根與莖的初生結(jié)構(gòu)差異
(1)、相同之處:均由表皮、皮層和維管柱3部分組成,各部分的 細(xì) 胞類型在根、莖中也基本上相同,根、莖中初生韌皮部發(fā)育順序 均 為外始式。
(2)、不同之處是:a、根表皮具根毛、無氣孔,莖表皮無根毛而 往 往具氣孔。b、根中有內(nèi)皮層,內(nèi)皮層細(xì)胞具凱氏帶,維管柱有 中柱 鞘;而大多數(shù)雙子葉植物莖中無顯著的內(nèi)皮層,雖談不上具凱 氏帶,莖維管柱也無中柱鞘。c、根中初生木質(zhì)部和初生韌皮部相間 排列,各自成束,而莖中初生木質(zhì)部與初生韌皮部?jī)?nèi)外并列排列, 共同組成束狀結(jié)構(gòu)。d、根初生木質(zhì)部發(fā)育順序是外始式,而莖中初 生木質(zhì)部發(fā)育順序是內(nèi)始式。e、根中無髓射線,有些雙子葉植物根 無髓,莖中央為髓,維管束間具髓射線。根和莖的這些差異是由二 者所執(zhí)行的功能和所處的環(huán)境條件不同決定的。
大多數(shù)雙子葉植物的莖,在初生生長(zhǎng)的基礎(chǔ)上還會(huì)出現(xiàn)次生分生組織——維管形成層和木栓形成層,通過它們的活動(dòng),進(jìn)行次生增粗生長(zhǎng),其次生生長(zhǎng)的過程和特點(diǎn)如下: 1、維管形成層的發(fā)生和活動(dòng) 1)維管形成層的發(fā)生 原形成層發(fā)育為初生組織時(shí),在初生韌皮部和初生木質(zhì)部之間保留著一層具有分生能力的組織,即為形成層。由于這部分形成層是在維管束范圍之內(nèi),因而又稱束中形成層。當(dāng)次生生長(zhǎng)開始時(shí),連接束中形成層那部分的髓射線細(xì)胞,恢復(fù)分裂性能,變?yōu)槭g形成層。最后,束中形成層和束間形成層連成一環(huán),它們共同構(gòu)成維管形成層。維管形成層形成后,隨即開始分裂活動(dòng),進(jìn)行次生生長(zhǎng)而形成次生結(jié)構(gòu)。 雙子葉植物莖的維管束中,當(dāng)初生結(jié)構(gòu)形成后,在初生韌皮部與初生木質(zhì)部之間,還保留一層分生組織細(xì)胞,這是繼續(xù)進(jìn)行次生生長(zhǎng)的基礎(chǔ)。 草本雙子葉植物幼莖橫切面上,維管束呈橢圓形,各維管束之間距離較大,它們環(huán)形排列于皮層內(nèi)側(cè);多數(shù)木本植物幼莖內(nèi)的維管束,彼此間距很小,幾乎連成完整的環(huán)。在立體結(jié)構(gòu)中,各維管束是彼此交織貫連的。 2)維管形成層的活動(dòng) 維管形成層開始活動(dòng)時(shí),主要是紡錘狀原始細(xì)胞進(jìn)行切向分裂(平周分裂),向外產(chǎn)生次生韌皮部,加在原有初生韌皮部?jī)?nèi)方;向內(nèi)產(chǎn)生次生木質(zhì)部,加在原有初生木質(zhì)部的外方,構(gòu)成軸向的次生維管系統(tǒng)。紡錘狀原始細(xì)胞也可進(jìn)行徑向分裂、傾斜的垂周分裂,增加維管形成層環(huán)細(xì)胞的數(shù)目,使環(huán)徑擴(kuò)大。同時(shí)射線原始細(xì)胞也進(jìn)行徑向分裂,從而擴(kuò)大維管形成層環(huán)的周徑。射線原始細(xì)胞切向分裂的結(jié)果,形成徑向排列的次生薄壁組織系統(tǒng),即徑向射線系統(tǒng),其中位于次生韌皮部中的稱為韌皮射線,位于次生木質(zhì)部中的稱為木射線。在這個(gè)過程中,紡錘狀原始細(xì)胞也可垂周分裂,經(jīng)過側(cè)裂和橫裂衍生出新的射線原始細(xì)胞。 一年生植物如苜宿﹑大理花﹑咸豐草等莖內(nèi)的維管束排列成環(huán)狀;多年生植物如扶桑﹑相思樹等在木質(zhì)部和韌皮部中間,有明顯形成層,形成層的細(xì)胞可以不斷分裂,向外產(chǎn)生新的韌皮部,向內(nèi)產(chǎn)生新的木質(zhì)部,所以莖會(huì)不斷加粗。 2、木栓形成層的發(fā)生與活動(dòng) 隨著維管形成層不斷分裂活動(dòng),莖的直徑不斷增粗,原有初生保護(hù)組織--表皮,不適應(yīng)增粗需要,這時(shí)莖產(chǎn)生木栓形成層,進(jìn)而產(chǎn)生另一新的次生保護(hù)結(jié)構(gòu)--周皮,新的保護(hù)組織就是由木栓形成層所產(chǎn)生的。 