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第3章 植物常识概述(2)

包括上述4个组成部分的花称完全花,缺少其中一部分或两部分的花称不完全花。如花冠退化的花称无被花。缺少雌蕊或雄蕊的花称单性花(缺雌蕊的花称雄花,缺雄蕊的花称雌花)。花的组成部分在花托上的着生一般呈几何对称。

两性花和单性花

在一朵花中,雄蕊和雌蕊都存在,并且发育良好,这样的花就叫两性花。在一朵花中,只有雄蕊或只有雌蕊的叫单性花。在单性花中,只有雄蕊的叫雄花,只有雌蕊的叫雌花。

传粉

花开放后,雄蕊上成熟的花药裂开,花粉粒就会放出来,这些花粉粒落到雌蕊的柱头上,这个过程就叫做传粉。传粉是绿色开花植物进行有性繁殖的必要过程,只有经过传粉以后,果实和种子才能够形成。传粉有自花传粉和异花传粉两种方式。

叶柄

叶柄是叶片与茎相联系的结构。水、无机盐和有机物通过叶柄内的输导组织,在茎、叶间交流;此外,叶片可借助叶柄展现在空间,获取最佳位置,吸收光能;叶柄也可承担风雨强加到叶片上的压力。不同植物,叶柄长短不一,有的较长,如毛莨科铁线莲,为叶片长的几倍,甚至可卷络它物;有的很短,成无柄叶。

叶片

叶片是叶的重要组成部分。典型的叶片为绿色的扁平体,大小相差悬珠。小如鳞(如柏),大的可达20米以上(如亚马逊棕榈)。其形状更是千姿百态,有单叶、复叶之分。单叶又有针形、线形、卵形、圆形、心形、箭形。复叶可有三出复叶、掌状复叶、羽状复叶。根据叶基、叶尖、叶缘等的不同,还可将叶片分成更多的类型,这些都是植物分类的依据。叶片内有叶脉。叶脉是输导水分、无机盐和有机物的管道,也是支撑叶片伸展的内架。大多数双子叶植物具有网状叶脉,大多数单子叶植物具有平行叶脉。

叶是植物重要的营养器官,来源于茎的芽原基,着生在茎的节上。可进行光合作用和蒸腾作用。叶还有贮藏和繁殖功能。叶由叶片、叶柄和托叶组成。具有这三部分的叶称完全叶(如棉花);凡缺少其中一或两部分的叶称不完全叶(如小麦、白菜为无柄叶)。

茎是由胚芽发育来的植物地上部分的营养器官。在茎上着生着叶和繁殖器官,并使这些器官合理地占有一定空间,以利于光合作用、传粉受精和种子传播。其下部与根相连。茎是上下器官水分与营养运输的通道。茎还具有贮藏营养和繁殖作用。茎上着生叶的部分称节。两个相邻的节之间称节间。有的植物节与节间很明显,如禾本科植物,有的则不明显。叶子脱落后,在茎上留下的疤痕称叶痕。茎上常见到许多小的突起,称皮孔,是气体交换的通道。有的茎表层被蜡质层或皮刺或毛状物覆盖。茎多为圆柱状,有的为四棱形(如益母草),有的为三棱形(如莎草),有的为扁带形(如令箭荷花),有的为多角形(某些仙人掌科植物)。

地上茎和地下茎

由于茎所处地位不同,可分为地上茎和地下茎。前者又依其生长状态分为:直立茎(如棉花)、匍匐茎(如甘薯)、攀缘茎(如葡萄)、缠绕茎(如牵牛花)。根据茎中木质化程度不同,又可将茎区分为木质茎(如杨、柳)和草质茎。后者又可区分为1年生草质茎(如花生、大豆)、2年生草质茎(如白菜)、多年生草质茎(如草莓、苜蓿)。由于长期适应环境的结果,茎出现多种变态。地上茎变态可有茎刺(如山楂、皂荚)、茎卷须(如葡萄、黄瓜)、叶状茎(如昙花、假叶树)。常见地下茎变态有根状茎(如竹、荷花)、块茎(如马铃薯)、球茎(如荸荠、慈菇)、鳞茎(如蒜、洋葱)等。

