登陆注册
13380000000017

第17章 植物天地(1)

认识植物世界

植物是自然界第一生产力。它们通过奇妙的光合作用,合成出有机物,提供一切动物和人类赖以生存的食物来源;它们吸收二氧化碳和其他有毒气体,释放出氧气,调节气温和雨量,起到防尘杀菌的作用,不愧为环境的绿色卫士;它们还舍己为人,为人类提供用途广泛的木材、医治百病的草药和宝贵丰富的能源。

在人类居住的地球上,生存着50多万种植物。它们分布广泛,无所不在,从热带到寒带,从沙漠到海洋,从高山到地下,处处都有植物生息繁衍。它们千姿万态,丰富多彩,组成了一个生机盎然的植物王国。植物王国的成员们各有特点,有的历经沧桑,而珍贵无比;有的身处劣境,却会灵活适应;有的盛产食物,乐于奉献;有的专做寄生者,危害四邻;有的翩翩起舞,讨人喜爱;有的巧设机关,诱虫上当;有的脾气古怪,与众不同;有的独树一帜,是世界之最。植物是个充满谜团的世界。

植物王国的家谱

自然界的植物种类繁多,千差万别,似乎杂乱无章,理不出头绪。

最近几个世纪以来,随着对大自然研究的不断加深,人类逐渐认识到植物王国也是有规律可循的。现在,人们根据植物外部的花、果、叶、茎、根等形态和内部的如组织结构、细胞染色体上的异同进行分类,从而划清了植物与植物之间的关系,这就是植物分类学。

它是按界、门、纲、目、科、属、种的顺序来划分植物的,即将整个植物王国称为植物界,再按着从低等到高等的顺序,又将植物界分为菌类、藻类、地衣、苔藓、蕨类、裸子植物和被子植物等几大门,每门再顺次往下分,越分越细,一直分到种。种是最基本的分类单位,通常只指一种植物。有时为了方便,还加入了亚门、亚纲、亚目、亚科和亚属等级别,而种以下还有亚种、变种、变型等。

奇形怪状的根

神奇的大自然创造出千千万万种的植物,而这些植物的根又是千姿百态,形态万千。

日常生活中,比较常见的根为直根系和须根系。如大豆的根为直根系,它的主根粗大,侧根多而较细;小麦的根为须根系,在茎秆基部生有许多胡须状的不定根。我们平常吃的萝卜、胡萝卜、甜菜和甘薯等,则是一种变态根,有的呈圆锥形,有的呈纺锤形,有的呈圆柱形,它们贮藏着大量的淀粉和糖类物质。

在自然界中还有许许多多稀奇古怪的根,它们的构造和功能也发生了很大的变化:玉米秆下部的节上向周围伸出许多不定根,它们长得粗壮结实,向下扎入土中,能够帮助玉米秆稳固直立,所以也叫支持根;海桑树附近的地面上会长出向上的根,这些根露在空气中,内有发达的气道,有利于生长在淤泥中的海桑树进行空气流通和贮存,所以叫呼吸根;常春藤幼时生有无数的不定根,它们很像刷子,能分泌胶水状的物质,使常春藤牢牢地粘在树干或墙壁上,从而爬上高处,这种根叫攀援根;菟丝子的吸根,会伸入寄主体内吸收寄主的营养,过不劳而获的生活,这种根叫寄生根。还有一些根,如榕树的气生根,香龙眼树的板状根,它们都起着不同的作用。

千变万化的茎

日常生活中,人们常根据质地将茎划分为木质茎、草质茎和肉质茎。

本质茎中木质化细胞较多,质地坚硬;草质茎中木质化细胞较少,质地较柔软;肉质茎肥厚多汁,质地柔软。如果换一种方式,按生长习性则可把茎划分为缠绕茎、攀援茎、直立茎和匍匐茎。

经过长期的演化,有些植物的茎的形态发生了变化,很难让人相信它们就是茎。其实它们都具有茎的特征,都有节、节间和顶芽,只不过不明显罢了。

例如莲藕很像是根,但它有明显的顶芽、节和节间,节上还有侧芽和退化了的小鳞片,并能自节部生出不定根,所以它还是茎,只不过要叫根茎。马铃薯的地下茎短而膨大,呈不规则的块状,上面生有许多小眼,里面藏着它的小芽,芽眼呈螺旋式排列,这就是茎节的痕迹,上下两个芽眼之间便是节间,人们把马铃薯称为块茎。

