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编号:14836
药用植物学ppt课件:茎内部构造.ppt
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    药用植物学

    茎的内部构造

    教学目标

    1.说出茎尖概念、分区及与根尖区别特征

    2.说出茎的初生构造特点及识别特征

    3.说出茎的次生构造特点及识别特征

    4.说出单子叶植物与双子叶植物茎的区别特征

    5. 说出根茎的构造特点

    ? 解释:周皮、心材、边材、春材、秋材、年轮

    茎的内部构造

    stem microstructure

    ( 一)、茎尖及发展

    部位:茎尖指茎或枝的顶端,为顶端分生组织所在的部位。呈圆锥状,又叫生长锥。

    分区:分生区、伸长区、成熟区三个区。

    ? 茎尖与根尖主要区别是:

    1.茎尖的前端没有类似根冠的构造。

    2.生长锥的四周有叶原基,腋芽原基。

    3.生长锥分裂出来的细胞分裂、分化进而形成茎的初生构造。

    芽的纵切面

    (二)双子叶植物茎的初生构造primary structure

    ? 茎的成熟区作一横切面,观察茎的初生构造,由外向内可分为:

    1.表皮

    2.皮层 初生韧皮部

    3.维管柱----(1)初生维管束----初生木质部

    (2)髓射线束中形成层

    (3)髓

    双子叶植物茎

    初生构造详图

    双子叶植物茎初生构造简图

    1. 表皮

    来原: 由原表皮层发展而来。

    细胞特点:为一层长方形或方形、扁平、排列整齐而紧密的生活细胞构,一般不含叶绿体。

    表皮附属物:有的植物具有气孔、毛茸或角质层或其它附属物。表皮细胞的外壁比较厚,通常角质化形成角质层,有的还蜡质层。

    2. 皮层

    存在部位: 位于表皮内方,? 细胞特点:为多层形状较大、排列疏松的薄壁细胞组成,细胞多呈类圆形。(占有的部位不如根的宽广 )

    ? 细胞特征:

    1.靠外方的细胞常含有叶绿体,所以幼嫩茎呈绿色。

    2.靠近表皮的部位常具有厚角组织,起机械支持作用。

    3.有的植物皮层中含有纤维或石细胞或分泌细胞。

    4.有些植物内皮层的细胞中含有大量淀粉,特称为淀粉鞘,如马兜铃

    5.与根的初生构造不同的是,茎的皮层不存在明显的内皮层。

    3.初生维管束

    包括初生木质部、初生韧皮部和束中形成层。

    (1)初生韧皮部:

    存在部位:位于维管束的外方。

    组成:由筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞和初生韧皮纤维组成。(初生韧皮纤维往往成群地位于韧皮部的最外侧。)

    分化成熟方向:为外始式,(2)初生木质部:

    存在部位:维管束的内侧。

    组成:由导管、管胞、木薄壁细胞和木纤维组成。

    分化成熟方向:为内始式。

    3.初生维管束

    (3)束中形成层:

    存在部位:位于初生韧皮部和初生木质部之间。

    来源:由原形成层遗留下来的具有分生能力1~2层细胞。

    作用:由这些细胞的分生即产生了次生维管组织,能使茎不断加粗。

    维管束细胞的其它特点:某些植物的维管束中含有分泌组织,而维管束的薄壁细胞中常含有淀粉、晶体等后含物。

    4.髓射线medullary ray

    存在部位:是维管束间的薄壁组织,也称初生射线。

    作用:(1)内通髓部、外达皮层,具有横向运输的作用和贮藏作用。一般草本植物茎的髓射线较宽,而木本植物茎的髓射线极窄或不明显。

    (2)髓射线细胞具有潜在分生能力,在次生生长开始时,与束中形成层细胞相邻的髓射线细胞也恢复分生能力,成为整个形成层的一部分,称为束间形成层。

    (3)在一定条件下,髓射线细胞会产生不定芽、不定根。

    5.髓pith

    存在部位:位于茎的中心部分。

    组成:由一些大的薄壁细胞构成。

    髓的某些特征:(1)双子叶植物茎具有髓,这区别与根的初生构造。

    (2)一般草本植物的髓部较大,木本植物的髓部较小。

    (3)有些植物髓部呈局部破坏,形成横髓隔,形成空腔。

    (4)有些植物茎的髓含有石细胞,有些植物茎髓部四周有环髓带或髓鞘。

    双子叶植物茎初生构造的识别特征

    1.表皮一般一层细胞,具有角质层、气孔、毛茸及其它附属物。

    2.皮层较根为窄,一般为由大型而排列疏松的薄壁细胞组成,内皮层不明显。

    3.维管柱一般不存在中柱鞘,维管束一般为无限外韧型V,成环状排列。

    4.具有髓和髓射线。

    (三) 双子叶植物茎的次生构造secondary structure

    ? 由于形成层和木栓形成的分裂活动,使茎加粗,这个过程称为次生生长。由次生生长所形成的次生组织组成了次生构造。

    ? 木本植物的次生生长可持续多年,所以次生构造很发达。

    以下讲述:

