登陆注册
31746900000010

第10章 植物(2)

叶的形态特征主要表现在叶片的大小和形状。不同种类的植物有很大的不同。叶片的长度由几毫米到几米(如棕榈、香蕉的叶片),王莲的巨大漂浮叶直径达两米,可载住一个小孩。叶的形状变化更大,叶片的形状,包括叶缘、叶尖、叶基以及叶脉的分布等,每种植物都有其特点。叶在形态上的多样性,是植物种类形态特征的重要方面。

每个叶上只有一个叶片的叫做单叶,象蓖麻、苹果、南瓜、向日葵和玉米等。叶柄上有两个以上叶片的叶叫做复叶,例如落花生叶柄上具4小叶、三叶橡胶具3小叶。复叶按小叶排列方式的不同又分为羽状复叶和掌状复叶,例如合欢的叶为羽状复叶,大麻的为掌状复叶。

各种植物的叶在茎上都有一定的着生次序叫做叶序,叶序有3种基本类型,即互生、对生和轮生。

在茎上每一节只生有一叶的叫互生叶序。互生叶序的叶子成螺旋状排列在茎上。如果任意取一个节上的叶为起点,螺旋而上,追溯到与起点叶在同一垂直线上的另一叶。同一垂直线上的两叶(起点叶与终点叶)之间的螺旋距离叫做叶周。叶周中有一定数目的螺旋圈数和一定数目的叶。

茎的每一节上有两叶相互对生叫做对生叶序,例如丁香、薄荷等。在对生叶序中,下一节的对生叶常与上一节的叶交叉成垂直方向,这样两节的叶片避免相互遮蔽。

茎的每一节上着生3个或3个以上的叶,排成轮状,叫做轮生叶序。夹竹桃、金鱼藻的叶序为轮生叶序。

虽然每种植物叶的形态都有其特点,但许多植物在发育过程中,可以出现不同形态的叶。例如子叶是植物体最早形成的叶片,其形态与正常叶不同。又如桉树幼小树苗的叶为卵形无柄的对生叶,老株的叶为披针形有柄互生叶。

二、结构

被子植物叶片的结构一般比较一致,是由表皮、叶肉和叶脉3部分所组成。

叶片是有背腹之分的扁平体,表皮也有上下表皮之分。表皮是由一层生活细胞所组成,但也有少数植物叶片表皮是多层细胞的结构,称为复表皮。如印度橡皮树可有3-4层细胞、夹竹桃可有2、3层细胞组成的复表皮。叶片的表皮细胞一般为形状不规则的扁平体,侧壁凸凹不齐彼此互相嵌合、连接紧密,没有细胞间隙,其外壁较厚,角质化,并具角质层,有的并有蜡质。

在叶片的表面还常有表皮附属物——毛和气孔(器)。叶肉由含有许多叶绿体的薄壁组织细胞组成,是绿色植物进行光合作用的主要场所。一般植物的叶片中叶肉明显地分为2部分:由栅栏组织,位于上表皮之下,细胞呈圆柱形,其长径与表皮成垂直方向排列;海绵组织,位于栅栏组织和下表皮之间,细胞呈不规则形状。栅栏组织和海绵组织细胞内含有大量叶绿体,都有着发达的细胞间隙,构成了庞大的通气系统,并与表皮的气孔相通连。

叶片中的维管束叫做叶脉,叶脉在叶片上的分布形式一般分为两大类:网状脉序和平行脉序。网状脉序的特点是叶脉错综分枝,连结成网状,是双子叶植物叶脉的特征。网状脉序因中脉分出侧脉的方式不同,又可分为羽状脉序和掌状脉序。苹果、夹竹桃、枇杷等植物为羽状脉序;南瓜、葡萄、槭树、蓖麻等植物为掌状脉序。平行脉序是中脉和侧脉自叶片基部发出,大致互相平行,至叶片顶端汇合,它是大多数单子叶植物叶脉的特征。

