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简答题试比较双子叶植物的根和茎的初生结构的特点。油菜和水稻茎的初生结构有何不同?(15分)
  • (1)双子叶植物的种类很多,但其茎的结构都有共同的规律,在横切面上,可以看到表皮、皮层、中柱三个部分。
    表皮位于幼茎的最外方,通常由一层细胞组成。表皮细胞为初生保护组织,细胞的外壁角化,形成角质膜,表皮上有少数气孔分布,有的植物还分化出表皮毛覆盖于外表。
    皮层位于表皮与中柱之间,绝大部分由薄壁细胞组成。
    在表皮的内方,常有成束或成片的厚角组织分布,在一定程度上加强了幼茎的支持作用,厚角细胞和薄壁细胞中常含有叶绿体,故幼茎多呈绿色。有些植物茎的皮层中有分泌腔(如棉花、向日葵)、乳汁管(如甘薯)或其它分泌结构;有些植物茎中的细胞则有只含晶体和单宁(如花生、桃);有的木本植物茎的皮层内往往有石细胞群的分布。
    通常幼茎皮层的最内层细胞的细胞壁不像根中具有特殊的增厚结构,一般不形成内皮层。有些植物茎皮层的最内层细胞,富含淀粉粒,而被称为淀粉鞘。中柱(也称维管柱)是皮层以内的中轴部分,它由维管束、髓和髓射线等组成,中柱起源于原形成层,髓和髓射线起源基本分生组织。
    双子叶植物根的初生结构,由外至内明显地分为表皮,皮层和中柱三个部分。
    表皮包围在成熟区的最外方,常由一层细胞组成,由原表皮发育而来,细胞的长轴与根的纵轴平行。
    表皮细胞的细胞壁与角质膜均薄,适宜水和溶质渗透通过,部分细胞的细胞壁还向外突出形成根毛,以扩大吸收面积。
    皮层位于表皮与中柱之间,它是由基本分生组织发育而来的多层薄壁组织细胞组成,有些植物的皮层最外一层或数层细胞形状较小,排列紧密,称为外皮层,当根毛枯死表皮脱落时,外皮层细胞壁栓化起暂时性保护作用。皮层最内方的一层细胞叫内皮层其细胞排列紧密,各细胞的径向壁和上下横壁有带状的木化和栓化加厚区域,称为凯氏带。内皮层的这种特殊结构阻断了皮层与中柱间的胞间隙、细胞壁等质外体运输途径,进入中柱的溶质只能通过原生质体,使根的吸收有选择性。
    中柱是皮层以内的中轴部分,由原形成层分化而来,可分为中柱鞘、初生木质部、初生韧皮部和薄壁细胞四个部分,少数植物还有髓。
    (2)油菜属于双子叶植物,水稻属于单子叶禾本科植物。
    禾本科植物的茎有明显的节与节间的区分,大多数种类的植物节间中央部分萎缩,形成中空的秆,但也有一些禾本科植物茎为实心的结构。禾本科植物茎的共同特点是维管束散生分布,没有皮层和中柱的界限,由表皮、基本组织、机械组织和维管束四个部分组成。
    表皮由长细胞、短细胞和气孔器有规律地排列而成。禾本科植物表皮上的气孔结构特殊,由一对哑铃形的保卫细胞构成,保卫细胞的侧面还有一对副卫细胞。
    基本组织主要由薄壁细胞组成。水稻茎内的中央薄壁细胞解体,形成中空的髓腔。紧接着表皮内侧的基本组织中,常有几层厚壁细胞存在。水稻茎中的厚壁细胞连成一环,形成坚强的机械组织,其发育的程度与抗倒伏性的强弱有较大的关系。
    许多维管束分散在基本组织中。水稻维管束大体上排列为内、外二环。外环的维管束较小,位于茎的边缘,大部分埋藏在机械组织中;内环的维管束较大,周围为基本组织所包围,节间中空,形成髓腔。
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