正文 第七章 植物1(1 / 3)

植物王國是一個大家族,其成員眾多,形態各異,五彩繽紛,芳香四溢,且具有不同的生活區域,遍及世界的每一個角落。植物是人類的好朋友,它們不僅可以為人類提供食物及藥材,還將我們的生活點綴得五彩斑斕,充滿樂趣,還美化了環境,淨化了空氣,營造了一個生機盎然的世界。

什麼是植物

植物是生物界中的一大類。它們大多隻有葉綠素,沒有神經,沒有感覺但卻具有光合作用的能力。所謂光合作用即植物借助光能和葉綠素,利用水、礦物質和二氧化碳生產氧氣和葡萄糖。當氧氣被釋放後,隻留下葡萄糖供給它們能量。植物可分為種子植物(包括裸子植物和被子植物)、藻類、菌類和蕨類。

綠色植物

綠色植物可分為:藻類植物、苔蘚植物、蕨類植物、裸子植物、被子植物五種。它們都能依靠光合作用維持生長,釋放氧氣,吸收二氧化碳,且含有葉綠素。世界上最早的綠色植物就是藍藻,它們能自己製造養分並且進行繁殖。除了少數的細菌、真菌、一部分藻類和若幹寄生的高等植物外,常見的植物都是綠色植物。

非綠色植物

非綠色植物體內沒有葉綠素,絕大部分不能進行光合作用,也不能製造有機物質,必須吸取其他綠色植物的或是土壤中的養分來維持自己的生命,因此又稱“異養植物”,包括寄生植物和腐生植物兩類。

植物的分類

地球上的植物,目前已經知道的將近50萬種,其中僅綠色開花植物就有30萬種。根據植物的形態、結構和生活習性,可以把植物分為七個主要類群,即:藻類植物、菌類植物、地衣植物、苔蘚植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物。其中藻類、菌類和地衣屬低等植物;苔蘚、蕨類、裸子植物和被子植物屬高等植物。藻類、菌類、地衣、苔蘚、蕨類等植物用孢子進行繁殖,所以叫孢子植物,它們不開花、不結果,所以又叫隱花植物。而裸子植物和被子植物能開花結果,用種子繁殖,因此叫種子植物或顯花植物。

高等植物和低等植物

目前所知道的地球上的植物有50萬種。根據其形態、結構和生活習性,可以將植物界分為七個主要群體,即藻類植物、菌類植物、地衣植物、苔蘚植物、蕨類植物、裸子植物和被子植物。其中藻類、菌類和地衣屬於低等植物,苔蘚、蕨類、裸子植物和被子植物屬於高等植物。

種子植物和孢子植物

藻類、菌類、地衣、苔蘚、蕨類等植物用孢子進行繁殖,所以叫孢子植物。它們不開花、不結果,所以又叫隱花植物。而裸子植物和被子植物能開花結果,用種子繁殖,所以叫種子植物或顯花植物。

雙子葉植物和單子葉植物

雙子葉植物是被子植物中的一大主要群體,指的是種子內的胚有兩個子葉的植物,如菜豆、花生、蠶豆、大豆等。雙子葉植物的花瓣數目一般是4或5的倍數,但也有例外,如雙子葉植物中的睡蓮科就隻含有一個子葉。雙子葉植物的特點包括:具有發達的主根,莖裏麵的維管束排列成環狀,葉脈多為網狀。其廣泛地分布於世界各地,據統計,約有

199350種。

單子葉植物是被子植物中的另一大主要群體,指的是種子內的胚隻有一片頂生子葉的植物,如玉米、小麥、水稻等。單子葉植物的花瓣數目一般是3的倍數,但也有例外,如單子葉植物中的百合科也有花瓣數目是4的倍數的類型。單子葉植物的特點包括:具有不發達的主根,莖內維管束散生,葉脈都是平行脈或弧形脈。其廣泛地分布於世界各地,據統計,約有2000種。

陸生植物和水生植物

陸生植物指生長在陸地上的植物,根據它們對土壤水分的要求和適應程度的差異,可以分為旱生植物、中生植物和濕生植物;根據它們需要光照和忍耐光照程度的不同,可分為陽生植物和陰生植物。水生植物指植物的一部分或整體浸沒在水中生長的植物,包括水生藻類、水生蕨類和水生種子植物。根據水生植物適應環境的方式,可以分為浮遊水生植物、沉水植物、浮葉水生植物和漂浮水生植物四大類型。

