第七章营养器官之间的联系及其变态(精)
第七章营养器官的相互联系及其变态
• （二）气生根：生长在地面以上空气中 的根。 • 1.支柱根：玉米从茎节上生出不定根伸入 土中，成为支持植物体的根；榕树的树 干上，也可产生许多不定根，故有“一 树成林”的美称。 • 2. 攀援根：一些腾本植物，如凌霄、常 春藤的茎细长柔弱。不能直立，从茎的 一侧，产生许多不定根，易固着在山石、 墙壁表面攀援上升。 • 3. 呼吸根：红树、水松等生在海岸和沼 泽，产生支根，适宜输送和贮藏空气。
（二） 鳞叶：叶的功能特化或退化成鳞片状称为 鳞叶。鳞叶的存在有两种情况：①木本植物鳞芽 外的鳞叶，常呈褐色，具茸毛或黏液，有保护芽 的作用，也称芽鳞。②地下茎上的鳞叶，有肉质 和膜质两种。肉质鳞叶出现在鳞茎上，鳞叶肥厚 多汁，富含养分，有的可食用，如洋葱、百合的 鳞叶。洋葱除肉质鳞叶外，还有膜质鳞叶包被。 膜质鳞叶如球茎（荸荠、慈姑）、根茎（藕、竹 鞭）上的鳞叶，呈褐色干膜质，是退化的叶。
下胚轴（过渡区）
茎
根
根茎过渡区
㈡枝与叶之间维管 束的联系
主茎与枝的联系是 通过枝迹，在茎中， 木质部在内、韧皮 部在外；在枝中， 木质部在上、韧皮 部在下。茎与叶结 构上的联系是通过 叶迹。
总之，根、茎、叶 各营养器官的维管 系统是互相贯通的， 保证了矿质和有机 物的输导。
二 营养器官之间主要生理功能的相互联系
• 植物的各种器官中，叶的形态结构最易随生态环境 的不同而发生变异，光照强度和有效水分对叶片的 解剖结构有明显的影响。通常将植物的叶分为旱生 和水生、阳地和阴地等不同生态类型的叶，其内部 结构为适应不同环境也有明显的差异。 • 植物营养器官的变态是植物长期适应某种特殊环境 条件而产生的，也是自然界环境对植物选择的一个 结果。植物的根、茎、叶如果在形态结构和生理功 能上发生了显著的变异，经历若干世代以后，这种 变异成为该物种的正常遗传特性，这种现象称为变 态，该器官称变态器官。根据变态器官的来源和生 理功能是否相同，将营养器官分为同功器官和同源 器官。
植物学第七章 营养器官之间的相互联系和相互影响 论述题
第七章营养器官之间的相互联系和相互影响1基本概念(1)过渡区：根与茎维管组织发生转变的区域称为过渡区。
(2)叶迹：进入叶的维管束，从茎中分枝起穿过皮层到叶柄基部止，这一段维管束称为叶迹。
(3)叶隙：在叶迹上方，留下空隙，由薄壁组织填充,这个区域称为叶隙。
(4)枝迹：茎维管束的分枝，通过皮层进入枝的这段维管束，称为枝迹。
(5)枝隙：枝迹伸出后，在它的上方留下空隙，由薄壁组织填充的区域。
(6)主动吸水：是由于根系的代谢活动引起的植物吸水现象。
(7)根压：靠根系的生理活动吸水并使液流由根部上升的压力称为根压。
(8)吐水：完整的植物在土壊水分充足、土温较高、空气湿度大的早晨，从叶尖或叶边缘排水孔吐出水珠的现象・(9)伤流：从受伤或折断的植物组织溢出液体的现象称为伤流。
(10)被动吸水：由于枝叶的蒸腾作用引起的根系吸水称为被动吸水。
(11)蒸腾作用：是植物体内的水分以气态方式从植物的表面向外界散失的过程。
(12)源：制造、输出有机物的部位或器官。
(13)库：消耗或贮藏有机物的器官。
(14)根冠比：某时期内植物地下部分与地上部分的干重或鲜重的比值。
(15)顶端优势：植物的顶芽长出主茎，侧芽长出分枝，通常主茎顶芽生长很快，而侧枝和侧芽生长很慢，这种主茎的顶芽生长占优势而抑制侧芽生长的现象称为顶端优势。
(16)同功器官：外形相似、功能相同，但形态学上来源不同的变态器官，称为同功器宫。
