樹脂道的構造
① 木化石的解剖構造(楊小菊)
地層中保存的木化石主要是裸子植物及被子植物的木材化石。木材通常是指樹木(喬木),而且往往是把樹木中樹乾的木質部稱為木材。要研究化石木材,首先要了解現生木材(主要是樹干) 的基本解剖構造,在對比現生木材結構的基礎上對化石木材進行識別和研究。一株樹木通常可劃分為樹冠、樹干、樹根三個部分,對木材研究來說最重要的是樹乾的構造。
1.2.1 木材的基本結構
1.2.1.1 樹乾的組成
樹皮 形成層以外各種組織的總稱。樹皮是貯藏養分的場所,是把樹葉所製造的養分向下輸送的渠道,同時它還是樹乾的保護層,可防止樹木生活組織受外界濕度劇烈變化或機械損傷的影響。
形成層 介於樹皮和木質部之間,是分生組織,分生的細胞向內形成次生木質部,向外形成次生韌皮部。
木質部 介於形成層和髓之間。根據細胞組織的來源不同,木質部可分為初生木質部和次生木質部。初生木質部起源於頂端分生組織,圍繞在髓的周圍,量很少。次生木質部由形成層分生而來,常常簡稱木質部,它是木材利用的主要部分。
髓 位於樹乾的中心,為木質部所包圍,通常直徑很小。髓和初生木質部合稱為髓心。
1.2.1.2 木材的三切面
木材是由大小、形狀和排列各異的細胞組成。構成木材的細胞大多數沿樹干軸向 (縱向) 排列;也有少量的細胞構成組織帶,沿樹干半徑方向排列(木射線)。要全面、正確地了解木材的細胞或組織所形成的各種構造特徵,就必須通過木材的三個切面,橫切面、徑切面和弦切面(圖1.2.1)來觀察。
圖1.2.1 莖的三種切面的切法
橫切面 與樹干軸向方向垂直的切面,這個切面能反映出木材縱向細胞或組織的橫斷面形態及分布規律,也能反映出橫向組織木射線的寬度、長度方向等特徵。橫切面較全面地反映了細胞間的相互聯系,是識別木材的重要切面。
徑切面 與樹干軸向相平行的沿樹干半徑方向 (即通過髓心) 的切面,這個切面能反映縱向細胞的長度和橫向組織的長度和高度,以及交叉場紋孔的特點。
弦切面 與樹干軸向相平行的不通過髓心的切面,這個切面能反映縱向細胞的長度及橫向細胞或組織的高度和寬度。
1.2.1.3 木材的宏觀構造特徵
生長輪 樹木在一個生長周期內所產生的一層木質環輪。在橫切面上,生長輪呈同心圓的圈層。溫、寒帶地區的樹木,一年僅有一度生長,形成層每年向內生長一層木質部,故亦稱之為年輪。在熱帶或亞熱帶,因四季溫差小,樹木生長與雨季和旱季相關,一年之內形成幾圈木質層。每個生長季節早期形成的木材,其顏色較淺,組織較松,材質較軟,稱早材,早材位於生長輪內側;生長季節後期所形成的木材,其顏色較深、組織較密,材質較硬,稱為晚材,晚材位於生長輪外側。
木射線 在木材橫切面上,有許多由內向外呈輻射狀的淺色線條,與年輪垂直。這些線條有的從髓心放射出來,稱為髓射線;木射線在橫切面上呈輻射狀的細線,顯示其長度和寬度方向;在徑切面上呈橫行帶狀或片狀,顯示其高度和長度;在弦切面上則順著木紋方向呈點狀、細線狀或紡錘狀,反映其高度和寬度。
管孔 木材由細胞(中空) 組成。多數細胞縱向排列,在橫切面上呈孔洞狀。僅一種細胞在宏觀下可見——導管分子。根據導管的有無可以把木材分為兩類,不具導管分子的針葉材 (無孔材)和具有導管分子的闊葉材 (有孔材)。在闊葉材中根據管孔的分布可以把木材分為環孔材、散孔材、半散孔材、輻射孔材、切線孔材、交叉孔材等不同的類型。
軸向薄壁組織 在橫切面上所見的一部分材色較周圍的材色淺,並能形成各種形態的組織。針葉樹的木材軸向薄壁組織不發達或根本沒有,宏觀下一般不可見。多數被子植物闊葉材有較豐富的軸向薄壁組織。
胞間道 是由分泌細胞圍繞而成的長形孔道,是樹脂道和樹膠道的統稱。它不是細胞,而是細胞間隙。
樹脂道 某些針葉材的胞間道中充滿樹脂,故稱樹脂道。樹脂道有軸向樹脂道、徑向樹脂道;還有正常樹脂道和創傷樹脂道之分。
1.2.1.4 針葉材的微觀構造
管胞 是一種縱向的厚壁細胞,是構成針葉材的主要細胞,占細胞總量的90%以上。在縱切面上,管胞細而長,兩端尖削。橫切面上早材管胞呈近正方形,壁較薄,而晚材管胞呈長方形或扁平狀,壁較厚。管胞長度多為3~5 mm,最長可達11 mm,最短為1.2 mm。管胞壁上的紋孔為具緣紋孔。
木射線 木射線的組成細胞有射線薄壁細胞和射線管胞兩類。根據木射線在弦切面上的形態,可分為兩種類型:單列木射線——木射線僅由一列或偶見兩列細胞構成,如冷杉、杉木等;紡錘形木射線——由於橫向樹脂道的存在而使木射線呈紡錘形,如松、落葉松、雲杉等具徑向樹脂道的樹種。在徑切面上,由射線薄壁細胞和早材管胞相交區域內的紋孔式,稱為交叉場紋孔。它可分為5種類型:窗格型、松木型、雲杉型、杉木型和柏木型。
軸向薄壁組織 針葉材中軸向薄壁細胞含量極小,以杉科、柏科、羅漢松科等木材中較發達。在橫切面上,軸向薄壁細胞呈方形或長方形,壁薄,常含樹脂等內含物 (樹脂細胞)。在縱切面上,若干長方形軸向薄壁細胞連成一串,胞壁具單紋孔。
樹脂道 由薄壁的分泌細胞圍繞而成。觀察軸向樹脂道在橫切面上進行,觀察徑向樹脂道則在弦切面進行。樹脂道的大小、數量和分泌細胞的數目、壁的厚度等隨樹種而異。
1.2.1.5 闊葉材的微觀構造
導管 導管為闊葉材所獨有,是一種由一連串軸向細胞形成的縱向管狀組織,約占木材體積的20%。構成導管的單個細胞稱為導管分子,在橫切面上呈孔狀,稱為管孔。導管分子是形體較短的厚壁細胞,但細胞腔大,壁較薄,胞壁上的紋孔為具緣紋孔。相連的兩個導管分子之間底壁相通的孔隙稱為穿孔。相鄰導管與導管間的紋孔稱管間紋孔。
管胞 闊葉材的管胞通常包括導管狀管胞和環管管胞,它們不同於針葉材的管胞,也不同於闊葉材中歸為木纖維的纖維狀管胞。導管狀管胞類似小導管,但不具穿孔。環管管胞類似短的纖維細胞,位於環孔材大導管周圍,不成一定的軸向排列,多呈扁平狀。
木纖維 木纖維是闊葉材的重要組成細胞,占木材體積的50%以上。它是一種兩端尖削,呈長紡錘形,腔小壁厚的縱向細胞。
軸向薄壁組織 由若干個薄壁細胞縱向串聯而成。闊葉材的軸向薄壁組織較豐富,在橫切面上的排列與宏觀下所觀察的相同。在縱切面上,軸向薄壁組織的高度相近,有時亦有少量分隔的紡錘形薄壁細胞。
