通过本知识点的学习，需要掌握：

1、双子叶植物茎的初生结构如何？

2、禾本科植物茎的初生结构与双子叶植物相比有何特点？

3、双子叶植物茎的次生生长过程及次生结构如何？

4、无论高大的木本植物如杨树，还是低矮的草本植物如小麦，是如何长高的呢?

5、茎是如何发生的？茎尖具有什么样的结构？与根尖有什么样的区别？

6、植 物茎是如何长高的？又是怎样加粗的？茎在长高和加粗过程中内部结构有何变化？

7、多年生木本植物的横切面上，你能看到这样的同心圆环是什么结构，什么样的活动导致了这样的现象？有什么意义？

 

 

4.3.2 茎的伸长——双子叶植物初生生长及结构

设问：双子叶植物茎长高形成的初生结构是怎样的？

一、知识点：

表皮、皮层和维管柱的位置、组织类型、细胞特定和功能。二、知识点概述：

 

由茎的顶端分生组织中的初生分生组织所衍于的细胞，经过分裂、生长、分化而形成的组织叫初生组织，这个过程称为初生生长，由初生组织构成了茎的初生结构。
    在成熟区，双子叶植物茎的初生结构，从表及里可分为表皮、皮层、维管柱三部分。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 ⑴表皮：位于茎的最外层，由生活细胞构成，起保护作用，细胞呈长方形或方形，细胞整齐，排列紧密，无细胞间隙。表皮细胞是活细胞，一般不含叶绿体，细胞外壁角质化并形成角质层，有的细胞在角质层上还附有蜡被。在表皮上有气孔器和表皮毛。气孔器是气体进出植物体的通道；表皮毛是由表皮细胞形成的，种类多样，其生理功能也各不相同。正是由于茎的表皮具有上述结构特点，即能防止茎中的水分大量散失，又能通光和透气利于幼茎中绿色组织的光合作用，是植物长期适应陆地环境的结果。

⑵皮层：位于表皮与中柱之间，占的比例较小，一般包括厚角组织和皮层薄壁组织。

皮层厚角组织：①加强幼茎的支持作用　　         

②可进行光合作用，外观上看幼茎常呈绿色（含有叶绿体）

皮层薄壁组织：常含有丰富的淀粉，有的植物还有叶绿体。故呈绿色的茎。

 ⑶维管柱（中柱）：是皮层内的中轴部分，包括维管束，髓和髓射线。

大多数植物茎的维管束，其初生木质部在内侧，初生韧皮部在外侧，二者相对排列（不同于根），之间是保留下来的一层分生组织细胞--构成束中形成层，这种类型为外韧维管束。也有些植物在初生木质部的内外两侧都有初生韧皮部，称为双韧维管束（如葫芦科、茄科、旋花科等植物茎）。
　　双子叶植物的初生韧皮部是由筛管、筛胞、伴胞、韧皮纤维及韧皮薄壁细胞构成；初生木质部是由导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞组成。
　　茎的维管束在发育过程中，其初生韧皮部是由外至内进行向心发育，仍属外始式（原生韧皮部在外，后生韧皮部在内）；但初生木质部则是由内至外，进行离心发育，先形成的原生木质部（在内），后形成的后生木质部（在外）。茎初生木质部的这种发育顺序称为内始式（endarch），与根中初生木质部的发育顺序完全不同。

初生韧皮部其发育顺序与根相同，为外始式（原生韧在外）

束内（束中）形成层

初生木质部（内始式）（与根的不同）包括原生木质部和后生木质部。  原生的在内（由口径小的环纹、螺纹导管组成）后生的在外（由口径大的梯纹、孔纹、网纹导管组成）

髓射线：位于两个维管束之间，连接皮层和髓的部分，由薄壁细胞组成。在横切面上呈放射状排列，是茎内横向运输通道，并有贮藏功能。

髓：位于中柱中央，有的植物由薄壁细胞组成，有的由薄壁和厚壁细胞（称髓鞘）组成。常含有单晶体、单宁、淀粉粒等物质；有的中空，如泡桐、核桃

4.3.3单子叶植物茎结构

设问：1、为什么单子叶植物叶片挺立？

2、单子叶植物茎长高形成的初生结构是怎样的？

一、知识点：

表皮、皮层和维管柱的位置、组织类型、细胞特定和功能。

二、知识点概述：

在禾本科植物茎节间的横切片上，从外向里可以看到表皮、基本组织及维管束三种结构。因维管束较多，不止1环，因而没有中柱与皮层的界限。

 