茎还有许多变态种类,如仙人掌的叶状茎,皂荚的刺状茎,葡萄的茎卷须,洋葱花序上的小鳞茎,慈姑的球茎,大蒜的鳞茎等等。这些茎发生的变化,是植物长期对环境的适应形成的,并对植物的生长极为有利。不管植物们的茎如何变化,只要我们掌握了茎的基本知识,就会毫不费力地将它们找出来。

千姿百态的叶

一个完全的叶,通常由叶片、叶柄和托叶三个部分组成。植物种类不同,叶片的形状也千变万化。

日常生活中,比较常见的有圆形、椭圆形、心形、扇形、针形、箭形、管形等形状。还有一些植物,由于长期对特殊环境的适应,叶片变得奇形怪状,称为变态叶。

例如生长在沙漠中的仙人掌,为了适应干旱的环境,叶片逐渐退化,变成了针刺状,大大减少了蒸腾面积;会攀援的豌豆的叶卷须,是由它的羽状复叶顶端的小叶片变来的,会紧紧地缠住高处的物体,使豌豆越爬越高;在洋葱、大蒜等的鳞茎上包裹着肥厚的肉质鳞叶,也是由叶子变成的,可供人们食用;生长在热带雨林中的菩提树,为了适应潮湿多雨的环境,它的叶片尖端延长成尾状,使树叶分泌的大量水分能及时从叶尖部滴下来,以代替蒸腾作用……

叶子的大小十分悬殊。柏树长着世界上最小的叶子,只有几毫米长;长叶椰子的叶子是世界上最长的叶片,可达27米;而智利的大根乃拉草长着面积最大的叶子,它的一张叶片能将三个并排骑马的人连人带马全部盖住。还有一些植物的叶子丢失了某些部位,变成了不完全的叶。例如台湾的相思树,叶片完全退化,连托叶也没有,仅剩下一个叶片状的叶柄。

奇形妙状的花

花是种子植物所特有的繁殖器官,通过传粉、受精作用,产生果实和种子,使种族得以延续。花是由枝条演变而来的,是一种节间极缩短的,没有顶芽和腋芽的变态枝条。典型被子植物的花一般是由花梗、花托、花萼、花冠、雄蕊群和雌蕊群几部分组成的。

花梗和花托起支持花各个部分的作用;花萼和花冠合称花被,有保护花蕊和引诱昆虫传粉的作用;雄蕊和雌蕊合称花蕊,是花中最重要的生殖部分。花冠是所有花瓣的总称,常见的有唇形、蝶形、十字形、漏斗状、管状、高脚碟状、舌状等形状,真可谓奇形怪状,美不胜收。许多花在花枝或花轴上有次序地排列和开放,便组成了花序。

花序分为无限花序和有限花序两大类。无限花序是在开花期间,花轴顶端继续向上生长,而花由下部依次向上开放,或由边缘向中心开放,它又包括穗状花序、伞房花序、总状花序、头状花序等类型;有限花序是在开花期内,花轴不再生长,产生侧轴,开花的次序是花轴和侧轴由上而下或由内向外进行,它又包括轮伞花序、螺旋状聚伞花序、蝎尾状聚伞花序等类型。

只要朋友们在日常生活中留意观察,就会发现许多千姿百态的花和花序,别有一番乐趣。

形形色色的果实

一般说来,果实是由花的子房发育而来的,它包括由胚珠发育成的种子和由子房壁发育成的果皮两部分。例如葵花子,虽然叫做种子,但它是有子房壁的成分参加发育,所以是果实。日常生活中,人们常把小麦、水稻、大麻等果实叫做种子,事实上它们都是由子房发育而来的,叫它们为果实才对呢。

果实的颜色,在成熟之前,通常是绿色的,成熟后,不同植物果实的颜色千差万别,五颜六色,绚丽多彩。

最标准的果实有三层果皮。例如桃子,它带毛的表皮就是外果皮;味美多汁的果肉就是中果皮;坚硬的果核则为内果皮。不过许多植物果实的三层果皮分得并不清楚。有些植物的花托上有好多雌蕊,每个雌蕊都发育成一个小果实,这样的果实叫做聚合果,如草莓、蓬蓬等;有些植物的果实是由一个花序上的很多花发育而成的,这种果实叫做聚花果,如桑椹、菠萝等。有的果实叫真果,因为它是由子房发育而来的,如桃、李;有的果实叫假果,因为它是由子房和花托、花被共同发育而成的,如苹果和梨。有的果实肉厚多汁,叫肉果,包括核果(椰子)、浆果(葡萄)、瓠果(西瓜)等;有的果实外面包裹着一层干硬的壳,壳里面是种子,这种果实叫干果,如裂果(梧桐果实)、闭果(栗子)等。

