4)輸導組織。輸導組織是植物體內輸送水分和營養物質的管道。發達的輸導組織使植物對陸生生活有了更強的適應能力。導管和管胞分別存在於被子植物、蕨類和裸子植物的木質部,負責將大量的水分由植物根部運輸到葉片用以葉片表麵的蒸發,降低植物體溫度。篩管和篩胞分別存在於被子植物、蕨類和裸子植物的韌皮部,負責將有機物由合成部位運輸到合適部位儲藏起來。導管和篩管是被子植物體內物質輸導的重要組織,但也是病菌感染、傳播擴散的主要通道。如土壤中的枯萎病菌入侵根部後,其菌絲可隨導管到達地上部分的莖和葉,某些病毒可借昆蟲刺吸取食而進入篩管,引起植株發病。研究輸導組織的特性,能夠為合理施用內吸傳導型農藥,有效防治病、蟲、草害提供幫助。
5)分泌結構。植物體中有一些細胞或結構還具有分泌功能。很多植物的分泌物在我們的日常生活中都很常見,如橘子果皮上的透明小點就是分泌腔,能夠分泌芳香油;橡膠樹的莖中有乳汁管,其分泌的汁液能製作橡膠;鬆柏類植物的樹脂道分泌的樹脂,增強了木材的耐腐性;漆樹的韌皮部中有漆汁道分布,漆液是木材和金屬外表的良好塗護劑;春天裏四溢的花香也是花瓣中的油細胞分泌的芳香油的味道;溫濕的夜間或清晨,常在葉尖或葉緣出現的水滴,是經排水器泌出的……
3.2.2動物組織
動物組織根據其形態、功能和發生情況不同分為四大類,即上皮組織、結締組織、肌肉組織和神經組織。
(1)上皮組織
動物的上皮組織與植物的保護組織相似,細胞排列緊密,相鄰細胞間還有明顯的連接複合體,是上皮組織細胞之間營養傳遞的途徑。上皮組織分布於體表、內髒器官和管道等的內表麵,具有保護、吸收、排泄、分泌、呼吸、感覺等多種功能。單層上皮薄,適於物質迅速交換,又由於表麵光滑,可減少器官之間的摩擦。腺上皮具有分泌和排泄功能。位於毛囊和立毛肌之間的皮脂腺分泌的皮脂是使動物毛皮特別柔軟的因素之一,但是其在人體所扮演的角色目前還不清楚。人們一般以為皮脂能夠使皮膚光滑柔軟,但是皮膚最光滑細致的嬰兒的皮脂量卻很少,因此這很可能是錯誤的觀念。感覺上皮由上皮細胞特化而成,具有感覺功能,如具有化學感受功能的嗅覺上皮、味覺上皮,具有物理感受功能的視覺上皮、聽覺上皮、觸覺上皮等,這些能力使得我們能夠感知我們周圍的美好世界。
(2)結締組織
結締組織由多種細胞和大量的間質構成,這些細胞沒有固定的位置,通常不形成完整的細胞層,廣布於身體各處。我們常說的脂肪、軟骨、骨甚至血液都是結締組織。它們又分別具有各自的特征,具有支持、保護、儲存營養、修複和物質運輸等多種功能。疏鬆結締組織中的成纖維細胞能產生膠原纖維和基質成分,對傷口愈合有重要作用。骨組織是一種堅硬的結締組織,由細胞、纖維和基質構成。纖維是骨膠纖維。基質中含大量的固體無機鹽,具有很高的營養價值。血液組織是一類比較特殊的、具有流動性的結締組織,它在免疫和營養運輸等方麵具有極其重要的作用。另外值得一提的是,分布於許多器官和皮膚之下的脂肪組織也是一種結締組織,它在支持、保護、維持體溫和儲存能量、參與能量代謝等方麵具有重要作用,因此,不可一味追求骨感美,保持身體健康才是最重要的。
(3)肌肉組織
肌肉組織由特殊分化的肌細胞構成,許多肌細胞聚集在一起,被結締組織包圍成肌束,其間有豐富的毛細血管和神經纖維分布。毛細血管給肌肉組織的活動提供能量,神經纖維控製著肌肉的收縮與舒張。在一次過量運動後往往會感覺到肌肉酸痛,這除了肌細胞產生的乳酸的作用外,還與肌肉組織中毛細血管的破裂有關。肌肉組織具有很強的收縮性,能夠將化學能轉化為機械能,是人類各種動作的“驅動者”。根據肌細胞的結構和功能特點可把肌肉組織分為附著於骨骼、受意識控製的骨骼肌,具有自主節律使腸道和心髒自主收縮,完成消化、泵血等很重要的生命過程的平滑肌和心肌。鈣離子濃度對肌肉收縮有調節作用,因此當機體缺鈣時會出現抽搐現象,所以我們要注意均衡飲食,並多曬太陽以合成維生素D促進對鈣的吸收。
(4)神經組織