莖中的木栓形成層在不同植物中,可有不同的來源。有的最初可以起源于表皮(如蘋果、梨);有的由近表皮的皮層薄壁組織(如馬鈴薯、桃)或厚角組織(如花生、大豆)發(fā)生;有的也可在皮層較深處的薄壁組織(如棉花)中,甚至在初生韌皮部中發(fā)生(如茶屬)。 周皮:木栓形成層形成后,向外產(chǎn)生木栓層;向內(nèi)產(chǎn)生栓內(nèi)層,加上其本身,三者合成周皮。大多數(shù)植物莖中,木栓形成層的活動(dòng)是有限的,通常生存幾個(gè)月就失去活力,以后木栓形成層每年重新發(fā)生,在第一次周皮的內(nèi)方產(chǎn)生新的木栓形成層,再形成新的周皮,這樣,木栓形成層的位置則漸向內(nèi)移。在老莖中,木栓形成層可以直至次生韌皮部中發(fā)生。新形成的木栓層阻斷了其外圍組織與莖內(nèi)部組織之間的聯(lián)系,使外圍的組織不能得到水分和養(yǎng)料的供應(yīng)而死亡。這些失去生命的組織,包括多次的周皮,總稱樹皮。周皮形成過程中,在原來氣孔位置下面的木栓形成層不形成木栓細(xì)胞,而產(chǎn)生一團(tuán)圓球形,排列疏松的薄壁細(xì)胞,稱為補(bǔ)充細(xì)胞。由于補(bǔ)充細(xì)胞增多,向外膨大突出,使周皮形成裂口,因而在枝條的外表產(chǎn)生一些淺褐色的小突起,這些突起稱為皮孔。 次生韌皮部:次生韌皮部位于周皮以內(nèi),由篩管、伴胞、韌皮薄壁細(xì)胞和韌皮纖維組成。由于維管形成層向外產(chǎn)生的細(xì)胞少。因此,次生韌皮部比次生木質(zhì)部要少。隨著次生韌皮部的不斷產(chǎn)生,初生韌皮部和先期產(chǎn)生的次生韌皮部中的一些篩管和薄壁細(xì)胞被擠毀,同時(shí)部分衰老的篩管分子由于篩板上形成胼胝體堵塞篩孔,失去輸導(dǎo)作用。次生韌皮部篩管輸導(dǎo)作用的時(shí)間較短,通常只有1-2年。韌皮射線位于次生韌皮部?jī)?nèi),由射線原始細(xì)胞產(chǎn)生的薄壁細(xì)胞組成,有橫向運(yùn)輸?shù)淖饔谩?次生木質(zhì)部:次生木質(zhì)部位于維管形成層以內(nèi),由導(dǎo)管、管胞、木薄壁細(xì)胞和木纖維組成,是莖輸導(dǎo)水分的主要結(jié)構(gòu)。 3、雙子葉植物木質(zhì)莖的次生構(gòu)造:木質(zhì)部細(xì)胞生長(zhǎng)受氣候影響而不同,春夏生長(zhǎng)季節(jié)初期,氣候溫暖﹑雨量豐富,細(xì)胞生長(zhǎng)快速,所以細(xì)胞較大﹑顏色較淺;秋冬季節(jié),氣溫下降﹑雨量減少,細(xì)胞生長(zhǎng)緩慢,所以細(xì)胞較小﹑顏色較深。由於木質(zhì)部細(xì)胞的大小及顏色不同,在樹干或樹枝橫切面上,會(huì)呈現(xiàn)深淺不同的環(huán)紋,稱為年輪。根據(jù)年輪,可以推算樹木或樹枝的年齡。 樹木逐年生長(zhǎng)后,形層層內(nèi)側(cè)累積大量的木質(zhì)部,即為俗稱的木材;形成層以外的部俗稱樹皮,韌皮部即包含在樹皮內(nèi)。 心材與邊材:多年生木本植物隨著年輪的增多,在樹干的橫切面上可以看見木材的邊緣部分和中央部分有所不同,靠近樹皮部分的木材是近幾年形成的次生木質(zhì)部,顏色較淺,只有活的木薄壁組織,有效地?fù)?dān)負(fù)輸導(dǎo)和貯藏的功能,稱為邊材。靠近中央部分的木材,是較老的次生木質(zhì)部,喪失了輸導(dǎo)和貯藏的功能,這部分細(xì)胞顏色一般較深,養(yǎng)料和氧氣進(jìn)入e78988e69d都比較困難,引起生活細(xì)胞的衰老和死亡,稱為心材。 木材三切面:木射線位于次生木質(zhì)部?jī)?nèi),常與韌皮射線相連,也是射線原始細(xì)胞產(chǎn)生的橫向薄壁組織運(yùn)輸系統(tǒng)。在橫切面上可見射線的長(zhǎng)和寬;在徑切面上能見到射線的寬和高;在弦切面上可看到射線的長(zhǎng)和高
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