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教案第一章被子植物的营养器官
第一章被子植物的营养器官
器官是由多种组织构成的、具有一定形态和功能的结构单位。
植物细胞分化形成不同的组织,各种组织有机结合成为具有特定形态结构、担负不同生理功能的器官。
被子植物体由根、茎、叶、花、种子和果实六种器官组成,其中根、茎、叶担负着吸收、运输、制造营养物质等功能,与植物的营养生长有密切关系,称为营养器官;花、种子和果实具有繁衍后代延续种族的功能,与植物的生殖有密切关系,称为生殖器官。
植物各器官之间在生理、结构和功能方面有着明显的差异,但彼此间又密切联系,相互协调,共同构成一个完整的植物体。
第一节幼苗
营养器官的产生和发育是从幼苗开始的,下面首先介绍幼苗的形成和类型。
一、幼苗的形成
种子萌发后,胚开始生长,由胚所长成的幼小植物体叫做幼苗。
种子在萌发形成幼苗的过程中,仍然靠种子内的储藏物质作为自己的养分,因此农业上要选粒大、粒重的种子,以使幼苗肥壮,从而提高作物产量。
种子在萌发过程中,通常是胚根先突破种皮向下生长,形成主根。
这一特性具有重要的生物学意义,因根发育较早,可以使早期幼苗固定在土壤中,及时从土壤中吸收水分和养料,使幼苗能很快独立生长。
之后,胚芽突出种皮向上生长,伸出土面而形成茎和叶,逐渐形成幼苗。
但水稻籽实萌发时,胚芽首先膨大伸展,然后胚芽鞘突破谷壳而伸出,胚根比胚芽生长稍迟,随即,胚根也突破胚根鞘和谷壳而形成主根。
在主根伸长后不久,其胚轴上又生出数条与主根同样粗细的不定根,在栽培学上把它们统称为种子根。
同时,胚芽鞘与胚芽伸出土面后,胚芽鞘纵向裂开,真叶露出胚芽鞘外,形成幼苗。
小麦籽实萌发时,首先露出的是胚根鞘,以后胚根突破胚根鞘形成主根(图1-2),然后从胚轴基部陆续生出1-3对不定根。
同时胚芽鞘也露出,随后从胚芽鞘裂缝中长出第一片真叶,以后又出现第二、第三片叶……形成幼苗。
二、幼苗的类型
不同植物有不同形态的幼苗,根据子叶出土与否把它们分为两类:
子叶出土幼苗和子叶留土幼苗。
(一)子叶出土幼苗
双子叶植物如大豆、棉花以及各种瓜类的无胚乳种子,在萌发时,胚根首先伸入土中形成主根,接着下胚轴伸长,将子叶和胚芽推出土面,这种幼苗是子叶出土的。
从第一片真叶到子叶节之间的主轴是由上胚轴形成的。
以后胚芽进一步发育和生长,形成地上部分的茎和叶。
子叶内营养物质耗尽即枯落(图1-3,图1-4)。
蓖麻种子萌发时,胚乳内的养料经分解后供胚发育使用,随着胚轴的伸长,将子叶和胚芽推出土面时,残留的胚乳附着在子叶上,一起伸出土面,但不久就脱落消失(图1-5)。
图1-4
单子叶植物洋葱种子的萌发和幼苗形态与棉花、蓖麻等同。
当种子开始萌发时,子叶下部和中部伸长,将根尖和胚轴推出种皮之外,以后子叶很快伸长,露在种皮之外,呈弯曲的弓形。
这时,子叶先端仍被包在胚乳内吸收养料。
进一步生长,弯曲的子叶渐伸直,将子叶先端推出种皮外,待胚乳的养料被吸收用尽,干瘪的胚乳也就从子叶先端脱落下来,同时,子叶出土后,渐转为绿色。
此后,第一片真叶从子叶鞘的裂缝中伸出,并在主根周围长出不定根。
(二)子叶留土幼苗
双子叶植物无胚乳种子如豌豆、荔枝、柑橘和有胚乳种子如三叶橡胶种子,以及单子叶植物的水稻、小麦、玉米等有胚乳种子萌发时,下胚轴并不伸长,子叶留在土中,靠上胚轴或中胚轴的伸长把胚芽推出土面。