木射線 闊葉材木射線均由橫卧、直立、方形射線薄壁細胞組成。根據木射線的寬度 (弦切面) 可把木射線分為幾個類型:單列木射線 (一個細胞寬)、多列木射線 (兩列或兩列以上)、聚合木射線 (多列木射線中夾雜有木纖維等細胞)。
從射線薄壁細胞組成來看,僅具橫卧細胞的稱為同形木射線;既有橫卧,又有直立細胞的稱異形木射線,如垂柳。
1.2.2 木化石的主要解剖特徵
木材保存下來成為化石的部分常常是不完整的。絕大多數所謂的木化石主要是次生木質部,也有一部分除了次生木質部外還保存了髓,因此,化石木材的解剖特徵也常常是不完整的。研究化石木材也主要是從三個切面觀察木材的解剖構造。在具有專業設備的實驗室里,將要研究的化石木材按橫向、徑向和弦向三個方向制備成適合在生物顯微鏡下進行觀察、測量和拍攝的薄片;或在電子顯微鏡下觀察、照相的樣品。現將在裸子植物的密木型木材 (如松柏類、銀杏類)、疏木型木材 (如蘇鐵類),以及被子植物木材中,各個方向上所能觀測到的解剖構造特徵簡介如下。
1.2.2.1 橫切面
在橫切面上可以看到木材是否有生長輪,生長輪的明顯度 (明顯、略明顯或不明顯) 和寬度,以及早材和晚材在一個生長輪內的急緩變化。
1) 松柏類木材的橫切面 (圖1.2.2):除觀察生長輪外,主要觀察縱向樹脂道的存在與否,管胞橫截面的形態、壁的厚薄和直徑的大小,以及木射線的分布、寬窄和密度;當有軸向木薄壁組織存在時,還應主要觀察它們的細胞壁上是否有紋孔出現。當有髓部和次生木質部被保存時,應注意觀察髓的形態、大小及髓細胞是否屬於同質的,是否有分泌細胞、分泌管以及分泌道等的存在。
2) 被子植物木材的橫切面 (圖1.2.3):在橫切面中主要觀察管孔的分布 (環孔材、散孔材、半散孔材、輻射孔材、切線孔材、交叉孔材) 和管孔的排列以及管孔內是否含有侵填體、樹膠和其他沉積物,軸向薄壁組織發達與否,及軸向薄壁組織與管孔的連生關系 (離管還是傍管),樹脂道或樹膠道的有無。
3) 蘇鐵類木材的橫切面 (圖1.2.4):它們往往很容易同髓、次生木質部、皮層以及由葉柄基或低出葉柄基組成的防護套等一起被保存。蘇鐵類的髓比較大,在其中可以觀察到髓的維管束、黏液道、轉輸細胞和由它們組成的轉輸組織,以及帶狀葉跡。髓的外側是木質部圓筒,它由初生木質部和次生木質部兩個部分組成。在現生的蘇鐵類中,木質部基本上有兩種形式:單環型和多環型。單環型僅有一個較窄的次生木質部環,初生木質部位於次生木質部的內側,並被初生的髓射線分割;多環型可以有兩個或兩個以上的次生木質部環,每個次生木質部環的內側都有一個初生木質部帶。在化石蘇鐵類的木材中,除了有與現生蘇鐵類相同的單環型和多環型以外,還發現有類似中始式的木質部環,即次生木質部有離心的次生木質部環和一個向心的次生木質部環。木質部環往往被初生的髓射線或次生的木射線分割成許多的木質部束。在木質部環的外側,依次是韌皮部、較厚的皮層和較薄的周皮層,最外側是由葉和葉柄基組成的防護套層。由髓部發出的帶狀葉跡可以穿過木質部、韌皮部、皮層和周皮進入葉柄基,並形成葉柄基中的維管束系統。
圖1.2.4 蘇鐵莖在不同切面的圖解
② 松樹的葉為針形葉,其中的樹脂道存在於()A.下皮層B.內皮層C.維管束D.葉
松樹屬於裸子植物,其葉片的結構為:表皮、葉肉和維管結構,表皮內細胞排列緊密,細容胞壁厚,無上、下表皮之分;氣孔器下陷,有1對保衛細胞和1對副衛細胞.在表皮內有幾層厚壁細胞組成的下皮層,葉肉細胞形狀不規則,為皺褶細胞.葉肉之間分布有樹脂道.葉片中央有一圈厚壁細胞,稱內皮層,兩束維管束位於其中. 在內皮層和兩束維管束之間有傳輸薄壁細胞和傳輸管胞組成的傳輸組織.
樹脂道是松樹特有的結構,在木質部、針葉和初生皮層中形成 3個獨立的系統.
故選:D
③ 雙子葉植物莖的次生結構
裸子植物莖的初生結構
與雙子葉植物相似,莖的初生結構由表皮、皮層、維管柱等部分組成
表皮 裸子植物的表皮是位於莖最外的一層細胞,為初生保護組織,由原表皮發育而來.
皮層 位於表皮與維管柱之間,由基本分生組織分化而來,有多層薄壁細胞組成.皮層內常分布著樹脂道.
維管組織(柱) 松柏類植物莖的韌皮部沒有篩管、伴胞和纖維,由篩胞和韌皮薄壁細胞構成.木質部中沒有導管、纖維,僅由管胞和木薄壁細胞組成.
木本裸子植物莖的次生結構與木本雙子葉植物相比,只有組成木質部與韌皮部的成分不同:
(1)莖次生木質部結構均勻,構造簡單,一般只含有大量管胞、少量木薄壁組織、木射線與樹脂道等,木質部中沒有導管和纖維;在晚材中只含有管胞狀纖維(纖維管胞).有的種類的次生木質部完全由管胞和及少量薄壁組織組成,如松屬.有的種類木質部、韌皮部、皮層等部位具有樹脂道,縱橫排列連接成一個系統.由於次生生長形成的木材主要由管胞組成,因而木材結構均勻細致,易與雙子葉植物的木材區分.木材中亦有年輪、心材和邊材的分化.在木材的橫切面上,可看到呈輻射排列的單列細胞的木射線,只有少數種類含有兩列細胞的木射線.而雙子葉植物莖的次生木質部中通常是單列木射線和多列木射線同時存在.
(2)莖的次生韌皮部中只含有篩胞、韌皮薄壁細胞和韌皮射線,也有些種類含有韌皮纖維,有些種類還含有圍繞著樹脂道的薄壁組織.松柏類植物莖的次生韌皮部中沒有篩管和伴胞.
木麻黃等草本裸子植物莖的初生結構包括表皮、皮層和維管柱三部分.
表皮層細胞外壁厚,氣孔器下陷.
皮層外層細胞局部發育成厚壁機械組織,皮層薄壁細胞中含葉綠體,外韌維管束,具有束內形成層,初生韌皮部由篩胞和位於外圍的厚壁組織所組成,初生木質部主要由管胞分子所組成.
一般具有次生生長和次生結構
單子葉植物莖的結構
⑴ 表皮 由長細胞和短細胞(硅細胞和栓細胞)組成,外壁角化並硅化.
⑵ 機械組織 是位於表皮內的厚壁組織.
⑶ 基本組織 占莖的大部分體積的薄壁組織,其中常有氣腔或氣道.
⑷ 維管束 分散在基本組織中,在實心莖中星散分布,在中空莖中排成疏鬆的兩環.
雙子葉植物有初生結構與次生結構之分
A.初生結構
⑴ 表皮 是莖外表的初生保護組織,其最顯著特徵是細胞外壁角質化,並形成角質層.
