植物实验10植物营养器官的形态及其变态
植物营养器官变态
促进植物种群发展
营养器官的变态有助于植物种群的扩散和 繁衍，有助于植物在竞争激烈的环境中占 据优势。例如，一些具有强大变态根的植 物可以在土壤中快速蔓延生长，占据更多 的资源。
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植物营养器官变态
• 引言 • 根的变态 • 茎的变态 • 叶的变态 • 营养器官变态的意义
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引言
定义与分类
定义
植物营养器官变态是指植物的营养器 官（如根、茎、叶）在生长发育过程 中，由于受到环境、遗传等因素的影 响，形态结构发生显著改变的现象。
分类
根据形态和功能的不同，植物营养器 官变态可分为根的变态、茎的变态和 叶的变态。
功能
叶卷须有助于植物攀援和固定，使其能够更好地 生长和繁殖。
叶刺
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定义
叶刺是由叶的一部分或全 部变成的硬而锐利的突起。
例子
仙人掌科的植物通常具有 叶刺，这些刺是由叶子退 化形成的，用于保护植物 免受动物啃食。
功能
叶刺可以防止动物啃食， 保护植物免受损伤。
苞片和总苞
定义
苞片是花下的叶片状或叶 状结构，而总苞是花序外 的叶片状或叶状结构。
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根的变态
块根
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定义
块根是由植物的侧根或不定根 膨大而形成的肉质根。
形成
块根的形成通常是由于根部细 胞分裂和增生的结果，有时也
与植物激素的调节有关。
特点
块根一般呈纺锤形或球形，具 有发达的薄壁组织，以储存水
分和养分。
实例
甘薯、木薯等植物具有块根。
气生根
定义
气生根是指生长在地面 以上，暴露在空气中的
实验植物营养器官的形态学解剖观察
肉的机械组织。
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（4）叶肉：叶肉细胞的细胞壁具无数的皱壁向内腔伸展， 细胞内具叶绿体，在叶肉中有分泌细胞围成的树脂 道，注意树脂道的数目。
（5）内皮层：细胞排列整齐成为一圈，凯氏带也明显可见 。
（6）叶脉：在内皮层之内，有两个维管束，维管束的木质 部靠近茎表面的一面，维管束的韧皮部，靠近叶表面 凸的一面。
（7）传输组织：内皮层与叶脉之间的细胞为传输组织。
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裸子植物叶的结构（松针叶）
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玉米叶的构造 ——单子叶植物的叶
取玉米叶的横切片置显微镜下观察 （1）上下表皮，表皮细胞排列较规则，切面稍近方形，细
胞的外壁有加厚的角质层，上下表皮上均有气孔分布，每 一气孔的内方，有一较大的细胞间隙叫做气室，在上表皮 细胞之中有一些特别大的细胞，其外壁无角质层，这便是 运动细胞。
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茎的生长与结构