裸子植物中的银杏具有另一种类型的叶脉,叫做叉状脉序,叶脉为二叉分枝式,这种脉序也常见于蕨类植物。

三、生态类型

叶是植物暴露在空气中面积最大的器官。植物演化过程中适应不同的生境(特别是水)产生各种形态结构。依照植物与水分的关系,把植物分为旱生植物、中生植物和水生植物。

旱生植物的叶小而厚或多茸毛,在结构上表皮细胞的细胞壁厚,角质层发达。有些种类表皮为复表皮而且气孔下陷,例如夹竹桃的叶。另一种类型的旱生植物叫做肉质植物,它们的叶片肥厚多汁,叶内有发达的薄壁组织,贮存大量水分。例如芦荟、景天、马齿苋等。仙人掌的叶片退化,茎肥厚、多浆呈绿色,代替叶行光合作用。

中生植物就是前面所讲的最常见、最普遍的类型。水生植物中许多类型是整个植物体浸没在水里,叶外形小而薄(例如黑藻),或成丝状(如狐尾藻)。沉没水中的叶表皮细胞外壁不角质化,没有角质层或角质层很薄,细胞内具叶绿体。叶上没有气孔。叶肉只有少数几层细胞,没有栅栏组织的分化。另外一些水生植物,植物体仅一部分浸没在水中,叶露出水面。其叶的结构除有发达的通气系统外,基本上与中生植物叶相似。

光也影响着叶片的结构,生长于直射阳光下的植物(称为阳地植物),受光和热比较强,四周空气比较干燥,其叶倾向于旱生的形态结构,而生长于荫蔽环境的植物(称为阴生植物)阳光漫射,环境阴湿,一般叶片大而薄,栅栏组织不明显,细胞间隙发达。在同一株植物上的不同部位的叶片,由于所处的环境不同,其形态结构也出现差异。位于植株顶部的叶倾向于阳生叶的结构,树冠下荫蔽处的叶倾向于阴生叶的结构。

四、叶的变态

有些植物叶的形态结构和生理功能,在本质上都发生了非常大的变化,叫做叶的变态。如仙人掌的全部叶子变为刺状,以减少水分的散失,适应干旱环境中生活;酸枣、洋槐的托叶变成坚硬的刺,起着保护作用;豌豆复叶顶端几片小叶变为卷须,攀援在其他物体上,补偿了茎杆细弱,支持力不足的弱点。食虫植物的叶能捕食小虫,叫做捕虫叶,这些变态的叶有的呈瓶状,如猪笼草;有的为囊状,如狸藻;有的呈盘状,如茅膏菜。在捕虫叶上有分泌粘液和消化液的腺毛,当捕捉到昆虫后,由腺毛分泌消化液,将昆虫消化并吸收。

许多植物在其个体发育过程中,有的叶也发生变态,有着特殊功能。例如木本植物芽的外围,有由叶变态的芽鳞包围,起着保护幼芽的作用;鳞茎中的变态叶肉质化、贮藏营养物质,如洋葱、百合的食用部分。在花和花序的基部也有变态的叶,例如玉米雌花序外面的苞叶、向日葵花序外边的总苞,具有保护幼小花和花序的作用。

五、落叶

叶子并不是长久地生长在植物体上,而是有一定的寿命。一般一年生植物,叶子随着植物体一起死亡。多年生草本植物和落叶的木本植物,其叶子的寿命只有一个生长季。常绿的木本植物,叶的寿命可以有几年。

当植物即将落叶时,叶子内部发生很大变化,细胞中有用物质逐渐分解运回茎内。叶绿体中叶绿素分解比叶黄素快,叶片逐渐变黄。有些植物在落叶前细胞中有花青素产生,绿叶变为红叶。与此同时,在叶柄基部有一层细胞进行分裂,形成几层小型的薄壁组织细胞,这层结构叫做离层,不久这层细胞间的中层分解,继而整个细胞分解,叶片逐渐枯萎,以后由于风吹雨打等机械力量,使叶柄自离层处折断,叶子脱落。在离层折断处的细胞栓质化,起着保护“伤口”的作用。叶脱落后,在茎上留有的疤痕,叫做叶痕。