 

                   

 

 

 

 

 

 

1、表皮
　　表皮是由一种长细胞、两种短细胞和气孔器所组成。长细胞的细胞壁厚且角质化，构成了表皮的大部分；短细胞位于两长细胞之间，其中一种具栓化细胞壁，称为栓细胞；另一种短细胞是含有大量二氧化硅的硅细胞，其中所含SiO₂的多少决定着茎的强度及抵抗力。
　　禾本科植物表皮上的气孔器，结构特殊，是由一对哑铃形的保卫细胞构成的，保卫细胞的旁侧还各有一个副卫细胞。
2、基本组织
　　基本组织主要由薄壁组织组成。在有些植物，如玉米、高粱等内部完全为基本组织所充满，而在另一些植物的茎中，如小麦、水稻等，茎中央的薄壁细胞解体，形成中空的髓腔。
　　在紧接表皮内侧的基本组织中，常有几层厚壁组织构成的机械组织环，它们或成环状分布，如玉米茎，或是被绿色薄壁组织隔开，如小麦。这些绿色薄壁组织细胞中含有叶绿体。

机械组织环的存在对茎起支持作用，它的发育程度与茎的易倒伏性直接相关。

在机械组织内方的基本组织细胞，一般不含有叶绿体。

3、维管束
许多维管束分散于基本组织中，其分布方式大体分为二类：
（1）以小麦为代表：各维管束大体上排列为内外两圈。外圈的维管束较小，大部分埋于机械组织中，内环的维管束大，包埋于基本组织中，中央为髓腔；
（2）以玉米为代表：各维管束以辐射状散生于茎内基本组织中，中央无空腔。近边缘的维管束，相互间隔较近，故数目较多，而靠近中央的维管束较大，彼此间距离远，数目少。
禾本科植物的维管束在构造上有其特点：
第一，维管束由一层厚壁组织构成的维管束鞘所包围；
第二，初生木质部与初生韧皮部间无束内（中）形成层，故为有限维管束；
第三，初生木质部位于维管束的近轴一侧，整个轮廓呈 "V"形。"V"形的基部为原生木质部，包括1至几个环纹、螺纹导管及少量木薄壁组织。在分化成熟过程中，这些导管常被破坏，其四周的薄壁细胞互相分离，形成了一个胞间边。
在 "V"形两臂上，各有一个后生的大型孔纹导管。在两个导管之间充满了薄壁细胞，有时也有小型的管胞。
初生韧皮部位于初生木质部的外方，其中的原生韧部已被毁，后生韧皮部是由筛管和伴胞组成的。筛管大型，多边型，每个筛管旁有三角形或长方形的小细胞，为伴胞。

4.3.4维管形成层的发生及结构

设问：1、大家都看到过给大树输液的现象吧，如何根据茎的内部结构去判断输液的位置？

2、用柳条制作柳哨涉及到的茎的那些结构？

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

一、知识点：

维管形成层的发生、组成及活动。

二、知识点概述：

维管形成层的产生及活动

1来源：初生分生组织中的原形成层遗留在初生木质部和初生韧皮部之间的一层具有分生能力的组织（束中形成层）以及与束中形成层相对应的束间形成层（由部分髓射线薄壁组织细胞恢复分裂能力而来）。

 

 

 

 

 

 

     

 

 

 

 

 

