換的通道界氣體交換的通道。10/23/2023束痕束痕皮孔皮孔葉痕（彎月形）葉痕（彎月形）10/23/202310/23/2023有的枝條上還有有的枝條上還有芽鱗痕芽鱗痕存在。存

3、在。在季節(jié)性明顯的地區(qū)，往往可以在季節(jié)性明顯的地區(qū)，往往可以根據(jù)枝條上芽鱗痕的數(shù)目判斷根據(jù)枝條上芽鱗痕的數(shù)目判斷其生長年齡和生長速度。其生長年齡和生長速度。10/23/202310/23/2023二、芽的結構及類型二、芽的結構及類型（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、花或花序的雛體。即枝、花或花序的雛體。10/23/2023銀槭銀槭-頂芽：頂芽：生在主干或側枝頂端生在主干或側枝頂端的芽。的芽。-腋芽：腋芽：生長在枝的側面葉生長在枝的側面葉腋內的芽，也稱腋內的芽，也稱側芽側芽。定芽定芽分為分為（二）芽的類型（二）芽的類型 1.依據(jù)位置分為：依據(jù)

4、位置分為：定芽定芽 不定芽不定芽10/23/2023葉柄下芽葉柄下芽:subpetiolarsubpetiolar bud bud 有的腋芽生長位置較低，被覆有的腋芽生長位置較低，被覆蓋在葉柄基部內，直到葉落后，芽才顯露出來，稱為葉柄下蓋在葉柄基部內，直到葉落后，芽才顯露出來，稱為葉柄下芽，如懸鈴木芽，如懸鈴木(法國梧桐法國梧桐)、刺槐等的腋芽，有葉柄下芽的葉、刺槐等的腋芽，有葉柄下芽的葉柄，基部往往膨大。柄，基部往往膨大。懸鈴木懸鈴木 10/23/2023甘薯塊根上的不定芽甘薯塊根上的不定芽不定芽：不定芽：不著生在枝頂或葉腋內的芽不著生在枝頂或葉腋內的芽植物的營養(yǎng)繁殖植物的營養(yǎng)繁殖落地生根葉

5、片邊緣的落地生根葉片邊緣的不定芽不定芽10/23/20232.2.依據(jù)芽鱗的有無分為：被芽和裸芽依據(jù)芽鱗的有無分為：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，外外面面都都有有鱗鱗片片包包被被，稱稱為被芽或鱗芽。起保護作用。為被芽或鱗芽。起保護作用。所所有有一一年年生生植植物物、多多數(shù)數(shù)兩兩年年生生植植物物和和少少數(shù)數(shù)多多年年生生木木本植物的芽，沒有芽鱗，由幼葉包著，稱為裸芽本植物的芽，沒有芽鱗，由幼葉包著，稱為裸芽。10/23/2023木蘭屬木蘭屬花芽花芽鱗芽鱗芽裸芽裸芽鱗鱗芽芽膠皮糖香樹膠皮糖香樹10/23/202310/23/2023裸芽裸芽白樺：花芽白樺：花芽10/23/2

6、0233.3.依據(jù)發(fā)育成的器官性質分為：依據(jù)發(fā)育成的器官性質分為：枝枝芽、花芽和混合芽芽、花芽和混合芽枝芽枝芽=萌發(fā)后形成莖、葉（枝條）。萌發(fā)后形成莖、葉（枝條）?；ㄑ炕ㄑ?萌發(fā)后產生花或花序。萌發(fā)后產生花或花序。萌萌發(fā)發(fā)后后既既有有枝枝葉葉，又又有有花花或或花花序序的的芽芽稱稱為為混混合合芽芽，如梨、蘋果等的芽。如梨、蘋果等的芽。10/23/2023楊楊樹樹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.依據(jù)芽的生理活動狀態(tài)分為：活動芽和休眠芽。依據(jù)芽的生理活動狀態(tài)分為：活動芽和休眠芽。活動芽是能在生長季節(jié)形成新枝、花或花序的芽?；顒友渴悄茉谏L季節(jié)形成新

7、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，當當年年由由種種子子萌萌發(fā)發(fā)生生出出的的幼幼苗苗，逐逐漸漸成成長長至至開開花花結結果果，植植株株上上多多數(shù)數(shù)芽芽都都是是活活動芽。動芽。10/23/2023溫溫帶帶的的多多年年生生木木本本植植物物，許許多多枝枝上上往往往往只只有有頂頂芽芽和和近近上上端端的的一一些些腋腋芽芽活活動動，大大部部分分的的腋腋芽芽在在生生長長季季節(jié)節(jié)不不生生長長，不不發(fā)發(fā)展展，保保持持休休眠眠狀狀態(tài)態(tài)，稱稱為為休休眠眠芽或潛伏芽。芽或潛伏芽。10/23/202310/23/202310/23/2023（三）芽的基本結構（三）芽的基本結構葉芽：葉芽：1 1 生長錐

