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天然药物学基础
第二章 药用植物基础知识
案例分析
藕为睡莲科水生宿根草本植物莲的地下部分。其藕节为止血良药，用干藕节或藕节炭入药有消瘀止血、涩精止遗作用，主治咳血、吐血、尿血、便血、子宫出血等。 藕生长于水下的淤泥中，为什么说它是茎而不是根呢
分析：藕有环状隘缩的节和肥大的节间，节上有鳞叶，叶腋处有腋芽，且顶端有顶芽。因此藕具有茎的典型特征，虽然生长在水下的泥土中，但它是茎而不是根。
茎
第二章 药用植物基础知识
课堂活动
常见食物中哪些属于变态茎类型，各属哪一类？
难点释疑
根与地下茎的辨别：地下茎有节、节间、鳞叶、顶芽、“芽眼”等，而根则无。
茎
（二）茎的显微结构
1.茎尖的结构
茎尖是茎枝的顶端，自上而下分为分生区、伸长区和成熟区（无根毛，但有气孔及毛茸；常含叶绿体）三个部分。
芽的纵切面图
1.叶原基（保护作用）　
2.生长点　3.腋芽
第二章 药用植物基础知识
茎
2.双子叶植物茎的初生结构
通过茎的成熟区作一横切面，可以观察到茎的初生结构，从外向内分为表皮、皮层和维管柱。
双子叶植物茎（向日葵）的初生结构
1.表皮　2.皮层　3.纤维束　4.韧皮部
5.形成层　6. 木质部　7. 髓射线　8.髓
茎
（1）表皮
茎的表皮细胞形状与根的表皮细胞基本相似。主要区别: 细胞外壁有角质层或蜡被，并分化出毛茸、气孔等表皮衍生物。
茎
（2）皮层
①茎的皮层与根相比，所占比例较小。
②外皮层和皮层基本组织靠近表皮的几层细胞，常含有叶绿体，因此，嫩茎显绿色。
③一般无内皮层。
皮层
（3）维管柱：
①初生维管束：为无限外韧型维管束。束中形成层位于初生韧皮部和初生木质部之间。初生木质部的导管由内向外逐渐发育成熟，称为内始式。
第二章 药用植物基础知识
茎
维管束
束间形成层
向日葵茎的横切面详图
②髓：位于维管柱中央，由薄壁细胞组成，草本植物的髓较大，木本植物的髓较小，也有例外，如通脱木、旌节花茎髓较发达；有些植物的茎，髓在发育过程中消失使茎中空。
③髓射线：位于初生维管束之间，由径向延长的薄壁细胞组成，内通髓部，外达皮层，具有横向运输和贮藏的作用。一般草本植物髓射线较宽，木本植物髓射线较窄。
第二章 药用植物基础知识
茎
通草
茎
髓
表皮（保护组织）
皮层（比例较小，无外、中、内皮层之分）
初生维管柱
厚角组织
初生韧皮部
束中形成层
初生木质部
髓射线
韧皮纤维
3.双子叶植物茎的次生结构
双子叶植物的茎在初生结构形成后，由于形成层和木栓形成层的细胞分裂活动，而进行次生生长，从而形成次生结构，故茎不断增粗。木本植物的次生生长可持续多年，因而次生结构发达。
（1）木质茎的次生结构：木本植物的生活周期长，茎中形成层和木栓形成层活动能力强，能产生大量次生组织，其中次生木质部和周皮比较发达。
第二章 药用植物基础知识
茎
1）形成层活动及次生结构
束中形成层两侧的髓射线细胞恢复分生能力，形成束间形成层，束中、束间形成层连接成圆环。形成层活动形成次生维管束，通常次生木质部比次生韧皮部大得多，初生韧皮部受到挤压而成为颓废组织。
同时部分形成层细胞不断分裂产生次生射线，贯穿次生韧皮部和次生木质部，位于韧皮部的称为韧皮射线，位于木质部的称为木射线。
第二章 药用植物基础知识
茎
次生韧皮部由筛管、伴胞、韧皮纤维、韧皮薄壁细胞和韧皮射线组成。
次生木质部由导管、管胞、木纤维、木薄壁细胞和木射线组成。