例如茎剌、叶剌和皮刺。
(17)同源器官：外形与功能郁有差别，而形态学上来源却相同的营养器官,称为同源器官。
例如茎刺、茎卷须和根状茎。
2根、茎、叶中的维管束是如何联系在一起的？解：种子植物的营养器官虽髙度分工，但又密切联系，不仅根、茎、叶的皮组织系统、基本组织系统是相互联系的，而且它们的维管组织系统也是互相联系的。
根和茎的维管束，通过根、茎过渡区的转变，由根中的辐射维管束转变为茎中的并生外韧维管束，使根和茎中的维管束联系起来。
茎和枝条以及叶中的维管束通过茎中形成的维管束分枝，形成枝迹和叶迹，从而使茎和枝条、叶片相连。
营养器官之间的联系及其变态
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(一)枝叶系统与根系的相关性
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根深叶茂、本固枝荣
“根深叶茂，本固枝荣”，这句话反映了植物地 下部分和地上部分存在着生长的相关性。
根的主要功能是吸收水分和溶解于水中的矿物质 供地上枝叶生长所需，而叶的主要功能是进行光 合作用，合成有机营养物质，供给植物体各部分 (包括根)的生长所需。因此，根系发达，吸收作 用就强，对地上部分的供应就充足，枝叶就能生 长旺盛。同时，枝叶的茂盛，合成的有机营养物 质就多，又促进了根系的发展。
(一)根与茎的联系
过渡区: 根和茎维管组织发生联系的区域，
在下胚轴的一定部位。
木质部和韧皮部的排列方式由根的相间排 列转变为茎的内外排列。转变过程是通过 根的初生木质部的分叉、转位和汇合几个 步骤完成的。
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过渡模式
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过渡过程
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三、营养器官生长的相关性 (二)茎与分枝及叶的联系
② 胡萝卜的贮藏组织主要为次生韧皮部。
③ 甜菜的贮藏组织主要为三生结构。三生结构最 初由中柱鞘发生的副形成层所产生，以后在三生 韧皮部外侧的薄壁细胞中又产生新的副形成层， 如此反复进行，不断由新的副形成层产生的新的 三生结构，在横切面上副形成层通常可达8至12圈。
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萝卜
胡萝卜
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(二)气生根 (1)支持根
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玉米
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(2)攀缘根
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常春藤
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(3)呼吸根
榕树
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红树
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植物学8.0营养器官
茎 卷 须
