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植物园里的叶子观察课 [复制链接]

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☆植物园里的☆

植物既能干又聪明,不同的生存法则决定了叶子不同的形态和结构。生长环境不同,叶的排列和形状也不同,比如在雨水充沛的热带雨林中植物常常具有细长的叶尖,以疏导过多的水分从叶尖滴落。甚至还有一些植物逐渐演化出了许多“奇形怪状”的叶子。

考考你

这些植物被圈出的部分属于“叶”器官的有哪些?

答案稍后告诉你~

植物为什么要长叶子呢?

叶是植物为自身生长制造有机养料的重要器官,主要作用是实现光合作用和蒸腾作用。

光合作用

叶肉细胞中有很多叶绿体,植物的光合作用就在这里进行,它被称为植物的“养料制造车间”和“能量转换站”。从根部输送上来的水分,以及从空气中吸收的二氧化碳,通过阳光的照射,会在叶绿体内发生一系列复杂反应,制造出碳水化合物作为植物生长所需的养料,并产生氧气排放到空气中,这一过程便是光合作用。

蒸腾作用

叶片表面密布有细小的气孔,它是气体在植物体内与空气中交换的进出口。不仅如此,气孔还有一项非常重要的任务,那就是把植物体内的水分以水蒸气的形式排放到空气中,这个过程称为蒸腾作用。

一片完整的叶子

由哪几部分组成?

通常植物的叶,由叶片、叶柄和托叶三部分组成。叶片是叶最主要的部分。叶柄是连接叶片与茎的细长柄状部分,根据植物种类的不同以及叶片位置的不同,叶柄的长度和形状也会有所不同。托叶则是在叶柄基部两侧所生的小叶状物。

具有叶片、叶柄和托叶三部分的叶称为完全叶,例如日本晚樱、玫瑰、构树等植物的叶。而只有其中一部分或两部分的叶则称为不完全叶,例如丁香、女贞、连翘等植物的叶。

你都见过哪些形状的叶子?

大自然中的叶子有着多种多样的形状和大小,每一种叶形都是为了植物更好地生长。植物需要靠叶子吸收光,但又要避免水分损失或是要抵抗风雨,而最终的叶形正是这两方面需求取得均衡的结果。

油松的叶两针一束,细长,约10~15厘米,顶端尖锐,形如缝衣服的针,称为针形叶。针形叶常出现在裸子植物中,对于常绿树种来说针形叶可以防止冬季积雪压伤树枝。此外,属于针形叶的植物还有雪松、云杉、白皮松等等。

银杏,因其叶型独特所以很好辨认。银杏的叶片呈扇形,尽管它的叶片形状确实很像一把打开的折扇,但这里所说的扇形是指数学中的扇形,即圆形的一部分,而与扇子并无关系。生长在热带地区的棕榈科植物蒲葵也属于扇形叶植物。

春兰的叶片扁平而且狭长,左右两侧的叶缘近乎平行,这样的叶形称为条形叶。此外,条形叶植物还有水仙、稻、麦、韭菜等。

葱,几乎是家家户户厨房中的常客。它的叶子比较特殊,呈绿色圆筒状,中空,越靠近顶端越狭窄,称为管形叶。而与葱叶相连的白色部分则是圆柱状的鳞茎。

莲,又名荷。荷叶与旱金莲、王莲的叶都属于圆形叶。

圆叶牵牛,它的叶片下部广阔,基部内凹,形似桃心,称为心形叶。紫荆的叶片也是心形叶。

除了以上这些,常见的叶形还有钻形(如柳杉)、披针形(如碧桃、垂柳)、椭圆形(如樟树)、卵形(如紫丁香、向日葵)、菱形(如野菱、乌桕)、肾形(如虎耳草、积雪草)、三角形(如杠板归)、剑形(如鸢尾)、箭形(如慈姑)、矩圆形(如山槐、山合欢)、琴形(如琴叶榕)等等。

进行光合作用和蒸腾作用是在通常情况下植物叶的基本功能,但有时为了适应周围环境或是更好地生存繁衍,植物也会经过漫长时间的演化,使叶的外形或者功能发生或多或少的改变,这种现象称为“叶的变态”,而发生了变态行为的叶称为“变态叶”。

