第三章 植物的茎(形态、类型、变态)
一、茎的生理功能
茎有输导、支持、贮藏、繁殖的功能。
a、输导——剥皮植物会死亡,由于根中得不到营养
△杜仲等用皮的药材间隔剥皮的方法
△枝条环剥增加果实产量
b、支持——机械组织和导管、管胞等
c、贮藏——贮水(仙人掌)、贮糖(甘蔗)、贮淀粉(半夏块茎),药材茎为贮藏的有玉竹、天麻、黄精……
d、繁殖——产生不定根和不定芽,扦插、压条(桂花可空中压条)、变态茎的块茎产生不定芽。
二、茎的形态 重点
1.形状:一般圆柱形,也有方形(唇形科)、三角形(莎草科)、扁平(仙人掌)
茎中心常为实心,也有空心(芹菜、胡萝卜、南瓜)
稻、麦、竹等,禾本科茎中空,有明显节者,称为杆。
2.节——着生叶和腋芽的部位,节与节之间称节间。具叶与节间是茎的主要特征(根无节与节间,且根上不生叶)。节膨大与否,节细(藕)、节之长短(蒲公英短)
3.茎的组成——节、节间、叶腋、腋芽、顶芽、叶痕、托叶痕、芽鳞痕(木本植物)、皮孔。
4.枝条——着生叶与芽的茎,分长枝与短枝(果枝)。
5.芽bud——是尚未发育的枝、花和花序。
拓展:山茱萸结实的大小量与芽的活动有关——山茱萸有花芽和叶芽,第一年形成花芽,次年开花,这样导致营养分配上的矛盾,若第一年结果多,营养消耗过多,影响花芽发生,第二年产量将会降低。
拓展:栀子一年之中出现三次芽,梢为春、夏、秋三种梢,7月前发生的花芽能结果,7月后再发生的花芽一般不会结果,栀子是裸芽,秋梢有托叶痕,可使次年开花结果。
芽的分类依位置、发育性质,有无鳞片包被、活动能力的不同分为以下不同类型。
依芽的生长位置——定芽、不定芽
定芽——顶芽、腋芽(侧芽,一般生于叶腋,也有生于叶柄下,称为叶柄下芽,如法梧),副芽(生顶、腋芽旁,如桃、葡萄,当主芽受伤而起代替作用)
不定芽——无一定位置,如节间、根、叶等处。根上生芽——甘薯、蒲公英、榆、刺槐、泡桐。叶上生芽——秋海棠、落地生根。老茎或创伤切口生芽——桑、柳。
依芽的性质分
叶芽(枝芽)、花芽(发育成花与花序),混合芽(苹果、梨、牡丹)
依芽鳞的有无分
鳞芽(杨、柳、樟、桑)又称被芽。
裸芽(草本植物多,木本的吴茱萸、枫杨、木本多为热带种类)
依芽的活动能力
活动芽——正常发育的芽,当年形成当年萌发或次年萌发。
休眠芽(潜伏芽)——长期保持休眠,适当时候打破休眠,有利于更新复壮。老茎开花——紫荆、山麻杆。木菠萝——树干、根部都可结出果实,最大重20kg,长25-1500px。茎花现象是高温多湿热带森林的一个特征,其中下层小乔木和灌木,普遍具这种特征。
三、茎的类型 重点
(一)按茎的质地分
1.木质茎:乔木——植株高大,具明显主干,下部少分枝。
灌木——主干不明显,植株矮小,在近基部发生数个丛生植株
亚灌木(半灌木)——介于木本与草本之间,仅基部木质化,如草麻黄、草珊瑚
2.草质茎:一年生草本 二年生草本 多年生草本——宿根草本、常绿草本
3.肉质茎:芦荟、仙人掌
(二)按茎的生长习性分
1.直立茎
2.藤本茎:
①缠绕茎twining stem右旋(葎草、忍冬、忽布)左旋(牵牛、马兜铃、紫藤、扁豆、南蛇藤)、中性(何首乌、猕猴桃、山药)。
②攀援茎climbing stem茎卷须(葡萄科、葫芦科);叶卷须(豌豆等);吸盘(爬山虎);钩、刺(钩藤,白藤,葎草);叶柄(威灵仙、旱金藤);气生根(常春藤、络石、薜荔、凌霄)。