果实

果实是被子植物的花经过传粉、受精以后,由雌蕊或在花的其他部分参与下,形成的具有果皮和种子的器官。仅由雌蕊的子房形成的果实称真果(如桃、大豆)。由子房和花托或花被共同形成的果实称假果(如梨、苹果、石榴、蔷薇等)。

种子

种子是胚珠受精后发育的器官,包括种皮、胚和胚乳3部分。

种皮是由珠被发育而来,具有保护内部结构的作用。有的植物只有一层珠被,所以形成一层种皮(如核桃、向日葵);有的有两层珠被,即形成内、外2层种皮(如蓖麻、油菜)。有的外珠被或内珠被在发育过程中被吸收而消失,如蚕豆种皮只由外珠被发育而成,小麦种皮由内珠被发育而成。种皮的色泽、花纹、厚薄和坚硬程序因不同种类而异。种子成熟后,脱离种柄(珠柄)或胎座,于种皮上遗留下的疤痕称种脐。通常为线形或椭圆形,颜色不一。有的植物外种皮衍生可形成海绵状突起,称为种阜,如蓖麻。有的植物有假种皮,它实为珠柄或胎座发育生长,包于外种皮之外的肉质结构。如龙眼和荔枝的果实内,肥厚可食的部分即是。

种子的呼吸作用

种子萌发及植物其他各项生命活动所需要的能量,都储存在细胞内的各种有机物中。有机物中储存的能量是通过呼吸作用释放出来的。

生物体都能够利用氧气将细胞内的有机物分解为二氧化碳和水,同时释放出有机物中储存的能量。生物体的这一过程就是呼吸作用。呼吸作用释放的能量除了满足生物体生命活动需要以外,还有一部分转变成热,释放出来。种子的萌发能够产生大量的热,就是这个原因。

种子萌发时的呼吸作用与吸水过程相似,也可分为三个阶段:

(1)种子吸胀吸水阶段,呼吸作用也迅速增强。此时的呼吸主要是无氧呼吸,由已存在于种子细胞中、在吸水后活化的酶所催化;

(2)吸水停滞阶段,呼吸也停滞;

(3)再次大量吸水阶段呼吸作用又迅速增强。此时胚根突破种皮,进入有氧呼吸阶段。

胚是由受精卵发育来的。包括胚根、胚芽、胚轴和子叶4部分。胚是种子内最重要的部分,萌发后能生成新个体。胚乳是贮藏营养物质的结构。在种子萌发过程中为胚的发育提供必要的营养物质。有的植物,于种子形成过程中胚乳细胞被吸收,形成无胚乳种子(如花生、大豆)。其营养物质贮存在子叶里。

无性生殖

生物不经过两性生殖细胞的结合,而是由母体直接产生新个体的生殖方式,叫做无性生殖。无性生殖是自然界中普遍存在的现象。通过无性生殖产生的后代,由于只具备母体的遗传特性,所以产生的后代能够比较稳定地保持母体的遗传特性,而且通过无性生殖的繁殖后代的速度也快,产生子代的数量多,有利于生物种群的繁衍。

植物的光合作用

绿色植物通过叶绿体利用光提供的能量,将二氧化碳和水等无机物合成淀粉等有机物,并且把光能转变为化学能,储存在有机物中,同时释放出氧气,这一过程就叫做光合作用。

在光合作用过程中,发生了物质变化,将无机物——二氧化碳和水合成了有机物——淀粉。这些淀粉还可以进一步转化成蛋白质、脂肪等其他的有机物。这些有机物不仅是植物自身生长发育所需要的营养物质,也是人类和动物的食物来源。

在物质变化的同时还发生了能量变化,原来的太阳光能转变成淀粉等有机物中贮存的能量。这些能量是植物,动物和人体生命活动的能量来源。煤炭、石油等通过燃烧释放出热量,其中的能量都是亿万年前植物通过光合作用所积蓄的太阳能。

生物的呼吸作用要消耗氧气,排出二氧化碳,各种物质的燃烧也是这样。而光合作用则是吸收二氧化碳,释放氧气,这对维持大气中氧气和二氧化碳含量的相对稳定起着极其重要的作用。