接下来,我们就来认识几种常见的变态叶。

肉质叶,包括生石花在内的很多多肉植物都具有肉质叶。它们的叶片中包含大量的储水组织,以抵抗外界干燥的环境。

捕虫叶,食虫植物的部分叶片演化出了捕捉和消化昆虫或其他小动物的本领,称为它们各自的捕虫器官。不同食虫植物的捕虫器官和捕食方式也各不相同。

叶卷须,一些茎干比较柔弱的藤本植物,它们的叶片或是叶片的一部分变成了细长的丝状卷须,这样可以缠绕在周围其他物体上,以帮助植物的茎干向上攀爬。例如豌豆羽状复叶先端的一些小叶片就变成了卷须状。

苞片,是一种常见的变态叶,通常着生在花柄上,花或花序的下面,具有保护花和果实的作用。不同植物苞片的大小、颜色、形状、数量各不相同,有的形状如叶,比如田旋花的苞片;有的长在花萼外围酷似花萼,如朱槿、草莓,以及菊科植物花序外围的总苞片;还有的则不仅看上去像花瓣,还替代了花瓣颜色艳丽、吸引传粉者的功能,如珙桐、一品红、四照花、叶子花等。

叶刺,一些植物的叶子或叶子的一部分变成尖锐的刺状,称为叶刺。例如,生长在干旱环境中的仙人掌的整片叶子退化成了叶刺,而利用茎来储存水分和进行光合作用,这样不但可以极大限度地阻止蒸腾作用散失水分,还可以防止动物的啃食。

鳞叶,洋葱、郁金香、百合等植物的鳞叶肥厚多汁,含有丰富的养料,肉质的鳞叶层层包围在地下茎上组成了鳞茎。此外还有另一种形态的鳞叶,多成棕褐色,起到保护芽的作用,也称芽鳞,常见的有玉兰、山桃、山茶等木本植物。

我们再来看看那些错误选项。

侧柏的小枝平展,形成一个平面,小枝上像鱼鳞一样层层排布的才是它的叶,称为鳞形叶,长约1~3毫米。所以,图中圈出的部分是侧柏的小枝而非叶子。和针形叶相似,鳞形叶不仅可以避免积雪,还可以减少自身能量和水分的损失。

水杉的叶子为条形叶,而图中圈出的是由许多片小叶片组成的一个羽毛状的小枝。

昙花原产于美洲干热的沙漠地区,它的叶子已经退化,老茎是木质化的圆柱状,而小枝则是绿色、扁平的叶子状,以此减少蒸腾并进行光合作用。所以图中圈出的是昙花的小枝部分,也就是茎。

同样是生活在干旱环境中的光棍树,为了减少水分和能量的散失甚至退化了自己绝大部分叶子,而依靠富含水分和叶绿素的肉质茎代替叶子进行光合作用。

叶在我们身边随处可见,除了这些不同的叶形,仔细观察便会发现它们的叶尖、叶基、叶缘以及叶脉和叶序也都有很多种不同的形态。

△不同的叶尖

△不同的叶缘

甚至还有各种不同排列形态的复叶(一个叶柄上生有多个小叶的,称为复叶)。

△多种复叶

哲学家莱布尼茨说过:“世界上没有两片完全相同的树叶。”这句话不仅从哲学角度指出了物质的统一性与差异性,也准确描述了植物叶子多样化的特点。片片树叶色彩多变、形态万千,叶脉的分布更是巧夺天工。

一堂叶子观察课之后,你记住了多少?不妨趁热打铁来植物园里寻找奇特的叶子吧,看看你能找到多少种不同形态的叶子呢?

叶子小实验:

试想一下,如果我们用纸条把叶子的一部分遮挡住,会发生什么变化呢?纸条的颜色会影响实验结果吗?

实验过程

1.找来一盆正常生长且具有较大叶片的植物作为实验对象;

2.在这盆植物上挑选一片年轻、健康的叶子,用黑色的纸条紧贴叶片缠绕一圈,即遮挡住叶片一部分的正反面;

3.像平时那样正常养护这盆植物;

4.一至两周后,撕下纸条,观察叶片变化。

会发生什么

被贴上黑色纸条的地方,叶子颜色变淡。

为什么会这样

植物需要在阳光照射下进行光合作用。当叶片被黑色纸条遮挡时,由于黑颜色的透光率很低,大部分光被黑色吸收而不能穿透纸条抵达叶片,所以叶片被遮住的部分失去了通过光合作用制造养分的条件,叶肉中的叶绿素逐渐消耗减少,因此叶子的颜色变淡了。

如果换成用白色纸条遮挡,又会有不同的结果吗?不妨动手试一试!

图文丨付佳楠

(无水印图片来源于网络)

编辑丨孟沁蓓

审核丨陈红岩陈雨王昕

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