2 细胞组成：

茎中，维管形成层含有二种原始细胞：纺锤状原始细胞和射线状原始细胞两种类型

a. 纺缍状原始细胞（fusiform initial）：其切向面宽，径向面窄，为二端尖斜的长棱形细胞，形状纺锤状，其长轴与茎的长轴平行。是形成层的重要成分，构成其纵向系统。该细胞分裂后衍生的细胞中一部分形成次生韧皮部和次生木质部，另一部分仍然形成纺锤状原始细胞，继续保持分裂能力；

b. 射线原始细胞（rayinitial）：为等径的、稍长的细胞，与茎轴相垂直，横贯于纺缍状原始细胞之间，组成横向径向系统。一部分分化形成射线细胞，一部分继续形成新的射线原始细胞。

     

 

 

 

顶端原始细胞和纺锤状原始细胞的区别：

 

 

                                       

                                         

	纺缍状原始细胞	射线原始细胞
1.Form  & size	等径多面体，较小	二端尖锐扁长形，较长
2.Nucleus	近圆形，相对较大	椭圆或肾形，相对较小
3.Cytoplasm	浓厚	较稀薄
4.Vacuole	光镜下看不到	大或分散的小液泡
5.Cell  wall	一般较薄	径向壁相当厚
6.  pit	一般不显著	春天初生纹孔场显著

   

3活动：维管形成层一经形成，随即开始分裂活动。形成层形成后的分裂活动，主要是切向分裂。其中又以纺缍状原始细胞进行的切向分裂为主要。由其分裂、产生的新细胞向外分化为次生韧皮部，添加在初生韧皮部的内侧；向内分化为次生木质部，添加在初生木质部的外部。而在次生木质部与次生韧皮部之间始终保留有原始细胞构成的形成层。

此外，纺缍状原始细胞在进行切向分裂的同时，还可以进行一定的径向分裂，新产生的细胞添加到维管形成层环中，使其环径扩大，以适应内方次生木质部的增加，并使维管形成层的位置逐渐外移。

与此同时，射线原始细胞也进行切向分裂，产生维管射线。同时，它也可进行径向分裂。

     

 

 

 

 

 

 

4.3.5木栓形成层的发生及结构

设问：1、为什么树怕剥皮不怕空心？

2、为什么树会脱皮或开裂？

                               

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

一、知识点：

木栓形成层的产生位置、活动产物、寿命、树皮及开裂方式。

二、知识点概述：

木栓形成层的产生及活动

双子叶植物茎因形成层的活动，次生维管组织不断增加。为了适应这种情况，一般表皮或皮层的薄壁组织恢复分裂能力，形成木栓形成层，产生新的保护组织--周皮。

     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

①产生位置：

茎中木栓形成层的来源因种而异：

（1）表皮内侧的皮层薄壁组织恢复分裂能力，转化而来，如杨、榆、土豆、桃等；

（2）近表皮的皮层中厚角组织发生，花生、大豆等；

（3）由深皮层的薄壁组织转化而来，如剌槐、马兜铃、棉花。

（4）由表皮直接转化为木栓形成层：如苹果、梨、夹竹桃等。

（5）由内生韧皮部转化而来：如葡萄、石榴等。

大多数植物茎中，木栓形成层的活动期是有限的，通常生存几个月就失去作用，在茎的内部再产生新的木栓形成层，依次向内形成，最后在次生韧皮部内产生。

②活动产物

   外  木栓层（多、死细胞）

 木栓形成层                  周皮

   内  栓内层（少、活细胞）  

产生的周皮中，木栓层较多，栓内层较少，有些树木有很厚的木栓层，如栓皮称。但幼茎的栓内层具有叶绿体及厚角组织的分化。

③寿命

木栓形成层的寿命是有限的，一般几周，几个月，长则数年。

④树皮及开裂方式

当木栓形成层失去分裂能力，有内层细胞产生新的木栓形成层。我们把外面死亡的周皮的积累叫树皮，而生产上或习惯上称的树皮，是指从形成层剥离下来的部分，这种树皮实际上包括两部分：一是，最新产生的木栓形成层以外的真正的树皮；二是，形成层及其以外的韧皮部。