③匍匐茎stolon——生有不定根(连线草、积雪草、红薯、过路黄、蛇莓),热带雨林中藤本特别多,空旷处方可见匍匐茎,这均是植物适应环境,为获阳光所致。
④平卧茎prostrate stem——不生不定根,称平卧茎(地绵、蒺藜)。
四、茎的变态 重点
地上茎与地下茎均可变态
(一)地下茎的变态——与根相似,但具茎特征。
1.根状茎rhizome(根茎)——横卧地下,节与节间明显,节下有退化的鳞片叶,具顶芽和腋芽。
根状茎短而直立——人参、三七
根状茎呈团块状——姜、苍术、川芎
根状茎细长——白茅、芦苇
根状茎粗肥——藕、黄精
根状茎有明显茎痕——黄精(地上茎枯死留下的痕迹)八角莲。
2.块茎tuber——肉质肥大呈不规则块状,与块根相似,但有很短的节间,节上具芽及鳞片状退化叶或早期枯萎脱落(天麻、半夏、马铃薯等)
△马铃薯块茎有许多凹陷(芽眼)相当于节,幼时具退化鳞片,后脱落,整个块茎上芽眼螺旋状排列,芽眼内通常3个芽,仅1个萌发,先端具顶芽)
3.球茎corm——肉质肥大呈球形或扁球形,具明间的节与缩短的节间;节上有较大的膜质鳞片,顶芽发达,腋芽常生于上半部,基部具不定根,如慈姑、荸荠
4.鳞茎bulb——球形或扁球形,茎极度缩短称鳞茎盘,被肉质肥厚鳞叶包围;顶端有顶芽,叶腋有腋芽,基部生不定根。
无被鳞茎——鳞叶狭,呈覆瓦状排列外无被覆盖(百合、贝母)。
有被鳞茎——鳞叶阔,内层被外层完全覆盖(如洋葱)。
△药用或食用的鳞茎类是何部分:百合(肉质鳞叶)、大蒜(腋芽)、洋葱(鳞叶)、贝母(鳞叶)。
(二)地上茎的变态
1.叶状茎或叶状枝:茎变成绿色的扁干状或针叶状(仙人掌、竹节蓼、天门冬、木麻黄),天冬叶膜质、竹节蓼有明显节,仙人掌叶针状,假叶树可开花,鳞片状叶,蔓生百部、青荚叶、叶上开花乃叶柄与枝条相并。
2.刺状茎(枝刺或棘刺)具保护作用
不分枝——山楂、酸橙
分枝——皂角、枸橘
枝刺生于叶腋与茎内维管组织相连;皮刺由表皮形成,与茎内维管束无关,生于叶间;叶刺不生叶腋。
3.钩状茎:见于攀援植物,钩状、粗短,坚硬无分枝,位于叶腋,由茎的侧轴变态而成,如钩藤。
4.茎卷须:茎变成卷须状,柔软卷曲,多生于叶腋(栝楼)
△葡萄茎卷须由顶芽变成,而后腋芽代替顶芽继续发育,使茎成为合轴式生长,而茎卷须被挤到叶柄对侧。
思考:葡萄的卷须和豌豆的卷须有区别吗?
5.小块茎、小鳞茎:繁殖作用
腋芽形成小块茎——山药零余子、秋海棠、庐山楼梯草、尖叶紫菫。
叶柄上的不定芽——半夏(小块茎)。
叶腋或花序处的腋芽或花芽形成小鳞芽——卷丹、洋葱、大蒜、小根蒜。
五、茎的分枝 拓展、自学
茎的分枝是有规律性的,每种植物有一定的分枝方式,常见有4种。
1.单轴分枝——顶芽不断向上生长,产生茎的主干。主干明显比侧轴粗壮,如银杏、松、柏、杨。
2.合轴分枝——顶芽在生长季节发育缓慢或死亡,或顶芽变为花芽,由腋芽发育形成粗壮的侧枝,每年以同样方式产生侧轴,植物主干由许多侧轴联合形成称合轴分枝。其树冠呈开展状,扩大了光合作用的面积,是先进的分枝方式。如苹果、桃、马铃薯、桑等。
3.二叉分枝——顶端分生组织平分为2个,各形成一个分枝,在一定的时候,以这种方式重复分枝。多见于低等植物,是一种原始的分枝方式。如地钱、石松及高等植物中也可见。
4.假二叉分枝——顶芽停止生长或顶芽是花芽,顶芽下的两侧腋芽同时发育成两个相同的分枝,外形似二叉分枝。如石竹、曼陀罗。