植物的命名

1867年,采用雙名法命名規則的國際植物命名規則確立了。雙名法的命名規則是:每一個學名由兩個拉丁字或拉丁化形式的字構成,第一部分是屬名,為名詞,字頭要大些;第二部分是種名,為形容詞。雙名的後麵可以附上命名人的姓氏和命名的年份。如果種名下還有種以下等級的名稱,如變種,則叫三名法。為了方便研究,在植物分類學中,人們還采用了一係列等級單位,從大到小依次是界、門、綱、目、科、屬、種。由於現在發現的植物已經大大增加,原來的分類已經不能滿足需要了,因此又在其下增加了亞級,如亞界、亞門、亞綱等。

植物的結構

植物由地上和地下兩部分構成,地上部分包括了它們的莖、葉、花、果實,地下部分則包括了它們那龐大的根係,且有主根和須根之分。水生草本植物們的根、莖、果實都沒於水中,隻有葉子和花浮於水上。

植物根的總和就是它們的根係。根係是由幾種根組成的,一種最初從種子幼胚的培根長出來,且長得比較粗壯,能夠垂直往土壤裏鑽,叫做主根。主根可以向四麵八方分叉,形成許多側根。側根可以繼續分叉,其前端還有許多白色的絨毛,其是為了汲取養分而存在的。植物如此龐大的根係可以保證它們從土壤中得到足夠的養分,還可以保證它們在大風的襲擊下不被刮走。例如,生長在我國幹旱地區的棗樹,其根係最深可觸及土壤以下12米的地方。連我們熟知的小麥的根係也多達7萬根。

植物的根係越發達,對植物的生長就越有利,我們平時說的“根深葉茂”就是這個道理。

莖是植物的主要營養器官,擔負著輸導、支持、貯藏和繁殖的重任。根從土壤中吸取來的水分和無機鹽都要靠莖送往葉的“綠色工廠”去加工。葉要進行光合作也要通過莖送往各處的“倉庫”去貯藏。莖大多數是直立生長的,但也有攀緣莖或葡萄莖等。其多為圓柱形,這是植物適應環境的一種表現,表麵積越小,蒸騰量就越小,這樣植物喪失的水分就越少。

植物的葉子很多,特別是木本植物,它們的葉子看似雜亂無章,其實是按照一定的規律排列的。葉子互相交錯生長,但很少會有遮住其他葉子的事情發生。這樣一來,當進行光合作用的時候,每片葉子都能製造出充足的養分。葉子製成的養分主要是糖類,有葡萄糖和澱粉。葡萄糖能溶解在水中,可以運到植物的各個部分以供其生長之需。有科學家曾做過一個推測,莊稼葉子的總麵積比土地的麵積大100倍,如果把地球上所有植物的葉子加在一起,其表麵積是地球表麵積的幾十倍。

葉綠素

植物的葉子被人們稱做“綠色加工廠”,這是因為植物要想生長,必須通過光合作用得到能量,而葉綠素就能從光中吸收能量,然後能量被用來將二氧化碳轉變為碳水化合物以供植物生長之需。另外,許多生長在海底的植物,如海帶、紫菜中也含有葉綠素,隻不過它們的葉綠素被褐色的色素遮蓋住了,所以我們見到的海帶和紫菜才是褐色的。

葉子變黃的奧秘

我們都知道,大部分植物在幼苗時葉子呈黃綠色,長大後葉子變為深綠色,到了秋天就枯黃了。這是因為,植物初生嫩葉的時候,光合作用的能力較弱,合成葉綠素的能力相應較低,而合成葉黃素類的能力稍強,所以幼苗是黃綠色的。夏天時,植物合成葉綠素的能力大大增強,此時葉子就為深綠色的。到了秋天,光照減弱,葉子合成葉綠素的能力又相對減少,加上此刻植物體內的某些酶出來分解葉綠素,而葉黃素類一旦形成就不易分解,所以一到冬天植物的葉子就變黃了。