六、经济用途

许多植物的叶子,在人类生活中起着重要的作用,如白菜、洋白菜、菠菜、芹菜和韭菜等都是叶菜类蔬菜;茶树的叶为我国主要的饮料;烟草叶为制卷烟的原料,藿香、薄荷等植物的叶为常用的中草药;剑麻叶中的纤维为重要的制绳原料。此外,由于庞大的叶面积同空气接触和进行活跃的气体交换,因而一些植物的叶片有指示环境污染的作用。从叶片上受害的斑点、伤痕批示出空气中存在过量的SO2、氟、臭氧等。有的植物叶片具有吸收空气中有害物质的作用。通过蒸腾作用,叶还具有降低气温、增加空气中湿度的作用。

花是被子植物繁衍后代的生殖器官。典型的花,在一个有限生长的短轴上,着生花萼、花冠和产生生殖细胞的雄蕊与雌蕊。有些学者认为裸子植物的孢子叶球也是“花”,而多数人则认为被子植物才有花,所以被子植物也称为有花植物。花的各部分不易受外界环境的影响,变化较小,所以长期以来,人们都以花的形态结构,作为被子植物分类鉴定和系统演化的主要依据。

一、形态结构

花的形状千姿百态,大约25万种被子植物中,就有25万种的花式样。但是所有的花仍有共同的结构图式,它们的组成通常为:

花托花与茎连接的部分,由节与节间组成,节上着生花的能育与不育的附属物。这些节往往由于节间的缩短和受抑制而紧密地拥挤在一起,导致花托显著变形,因此,在形状、大小和结构上都很不像茎。花托上所着生的不育部分(苞片、萼片、花瓣)可螺旋地或轮生地紧密排列在一起。

花萼在花的最外面,对花的其他部分起保护作用。可分成几个萼片,在形状和构造上十分近似叶子或苞片。绿色的萼片中含有叶绿体,表皮层上具气孔(器)和表皮毛,但很少像叶子那样分化出栅栏组织和海绵组织。在形态学上,把花萼视为一种变形的叶子。萼片一般成轮状排列,便有些原始科,例如毛茛科为螺旋排列。

花冠在花萼之内,花冠通常可分裂成片状,称为花瓣。花瓣一般比萼片大,在形态学中认为花瓣也是一种叶性器官。花萼和花冠合称花被。花瓣的表皮层上,也可有气孔和表皮毛。花瓣的大小和形状有很大变化。有的很大,有的则相当细小,甚至退化成鳞片、刺毛或各种腺体。花冠除了具保护作用之外,花瓣的颜色和香味,对于吸引动物传粉起着重要作用。花冠之所以有各种鲜艳的颜色,是由于细胞中含有有色体和细胞液中的色素,并受细胞内、外各种因素变化的影响。有些风媒花的花被很不明显,或呈绿色或近乎无色。

根据花瓣分离或联合的情况、花冠下部并合而成花冠筒的长短,以及花冠裂片的形状与深浅等特征,可将花冠的类型分为:筒状(向日葵的管状花)、漏斗状(甘薯)、钟状(桔梗)、轮状(番茄)、唇形(芝麻)、舌状(向日葵的舌状花)、蝶形(花生)和十字形(油菜)。其中由于筒状、漏斗状、钟状、轮状和十字形花冠,其花瓣的形状与大小较一致,故这类花为辐射对称。而唇形、舌状与蝶形花冠,其花瓣形状、大小不一致,则呈两侧对称。也有些花,如美人蕉的花是不对称的。

