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。