① 📢今天的討論題: 舉例說明,植物葉片的結構是怎樣與其生活環境相適應的
旱生植物葉在形態結構上有多種適應性特徵，但是，其共同的特徵都是：葉表面積和體積的比值比較低，即相同體積的葉，旱生植物有較小的蒸發面．如葉形小、肉質葉、葉肉排列緊密、柵欄組織和輸導組織發達、氣孔器多而且下陷等，都是與減小葉的蒸發面積有關．
水生植物，由於水中光照弱，葉肉組織不發達，沒有柵欄組織和海綿組織分化，葉肉全部是由海綿組織構成，葉肉細胞中的葉綠體大而多．葉肉組織的細胞間隙很發達，有較大的氣腔和氣室，形成發達的通氣系統，既有利於通氣，又增加了葉片浮力．葉片中的葉脈很少，木質部不發達甚至退化，韌皮部發育正常．機械組織和保護組織都很退化，表皮上沒有角質膜或很薄，沒有氣孔器，氣體交換是通過表皮細胞的細胞壁進行的．表皮細胞具葉綠體，能夠進行光合作用．
② 舉例說明植物葉的結構是怎樣與其生活環境相適應的
雙子葉植物的葉 通常由表皮 葉肉和葉脈組成 有的表皮上有蠟質或絨毛 是為了保護自己不受傷害 上面還有氣孔 有利於蒸騰作用和呼吸作用 而且通常下表皮氣孔較多 炎熱的條件下 氣孔通常會閉合 葉肉中通常包括柵欄組織和海綿組織 和上表皮相連的是柵欄組織 葉綠體多 有助於光合作用 下表皮是海綿組織 葉脈通常是機械組織 並且有疏導的作用 遠軸面是韌皮部 通常是發達的機械組織 而且向外突起
單子葉植物 通常是等面葉 有葉鞘 包在莖上 通常有保護 和加固的作用 並具有光合和儲藏的作用 通常裡面還有葉舌 可防止雨水和灰塵的侵入
裸子植物的葉 通常針形或磷形 內皮層加厚 是為了防止水分蒸發 角質層發達 氣孔內陷 並且有樹脂道 葉肉細胞的壁內折形成了許多不規則的皺褶 是應對乾旱寒冷條件的表現
水生植物 具有發達的通氣組織 便於氧氣的運輸 機械組織不發達 通常是為了增強彈性和柔韌度 通常可以在水中擺動 不受水流的影響 葉片多分裂呈帶狀 而且很薄 便於光 和二氧化碳等的吸收 有的葉片會出現異性葉現象 水面上是片狀 水下是條形
旱生植物 通常葉會很小 有的會變成刺 如仙人掌 有的會有發達的儲水組織 某些多肉多漿植物 景天科之類的都是這樣 防止水分的缺失
有些時候 植物為了適應環境 葉片會發生變態 比如 為了攀援 而形成的葉卷須 豬籠草的捕蟲葉 等
③ 植物不同的葉子和根與它們生活的環境有什麼關系
雙子葉植物的葉
通常由表皮
葉肉和葉脈組成
有的表皮上有蠟質或絨毛
是為了保護自己不受傷害
上面還有氣孔
有利於蒸騰作用和呼吸作用
而且通常下表皮氣孔較多
炎熱的條件下
氣孔通常會閉合
葉肉中通常包括柵欄組織和海綿組織
和上表皮相連的是柵欄組織
葉綠體多
有助於光合作用
下表皮是海綿組織
葉脈通常是機械組織
並且有疏導的作用
遠軸面是韌皮部
通常是發達的機械組織
而且向外突起
單子葉植物
通常是等面葉
有葉鞘
包在莖上
通常有保護
和加固的作用
並具有光合和儲藏的作用
通常裡面還有葉舌
可防止雨水和灰塵的侵入
裸子植物的葉
通常針形或磷形
內皮層加厚
是為了防止水分蒸發
角質層發達
氣孔內陷
並且有樹脂道
葉肉細胞的壁內折形成了許多不規則的皺褶
是應對乾旱寒冷條件的表現
水生植物
具有發達的通氣組織
便於氧氣的運輸
機械組織不發達
通常是為了增強彈性和柔韌度
通常可以在水中擺動
不受水流的影響
葉片多分裂呈帶狀
而且很薄
便於光
和二氧化碳等的吸收
有的葉片會出現異性葉現象
水面上是片狀
水下是條形
旱生植物
通常葉會很小
有的會變成刺
如仙人掌
有的會有發達的儲水組織
某些多肉多漿植物
景天科之類的都是這樣
防止水分的缺失
有些時候
植物為了適應環境
葉片會發生變態
比如
為了攀援
而形成的葉卷須
豬籠草的捕蟲葉
等
④ 不同環境的植物形態會有什麼變化
植物葉的形態結構與環境的關系
劉新秦
(西北大學生命科學學院,2004級生物科學專業)
依據各類植物與水的關系,把其分為陸生植物與水生植物,陸生植物又分為旱生植物,中生植物和濕生植物.
可適應乾旱條件而正常生活的植物稱為旱生植物.旱生植物的葉具有保持水分和降低蒸騰作用,其通常向著兩個方向發展:
一類是減小蒸騰的適應:就外型而言,一般植株矮小,根系發達,葉小而厚,蠟被和表皮毛發達,有的植物形成復表皮.就結構而言,葉的表皮細胞壁厚,角質層發達.氣孔下陷或限定在氣孔窩內.柵欄組織細胞層數多,甚至上下表皮內方均有柵欄組織分布.海綿組織和細胞間隙不發達.葉脈發達,可提高輸水率和機械強度,如夾竹桃和松葉.這些形態上的結構特徵,或是減少了蒸騰面,或是盡量是蒸騰作用遲緩進行,再加上原生質體的少水性,以及一些細胞液的高滲透壓,使旱生植物具有了高度的抗旱性,來適應乾旱環境;
夾竹桃 黃花夾竹桃 黃花夾竹桃葉
夾竹桃葉切片圖
另一類為肉質葉片,葉片肥厚多汁,葉肉中有發達的儲水組織薄壁組職,保水力強.這些植物的細胞,能保持大量水份,水的消耗也少,因此可耐乾旱.如蘆薈,景天,龍舌蘭等.
