根與莖的初生結構差異
(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 胞類(lèi)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(wú)氣孔,莖表皮無(wú)根毛而 往 往具氣孔。b、根中有內皮層,內皮層細胞具凱氏帶,維管柱有 中柱 鞘;而大多數雙子葉植物莖中無(wú)顯著(zhù)的內皮層,雖談不上具凱 氏帶,莖維管柱也無(wú)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?jì)韧獠⒘信帕校?共同組成束狀結構。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)育順序是內始式。e、根中無(wú)髓射線(xiàn),有些雙子葉植物根 無(wú)髓,莖中央為髓,維管束間具髓射線(xiàn)。根和莖的這些差異是由二 者所執行的功能和所處的環(huán)境條件不同決定的。
大多數雙子葉植物的莖,在初生生長(cháng)的基礎上還會(huì )出現次生分生組織——維管形成層和木栓形成層,通過(guò)它們的活動(dòng),進(jìn)行次生增粗生長(cháng),其次生生長(cháng)的過(guò)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(zhù)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,因而又稱(chēng)束中形成層。當次生生長(cháng)開(kāi)始時(shí),連接束中形成層那部分的髓射線(xiàn)細胞,恢復分裂性能,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),它們共同構成維管形成層。維管形成層形成后,隨即開(kāi)始分裂活動(dòng),進(jìn)行次生生長(cháng)而形成次生結構。 雙子葉植物莖的維管束中,當初生結構形成后,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胞,這是繼續進(jìn)行次生生長(cháng)的基礎。 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)形排列于皮層內側;多數木本植物幼莖內的維管束,彼此間距很小,幾乎連成完整的環(huán)。在立體結構中,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(kāi)始活動(dòng)時(shí),主要是紡錘狀原始細胞進(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?jì)确剑幌騼犬a(chǎn)生次生木質(zhì)部,加在原有初生木質(zhì)部的外方,構成軸向的次生維管系統。紡錘狀原始細胞也可進(jìn)行徑向分裂、傾斜的垂周分裂,增加維管形成層環(huán)細胞的數目,使環(huán)徑擴大。同時(shí)射線(xiàn)原始細胞也進(jìn)行徑向分裂,從而擴大維管形成層環(huán)的周徑。射線(xiàn)原始細胞切向分裂的結果,形成徑向排列的次生薄壁組織系統,即徑向射線(xiàn)系統,其中位于次生韌皮部中的稱(chēng)為韌皮射線(xiàn),位于次生木質(zhì)部中的稱(chēng)為木射線(xiàn)。在這個(gè)過(guò)程中,紡錘狀原始細胞也可垂周分裂,經(jīng)過(guò)側裂和橫裂衍生出新的射線(xiàn)原始細胞。 一年生植物如苜宿﹑大理花﹑咸豐草等莖內的維管束排列成環(huán)狀;多年生植物如扶桑﹑相思樹(shù)等在木質(zhì)部和韌皮部中間,有明顯形成層,形成層的細胞可以不斷分裂,向外產(chǎn)生新的韌皮部,向內產(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(zhù)維管形成層不斷分裂活動(dòng),莖的直徑不斷增粗,原有初生保護組織--表皮,不適應增粗需要,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結構--周皮,新的保護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(lái)源。有的最初可以起源于表皮(如蘋(píng)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;向內產(chǎn)生栓內層,加上其本身,三者合成周皮。大多數植物莖中,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部組織之間的聯(lián)系,使外圍的組織不能得到水分和養料的供應而死亡。這些失去生命的組織,包括多次的周皮,總稱(chēng)樹(shù)皮。周皮形成過(guò)程中,在原來(lái)氣孔位置下面的木栓形成層不形成木栓細胞,而產(chǎn)生一團圓球形,排列疏松的薄壁細胞,稱(chēng)為補充細胞。由于補充細胞增多,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(chēng)為皮孔。 次生韌皮部:次生韌皮部位于周皮以?xún)龋珊Y管、伴胞、韌皮薄壁細胞和韌皮纖維組成。由于維管形成層向外產(chǎn)生的細胞少。因此,次生韌皮部比次生木質(zhì)部要少。隨著(zhù)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,失去輸導作用。次生韌皮部篩管輸導作用的時(shí)間較短,通常只有1-2年。韌皮射線(xiàn)位于次生韌皮部?jì)龋缮渚€(xiàn)原始細胞產(chǎn)生的薄壁細胞組成,有橫向運輸的作用。 次生木質(zhì)部:次生木質(zhì)部位于維管形成層以?xún)龋蓪Ч堋⒐馨⒛颈”诩毎湍纠w維組成,是莖輸導水分的主要結構。 3、雙子葉植物木質(zhì)莖的次生構造:木質(zhì)部細胞生長(cháng)受氣候影響而不同,春夏生長(cháng)季節初期,氣候溫暖﹑雨量豐富,細胞生長(cháng)快速,所以細胞較大﹑顏色較淺;秋冬季節,氣溫下降﹑雨量減少,細胞生長(cháng)緩慢,所以細胞較小﹑顏色較深。由於木質(zhì)部細胞的大小及顏色不同,在樹(shù)干或樹(shù)枝橫切面上,會(huì )呈現深淺不同的環(huán)紋,稱(chēng)為年輪。根據年輪,可以推算樹(shù)木或樹(shù)枝的年齡。 樹(shù)木逐年生長(cháng)后,形層層內側累積大量的木質(zhì)部,即為俗稱(chēng)的木材;形成層以外的部俗稱(chēng)樹(shù)皮,韌皮部即包含在樹(shù)皮內。 心材與邊材:多年生木本植物隨著(zhù)年輪的增多,在樹(shù)干的橫切面上可以看見(jiàn)木材的邊緣部分和中央部分有所不同,靠近樹(shù)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,有效地擔負輸導和貯藏的功能,稱(chēng)為邊材。靠近中央部分的木材,是較老的次生木質(zhì)部,喪失了輸導和貯藏的功能,這部分細胞顏色一般較深,養料和氧氣進(jìn)入e78988e69d都比較困難,引起生活細胞的衰老和死亡,稱(chēng)為心材。 木材三切面:木射線(xiàn)位于次生木質(zhì)部?jì)龋Ec韌皮射線(xiàn)相連,也是射線(xiàn)原始細胞產(chǎn)生的橫向薄壁組織運輸系統。在橫切面上可見(jiàn)射線(xiàn)的長(cháng)和寬;在徑切面上能見(jiàn)到射線(xiàn)的寬和高;在弦切面上可看到射線(xiàn)的長(cháng)和高
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