⑵ 皮層 由厚角組織和皮層薄壁組織構成.厚角組織及近外側的薄壁細胞常含有葉綠體.皮層具有光合作用和貯藏作用
④ 以松樹為例,簡述裸子植物莖的構造特點
裸子植物莖的構造特點
裸子植物莖的解剖結構
松柏類植物是現存的裸子植物中最大和最常見的一群,因此,裸子植物莖的構造可以用松柏類植物莖的構造為代表進行討論。松柏類植物莖的初生生長、初生結構和次生生長、次生結構與雙子葉木本植物基本相似,但韌皮部和木質部的組成成分略有不同。
(一)松柏類植物莖的初生結構
與雙子葉植物相似,松柏類植物莖的初生結構由表皮、皮層、維管柱等部分組成(圖6-26)。
表皮 裸子植物的表皮是位於莖最外的一層細胞,為初生保護組織,由原表皮發育而來。
皮層 位於表皮與維管柱之間,由基本分生組織分化而來,有多層薄壁細胞組成。皮層內常分布著樹脂道。
維管組織(柱) 松柏類植物莖的韌皮部沒有篩管、伴胞和纖維,由篩胞和韌皮薄壁細胞構成。木質部中沒有導管、纖維,僅由管胞和木薄壁細胞組成。
(二)松柏類植物莖的次生結構
松柏類植物莖的次生結構與木本雙子葉植物相似,有發達的次生構造,形成木材和樹皮。只是組成木質部與韌皮部的成分不同,因此,木材的構造也有差異。
松柏類植物莖次生木質部結構均勻,構造簡單,一般只含有大量管胞、少量木薄壁組織、木射線與樹脂道等,木質部中沒有導管和纖維;在晚材中只含有管胞狀纖維(纖維管胞)。有的種類的次生木質部完全由管胞和及少量薄壁組織組成,如松屬。有的種類木質部、韌皮部、皮層等部位具有樹脂道,縱橫排列連接成一個系統。由於次生生長形成的木材主要由管胞組成,因而木材結構均勻細致,易與雙子葉植物的木材區分。木材中亦有年輪、心材和邊材的分化。在木材的橫切面上,可看到呈輻射排列的單列細胞的木射線(uniserate ray),只有少數種類含有兩列細胞的木射線(biserate ray)。而雙子葉植物莖的次生木質部中通常是單列木射線和多列木射線(multiseriate ray)同時存在。
松柏類植物莖的次生韌皮部中只含有篩胞、韌皮薄壁細胞和韌皮射線,也有些種類含有韌皮纖維,有些種類還含有圍繞著樹脂道的薄壁組織。松柏類植物莖的次生韌皮部中沒有篩管和伴胞。
木麻黃等草本裸子植物莖的初生結構包括表皮、皮層和維管柱三部分(圖6-27)。表皮層細胞外壁厚,氣孔器下陷,皮層外層細胞局部發育成厚壁機械組織,皮層薄壁細胞中含葉綠體,外韌維管束,具有束內形成層,初生韌皮部由篩胞和位於外圍的厚壁組織所組成,初生木質部主要由管胞分子所組成。一般具有次生生長和次生結構。
在百歲蘭等少數較高級的裸子植物中,維管組織的木質部出現了導管,韌皮部出現了篩管,更加強了植物對旱生的適應性。
⑤ 裸子植物莖,單子葉植物莖,雙子葉植物莖,在結構上有什麼區別
裸子植物莖的初生結構
與雙子葉植物相似,莖的初生結構由表皮、皮層、維管柱等部分組成
表皮 裸子植物的表皮是位於莖最外的一層細胞,為初生保護組織,由原表皮發育而來。
皮層 位於表皮與維管柱之間,由基本分生組織分化而來,有多層薄壁細胞組成。皮層內常分布著樹脂道。
維管組織(柱) 松柏類植物莖的韌皮部沒有篩管、伴胞和纖維,由篩胞和韌皮薄壁細胞構成。木質部中沒有導管、纖維,僅由管胞和木薄壁細胞組成。
木本裸子植物莖的次生結構與木本雙子葉植物相比,只有組成木質部與韌皮部的成分不同:
(1)莖次生木質部結構均勻,構造簡單,一般只含有大量管胞、少量木薄壁組織、木射線與樹脂道等,木質部中沒有導管和纖維;在晚材中只含有管胞狀纖維(纖維管胞)。有的種類的次生木質部完全由管胞和及少量薄壁組織組成,如松屬。有的種類木質部、韌皮部、皮層等部位具有樹脂道,縱橫排列連接成一個系統。由於次生生長形成的木材主要由管胞組成,因而木材結構均勻細致,易與雙子葉植物的木材區分。木材中亦有年輪、心材和邊材的分化。在木材的橫切面上,可看到呈輻射排列的單列細胞的木射線,只有少數種類含有兩列細胞的木射線。而雙子葉植物莖的次生木質部中通常是單列木射線和多列木射線同時存在。
(2)莖的次生韌皮部中只含有篩胞、韌皮薄壁細胞和韌皮射線,也有些種類含有韌皮纖維,有些種類還含有圍繞著樹脂道的薄壁組織。松柏類植物莖的次生韌皮部中沒有篩管和伴胞。
木麻黃等草本裸子植物莖的初生結構包括表皮、皮層和維管柱三部分。
表皮層細胞外壁厚,氣孔器下陷。
皮層外層細胞局部發育成厚壁機械組織,皮層薄壁細胞中含葉綠體,外韌維管束,具有束內形成層,初生韌皮部由篩胞和位於外圍的厚壁組織所組成,初生木質部主要由管胞分子所組成。
一般具有次生生長和次生結構
單子葉植物莖的結構
⑴ 表皮 由長細胞和短細胞(硅細胞和栓細胞)組成,外壁角化並硅化。
⑵ 機械組織 是位於表皮內的厚壁組織。
⑶ 基本組織 占莖的大部分體積的薄壁組織,其中常有氣腔或氣道。
⑷ 維管束 分散在基本組織中,在實心莖中星散分布,在中空莖中排成疏鬆的兩環。
雙子葉植物有初生結構與次生結構之分
A.初生結構
⑴ 表皮 是莖外表的初生保護組織,其最顯著特徵是細胞外壁角質化,並形成角質層。
⑵ 皮層 由厚角組織和皮層薄壁組織構成。厚角組織及近外側的薄壁細胞常含有葉綠體。皮層具有光合作用和貯藏作用,並可產生木栓形成層。
⑶ 中柱(維管柱)由維管束、髓和髓射線三部分構成。
① 維管束 多數雙葉植物的維管束為無限外韌維管束,木質部與韌皮部之間有束中形成層。初生韌皮部由篩管、伴胞、韌皮薄壁細胞和韌皮纖維組成;初生木質部由導管、管胞、木薄壁細胞和木纖維組成。莖中初生木質部發育成熟方式為內始式。維管束起輸導和支持作用。
② 髓 是莖中央的薄壁組織,起貯藏作用。
③ 髓射線 是位於兩個維管束之間,連接皮層和髓的薄壁細胞,起貯藏和橫向輸導的作用,正對束中形成層的髓射線細胞可恢復分裂轉變為束間形成層。
B.從外至內雙子葉植物莖的次生結構分為以下幾個部分:
1) 周皮:由木栓層、木栓形成層和栓內層構成。同皮上通常有皮孔,是老莖進行氣體交換的通道。
2) 被擠壓的皮層:有或無,是初生結構的皮層在次生生長過程中,被擠壓破壞留下來的一些殘余。
3) 次生韌皮部:由韌皮薄壁細胞、篩管、伴胞、韌皮纖維、韌皮射線組成。主要起輸送有機養分和機械支持作用。在木本植物的老莖中,次生韌皮部還是木栓形成層發生的場所,一旦在此處形成周皮,其外方的部分韌皮部即死亡成為干樹皮的一部分