動物越高等,神經組織越發達。神經細胞具有高度發達的感受刺激、傳導興奮的能力;神經膠質細胞具有支持、保護、營養和修補等功能。神經細胞有好多種,大部分都有個小不點兒的身子,它的一頭頂著許多像樹枝一樣的枝杈,即“樹突”,另一頭拖著長長的尾巴,它們就是動物體內的“通信線路”。這些突出的枝杈都搭在相鄰的神經細胞上,通過電信號和突觸等傳遞體內的信息變化並由神經中樞迅速做出相應反應。人腦神經細胞約有1000億個,但是它們大部分都處於休眠狀態,真正參與大腦活動的少之又少。神經細胞是不能再生的,因此人在年幼時期發高燒燒壞腦子就會出現智力障礙。但是神經網絡的發達並不僅僅取決於參與工作的神經元的數目,還與神經元之間的聯係即突觸個數密切相關。
3.3器官與係統
如果說形態相同或相似,功能相同的細胞群構成組織,就好像一座座房子組成一個城市,那麼由幾種不同類型的組織聯合形成具有一定生理功能的器官就好像一個個城市可以組成一個國家,一些在功能上密切聯係的器官進一步構成了係統,就好像一個個國家組成了我們的世界。各種係統相互協作完成各種生命活動,使生命現象奇妙無比。
3.3.1動物的器官與係統
動物的器官和係統包括十大部分。
(1)皮膚係統
正如我們所能見到的,皮膚覆蓋在動物體表麵,它就像一個屏障一樣保護著機體。除了保護作用,我們還可以感受到皮膚的其他作用。如果不小心被針紮到手指,我們會感到疼,說明皮膚可以傳遞感覺;夏天的時候天很熱,會有汗水從皮膚上流出,說明皮膚可以進行分泌和排泄;我們經常會往臉上抹一些水啊、霜啊之類的化妝品,是因為皮膚有吸收功能;但是化妝品抹太多就會堵塞毛孔,是因為皮膚還具有呼吸功能。
皮膚並不僅限於我們所能看到的表層,它包括表皮、真皮和皮下組織。皮膚還可以有多種衍生物,如皮膚表麵一些構造(毛、爪、蹄、指甲等)和一些皮膚腺(汗腺、皮脂腺、氣味腺等)。
(2)運動係統
俗話說“生命在於運動”,運動則在於我們的運動係統。運動係統由骨骼、關節及骨骼肌三部分組成。我們說一個人意誌薄弱的時候,會說“真是個軟骨頭”,可見骨骼能起到支持身體的作用,此外還可以作為肌肉的附著點和運動杠杆。骨骼和骨骼之間的連接是通過關節實現的,關節處及周圍發炎就會引發我們常聽到的“關節炎”。骨骼肌是構成機體的主要肌肉,骨骼肌通過收縮和舒張帶動骨骼和關節,我們就可以隨著音樂做一段廣播體操了。
(3)呼吸係統
當感冒鼻塞時,我們會意識到呼吸對於我們來說是一件多麼重要的事情。在動物的生命曆程中,不斷進行著吸進氧氣、呼出二氧化碳的過程,直到生命的終結,這就是呼吸過程。參與呼吸過程的係統即為呼吸係統。人類的呼吸係統由導管部和呼吸部組成。導管部就好像一根管子,是氣體進出的管道,它包括鼻腔、口腔、氣管和支氣管。捏住鼻子就好像把氣體的一條進口堵塞了,我們就會不自覺地張開嘴打開另一條通道。而呼吸部就是我們的肺,它是胸腔中一個海綿狀的空腔,具有很大的呼吸表麵。眾所周知,抽煙對肺的傷害很大,相關資料顯示,85%的肺癌死亡是由吸煙引起的。所以不要再說什麼“抽煙傷肺不傷心”的傻話了,珍愛我們的肺,遠離香煙才是正道。
(4)消化係統
植物不需要吃飯,隻要曬曬太陽就可以活下去了,而動物如果不吃飯去曬太陽隻可能曬成肉幹。動物是異養生物,必須依靠外界有機物獲得自身所需的營養。動物們用自己的方式得到食物,但必須經過消化係統才可能把所得食物進行消化吸收。以人為例,完整的消化道從口開始,至肛門結束,中間包括咽、食道、胃、小腸、大腸等器官,在消化係統內包含一係列消化腺,可分泌消化液對食物進行消化吸收。
(5)排泄係統
為了保持機體的平衡,我們不可能隻進食而不排泄。吃進的食物經過消化而產生的一些不能再利用或者有毒的廢物,與進食過程中食用的過多的水、鹽之類的物質都必須排出體外,這個排出的過程即為排泄。排泄過程主要是通過腎髒形成尿,因此排泄係統主要包括腎髒、輸尿管、膀胱和尿道。排泄係統在排出體內廢物的同時,還可以調節體內水鹽平衡、酸堿平衡而使得體內環境的相對平衡得以保持。
