根、莖、葉的形態結構和生理功能，都是指大多數狀態而言。但有些植物的營養器官在形態、結構和生理功能等方面發生了非常大的變化，這種變化叫變態。由于植物體在某些條件的影響下，這些器官改變自己的機能，獲得另外的機能，引起與之相適應的形態結構的變化。在長期的發展過程中，這些變態特性變得很穩定，一代一代遺傳下來，適應外界的環境條件。
（一）根的變態
1．肥大的直根系蘿卜、胡蘿卜（Daucus carota）、甜菜（Beta vulgaris）等有特別發達的主根。其中主要為薄壁組織細胞，在薄壁組織細胞內貯藏大量的養料，供越冬后來年生長、開花、結實之用。主根上部還有胚軸和節間很短的莖；來年在莖上延長，形成葉和花序。
（1）觀察蘿卜、胡蘿卜、甜菜的根，分辨出根，胚軸和莖三部分。
（2）觀察蘿卜根的永久制片。先用肉眼直接區分皮層、木質部和韌皮部三部分。再在顯微鏡下觀察皮層、初生韌皮部、次生韌皮部、形成層、次生木質部和初生木質部。蘿卜的次生木質部占優勢，食用部分主要是這部分。木質部中的導管比一般植物根中導管少，而大部分是木薄壁細胞（圖36-1），它們起了貯藏作用。這些木質部和韌皮部主要由形成層產生。
（3）觀察胡蘿卜根的橫切面永久制片。首先用眼直接觀察，區分出皮層、木質部和韌皮部。再用顯微鏡觀察，區分出皮層、初生韌皮部、次生韌皮部、初生木質部、次生木質部和形成層。胡蘿卜根的木質部較少，而次生韌皮部多，食用的部分主要是韌皮部（圖36-2）。
（4）觀察甜菜根的橫切面永久制片，甜菜根的加粗與蘿卜、胡蘿卜不同。當形成層活動產生了次生結構以后，中柱鞘部位的薄壁細胞又形成了新的分生組織，在韌皮部外又形成新的木質部和新的韌皮部，這樣重復不斷產生新的木質部和韌皮部。
用新鮮的甜菜做徒手切片（橫切），在低倍物鏡下區分出周皮和生長層。再觀察橫切面永久制片，區分出次生木質部、次生韌皮部、形成層及貯藏薄壁組織。
2．塊根 主要由側根或不定根膨大形成，與蘿卜、胡蘿卜、甜菜根生長方式不同。在未膨大以前與一般吸收根相同。膨大成為塊根以后，皮層很少，并在表皮下形成木栓組織，塊根的形成除了形成層的活動外，主要是由于次生形成層活動，形成大量薄壁組織，這些次生形成層首先在每個原生木質部周圍產生，其次在后生木質部導管周圍及次生木質部內側產生，再次是在與維管束無關的薄壁細胞中產生，主要是增加細胞的數目。
觀察一株甘薯（Ipomoea batatas）的根，一株上有大小不等的若干塊根，同時也能見到尚未膨大的根。
觀察甘薯根的橫切面永久制片，了解周皮、韌皮部、木質部、形成層和異常形成層。
（二）莖的變態
莖和根、葉一樣，長期受周圍環境的影響，產生了變異。變態的莖不論怎樣的改變，但總有莖的固有的特征，即有節和節間之分。在節上有退化呈鱗片狀的葉子，或是葉子脫落后留有葉痕，在葉腋還有葉芽，以這些特征可與根相區別。變態莖有多種形態，有的變態莖與營養物質的貯藏和水分的貯藏相適應，有的與植物繁殖相適應，有的起保護作用，有的與固著攀緣有關。
1．塊莖 馬鈴薯的薯塊是地下塊莖，貯藏大量淀粉，長期以來都用薯塊進行繁殖，它既是貯藏器官，又是繁殖器官。取一個馬鈴薯塊莖進行觀察，頂部有頂芽，周圍有很多下凹的芽眼，呈螺旋狀排列，除頂芽外，每一芽眼下方有葉跡，如果將馬鈴薯塊莖做徒手橫切片，由外向內可見到周皮、皮層、外韌皮部、木質部、內韌皮部及中央的髓（圖36-3）。
2．鱗莖 洋蔥、蒜（Allium sativum）、百合等植物為鱗狀莖。洋蔥的圓球狀莖上生有許多肉質多汁的膜狀鱗片，包圍其頂芽，葉腋處生有腋芽。蒜的鱗莖由膜狀鱗葉和肉質的肥大腋芽（大蒜瓣）構成，鱗莖含多個小鱗莖，在中央有花梗（即蒜苔，可食）。