千姿百态的种子

植物的种子是卵受精后,直接由胚珠发育而成的。平时,人们常把含一粒种子的果实也称为种子。

植物的种子颜色各异,五彩缤纷。除了人们常见的一些颜色外,还有一些特殊的色彩。如相思豆的种子是一半红、一半黑,非常有趣;蓖麻的种子镶嵌着由一种或几种色彩交织组成的花纹,美丽可爱,鲜艳夺目。

种子的形态也各式各样,别具特色。有的呈圆肾形(女娄菜),有的呈球形(芍药),有的呈歪三角形(杉松),有的像棉花(柳絮),有的像小船(长叶车前)。如果算上种子附属物,则种子的形状就更加奇妙怪异,趣味十足。

白头翁种子(瘦果)长有细长的尾状宿存花柱,被风一吹,可以飘到很远的地方;萝荤和蒲公英的种子(瘦果)都长有雪白的冠毛,就像降落伞一样,可以随风远游到很远的地方安家;而榆树和槭树的种子都长有“翅膀”,可以从树上滑行飞下,远走他乡;鬼针草的种子上长有带弯钩的刺,能够粘在动物的毛皮上,随动物们去旅行。从种子的重量来看,世界上最小的种子要属于斑叶兰了,它的种子简直同灰尘一样,每粒只有0.000002克重。而复椰子的种子有25千克重,是当之无愧的世界冠军。

植物的生命供给线

植物的身体是一个有机的整体,它的各个部分有着各自不同的分工。例如根负责从土壤中吸收水分,叶子负责进行光合作用来制造有机物质。那么,根吸收的水分和叶子制造的有机物,在体内是如何输送到各个器官里的呢?

原来,在植物体内有两大运输管道,一条叫导管,另一条叫筛管。导管负责把从根部吸收进的水和无机盐运输到叶子,筛管负责把从叶子制造出来的有机物运输到根部和其他器官。说起来有趣,虽然导管和筛管都是植物体内一些特化的细胞连成的管子,但是它们的形状不尽相同。组成导管的细胞,两端的细胞壁都己消失,好像一根把节打通了的竹竿;而组成筛管的细胞,在连接处并末完全打通,是由一层像筛子一样带有很多细孔的“筛板”隔着。

导管分布在植物的茎心,也叫“木质部”;而筛管分布在植物的茎皮,也叫“韧皮部”。奇怪的是,导管由下向上运输,反而比筛管由上向下运输要快。科学家认为,这一方面与两种管道的结构和所运输物质的不同有关,另一方面与植物的蒸腾作用产生的强大向上的牵引力有关。植物的导管与筛管,就像人体的血管一样,把根、茎、叶、花、果等器官,连成一个纵横交错的“生命供给线”。

植物的落叶

深秋时节,天气逐渐变冷,许多树木脱去夏日的盛妆,开始落叶。落叶现象是植物减少蒸腾作用,渡过寒冷或干旱季节的一种适应,是植物在长期进化过程中形成的一种习性。

当然,有些热带和亚热带的植物,害怕忍受不了炎热的酷暑,在春季也会开始落叶,以适应高温炎热的夏日。因此,植物的落叶是对即将到来的恶劣季节所做的一种准备。脱落酸是控制叶子脱落的化学物质,它能抑制植物的生长,促使叶子脱落。在显微镜下可以看见叶柄基部的薄壁组织能强烈地进行分裂,形成一个脱离层。由于临近细胞中的果胶酶和纤维素酶活性增加,结果使整个细胞溶解,脱离层的细胞间彼此分离,便形成了一个自然的断裂面。秋风吹过,纤弱的叶柄已不堪一击,便会断裂,叶片也就飞舞着落向大地。

其实,落叶对于植物来说非常重要,不但可以减轻树木的生长负担,为来年的吐绿做准备,而且可以覆盖地面,保护根和落下的种子不受冻害。另外,落叶腐烂后,产生大量的有机质,可以改良土壤,保证树木有充分的营养,从而茁壮成长。

新知博览——植物的左和右

我们知道,大多数人的右手要比左手大一些,而极少数常用左手的人,他们的左手要比右手大一些。

在植物王国中也存在这种情况。有一些植物的花瓣、叶子、果实是右边的一半大于左边的一半,而另一些植物正相反,是左边大于右边。一般情况下,大多数的藤本植物都是沿着支撑物按逆时针方向盘旋上升的,如紫藤、菜豆、牵牛花等;只有极少数按顺时针方向缠绕的,如啤酒花和草。不知你是否注意到,植物叶片的生长方式也有左右之分。这些叶片都呈螺旋状排列在枝条或茎上,大多数植物的叶子是按顺时针方向盘旋生长的,只有少数是按逆时针方向排列的。而且,右旋生长的植物右边叶片较大,左旋生长的植物左边叶片较大。这一点与人类是多么地相像啊!