(6)循環係統
對動物而言,組成個體的細胞不計其數,攝入的氧氣和營養物質是如何分配到各個細胞而不引起個別細胞罷工的呢?循環係統此時就會大顯身手了。循環係統包括心血管係統和淋巴係統兩大部分,心血管係統包括血液、管道係統和心髒。心髒就像一個泵,驅動血液承載著氧氣、營養、激素等物質在管道係統內流動而使上述物質分配到各個組織和細胞,同時將代謝廢物帶到具有排泄功能的器官。淋巴係統由淋巴管道、淋巴液及淋巴組織組成,可以幫助收集和輸送組織液返回心髒,還可以通過淋巴細胞生成抗體產生防禦作用。
(7)生殖係統
在一些古裝片裏,善良純潔的女主角如果生不出孩子,惡婆婆就會以“不孝有三,無後為大”的理由逼迫男主角休掉女主角,賺得觀眾許多眼淚。從個體意義上來講,延續香火不應該成為阻斷愛情的理由;但從物種意義上來講,為了維持物種在自然界的延續,每種生物都要有各自繁殖後代的方法。對動物而言,生殖係統是完成“香火不斷”的基礎。生殖係統有生殖腺和各種副性器官,其中生殖腺可以產生生殖細胞。雌性生物和雄性生物往往具有不同的生殖係統。
(8)神經係統
神經係統可以說是機體的司令部,指導著其他各組織係統的行動。組成神經係統的基本單位是神經元,神經係統又可以分為中樞神經係統和周圍神經係統。其中,中樞神經係統是整個神經係統的中樞部分,位於身體的中軸上,包括腦和脊髓,就好像神經係統的最高長官,具有調節整個機體生命活動的作用;周圍神經係統是神經係統的周圍部分,包括由腦發出的腦神經和由脊髓發出的脊神經,是神經係統的“地方官員”,掌管著各自的一片範圍。
(9)感覺器官
天氣變熱了,我們知道要換上薄一點的衣服;當嚴冬來臨時,青蛙、烏龜等動物就開始冬眠;家裏買了魚,小貓可以聞到魚的味道追著趕著要吃。這些現象的發生都要歸功於動物的感覺器官。感覺器官的天職就是感受熱能、化學能、機械能等信號並把它們轉換成神經動作電位,引起機體相應的感覺。根據感覺器官所在位置可以分為外感受器和內感受器。外感受器如聲、光、味等的感受器可依據外界環境的變化情況,引起主觀上清晰的感覺並精確定位,它是動物感知世界、適應世界並進一步改造世界的基礎;內感受器如內髒感受器、大動脈壁的壓力感受器等能感受內環境的各種變化,但往往不引起主觀上的感覺或隻產生模糊的感覺,它對於調節動物體內環境的穩定具有重要意義。
(10)內分泌係統
在動物生命活動的調節係統中,除了神經係統,還有一種重要的調節方式——內分泌係統。動物體內可以進行體液調節的所有內分泌腺和分布在各器官的內分泌細胞統稱為內分泌係統。人體主要的內分泌腺包括甲狀腺、甲狀旁腺、腎上腺、垂體、鬆果體、胰島、胸腺和性腺等;有些器官雖不是內分泌腺體,但含有內分泌功能的細胞或組織,如腦、肝、腎髒等。內分泌係統的分泌物稱為激素,激素需要通過與特定受體結合發揮調節作用。
3.3.2植物的器官與係統
植物的組織結構一般比對應級別的動物簡單,而且在生長過程中一般固定在土壤中,生命活動沒有動物複雜,各項生命活動可以靠特定器官完成。因此對植物的器官和係統的討論可以停留在器官的層次上。
根據功能不同,植物器官可以分為營養器官和生殖器官。
(1)植物的營養器官
雖然植物不像動物一樣可以“大口喝水,大口吃肉”,但是植物的生長也需要水分和營養的吸收與運輸。與物質吸收、同化、運輸和儲藏等營養功能有關的器官稱為營養器官。
1)根。根是將綠色植物固定於土壤中的器官,它可以幫助植物從土壤中吸收水分和礦物質並向上輸送供給植物生長需要。僅由根係的活動引起的吸水現象通常稱為主動吸水,而地上蒸騰作用引起的吸水現象稱為被動吸水;根係吸收礦物質的過程是主動的生理過程。根係的吸水和吸收礦物質是兩個相對獨立的過程。許多植物的根係還與土壤中的微生物建立了共生關係,在植物體上形成菌根或根瘤,一方麵微生物將土壤中的礦物質鹽和有機物質轉變為寄主可以吸收的營養物質,供給根係;另一方麵,植物分泌的糖類、氨基酸及其他有機物質可供微生物使用。二者互惠互利,彼此共生。