花生种子兼有子叶出土和子叶留土幼苗的特点。
因它的上胚轴和胚芽生长较快,同时下胚轴也相应生长。
所以,播种较深时,子叶不出土,播种较浅时,则子叶露出土面。
在农业生产上,一般说,子叶出土幼苗的种子可适当浅播(但顶土力强的种子,如菜豆可以适当深些)。
而对于子叶留土的幼苗,播种可以适当深些。
另外,还要根据种子的大小、土壤的湿度等条件综合考虑决定播种深浅。
第二节根
根是构成植物地下部分的营养器官。
主要机能是使植物体固定在土壤中,从土中吸收水分、矿质盐和氮素供植物生长所利用。
此外,根还具有储藏、分泌和繁殖作用。
如菱的沉水根为绿色,可以进行光合作用。
“根深叶茂,本固枝荣”可以说明根在植物生长中的作用。
一、根的功能
(一)根的一般功能
1.支持与固着种子植物具分枝多而庞大的、机械组织发达的根系,足以支持即使是十分高大或分枝繁多的茎叶系统,并把植株牢牢地固着在常有风吹雨袭的陆生环境中,成为能适应陆地生活的优势种群。
固着作用也包括克服根的先端部分向紧密的土壤中生长时所产生的压力。
2.吸收、输导与贮藏植物一生需要大量的水,如生产lkg稻谷要800kg水,lkg小麦要300-400kg水,全靠有完善的吸收和输导组织的根部吸收;根还吸收土壤溶液中离子状态的矿质元素、少量含碳有机物、可溶性氨基酸和有机磷等有机物,以及溶于水中的C02和02。
根所吸收的物质可通过输导组织运往地上部分,又可接受地上部分合成的营养物,以供根的生长和种种生理活动所需,其中一部分还可贮藏在根部的薄壁组织内。
3.合成已发现根能合成多种有机物,如氨基酸、生物碱(如尼古丁)及几种激素等物质;当病菌等异物入侵时,根亦与其他器官一样,能合成被称为“植物保卫素”的一类物质,起一定的防御或减灾作用;根还可能参与一些维生素和促进开花的代谢物的制造。
4.分泌已知根能分泌近百种物质,包括糖类、氨基酸、有机酸、脂肪酸、固醇、生物素和维生素等生长物质以及核苷酸和酶等。
这些分泌物中有的可在生长过程中减少根与土壤的摩擦力;有的在根表形成促进吸收的表面;有的对他种植物是生长刺激物或毒素,如寄生植物列当种子要在寄主根的分泌物刺激下才能萌发,而苦苣菜属、顶羽菊属的一些杂草的根能释放生长抑制物,使周围的作物死亡,即所谓“异株克生现象”;有的可抗病害,如发现抗根腐病的棉花品种根分泌物中有抑制病菌生长的水氰酸,不抗病品种则无;根的分泌物还能促进土壤中一些微生物的生长,在根表面及其周围造成一个特殊的微生物区系(某一特定地区植物种类的总体称为区系),这些微生物能对植物体的代谢活动、吸收作用、抗病性等施加影响。
(二)根的特殊功能
一些植物因长期适应某种特定环境,其根部的形态结构和生理功能相应变化而形成了特殊功能,并经若干世代后成为其遗传特性。
1.收缩一些草本植物的部分根具收缩作用而称为收缩根。
在植株发育的某个时期,根的部分皮层薄壁细胞发生径向扩展和纵向收缩,中央的维管组织随之扭曲,其作用是将近地表的芽拉入地下以利渡过不利环境。
一些鳞茎植物则通过根的收缩使幼根向土壤深处分布。
2.呼吸生长在广东、福建和海南等亚热带湿热地区的榕树树干上能长出许多不定根,下垂如绳。
这些气生根具呼吸和吸收空气中的水分的作用而称为呼吸根,其中一些十分粗壮,直径可达2m,并可伸长及地起支持作用,成为支柱根;分布于沼泽地带或海岸低处的红树、落羽松等,其部分根向上生长,露出土面,并有发达的通气组织,亦可行呼吸作用。