    1. 双子叶植物木质茎的次生构造

    2. 双子叶植物草质茎的次生构造

    1.双子叶木质茎的次生构造

    ? (1)维管形成层的来源及分裂活动

    ? 来源:束中形成层----原形成层遗留下来的一、二层细胞。位于在初生木质部和初生韧皮部之间。

    束间形成层----髓射线细胞部分恢复分生能力,成为束间形成层。位于邻近束中形成层的髓射线细胞。

    束中形成层与束间形成层合称为维管形成层,简称形成层。形成层连成一环状。

    (1)维管形成层的来源及分裂活动

    ? 分裂活动:产生次生木质部和次生韧皮部。形成层具有强烈的分裂活动,向内分裂产生次生木质部,添加于初生木质部的外方,向外分裂产生次生韧皮部,增添于初生韧皮部的内方,将初生韧皮部推向外侧。

    ? 向内形成次生木质部的数量远多于次生韧皮部,所以木质茎树木越粗,木材占的比例越大。

    ? 产生维管射线(次生射线)

    ? 形成层细胞的分裂活动,每隔一定距离分裂产生一些薄壁细胞,呈放射状分布于次生木质部与次生韧皮部中间,称为维管射线或称次生射线。维管射线横向运输水分及营养物质,同时也有贮藏作用。

    (1)次生木质部

    组成:导管、管胞、木薄壁细胞、木纤维和木射线。

    年轮:一年一轮标志着树木的年令,称为年轮。

    年轮的形成:是由于形成层的分裂活动受到季节影响而产生的。

    春材(早材):春季温暖、雨量充沛,所以形成层分裂活动比较强烈,产生的细胞体积大、细胞壁薄、导管直径大、数目多、纤维较少,因此木质部质地较疏松,颜色较淡,称早材或春材。

    秋材(晚材):秋季,气温下隆,雨量稀少,形成层的分裂活动降低,所产生的细胞体积较小、细胞壁较厚、导管直径较小、数目少、木纤维成分多,因此木材质地较密,颜色较深,称晚材或秋材。

    心材与边材

    边材:靠近外围边缘的木材,颜色较浅,质地也较松软,称之为边材。边材具输导能力。

    心材:在木材横切面上,中心部分的颜色较深,质地较坚硬,称之为心材。心材常积累一些代谢产物使导管和管胞堵塞,失去输导能力。

    入药:心材沉积的代谢产物,往往是中药的药效成分,茎木类药材均以心材入药。

    木材三切面:略

    木材三切面

    沉香三切面组织详

    松茎三切面

    1.木栓及皮层

    2.韧皮部

    3.木质部

    4.髓

    5.树脂道

    6.形成层

    7.髓射线

    8.年轮

    9.具缘纹孔切面

    10.早材

    11.晚材

    12.具缘纹孔表面观

    13.髓射线纵切面

    14.具缘纹孔横切面

    (2)次生韧皮部

    来源:是由维管形成层向外分裂产生的部分。

    组成:一般由筛管、伴胞、韧皮薄壁细胞与韧皮纤维组成。

    颓废组织:当次生韧皮部形成以后,初生韧皮部被挤压到外方,筛管和伴胞等被破坏,细胞界限不清,称为颓废组织。

    药用价值:次生韧皮部中的薄壁细胞中含有多种营养物质,具有一定的药用价值,如皮类药材的厚朴、黄柏等,主要取茎的韧皮部入药。

    (3)木栓形成层及周皮

    周皮产生的来由:木质茎的次生生长强烈,茎不断加粗,表皮遭到破坏,产生了新的次生保护组织周皮代替表皮行使保护功能。

    木栓形成层的来源:

    可由表皮、皮层的最外层细胞、皮层、内皮层细胞或韧皮薄壁细胞转变而来

    存活周期:一般木栓形成层的活动只有数月就失去分生能力,依次在其内方又产生新的木栓形成层,形成新的周皮。

    (3)木栓形成层及周皮

    ? 木栓形成层的活动:产生周皮

    木栓形成层向外分裂产生多量的木栓细胞,细胞强烈栓化,是死细胞,径向整齐地成行排列;向内分裂产生少量栓内层细胞,是生活细胞,往往含有叶绿体,此特称为绿皮层。

    皮孔:是周皮上的通气结构。

    皮孔的形状、色泽、大小可作为鉴别树种的特征。色泽有褐色、黄色、赤锈色等,形状有圆形、椭圆形、线形等。大小从1~2mm左右。

    (3)木栓形成层及周皮

    ? 落皮层:木本植物的木栓形成层不断更新,新的周皮不断产生,比较早形成的周皮呈现剥落状态。因此植物学上把新周皮外方的所有死亡组织的综合体称为落皮层。

    ? 落皮层破裂脱落:

