营养器官的变态

实验三十六 营养器官的变态

　

　　根、茎、叶的形态结构和生理功能，都是指大多数状态而言。但有些植物的营养器官在形态、结构和生理功能等方面发生了非常大的变化，这种变化叫变态。由于植物体在某些条件的影响下，这些器官改变自己的机能，获得另外的机能，引起与之相适应的形态结构的变化。在长期的发展过程中，这些变态特性变得很稳定，一代一代遗传下来，适应外界的环境条件。

　　（一）根的变态

　　1．肥大的直根系萝卜、胡萝卜（Daucus carota）、甜菜（Beta vulgaris）等有特别发达的主根。其中主要为薄壁组织细胞，在薄壁组织细胞内贮藏大量的养料，供越冬后来年生长、开花、结实之用。主根上部还有胚轴和节间很短的茎；来年在茎上延长，形成叶和花序。

　　（1）观察萝卜、胡萝卜、甜菜的根，分辨出根，胚轴和茎三部分。

　　（2）观察萝卜根的永久制片。先用肉眼直接区分皮层、木质部和韧皮部三部分。再在显微镜下观察皮层、初生韧皮部、次生韧皮部、形成层、次生木质部和初生木质部。萝卜的次生木质部占优势，食用部分主要是这部分。木质部中的导管比一般植物根中导管少，而大部分是木薄壁细胞（图36-1），它们起了贮藏作用。这些木质部和韧皮部主要由形成层产生。

　　（3）观察胡萝卜根的横切面永久制片。首先用眼直接观察，区分出皮层、木质部和韧皮部。再用显微镜观察，区分出皮层、初生韧皮部、次生韧皮部、初生木质部、次生木质部和形成层。胡萝卜根的木质部较少，而次生韧皮部多，食用的部分主要是韧皮部（图36-2）。

　

　　（4）观察甜菜根的横切面永久制片，甜菜根的加粗与萝卜、胡萝卜不同。当形成层活动产生了次生结构以后，中柱鞘部位的薄壁细胞又形成了新的分生组织，在韧皮部外又形成新的木质部和新的韧皮部，这样重复不断产生新的木质部和韧皮部。

　　用新鲜的甜菜做徒手切片（横切），在低倍物镜下区分出周皮和生长层。再观察横切面永久制片，区分出次生木质部、次生韧皮部、形成层及贮藏薄壁组织。

　　2．块根 主要由侧根或不定根膨大形成，与萝卜、胡萝卜、甜菜根生长方式不同。在未膨大以前与一般吸收根相同。膨大成为块根以后，皮层很少，并在表皮下形成木栓组织，块根的形成除了形成层的活动外，主要是由于次生形成层活动，形成大量薄壁组织，这些次生形成层首先在每个原生木质部周围产生，其次在后生木质部导管周围及次生木质部内侧产生，再次是在与维管束无关的薄壁细胞中产生，主要是增加细胞的数目。

　　观察一株甘薯（Ipomoea batatas）的根，一株上有大小不等的若干块根，同时也能见到尚未膨大的根。

　观察甘薯根的横切面永久制片，了解周皮、韧皮部、木质部、形成层和异常形成层。

　　（二）茎的变态

　　茎和根、叶一样，长期受周围环境的影响，产生了变异。变态的茎不论怎样的改变，但总有茎的固有的特征，即有节和节间之分。在节上有退化呈鳞片状的叶子，或是叶子脱落后留有叶痕，在叶腋还有叶芽，以这些特征可与根相区别。变态茎有多种形态，有的变态茎与营养物质的贮藏和水分的贮藏相适应，有的与植物繁殖相适应，有的起保护作用，有的与固着攀缘有关。

　　1．块茎 马铃薯的薯块是地下块茎，贮藏大量淀粉，长期以来都用薯块进行繁殖，它既是贮藏器官，又是繁殖器官。取一个马铃薯块茎进行观察，顶部有顶芽，周围有很多下凹的芽眼，呈螺旋状排列，除顶芽外，每一芽眼下方有叶迹，如果将马铃薯块茎做徒手横切片，由外向内可见到周皮、皮层、外韧皮部、木质部、内韧皮部及中央的髓（图36-3）。