雄蕊群一朵花中全部雄蕊的总称。各类植物中,雄蕊的数目及形态特征较为稳定,常可做为植物分类和鉴定的依据。一般较原始类群的植物,雄蕊数目很多,并排成数轮;较进化的类群,数目减少,恒定,或与花瓣同数,或几倍于花瓣数。在一朵花中,如有4枚雄蕊,其中两枚花丝较长,两枚较短,称二强雄蕊,如唇形科和玄参科植物;如一朵花中有6枚雄蕊,其中4长2短的,称四强雄蕊,如十字花科植物,另外,雄蕊中花丝或花药部分,常有并连现象,假如花药完全分离,而花丝联合成一束的,称单体雄蕊,如蜀葵、棉花等;花丝并联成为两束的,称二体雄蕊,如蚕豆、豌豆等;花丝合为3束的,称三体雄蕊,如连翘;合为4束以上的称多体雄蕊,如金丝桃和蓖麻等。相反,花丝完全分离,而花药相互联合,称聚药雄蕊,如菊科,葫芦科植物。

每一个雄蕊,通常由花药和着生它的一个细的花丝组成。花药在花丝上的着生方式可分为:全着药,花药全部着生于花丝上,如莲;基着药,仅花药基部着生于花丝顶端,如莎草、小檗;背着药,花药的背部着生于花丝顶端,如油桐;丁字着药,花药背部中央一点着生于花丝顶端,易于摇动,如小麦,水稻;广歧药,药室完全分离成一直线,并着生于花丝顶端,如地黄;“个”字药,药室基部张开,上面着生于花丝顶上。

通常每个花药由两个药瓣组成,每个药瓣有两个花粉囊,其中有花药壁和产生小孢子的药室(孢子囊)。每个孢子囊中有许多小孢子母细胞,它们各自经减数分裂后,产生四个单倍体的小孢子。此后每个小孢子(核)又分裂一次,形成一个大的营养细胞(或称管核),和一个小的生殖细胞(核),这时具两细胞的花粉粒(即雄配子体)基本成熟。在成熟花药开裂以前,药室之间的分隔可能已破裂,四个孢子囊的花药即变成两个花粉囊。花粉粒即从开裂的花药中释放出来。花药开裂方式有:纵裂,沿两个花粉囊的交界处纵行开裂,如油菜、牵牛花等;横裂,沿花药中部横向裂开,如木槿、蜀葵等;孔裂,在花药顶部具小孔状裂口,如茄、番茄等;瓣裂,花药侧壁开裂成数瓣,如樟树、小檗等。

雌蕊群一朵花中所有雌蕊的总称。雌蕊位于花的中心,由着生胚珠的心皮所组成。一般认为心皮是组成雌蕊的基本单位,一朵花中可能有一心皮或多个心皮组成为雌蕊群。心皮是叶子的变态。

同类推荐
  • 目击天安门-(二)

    目击天安门-(二)

    本书选择了中国政治变迁的聚焦点——天安门这一独特的视角,完整系统地记述了天安门历经的沧桑巨变,挖掘出中国100多年,特别是建国50年来天安门地区发生的政治事件的内幕秘闻,是一部中国的近现代史的展现。
  • 探究式科普丛书-天空的眼睛:雷达

    探究式科普丛书-天空的眼睛:雷达

    本书主要向人们介绍了雷达的基础知识,雷达的发展变迁,雷达未来的发展趋势,并且进行了前瞻性的解读,让读者了解这一现代生活的高科技工具是如何为人类的生产和生活服务的。
  • 上帝掷骰子吗?量子物理史话

    上帝掷骰子吗?量子物理史话

    这本书带读者做一次量子之旅,从神话时代出发,沿着量子发展的道路,亲身去经历科学史上的乌云和暴雨,追逐流星的辉光,穿越重重迷雾和险滩,和最伟大的物理学家们并肩作战。除了回顾基本的历史背景,还将向着未来探险,去逐一摸索量子论面前的不同道路,闯入人迹罕至的未知境地,和先行者们一起开疆扩土。
  • 探索神秘的大自然:风雨雷电的奥秘