第三节 营养器官的变态
2.匍匐茎(stolon)：茎细长，匍匐地面，节 上生根、长芽。
第三节 营养器官的变态
3.茎刺(stem thorn)：又称为枝刺，位于叶腋， 由腋芽发育而来，可分支，不易剥落，如皂荚、枸 桔等。蔷薇、月季等茎上刺，称为皮刺。
茎刺和皮刺
第三节 营养器官的变态
块
根
甘 薯 的 异 常 生 长
甘薯的异常生长
第三节 营养器官的变态
(二)气生根：生长在空 气中的根均称为气生根。 1.支持根 2.攀缘根 3.呼吸根(呼吸根组织疏 松，适宜于输送和贮存空 气)。 4.兰科植物的气生根(从 潮湿空气中吸收水分或雨水 而贮藏起来)。
支持根
板 状 根
攀缘根
攀缘根
同功变态——同源变态
第三节 营养器官的变态
胡萝卜的肉质直根，木质部所占比例较少，大部 分由次生韧皮部组成。韧皮薄壁组织非常发达，贮 藏大量的营养物质。
胡萝卜根的横切
第三节 营养器官的变态
菾菜根除次生结构之外，由副形成层所产生的三 生结构。先从中柱鞘衍生出额外形成层，形成若干 三生维管束。以后再由三生韧皮部的外层薄壁组织 产生新的额外形成层。 如此重复，可以达到8-12层。
叶卷须
第三节 营养器官的变态
4.叶刺(leaf thorn)：叶或叶的一部分变为刺状， 通常对植物体起到保护作用，如刺槐的托叶刺，小 檗的叶刺、仙人掌的叶刺等。
叶刺
第三节 营养器官的变态
5.捕虫叶(leaf insectivorous apparatus)：叶 变为捕食小虫的变态叶，具有捕虫叶的植物称为食 虫植物或肉食植物，如猪笼草、茅膏菜。
第三节 营养器官的变态
第七章营养器官之间的联系及其形态
• 三、叶的变态 • 苞叶（苞片）：苞片是萼片外方的变态叶，有保护作用， 与花和花序有关，如叶子花，一品红等，非常多见。 • 鳞叶：鳞芽外具保护作用的芽鳞或鳞片；根状茎（如竹、 藕）、球茎（荸荠）、块茎（马铃薯）等变态茎上退化的 叶--鳞叶或鳞片；百合、洋葱的鳞茎上肉质具贮藏组织的 鳞叶，食用部分主要为鳞叶部分。 • 3.叶刺：叶变态成，生于节上、枝或腋芽的下部，如刺槐、 三颗针、仙人掌、刺葵、省藤等。 • 4.叶卷须：常常是叶片或托叶变态而成，如豌豆、炮仗花， 具有攀援作用。 • 5.叶状柄：叶片退化，叶柄扁化、叶片状，行光合作用， 与耐旱有关，台湾相思、大叶相思、绒毛相思等。 • 6.捕虫叶：叶子变态为捕捉昆虫的器官，如猪笼草、茅膏 菜等。
第四节、营养器官之间的相互联系 • 在种子植物的营养器官中都有维管组织的分布， 从根到茎，从茎直达叶片的先端，连成一个统一 的整体，使根、茎、叶在内部构成上相互联系、 相互影响。 • 一、根、茎、叶之间维管组织的联系 • （一）根与茎维管组织的联系 根和茎中的各种组 织都是彼此相连的。只有在初生维管组织中，根 与茎的排列不同。根的维管组织的初生结构为间 隔排列和外始式木质部；而在茎维管组织的初生 结构为外韧维管束的环状排列和内始式木质部。 所以，在根与茎的交界处，维管组织必须从一种 形式逐步转变为另一种形式。发生转变所在的部 位称为过渡区，一般是在下胚轴的一定部位。图 3-28 叶迹、叶隙、枝迹及枝隙的图解
• （三）营养器官的生长相关性 植物体各器官之间，在生 长过程中存在着互相促进或互相抑制的关系，称为生长相 关性。