在皮层、韧皮部常有石细胞、纤维或分泌组织。薄壁细胞中常含有淀粉粒或草酸钙晶体等。
茎
厚朴横切面图
1.木栓层 2.石细胞环带
3.皮层 4.纤维束　
5.韧皮部 6.油细胞 7.射线
形成层细胞在春天活动旺盛，所形成的细胞径大壁薄(导管多，木纤维少)，质地较疏松，颜色较淡，称为早材或春材；夏末秋初，形成层细胞活动逐渐减弱，所形成的细胞径小壁厚(导管少，木纤维多)，质地紧密，颜色较深，称为晚材或秋材。第一年的晚材和第二年的早材之间界限分明，形成一同心环层，称为年轮。
茎
茎
在木材的横切面上，中心部分质地坚硬，颜色较深，称为心材。这些细胞常积累代谢产物，如挥发油、单宁等，取心材入药的茎木类药材，如沉香、苏木、降香等。
靠近形成层的部分颜色较浅，质地疏松，称为边材。边材具输导作用。
第二章 药用植物基础知识
茎
解释枯朽的老树为什么还可以活着？
要了解茎的次生结构及鉴定木类药材，通常采用以下三种切面进行比较观察。
①横切面：与茎的纵轴垂直所作的切面。可见同心性的年轮和辐射状射线，可见导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞等横截面的形状、直径的大小和细胞壁厚薄。
第二章 药用植物基础知识
茎
沉香纵切面
1.木射线 2.木纤维
3.木间韧皮部 4.导管
②径向切面
通过茎的中心所作的纵切面。可见导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞等纵向切面的长度、宽度、纹孔和细胞两端的形状。射线细胞呈长方形、排列整齐，与纵轴垂直，显示了射线在此切面上的高度和长度。年轮呈纵向平行线。
第二章 药用植物基础知识
茎
沉香纵切面
1.木射线 2.木纤维
3.木间韧皮部
③切向切面
是不经过茎的中心而垂直于茎的半径所作的纵切面。可见导管、管胞、木纤维和木薄壁细胞等与径向切面相似。射线为横切面，细胞群呈纺锤形，显示了射线的高度、宽度和细胞的列数。 年轮“U”字型排列。
第二章 药用植物基础知识
茎
沉香纵切面
1.木射线 2.木纤维
3.木间韧皮部 4.导管
第二章 药用植物基础知识
茎
径向切面
切向切面
横向切面
2）木栓形成层活动及次生结构
次生生长时，通常皮层薄壁细胞恢复分裂能力，形成木栓形成层。本栓形成层活动形成周皮。新周皮及其外方被隔离得不到养料而死亡的组织合称为落皮层。
落皮层是狭义的树皮。但广义的树皮是指形成层以外的所有组织。多数皮类药材，如黄柏、厚朴、杜仲等均指广义的树皮。
落皮层（松）
茎
双子叶植物木植物茎的次生结构（椴树）
1.表皮　　 2.木栓层　
3.木栓形成层　 4.栓内层　5.皮层　　 6.髓射线　
7.纤维束　 8.韧皮部　9.形成层 10.年轮　11.木质部　 12. 髓
第二章 药用植物基础知识
茎
第二章 药用植物基础知识
茎
（2）双子叶植物草质茎的次生结构
①表皮终生行使保护作用。
②皮层细胞具有叶绿体。
③组织中次生结构不发达，有的仅有束中形成层，有的束中形成层也不明显。
④髓部发达，髓射线较宽，有的髓部中央破裂呈空洞状。
薄荷茎横切面
1.表皮　 2.厚角组织　 3.皮层　
4.韧皮部 5.束中形成层　6.木质部　
7.束间形成层　 8.髓
茎
（3）根状茎的结构
双子叶植物根状茎是指草本双子叶植物根状茎，其结构有以下特点：
①表面常为木栓组织，少数有表皮和鳞叶。
②皮层中有根迹维管束和叶迹维管束。
