植物的茎
茎是指支撑叶及花、果等器官生长的植物地上部分.茎的形状是多种多样的.常见的有直立茎,这种茎主干及分枝明显,而且直立向上.但是,在自然界中,有许多种植物因为长期适应各种特殊的生活环境,茎的功能和形态发生了种种变化,改变了原来茎的形式或直立习性.比如牵牛花、菟丝子、扁豆等的茎,本身细长而不能直立,必须缠绕在其他的支持物或植物体上,这叫缠绕茎.草莓、蛇莓、甘薯,它们的茎是匐匍在地面上生长的,在茎的节上再长出叶和不定根,这种茎叫匐匍茎.还有一些茎,像根一样横生在地底下,这种茎就叫做根状茎,如芦苇、藕、草石蚕、姜及中药里有名的黄精、玉竹等植物的茎就是.
变态茎
茎的变态也是大自然中的奇迹之一.仙人掌的茎就是一种变态茎.它的茎干扁化成叶状,体表内侧的细胞内充满了叶绿体,完全可以起到叶子一样的功能,进行光合作用和蒸腾作用.常见的仙人掌有仙人球、仙人鞭、山影,等等,因为它们的祖先大多生长在干旱的环境里,在长期适应这种恶劣环境的过程中,它们的植物体演变成肥厚多汁的肉质茎,而叶子却退化成针状.在仙人掌生长得较多的墨西哥,有一种名叫强刺球形仙人掌,寿命可以达到五百年以上,直径 2~3 米,茎可长成重至数千斤的巨球.另一种高大柱形的仙人掌,茎高十余米,虽无常见的绿叶,但那玉柱般的身躯平地拔起,堪称壮观.变态茎的另一些突出的例子是假叶树、竹节蓼、昙花等的叶状茎及土豆和天麻、荸荠和慈菇、洋葱与大蒜、百合等的块茎、球茎和鳞茎.叶状茎,茎变为叶状并可代替叶进行光合作用;而块茎、球茎或鳞茎却变成了块状或者球状,或者鳞片状埋在地下成了贮藏器官,骤看起来,真有点面目全非,一般都不以为那原来是植物的茎,反而往往错把它们当成植物的根.
植物茎的作用
毒鱼高等植物而言,茎主要有两个作用.一个是物质的运输,另一个则是提供支撑.
物质在茎内的运输,基本上沿两条渠道进行.一条是由根把吸进来的水和溶在水里的无机盐,经导管运输到叶、花、果;另一条是由叶把制造出来的有机物质,经筛管送到根等其他器官.
韧皮部里的筛管,是运输有机物质的主要场所.筛管也由很多细胞连接而成.不过,在筛管细胞的连接处,细胞壁未完全打通,而由一层像米筛一样有很多细孔的“筛板”隔着.另外,筛管细胞是活细胞,这与死的导管细胞也是一个明显的区别.
水在导管中运输的速度,最快的每小时约 45 米,慢的也可以达到每小时5 米.在一般草本植物里,由于植株矮小,溶在水中的无机盐被吸入根部以后,大约经过 10~20 分钟就可以达到叶.而由叶片制造出来的有机物质,在筛管里运行的速度就慢得多,每小时大约为 0.7~1.7 米.一般农作物,有机物质由叶运到根,大约需要 30~60 分钟.
这里所说的运输系统是指绿色开花植物而言.至于那些低等的、构造简单的藻类、菌类,有的只由一个或几个细胞组成,它们很容易从所处的环境中直接获得水分和养料,这样就不需要什么专门的运输机构了.