8、生長錐 (頂端分生組織頂端分生組織 )2 2葉原基葉原基3 3幼葉幼葉4 4側芽原基側芽原基5 5側芽側芽6 6芽軸芽軸10/23/202310/23/2023四）莖的分枝類型四）莖的分枝類型1.1.二二叉叉分分枝枝：最最原原始始的的分分枝枝，由由頂頂端端分分生生組織分成二半，各半形成同樣的分枝。組織分成二半，各半形成同樣的分枝。卷柏屬10/23/20232.假二叉分枝 由具對生葉的植物發(fā)育而來假二叉分枝假二叉分枝假二叉分枝假二叉分枝10/23/2023盾葉鬼臼盾葉鬼臼10/23/20233.3.單軸分枝單軸分枝（總狀分枝）頂芽不斷向上生長，主干（總狀分枝）頂芽不斷向上生長，主干明顯，多數(shù)裸子

9、植物，部分被子植物明顯，多數(shù)裸子植物，部分被子植物單軸分枝單軸分枝單軸分枝單軸分枝10/23/2023合軸分枝合軸分枝合軸分枝合軸分枝4.4.合軸分枝合軸分枝 頂芽發(fā)育到一定時候就死亡或生長緩頂芽發(fā)育到一定時候就死亡或生長緩慢或為花芽，位于頂芽下的側芽迅速發(fā)育成為新慢或為花芽，位于頂芽下的側芽迅速發(fā)育成為新枝，代替主莖的位置。枝，代替主莖的位置。10/23/202310/23/2023區(qū)分分枝的類型區(qū)分分枝的類型10/23/202310/23/2023農業(yè)生產上人為促進或抑制合軸分枝的發(fā)育農業(yè)生產上人為促進或抑制合軸分枝的發(fā)育10/23/2023（五）莖的生長習性（五）莖的生長習性 由于適應不

10、同的環(huán)境而形成不同的習性。1、直直立立莖莖：莖背地面而生，直立。10/23/20232、纏繞莖、纏繞莖10/23/20233、攀援莖、攀援莖10/23/20234、匍匐莖10/23/2023一、苗端分生組織一、苗端分生組織即莖頂端分生組織即莖頂端分生組織由原分生組織和初生分由原分生組織和初生分生組織組成生組織組成。眼子菜：眼子菜：苗端分生組織苗端分生組織第三節(jié)第三節(jié) 苗端分生組織與器官形成苗端分生組織與器官形成10/23/2023原分生組織原分生組織初生分生組織初生分生組織指出指出 苗端的原分生組苗端的原分生組織和初生分生組織織和初生分生組織10/23/2023關于苗端原分生組織組成的學說關于

11、苗端原分生組織組成的學說組織原學說原套原套原體學說原體學說細胞學分區(qū)概念細胞學分區(qū)概念10/23/2023原套原套原體原體tunica-corpustunica-corpus學說：學說：將將被被子子植植物物苗苗端端原原分分生生組組織織分分為為原原套套和和原原體體兩兩部部分。分。原原套套是是生生長長錐錐表表面面一一至至數(shù)數(shù)層層細細胞胞，通通常常只只進進行行垂垂周分裂周分裂，擴大生長錐的表面。，擴大生長錐的表面。原原體體是是原原套套內內方方的的一一團團不不規(guī)規(guī)則則排排列列的的細細胞胞，可可進進行行各個方向的分裂各個方向的分裂增大生長錐體積增大生長錐體積10/23/2023苗端的原套和原體苗端的原套

12、和原體單子葉植物原套多為單子葉植物原套多為1 1一一2 2層，層，雙子葉植物原套多為雙子葉植物原套多為2 2層。層。10/23/2023tunica-corpus organization.Magnification of coleus(Coleus紫蘇紫蘇)shoot apical meristem.10/23/2023擬南芥苗端的原套和原體擬南芥苗端的原套和原體兩層原套細胞（兩層原套細胞（L1和和L2）較淺薄的原體（其表層稱為較淺薄的原體（其表層稱為L3）10/23/2023The Apical MeristemM=meristem;L=leaf primordia10/23/2023ce

13、ntral 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 sur

14、face).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苗端的原套和原體苗端的原套和原體的分裂是協(xié)同和周期性的的分裂是協(xié)同和周期性的10/23/2023原分生組織的下面分化為初生原分生組織的下面分化為初生分生組織分生組織,包括原表皮、基本分生組織和原形成層包括原表皮、基本分生組織和原形成層10/23/2023葉原基葉原基

15、 由于苗端分生組由于苗端分生組織側面（周圍分生組織側面（周圍分生組織區(qū)）的一小群細胞織區(qū)）的一小群細胞的平周分裂的平周分裂,側面突側面突起起,突起的表面出現(xiàn)突起的表面出現(xiàn)垂周分裂。以后是各垂周分裂。以后是各個方向的分裂個方向的分裂,形成形成葉原基葉原基.二、葉原基和芽原基二、葉原基和芽原基水稻葉原基：平周分裂發(fā)生于原套的第一層水稻葉原基：平周分裂發(fā)生于原套的第一層。10/23/2023葉對生葉對生葉互生葉互生10/23/2023側芽原基側芽原基 在幼葉的腋部，表面一層至二層細胞進在幼葉的腋部，表面一層至二層細胞進行垂周分裂，與此同時，內層的細胞進行各行垂周分裂，與此同時，內層的細胞進行各向分裂