3.寄生一些寄生植物将根插入寄主植物体内摄取营养物,有时这种寄生根还特化为圆形吸器。
4.攀援一些藤本植物如常春藤、络石等,其茎上长出顶端扁平、可附于他物表面生长而使植株攀缘而上的攀援根。
5.繁殖一些植物如甘薯,一部分根特化,脱离母株后能长出不定芽与不定根而行使繁殖作用。
二、根的类型和根系
按照根的发生部位不同,根可分为定根和不定根两类。
定根包括主根和侧根。
种子萌发时胚根突破种皮形成主根。
侧根是从主根上长出来的分枝,侧根的分枝上还可以再生分枝,主根和侧根共同构成了根系。
不定根是从茎部或叶部、老根或胚轴上生出的根。
例如柳树插条上生的根就是一种不定根,秋海棠叶上也可长出不定根。
根系是一株植物所有根的总称。
根系有两种类型:
直根系和须根系。
直根系的主根发达而明显,侧根的长短粗细显著次于主根。
裸子植物和大多数的双子叶植物都属直根系植物。
须根系是主根生长缓慢、早期停止生长或死亡,根系主要由不定根所组成的。
大多数单子叶植物属须根系植物。
根系在土壤中的分布是非常广泛的,在良好的生态环境下,地下部分的扩展范围要远远大于地上部分。
植物根系钻入土壤的深度因植物而异。
主根发达的植物根系,一般入土较深,例如棉花的主根一般可以深入土层60cm以上,有些品种在灌溉良好的地方可深达2m以上。
也有的植物根系朝着水平的方向发展,这类植物一般侧根发达,并占有较大比例,例如某些仙人掌类植物根系钻入土壤中深度不深(6-8cm),但其水平长度则达数米以上,以便较快地吸收土表的降雨。
向深处分布的根系称为深根系,向水平方向分布的根系叫做浅根系。
通常情况下生长在沙漠或地下水位较低环境中的植物往往具有深根系(某些仙人掌例外),生长在沼泽地区或地下水位较高环境中的植物往往具有浅根系。
根系钻入土壤中的深浅除决定于植物种类外,还决定于根系生长的环境条件。
例如生长在比较干燥环境条件下的柳树根系入土较深,生长在水边的柳树入土较浅。
在林区中,一小块地段上往往生长着不同种类的植物,由于这些植物根系钻入土壤中的深度不同,所以它们的根系分布在不同深度的土壤中,形成所谓地下成层现象。
地下成层现象可以保证植物从不同层次中吸收养分,利用这一原理,农业生产上的间作、套种往往可增产,例如人们把具须根系的玉米与具直根系的大豆进行间作,可提高产量。
地上部的茎和叶完全依靠根供给水分和矿物质养料,所以地上部分与地下部分必须保持一定平衡。
一般地上部分的发展决不会超过地下部分的发展。
如根系受到破坏,就会引起地上部分的枯萎或死亡,所以在移栽植物时应尽量减少根系的损伤。
如根系受到破坏,就应剪去一部分枝叶以减少水分的蒸腾,这样才能移栽成功。
农业上进行玉米移栽时一方面尽量减轻对根系的损伤,另一方面可剪去一部分叶,以获移栽成功。
三、根尖的结构及其生长动态
本节主要讨论根尖的分区。
每条根的顶端根毛生长处及其以下的一段,叫做根尖。
根尖从顶端起,可依次分为根冠、分生区、伸长区、根毛区(成熟区)等四区。
除根冠与分生区之外,区与区之间并无明显界限,原因是生长发育是一个连续依次渐进的过程。
(一)根冠
根冠位于根尖的顶端,由许多薄壁细胞组成冠状结构。
根冠包被着根尖的分生区,具有保护根尖的幼嫩分生组织的机能。
根冠由薄壁细胞所构成,细胞内含有淀粉粒,细胞排列疏松,向外分泌黏液,这种黏液是高度水合的多糖,可能为果胶物质。