• 1．地下部分与地上部分的生长相关性 “本固枝荣、根深 叶茂”，这句话反映了植物地上部分与地下部分存在的生 长相关性。植物地上部分把光合产物和生理活性物质输送 到根部去利用，而根系从土壤中吸收的水分、矿质和氮素 及其合成的氨基酸等重要物质，又往上部输送，供给地上 部分的需要。 • 植物根系与枝叶之间生理上的密切相关，必然导致二者在 生长上出现一定的比例关系。这种比例关系称为根冠比率。 控制光照、水分、温度、矿质营养等条件，可以改变作物 的根冠比率，使之适合农业生产的需要。 • 2．顶芽和侧芽的生长相关性 一棵植物上的芽往往很多， 但并不是每个芽都发育，一般仅有顶芽和少数离顶端近的 腋芽发育，其他芽处于休眠状态。如果顶芽被摘除或受伤， 腋芽就迅速萌动生长而形成侧枝。这种顶芽生长对侧芽生 长的抑制作用，通常称为顶端优势。 • 顶芽和侧芽的生长相关性，一般认为这是受植物体内生长 素浓度的影响。顶芽生长需要的浓度较高，而侧芽生长所 需要的浓度较低。当顶芽活跃生长时，产生大量的生长素， 这个浓度适合顶芽本身生长的需要，但大量的生长素向下 传导时，对侧芽的生长活动就起抑制作用。
7.营养器官间的相互关系
变态： 变态：植物的器官在长期进化过程中由于功能的 改变其形态和结构所发生的变化称变态。 改变其形态和结构所发生的变化称变态。 根、茎、叶的变态
营养器官变态，就来源和功能而言可分成同源器官 营养器官变态，就来源和功能而言可分成同源器官和 同源器官和 同功器官。 同功器官。 同源器官： 同源器官：相同器官，执行不同的生理功能，以适 应不同的外界环境，导致功能不同，形 态各异。如：叶刺、鳞叶、捕虫叶、叶 卷须等。 同功器官： 同功器官：不同器官执行相同功能，导致功能的相 同，形态相似。如: 同，形态相似。如:茎卷须、叶卷须。
二、茎和根维管组织的联系
根和茎维管组织初生结构不同，维管组织相互沟 通的区域称根茎过渡区。维管组织的过渡发生在胚 轴，胚轴分上胚轴和下胚轴两部分，不同植物根茎 过渡发生在胚轴的位置不同。
三、营养器官在植物生长中的相互影响
(一)、地下部分与地上部分的相互关系 根深叶茂 (二)、顶芽与腋芽的相互关系 顶芽生长优势抑制侧芽活动
一、茎和叶维管组织的联系
叶迹：茎中维管组织通过皮层伸入叶柄，在皮层的这段维管组织。 叶隙：茎中维管组织伸入皮层，原来维管组织位置被薄壁细胞充
填，这部分薄壁细胞称叶隙。
枝迹：茎中维管组织通过皮层Fra bibliotek入枝中，在皮层的这段维管组织。 枝隙：茎中维管组织伸入皮层，原来维管组织位置被薄壁细胞充填，
这部分薄壁细胞称枝隙。
7.第七章营养器官之间关系
顶芽与分枝的相关性
顶芽对腋芽、主根对侧根有抑制作用，也反映 了器官的生长相关性。顶芽发育得好，主干就 长得快，而腋芽却受到抑制，不能发育成新枝 或发育得较慢。如果去掉顶芽，便可促使腋芽 开放，发育为新枝。这种顶芽生长占优势、抑 制腋芽生长的现象，称为顶端优势。顶端优势 的存在实质上是生长素对腋芽生长活动的抑制 作用。主根对侧根也有类似的顶端优势。
束韧皮部的一部分合并，重新形成两束韧皮部。根
中两束木质部不分裂，只转向180°，分别排列在
韧皮部的内方，形成两束外韧维管束。如苜蓿。
类型D 由根中四束间生维管束转变成幼茎中二 束外韧维管束。在过渡区，根中的四束木质部 中只有两束相对的木质部分成叉，并转向180°。
另外两束相对的木质部不分叉，只转向180°。
过渡区类型
类型A 是由根中四束间生维管束转变成幼茎中四 束维管束。在过渡区，根中的四束木质部均分成 二叉，并转向180°继而移向初生韧皮部内方，每 一分叉与相邻初生木质部的另一分叉汇合成束， 最后与韧皮部内侧相接，从而形成四个外韧并生 维管束，初生木质部的成熟方式也由外始式变为 内始式。至于根、茎的次生结构，因它们的次生 韧皮部和次生木质部排列一致，所以没有发生转 位的必要。 例如棉花的过渡区。