双子叶植物根状茎横切面（黄连）
1.木栓层　 2.皮层　 3.石细胞群　4.根迹维管束　5.纤维束 6.韧皮部　7.形成层　 8.木质部　 9.射线　 10.髓
茎
③皮层内侧有时具厚壁组织。
④维管束为外韧型，排列呈环状。
⑤中央髓部明显。
⑥机械组织不发达，薄壁细胞常含较多的贮藏物质。
双子叶植物根状茎横切面（黄连）
1.木栓层　 2.皮层　 3.石细胞群　4.根迹维管束　5.纤维束 6.韧皮部　7.形成层　 8.木质部　 9.射线　 10.髓
第二章 药用植物基础知识
茎
（4）茎的异常结构
有些植物的茎或根状茎，除正常结构外，部分薄壁细胞恢复分生能力，转变成新的形成层，产生许多异常维管束，形成异常结构。常见的有：
第二章 药用植物基础知识
茎
①在髓部形成多数星点状的异常维管束，为周木型维管束，内方为韧皮部，外侧为木质部，形成层环状，射线深棕色，呈星芒状射出，习称星点。
大黄星点
双子叶植物根状茎的异常构造（大黄）
茎
②在正常的次生生长发育到一定阶段后，次生维管束的外围又形成数轮呈同心环状排列的异常维管束，如鸡血藤。
茎
③根茎中薄壁细胞恢复分生能力后，形成了新的木栓形成层，并呈一个个的环包围一部分韧皮部和木质部，把维管束分隔为数束，如甘松的根茎。
4.单子叶植物茎和根状茎的构造
（1）茎的结构特点
单子叶植物茎无次生结构，表面由表皮起保护作用；表皮以内为基本薄壁组织，无皮层、髓及髓射线之分。禾本科植物的茎靠近表皮有机械组织，能增强茎的支持作用；维管束为有限外韧型，众多，散在于基本组织中。
单子叶植物茎的构造（石斛）
1.表皮　2.维管束（有限外韧型）
3.基本薄壁组织
茎
茎
（2）根状茎的构造特点
根状茎表面通常不产生周皮，多为表皮或木栓化的皮层细胞；皮层占较大部分，其中通常有叶迹维管束散在；内皮层明显，具凯氏带，皮层和维管柱有明显分界；
维管束多为有限外韧型，少数为周木型，如香附。有的
植物两种类型维管束兼有，
如石菖蒲。
单子叶植物根状茎的构造（石菖蒲）
1.表皮　 2.薄壁组织　 3.纤维束
4.油细胞 5.叶迹维管束　6.内皮层　
7.外韧维管束 8.周木维管束
茎
茎
小结
茎具有节与节间，节上生有叶和芽，而根无节和节间之分，也不生叶，这是根和茎在外形上的区别要点。
茎的类型按质地可分为木质茎、草质茎、肉质茎；按生长习性可分为直立茎、缠绕茎、攀援茎、匍匐茎。
地上茎变态类型有叶状茎、枝刺 、茎卷须、小块茎、小鳞茎等；地下茎变态类型有根状茎、块茎、球茎、鳞茎。
茎尖由分生区、伸长区和成熟区组成。
茎
双子叶植物茎的初生构造包括表皮、皮层和维管柱。表皮上常有气孔、毛茸，表面常有角质层；皮层以薄壁组织为主，外侧常有厚角组织，细胞内常有叶绿体；维管柱由维管束、髓部和髓射线组成，维管束常为无限外韧型维管束。
双子叶植物木质茎具有发达的次生构造，其中次生木质部占较大比例。由周皮、韧皮部、木质部、髓和髓射线构成。多年生的木质茎横切面常有同心环状的年轮及辐射状排列的射线。
茎
双子叶植物根状茎表面有周皮产生，皮层常有根迹或叶迹维管束斜向通过，髓部发达，薄壁细胞中常含淀粉粒等后含物。
单子叶植物茎表面为表皮，表皮内为基本组织，其中散生有限维管束。
单子叶物根状茎表面为表皮，表皮下有时存在木栓细胞，大多数有内皮层，皮层中存在叶迹维管束，内皮层之内为基本薄壁组织，散生多数有限维管束。

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