    有呈鳞片状、环状、纵沟纹、大片脱落等。

    有的茎周皮常年积累而不脱落,形成很厚且有弹性的树皮,如黄柏、栓皮栎。

    每种植物的树皮常具有一定形状的裂纹,可作为鉴别的特征。

    (3)木栓形成层及周皮

    树皮的概念:

    狭义的概念是指木栓形成层及外方所有枯死部分,即落皮层;

    广义的概念是指维管形成层以外的所有组织,包括次生韧皮部、初生韧皮部及以外的周皮。如茎皮类药材厚朴、杜仲、肉桂等。

    硬树皮与软树皮

    硬树皮(外树皮)是指死的树皮,即指落皮层的部分。

    软树皮(内树皮)是指活的树皮,是指形成层以外与落皮层以内的部分,主要是指次生韧皮部部分。

    双子叶木质茎的次生构造的主要特征

    1.周皮发达,并往往剥落成为落皮层,但周皮的厚薄主要看树令及树木种类。

    2.维管束成环状排列,形成层连续成环,V为无限外韧型V。

    3.次生木质部中有明显的年轮。

    4.髓射线狭窄,一般为1~2行细胞宽,射线呈放射状,并有维管射线。

    5.有由薄壁细胞构成的髓。

    2. 双子叶植物草质茎的次生构造secondary structure

    双子叶植物草质茎的生长期短,次生生长有限,次生构造不发达,其结构特点为:

    (1)最外层为表皮,表皮上常有毛茸、气孔、角质层、蜡被等附属物。少数植物形成薄的木栓层,所以表皮仍留在表面。

    (2)维管束多为无限外韧型(少数为双韧维管束),成环状排列。

    (3)某些植物仅有束中形成层而不具束间形成层。。

    (4)髓射线一般较宽,髓部较发达。

    (四)双子叶植物茎的异常构造

    ? 有些双子叶植物的茎和除了形成一般的正常构造之外,通常有部分薄壁细胞,能恢复分生能力,转化为额外的形成层,分裂产生多数异型维管束,形成异型构造。

    1. 髓维管束:在髓部散生数个异型维管束。如海风滕。

    2. 同心环维管束:在次生维管柱的外侧又形成多轮同心环状及偏心形环状排列的异常 维管束。

    3. 散生维管束:许多维管束散生于基本薄壁组织中。

    双子叶植物茎的异常构造

    (五)双子叶植物根茎的正常和异常构造

    双子叶植物根茎(草本双子叶植物根茎),构造与与地上茎类似,它的构造特点为:

    1. 双子叶植物根茎的正常维管束

    (1)表皮通常有木栓组织,少数具表皮或鳞叶。

    (2)皮层中常有根迹维管束和叶迹维管束斜向通过。

    (3)皮层内侧有时有厚壁组织,维管束为无限外韧型,成环状排列。髓射线宽窄不一。

    (4)薄壁组织比较发达,机械组织一般不发达,细胞中常有较多的贮藏物质。

    (5)中央有明显的髓部。

    黄连根茎横切面简图

    2. 双子叶植物 根茎的异常构造

    ? 有些双子叶植物的茎和除了形成一般的正常构造之外,通常有部分薄壁细胞,能恢复分生能力,转化为额外的形成层,分裂产生多数异型维管束,形成异型构造。

    ? 大黄根茎横切面,在髓部有多数异型维管束形成的星点状纹理。这些异型维管束系由薄壁细胞恢复分生能力所产生的,每个异型维管束的形成层呈环状,中央为韧皮部,外侧为木质部,射线深棕色,呈星芒状射出。

    大黄根茎横切面简图(一)

    大黄根茎横切面简图(二)-----星点放大图

    (六)单子叶植物茎和根茎的构造特点

    (一)单子叶植物茎的构造特点

    与双子叶植物茎的构造相比,其不同点为:

    1. 终身只具初生构造,茎不能无限增粗。

    2. 单子叶植物茎的最外层是由一列表皮细胞构成的表皮,通常不产生周皮。禾本科植物茎杆的表皮下方,往往有数层厚壁细胞分布,以增强支持作用。

    3. 表皮以内为基本组织和散布在其中的多数维管束,因此无皮层和髓及髓射线之分。维管束为有限外韧型。

    石斛茎横切面简图

    石斛茎外韧维管束放大图

    课后小结

    今天主要讲授了茎尖、单子叶、双子叶植物茎的初生构造、次生构造以及根茎的构造等内容,要求重点掌握茎初生构造、次生构造特点,并会绘简图。

    达标测评

    1. 比较根茎和根在形态上的主要区别。

    2. 茎尖和根尖的结构有要何异同?

    3.双子叶植物木质茎的结构特点是什么?

    4.双子叶植物和单子叶植物茎的结构有何不同?

    5.何谓年轮?并解释早材与晚材、边材与心材。......(后略) ......