由此可见,光合作用是地球上生物生存、繁衍和发展的基础。

植物光合作用的原理

农业生产是人们为了获得光合作用产物而进行的种植活动,其产量的高低与光合作用制造有机物的多少具有直接的关系,阳光是光合作用的必备条件。阳生植物种在阳光充足的地方,阴生植物种在背阴的地方,即适当提高光照强度、延长光照时间,充分利用阳光,能有效地促进光合作用,提高农作物的产量。

植物体内的物质运输

植物体内物质运输的结构是茎。根据茎的结构不同,主要可分为木质茎和草本茎。像杨树这样的茎叫做木质茎其结构从外至内依次是:表皮、木栓层、皮层、韧皮部、形成层、木质部、髓等。其中,木质部中有起运输作用的导管和起支持作用的木纤维。

导管是由许多筒状的、横壁消失(或部分消失)的死细胞上下相连而成的。根、茎和叶脉里的导管是相互连通的。导管的主要功能是运输水分和无机盐。

木质茎的最外面,容易剥离的一层,就是人们平时所说的树皮。它包括表皮、木栓层、皮层和韧皮部等几部分。韧皮部中有起运输作用的筛管和起支持作用的韧皮纤维。筛管是由许多管状的活细胞上下连接而成的。根、茎和叶脉里的筛管也是相互连通的。筛管的主要功能是运输有机物。

草质茎也有木质部和韧皮部,但其结构与木质茎不同。草质茎不具有木栓层,表皮层也非木质化,气体可直接透过表皮细胞间隙与外界交换气体。

植物体所需要的水分、无机盐和有机物,通过导管和筛管运输到植物体的各个部位,使每个细胞都能得到生命活动所必需的营养物质,使植物体能够正常地生长发育和繁殖后代。

植物体内水分和无机盐运输的动力是,由于植物体内各器官之间的导管是相通的,水分和溶解在水中的无机盐能从根运输到茎,再运输到叶、花、果实等器官。

植物的蒸腾作用

叶的表皮上有许多气孔,水分可以不断地以气体状态从植物体内散失到大气中,这个过程叫做蒸腾作用。由于蒸腾作用在不断地进行,使气孔周围细胞的细胞液浓度增加,细胞便从叶脉的导管中吸水。叶脉中的导管与茎和根中的导管是相通的,其中充满着水。这样,水和溶解在水中的无机盐就形成一个连续的水流,通过导管,沿着根、茎、叶的途径运输。因此,叶的蒸腾作用是植物体内水分和无机盐运输的主要动力。

蒸腾作用的生理意义

它是植物吸收和运输水分的主要动力,可加速无机盐向地上部分运输的速率,可降低植物体的温度,使叶子在强光下进行光合作用而不致受害。同时,蒸腾作用还能够提高空气的湿度,增加降水量,有利于自然界中的水循环。

食虫植物

在自然界里,动物吃植物,牛羊以植物为饲料,蚕吃桑叶,蚱蜢吃野草,这些都是普遍的现象。但是,也有一些植物会吃动物,叫做食虫植物。全世界的食虫植物约有500种,主要分布在热带和亚热带地区,我国约有20种。

食虫植物的功能

食虫植物主要用叶或由变态叶构成的捕虫器来捕捉昆虫,分泌消化液来消化昆虫的躯体,作为生活所需要的养料。同时,它们的叶还有叶绿体,能进行光合作用,也就是说,有以太阳能为动力,把空气中的二氧化碳和水同化成有机物的能力。

食虫植物的消化方式与高等动物的基本相同,都是在细胞外进行消化作用。但是,高等动物是有特殊的消化道如胃肠系统来进行消化作用的。食虫植物没有高等动物那样的胃肠消化系统,它们的变态叶或捕虫囊的内壁有腺毛或腺细胞,能分泌消化液,把昆虫消化掉。

腐生生物

在潮湿、温暖的地方,我们常常可以见到馒头、橘子皮上会长出霉菌,在朽木和树干上会长出蘑菇。霉菌和蘑菇都是腐生生物,它们通过菌丝从有机质中汲取养料营养自身,像这样,一种生物从动植物残体或可溶性有机物里,吸取营养来维持自身正常生命活动的营养方式,叫做腐生。木耳、银耳、灵芝、蘑菇等,都过着腐生生活。

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