16、，結果使側芽原基突出到軸的表面。向分裂，結果使側芽原基突出到軸的表面。10/23/202310/23/2023葉和側芽起源于分生組織表面的第一層或第葉和側芽起源于分生組織表面的第一層或第二、三層細胞二、三層細胞,這種起源方式屬于這種起源方式屬于外起源外起源10/23/2023第四節(jié)第四節(jié)莖的初生生長和初生構造莖的初生生長和初生構造 由苗端分生組織中的初生分生組織衍生由苗端分生組織中的初生分生組織衍生的細胞經(jīng)過生長和分化，形成初生組織，由的細胞經(jīng)過生長和分化，形成初生組織，由初生組織組成莖的初生構造。初生組織組成莖的初生構造。形成莖的初生構造的過程稱為初生生長。形成莖的初生構造的過程稱為初生生長

17、。10/23/2023彩葉草彩葉草彩葉草彩葉草莖尖縱切莖尖縱切莖尖縱切莖尖縱切一、莖尖分區(qū)和莖的初一、莖尖分區(qū)和莖的初生生長生生長（一）（一）莖尖分區(qū)莖尖分區(qū) 莖尖分為：莖尖分為：分生區(qū)分生區(qū)伸長區(qū)伸長區(qū)成熟區(qū)成熟區(qū)成熟成熟區(qū)區(qū)伸長伸長區(qū)區(qū)分生分生區(qū)區(qū)10/23/2023分生區(qū)分生區(qū)：由原分生組織及其衍生的初生分生組織構成由原分生組織及其衍生的初生分生組織構成，原分生組織具有很強的分裂能力；原分生組織具有很強的分裂能力；初生分生組織初生分生組織具一定的分裂能力，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原形成層原形成層 維管束維管束3 3基本分生組織基本分生組織 皮層、髓、

18、髓射線皮層、髓、髓射線10/23/2023伸長區(qū)伸長區(qū)分生區(qū)之后為伸長區(qū)分生區(qū)之后為伸長區(qū),細胞的有絲分裂逐漸減弱細胞的有絲分裂逐漸減弱,細細胞迅速沿縱軸顯著延伸胞迅速沿縱軸顯著延伸,在外觀上表現(xiàn)為莖、枝很快伸長在外觀上表現(xiàn)為莖、枝很快伸長,其內部已由初生分其內部已由初生分生組織開始分化為初生組織。生組織開始分化為初生組織。10/23/2023成熟區(qū)成熟區(qū)成熟區(qū)成熟區(qū)內部的解剖特點是細胞的有絲分裂和伸長生內部的解剖特點是細胞的有絲分裂和伸長生長都趨于停止長都趨于停止,各種成熟組織的分化基本完成各種成熟組織的分化基本完成,已具備幼莖的初生結構。已具備幼莖的初生結構。10/23/2023指出各部分

19、的名稱指出各部分的名稱10/23/2023（二）莖的初生生長（二）莖的初生生長頂端生長頂端生長由苗端分生組織的活動而引起的生長。由苗端分生組織的活動而引起的生長。居間生長居間生長如禾本科植物，由位于節(jié)間基部的如禾本科植物，由位于節(jié)間基部的居間分生組織居間分生組織的活動引起的生長。的活動引起的生長。莖的初生生長主要表現(xiàn)為莖的伸長，亦稱伸莖的初生生長主要表現(xiàn)為莖的伸長，亦稱伸長生長。長生長。10/23/2023二、二、雙子葉植物莖的初生結構雙子葉植物莖的初生結構10/23/2023（一）表皮一）表皮（二）皮層（二）皮層 （三）維管柱（三）維管柱10/23/2023（一）（一）表皮表皮 是幼莖的最外

20、一層細胞，初生保護組織，是幼莖的最外一層細胞，初生保護組織，防止莖內水分過度散失和病蟲侵入防止莖內水分過度散失和病蟲侵入,不影響透光和通氣和光合作用。不影響透光和通氣和光合作用。Transverse section of stem epidermis of cosmos 10/23/2023細胞的外壁角化，形成角質層細胞的外壁角化，形成角質層thick cuticle typically occurs only on plants of very dry habitats 10/23/2023蒜莖表皮蒜莖表皮10/23/2023表皮上有少數(shù)氣孔、表皮毛分布表皮上有少數(shù)氣孔、表皮毛分布向日葵莖的

21、表皮向日葵莖的表皮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 possib

22、le 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）皮層（二）皮層位于表皮與維管柱之間，位于表皮與維管柱之間，主要由主要由薄壁細胞薄壁細胞組成，組成，含有含有葉綠體葉綠體，故幼莖常呈綠色。，故幼莖常呈綠色。10/23/2023皮層所占比例小于根皮層所占比例小于根10/23/2023sweetflag菖蒲菖蒲 aerenchyma 10/23/2023常有常有厚角組織厚角組織分布分布-支持作用支持作用parsnip歐洲防風草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