浙江大學(xué)2012植物學(xué)甲研究論文示范 02五種雙子葉草本植物莖的結(jié)構(gòu)比較(改好).doc

五種雙子葉草本植物莖的結(jié)構(gòu)比較陳加榮，管新華，潘杰，邱新敏，吳燕清（浙江大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 生物科學(xué)類0603，杭州 310058）摘要：比較了黃花蒿（Artemisia annua L. ）、番薯（Ipomoea batatas Lam.） 、苦苣菜（Sonchus oleraceus L.）、睡蓮（Nymphaea tetragona Georgi）、野莧菜（Amaranthus retroflexus L.）五種雙子葉草本植物莖結(jié)構(gòu)和生活習(xí)性的相同和不同之處。初步解釋了莖的結(jié)構(gòu)對(duì)于其生活環(huán)境的適應(yīng)性。關(guān)鍵詞：莖、草本、雙子葉、結(jié)構(gòu)Comparative Study on Stem Structure of Five herbal DicotyledonAbstract: This article compares the differences and the same places of the stems structures and the environments of five non-moncot herbaceous plants, and explains how the structure of the stems adapt to the environments.Key words: stem; herbal dicots; structure1研究?jī)?nèi)容通過(guò)對(duì)五種雙子葉草本植物莖的結(jié)構(gòu)比較，進(jìn)一步熟悉雙子葉草本植物莖的結(jié)構(gòu)，了解不同結(jié)構(gòu)與植物的生活習(xí)性的關(guān)系，了解植物結(jié)構(gòu)和生活環(huán)境上的差異，并初步揭示了環(huán)境對(duì)于植物的選擇作用。2材料及方法2.1材料：表格1 所采集的材料名稱（拉丁名）所屬科生活環(huán)境采集地點(diǎn)黃花蒿（Artemisia annua L. ）菊科在路旁、荒地、山坡、林緣等處都有分布浙江大學(xué)紫金港校區(qū)生命科學(xué)院附近番薯（Ipomoea batatas Lam.）旋花科田地種植浙江大學(xué)紫金港校區(qū)西南側(cè)苦苣菜（Sonchus oleraceus L.）菊科陰生或陽(yáng)生浙江大學(xué)紫金港校區(qū)北山睡蓮（Nymphaea tetragona Georgi）睡蓮科水生浙江大學(xué)紫金港校區(qū)生物實(shí)驗(yàn)樓后水塘邊野莧菜（Amaranthus retroflexus L.）莧科生于農(nóng)田、路邊或荒地。浙江大學(xué)紫金港校區(qū)西南側(cè)2.2方法：廣泛采集多種雙子葉草本植物，通過(guò)徒手切片比較，選出其中比較典型的五種植物進(jìn)行比較、研究。3結(jié)果分析31總體狀況比較1睡蓮（Nymphaea tetragona Georgi）（見(jiàn)圖1） 多年生水生花卉。根狀莖短粗，直立。葉漂浮水面，心臟形或?qū)挋E圓形，基部具深彎缺，上面亮綠，下面紫赤色?；▎紊∷妫ò甓鄶?shù)，呈白、粉、紅、黃等色，每日上午開(kāi)花，下午閉合，故名子午蓮，花期6一9月。 圖1 睡蓮原始狀態(tài)圖 圖2 睡蓮苦苣菜原始狀態(tài)圖2苦苣菜（Sonchus oleraceus Linn.）（見(jiàn)圖2）一年生或多年生草本，有乳汁；葉互生，有齒或分裂；頭狀花序同性，黃色，圓柱形至鐘形，為疏散的圓錐花序或傘房狀的圓錐花序；花全部舌狀，兩性，極多數(shù)，舌片有5裂齒；總苞片數(shù)列；瘦果卵形至圓柱形，壓扁，無(wú)喙；冠毛有細(xì)柔毛并雜以粗的直毛，白色。 圖3 番薯原始狀態(tài)圖 圖4野莧菜原始狀態(tài)圖3番薯（Ipomoea batatas Lam.）（見(jiàn)圖3）一年生或多年生草質(zhì)蔓性藤本植物，作一年生栽培。莖蔓生，綠或紫綠色，內(nèi)有白色乳汁，分枝多，莖節(jié)發(fā)生不定根。單葉互生，掌狀、心臟形、腎形或戟形。葉緣缺刻，淺裂或深。二歧聚伴花序或變態(tài)二歧聚傘花序。4.野莧菜（Amaranthus retroflexus L.） （見(jiàn)圖4）一年生草本植物. 莖直立，高2080cm，有分枝，密生短柔毛。葉互生有長(zhǎng)柄；葉片卵形至橢圓狀卵形，先端稍凸或略凹，有小芒尖，兩面和邊緣具柔毛?；ㄐ驁A錐狀，頂生或腋生，花簇刺毛多；花白色，5被片，具淺綠色中脈1條。胞果扁球形包在花被里，開(kāi)裂。