由于这种黏液的覆盖,可使根尖易于在土壤颗粒间推进,并保护幼嫩的生长点不受擦伤,同时,由于黏液的覆盖,形成一种吸收表面,对于促进离子的交换与物质的溶解有一定的作用。
切除根冠,根就失去了向地性的反应。
若将根尖水平放置,就可以看到根冠细胞内的淀粉粒在重力作用下很快就沉积到细胞下方,结果引起了根的向地性反应,因此,人们长时期认为根冠细胞内的淀粉粒与根的向地性有密切关系。
(二)分生区
分生区位于根冠上方,长度1-2mm。
分生区的顶端部分是原分生组织,原分生组织是一群最年幼且保持着细胞旺盛分裂能力的细胞群,由于它的活动产生了根的其他组织,所以此区亦称生长点。
分生区分裂出来的细胞,一部分分化为根冠细胞,另一部分体积增大和延长,转变为伸长区细胞。
因此,分生区始终保持一定的长度
和特性。
(三)伸长区
分生区的上面就是伸长区,长度为数毫米(一般2-5mm)。
伸长区的细胞伸长迅速,细胞质成一薄层位于细胞的边缘部分,液泡明显,并逐渐分化出一些形态不同的组织。
这部分细胞逐渐失去分裂能力,使细胞迅速增大,特别是长度显著增加,同时根内各种组织已开始分化。
该区细胞剧烈伸长的力量,成为根在土壤中向前推进的动力。
(四)根毛区
根毛区长度为几毫米到几厘米。
根毛区表面密被根毛,增大了根的吸收面积,根毛区是根部吸收水分的主要部分,其内部的细胞已停止分裂活动,分化为各种成熟组织,故亦称为成熟区。
根毛是表皮细胞向外突出形成的顶端密闭的管状结构,成熟根毛长度介于0.5-10mm,直径5-17µm。
极少数植物根毛可以出现分叉,甚至形成多细胞根毛。
根毛对湿度特别敏感:
在湿润的环境中,根毛的数目很多,每平方毫米的表皮上,玉米约有420条,豌豆约有230条;在淹水情况下,根毛一般很少;在干旱情况下,根毛同样很少。
当土壤干旱或植物体内缺水时,首先会导致根毛枯死,从而影响吸收,以后虽然获得水分,但根毛还要几天的时间才能重新产生,这是干旱减产的主要原因之一,因此在农业生产上抗旱必须及时。
根毛的寿命很短,一般不超过两三周。
根毛区上部的根毛逐渐死亡,而下部又产生新的根毛,不断更新。
随着根尖的生长,根毛区则向土层深处推移,许多根毛分别与新的土粒接触,并分泌有机酸,使土壤中难溶性的盐溶解,大大增加了根的吸收效率。
根毛的生长和更新对吸收水肥非常重要。
所以果树、蔬菜和作物在移植时,因纤细的幼根和根毛常被折断损伤,而大大降低了吸收功能,所以移植后的苗木往往会出现短期萎蔫,新根和根毛重新发生之后,才逐渐返青。
农业生产上,采用小苗带土移植,幼根和根毛受损较少,返青较快,有利于作物生长成活。
果树、蔬菜移植时,剪去一些次要的枝叶,以减少水分蒸发,有利于成活。
第三节茎
种子萌发后,随着根系的发育,上胚轴和胚芽向上发育为地上部分的茎和叶。
茎的主要生理功能是运输和支持,茎将根吸收的水分和矿物质养料运输到叶,又将叶制造的有机物质运输到根、花、果和种子。
茎支持着全部枝叶,又要抵抗风、雨、雪等外力。
茎也有储藏和繁殖功能,有些植物可以形成鳞茎、块茎、球茎、根状茎等变态茎,储藏大量养料,人们可以采用枝条扦插、压条、嫁接等方法来繁殖植物。
此外,绿色的茎还能进行光合作用。
一、茎的基本形态
茎的形态是多种多样的,有三棱形的,如马铃薯和莎草科植物的茎;有四棱形的,如薄荷、益母草等唇形科植物的茎;有多棱形的,如芹菜的茎。
但一般而论,植物的茎多为圆柱体形。
茎的大小也有很大的差别,最高大的茎,如澳洲的一种桉树高15米,但也有非常短小的茎,短小到看起来似乎没有茎一样,如蒲公英和车前草的茎。