我们们常看到不同的树木开裂方式不同，者与木栓形成层有关。如柳、槐树、板栗：树皮纵沟状开裂，纵条状分布；松树、悬铃木：树皮鳞状开裂，片状分布；白桦，树皮呈圆筒状开裂，圆筒状分布。

4.3.6茎的加粗

——双子叶植物根的次生结构

一、知识点

双子叶植物根的次生结构

二、知识点概述

双子叶植物茎的次生结构由外向内依次是：

周皮（包括木栓层、木栓形成层、栓内层）

皮层

初生韧皮部（有的没有，被挤毁了）

次生韧皮部

维管形成层

次生木质部

初生木质部

髓

 

4.3.7木材——

年轮、早材、晚材、心材、边材

设问：多年生木本植物的横切面上，你能看到这样的同心圆环是什么结构，什么样的活动导致了这样的现象？有什么意义？

一、知识点：

年轮、早材、晚材、心材、边材的概念。

二、知识点概述：

     

 

 

 

 

 

 

 

 

由于形成层的分裂活动受季节的影响，一年中气候条件不同，形成层的活动便有盛有衰，所形成的细胞有大有小，细胞壁有厚有薄，因而导致不同季节产生的次生木质部在形态上显示出差异。一般，在一个生长季中所产生的次生木质部，构成一个生长轮；如果有明显的季节性（如北方地区），一年仅有一个生长季，产生一个生长轮，则将其称为年轮。

a、生长轮：形成层周期性活动在茎的横切面木质部上形成的同心圆环。

b、年轮：温带生长的树种，每年只形成一个生长轮称为年轮，包括早材（春材）和晚材（秋材）两部分，也可以称为第一年晚材和第二年早材形态上的差异形成的同心圆环。

年轮的意义：

1．测定树木的年龄

2．反映树木历年的生长状况及抚育管理措施和气候变化

3．总结树木快速生长规律

4．研究早期气候、古气候、古植被变迁的可贵依据

c、早材（春材）：春夏形成层活动迅速，形成的导管直径较大，木纤维少，管壁薄，这部分木材称为早材。

d、晚材（秋材）：秋季形成层活动减慢，形成的导管直径较小，木纤维多，管壁厚，细胞排列紧密，这部分木材称为晚材。

e、环孔材：在一些树种中，一个生长轮中早材的导管腔比晚材的导管腔大的多，导管较整齐地沿生长轮环状排列，如剌槐、榆、栎树等。

f、散孔材：有些树种早材与晚材导管腔相差不大，散布在木材中，不形成环状排列，称为散孔材，如楸树、杨树、柳树、桦木等。

g、半环孔材（半散孔材）：介于散孔材与环孔材之间的木材，如核桃、柿树、樟树等。   

h、假年轮：由于气候或病虫害的影响而形成的年轮状同心圆环，或热带、亚热带地区四季气候变化不大，生长轮不明显或一年内形成的多个生长轮。

B、心材与边材：

a、边材：横切面上，靠茎周颜色较浅的生长轮，是具有生理功能的木质部。

b、心材：横切面上靠茎中心颜色较深的生长轮，其薄壁细胞死亡，导管丧失运输功能，细胞壁及细胞腔均为树脂，单宁，色素等填充，所以颜色较深，增加防腐性能。

侵填体：心材的导管和管胞被周围的薄壁组织从纹孔处侵入，在其细胞腔内膨大和沉积树脂、

单宁、油类等物质，形成部分或完全阻塞导管或管胞腔的突起结构，称为侵填体。

侵填体的形成，增加了高大乔木的负载量和支持能力，使心材坚硬耐磨，并具有特殊色

泽而使心材具有工艺价值。

    桃花心木的心材：  红色

    胡桃木心材：     褐色

    乌木心材：     黑褐色

    黄檀木心材：    黄色

    香椿心材：     红色

黄杨心材：     黄色