植物的茎有以下七种类型:(1)直立茎
茎干垂直地面向上直立生长的称直立茎。大多数植物的茎是直立茎,在具有直立茎的植物中,可以是草质茎,也可以是木质茎,如向日葵就是草质直立茎,而榆树则是木质直立茎。
(2)缠绕茎
这种茎细长而柔软,不能直立,必须依靠其他物体才能向上生长,但它不具有特殊的攀援结构,而是以茎的本身缠绕于它物上。缠绕茎的缠绕方向在每一种植物中是固定的,有些是向左旋转(即反时针方向)如牵牛、茑萝;有些是向右旋转(即顺时针方向)如金银花;也有些植物的缠绕方向可左可右,如何首乌。
(3)攀援茎
这种茎细长柔软,不能直立,唯有依赖其他物体作为支柱,以特有的结构攀援其上才能生长。根据攀援结构的不同,可分为以卷须攀援的,如丝瓜、葡萄;以气生根攀援的,如常春藤;以叶柄的卷曲攀援的,如威灵仙;以钩刺攀援的,如猪殃殃;还有以吸盘攀援的,如爬山虎等几种情况。在少数植物中,茎即能缠绕,又具有攀援结构,如葎草。它的茎本身能向右缠绕于它物上,同时在茎上也生有能攀援的钩刺,帮助柔软的茎向上生长。
有缠绕茎和攀援茎的植物统称藤本植物。热带亚热带森林里藤本植物特别茂盛,形成森林内的特有景观。
(4)斜升茎
茎的质地、粗细不一,可为草本,亦可木本,植株幼时茎不完全呈直立状态,而是偏斜而上,但决不横卧地面,随植株生长而茎的上部逐渐变直立,故长成后植株下部呈弧曲状,上部呈直立状,如草本植物的酢浆草,木本植物的山黄麻等
(5)斜倚茎
茎通常为草质,基部斜倚地面,但不完全卧倒,上部有向上生长的倾向,但决不直立,整个植株呈现近地面生长向四周扩展的状态。这种类型的植物,在生长密集的情况下,可发育为斜升茎状态。在植物生长较稀疏时,则植株斜倚于地表。如扁蓄、马齿苋等。
(6)平卧茎
茎通常草质而细长,在近地表的基部即分枝,平卧地面向四周蔓延生长,但节间不甚发达,节上通常不长不定根,故植株蔓延的距离不大,如地锦、蒺藜等。
(7)匍匐茎
茎细长柔弱,平卧地面,蔓延生长,一般节间较长,节上能生不定根,这类茎称匍匐茎,如蛇莓、番薯、狗牙根等。有少数植物,在同一植株上直立茎和匍匐茎两者兼有,如虎耳草、剪刀股。在这种植物体上,通常主茎是直立茎,向上生长,而由主茎上的侧芽发育成的侧枝,就发育为匍匐茎。有些植物的茎本身就介于平卧和直立之间,植株矮小时,呈直立状态,植株长高大不能直立则呈斜升甚至平卧,如酢浆草。
茎是植物体中轴部分。呈直立或匍匐状态,茎上生有分枝,分枝顶端具有分生细胞,进行顶端生长。茎一般分化成短的节和长的节间两部分。茎具有输导营养物质和水分以及支持叶、花和果实在一定空间的作用。有的茎还具有光合作用、贮藏营养物质和繁殖的功能。
植物的茎一般生在地上,但多年生植物常在土层中形成变态的地下茎,以渡过不良的生长季节。变态的地下茎与根有许多相似之处,但由于仍具茎的特征(有节和节间),其上的叶一般退化成鳞叶,脱落后留有叶痕,叶腋内有腋芽。因此很容易和根区别开。为了适应不同的功能,有些植物的茎在形态结构上发生有一些可以遗传下去的变化,这就是茎的变态。比如荷花、百合、风信子、唐菖蒲、菖蒲等。其中荷花和菖蒲为水生植物,地下茎膨大横生于泥土中,荷花的地下茎又叫做藕,有很多孔洞。百合、风信子、唐菖蒲为球根花卉,百合和风信子为鳞茎,唐菖蒲为球茎,都是品种繁多,花色丰富的植物。一些植物的茎生长在地下,形成地下茎。下茎生在地下,也有节和芽,但在形态、结构上有很大变化,属变态茎。植物生长在地下的变态茎的总称。有节和节间之分,节上常有退化的鳞叶,鳞叶的叶腋内有腋芽,以此与根相区别。地下茎可以分为以下几类:
1、根状茎:匍匐生长于土壤中、形态变成根状的地下茎。根状茎贮藏有丰富的营养物质,如莲、竹、芦苇的地下茎。
2、块茎:短缩肥大的地下茎。顶端有顶芽,侧部有螺旋状排列的侧芽,相当于腋芽的主芽和副芽,如马铃薯的地下茎。
3、球茎:肥大、短而扁圆的地下茎。顶端有粗壮的顶芽,有明显的节和节间,节上有干的鳞片叶和腋芽,下部有多数不定根,如荸荠、芋头的地下茎。
4、鳞茎:由多数肉质鳞片叶包裹着短缩茎而成的球形地下茎。外面常常包有膜质鳞片叶,里面有肥厚的肉质鳞片叶,其中贮藏着丰富的营养物质,鳞片叶生在短缩的鳞茎盘上,鳞茎盘的下部生有多数不定根,如蒜、洋葱的地下茎。
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