莖通常是植物體的地上部分,是支持與運輸的主要器官。自根吸收的水分的水分與無機鹽
運送至莖,再由莖運送至葉,提供光合作用之需。而葉行光合作用產生的有機養分,亦藉
由莖運送至其他部位,提供生長所需或加以儲藏。此外,有些植物的莖也具有行光合作用
及儲存水分、有機養分的功能。
運送至莖,再由莖運送至葉,提供光合作用之需。而葉行光合作用產生的有機養分,亦藉
由莖運送至其他部位,提供生長所需或加以儲藏。此外,有些植物的莖也具有行光合作用
及儲存水分、有機養分的功能。
-莖的型態與構造-
莖通常呈直立、具分枝的長柱形,頂端的生長區稱為頂芽。內有莖頂分生組織。莖上有節,在此處長出葉及芽;節上的芽通常位於葉腋處,故稱為腋芽,可發育成新的枝條或花。莖可依質地不同分為草本和木本兩大類。草本植物的莖大多草質多汁、柔軟易折,多為綠色,可行光合作用,如空心菜、水稻等。木本植物的莖木質化,故支持力較佳,個體通常可持續增高和加粗。
莖的構造大致包括表皮、皮層和維管束,但雙子葉與單子葉植物的莖維管束排列方式不同,其橫向加粗的能力也有名顯的差異。
(一)雙子葉草本植物
雙子葉草本植物莖的構造由外而內可區分為表皮、皮層、維管束及髓,表皮由排列緊密的細胞所構成,有氣孔分布;皮層和髓主要由排列疏鬆的細胞構成,鄰近表皮的皮層細胞含有較多葉綠體,是綠色莖行光合作用的位置;維管束呈環狀排列,由韌皮部、維管束形成層與木質部組成,韌皮部位於外側,木質部位於內側。維管束形成層因受植物本身生長或壽命的限制,通常無法產生大量維管束組織,故莖直徑的增加不明顯。
(二)雙子葉木本植物
雙子葉木本植物的幼莖與草本植物的莖構造相似,由於幼莖的維管束形成層持續形成新的
細胞,往外新增韌皮部,往內新增木質部,堅硬的木質部組織累積木材,而使莖長成粗壯
的木本莖。
木材是逐年加粗的木質部構成,中央是老化、失去運輸功能的木質部,稱為心材,主要作
為支持之用;外圍是較年輕的木質部,稱為邊材,是運輸水分的主要部位。
生長於溫帶地區的樹種,其木質部細胞會隨著生長季節變換而幼明憲的變化。生長季節前
期(通常在春季初),木質部的細胞長得較大且壁較薄,所形成的木材顏色較淺,稱為早材;
然而在生長季節末期(通常在夏季末),木質部的細胞較且壁較厚,所形成的木材顏色較深,
稱為晚材,因此在樹幹木材的橫切面上,可見到顏色深淺交替形成同心環紋,稱為年輪。
通常可由年輪的數量推測樹木的年齡,亦可從年輪的寬窄來推測當年的氣候狀況。
許多木本植物的莖在加粗過程中,中央的髓逐漸死亡,而外側的表皮也會被撐破,此時皮
層的外層細胞會分化成木栓形成層,並向外增生形成木栓層,以取代表皮,成為莖最外層
的保護構造。木栓層不透水也不透氣,但可藉著表面常有的破裂缺口,即皮孔,來進行氣
體交換。此外,樹皮是木材外層組織的統稱,主要包括表皮、木栓層、木栓形成層、皮層
和韌皮部等構造,是樹幹的保護層。
細胞,往外新增韌皮部,往內新增木質部,堅硬的木質部組織累積木材,而使莖長成粗壯
的木本莖。
木材是逐年加粗的木質部構成,中央是老化、失去運輸功能的木質部,稱為心材,主要作
為支持之用;外圍是較年輕的木質部,稱為邊材,是運輸水分的主要部位。
生長於溫帶地區的樹種,其木質部細胞會隨著生長季節變換而幼明憲的變化。生長季節前
期(通常在春季初),木質部的細胞長得較大且壁較薄,所形成的木材顏色較淺,稱為早材;
然而在生長季節末期(通常在夏季末),木質部的細胞較且壁較厚,所形成的木材顏色較深,
稱為晚材,因此在樹幹木材的橫切面上,可見到顏色深淺交替形成同心環紋,稱為年輪。
通常可由年輪的數量推測樹木的年齡,亦可從年輪的寬窄來推測當年的氣候狀況。
許多木本植物的莖在加粗過程中,中央的髓逐漸死亡,而外側的表皮也會被撐破,此時皮
層的外層細胞會分化成木栓形成層,並向外增生形成木栓層,以取代表皮,成為莖最外層
的保護構造。木栓層不透水也不透氣,但可藉著表面常有的破裂缺口,即皮孔,來進行氣
體交換。此外,樹皮是木材外層組織的統稱,主要包括表皮、木栓層、木栓形成層、皮層
和韌皮部等構造,是樹幹的保護層。
(三)單子葉植物
單子葉植物的莖通常沒有明顯的橫向加粗,幼莖與老莖的粗細不會差太多。構造包括表
皮、基本組織及維管束。維管束散布在基本組織中,且在靠近表皮處分布較密集,維管束
的木質部位於內側、韌皮部位於外側,兩者之間沒有維管束形成層。
皮、基本組織及維管束。維管束散布在基本組織中,且在靠近表皮處分布較密集,維管束
的木質部位於內側、韌皮部位於外側,兩者之間沒有維管束形成層。
-莖的變態-
有些植物除了有經典莖的構造與功能外,還有演變成其他形式且具特殊功能的變態莖。例
如:馬鈴薯的塊莖位於土壤中,可儲存養分;蛇莓的匍匐莖橫於地表,可延伸植物體的範
圍,並可在節上長出新的個體;莖的根莖橫走於土壤中,可延伸植物體的範圍,並可再長
出新芽,內部還儲藏大量養分;魯花樹莖的節上有「刺」,是由莖的側枝特化而成,具防
禦功能。
如:馬鈴薯的塊莖位於土壤中,可儲存養分;蛇莓的匍匐莖橫於地表,可延伸植物體的範
圍,並可在節上長出新的個體;莖的根莖橫走於土壤中,可延伸植物體的範圍,並可再長
出新芽,內部還儲藏大量養分;魯花樹莖的節上有「刺」,是由莖的側枝特化而成,具防
禦功能。
薑的直立和根莖
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魯花樹的刺狀莖
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