➢ 茎的顶端分生组织衍生出的细胞经过分裂、延长生长和分化
，形成由表皮、皮层和维管柱3部分组成的茎的初生结构。
➢ 双子叶植物：维管束 环状，环的内部为髓
表皮 皮层维管柱
，外部为皮层，在维 表皮
管束间为细的髓射线 形成层
。每一个维管束中， 木质部通常面向髓排 列在内侧，而韧皮部 通常面向皮层排列在 维管束的外侧。
实验植物营养器官的形态学 解剖观察
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观察实验中的植物切片：
1、根：芍药根横切；水稻幼根横切；大蒜根横切；玉米根横切；
白萝卜根横切；常春藤攀援根横切；
2、茎：丁香茎横切；棉老茎横切；洋槐茎横切；银杏茎横切；
双子叶植物茎横切；单子叶植物茎横切；
3、叶：银杏叶横切；棕榈叶横切；铁树叶横切；玉米叶横切；
植物营养器官的变态
呼吸根 从地下向地上生长,伸出地表面的不定根 (水松)
攀援根 茎上产生能使茎向上生长的不定根(常青藤. 络石)
气生根 茎上产生悬在空气中的不定根 (榕树.吊兰)
二).茎的变态 根状茎
地 下 块 变 • 生于地下,与茎相似,但具有明显的节和节间, 在节部有芽和退化的叶,顶端有顶芽.(竹鞭. 莲藕芦苇) • 节.节间.顶节和侧芽不明显,形状呈块状.(马 铃薯) • 地下茎呈球状,直立,具有明显的节. 节间.顶 芽和侧芽.(荸荠.芋) • 地下茎呈扁平盘状,其上着生许多肥大肉质的 鳞叶.(洋葱.百合)
茎 茎 茎
态 球
鳞
地 茎 变
刺 (枳壳.柚) 上 茎卷须 (葡萄.黄瓜.南瓜)
• 叶退化或早落,茎呈扁平绿色、外形似叶,但 叶状茎 具有明显的节和节间，并常具腋芽.(竹节蓼. 态 假叶树)
三).叶的变态 叶 刺 皮 刺 叶卷须 肉质叶 捕虫器 叶片变成刺.(仙人掌、小檗)
托叶刺(刺槐)
(蔷薇属植物茎、叶柄、叶片上的刺) 由复叶顶端的小叶变成(豌豆)
由托叶转变而成(菝葜)
(马齿苋、芦荟) 叶片常转变成囊状、瓶状、盘状,但其共同特点:叶 片具有分泌粘液和消化液的腺毛.(猪笼草、茅膏菜)
芽鳞、苞片、竹箨. 四).同功器官和同源器官 同功器官 来源不同,功能和形态结构相同的变态器官.
同源器官
来源相同,形态结构和功能不同的变态器官.
. 叶 的 变 态 | 叶 刺
.植物营养器官的变态
变 态
植物营养器官为了适应环境而改变器官的原有形态和 功能的变异现象,这种变异是可以遗传的.
一.根的变态 贮藏
而成 (蕃薯)
支柱根 由不定根发育而成 (玉米.高梁.甘蔗) 寄生根 茎上产生伸入寄主体内吸收水分和营养物质的不定 根.(兔丝子)
植物营养器官的变态
１植物营养器官的变态变态：指植物的个别器官适应一定特殊环境，在形态、结构和生理机能上发生了很大的变化，这种变化已成为该种植物的特征特性，并能正常的遗传，这种变化叫变态。
1、根的变态肉质直根：由主根和胚轴膨大而成的变态根，为肉质直根。
主根膨大部分有侧根，而胚轴膨大部分没有侧根。
如：萝卜、胡萝卜、甜菜等。
块根：由侧根或不定根膨大呈块状，为块根。
如：甘薯、大丽花支持根：支持作用，如玉米寄生根：是高等寄生植物所形成的一种从寄主体内吸收养料的变态根，为寄生根。
如：菟丝子。
2、茎的变态A 、地下茎的变态根状茎：外形似根，有明显的节和节间，有鳞片叶（退化了的叶），腋芽，不定根，顶芽可以向上生长或在地下向前伸长。
