基本介紹
- 中文學名：木質部
- 拉丁學名： xylem
- 界：植物界
- 屬性：管狀細胞
分類介紹,木質部的生長,原生木質部,後生木質部,次生木質部,木質部的結構,木質部的演化,木質部的功能,
分類介紹
導管
為一串高度特化的管狀細胞，其細胞端壁由穿孔相互銜接，其中每一個細胞稱為一個導管分子或導管節。導管在植物體中，主要起輸導水分和無機鹽的作用。在被子植物中，除少數科屬(如昆欄屬Trochodendron,水青樹屬Tetracentron和Winteraceae)外，均有導管；導管也存在於某些蕨類（如卷柏 Sela-ginella，歐洲蕨Pteridium aquilinum）和裸子植物的買麻藤目(Gnetales)中。導管分子在發育初期是生活的細胞，成熟後，原生質體解體，細胞死亡。在成熟過程中，細胞壁木質化並具有環紋、螺紋、梯紋、網紋和孔紋等不同形式的次生加厚。在兩個相鄰導管分子之間的端壁，溶解後形成穿孔板。只有一個穿孔的，稱為單穿孔板，有多個穿孔的，稱為復穿孔板。復穿孔板的穿孔為長形平行排列的，稱為梯狀穿孔板,成網狀的,稱網狀穿孔板。在導管分子側壁上有簡化的具緣紋孔並排列成各種形式。相鄰導管分子之間的側壁上常有具緣紋孔對。在導管分子與木纖維或木薄壁組織細胞之間有半具緣紋孔對。
次生木質部
次生木質部導管存在於木質部中，是運輸水分和無機鹽的通道。莖里的導管與根、葉中的導管相通，水分和無機鹽在導管中能自下而上地向枝端運輸。
管胞
一種無穿孔的狹長管狀分子，兩端漸尖，細胞壁明顯增厚，並木質化，成熟後原生質體解體，細胞死亡。管胞壁的加厚方式和紋孔的排列方式與導管分子相似。裸子植物的松柏類植物管胞壁上具有典型的具緣紋孔，從表面上看是圓形的、邊緣包圍著一個明顯的空腔，紋孔膜的中央有一個紋孔塞。紋孔塞周圍薄的紋孔膜部分，稱為塞緣。管胞的紋孔膜是具高度透性的，水分和溶解在水中的無機鹽可通過紋孔膜。在化石植物的種子蕨類、蕨類植物、裸子植物及少數被子植物中僅有管胞，而在大多數被子植物中，管胞和導管可存在於同一植物中。管胞的主要功能是輸導水分及無機鹽，並有支持作用。
木纖維
木纖維是長形，兩端漸尖的厚壁組織細胞，一般具木質化的次生壁，壁常厚於管胞壁。在植物體中主要起支持作用。木纖維可分為纖維管胞和韌型纖維兩種類型。前者為纖維狀管胞,一般具有加厚的次生壁,壁上具雙凸鏡形或裂縫狀開口的具緣紋孔。後者比前者長而壁厚，壁上有單紋孔。這兩種纖維均可具分隔。分隔木纖維廣泛存在於雙子葉植物中,並在成熟的邊材中,殘留有原生質體，起貯藏營養物質的作用。
木薄壁組織細胞
在次生木質部中一般可分為軸向薄壁組織細胞和徑向薄壁組織細胞(即“木射線”)兩種。其細胞成熟後,一般都具有加厚的次生壁,並木質化。如有次生壁，則厚壁組織細胞壁之間的紋孔對有具緣、半具緣的類型。木薄壁組織細胞主要起貯藏作用。在木材橫切面上，依據軸向薄壁組織細胞與導管相對位置的不同,可分為離管薄壁組織和傍管薄壁組織兩大類。
木射線
木質部木質部的生長
維管植物的初生生長和分化時，由原形成層分化的木質部，稱為初生木質部，其中含有纖維和薄壁組織細胞，但沒有射線，所以，不構成軸向系統和徑向系統。在莖、葉和花等部位中，初生木質部和初生韌皮部結合成束狀，即為維管束。在莖的維管束之間有薄壁組織，稱為髓射線。在根中，初生木質部在中央形成一個核心，核心中央具髓或不具髓。根據分化的早晚，初生木質部又可分為原生木質部和後生木質部兩部分。
原生木質部
木質部中最早形成的部分。在莖、葉中，原生木質部是在活躍伸長的組織中成熟的，因此會受到引力的影響，其中無生命的管狀分子被拉伸而毀壞。在根中,原生木質部管狀分子成熟的地方,是在伸長區以後，所以存在時間較久。原生木質部一般只有管狀分子及其包圍它們的薄壁組織。原生木質部的管狀分子，主要有環紋和螺紋加厚。
後生木質部
初生木質部中，原生木質部分化以後所形成的部分，如有次生木質部時，則在次生木質部發生之前產生。後生木質部一般是在初生植物體仍舊生長時開始發生，其成熟則是在伸長完成以後，因此，比原生木質部受周圍組織伸長生長的影響小。後生木質部的組成比原生木質部複雜,除了管狀分子和薄壁組織外,還有纖維。薄壁組織可以散布在管狀分子之中，也可以形成射線狀的徑向行列。在切向切面上，它們是軸向的薄壁組織細胞。後生木質部的管狀分子可以有環紋、螺紋、梯紋以及具緣紋孔等。
