營養器官（vegetative organ） 生殖器官（reproductive organ） 植物體依其外部形態及內部生理功能的不同： 營養器官（vegetative organ） 生殖器官（reproductive organ）

營養器官（vegetative organ） 根、莖、葉 使植物能夠生長發育

花 側芽 葉片 果實 莖 地上部 主根 地下部 支根

花 葉片 莖

生殖器官（reproductive organ） 花、種子、果實 使植物能夠繁殖後代，使生命綿延不絕

花 側芽 葉片 果實 莖 地上部 主根 地下部 支根

第一節　根、莖和葉的構造

根 吸收土壤中養分及水分的部位，並使植物體能夠固定於土壤中

莖 支撐植物體，並且是連接根與葉的構造，同時也是根與葉之間水分及養分輸送的幹道

葉 植物體進行光合作用及與外界進行氣體交換的主要場所

為了解根、莖、葉的功能，我們需先了解它們的外部形態與內部構造

2-1.1 根 根系依其外部形態 軸根系（tap rot system） 鬚根系（fibrous root system）

軸根系 由種子的胚根長大成為一支較長、較粗的主根，可深入土壤中 主根可長出許多比較細小的支根 支根 主根 根毛 頂端分生組織 根冠

植物根系：軸根系（蒲公英, Taraxacum）

大部分雙子葉植物（dicotyledonous plant）多屬於軸根系 例如：蒲公英、菸草、向日葵等

鬚根系 幼苗胚根壽命短，所以不會發育成主根，而由莖基部長出許多形狀猶如鬍鬚的不定根 鬚根系因為缺少主根，所以根不能深入土壤中，而多分布在土壤的上層

單子葉植物（monocotyledonous plant）都屬鬚根系 例如：蔥、玉米等

植物根系：B.鬚根系（蔥, Allium cepa）

植物根的內部構造，依其縱切面由下向上分為： 根帽（root cap）（或稱根冠） 頂端分生組織（apical meristem） 延長部（elongation zone） 成熟部（maturation zone）（或稱根毛部）

周鞘 根毛 表皮 成熟部 皮層 內皮層 韌皮部 木質部 延長部 頂端分生組織 根帽

根帽 位於生長點的前端，可保護分生組織不被土壤所磨損 根冠

頂端分生組織 可進行細胞分裂，其中部分的細胞可彌補被土壤磨損脫落的根帽細胞，部分細胞則變為延長部 頂端分生組織

延長部 沒有細胞分裂的功能，但此部位細胞體積因吸水而增長，使根生長快速深入土中 延長部

成熟部 外部和內部細胞則有明顯的分化 成熟部

雙子葉植物根成熟部的橫切面，由外向內： 表皮（epidermis） 皮層（cortex） 中柱（stele）：位於根中央

A.橫切面構造 表皮 皮層 中柱 圖2-4　雙子葉植物根的內部構造（毛莨 , Ranunculus acris L.）：

表皮 通常是由一層排列緊密的扁平細胞所構成 向外突起可形成根毛，根毛細小且數目多，可增加與土壤接觸的表面積

皮層 由多層薄壁細胞所組成，細胞之間有明顯的細胞間隙 葉光合作用產生的醣類輸送到皮層細胞後，轉換成澱粉儲存

皮層的最內一層細胞稱為內皮層（endodermis） 內皮層細胞壁圍繞著不透水的卡氏帶（Casparian strip），可阻止已吸收進入維管束組織內的水分逆流出來