科学家们认为,植物体内能产生生长素,其作用是使细胞伸长,也能促进细胞分裂,还能促使不同植物的茎向不同方向缠绕。当然啦,它在叶、花、果实中的分布位置也不相同,因而导致这些器官的不对称生长,左右有大有小。

植物是如何呼吸的

呼吸是生物的一个普遍的生理过程,是一切生物所共有的生理功能。而且,呼吸不仅涉及植物的每个生活细胞,也是植物新陈代谢的重要组成部分。生物体的呼吸作用停止,也就意味着死亡。

呼吸既是生命活动提供可利用的能量,又为植物体内多种重要有机物的形成提供重要的原料及还原剂,从而把植物体内所有的代谢过程都带动起来,成为植物代谢的一个中心。因此,呼吸的性质和强弱必然会影响到植物的生活。

影响植物呼吸作用的因素

影响植物呼吸的因素很多,主要的有温度、氧气和二氧化碳。

温度对植物的呼吸作用产生的主要影响,是影响呼吸酶的活性。通常来说,呼吸强度在一定的温度范围内,随着温度的升高而增强。

作为植物正常呼吸的重要因子,氧气不足可直接影响植物的呼吸速度,也影响到呼吸的性质。在完全缺氧条件下绿色植物就会进行无氧呼吸,大多数陆生植物根尖细胞的无氧呼吸产物是酒精和二氧化碳。由于酒精对细胞有毒害作用,所以大多数陆生植物不能长期忍受无氧呼吸。通常无氧呼吸与有氧呼吸在低氧条件下都能发生,而无氧呼吸可能会因为氧气的存在而受到抑制,而且随氧浓度的增加,有氧呼吸的强度也会增强。

呼吸作用会因为二氧化碳浓度的增加而受到明显的抑制,这可以从化学平衡的角度得到解释。据此原理,在蔬菜和水果的保鲜中,增加二氧化碳的浓度也具有良好的保鲜效果。

植物呼吸速率的多样性

植物的呼吸速度随不同植物、不同组织、不同发育时期与不同环境条件而变化,如:大气中氧气和二氧化碳含量、温度的高低、机械损伤情况、水分与光照条件等。一般来说,生长快的植物呼吸速率也快,生长慢的植物呼吸速率也慢。如细菌和真菌繁殖较快,其呼吸速率就比高等植物快;高等植物中的小麦的呼吸速率就比仙人掌快得多。

同类推荐
  • 基因和转基因

    基因和转基因

    在通常的二倍体的细胞或个体中,能维持配子或配子体正常功能的最低数目的一套染色体称为染色体组或基因组,一个基因组中包含一整套基因。相应的全部细胞质基因构成一个细胞质基因组,其中包括线粒体基因组和叶绿体基因组等。原核生物的基因组是一个单纯的DNA分子,因此又称为基因带,通常也称为它的染色体。
  • 走近数学(科学新知丛书)

    走近数学(科学新知丛书)

    本书主要讲述的是:从认识数到摘取皇冠明珠的历程、占统治地位两千多年的欧式几何、数学与计算机、国际数学奥林匹克、国际数学奖。
  • 求知文库-世界科技历程

    求知文库-世界科技历程

    人类认识火,降服火,使火为人类所用,可以说是人类科学文明史上的重大革命,也是人类战胜自然的一曲凯歌。
  • 自然物语丛书:鸟的故事

    自然物语丛书:鸟的故事

    鸟的故事一书,是从作者20多部自然散文集涉及鸟类的篇什中精选出来的,其叙述文笔生动,多为作者本人之亲历,具有较强的情节性、故事性、可读性、科普性,体现了一个鸟类学家和自然文学家对大自然细致入微的观察。
  • 未来科技新看点

    未来科技新看点

    本套系列丛书推出10辑,主打科技牌。少年儿童要想成为一个有科学头脑的现代人,就要对科学知识和科学热点有一个广泛的了解,这样才能激发他的兴趣和爱好。
热门推荐
  • 代嫁冷妃:傻王别心急!

    代嫁冷妃:傻王别心急!