3．球莖 為短而肥大的地下莖，具有明顯的節和節間，在節上生有鱗片狀的葉子及腋芽。球莖主要行營養物質的貯藏或繁殖，如慈菇、荸薺（Eleocharis dulcis）、芋（Colocasia escu-lenta）等（圖36-4，C）。還有一種是地上球莖，如苤藍（Brassica caulorapa），莖縮短為球狀，節間很短，莖內也貯藏大量營養物質（圖36-4，A）。
4．根狀莖有些植物的莖在地下橫向生長，它們有明顯的節和節間，節上生有變態的膜狀葉和腋芽，腋芽向上可發育成枝，節處長不定根，如淡竹（Phyllostachys glauca）、玉竹（Poly-gonatum odoratum）、蓮（Nelumbo nucifera)、白茅（Im-perata cylindrica var.major）等植物的根狀莖（圖36-4，D、F）。
5．卷須莖 葡萄莖上的卷須是頂芽的變態，而腋芽發育成新的枝條。南瓜等植物的卷須也是莖的變態。
6．枝刺 有一些植物的莖變為刺狀，如山楂（Crataeguspinnatifida)、梨的枝刺，它們發生的位置在葉腋內，皂莢（Gleditsia sinensis）的枝刺具有分枝，有的枝刺上長有葉。
7．扁化莖 這類植物的枝條扁化，呈葉片狀或片狀，綠色，行光合作用，而這些植物的正常葉退化。如竹節蓼（Homalo-cladium platycladium）的扁化莖，在其上可明顯地分辨出節和節間，在節上并生有芽。假葉樹（Ruscus aculeatus）的變態莖為葉片狀 實為莖的分枝，在葉腋處生有花芽（圖36-4，E）。
8．肉質莖如仙人掌（Opuntia dillenii）一類肉質植物葉退化為刺，而莖肉質行光合作用。它們的形態多種多樣，莖多汁，適應干旱少雨的環境（圖36-4，B）。
（三）葉的變態
1．苞葉 生長在花下面的一種特殊葉，具有保護花和果實的作用，如向日葵頭狀花序周圍的總苞，呈綠色葉狀結構；玉米雌花序外面的苞葉也是葉的變態，具有多層苞葉，緊緊包圍雌花序（圖36-5，A）。
2．葉卷須 有些植物的葉變為卷須，以適應攀緣在其它物體上。這些植物的莖往往細弱，支持力量差，不能直立。如豌豆的羽狀復葉先端的幾個小葉變為卷須（圖36-5 C）。
3．刺狀葉 洋槐、酸棗的托葉變為刺（圖36-5，H）；仙人掌的刺和細葉小檗（Berberns poiretii）的刺都是葉的變態。
4．鱗狀葉 植物的芽鱗是變態的葉，無論是花芽或是葉芽，都有許多芽鱗，包圍著芽的生長錐，對芽起了保護作用。這些芽鱗為片狀，是葉的變態，當鱗片脫落時，留有芽鱗痕。丁香、柳樹、楊樹的冬芽有許多芽鱗（圖36-5,B）。有些植物根狀莖的節上，有退化的膜狀結構的葉片，如荸薺、慈姑、芋等。
5．葉狀柄 金合歡屬（Acacia）植物的葉柄變為葉狀，而其小葉退化。在幼苗上初生的小葉是復葉，而后生的葉柄變扁，仍具有少數羽狀復葉的小葉，最后生出的葉沒有小葉，只剩下扁的葉柄。（圖36-5，G）。
6．食蟲葉 有些植物的葉變態能捕食昆蟲，在捕食葉上具有腺毛，這些腺毛分泌消化液和粘液，當捕捉昆蟲后，由腺毛分泌消化液，把昆蟲消化。如豬籠草（Nepenthes mirabilis）的捕蟲葉呈瓶狀（圖36-5，E），貍藻（Utricularia vulgaris）的捕蟲時為囊狀（圖36-5，F），茅膏菜（Drosera peltata var．lunata）的捕蟲葉呈盤狀。