侧芽、顶芽可向地面长成植株。
如白茅、藕、姜等。
块茎：由根状茎的先端膨大而来，有节和节间，节上有鳞叶，腋芽，顶芽。
如马铃薯，天麻等。
鳞茎：地下茎极度缩短，称鳞茎盘，其基部生有不定２根，外方的鳞片膜质，起保护作用，内方的多为肉质化鳞片。
如洋葱、蒜、水仙、百合等。
球茎：地直茎先端膨大，略成球形，如荸荠、慈菇、芋头等。
B 、地上茎变态茎刺：整个或部分枝条变态为刺，具有保护作用，又称枝刺。
如皂荚、山楂、枸杞。
茎卷须：枝条变成卷须，攀援用，葡萄科植物，瓜类、葫芦科植物（卷须在叶腋）。
叶状茎：茎扁平、叶状、呈绿色，能进行光合作用，叶退化成鳞片状、针状，或缺失。
如昙花、竹节蓼等。
肉质茎：茎为球状、块状等，能进行光合作用，茎上有变为刺状的变态叶。
薯蓣科的珠芽（零余子）是由地上茎的腋芽变成小球体，形状、构造和块茎相似。
C 、叶的变态鳞叶：有多种类型，如：芽鳞片为褐色，包在鳞芽的外面；肉质鳞叶，着生在鳞茎上，可食用；膜质鳞叶，着生在地下茎的节上。
苞片和总苞：生于花下面的变态叶，称为苞片。
位于花序基部的苞片总体，称为总苞。
叶卷须：有攀缘作用，如豌豆复叶顶端的二、三对小叶变成了卷须。
叶剌：叶剌（小檗）、托叶剌（剌槐）。
捕虫叶：如猪笼草的叶柄及部分叶片变为囊状，适于捕虫。
植物营养器官的变态
• ㈡地下茎的类型 （Metamorphism types of 地下茎的类型
二、茎的变态 （Metamorphism of stem）
• 3、叶状茎，叶状枝，Phylloid 、叶状茎，叶状枝，
• 茎转变成叶状，扁平，呈绿色，能进行光 茎转变成叶状，扁平，呈绿色， 合作用，称为叶状茎或叶状枝。竹节蓼、 合作用，称为叶状茎或叶状枝。竹节蓼、 假叶树、 假叶树、天门冬 假叶树（ 假叶树（Ruscus aculeatus） ） 的侧枝变为叶状枝， 的侧枝变为叶状枝，叶退化 为鳞片状，叶腋内可生小花。 为鳞片状，叶腋内可生小花。 由于鳞片过小，不易辨识， 由于鳞片过小，不易辨识， 故人们常误认为“ 故人们常误认为“叶”（实 际上是叶状枝）上开花。 际上是叶状枝）上开花。 天门冬的叶腋内也产生叶状 竹节蓼的叶状枝极显著， 枝。竹节蓼的叶状枝极显著， 叶小或全缺。 叶小或全缺。
茎刺和皮刺
A.茎刺；B.皮刺 1.维管组织
二、茎的变态 （Metamorphism of stem）
• 2、茎卷须 （Stem tendril） 、 ）
• 许多攀缘植物的茎细长，不能直立，变成 许多攀缘植物的茎细长，不能直立， 卷须，称为茎卷须或枝卷须。 卷须，称为茎卷须或枝卷须。 • 茎卷须的位置或与花枝的位置相当（如葡 茎卷须的位置或与花枝的位置相当（ ），或生于叶腋 如南瓜、黄瓜）， 或生于叶腋（ ），与 萄），或生于叶腋（如南瓜、黄瓜），与 叶卷须不同
植物地理学实验报告——植物营养器官的形态观察
实验报告课程名称植物地理学实验项目名称班级与班级代码实验室名称专业任课教师学号姓名实验日期姓名实验报告成绩评语：指导教师（签名）年月日说明：指导教师评分后，实验报告交院（系）办公室保存一、实验目的（1）通过本实验学会使用科学的语言对植物的形态特征进行描述；（2）了解根的基本形态和根系的类型；（3）了解茎的基本形态；掌握叶的形态特征及相关术语；（4）了解根、茎、叶各种变态器官的形态特征；（5）了解根和茎的主要区别。