茎的性质因植物不同而不同,有的柔软,有的颇坚硬。
植物学上常根据茎的性质将植物分为草本植物和木本植物两大类。
茎可分为节和节间两部分。
茎上着生叶的部位称为节;相邻两个节之间的部分称为节间。
有些植物的节很明显,如玉米、甘蔗、高粱等的节非常明显,形成不同颜色的环,上面还有根原基。
但大多数植物节不明显,只是叶柄处略突起,表面无特殊结构。
着生叶和芽的茎称为枝条。
枝条上节间长短差异很大,其长短往往随植物体的不同部位、植物的种类、生育期和生长条件而有差异。
如玉米、甘蔗等植物中部的节间较长,茎端的节间较短;水稻、小麦、油菜等在幼苗期,各节间密集于基部,节间很短,抽穗后,节间较长;苹果,梨等果树,它们植株
上有长枝和短枝,长枝的节与节间距较长,短枝的节与节间距较短。
短枝是开花结果的枝,称为花枝或果枝。
在果树栽培上特别重视果枝的生长状况,常采取一些措施来促进、控制果枝的生长发育,以达到高产、稳产的目的。
木本植物的枝条,其叶片脱落后留下的痕迹,称为叶痕。
叶痕中的点状突起是枝条与叶柄间的维管束断离后留下的痕迹,称叶迹。
花枝或小的营养枝脱落后留下的痕迹称枝迹。
枝条外表往往可见一些小型的皮孔,这是枝条与外界进行气体交换的通道。
有的枝条由于顶芽的开放,其芽鳞脱落后,在枝条上留下的密集痕迹,称为芽鳞痕。
因顶芽每年春季开放一次,故根据芽鳞痕的数目和相邻芽鳞痕的距离,可判断枝条的生长年龄和生长速度。
这在果树栽培上,对于选择枝条进行扦插或嫁接是有实践意义的。
二、芽和分枝
(一)芽及其类型
1.芽的基本结构
芽是未发育的枝或花和花序的原始体。
芽的中央是幼嫩的茎尖,茎尖上部节间极短,节不明显,周围有许多突出物,这是叶原基和腋芽原基。
在茎尖的下部,节与节间开始分化,叶原基分化为幼叶,将茎尖包围,这是芽的基本结构。
将来芽进一步生长,节间伸长,幼叶展开长大,便形成枝条。
若为花芽,其顶端的周围产生花各组成部分的原始体或花序的原始体。
有些芽外有芽鳞包被。
2.芽的类型按照芽生长位置、性质、结构和生理状态,可将芽分为下列几种类型。
(1)定芽和不定芽按芽在枝上的生长位置将芽分为定芽和不定芽。
定芽生长在枝的一定位置。
定芽包括顶芽(生长在枝的顶端)和侧芽或称腋芽(生长在叶腋处的芽)。
如有多个腋芽在一个叶腋内,除一个腋芽外,其余的都称为副芽。
悬铃木的芽被叶柄基部所覆盖,叶落后芽才显露,这种芽称为柄下芽,也属于定芽。
如芽不是生于枝顶或叶腋,而是由老茎、根、叶上或从创伤部位产生的芽,称不定芽。
如桑、柳等的老茎,甘薯、刺槐等的根,秋海棠、大叶落地生根的叶上都能产生不定芽。
(2)叶芽、花芽和混合芽按芽发育后所形成的器官将芽分为叶芽、花芽和混合芽。
叶芽将来发育为营养枝;花芽发育为花或花序;混合芽同时发育为花(或花序)、枝、叶。
梨和苹果的顶芽便是混合芽。
花芽和混合芽一般较肥大,易与叶芽区别。
图1-20叶柄下芽(悬铃木)
图1-21大叶落地生根叶上的不定根
(3)裸芽和鳞芽按芽鳞的有无将芽分为裸芽和鳞芽。
裸芽无芽鳞包被,实际是被幼叶包围着的茎、枝顶端的生长锥;鳞芽外有芽鳞保护。
多数温带木本植物的芽都是鳞芽;多数草本植物的芽为裸芽,整个甘蓝的包心部分可视为一个巨大的裸芽。
(4)活动芽和休眠芽按生理活动状态将芽分为活动芽和休眠芽。