4) 維管形成層:由紡錘狀原始細胞和射線原始細胞組成。
5) 次生木質部:由導管、管胞、木薄壁細胞、木纖維、木射線組成。起輸送水分、礦質營養和機械支持作用。
6) 初生木質部:是由初生結構中初生木質部保留下來,在次生木質部的內方。木射線通過形成層的射線原始細胞和韌皮射線相連,共同構成維管射線 (vascular ray)。多年生木本植物的次生木質部又稱木材
7) 髓:在莖的中央,由薄壁細胞構成,常含澱粉粒等貯藏物質。髓邊緣常有環狀的環髓帶。
⑥ 在分泌結構中樹脂道屬於什麼類型
植物的成熟組織也稱永久組織,它們的特點是喪失分裂能力。成熟組織按其功能不同可分為: 保護組織、薄壁組織、機械組織、輸導組織和 分泌組織。 1 保護組織可分為表皮和周皮,覆蓋體表,起保護作用。 2 薄壁組織(基本組織)壁薄,排列疏鬆。
⑦ 木本植物的莖由外向內主要包括哪幾部分組成
雙子葉植物和單子葉植物莖的結構在組織的排列上有所不同,如下圖所示。
1.雙子葉植物莖的初生結構
該結構是由莖的頂端分生組織通過細胞分裂、生長和分化所形成的各種組織。它同根的初生結構一樣,也分表皮、皮層和中柱三個部分。
(1)表皮:通常由一層扁平細胞組成,細胞形狀比較規則,排列緊密,無胞間隙。表皮細胞的外壁常增厚,表面常有角質層和表皮毛,有的還有蠟質。這些結構都有加強保護的功能。
雙子葉植物和單子葉植物莖的橫切面圖解
(2)皮層:表皮以內為皮層,由多層薄壁細胞組成。但一般不及根的皮層發達,有明顯的胞間隙。靠近外面的薄壁細胞常含葉綠體,因而幼莖常呈綠色。莖的皮層常具有厚角組織,這些組織或成束出現,使莖顯出棱條,如唇形科植物;或連成圓筒,環繞在表皮的內側,如葫蘆科植物;還有的植物在皮層中具有纖維或石細胞。有些草本植物(如南瓜、蠶豆)的莖中,皮層最內一層細胞會有許多澱粉粒,被稱為澱粉鞘。
(3)維管柱:雙子葉植物莖的維管柱為皮層以內的所有組織,包括初生維管束、髓和髓射線等部分。
維管柱內最重要的部分是初生維管束,常成束存在,多排列成環狀。每個紙管束由初生韌皮部、形成層和初生本質部組成。大多數是初生韌皮部在外側,初生木質部在內側,即初生木質部和初生韌皮部內外並列的排列方式(稱為外韌維管束),如向日葵、蓖麻、苜蓿等。莖中初生木質部被夾在內外韌皮部間的一種排列方式,稱雙韌維管束。這類維管束常見於葫蘆科(南瓜)、旋花科(甘薯)、茄科(番茄)、夾竹桃科(夾竹桃)等植物的莖中,其中以葫蘆科莖中的較為典型。在雙韌維管束中,內韌皮部與初生木質部間不存在形成層,或有極微弱的形成層。周韌紙管束是木質部在中央,外由韌皮部包圍的一種排列方式。周韌維管束通常多見於藻類植物的莖中,在被子植物中少見,如大黃、酸模等植物莖中的維管束。有些雙子葉植物花絲的維管束也是周韌維管束。周木維管束是韌皮都在中央,外由木質部包圍的一種排列方式。周木維管束在單子葉和雙子葉植物莖中都存在。前者如香蒲和鳶尾的莖和莎草、鈴蘭的地下莖內的維管束,後者如家科和胡椒科植物的一些莖內的維管束。值得注意的是,在一種植物的莖中有的可存在兩種類型的維管束,例如單子葉植物龍血樹的莖,初生維管束是外韌維管束,次生維管束是周木維管束。如下圖所示。
龍血樹莖的橫切面,示次生加厚
A.莖中只有初生維管束 B.莖中已形成次生維管束 C.一部分莖的橫切面,示次生周木維管束
1.皮層 2.初生維管束 3.次生維管束 4.形成層 5.周木維管束
雙子葉植物的初生韌皮部由篩管、伴胞、薄壁細胞和韌皮纖維組成。初生韌皮部的發育順序和根內的相同,也是外始式,即原生韌皮部在外側,後生韌皮部在內側;初生木質部由導管、管胞、薄壁細胞和木纖維組成。它們的發育順序是內始式的,與根中初生木質部的外始式發育相反。莖內的原生木質部居內側,由管徑較小的環紋或螺紋導管組成。後生木質部居外側,由管徑較大的梯紋、網紋和孔紋導管組成。在初生木質部和初生韌皮都之間,具有形成層。
髓居莖中心,一般由薄壁細胞組成,具有胞間隙。有些植物在莖生長過程中,髓部中央部分被破壞消失,形成髓腔。草本植物多系這種情況。髓射線又叫初生射線,位於維管束之間,由薄壁細胞組成。在橫切面上,呈放射狀排列,外部與皮層相連,內部與髓相通。它的功能主要是執行橫向運輸的任務,兼具貯藏作用。
2.雙子葉植物莖的次生結構
雙子葉植物莖在形成初生結構後不久,即開始出現次生結構。
莖次生結構的形成與根一樣,也是由於形成層和木栓形成層活動的結果。
(1)形成層活動和次生維管組織的形成:雙子葉植物的初生分生組織在形成維管束的過程中,並不全部成熟,而是在初生木質部與初生韌皮部之間保留一層分生組織,成為柬中形成層。當莖的次生生長開始時,除束中形成層開始分裂活動外,與束中形成層部位相當的髓射線細胞,也恢復分生能力而形成束間形成層。結果束中與束間形成層相連成圓筒狀,隨即開始運動。形成層細胞區活動的主要方式是進行切向分裂,向內向外均產生新的細胞層。各層細胞按半徑方向呈整齊的輻射排列,並進一步分化,向內形成次生木質部,添加在初生木質部的外側;向外形成次生韌皮部,添加在初生韌皮部的內側,形成層在不斷地進行切向分裂形成次生構造的同時,也進行橫向分裂和徑向分裂,擴大形成層的周徑,以適應內側木質部的增加。同時其位置也漸次向外推移,最後導致莖的加租和伸長。具體如下圖所示。
形成層細胞活動的圖解
在次生木質部和次生韌皮部形成時,形成層中均有一部分細胞作徑向伸長,形成維管射線。
(2)木栓形成層的活動:莖中木栓形成層大多數是由近表皮的皮層薄壁細胞恢復分裂能力所形成的,但也有少數是由韌皮部的薄壁細胞轉變而來的。其活動與根中相似,主要是進行平周分裂,向外形成木栓,向內形成栓內層細胞(少量)。在木栓形成過程中,枝條的表面還會產生一些淺褐色的圓形、橢圓報甚至長形突起,叫做皮孔,皮孔是周皮上的通氣結構,位於周皮內的生活細胞,莖通過它們與外界進行氣體交換。
木栓、木栓形成層和檢、栓內層合稱周皮。周皮的形成過程如下圖所示。
莖周皮的形成
注意從圖中區分栓內層細胞與皮層細胞,栓內層也是薄壁的生活細胞,常常只有一層細胞厚,一般只能從它們與外面的木栓細胞排成同一整齊的徑向行列,而與皮層薄壁細胞區別開來。
綜上所述,莖的次生木質部與根相比,有許多相同之處,即不但組成成分相同,木質部和韌皮部的排列與比例相似,而且在較老的材料中,連木栓形成層發生的部位也沒有什麼區別,在後期都由次生韌皮部形成。所不同的是根的中央有外始式的初生木質部,而在莖的中央則為髓,髓的外圍是內始式的初生木質部。
