植物茎的形态与结构

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1、第六章　茎的形态与结构　　种子萌发后，上胚轴和胚芽向上生长产生茎和叶。茎端和叶腋内的芽(bud)活动生长，形成分枝(twig)。继而新芽不断产生与生长，最后形成了繁茂的植株地上系统。　　第一节茎的形态特征　　一、茎的发生　　茎是植物进化过程中早于根发展起来的营养器官，是植物适应陆生生活、向空中发展的标志性结构之一。在植物（尤其是种子植物）的个体发育中，茎由胚芽和胚轴发育而来。　　在漫长的系统演化进程中，植物的茎沿着从草本到木本、从木本到草木本共荣的方向发展。最初植物的茎是多细胞束状聚集的、无组织分化、由外而内不能分清

2、结构层次的“假茎”；随着生存质量的改善和环境的选择作用，组织进化和发展起来；于是，不同组织间的分工协作，使真正意义上的茎得以进化形成，植物便能更好地利用环境、适应环境、保护和繁衍自身。苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物相应地应运而生、进化出现。由于木本植物的茎可塑性小，适应力差，生活周期长，结实率相对较低，所以，古生代的鳞木(Lepidodendron)、封印木(Sigillaria)等高大的乔木，到二叠纪全部灭亡。现存的木本植物的数量远少于草本植物的数量。草本植物的进化，从多年生到一年生。因为，草本植物的茎生活

3、周期短，生殖阶段发生早，仅用极少限量的物质消耗在营养器官的构建上，而种子的繁殖却达到了最大限度。种子繁衍代数多，变异几率大，在地质年代的气候变迁和冰川袭击中，草本植物则适应而生，显示了更强的适应性。因此，茎的出现是植物进化、繁荣过程中的又一个大事件。　　茎的发育，使植株上的芽、叶等有更大的发展空间。茎中形成的维管组织可以长距离地输送水分和养分，更加促进了茎的生长和发育，形成发达的茎枝系统，于是更多的芽、叶甚至被子植物的花等器官孕育产生。多样性生存环境的长期作用和影响，使植物的茎更是千姿百态。植株上数目繁多的叶在一定的

4、空间呈镶嵌分布，充分地接受光照和进行光合作用制造营养物质。同时，茎枝系统又支持着大量的花和果实，使它们更适合发育生长，更有利于传粉及果实和种子的生长、传播，繁殖后代。这是植物对陆生环境的有效适应。　　二、茎的生理功能和应用　　（一）茎的生理功能（茎是植物的营养器官之一，其生理功能主要是支持和输导作用。有些植物的茎还由于其部分或全部地特化为变态器官，从而具有繁殖、攀援、保护等特殊功能。　　1．支持作用　　大多数被子植物的主茎直立生长于地面，分生出许多大小不同的枝条，并着生数目繁多的叶，主茎和枝统称为茎。茎支持植株上分布

5、的叶、花和果实，使它们彼此镶嵌分布，更利于光合作用和果实、种子的发育与传播。　　2．输导作用　　茎连接着植株的根和叶，根部从土壤中吸收的水分、矿质元素以及在根中合成或储藏的有机营养物质，要通过茎输送到地上各部；叶进行光合作用所制造的有机物，也要通过茎输送到体内各部被利用或储藏。因此，茎是植物体内物质输导的主要通道。　　3．储藏、繁殖和光合作用　　茎还有储藏、繁殖和光合作用等功能。有些植物可以形成鳞茎、块茎、球茎、根状茎等变态茎，储藏大量养分，并可以进行营养繁殖。还可利用某些植物的茎易产生不定根和不定芽的特性，采用枝条

6、扦插、压条和嫁接等方法繁殖植物。此外，一些植物的叶却退化或早落，茎呈绿色扁平状，可终生进行光合作用，如假叶树（Ruscusaculeatus）、竹节蓼（Homalocladiumplatycladum）、昙花（Epiphyllumoxypetalum）、仙人掌（Coryphanthaelephantidens）等的绿色肉质茎。有的茎中还有大量的大型薄壁组织，富含水分，而发展成为储水组织。还有一些植物，如石榴、山楂、皂荚，茎的分枝变为刺，具保护作用。葡萄、南瓜等植物的茎的分枝还会变为卷须，成为重要的攀援器官而具有攀援作

7、用（详见第八章）。）（二）茎的利用（植物的茎常因特殊的结构组成、积累储藏某些特定的代谢物质等，被人们广泛利用。茎的利用通常有以下几个方面：　　1．工业原料　　（1）材用：各类木本植物的茎因其木质化程度很高，作为木材被广泛用于建筑、桥梁、家具、工艺雕刻等多种行业领域。如松、杉、柏、楠木、榆树等，以及软木、竹材等。　　（2）编织：有些植物的茎较为柔韧，可作编织的原料，如省藤[Daemonoropsmargritae（Hance）Becc]、框柳（Salixhoriganagikimura）等。　　（3）纤维：有些植物茎的

8、韧皮部中含有发达的纤维，可以用作纺织、麻绳、麻袋等的原料。如苎麻、黄麻、亚麻等。　　（4）化工原料：有些植物的茎中含有特殊物质，而可通过多种方法，加以提取利用。如橡胶、生漆、树胶、糖料、淀粉等均可从植物体忠提取获得。　　2．食用、药用　　有些植物的茎主要由含大量营养物质的薄壁细胞组成，可以食用，如莴苣（LactuceindicaL.）的肉质茎、