由於功能改變引起的形態和結構發生變化的根,稱為變態根。儲藏有大量營養物質的根如胡蘿卜、紅薯等為儲藏根;由植物的莖上生出的、暴露在空氣中的根叫作氣生根,淩霄、榕樹等都會生長出氣生根。
2)莖。莖是植物地上部分的主幹,還有少數植物的莖生長在水中或者地麵以下。莖的主要功能是運輸水分、無機鹽和營養物質,還可以支持植物的葉、花、果實,保持植物的體態。不同植物的莖根據生長方式可分為直立莖、纏繞莖、攀緣莖、斜倚莖、平臥莖、匍匐莖等,但是它們都有一個目的,就是讓植物的葉能充分舒展開,最大限度地接受陽光進行光合作用。
有些植物的莖,也會因功能的變化而發生形態的變化,成為變態莖。我們平時可以見到的有仙人掌的塊莖、洋蔥的鱗莖、荸薺的球莖、薑的根莖、草莓的走莖、葡萄的卷須,還有莖特化成葉狀的蘆筍等。
3)葉。葉是植物重要的營養器官,它可以通過光合作用製造有機物使得植物成為自然界其他異養生物的“衣食父母”。除此之外,在葉片上進行的蒸騰作用可以為植物的根從土壤中吸收水分和礦物質提供動力。葉片可以分為完全葉和不完全葉兩種,完全葉包括葉片、葉柄和托葉三個部分,缺少葉柄或者托葉的葉片即為不完全葉。
葉片就像一個魔術師,有許多神奇的本領。它可以通過光合作用將無機物轉變成有機物;還可以通過蒸騰作用向空氣中排放水汽而使空氣得到淨化。枝葉繁茂的行道樹可以吸收灰塵,隔離噪聲;含有藥物成分的葉片,如我國的瑰寶——中藥,可以養生保健、治病救人;滴水觀音的葉片在下雨之前會有小水滴滴下來,利用這一特點可以用來預報天氣……
與根、莖相似的一點是,葉片也會發生變態現象,如捕蟲葉,呈掌狀或者瓶狀,如果有笨頭笨腦的蟲子撞進去,葉片自動閉合並分泌出消化液將其消化吸收,還有刺葉、鱗葉、卷須葉等。
(2)植物的生殖器官
在生活中,我們經常會見到許多美麗的花朵,並賦予它們特定的含義,如玫瑰的深情、薔薇的堅強、百合的純潔、牡丹的雍容;也會經常吃一些水果,蘋果、桃子、橘子等各有各的滋味。但是你知道這些花朵和果實的重要作用嗎?
1)花。並不是每種植物都開花,花是被子植物特有的生殖器官,其實被子植物也就是綠色開花植物的另一個名稱。當我們拋開美學,從花的本質出發,花是由花柄、花托、花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群組成的。一朵花,如果同時具有花萼、花冠、雄蕊群、雌蕊群,稱為完全花,否則就稱為不完全花。一朵花同時有雄蕊和雌蕊,稱為兩性花;隻有雄蕊或雌蕊的花稱為單性花。單性花要進行受精沒有兩性花那麼容易,往往要通過風的作用將花粉傳遞出去。另外,花開放時顏色鮮豔,氣味芬芳,招蜂引蝶,這也是花朵們的聰明之處,昆蟲們在這朵花裏看一看,那朵花裏歇一歇,不經意間就幫助植物完成了受精過程。
2)果實和種子。再嬌豔的花也有凋零的時候,然而如果它完成了受精過程,花的使命也就完結了。被子植物的花在受精之後,由雌蕊的子房或有花的其他部分參與形成果實。果實一般包括果皮和種子兩部分。在自然條件下,未經受精而結實則為無子果實,如無核蜜橘、香蕉等。果皮在果實的發育過程中可以保護種子,當果實成熟之後果皮幹枯敗落則有利於種子的散播。果實和種子成熟之後四處散落對於植物的繁殖傳代是極為重要的,散布的方式與果實或種子的種類有關。
果實和種子與人類的關係是極為密切的。我們食用的小麥、水稻、玉米等糧食是禾穀類植物的果實;我們經常吃的水果如蘋果、香蕉、葡萄富含糖類、維生素等多種營養物質;在中藥裏,還有許多可以入藥的果實如棗、山楂、木瓜等,為人類疾病的治療做出了很多貢獻。
如基石組建房屋,房屋組成城市,城市構建國家,國家構成世界那樣,生命世界的多姿多彩,千奇百怪,都來源於生命的基本單位——細胞的自我生長、巧妙組合。