Question

论述茎的初生结构与次生结构

Answer 1

茎的初生结构
双子叶植物的种类很多,但其茎的结构都有共同的规律,在横切面上,可以看到表皮、皮层、中柱三个部分.
表皮
表皮位于幼茎的最外方,通常由一层细胞组成.表皮细胞为初生保护组织,细胞的外壁角化,形成角质膜,表皮上有少数气孔分布,有的植物还分化出表皮毛覆盖于外表.表皮这种结构上的特点,既能起到防止茎内水分过度散失和病虫侵入的作用,又不影响透光和通气,还能使茎内的绿色组织正常地进行光合作用.
皮层
皮层位于表皮与中柱之间,绝大部分由薄壁细胞组成.
在表皮的内方,常有成束或成片的厚角组织分布,在一定程度上加强了幼茎的支持作用,厚角细胞和薄壁细胞中常含有叶绿体,故幼茎多呈绿色.有些植物茎的皮层中有分泌腔（如棉花、向日葵）、乳汁管（如甘薯）或其它分泌结构；有些植物茎中的细胞则有只含晶体和单宁（如花生、桃）；有的木本植物茎的皮层内往往有石细胞群的分布.
通常幼茎皮层的最内层细胞的细胞壁不像根中具有特殊的增厚结构,一般不形成内皮层.有些植物茎皮层的最内层细胞,富含淀粉粒,而被称为淀粉鞘.
中柱
中柱（也称维管柱）是皮层以内的中轴部分,它由维管束、髓和髓射线等组成,中柱起源于原形成层,髓和髓射线起源基本分生组织.
（1）维管束
草本双子叶植物幼茎横切面上,维管束呈椭圆形,各维管束之间距离较大,它们环形排列于皮层内侧；多数木本植物幼茎内的维管束,彼此间距很小,几乎连成完整的环.在立体结构中,各维管束是彼此交织贯连的.茎的维管束在发育过程中,其初生韧皮部是从原形成层的远轴区（外侧）开始的,由外至内进行向心发育.但初生木质部却从原形成层的近轴区（内侧）先开始形成原生木质部,然后进行离心发育,逐渐分化形成后生木质部,茎初生木质部的这种发育顺序称为内始式.这与根初生木质部的外始式发育顺序有根本的不同. 双子叶植物茎的维管束中,当初生结构形成后,在初生韧皮部与初生木质部之间,还保留一层分生组织细胞,这是继续进行次生生长的基础.
（2）髓和髓射线
髓和髓射线是中柱内的薄壁组织,位于幼茎中央部分的,称为髓；位于两个维管束之间连接皮层与髓的部分,称为髓射线.髓细胞体积较大,常含淀粉粒,有时髓中也有含晶体和含单宁的异细胞,故髓具有贮藏作用.髓射线的生理功能,除贮藏作用外,还可作为茎内径向输导的途径,以及一部分的髓射线细胞可变为束间形成层.木本幼茎的初生结构中,由于维管束互相靠近,髓射线很狭窄.
茎的次生生长和次生结构佚名
1 双子叶植物茎的次生生长和次生结构
次生生长包括维管形成层和木栓形成层的发生和活动
⑴维管形成层的发生和活动
茎的维管形成层由束中形成层和束间形成层连成圆环状形成层.其分裂活动与根的相同,向外产生次生韧皮部,向内产生次生木质部.

次生木质部和初生木质部的不同：次生木质部的导管以孔纹导管最为普遍,且具有木射线,木射线细胞为薄壁细胞,细胞壁常常木质化.
次生韧皮部中有韧皮射线,但细胞壁没有木质化,且形状也没有木射线那么规则.
韧皮射线通过维管形成层的射线原始细胞,和次生木质部中的木射线相连接,共同构成维管射线,也称次生射线,既是横向输导组织,也是储藏组织.
⑵木栓形成层的发生及其活动
第一次发生的位置可由表皮、皮层的厚角组织、皮层薄壁组织或初生韧皮部发生,因植物种类而异.其分裂活动与根一样,但产生的周皮有皮孔结构,栓内层细胞含有叶绿体.
⑶茎的次生结构大体可分成树皮和木材两部分.
①树皮 狭义的指历年形成的周皮及它们之间的死亡组织；广义的指维管形成层以外的所有组织,包括狭义的树皮及其内方正在执行其功能的次生韧皮部.
②木材 主要指次生木质部,初生木质部只占很微小的部分.木材有两个特征：一是有年轮,一是有边材和心材之分.
(4)维管形成层的季节性活动和年轮
a 早材和晚材
温带的春季或热带的湿季,由于温度高、水分足,形成层活动旺盛,所形成的次生木质部中的细胞径大而壁薄,称为早材；温带的夏末、秋初或热带的旱季,形成层活动逐渐减弱,所形成的次生木质部中的细胞径小而壁厚,称为晚材.从横切面上看,早材质地比较疏松,色泽稍淡；晚材质地致密,色泽较深.
b 年轮是维管形成层在一个生长季节（一般为一年）内产生的次生木质部,由早材和晚材组成.
c 心材是早年形成的近中心的次生木质部,颜色较深；边材是近年形成的近皮部的次生木质部,颜色较浅.
心材能逐年增加,而边材的厚度却较为稳定.
2 禾本科植物茎的解剖结构特点
禾本科植物茎的节与节间明显,节间有中空和实心两种类型.其节间解剖结构有两大特点：一是维管束星散分布,没有皮层和中柱的界限,整个结构由表皮、机械组织、基本组织和维管束组成.二是维管束为有限外韧维管束,无束中形成层,无次生生长和次生结构.
⑴表皮 由长细胞和短细胞（硅细胞和栓细胞）组成,外壁角化并硅化.
⑵机械组织 是位于表皮内的厚壁组织.
⑶基本组织 占茎的大部分体积的薄壁组织,其中常有气腔或气道.
⑷维管束 分散在基本组织中,在实心茎中星散分布,在中空茎中排成疏松的两环.维管束由初生韧皮部、初生木质部和维管束鞘三部分组成,无束中形成层,为有限外韧维管束.初生木质部成熟方式为内始式；初生韧皮部由筛管和伴胞组成；维管束鞘由厚壁细胞组成.
禾本科植物茎的初生增粗生长
禾本科植物茎的维管束内没有束中形成层,不能进行次生增粗生长,玉米等禾本科植物茎的有限增粗,是由于其茎内初生加厚分生组织分裂活动的结果.