花是植物有性繁殖的器官,其主要的功能就是為植物繁衍後代。為了能夠吸引昆蟲幫助它們傳播花粉,花朵一般都擁有五彩繽紛的花瓣、芬芳的氣味和甜美的花蜜。花的基部有一個短小的花柄,上麵生長著花萼;花萼裏麵是粉色的花瓣,組成了花冠;花冠中心就是花蕊了,密密地長成一叢;花蕊的外圍有許多絲狀觸角,這是雄蕊,其頂端膨大的黃色部分是花藥,裏麵是花粉;被雄蕊簇擁著的是雌蕊,其頂端叫柱頭,中間細長的部分叫花柱,下部膨大的部分叫子房,子房裏有胚珠。當雄蕊和雌蕊成熟後,雄蕊花藥中的花粉就會散落出來,被風或昆蟲帶到雌蕊的柱頭上,完成雌蕊授粉。其後雌蕊的子房漸漸膨大發育為果實,裏麵的胚珠發育成種子。世界上最大的花是大王花,其直徑有一米左右,十分巨大,奇特的是,它不僅沒有芬芳的香味,還會發出一股惡臭。

果實

被子植物傳粉、受精後,由雌蕊的子房膨大而形成的器官叫做果實。但也有例外的情況,有的沒有經過受精,子房發育成果實但不含種子,叫做無子結實或單性結實。果子的構造比較簡單,外為果皮,內含種子。果皮分為外果皮、中果皮和內果皮三層。其結構、色澤以及各層發達的程度,因植物的種類而不同。依照果皮是否肉質化,可把果實分為肉果和幹果兩大類。肉果的特征是果皮肉質化。依照果皮變化的情況,肉果又分為漿果、核果和梨果。漿果的果皮除了外麵幾層細胞外,其餘部分都肉質化並充滿著汁液,內含多種種子。幹果的特征是果皮呈現出幹燥狀態,根據果皮裂開與否,幹果又分為裂果和閉果。裂果是成熟後果皮裂開的果實,閉果是成熟後果皮不裂開的果實。植物依靠其果實和種子成熟後傳播各處,以繁衍種族,也為人類提供了可口的食物。

種子

種子是種子植物特有的繁殖器官,孕育著植物新的生命。自然界能形成種子的植物有20多萬種,占高等植物中的絕對優勢。種子一般由種皮、胚和胚乳三部分組成。種皮是種子的鎧甲,起著保護種子的作用。胚是種子的重要組成部分,是植物的雛形。胚乳是種子集中養料的地方。最大的植物種子要算是椰子了,其直徑有20厘米,最重的有20千克。最小的種子是斑葉蘭的種子,200萬粒種子加在一起才有1克重。有些種子的壽命很長,如古蓮子的壽命有幾千年。有的種子壽命很短,如橡膠樹、柳樹種子的壽命隻有幾個星期而已。

隱花植物(孢子植物)

藻類

藻類植物是一種孢子植物。它們沒有真正的根、莖、葉之分,但卻含有葉綠素,能進行光合作用,是自己製造“食物”的自養生物。藻類植物的生殖器官多是單細胞,它們絕大多數生活於水中,分布廣泛,種類繁多。地球上大約有2萬餘種,是一群古老的植物。主要有紅藻、褐藻、綠藻、藍藻等。

藻類的基本特征

藻類植物是孢子植物之一。其基本特征為:植物體沒有根、莖、葉的區別;含有葉綠素,能進行光合作用,是自己製造“食物”的自養生物;生殖器官多是單細胞。藻類植物絕大多數生活於水中,分布廣泛,種類繁多。地球上大約有兩萬餘種,是一群古老的植物。主要有紅藻、褐藻、綠藻、藍藻等。

藻類的商業用途

藻類製品有很大的商業用途,如紅藻中有70多種可以被製成瓊脂糖類,其中以瓊脂最為出名,其可被用於魚罐頭的製造、烹製魚的包裝、織物上漿及膠片和高級黏合劑的製造等,還可以被用在湯、調味汁、果凍、糕餅糖霜等的製造中;褐藻中的重要組成部分藻酸可被用於製造像絲一樣紡成線的堿金屬鹽等。

綠藻

綠藻是一種可以生活在海水和淡水等所有水環境中的微生物。其屬於藻類中有胚植物的一個大種群,因分綱意見不一,有時會被歸於植物界,有時被歸於原生生物界。綠藻是單細胞或群集的鞭毛生物,一般一個細胞有兩個鞭毛,但也會有群集、粒狀和絲狀等不同的形式。綠藻約有6000個物種,許多物種都是單細胞的,但有其他少數形成群集或長條的絲狀。