    "她丞相府有名的废柴千金,却被嫡姐和嫡母算计,活活吓死。重生而来,她一改草包面貌,变为惊世天才,风华潋滟。亲姐狡诈阴险,嫡母陷害不停,父亲嫌弃厌恶,竟她代嫁给一个惊世骇俗的傻子。但是那傻子……?还懂入洞房?嫁入皇家,欧辰辰翻身复仇,爽歪歪的虐渣。至于她的傻王老公,既然给了休书,那我是不是可以再嫁?某男气的要死,咬牙切齿道:“欧辰辰你是嫌弃本王没有喂饱你?”……"
  • 幻世如梦

    幻世如梦

    她和他,有着三生三世的爱情纠葛,前世,他是魔,她是降魔师;今生,他是王爷,她是穿越至此,嫁给他的痞子王妃,而今生的他们,因为相遇的特殊,也让他们的爱面临了一场爱恨情仇的纠葛,她并不是无意穿越,而是被命运安排的这一世爱情,她,注定会拥有前世的降魔师的记忆,这一世,原以为穿越后,他们会终成眷属,可是,因为前世被封印的妖神席亦逃出了幽界,所以,她不得不被幽界召回,而,他放弃了皇位,要去寻找她……她,不过就是个痞子,是否最终能够逆袭,斩妖除魔后,是否依旧会和他回到属于他们两个的世界?带着他们的宝宝幸福下去?她,一个痞子,带着前世的降魔本领,是否能够扭转乾坤,逆袭之后,是否能够斩妖除魔?
  • 征伐仨界

    征伐仨界

    龙胤大陆,实力为尊,修灵者的王道巅峰。宗门鼎盛,万族林立,巅峰与衰败的交错。少年乘龙而来,纵横于攀爬巅峰的人海中。一道道看似不可超越的巨大身影,俯视天下。一阵阵看似不可抵御的强势攻击,毁天灭地。少年单薄的身影迎风而立,八阙出鞘,直指苍穹,皆因那个约定:强者之巅,有你有我,不离不弃!谁应登上顶峰,睥睨天下。谁该被踏在脚下,世世轮回。三界之乱,拉开序幕【新书上传,大家推荐收藏支持一下哈】
  • 彼岸月岛

    彼岸月岛

    简单的背后是无尽的深渊,高贵的背后是血腥的过去。“我散尽你的魂魄,换来无尽的悔恨。”彼岸花开,故人何来。
  • 凤回巢之女凰驾到

    凤回巢之女凰驾到

    阵阵惊雷划过长空,震响苍穹大陆,原本碧蓝如洗的艳阳天顿时风云突变。仙人预言:帝女星现,天下归一。二十二世纪全球黑暗帝国‘尊凰’,古武世家——白家家主白若羽意外身亡。魂降异世,苍穹大陆因她的到来将掀起滔天巨浪,血雨腥风之下,唯有傲立大陆之巅的凤帝能一统天下,实现亘古未有的太平盛世!qq群:429734760
  • 华丽丽,龙神甜不怕

    华丽丽,龙神甜不怕

    冷若冰霜的女主角安以沫,居然是上任龙神的女儿,真不可思议,幼年时期的梅花印记再次闪耀,龙神继承人以确认、龙神学院揭开神秘的面纱。龙神学院最具有人气的三神将---霸道、冷酷的暴风黑龙夏熙辰、温文尔雅的霜之青龙朱黎,腹黑的雷之白龙墨影。三个竟是冰冷以沫的仆人,一向不喜欢跳舞的他,居然要跟冤家条龙神舞,跟她签订誓吻之约的竟是他极其不喜欢的冷酷黑龙夏熙辰。老天啊,为什么要这样对待我啊..........
  • 太玄传说

    太玄传说

    报灭门之仇,追前世之谜,一个快玉佩引发的混乱,是早有预谋,还是命中注定。
  • 火影之重生长门

    火影之重生长门

    重生为长门,已是身处在斑和绝的监视之下,他该如何力挽狂澜,摆脱自来也第二部曲——悲剧男主角的命运?
  • 武侠系列之百花杀

    武侠系列之百花杀

    大明天启六年,杭州县令李辅国因拒绝为魏忠贤修生祠而累及满门,只留下修元修儒两子。幸得嵩山少林同兴和尚相救,将修元修儒两兄弟送上少林寺,躲过一劫。十二年后,两兄弟均已长大成人。哥哥修元一心想报父仇,而弟弟修儒心念少林,两人也因为少林寺发生的几桩惨案而各奔东西……这是一个兄弟之间,相爱相杀的故事。(已完结)
  • 星际战争之穿越时空

    星际战争之穿越时空

    几个六年级的孩子,穿越到未来拯救银河系,阻止了行星妄想毁灭地球的想法,然而,他们之间又会擦出怎样的火花?