能在当年生长季节中萌发的芽,称为活动芽;当年生长季节不活动,暂时保持休眠状态的芽称为休眠芽。
一年生草本植物的芽,多为活动芽。
温带多年生木本植物,其枝条上近下部的许多腋芽为休眠芽。
活动芽和休眠芽在不同条件下可以互相转变,例如当植物受到外界条件的刺激(创伤或虫害)往往可以打破休眠状态,芽便可萌发;相反,当高温、干旱突然降临,也会促使活动芽转为休眠芽。
一个具体的芽,由于分类根据不同,可有不同的名称。
例如小麦的顶芽,是活动芽,也可称为花芽,又可称为裸芽。
同样,梨的鳞芽可以是顶芽或侧芽,也可以是休眠芽,又可以为混合芽。
(二)茎的分枝
分枝是植物的基本特性之一,植物界常见的分枝方式有三种:
单轴分枝、合轴分枝、假二叉分枝。
植物的合理分枝,使植物地上部分在空间分布协调,以充分利用空间,接受光能。
单轴分枝在裸子植物中占优势;而合轴和假二叉分枝
都是被子植物主要分枝方式,它们较为进化。
原因是由于顶芽的停止活动,促进了侧芽的生长,从而使地上部有更大的开展性,为枝繁叶茂、扩大光合面积创造了有利条件。
1.单轴分枝又称总状分枝。
植物体有一个明显的主轴,主轴顶芽不死,植物体年年向上生长,顶芽下面的侧芽展开,依次发展成侧枝,侧枝比主枝细的多。
侧枝也以同样的方式进行分枝,结果形成一个尖塔形或圆锥形的植物体,叫单轴分枝。
多数裸子植物(如银杏、侧柏、圆柏等)和一些草本植物具有总状分枝。
2.合轴分枝植物的顶芽活动到一定时间后,生长变得极慢,甚至死亡或分化为花芽或发生变态,而靠近顶芽的腋芽则迅速发展为新枝代替主茎的位置。
不久,这条新枝顶芽又同样停止生长,再由其侧边的腋芽所代替,这种分枝方式叫合轴分枝。
合轴分枝实质是一段很短的枝与其各级侧枝分段连接而成,因此是曲折的,节间很短,较多的花芽得以发育,能多结果,故为丰产的分枝形式。
如番茄、马铃薯、榆树、桃树以及大多数落叶乔木和灌木等都具有合轴分枝方式;许多果树如柑橘类、葡萄、枣、李等具有合轴分枝特性,其植株上有长枝(营养枝)、和短枝(果枝)之分;茶树和一些树木在幼年期为单轴分枝,长成后则出现合轴分枝。
3.假二叉分枝当植物的顶芽生长成一段枝条后,停止发育,而顶端两侧对生的二个侧芽同时发育为新枝。
新枝的顶芽生长活动也同母枝一样,再生一对新枝,如此继续发育,外表上形成二叉分枝,实际上是一种合轴分枝方式的变化,被称为假二叉分枝,如丁香、七叶树、泡桐树和很多石竹科植物均具有假二叉分枝方式。
二叉分枝是由顶端分生组织本身分裂为二所形成的,这与假二叉分枝是不同的。
二叉分枝多见于低等植物(如网地藻)和少数高等植物如地钱、石松、卷柏等。
深入了解植物的分枝习性,在生产实践上有很重要的意义,可以为栽培农作物、果树、蔬菜、花卉等进行合理整枝、及时调控植物营养生长和生殖生长关系提供科学依据。
一般情况下,进行整枝原则是既要保证植物枝叶繁茂健壮,有良好的营养生长,为生殖生长积累养料,以充分发挥果枝的增产作用,又要防止营养生长过旺,引起枝叶徒长,养料分散,病虫滋生,对植物的生殖生长、开花结实带来不利影响。
例如,在棉花栽培中,当棉苗开始出现一两个果枝时,把第一果枝以下的营养枝摘掉,可以减少营养物质的消耗,促使果枝生长和花蕾发育;当果枝上的花蕾达到一定数量时,把主茎和果枝的顶芽摘掉,使留下的一定数量的果枝和花蕾得茄子等蔬菜时也常采用摘心整枝的方法以促进早熟与丰产。
第四节叶
叶的主要生理功能是光合作用、蒸腾作用和气体交换作用。