(3)維管形成層的季節性活動與年輪的形成:形成層的活動受季節影響很大,特別是在有顯著寒、暖季節的溫帶和亞熱帶,或有干、濕季節的熱帶,形成層的活動就隨著季節的更替而表現出有節奏的變化,有盛有衰,因而產生細胞的數量有多有少,形狀有大有小,細胞壁有厚有薄。由於次生木質部在多年生木本植物莖內所佔比例較大,因此,隨季節的不同,它在形態結構上也因不同的時期而出現顯著的差異。溫帶的春季或熱帶的濕季,由於溫度高、水分足,形成層活動旺盛,在所形成的次生木質部中,細胞大而壁薄,纖維較少;溫帶的夏末秋初或熱帶的旱季,形成層活動減弱,所形成的次生木質部中,細胞小而壁厚,往往管胞數量增多,木纖維成分增多。前者在生長季節早期形成,稱為早材或春材,後者在後期形成,稱為晚材或夏材或秋材。從橫切面上觀察,早材質地比較疏鬆,色澤稍淡;晚材質地緻密,色澤較深。從早材到晚材,隨著季節的更替而逐漸變化,雖然可以看到色澤和質地的不同,卻不存在截然的界限,但在上年晚材和當年早材間,都可看到非常明顯的分界,這是由於兩者的細胞在形狀、大小、壁的厚薄上有較大差異。在一個生長季節內,早材和晚材共同組成一輪顯著的同心環層,代表著一年中形成的次生木質部。在有顯著季節性氣候地區中,不少植物的次生木質都在正常情況下,每年形成一輪,習慣上稱為年輪。但也有不少植物在一年內的正常生長中,不止形成一個年輪,例如柑橘屬植物的莖,一年內同產生3個年輪,3個年輪才能代表一年的生長,故稱為假年輪。假年輪的形成也有的是由於該年氣候的特殊變化或因害蟲危害樹葉後,使植物生長一度受到抑制所致。
3.單子葉植物莖的結構
單子葉植物莖的結構與一般雙子葉植物有顯著的區別:
①大多數單子葉植物的莖和根一樣,沒有形成層,因而只有初生結構,沒有次生結構。
②雙子葉植物莖中維管束排列成輪狀,因而皮層、髓、髓射線各部分界限分明。而單子葉植物莖中的維管束是散生於基本組織中,因而沒有皮層和髓部的界限,射線也無法區分清楚。
在單子葉植物中,也有少數種類如龍血樹屬、朱蕉屬、絲竹屬及蘆薈屬等的莖中,具有形成層,因而有次生生長和次生結構。不過它們形成層的起源與活動情況,與雙子葉植物有很大的不同;如龍血村的形成層,不在維管束內,而發生在束外的薄壁細胞中。
4.裸子植物莖的結構
裸子植物莖與雙子葉植物木本莖相似,初生結構由表皮、皮層和維管柱組成。次生結構由形成層產生次生韌皮部和次生木質部,次生木質部可形成年輪、早材和晚材;由木柱形成層產生周皮。裸子植物與雙子葉植物也存在許多不同之處:裸子植物木質部的軸向系統中沒有導管、木纖維,而由管胞擔負輸導水分、無機鹽和支持的雙重功能。因此與雙子葉植物相比,裸子植物莖中的次生木質部結構顯得均勻整齊;裸子植物的次生韌皮部有篩胞,而無篩管和伴胞,有些裸子植物也無韌皮纖維;裸子植物多具樹脂道。樹脂道分布在皮層、韌皮部、木質部、髓,甚至髓射線中。樹脂道通常是由兩層細胞合圍成的分泌管。
⑧ 樹的根,莖,葉三部分的結構組成分別是怎樣的
(二)根的結構
1.根尖的結構
從根的頂端到著生根毛的一段叫做根尖,它由根冠、生長點(又叫分生區)、伸長區和根毛區(又叫成熟區)四部分構成,這四部分結構由於初中教材中較詳細地做了介紹,這里就不再重復。
2.根的初生結構
在根毛區或根毛區以上的橫切面上,由外向內依次是表皮、皮層和中柱。因為它們都是由根的初生分生組織經過生長分化所形成的,故稱為根的初生結構。
(1)表皮:包圍於根的最外面,細胞近似長方柱形,長徑與根的縱軸平行,細胞壁薄,內含大液泡,排列整齊,無胞間隙,一部分表皮細胞形成根毛。表皮具有吸收作用和保護作用。
(2)皮層:位於表皮和中柱之間,一般由多層大型薄壁細胞組成。在根的結構中皮層所佔體積很大,排列疏鬆,胞間隙較大。它的功能是將表皮所吸收的水分和無機鹽類轉運到中柱里去;同時將中柱內的有機養料輸送出來。此外,在皮層細胞內,常常發現有很多澱粉粒和其他營養物質,所以皮層還有貯藏作用。
皮層的最內層細胞,即緊靠中柱的一層細胞,稱為內皮層,細胞排列緊密,沒有胞間隙,其主要特徵是細胞壁以特殊方式增厚,其中一種方式是每個細胞的徑向壁和橫向壁局部增厚成為帶狀,並且栓質化。這種圍繞細胞一周的特殊結構,叫做凱氏帶。另一種增厚的方式是大多數內皮層細胞的徑向壁、橫壁與內切向壁(向著維管柱的一面)均顯著增厚並栓質化,只有外切向壁不增厚。從橫切面看,內皮層細胞的加厚胞壁呈馬蹄形,因而失去了透水和通氣的能力。但其中有少數細胞仍保留著薄壁狀態,成為水分和養料內外交流的推一通道。內皮層細胞壁的特殊增厚,對於控制根內液流的方向具有重要的意義。內皮層的結構如下圖所示。
內皮層的結構
(左)根部分橫切面,示內皮層的位置,在內皮層的壁上可見凱氏帶
(右)3個內皮層細胞的立體圖解,示凱氏帶在細胞壁上的位置
(3)中柱(維管柱):內皮層以內所有的組織統稱為中柱。它由中柱鞘、木質部和韌皮部所組成。有些植物,例如許多單子葉植物,在中柱的中央有薄壁細胞(或厚壁細胞)組成的髓。
中柱鞘是中柱的最外層組織,向外緊貼著內皮層。它是由原形成層的細胞發育而成,長期保持著潛在的分生能力,通常由一層薄壁細胞組成,也有由兩層或多層細胞組成的,有時也可能含有厚壁細胞。維管形成層(部分的)、第一次木栓形成層、不定芽、側根和不定根,都可能由中往鞘的細胞產生。
中柱鞘以內是初生維管束,主要包括初生木質部和初生韌皮部兩部分。根的初生木質部一般位於中往的中心,並且有幾個輻射狀的稜角(即木質部脊,由原生木質部構成),在橫切面上呈星芒狀。木質部脊的數量對同種植物是相對穩定的,但因不同植物而有差異。
根的初生木質部在發育過程中是由外向內逐漸發育成熟的,故木質部脊的尖端是最初形成的原生木質部,導管口徑小,為環紋和螺紋導管。中心部分則是以後形成的後生木質部,導管口徑大,為梯紋、網紋和孔紋導管。根的初生木質部這種由外向內漸次成熟的發育方式,叫做外始式。這是根的初生木質部成熟的重要特點。
初生韌皮部位於初生木質部的輻射棱之間,與初生木質部相間排列(以此區分莖)。因此,初生韌皮部的數目與初生木質部相同,兩者之間則為薄壁組織所隔開。初生韌皮部的發育方式與初生木質部相同,也是外始式,即原生韌皮部在外側,後生韌皮部在內側。在被子植物中,根的初生木質部由導管、管胞、木纖維和木薄壁細胞組成;初生韌皮部由篩管、伴胞、韌皮纖維和韌皮薄壁細胞組成。根的結構如下圖所示(以被子植物為例)。