二、实验内容（1）植物根和根系的形态观察（2）植物茎的形态观察（3）叶的形态观察（4）植物营养器官的变态三、实验设备植物根、茎、叶的标本；放大镜或体视显微镜、解剖针、镊子、刀片；染色液四、实验步骤根据根、茎、叶的形态类型特征，观察所给的植物标本，按次序先从根的形态开始观察，然后观察茎和叶的形态。
将观察结果详细记录。
五、实验结果与分析1）绘根、茎、叶横切面一部分的简图，示植物组织器官结构。
玉米根玉米茎玉米叶2）观察10种植物叶片，完成下列表格内容六、结论与问题1.叶序：叶在茎上的排列次序称为叶序，叶序可分为互生、对生、轮生、簇生和基生等。
在叶序中，对生和轮生易混淆，植物的叶序在观察过程中不仅需要观察整株植物，还必须近距离的仔细观察2.单叶和复叶：凡是一个叶柄上生一个叶片称单叶;在一个总叶柄上，生有两个或多个小叶的称为复叶。
单叶和复叶一般可以根据芽的着生情况判断，复叶的形态有三出复叶、掌状复叶和羽状复叶等3.叶片的形态:有卵形、椭圆形、长圆形、圆形、倒卵形、批针形、倒披针形、线性等。
叶形主要根据叶片长和宽的比例和最宽处来确定4.叶尖和叶基共同决定了叶子的形状，但这两者没有必然联系，如叶尖是渐尖形，叶基可能是平截形、圆钝形等5.叶缘的形态：有全缘、波状、锯齿、牙齿、重锯齿、钝锯齿。
在家庭常见植物中，叶缘多为全缘6.叶脉的形态：有羽状叶脉、掌状叶脉、直出平行脉、横出平行脉、射出平行脉、弧形脉、叉状脉等。
植物营养器官的变态
菟丝子寄生根
二、茎的变态
• 茎的变态可以分为地上茎和地下茎两种类 型。
块茎
根状茎
地下茎变态 鳞茎
茎
球茎
的
变
茎刺
态
茎卷 须
地上茎的变态 叶状茎 小鳞茎
小块茎
地上茎的变态
• 地上茎由于和叶有密切的关系，因此，有 时也称为地上枝。它的变态主要有五种。
• 1、茎刺 • 茎转变为刺，称为茎刺或枝刺。 • 山楂、酸橙的单刺，皂荚的分枝的刺。 • 茎刺有时分枝生叶，它的位置又常在叶腋，
颜色的。
总苞：聚生在花序外围的数枚苞叶。
玉 米 的 总 苞 （ 苞 叶 ）
一品红苞叶
• ㈡鳞叶：叶的功能特化或退化呈鳞片状的 贮藏或保护组织。
• 芽鳞Байду номын сангаас木本植物的鳞芽外的鳞片叶
肉质鳞叶：洋葱、百合 膜质鳞叶：洋葱、大蒜、球茎上、根状茎上
• ㈢叶卷须 由叶的一部分变成卷须状。有 攀缘的作用。
豌豆叶卷须
肉质直根——萝卜
肉质直根——胡萝卜
肉质直根——甜菜
贮藏根
• 2、块根 • 由不定根或侧根发育而成，
因此，在一株上可形成多个块根。 另外，它的组成不含下胚轴和茎 的部分，而是完全由根的部分构 成。甘薯、木薯、大丽花的块根 都属此类。
块根——甘薯
块根——豆薯
• ㈡气生根
气生根就是生长在地面以上空气中的根。常 见的有三种。
地下茎的变态
• 3、鳞茎 由许多肥厚的肉质鳞叶包围的
扁平或圆盘状的地下茎，称为鳞茎。百合、 洋葱、蒜等。
百合的鳞茎 本身呈圆盘状，称鳞茎盘（或鳞茎
座），四周具瓣状的肥厚鳞叶，鳞叶间具腋芽， 鳞叶每瓣分明，富含淀粉，为食用的部分。
10 植物营养器官的解剖结构
髓射线
维管束间的薄壁细胞，横切 面呈放射状，连接皮层和髓。
初生结构
原分 生组 织
初生 分生 组织
原表皮
基本分 生组织
表皮
皮层 初生韧皮部
原形成层
维管柱
髓射线 束中形成层
初生木质部
髓
双子叶植物茎中解剖构造
3 单子叶植物茎的初生结构