初生结构的特点与茎维管组织的初生结构明显不同。
所以，在根、茎的交界处，维管组织必须从一种形式 逐渐转变为另一种形式。发生转变所在的部位称为过 渡区，一般是在下胚轴的一定部位。
过渡区的结构非常复杂，各种植物又有不同的类型。
维管组织在植物根～茎间“过渡区”的转变
根与茎初生结构中维管组织的区别是根的初生木质部 、初生韧皮部相间排列、外始式发育木质部为星状中 柱类型；茎的初生木质部、初生韧皮部相向排列、内 始式发育木质部为真中柱类型。
营养器官相互关系及变态------植物学
根 茎 过 渡 区 图 解
• 根 、 茎 维 管 系 统 的 分 化 和 联 系
2. 茎与分枝及叶的联系
进入叶或侧枝的维管束，首先在茎中发生分 支。
茎内维管束发生分枝，在节处通过叶柄伸入 叶片，在叶片内反复分枝，形成叶脉。 叶腋处的腋芽，以后发育成侧枝，主茎的维 管束在节处分枝，伸入侧枝。茎和侧枝的维 管束也是连接在一起的。
• 植 物 营 养 器 官 联 系 模 式 图
一． 营养器官之间结构的联系
• 植物的营养器官在结构上的联系主要表现 在根和茎之间维管束的联系，茎和叶之间 维管束的联系等方面。
• 植物体内水分与矿物质的吸收、输导和蒸腾 • 植物体内有机物质的制造、运输、利用和贮藏
• 了解这些联系能更好地理解植物组织结构 和生理功能的整体性。
留下空隙，由薄壁组织填充，这个区
域称为枝隙。
叶 迹 、 叶 隙 、 枝 迹 、 枝 隙 图 解
二． 营养器官生长的相关性
植物生长中营养器官的相关性主要表现在
地上茎叶系统和地下根系生长的相关性；
顶芽生长和腋芽生长的相关性等方面。
了解营养器官生长中的相关性对于指导农、
林业生产有一定实际意义。
1. 地上部分与地下部分的相关性 植物地上部分和地下部分的相关 性主要表现在： “本固枝荣” “根深叶茂”
植物生长的相关性在农业上的应用
中耕松土，适时施肥；
整形、修枝、摘心；
第五节 同源器官与同功器官
同源器官和功器官
同源器官——指来源相同，形态结构和功能 不同的变态器官，称同源器官。如如叶卷须、 捕虫叶和叶刺等。
同功器官——指来源不同，但形态结构和功
能相似的变态器官，称同功器官。如叶卷须
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第七章营养器官之间的联系及其变态
【教学时数】2学时
【教学要求】
1．掌握根、茎转位过程。
2．掌握根吸收水分途径，有机物质吸收、运输途径。
3．掌握变态的概念。
各种变态的类型及代表植物。
4．掌握同源器官、同功器官概念。
【教学重点】
1．根吸收水分途径，有机物质吸收、运输途径。
2．根、茎转位过程。
3．变态类型。
【本章主要参考文献】
1．张宪省、贺学礼主编.《植物学》.北京：中国农业出版社.2003年8月第1版.
2．曹仪植主编.《植物分子生物学》.北京：高等教育出版社.2002年7月第1版.
3．周云龙主编.《植物生物学》.北京：高等教育出版社.2002年3月出版.
教学内容：
第一节根、茎、叶之间维管组织的联系
根与茎维管组织发生转变的部位称为过渡区。
过渡区通常在下胚轴中发生，一般较短。
过渡区的结构只有在初生结构中才能看得清楚。
叶迹：从茎的维管柱斜出穿过皮层到叶柄基部为止的这段维管束。
叶隙：叶迹从茎的维管束上分出后向外弯曲，在茎中维管束上的叶迹上方形成的由薄壁组织填充的空档。
同理：枝迹、枝隙。
第二节营养器官的生长相关性
生长相关性：植物体各器官在生长过程中，在生理功能上和形态结构上存在的相互促进和相互抑制的关系。
