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药用植物学
1.8.1.5 五、机械组织
五、机械组织

机械组织(mechanical tissue)由一群细胞壁局部或全部增厚的细胞组成,具有增加植物体机械强度的作用。在植物生长初期,植物中缺少或仅具不发达的机械组织,细胞依靠自身的渗透压保持植物形态,随着植物的不断生长,才逐渐分化出机械组织。根据细胞壁增厚的部位、方式、程度和细胞形状的不同,可分为厚角组织和厚壁组织两大类:

(一)厚角组织(collenchyma)

其细胞在成熟时期也是生活细胞,通常聚集于双子叶植物幼嫩茎、叶柄和花梗的外侧部分,呈连续环状或不连续束状分布。厚角组织细胞纵切面观,呈细长状,两端略尖;横切面观,呈多角形或不规则形(图2-10)。厚角组织细胞常含有叶绿素,可进行光合作用,并具不均匀增厚的次生壁,增厚一般发生在细胞的角隅处,也有的增厚发生在切向壁或靠近细胞间隙处。细胞壁主要由纤维素和果胶质组成,非木质化,柔软而富有延展性,使得厚角组织不仅具有机械支撑作用,同时还可随植物一起生长,以适应幼嫩植物的发育。厚角组织具有潜在的分生能力,在特定的条件下能够转化成次生分生组织,如植物伤口愈合的时候。

图2-10 厚角组织

(a)横切面 (b)纵切面1.细胞腔 2.胞间层 3.增厚的壁

(二)厚壁组织(sclerenchyma)

厚壁组织细胞具有均匀增厚的次生壁,常有层纹和纹孔,细胞腔小,成熟后原生质体消失,成为死细胞。厚壁组织主要有两种类型细胞,即纤维和石细胞。

1.纤维(fiber) 一般为两端斜尖的细长细胞,具明显增厚的次生壁,增厚的物质主要为纤维素或木质素。纤维细胞的尖端彼此紧密嵌插,形成纤维束,纤维束一般分布于维管组织中,薄壁组织中也偶有出现。分布于植物韧皮部的纤维,称韧皮纤维,其次生壁纤维素成分较多,一般长而柔软,韧性大,拉力强,如制作绳索的大麻、纺织用的亚麻。分布于植物木质部的纤维,称木纤维,其次生壁木质素成分较多,一般短而坚硬,刚性大,易折断,主要起支撑植物体作用。

此外,纤维还有几种特殊类型:有些纤维的细胞腔具有菲薄的横隔膜,称分隔纤维(septate fiber),如姜、葡萄;有些纤维次生壁外层密嵌细小的草酸钙砂晶和方晶,称为嵌晶纤维(intercalary crystal fiber),如紫荆皮、五味子根;有些纤维在其纤维束的外围包围着许多含草酸钙结晶的薄壁细胞,组成复合体,称为晶鞘纤维或晶纤维(crystal fiber),这些草酸钙结晶中,有的为方晶,如甘草、黄柏、葛根等;有的为簇晶,如石竹等(图2-11)。

图2-11 纤维及纤维束

(a)单纤维 (b)纤维束 (c)姜的分隔纤维(d)南五味子根的嵌晶纤维 (e)甘草的晶纤维

2.石细胞(stonecell) 为植物体中特别硬化的厚壁细胞,一般由薄壁细胞的细胞壁强烈木质化增厚形成。石细胞的横切面可见细胞壁上未增厚的部分呈分枝状孔道,从细胞腔向四周辐射,称为纹孔;细胞壁上渐次增厚的部分具多层的纹理,称层纹。石细胞的种类较多,大小不等,形状不一,多呈球形、椭圆形、星形、柱形,也有的呈不规则分枝状。石细胞常单个或数个成群存在,广泛分布于植物的根、茎、果实及种子的基本组织中,如梨的果肉、椰子的种皮、黄连的髓部、黄柏的皮层等;有些植物的叶或花中也存在石细胞,如茶叶、桂花叶中具单个分枝状石细胞,称异形石细胞(idioblast)。石细胞的性状变化很大,因植物种类而异,为生药鉴定的重要依据(图212)。

图2-12 几种不同形状的石细胞

(a)梨的石细胞 (b)茶叶横切面 (c)椰子果皮内的石细胞1.纹孔 2.细胞腔 3.层纹 4.草酸钙结晶 5.畸形石细胞