　　2．鳞茎 洋葱、蒜（Allium sativum）、百合等植物为鳞状茎。洋葱的圆球状茎上生有许多肉质多汁的膜状鳞片，包围其顶芽，叶腋处生有腋芽。蒜的鳞茎由膜状鳞叶和肉质的肥大腋芽（大蒜瓣）构成，鳞茎含多个小鳞茎，在中央有花梗（即蒜苔，可食）。

　　

　　3．球茎 为短而肥大的地下茎，具有明显的节和节间，在节上生有鳞片状的叶子及腋芽。球茎主要行营养物质的贮藏或繁殖，如慈菇、荸荠（Eleocharis dulcis）、芋（Colocasia escu-lenta）等（图36-4，C）。还有一种是地上球茎，如苤蓝（Brassica caulorapa），茎缩短为球状，节间很短，茎内也贮藏大量营养物质（图36-4，A）。

　　4．根状茎有些植物的茎在地下横向生长，它们有明显的节和节间，节上生有变态的膜状叶和腋芽，腋芽向上可发育成枝，节处长不定根，如淡竹（Phyllostachys glauca）、玉竹（Poly-gonatum odoratum）、莲（Nelumbo nucifera)、白茅（Im-perata cylindrica var.major）等植物的根状茎（图36-4，D、F）。

　　5．卷须茎 葡萄茎上的卷须是顶芽的变态，而腋芽发育成新的枝条。南瓜等植物的卷须也是茎的变态。

　　6．枝刺 有一些植物的茎变为刺状，如山楂（Crataeguspinnatifida)、梨的枝刺，它们发生的位置在叶腋内，皂荚（Gleditsia sinensis）的枝刺具有分枝，有的枝刺上长有叶。

　　

　　7．扁化茎 这类植物的枝条扁化，呈叶片状或片状，绿色，行光合作用，而这些植物的正常叶退化。如竹节蓼（Homalo-cladium platycladium）的扁化茎，在其上可明显地分辨出节和节间，在节上并生有芽。假叶树（Ruscus aculeatus）的变态茎为叶片状 实为茎的分枝，在叶腋处生有花芽（图36-4，E）。

　　8．肉质茎如仙人掌（Opuntia dillenii）一类肉质植物叶退化为刺，而茎肉质行光合作用。它们的形态多种多样，茎多汁，适应干旱少雨的环境（图36-4，B）。

　　（三）叶的变态

　　1．苞叶 生长在花下面的一种特殊叶，具有保护花和果实的作用，如向日葵头状花序周围的总苞，呈绿色叶状结构；玉米雌花序外面的苞叶也是叶的变态，具有多层苞叶，紧紧包围雌花序（图36-5，A）。

　　2．叶卷须 有些植物的叶变为卷须，以适应攀缘在其它物体上。这些植物的茎往往细弱，支持力量差，不能直立。如豌豆的羽状复叶先端的几个小叶变为卷须（图36-5 C）。

　　3．刺状叶 洋槐、酸枣的托叶变为刺（图36-5，H）；仙人掌的刺和细叶小檗（Berberns poiretii）的刺都是叶的变态。

　　4．鳞状叶 植物的芽鳞是变态的叶，无论是花芽或是叶芽，都有许多芽鳞，包围着芽的生长锥，对芽起了保护作用。这些芽鳞为片状，是叶的变态，当鳞片脱落时，留有芽鳞痕。丁香、柳树、杨树的冬芽有许多芽鳞（图36-5,B）。有些植物根状茎的节上，有退化的膜状结构的叶片，如荸荠、慈姑、芋等。

　　5．叶状柄 金合欢属（Acacia）植物的叶柄变为叶状，而其小叶退化。在幼苗上初生的小叶是复叶，而后生的叶柄变扁，仍具有少数羽状复叶的小叶，最后生出的叶没有小叶，只剩下扁的叶柄。（图36-5，G）。

　　6．食虫叶 有些植物的叶变态能捕食昆虫，在捕食叶上具有腺毛，这些腺毛分泌消化液和粘液，当捕捉昆虫后，由腺毛分泌消化液，把昆虫消化。如猪笼草（Nepenthes mirabilis）的捕虫叶呈瓶状（图36-5，E），狸藻（Utricularia vulgaris）的捕虫时为囊状（图36-5，F），茅膏菜（Drosera peltata var．lunata）的捕虫叶呈盘状。