2025 選修生物II CH2-2-植物縱貫線大蒐秘-莖部

植物縱貫線大蒐秘-莖的結構：深入探索植物的「交通大樓」與「建築奇蹟」 莖是植物的「交通樞紐」和「建築骨架」，既負責運輸水分和養分，也支撐整株植物的重量。如果植物是一棟建築，那麼莖就是它的電梯井和承重牆。單子葉植物的莖像開放式公寓，內部結構簡單、高效；雙子葉植物的莖則像經典建築，有分明的樓層、隔間，甚至還能加蓋樓層。（也就是次級生長）。下面，我們深入剖析這些結構，並探索草本與木本植物莖的獨特設計，甚至延伸到木材和樹皮的秘密。 先介紹單子葉植物莖的結構——如同「開放式公寓設計」 單子葉植物（例如玉米、甘蔗、蘆筍）的莖設計簡潔高效，內部分佈隨性而有序，特點是維管束散生排列，沒有皮層和髓的明顯分化。。 。單子葉植物莖的橫切面結構包括以下構造: • 1.表皮層（Epidermis）： 表皮是莖的「外衣」，由單層細胞組成，角質層覆蓋表面，防止水分蒸發。有些單子葉植物的表皮細胞可能會長出莖毛，這些小毛刺能減少蒸騰作用或防禦食草動物。。 • 2.基本組織（Ground Tissue）： 單子葉植物的莖內部完全由基本組織填充，這是一片均勻分佈的薄壁細胞，無法劃分為皮層和髓。基本組織的主要功能是儲存養分（如澱粉）並提供一定的機械支撐。。 • 3.維管束（Vascular Bundles）： 維管束散生排列，像一張隨意灑在基本組織中的「交通網」。每個維管束內部分為木質部和韌皮部，木質部向內，韌皮部向外。由於缺乏形成層，單子葉植物無法進行次級生長，因此莖的粗細始終保持一致。。 再來我們介紹雙子葉植物莖的結構——如同「分隔式建築設計」 雙子葉植物的莖內部分工明確，皮層、髓、維管束各司其職。這種「傳統建築」風格支持它們進行次級生長，讓莖逐漸加粗，成為支撐重量的基石。。 我們分為雙子葉草本莖與木本莖分別敘述。。 。1. 雙子葉草本植物的莖。。 草本植物（例如豌豆、番茄）雖然不進行大規模的次級生長，但它們的莖仍然具備分區結構：。由外而內依序是表皮,,皮層,,維管束,,髓。。 • 表皮：，是單層表皮細胞覆蓋莖的外層，具有角質層保護功能，有些表皮可能長有莖毛。 • 皮層：，是由多層薄壁細胞組成，內含澱粉等儲藏物質，提供能量支持。 • 維管束：，排列成環狀，木質部朝內，韌皮部朝外，但形成層的活性較低，次級生長不明顯，所以莖較為細且支撐力較弱，也就是之所以是草本植物的原因。。 • 髓部：，位於莖的中央，由薄壁細胞組成，主要用來儲存水分和養分。。 。2. 雙子葉木本植物的莖。。 木本植物。（例如橡樹、榆樹）的莖是次級生長的典範，年輪和樹皮的形成使其成為大自然的「時間膠囊」。。 • 在年輕枝條中，表皮與草本植物相似，但隨著次級生長進行，表皮會被木栓層替代，成為樹皮的一部分。 • 而皮層細胞隨年齡增長逐漸壞死，最終被栓皮層取代。。 • 維管束形成層位於木質部和韌皮部之間，次級生長明顯，像是不停工作的「細胞工廠」。向內形成次生木質部，（累積形成木材），向外形成次生韌皮部，（形成樹皮內層），這是莖加粗的核心機制。而髓部的存在比草本植物更為有限，隨著次級生長，髓部常被壓縮或消失。。 我們仔細分析木材與樹皮的形成與結構。 莖內部的木材是次生木質部累積，為植物提供支撐和運輸功能，也是人類建築與工藝的珍貴材料。 • 木材用生長季節區分為春材與秋材。。 • 春材又稱為（早材）：。細胞壁薄，管腔大，適應春季快速輸水需求。。 • 秋材又稱為（晚材）：。細胞壁厚，管腔小，增加木材密度。。 • 每年的春材與秋材交替形成一圈圈深淺交替的年輪，可以用來推測樹木年齡。而年輪的寬窄能反映當年的氣候條件。 • 另一種木材的區分方式是心材與邊材,,用木質部是否仍具運輸功能來區分。。 • 心材：。位於木材區的中央，老化後失去輸導功能，主要作為支撐結構。 • 邊材：。位於木材區較外層，較為年輕。運輸功能仍然活躍，負責水分和養分的運輸。。 。2. 樹皮是植物的「外牆」，是樹木重要的結構部分，包含了多種組織，從外向內呈現出複雜的結構和功能分化。 樹皮可分為次生韌皮部。（也稱內樹皮）。 以及。 周皮。（也稱外樹皮）。。 次生韌皮部是維管束形成層分裂分化而來。可以輸送光合作用產生的有機物，是植物的「營養配送中心」。。。 那周皮是甚麼?是怎麼形成的? 當植物進行次生生長時，隨著維管形成層的活躍，原生表皮可能會破裂。皮層會露出。此時木栓形成層在皮層中被誘導形成。 木栓形成層向外分化產生木栓層（Cork，Phellem），這是一種死細胞層，具有厚的栓質沉積，取代表皮成為植物的防護外層，防止水分流失，抵禦病害和環境傷害。。 木栓形成層也會向內分化：產生木栓皮層。或稱栓內層。（Phelloderm），由活細胞組成，具有儲存功能，有時能進一步進行代謝活動。。 木栓層,,木栓形成層,,栓內層合稱周皮（Periderm）。是植物在次生生長中取代原生表皮。（epidermis）。的次生保護性組織。，主要用於保護植物免受外界環境的影響。周皮在根和莖的次生生長階段發展，是維管束植物適應陸地環境的重要結構。某些植物如栓皮櫟，周皮特別厚，形成商品軟木。在熱帶雨林植物中，樹皮通常較薄，以適應高濕環境。。 樹皮是植物的「外套」，分為「內襯」和「外殼」兩部分。外樹皮像堅固的盔甲，抵禦外界攻擊；內樹皮像溫暖的羽絨服，運輸養分，儲備能量。儘管外觀樸實，樹皮內部其實充滿了「高科技」設計，既有防水塗層，（木栓層），又有運輸管道，（篩管）。所以，下次看到樹，不妨摸摸它的「外套」，感受這件自然界的奇妙保護裝置！ • 單子葉植物的莖像極了開放式辦公室，結構簡單，全靠基本組織支撐，快速高效，但禁不起大改造（無次級生長）。 • 雙子葉植物的莖就像經典辦公樓，皮層、髓部分工明確，維管束排列成環，形成層則負責建造新的樓層。 • 木本植物的莖更像歷史悠久的大樓，每年的年輪記錄著歲月的痕跡，樹皮成為天然的防禦牆，木材則是支撐的靈魂。 這些結構的差異，不僅反映了植物在環境適應上的策略，更彰顯了自然界的設計智慧！ Powered by Firstory Hosting