    探索神秘的大自然:风雨雷电的奥秘

    风雨雷电是我们生活中常见的自然现象。然而在古代,由于人们对天象真相的无知,再加上对风雨雷电的敬畏,便认为风雨雷电是由神仙控制的,于是出现了风婆、雨伯、雷公、电母等神仙形象,在《西游记》里我们就看到了孙悟空与妖怪斗法时请这四位神仙来助阵的有趣故事。
  • 探究式科普丛书-大自然给人类的礼物:能源

    探究式科普丛书-大自然给人类的礼物:能源

    本书分为知识篇和现实篇共两章十五节,详细介绍了最基础的能源知识,并对人们所常用的能源逐一作了全新说明和阐释。内容包括太阳能、水能、风能、生物质能、煤、石油、天燃气、可燃冰、核能、地热能、潮汐能等众多领域,并结合我国能源问题和现状进行了探究式思考,同时本书也展望了未来能源发展的趋势。《大自然给人类的礼物》知识全面,内容翔实;语言生动,脉络清晰;图文并茂,意趣丛生;理沦联系实际,百科知识相随。我们相信本书是一本广大青少年朋友了解能源科普知识必备的图书。
热门推荐
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 女捕撼江山

    女捕撼江山

    从小受尽母亲虐待的温平侯府三小姐诈死离家,阴差阳错之下女扮男装进入公门。桩桩凶案,道道疑云,天网恢恢竟然直指家门……红颜女捕翻出惊天大案,最后又将何去何从?
  • 掌管命运

    掌管命运

    古人常说命不由己,但我要执掌自己的命运,掌管天下人的命运!我追求自由!我执掌天命!
  • 大明老司机

    大明老司机

    有人说岳璋是宠臣,岳璋笑了笑;皇上没事儿还得找我寻点儿信念呢。有人说岳璋是巨商,岳璋呸了声;你见过左右朝堂的商人?那叫银行家!有人说岳璋是权逆,岳璋呵了呵;你们将来的皇上都是我在偷偷养着呢!我是皇上的精神支柱,我手握大明的经济命脉,我是太子的义父。以及,我是将大明带上无敌战车的老!司!机!qq群:485820794欢迎登上老司机的火车污污污
  • 超级画笔

    超级画笔

    从前有个神笔马良,他梦中得到一枝神笔画什么活什么,从此过上了幸福美满的生活……后来有个青年马小明,他得到一枝来自未来的超级画笔,从此过上了牛光闪闪的富贵生活……
  • 神武明光

    神武明光

    肩负着为人类开疆扩土的宇宙战舰明光号意外闯入一片未知星域。被无法抵挡的未知粒子流摧毁了身体的少年安昕带着体内光芯,进入了一个崭新的世界中。在这个世界里,力量为尊,武技为霸。到底是科技为王,还是武技为尊?明光号上的少年将用自己的身体,来见证未知的一切,迈出踏向巅峰的步伐!
  • 王俊凯之我们从未陌生过

    王俊凯之我们从未陌生过

    我们虽不是同一个世界的人,我只希望你能低头看看这个小小的我。——许夏天在梦想和爱情中选择,我选择了梦想,因为我要把自己变的更加强大,然后再保护你。——王俊凯如果一开始我不是尹夏,你还会这么关系我吗?——尹夏如果没有许夏天我不会认识尹夏,如果没有尹夏我就不会喜欢许夏天。——王俊凯我们从未陌生过,只是我们不勇敢。——许夏天作者:夏了茶蘼i
  • 无良仙尊:小妖要反扑

    无良仙尊:小妖要反扑

    一心往上奔着的白戈,只想有朝一日能够爬上九重天。只可惜,总有一个不要脸的仙人,想拽她的小腿。你拽腿就算了,你还压倒我!白戈怒了:脸是个好东西,我希望你能要点。无良仙尊:你是个好东西,我想要全部。话落,继续压倒,在压倒,花式压倒!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 英雄联盟之铁血德莱文

    英雄联盟之铁血德莱文

    都市宅男莫名其妙的穿越到瓦罗兰大陆,变成了德莱文。