• 只具初生结构，初生结构包括表皮、基本组织、维管束。
子叶出土的幼苗
子叶留土的幼苗
二 根的发育
根的初生生长是指根的顶端分生组织经过分裂、 生长、分化形成成熟根的过程。
初生生长产生的各种组织属于初生组织，它们 构成了根的初生构造。
1 根尖的结构和发育
(一) 根尖的结构
• 根尖：从根的顶端到着 生有根毛的一段根，是 根中生命活动最旺盛、 最重要的部分。 可分为四部分： 根冠 分生区 伸长区 成熟区
（导管、管胞等）、韧皮部（筛管、伴胞等）组成维管 组织的轴向系统。
4.2 木栓形成层的发生和活动
• 中柱鞘细胞恢复分裂 能力，形成木栓形成 层。
• 木栓形成层进行平周 分裂，向外产生木栓 层，向内产生栓内层, 共同构成周皮。
• 根中最早形成的木栓形成层起源于中柱鞘，以后木 栓形成层的发生位置逐年内移，可深至次生韧皮部 的薄壁细胞。
• 次生木质部：加在初生木质部外方 • 次生韧皮部：加在初生韧皮部内方 • 次生木质部与次生韧皮部为内外相对排列 • 在根的次生结构中，次生木质部所占的比例远大于次生
韧皮部。 • 维管射线：次生韧皮部与次生木质部之间的维管形成层
产生一些薄壁细胞，呈放射状排列。木射线和韧皮射线。 • 维管射线组成根的维管组织内的径向系统。而木质部
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5、叶的变态
（1）叶卷须：野豌豆 （2）鳞叶：洋葱、大蒜 （3）叶刺：仙人掌 （4）托叶刺：刺槐 （5）苞叶：马蹄莲
五、实验作业
1、写出实验材料中营养器官的变态类型并归类。 2、用所学过的形态学术语描述4种植物的特征。
预习:花的形态结构及发育
吸盘：爬山虎 气生根：常春藤
3）匍匐茎：蛇莓
3、茎的变态
1）地上茎的变态： ① 茎刺：枣 ② 茎卷须：葡萄 ③ 叶状茎：文竹
2）地下茎的变态 根状茎：藕 块茎：马铃薯 鳞茎：洋葱 球茎：荸荠
（三）叶的形态观察
1、 单叶Leabharlann 1）叶形2） 叶尖3）叶基
4） 叶缘
5）叶裂
羽状叶裂：牻牛儿苗 掌状叶裂：鸡爪槭
四、实验内容
（一）根的形态观察
1、正常根的形态
直根系：有明显的主根，如蚕豆 须根系：无明显的主根，如小麦
2. 根的变态
a) 肉质直根：萝卜、胡萝卜 b) 块根：红薯
（二）茎的形态观察
1、 茎的质地 1）草质茎：蚕豆 2）木质茎：女贞
2、茎的生长习性/茎的类型 1）直立茎：小麦 2）攀缘茎：卷须：葡萄
一、 实验目的
1．了解种子植物根、茎、叶的各种常见形态 类型，为植物分类的学习奠定理论基础。
2．通过观察植物营养器官各变态类型的特点， 了解其生理功能和对环境的适应性。
二、实验用具
解剖镜、放大镜、解剖用具
三、实验材料
活体材料：蚕豆、小麦、萝卜、胡萝卜、红 薯、女贞、葡萄、爬山虎、常春藤、蛇莓、 枣、藕、马铃薯、荸荠、文竹、鸡爪槭、红 花酢浆草、柑橘、鸭脚木、楝树、美人蕉、 车前、棕榈、夹竹桃、银杏、香樟、洋葱、 大蒜、刺槐、野豌豆、仙人掌、马蹄莲
2、 复叶
1）三出复叶：红花酢浆草
2）掌状复叶：鸭脚木
3）羽状复叶：楝树
4）单身复叶：柑橘
3、叶脉
（1）平行脉： 侧出平行脉：美人蕉 弧状平行脉：车前 射出平行脉：棕榈
（2）网状脉： 羽状网脉：夹竹桃 掌状网脉：鸡爪槭 （3）叉状脉：银杏
4、叶序
1）互生：香樟 2）对生：女贞 3）轮生：夹竹桃 4）簇生：银杏