紅藻

全世界大約有紅藻4000種。幾乎所有的紅藻都生活在海洋中,它們生長在漲潮線以下的岩石上或較深的水中,有些物種可以在250米深的海裏生長,比其他任何植物所能生存的深度都深。紅藻的顏色來自於藻膽素的色素,因其藻紅素或藻藍素遮掩了葉綠素的顏色,故大部分紅藻呈紅色或藍色。紅藻的外形和內部構造和褐藻非常相似,但相比褐藻要小一些。

褐藻

褐藻是一種較高等的藻類,有1500種左右,主要分布於大陸附近的水域,淡水中罕見。它們的外表呈暗褐色或橄欖綠,其顏色取決於褐藻素與葉綠素的比例。褐藻的大小各異,有的隻有數厘米,如水雲屬,有的有1米到100米,如巨藻屬。褐藻同時存在無性生殖和有性生殖兩種繁殖方式。

藍藻

藍藻在淡水、海水及陸地上都有分布,其除了含有葉綠素以外,也還含有藻藍素和微量的藻紅素,故一般呈藍綠色。藍藻在地球上已存在約30億年,是最早的進行光合作用並釋放氧氣的生物,對地球表麵從無氧的大氣環境變為有氧環境起了巨大的作用。現在已經知道的藍藻約2000種。其具有固定氮的作用,可以在空氣缺乏的情況下將氮固定下來。這種本領對於增加水中肥力,提高海洋生產力有很重要的意義,在農業增產上也具有極大的經濟意義。

矽藻

矽藻的分布極其廣泛,隻要有水的地方就有矽藻的身影,特別是溫帶和熱帶地區,矽藻的生存數量和種類都達到了令人吃驚的龐大,被稱為“海洋的草原”。矽藻形態多樣,有圓形、橢圓形、三角形等,更有兩側對稱和中心對稱的種類,如舟形、梭形、弓形等。矽藻是魚、貝、蝦類的幼體最佳的餌料,它與其他植物一起構成了海洋的初級生產者。矽藻的繁殖方式為分裂繁殖。矽藻死後,它們堅固多孔的細胞壁也不會被分解,而是會沉在水底經過上億年的沉積成為矽藻土,一旦被開發,其工業用途十分廣泛,如可製造過濾劑、隔熱和隔音材料等。

黃藻

黃藻是藻類植物中黃藻門的統稱。這種藻類植物的體內有著豐富的葉黃素和葉綠素,因此其外表呈黃綠色。黃藻種類繁多,形狀多樣,僅我國淡水中的黃藻就有30多種,而全世界分布的多達370餘種。黃藻喜歡生活在半流動的、水質好的水體中,也有的種類生活在汙水中,其中大部分可以作為魚的飼料,對魚類養殖業有所幫助。

輪藻

輪藻是藻類植物中輪藻門的統稱,屬於一種大型的沉水植物。其外表和一般的植物很類似,有著明顯的根、莖、葉的分化,莖上還可分節,節上長著細小的枝葉。輪藻是一種分布很廣、常見的藻類植物,它既可以在淡水中生長,也可在鹹水中生存。由於輪藻可以利用光合作用產生大量的氧氣,因此可以用於改善水質,但它很難被魚類取食,因此對漁業沒有多大的價值。

金藻

金藻的種類大約有1500種,形狀多樣,一般在秋冬季和春季大量繁殖。因為其富含大量的胡蘿卜素和黃嘌呤的天然色素,故外表以金黃、黃綠、褐色為主。它們的頂上生著一兩根鞭毛,形狀多為球形,有些為橢圓形。大多數生活在淡水中,也可以生長在半鹹水或海水中。由於其對水質的要求比較高,常常被當做貧營養型水體的指示生物。

巨藻

巨藻是一種著名的經濟藻類,生長在美洲西部及大洋洲、南非等地沿岸,是一種巨大的海洋植物,能在幾十米深的海水中形成繁茂的水下森林,十分神奇美麗。巨藻是世界上個體最大的藻類,一般能長到70到80米,重量達100多千克,是海藻中的“巨人”。它的生長速度很迅速,春夏每天可長2米左右。巨藻的經濟價值很高,可以作為家畜和魚類的飼料和餌料,甚至可作為蔬菜來食用。其含有多種氨基酸,可用來提取藥物,還可以提取甘露醇、碘、鉀等化工原料,製造肥料等。巨藻經過發酵後可產生甲烷,為人類提供了新的能源來源。