雙子葉植物和單子葉植物根的橫切面圖解
3.側根的形成
種子植物的側根是從主根中柱鞘細胞分生出來的,屬於內起源。側根在中柱鞘上的產生,常有一定的位置。通常只有在相對於初生木質部輻射棱的中柱鞘細胞才能產生側根。所以,根內有多少初生木質部的輻射棱,就可以在根的外圍看到有相同數目縱行排列的測報產生。例如蠶豆根有4個初生木質部輻射棱,其主根上便有4行側根。但是有的植物,側根的行數可為初生木質部脊的倍數。此外還有少數植物,例如許多禾本科植物,其側根是在與初生韌皮部相對的中柱鞘都分發生的。
4.根的次生結構
大多數單子葉植物和少數雙子葉植物的根,壽命較短,根的初生結構一直維持到植物體死亡為止,沒有加粗生長。而大多數雙子葉植物和裸子植物,特別是多年生的木本植物的根,在完成初生生長以後,由於形成層的發生與活動,不斷產生各種次生組織,使根的直徑逐年加粗,這種生長的方式,稱為次生生長。由次生生長所產生的組織和結構,稱為次生結構。
(1)形成層的發生及其活動:根的形成層是由初生木質部和初生韌皮都之間的薄壁細胞恢復分生能力而形成的。形成層的出現,最初是從初生韌皮部內側的一小部分薄壁細胞開始恢復分生能力,然後逐漸擴展到左右兩側,並向外推移至中柱鞘。這時,位於初生木質部束尖端的一部分細胞也恢復分生能力。結果在初生木質部與初生韌皮部之間形成一個波浪形的形成層環。此後,各部分細胞進行著不等速的分裂,在初生韌皮部內側的形成層細胞分裂速度快,形成的次生木質部多;而在初生木質部輻射棱外側的形成層細胞,則分裂速度慢,從而使原來波浪形的形成層環變成為一個整齊的圓環。以後形成層細胞的分裂活動基本上是等速進行的,因而根的增粗也就顯得均勻一致。形成層細胞除不斷進行平周分裂,向外產生次生韌皮部及向內產生次生木質部外,同時還進行垂周分裂,以擴大其周徑。
次生木質部和次生韌皮部的組成成分基本上與初生木質部和初生韌皮部相同。但在次生結構中常產生一些徑向排列的薄壁細胞,稱為維管射線,橫貫於次生木質部和次生韌皮部之間,具有貯藏養分與橫向運輸的功能。
(2)木柱形成層的發生及其活動:在形成層進行次生生長的過程中,中柱鞘以外的皮層和表皮因中柱不斷地擴大而被脹破。與此同時,中柱鞘的薄壁細胞便恢復分生能力,形成木柱形成層。木柱形成層的活動與形成層活動相似,也是行平周分裂,不斷向內向外產生新細胞。向外產生的組織稱為木栓,向內形成的幾層薄壁細胞,稱為栓內層。木柱是由多層徑向排列、緊密整齊的細胞組成,細胞成熟後,細胞壁栓質化,原生質體解體,死亡的細胞內充滿空氣。木栓層由於胞壁栓質化而隔絕了皮層與中柱之間的聯系和物質的流通,所以當木栓形成後,木柱外周的組織由於養料供給斷絕而死亡。由木栓、木柱形成層和檢內層共同組成周皮,代替了原來的表皮行使保護機能。根形成層的發生及其活動情況,如圖下所示。
A B C D
根形成層發生的各階段圖解
A.形成層尚未發生 B.形成層片段發生
C.形成層呈波浪形 D.形成層呈圓環形
(三)莖的結構
雙子葉植物和單子葉植物莖的結構在組織的排列上有所不同,如下圖所示。
1.雙子葉植物莖的初生結構
該結構是由莖的頂端分生組織通過細胞分裂、生長和分化所形成的各種組織。它同根的初生結構一樣,也分表皮、皮層和中柱三個部分。
(1)表皮:通常由一層扁平細胞組成,細胞形狀比較規則,排列緊密,無胞間隙。表皮細胞的外壁常增厚,表面常有角質層和表皮毛,有的還有蠟質。這些結構都有加強保護的功能。
雙子葉植物和單子葉植物莖的橫切面圖解
(2)皮層:表皮以內為皮層,由多層薄壁細胞組成。但一般不及根的皮層發達,有明顯的胞間隙。靠近外面的薄壁細胞常含葉綠體,因而幼莖常呈綠色。莖的皮層常具有厚角組織,這些組織或成束出現,使莖顯出棱條,如唇形科植物;或連成圓筒,環繞在表皮的內側,如葫蘆科植物;還有的植物在皮層中具有纖維或石細胞。有些草本植物(如南瓜、蠶豆)的莖中,皮層最內一層細胞會有許多澱粉粒,被稱為澱粉鞘。
(3)維管柱:雙子葉植物莖的維管柱為皮層以內的所有組織,包括初生維管束、髓和髓射線等部分。
維管柱內最重要的部分是初生維管束,常成束存在,多排列成環狀。每個紙管束由初生韌皮部、形成層和初生本質部組成。大多數是初生韌皮部在外側,初生木質部在內側,即初生木質部和初生韌皮部內外並列的排列方式(稱為外韌維管束),如向日葵、蓖麻、苜蓿等。莖中初生木質部被夾在內外韌皮部間的一種排列方式,稱雙韌維管束。這類維管束常見於葫蘆科(南瓜)、旋花科(甘薯)、茄科(番茄)、夾竹桃科(夾竹桃)等植物的莖中,其中以葫蘆科莖中的較為典型。在雙韌維管束中,內韌皮部與初生木質部間不存在形成層,或有極微弱的形成層。周韌紙管束是木質部在中央,外由韌皮部包圍的一種排列方式。周韌維管束通常多見於藻類植物的莖中,在被子植物中少見,如大黃、酸模等植物莖中的維管束。有些雙子葉植物花絲的維管束也是周韌維管束。周木維管束是韌皮都在中央,外由木質部包圍的一種排列方式。周木維管束在單子葉和雙子葉植物莖中都存在。前者如香蒲和鳶尾的莖和莎草、鈴蘭的地下莖內的維管束,後者如家科和胡椒科植物的一些莖內的維管束。值得注意的是,在一種植物的莖中有的可存在兩種類型的維管束,例如單子葉植物龍血樹的莖,初生維管束是外韌維管束,次生維管束是周木維管束。如下圖所示。
龍血樹莖的橫切面,示次生加厚
A.莖中只有初生維管束 B.莖中已形成次生維管束 C.一部分莖的橫切面,示次生周木維管束
1.皮層 2.初生維管束 3.次生維管束 4.形成層 5.周木維管束
雙子葉植物的初生韌皮部由篩管、伴胞、薄壁細胞和韌皮纖維組成。初生韌皮部的發育順序和根內的相同,也是外始式,即原生韌皮部在外側,後生韌皮部在內側;初生木質部由導管、管胞、薄壁細胞和木纖維組成。它們的發育順序是內始式的,與根中初生木質部的外始式發育相反。莖內的原生木質部居內側,由管徑較小的環紋或螺紋導管組成。後生木質部居外側,由管徑較大的梯紋、網紋和孔紋導管組成。在初生木質部和初生韌皮都之間,具有形成層。
髓居莖中心,一般由薄壁細胞組成,具有胞間隙。有些植物在莖生長過程中,髓部中央部分被破壞消失,形成髓腔。草本植物多系這種情況。髓射線又叫初生射線,位於維管束之間,由薄壁細胞組成。在橫切面上,呈放射狀排列,外部與皮層相連,內部與髓相通。它的功能主要是執行橫向運輸的任務,兼具貯藏作用。