中柱位於根的中心 組成： 周鞘（perieycle） 維管束組織（vascular bundle）

周鞘 位於中柱最外層 由單層或數層薄壁細胞所構成 具有細胞分裂的能力，向外生長突破皮層及表皮而形成支根

支根的形成：A.橫切面構造圖 （垂柳 , Salix babglanica）

支根的形成：B.縱切面示意圖 皮層 支根原始 分生細胞 周鞘 支根

中柱中的木質部（xylem）和韌皮部（phloem）呈輻射相間排列

維管束形成層則位於木質部及韌皮部之間，可進行細胞分裂 向內產生新的木質部 向外則產生新的韌皮部

單子葉植物根 成熟部的橫切面與雙子葉植物大多相似 有表皮、皮層、和維管束中柱（vascular cylinder），所不同的是中央具有薄壁細胞所構成的髓

木質部及韌皮部都是在髓的外圍呈環狀相間排列，且缺少維管束形成層，根不會長粗

2-1.2 莖 植物莖上可看到芽、節、節間、皮孔、葉及葉痕

木本莖的外部形態 頂芽 葉片 腋芽 節 節間 葉痕 托葉 葉柄

莖尖端的頂芽是生長點，此分生組織可使莖向上生長 葉片 腋芽 節 節間 葉痕 托葉 葉柄

莖上有節，節與節之間稱為節間 頂芽 葉片 腋芽 節 節間 葉痕 托葉 葉柄

由節處可長出葉或枝條，而由葉的腋處可長出腋芽，此芽可再分化為枝條或花 頂芽 葉片 腋芽 節 節間 葉痕 托葉 葉柄

托葉：位於葉柄基部可保護腋芽 頂芽 葉片 腋芽 節 節間 葉痕 托葉 葉柄

葉痕：葉片脫落時殘留在莖上的痕跡 頂芽 葉片 腋芽 節 節間 葉痕 托葉 葉柄

皮孔：木本莖上氣體進出的小孔 頂芽 葉片 腋芽 節 節間 皮孔 葉痕 托葉 葉柄

雙子葉植物莖的橫切面 以向日葵為例 由外向內分為表皮、皮層、維管束及髓（pith）

雙子葉植物莖的橫切面 表皮細胞外常有角質層，可防止水分散失並保護莖 皮層主要由薄壁細胞所組成

表皮細胞外常有角質層，可防止水分散失並保護莖 皮層主要由薄壁細胞所組成

維管束 環狀排列 其構造由外向內： 韌皮部 維管束形成層 木質部

韌皮部 篩管 伴細胞

維管束形成層 位於木質部及韌皮部之間 向外分裂形成新的韌皮部 向內分裂形成新的木質部

木質部 導管 假導管（或稱管胞）

髓 位於莖的中心部位 由薄壁細胞所構成 具有儲藏養分的功能

單子葉植物莖的橫切面 以玉米為例 表皮 維管束 基本組織（ground tissue） 表皮

維管束 散生於基本組織中 只有木質部及韌皮部 沒有維管束形成層，所以莖不能持續加粗

基本組織由許多薄壁細胞所構成

有些植物，其莖形成中空的髓腔，藉此髓腔可使空氣從葉片擴散進入植物體內再到根部，使生長於水中的根部能進行呼吸作用 例如：水稻

多年生木本植物 如：松、柏及樟樹等 莖的橫切面構造： 樹皮（bark） 維管束形成層（vascular cambium） 木質部

木材構造

樹皮上有皮孔（lenticle）的形成，以利氣體的進出 木質部俗稱為木材

多年生木本植物，因為莖的維管束形成層向內增生的木質部細胞比向外增生的韌皮部細胞多，使木質部的增大比韌皮部快

春材（spring wood）（早材） 在植物生長季節的早期（即春季），因氣候適宜植物生長，形成層的活力旺盛，細胞分裂能力強，細胞生長快，故新生的木質部細胞大而壁薄，顏色也較淡

夏材（summer wood） （晚材） 植物生長季節的晚期（即夏季），因氣候已不再適宜植物生長，形成層的活性減弱，細胞生長慢，故新生的木質部細胞小而壁厚，排列緊密，顏色也較深

年輪（annual ring） 由於每年季節的更換，在莖木質部中就形成春材與夏材交替的環紋構造

春材與夏材

年輪的數目可推測樹木年齡，也可由年輪的寬窄推測植物生長時的氣候變化 植物若生長於一年四季氣候變化不明顯的熱帶地區，則沒有明顯的年輪

木材由於位置及功能的不同： 邊材（sapwood） 心材（heartwood）

木材構造：邊材及心材

邊材 木材外圍的部分 顏色較淺 呈灰白色 具有輸送水分及無機鹽的功能

心材 木材中央的部分，細胞因日積月累許多代謝物，如：樹脂、單寧等，使細胞顏色變深，同時阻塞木質部而失去輸送功能

心材 木材中央的部分，細胞因日積月累許多代謝物，如：樹脂、單寧等，使細胞顏色變深，同時阻塞木質部而失去輸送功能

所以樹幹中的心材是乾的，把它去除並不會影響植物的生理功能，唯心材堅硬耐久，可支持高大樹木直立不倒伏，同時也是經濟價值較高的部位

心材的年輪都比邊材的年輪明顯 樹皮

2-1.3 葉

雙子葉植物葉的外形構造 葉片（leaf blade） 葉柄（petiole） 葉片 葉柄 網狀脈 節

葉柄 節 葉片 網狀脈

葉片 多呈扁平狀 可增加吸收光能的面積以利光合作用的進行 增加葉片與外界氣體的交換

葉脈多呈網狀分布 葉的表皮具有角質層，故有氣孔，以利與外界交換氣體

葉柄 著生在莖的節處 具有支撐葉片的功能 連接葉片及莖部間物質輸送的管道

單子葉植物的葉片多呈狹長狀，葉脈平行 葉片 平行脈 葉鞘 節

莖節處沒有葉柄著生，但從節處長出葉鞘（leaf sheath），緊緊包圍著莖部，以固定葉片並負責葉片及莖之間的輸導功能

雙子葉植物葉的橫切面構造： 由外向內： 表皮 葉肉組織（mesophyll cell） 葉脈（vein） 表皮 葉肉組織 葉脈

表皮上常有角質層覆蓋，用以保護葉片及減少水分的蒸發 上表皮 下表皮 角質層

表皮細胞沒有葉綠體 有些表皮細胞特化為保衛細胞（guard cell） 兩個腎臟形保衛細胞及其中間的小開口組合成氣孔（stoma） 保衛細胞 氣孔

葉肉組織是光合作用的場所 由兩種薄壁細胞所構成 柵狀細胞（palisade cell） 海綿細胞（spongy cell） 柵狀細胞 海綿細胞

柵狀細胞（palisade cell） 靠近上表皮 細胞呈長柱形 細胞排列緊密且細胞內的葉綠體較多 柵狀細胞 海綿細胞

海綿細胞（spongy cell） 柵狀細胞 海綿細胞 靠近下表皮 排列較為疏鬆，細胞間隙大 細胞呈圓形且細胞內的葉綠體較少 是外界氣體與葉肉細胞進行氣體交換的場所 柵狀細胞 海綿細胞

葉脈 位於葉肉細胞中 葉脈中的維管束： 木質部：輸送水分 韌皮部：輸送養分 葉脈 維管束 木質部輸送水分 韌皮部輸送養分