種子圓形至倒卵形，表面黑色。5黃花蒿（Artemisia annua L. ）見(jiàn)圖5圖5 黃花蒿原始狀態(tài)圖多年生草本，無(wú)毛或有疏伏毛，高40150厘米。莖通常單一，直立，分枝，有棱槽，褐色或紫褐色，直徑達(dá)6毫米。葉面兩面無(wú)毛，基部和下部葉有柄，并在花期枯萎；中部葉卵形，3回羽狀深裂，終裂片長(zhǎng)圓狀披針形，頂端尖，全緣或有12齒；上部葉小，無(wú)柄，單一羽狀細(xì)裂或全緣。32以下是這五種植物莖橫切片的結(jié)構(gòu)比較 睡蓮莖切片顯微結(jié)構(gòu)圖 苦苣菜莖切片顯微結(jié)構(gòu)圖 野莧菜莖切片顯微結(jié)構(gòu)圖 番薯莖切片顯微結(jié)構(gòu)圖黃花蒿莖切片顯微結(jié)構(gòu)圖五種植物的結(jié)構(gòu)比較苦苣菜野莧菜黃花蒿睡蓮番薯拉丁名Amaranthus retroflexus L.Sonchus oleraceus L.Artemisia annua L.Nymphaea tetragona GeorgiIpomoea batatas Lam.生活習(xí)性一年生或多年生草本一年生草本植物一年生草本植物多年水生草本多年生草質(zhì)蔓性藤本植物外部形態(tài)莖直立，高40150厘米，有縱棱或條紋，不分枝或上部有短的傘房花序狀或總狀花序分枝，全部莖枝光滑無(wú)毛或上部花序分枝及花序哽被頭狀具柄的腺毛。莖直立，高2080cm，有分枝，密生短柔毛莖單生，高100200厘米，基部直徑可達(dá)1厘米，有縱棱，多分枝，莖、枝、葉兩面及總苞片背面無(wú)毛或初時(shí)背面微有極稀疏短柔毛，后脫落無(wú)毛。具有粗短根狀莖莖蔓生，綠或紫綠色，內(nèi)有白色乳汁，分枝多，莖節(jié)發(fā)生不定根。表皮毛無(wú)有有有無(wú)維管束類型外韌維管束外韌維管束外韌維管束雙韌維管束雙韌維管束厚角組織明顯不明顯發(fā)達(dá)不明顯不明顯維管束排列以一定間距呈環(huán)狀排列散亂排列以一定間距環(huán)狀排列少量散生，比較退化連續(xù)環(huán)狀排列特殊結(jié)構(gòu)有髓腔皮層內(nèi)部有環(huán)狀排列淀粉鞘細(xì)胞韌皮纖維發(fā)達(dá)；有氣腔，有色素體韌皮部外周有一淀粉鞘細(xì)胞層；有乳汁管4討論41睡蓮因其為水生植物，為了保證空氣的供應(yīng)，因此需要具有直通大氣的通道(莖中的氣腔),以滿足水中各部分器官的正常呼吸和代謝的需要，且其為沉水植物，故其維管組織較不發(fā)達(dá)，只有少量散亂分布，維管束類型也為較為原始的雙韌維管束。42番薯因?yàn)榉頌槎嗄晟参?，為了?chǔ)存足夠的營(yíng)養(yǎng)過(guò)冬，番薯的根部局部變態(tài)成為塊根，而莖為了適應(yīng)其大量?jī)?chǔ)存營(yíng)養(yǎng)的需要，因此其為多分枝的匍匐莖且莖上著生了大量的不定根，以吸收充足的養(yǎng)分；因其為匍匐莖，其厚角組織較退化；而在韌皮部的外周，特化了一圈作為輔助儲(chǔ)存的細(xì)胞淀粉鞘細(xì)胞；在皮層內(nèi)部，特化了一種特殊的運(yùn)輸組織乳汁管。4.3黃花蒿黃花蒿在適宜的條件下，能長(zhǎng)成如小樹(shù)一樣的大株叢，為了支持這樣龐大的植株，在莖的皮層內(nèi)部特化出了發(fā)達(dá)的厚角組織和韌皮纖維組織。4.4苦苣菜苦苣菜莖的內(nèi)部有髓腔，髓腔是因?yàn)樗杓?xì)胞早期停止生長(zhǎng)，而周圍的細(xì)胞仍在生長(zhǎng)，以致細(xì)胞破裂而形成的空腔。髓腔的形成增大了莖的韌度，使其不容易折斷。4.5野莧菜野莧菜的莖內(nèi)部有大量散生的維管束，散生維管束的存在使莖運(yùn)輸水分和養(yǎng)料的能力大大增強(qiáng)，這使得野莧菜的競(jìng)爭(zhēng)力大大增強(qiáng)。5.結(jié)論1通氣組織：在各種水生植物中常見(jiàn)的組織，有利于植株的氧氣的充足供應(yīng)。比如：蓮、睡蓮、菖蒲。2散生維管束：增強(qiáng)植株運(yùn)輸水分和養(yǎng)料的能力，增大植物的適應(yīng)能力.比如：莧菜、野莧菜、蓮。3淀粉鞘細(xì)胞：作為植株的輔助儲(chǔ)存組織，利于植物增強(qiáng)對(duì)環(huán)境不利影響的抵抗。比如：番薯、甜菜。4髓腔：雖然是植物非必備的組織，但是它對(duì)于植株莖的韌度和植株的抗倒伏能力有較大的提高能力。比如：南瓜、空心蓮子草。6.結(jié)束語(yǔ)。千姿百態(tài)的植物，在長(zhǎng)期進(jìn)化的過(guò)程中，形成了這些與環(huán)境相適應(yīng)的形態(tài)結(jié)構(gòu)，從而繁衍不息，在整個(gè)植物類群中，占據(jù)了一定的位置。致謝：傅承新老師 浙江大學(xué)生命科學(xué)院于明堅(jiān)老師 浙江大