根条比率：植物根系和枝叶之间在生长过程中出现的一定比例关系。
收遗传特性和环境条件的共同控制。
顶端优势：顶芽生长占优势，抑制侧芽生长的现象。
实质是生长素对侧芽的抑制作用。
营养生长与生殖生长之间密切相关。
第三节营养器官的变态
营养器官的变态：植物营养器官由于长期适应环境条件，在形态、结构和功能上所发生的可以稳定遗传的变异。
在植物的个体发育中，变态的发生往往受到环境、激素、营养条件的影响。
一、根的变态
（一）贮藏根
生长在地下，肥大，富含薄壁组织，适于储藏大量营养物质，常具有三生结构。
1.肉质直根
•主要由主根发育而来，上部由下胚轴发育而成，无侧根；下部由主根发育而成，具有数列侧根。
•三生结构：有些部位的木薄壁细胞可以恢复分裂能力转变成副形成层，由副形成层活动产生的三生木质部和三生韧皮部共同构成三生结构。
•萝卜、胡萝卜、甜菜
2.块根
•由不定根或侧根经过增粗生长而形成的，在一株上可形成多个块根。
其形成不含下胚轴部分，外形不如肉质直根规则。
•马铃薯
（二）气生根
露出地面生长在空气中的根。
1．支持根
•从茎节上生出不定根伸入土中并继续产生侧根。
•玉米、高粱、甘蔗、榕树
2．攀缘根
•藤本植物茎的一侧产生的短的不定根，先端扁平常分泌黏液，可固着在其他物体表面攀缘上升。
•长春藤
3．呼吸根
•一些生长在沼泽或热带海滩地区的植物产生的垂直向上生长、伸出地面的根，具有发达的通气组织。
•红树
（三）寄生根（吸器）
•寄生植物伸入寄主体内吸收水份和营养物质的不定根。
•菟丝子、列当
二、茎的变态
（一）地下茎的变态
1．根状茎
•横生于地下，外形与根相似，具有顶芽、节和节间，节上生有不定根、退化的鳞叶和腋芽，腋芽可发育为地上枝。
繁殖器官、贮藏器官。
•竹、莲、姜
2．块茎
•节间缩短的变态茎。
•马铃薯，芽眼、芽眉
3．鳞茎
•节间极短的地下茎变态。
是单子叶植物常见的一种营养繁殖器官。
•洋葱（鳞叶）、大蒜（鳞茎）、百合（鳞茎）
4．球茎
•圆球形或扁圆球形的地下茎，节和节间明显。
•荸荠、慈姑（匍匐茎末端膨大）；唐菖蒲（主茎末端膨大）（二）地上茎的变态
1．茎卷须
•有些藤本植物部分腋芽或顶芽不发育成枝条，而形成卷曲的细丝，用以缠绕其它物体，使植物体得以攀缘生长。
•南瓜、黄瓜、葡萄
2．匍匐茎
•茎细长，匍匐地面而生，顶端生根出芽，可再形成一株独立的植物体。
•草莓、蛇莓
3．茎刺
•有些植物的部分芽（多为腋芽）可发育为刺。
•山楂、皂荚、石榴、柑橘
4．肉质茎
•扁圆形、柱形、球形，肥大多汁、常为绿色，不仅可以贮藏水和养分，还可以进行光合作用。
•莴苣、榨菜、多数仙人掌科植物。
5．叶状茎
•叶片多退化为鳞片状，茎为绿色扁平呈叶状，能进行光合作用，叶腋处可开花，是为识别特征。
•昙花、竹节蓼、假叶树、文竹
三、叶的变态
（一）苞片
•着生与花柄上、在花之下的变态叶，具有保护功能。
苞片多而聚生在花序外围称为总苞。
•棉花、向日葵
（二）鳞叶
•坚硬的芽鳞、洋葱的肉质鳞叶、荸荠的膜质鳞叶。
（三）叶卷须
•叶的一部分变为卷须状、适于攀缘生长。
•豌豆、西葫芦
（四）叶刺
•仙人掌、小檗的叶刺；刺槐、酸枣的托叶刺。
（蔷薇、月季，皮刺）（五）捕虫叶
•猪笼草、狸藻、茅膏菜。
•
第四节同功器官、同源器官及变态的调控（了解）
一、同功器官
来源不同、形态相似、功能相同的变态器官
二、同源器官
来源相同、形态不通、功能不同的变态器官
三、变态的调控
1.变态器官发生部位的特异性
2.变态器官发育时期的特异性
3.变态器官的发生受环境条件和激素的影响。