2.雙子葉植物莖的次生結構
雙子葉植物莖在形成初生結構後不久,即開始出現次生結構。
莖次生結構的形成與根一樣,也是由於形成層和木栓形成層活動的結果。
(1)形成層活動和次生維管組織的形成:雙子葉植物的初生分生組織在形成維管束的過程中,並不全部成熟,而是在初生木質部與初生韌皮部之間保留一層分生組織,成為柬中形成層。當莖的次生生長開始時,除束中形成層開始分裂活動外,與束中形成層部位相當的髓射線細胞,也恢復分生能力而形成束間形成層。結果束中與束間形成層相連成圓筒狀,隨即開始運動。形成層細胞區活動的主要方式是進行切向分裂,向內向外均產生新的細胞層。各層細胞按半徑方向呈整齊的輻射排列,並進一步分化,向內形成次生木質部,添加在初生木質部的外側;向外形成次生韌皮部,添加在初生韌皮部的內側,形成層在不斷地進行切向分裂形成次生構造的同時,也進行橫向分裂和徑向分裂,擴大形成層的周徑,以適應內側木質部的增加。同時其位置也漸次向外推移,最後導致莖的加租和伸長。具體如下圖所示。
形成層細胞活動的圖解
在次生木質部和次生韌皮部形成時,形成層中均有一部分細胞作徑向伸長,形成維管射線。
(2)木栓形成層的活動:莖中木栓形成層大多數是由近表皮的皮層薄壁細胞恢復分裂能力所形成的,但也有少數是由韌皮部的薄壁細胞轉變而來的。其活動與根中相似,主要是進行平周分裂,向外形成木栓,向內形成栓內層細胞(少量)。在木栓形成過程中,枝條的表面還會產生一些淺褐色的圓形、橢圓報甚至長形突起,叫做皮孔,皮孔是周皮上的通氣結構,位於周皮內的生活細胞,莖通過它們與外界進行氣體交換。
木栓、木栓形成層和檢、栓內層合稱周皮。周皮的形成過程如下圖所示。
莖周皮的形成
注意從圖中區分栓內層細胞與皮層細胞,栓內層也是薄壁的生活細胞,常常只有一層細胞厚,一般只能從它們與外面的木栓細胞排成同一整齊的徑向行列,而與皮層薄壁細胞區別開來。
綜上所述,莖的次生木質部與根相比,有許多相同之處,即不但組成成分相同,木質部和韌皮部的排列與比例相似,而且在較老的材料中,連木栓形成層發生的部位也沒有什麼區別,在後期都由次生韌皮部形成。所不同的是根的中央有外始式的初生木質部,而在莖的中央則為髓,髓的外圍是內始式的初生木質部。
(3)維管形成層的季節性活動與年輪的形成:形成層的活動受季節影響很大,特別是在有顯著寒、暖季節的溫帶和亞熱帶,或有干、濕季節的熱帶,形成層的活動就隨著季節的更替而表現出有節奏的變化,有盛有衰,因而產生細胞的數量有多有少,形狀有大有小,細胞壁有厚有薄。由於次生木質部在多年生木本植物莖內所佔比例較大,因此,隨季節的不同,它在形態結構上也因不同的時期而出現顯著的差異。溫帶的春季或熱帶的濕季,由於溫度高、水分足,形成層活動旺盛,在所形成的次生木質部中,細胞大而壁薄,纖維較少;溫帶的夏末秋初或熱帶的旱季,形成層活動減弱,所形成的次生木質部中,細胞小而壁厚,往往管胞數量增多,木纖維成分增多。前者在生長季節早期形成,稱為早材或春材,後者在後期形成,稱為晚材或夏材或秋材。從橫切面上觀察,早材質地比較疏鬆,色澤稍淡;晚材質地緻密,色澤較深。從早材到晚材,隨著季節的更替而逐漸變化,雖然可以看到色澤和質地的不同,卻不存在截然的界限,但在上年晚材和當年早材間,都可看到非常明顯的分界,這是由於兩者的細胞在形狀、大小、壁的厚薄上有較大差異。在一個生長季節內,早材和晚材共同組成一輪顯著的同心環層,代表著一年中形成的次生木質部。在有顯著季節性氣候地區中,不少植物的次生木質都在正常情況下,每年形成一輪,習慣上稱為年輪。但也有不少植物在一年內的正常生長中,不止形成一個年輪,例如柑橘屬植物的莖,一年內同產生3個年輪,3個年輪才能代表一年的生長,故稱為假年輪。假年輪的形成也有的是由於該年氣候的特殊變化或因害蟲危害樹葉後,使植物生長一度受到抑制所致。
3.單子葉植物莖的結構
單子葉植物莖的結構與一般雙子葉植物有顯著的區別:
①大多數單子葉植物的莖和根一樣,沒有形成層,因而只有初生結構,沒有次生結構。
②雙子葉植物莖中維管束排列成輪狀,因而皮層、髓、髓射線各部分界限分明。而單子葉植物莖中的維管束是散生於基本組織中,因而沒有皮層和髓部的界限,射線也無法區分清楚。
在單子葉植物中,也有少數種類如龍血樹屬、朱蕉屬、絲竹屬及蘆薈屬等的莖中,具有形成層,因而有次生生長和次生結構。不過它們形成層的起源與活動情況,與雙子葉植物有很大的不同;如龍血村的形成層,不在維管束內,而發生在束外的薄壁細胞中。
4.裸子植物莖的結構
裸子植物莖與雙子葉植物木本莖相似,初生結構由表皮、皮層和維管柱組成。次生結構由形成層產生次生韌皮部和次生木質部,次生木質部可形成年輪、早材和晚材;由木柱形成層產生周皮。裸子植物與雙子葉植物也存在許多不同之處:裸子植物木質部的軸向系統中沒有導管、木纖維,而由管胞擔負輸導水分、無機鹽和支持的雙重功能。因此與雙子葉植物相比,裸子植物莖中的次生木質部結構顯得均勻整齊;裸子植物的次生韌皮部有篩胞,而無篩管和伴胞,有些裸子植物也無韌皮纖維;裸子植物多具樹脂道。樹脂道分布在皮層、韌皮部、木質部、髓,甚至髓射線中。樹脂道通常是由兩層細胞合圍成的分泌管。
(四)葉的結構
1.被子植物葉的一般結構
被子植物的葉片一般有上下兩面的區別,上面(即腹面或近軸面)呈深綠色,下面(即背面或遠軸面)呈淡綠色,這種葉是由於葉片在枝上的著生取橫向的位置,近乎和技的長軸垂直或與地面平行,葉片的兩面受光的情況不同,因而兩面的內部結構也不同,即組成葉肉的組織有較大的分化,形成柵欄組織和海綿組織,這種葉稱為異面葉。有些植物的葉取近乎直立的位置,近乎與枝的長軸平行或與地面垂直。葉片的兩面受光情況差異不大,因而葉片兩面的內部結構也就相似,即組成葉肉的組織分化不大,這種葉稱為等面葉。有些植物的葉上下面都同樣具有柵欄組織,中間夾著海綿組織,也稱等面葉。不論異面葉還是等面葉,就葉片而言,都是由表皮、葉肉和葉脈組成。