次生木質部
維管植物次生生長時，由維管形成層產生的木質部。次生木質部分為軸向系統和徑向或射線系統。軸向系統指次生維管組織中，由紡錘狀形成層原始細胞衍生的細胞，它們的長軸與植物體軸呈平行排列。徑向系統是次生維管組織中所有射線的總稱。其細胞的長軸與體軸間成水平方向排列。
木質部的結構
生長輪
在莖或根次生木質部中的生長層。每一個生長輪是一個生長季長成的，稱為年輪。在一個生長季中，因環境條件的變化，產生一個以上的生長層，叫假年輪。在一個生長輪中，可分為春材和秋材兩部分。春材是生長層上春夏形成的木材，其細胞較大、壁薄、結構較疏鬆。秋材是生長層中秋冬時候形成的木材，比春材的細胞密而小，壁較厚，質地堅實。春材和秋材的相對數量可受環境條件的影響，也因植物種類而異。根據生長輪的數量可以推算出樹木的年齡。通過對生長輪的分析，還可了解歷史上氣候的變遷。
疊生木材和非疊生木材
在種子植物木材中，軸向細胞和射線在切向切面上排列成同一水平方向，稱為疊生木材。疊生木材是由疊生形成層所產生。例如，刺槐屬的木材。非疊生木材是由非疊生形成層產生的，木材中軸向細胞和射線細胞在切向切面上並不排列成水平系列。例如胡桃屬的木材。
邊材和心材
根和莖的木材外部，含有生活的細胞和貯存物質、並具輸導水分和無機鹽功能的部分，稱為邊材。在次生木質部內部已經停止貯藏和輸導作用的部分，稱心材，其顏色一般比邊材深。邊材的數量較為恆定，心材的相對數量在各種植物中都不同，而且還受環境的影響。一般說來，心材的數量可以不斷增加，在少數植物中，也可不形成心材。
軟材與硬材
次生木質部散孔材與環孔材
在雙子葉植物次生木質部的橫切面上，生長輪中的導管管孔分布相當均勻，或從早材到晚材的管孔大小逐漸變化，這種木材稱散孔材，例如毛白楊。環孔材是指雙子葉植物的次生木質部中，早材的導管管孔明顯地比晚材大，因而在橫切面上形成清楚的同心環狀排列。例如水曲柳。
應力木是莖或枝條在抵抗迫使它們傾斜或彎曲的重力作用下形成的木材。松柏類植物和雙子葉植物的應力木在產生部位與結構等方面都有相當大的差別，因此又可分為壓縮木和伸張木兩種。壓縮木，即松柏類植物的應力木。在這類植物中，傾斜或彎曲莖或枝條下側的木材與正常的木材相比，組織質地緻密，木質化程度較高，比重大，顏色深，管胞較短。在橫切面上，管胞的孔徑多為圓形。伸張木，雙子葉植物的應力木。在傾斜或向上捲曲莖或枝條上側的木材，其特點是具膠質纖維，比正常木材木質化程度低，但纖維素含量較高。伸張木也存在於根中。
木質部的演化
在陸生植物的演化過程中，較原始的維管植物，管胞兼有輸導和支持的功能，而大多數被子植物的木質部中，則發育出具輸導作用的導管分子，以及主要起支持作用的纖維。由此可見，原始的管胞沿一條路線發展成為導管，另一條路線發展為纖維。在維管植物的幾大類群中，導管分子的演化是各自獨立進行的。在雙子葉植物次生木質部中，導管分子的演化順序是：從一種長的梯紋管胞開始，演化出狹長而頂端尖的導管分子。這種導管分子繼續變短、變粗、末端變得較不傾斜，及至成橫向的端壁。在較原始的導管分子中，穿孔板是梯狀的，有許多橫隔，特化的結果是橫隔數目減少，最後全部消失，成為單穿孔，導管之間壁上的紋孔排列由梯狀進化到對列，再到互列。木纖維的特化是沿著細胞壁的增厚和直徑減小的方向進行的。紋孔由伸長的變為圓的，具緣紋孔退化並逐步消失。紋孔口伸長，後變成縫隙狀，其演化程式是從管胞開始，經纖維管胞再到韌型纖維。
軸向薄壁組織的演化趨勢是：①從星散的離管薄壁組織，經過各種中間類型和離管帶狀薄壁組織到傍管薄壁組織，最後到多層細胞形成的環管薄壁組織；②單個的薄壁組織細胞變短而寬。一般認為缺乏軸向薄壁組織是原始的。
原始的射線有兩種類型：一種是由直立細胞組成的單列射線，另一類是多列異型射線，進化的趨勢是多方面的。一種是引起多列射線的增大；另一種是射線的大小和數目的減少。一般說來，異型射線是原始的；同型射線是比較進化的。
木質部的功能
植物的蒸騰作用越強，從導管或管胞中拉水的力量也就越大，則失水越多。另外，在導管或管胞中水分之間的內聚力很大，從而形成一條連續的水柱，水柱內的內聚力可使水柱向下降。這樣上拉下拽便使水柱產生張力，水柱張力遠比水分內聚力小，因此，可使導管或管胞中的水柱不斷，這就保證了水分不斷向上運輸。