光合作用是绿色组织通过叶绿体色素和有关酶类的活动,利用太阳能把二氧化碳和水合成有机物(主要是葡萄糖)并将光能转化为化学能而储藏起来,同时释放氧气的过程。
可以说,整个动物界和人类都是直接地或间接地依靠绿色植物光合作用所制造的有机物质而生活,其释放的氧气也是生物生存的必须条件。
蒸腾作用是根吸水的主要动力;蒸腾作用还可降低叶片的温度,使叶片在强烈的阳光下不致因受热而灼伤。
气体交换作用是植物与周围环境进行气体交换(O2、CO2的吸进与释放)的作用,气体交换作用对于植物的生活与植物光合作用都很重要。
此外,有些叶还能进行繁殖,在叶片边缘的叶脉处可以形成不定根和不定芽。
例如繁殖柑橘、柠檬、秋海棠时,便可采用扦插的方法来进行繁殖。
一、叶的组成和形态
(一)叶的组成
叶起源于茎尖的叶原基。
发育成熟的叶分为叶片、叶柄和托叶三部分,称为完全叶,缺少任何一部分的叶称不完全叶,如甘薯、油菜的叶缺托叶,烟草的叶缺叶柄。
1.叶片叶片是叶的主体,大多叶片是叶的绿色扁平部分,具有较大的表面面积。
叶片是薄的,可以缩短叶肉细胞和叶表面的距离,有利于气体交换和光能的吸收;而较大的表面面积可以扩大叶片与外界环境的接触面。
叶片的形状和大小因植物种类而差别很大,就是同一植物不同部位的叶片在形态上也存有差异。
常见的如小麦,水稻的叶是线形,苹果叶椭圆形,萝卜叶是琴形等。
叶片上分布着许多叶脉,它具有输导水和养料的功能,另外它对叶片具有支撑的作用。
根据叶脉的分布规律,将植物叶脉分为网状脉和平行脉两大类。
⑴网状脉常见于双子叶植物。
叶片中间有一条或数条主脉,每条主脉又分出支脉,支脉再分小支脉并相互连结构成网状。
如果网状脉中只有一条主脉的叫羽状网脉,如苹果、桃、桑等。
如果由叶柄的顶端分出数条主脉,叫掌状网脉,如南瓜、葡萄、棉花等。
⑵平行脉常见于单子叶植物,如玉米等。
这种叶片的中间有一条中脉,中脉两侧的叶脉大都彼此平行。
平行脉中又分直出平行脉(如玉米、水稻等)、横出平行脉(如棕榈等)。
2.叶柄多为细长柄状,有些植物叶柄的基部微微膨大,这膨大的部分叫叶枕。
叶柄是茎和叶间物质交流的主要通道,同时又支持叶片。
叶柄能扭曲生长,从而改变叶片的位置和方向,使各叶片不致互相重叠,可以充分接受阳光,这种特性称为叶的镶嵌性。
例如种植管理甘薯时,必须翻动枝叶不使其产生不定根,经翻动后,叶片倾斜杂乱,通过叶柄的扭转,又可使叶片一致向上。
3.托叶是叶柄基部的附属物,通常成对而生。
托叶的形状因植物而异:
棉花的托叶为三角形;苎麻的托叶为薄膜状;豌豆的托叶大而呈绿色。
多数托叶的寿命短,具有早落性。
有些植物,如玉兰,托叶脱落后留有明显的托叶痕。
禾本科植物的叶由叶片和叶鞘组成。
叶片呈条形或狭带形,纵列平行脉序。
叶鞘狭长而抱茎,具有保护、输导和支持作用。
叶片和叶鞘连接处的外侧称为叶环,栽培学上称为叶枕,有弹性和伸延性,借以调节叶片的位置。
在叶片与叶鞘相接处的腹面,有膜状的突出物,称为叶舌,它可以防止水分、昆虫和病菌孢子落人叶鞘内。
在叶舌的两旁,有一对从叶片基部边缘伸长出来的略如耳状的突出物,称为叶耳。
叶耳、叶舌的有无、大小及形状,常可作为识别禾本科植物的依据。
(二)单叶和复叶
—个叶柄上只生一叶片,不论完整的或是有叶裂的,都叫单叶,如棉花、梨、甘薯的叶。
如果在叶柄上着生两
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