表皮:包覆著整個葉片,有上下表皮之分。表皮通常由一層生活細胞組成,但也有多層細胞組成的,稱為復表皮,如夾竹桃和印度橡膠樹葉的表皮。表皮上分布有氣孔,氣孔有無規則型、不線型、平列型和橫列型4個主要類型。氣孔的數目和分布,在各個植物的葉中是不同的。植物體上部葉的氣孔較下部的多,葉尖端和中脈部分的氣孔較基部和葉綠的多。有些植物如向日葵、蓖麻、玉米、小麥等葉的上下表皮均有氣孔,且下表皮一般較多。但也有些植物,氣孔卻只限於下表皮(如早金蓮、蘋果)或只限於上表皮(如睡蓮、蓮),還有些植物的氣孔卻只限於下表皮的局部區域,如夾竹桃葉的氣孔,僅生在凹陷的氣孔窩部分。在不同的外界環境中,同一種植物的葉氣孔數目也有差異,一般陽光充足處較多,陰濕處較少。沉水植物的葉一般沒有氣孔(如眼子菜)。
葉肉和葉脈的結構因初中教材有詳細介紹,這里不再重復。
2.禾本科植物葉的結構
禾本科植物葉的基本結構也同樣包括表皮、葉肉和葉脈3個部分,但具有以下特點:葉的表皮由一層排列整齊、略呈長方形的表皮細胞組成,表皮細胞外壁不僅角質化而且充滿硅質,有的甚至堆積成粗糙不平的突起。葉片的上表皮還有一些特殊的大型壁薄具大液泡且扇形排列的泡狀細胞,或稱運動細胞。它們位於相鄰兩個葉脈之間,與葉片的展開和捲曲有關,可控制水分的蒸騰。上表皮氣孔較下表皮為多,氣孔由兩個啞鈴形的保衛細胞組成,在每個保衛細胞的外側還有一個近似長梭形的副衛細胞。葉肉組織中沒有明顯的柵欄組織與海綿組織之分,構造較均一,都是由一些短軸的薄壁細胞組成。葉脈平行排列,在維管束與上下表皮之間有發達的機械組織。每個維管束的外圍具有由一層或兩層大型薄壁細胞所組成的維管束鞘。水稻、大麥、小麥等維管束鞘外層細胞是薄壁的,較大,含葉綠體較葉肉細胞中少;內層是厚壁的,細胞較小,幾乎不含葉綠體。但水稻的葉脈中一般只有一層維管束鞘。玉米等植物葉片的維管束鞘較發達,內含較大的葉綠體,外側緊密毗連著一圈葉肉細胞,組成「花環形」結構。這種「花環形」解剖結構是C4植物的特徵。小麥、水稻的葉片中沒有「花環」結構,並且維管束鞘細胞中葉綠體較葉肉細胞少;這是C3植物葉的特點。
3.裸子植物針葉的結構
裸子植物的葉有針葉、條形葉、刺形葉、鱗形葉及扇形葉等多種類型,其中針葉見於松科。針葉在結構上具有旱生的特點,表面積小,表皮細胞壁較厚,並強烈木質化,外被一層很厚的角質層。氣孔下陷,冬季常被樹脂阻塞,從而減少蒸騰。表皮下有一層或幾層厚壁細胞,稱下皮層,具支持作用。葉肉細胞的壁內突,擴大了光合作用面積,葉肉內有樹脂道,葉肉內方是內皮層。內皮層由一層排列整齊、側壁木栓的橢圓形細胞組成。內皮層以內是轉輸組織和1個或2個維管束。轉輸組織由管胞和薄壁細胞組成,是松柏類植物的特徵,其作用是在葉肉與維管束之間進行橫向運輸。
⑨ 次生結構的莖的次生結構
大多數雙子葉植物和裸子植物莖完成初生生長後,由於次生分生組織的活動,使莖不斷增粗,這種增粗生長稱為次生生長,也稱加粗生長。次生生長所形成的次生組織組成了次生結構。多年生木本植物,不斷地增粗和增高,必然需要更多的水分和營養,同時,也需要更大的機械支持力,因此必須相應地增粗。次生結構的形成和不斷發展,才能滿足多年生木本植物在生長和發育上的這些要求,這也正是植物長期生活過程中產生的適應性。 大多數單子葉植物沒有次生生長,因而也就沒有次生結構。莖的增粗是由於細胞的長大或初生加厚分生組織平周分裂的結果。但少數熱帶或亞熱帶的單子葉植物莖,除一般初生結構外,有次生生長和次生結構出現,如龍血樹、朱蕉、絲蘭、蘆薈等的莖中,它們的維管形成層的發生和活動,不同於雙子葉植物,一般是在初生維管組織外方產生形成層,形成新的維管組織(次生維管束),因植物不同而有各種排列方式。現以龍血樹(Dracaena draco)為例,加以說明。
龍血樹莖內,在維管束外方的薄壁組織細胞能轉化成形成層,它們進行切向分裂,向外產生少量的薄壁組織細胞,向內產生一圈基本組織,在這一圈組織中,有一部分細胞直徑較小,細胞較長,並且成束出現,將來能分化形成次生維管束。這些次生維管束也是散生的,比初生的更密,在結構上不同於初生維管束,因為所含韌皮部的量較少,木質部由管胞組成,並包於韌皮部的外周,形成周木維管束。而初生維管束為外韌維管束,木質部由導管組成。 ?
裸子植物都是木本植物,莖的結構基本和雙子葉植物木本莖大致相同,二者都是由表皮、皮層和維管柱等部分組成,長期存在著形成層,產生次生結構,使莖逐年加粗,並有顯著的年輪,不同之處是維管組織的組成成分上存在差異。
⒈多數裸子植物莖的次生木質部是由管胞和射線組成,無導管和典型的木纖維,管胞兼有輸送水分和支持的雙重作用。在橫切面上,結構顯得均勻整齊。和雙子葉植物莖的次生木質部相同,裸子植物的次生木質部中也存在著早材與晚材,邊材與心材的分化。
⒉裸子植物次生韌皮部的結構較簡單,由篩胞、韌皮薄壁組織和射線組成,沒有篩管、伴胞和韌皮纖維。有些松柏類植物莖的次生韌皮部中,也可能產生韌皮纖維和石細胞,有些種類可以產生樹脂道,如松。 禾本科植物的莖和葉鞘相連形成了節部。在外形上,節部比較粗大,易於識別。內部結構上,由於上端節間維管束以及從葉鞘伸入的維管束(葉跡)在此交織匯合,出現了比較復雜的結構。將小麥莖,由上至下,從上部節間經節部,再到下部節間作連續切片觀察,可以看到這種維管系統匯合排列的變化過程(圖5-49)。
小麥莖的節間中空,在節部成為實心。葉鞘在較高水平上向一邊開放,到了靠近節部成為封閉的。內部結構上,莖節上面的維管束成橫向和斜向的分布,而在節內以及節的下面,就重新組合排列到較外面的周圍。在葉鞘和莖連接處的下面,較小的葉跡伸到莖軸的外圍,較大的葉跡則變成了莖軸的中間維管柱的一部分。
⑩ 木材宏觀構造是什麼
在肉眼和放大鏡(10倍)下就能夠看到的木材構造特徵。又稱巨觀構造或粗視構造。版包括邊材和權心材、生長輪(年輪)、早材和晚材、導管的管孔、木射線、軸向木薄壁組織、胞間道(樹脂道或樹膠道和創傷胞間道)、內涵韌皮部等。其他還有用於木材識別的物理特徵,如材色和光澤、氣味和滋味、紋理和結構、花紋及重量等亦屬於木材宏觀構造的范圍。
宏觀構造的特性比較粗放,易於掌握,只需一個10倍的放大鏡和一把鋒利的小刀。觀察時,首先用小刀在木材的橫切面削出一小塊光滑的平面,借肉眼或放大鏡觀察。必要時可用水潤濕木材表面,利用光的反射,可觀看得更清楚。觀察中,以橫切面為主能看到的特徵最多,以針葉樹材為例,如生長輪的明顯度、早材到晚材的過渡情況、軸向薄壁組織存在與否、樹脂道有無都能觀察到。徑面和弦面也應注意觀察,有些特徵往往出現於徑面,如花紋、射線斑紋或銀光紋理等,以及弦面上的波痕及寬射線或聚合射線等等。