蘆薈 白景天 翡翠景天 金邊龍舌蘭
水生植物的整個植株生在水中,因此,可以獲得充分的水分和溶於水中的營養物質,但它們的葉--尤其是沉水葉,不怕缺水,而因為水中溶解的空氣少,光線為散射光葉綠體,,如何解決獲得它所需要的氣體和陽光成為所要面對的問題.適應這種生態環境的水生植物,通常葉片較薄,葉面無氣孔和表皮毛(浮水葉僅在上表皮有氣孔),表皮細胞具葉綠體,可營吸收,光合作用和氣體交換的功能表皮細胞所含的葉綠體,對於光的吸收是極為有利的,因此,沉水葉的表皮不僅是保護組織,也是吸收組織和同化組織(光合組織).葉肉不發達,無柵欄組織和海綿組織的分化,形成發達的通氣系統.機械組織和維管組織退化,導管不發達.胞間隙特別發達,形成通氣組織,即具大液泡間隙的薄壁組織.有些水生植物中具氣生葉或漂浮葉,後者僅上表皮有氣孔,葉肉中也句發達的通氣系統.如蘆竹,石菖蒲,蘆荻和水生美人蕉 等.
蘆竹 石菖蒲 蘆荻 水生美人蕉
水生植物在分類群上由多個植物門類組成,包括非維管束植物,如大型藻類和苔蘚類管束植物,其中被子植物占絕大多數,典型的水生植物多為被子植物中的單個葉綱.
水生植物有挺水,浮葉,沉水等生活型,以下將做詳細介紹:
濕地植物(包括挺水型,浮葉型)-- 生長在淺水濕地,其根系發達且深,下部淹沒水中或在陸地上全部暴露在空氣中均可生長,可形成凈化帶,對地表徑流流入湖中的水起過濾作用,阻攔,吸收,轉化可能進入水體的有機質及營養鹽,有利於水體自凈,防止水體的富營養化.
挺水型 :挺水植物指根生底質中,莖直立, 一般植株高大,根部生活在水中,植物大部分挺出水面.光合作用組織氣生的植物生活型,主要為單子葉植物.
黃鳶尾 水竹
浮葉型 :根生浮葉植物是一面葉氣生的水生植物活型.一般莖細弱不能直立,根狀莖發達,有根在水下泥中,不會隨風漂移.
萍蓮草 荇菜
沉水植物--生長在湖底,整個植物浸沒水下,多為觀葉植物,能防止底泥的再懸浮而影響水體的透明度,保持湖水清澈.同時能吸收,轉化沉積的底泥及湖水中有機質和營養鹽,降低水中營養鹽的濃度,抑制浮游藻類的生產.其在大部分生活周期中植株沉水生活,根生底質中的植物生活型.主要為單子葉植物.
金魚藻 伊樂藻
水生植物分布示意圖
陽地植物與陰地植物
陽光,是植物光合作用的能量來源,但是由於植物長期適應不同的環境條件,不同的植物需要光的強度是不同的.根據植物對光照強弱不同的要求,可把它們分為陽地植物(喜光植物,或"習光植物"),和陰地植物(喜陰植物,或"習陰植物")兩大類.
陽地植物在較強的光照下才生長健壯,不耐蔭蔽.在弱光條件下,植物生長發育不良,如松樹,桉樹,楊樹等一些樹木,栽培的落葉果樹,農作物多屬於此類,草原和沙漠植物以及先葉開花的植物均屬陽地植物.
陰地植物不能忍受強光照射,適宜生長在陰蔽的環境中,即蔭蔽環境下生長良好的植物.如雲杉,冷杉和一些森林中的草本植物.但並不是說陰地植物要求的光照越弱越好,因為當光照強度過弱達不到陰地植物的光補償點時,它們也不能生長.
冷杉生長環境 雲杉生長環境
12
銀皇萬年青 冷杉 雲杉
正因為如此,這兩類植物利用強光的最大能力--光飽和點就有很大差別.如萬年青等陰地植物在海平面全光照的1/10或更低時,就達到了光飽和,超過光飽和點的光雖然也能被葉子吸收,但不能提高光合強度,而是以熱能的方式釋放出來.而松,楊,柳等陽生植物,則需要很強的光,才能達到光飽和.
陽地植物與陰生植物是生長在不同光照強度環境中的植物,由於葉是直接接受光照的器官,因此,受光照強度的影響,也就容易反映在它們的形態和結構上.又因為具有相同基因型的植物若長期生活在不同的生態環境中,會出現結構和生理的趨異性;而不同基因型的植物生活在同一環境中,又會出現趨同性,
所以,即使是同一植物,因葉所處位置的光照不同,也會有陰生與陽生的差異.一般來說樹冠上部和向陽一面的葉,具陽生葉特徵;而樹冠下部和陰面的葉則具陰生葉的特點,如糖槭.由此也可以看出葉是最具變化的器官.
糖槭 糖槭生長環境
即大又薄葉的特點
被子植物葉較大,如芭蕉(Musa basjoo)的葉片長達一二米;王蓮(Victoria regia)的葉片直徑可達1.8-2.5米,葉面能負荷重量40-70千克,小孩坐在上面像乘小船一樣;而亞馬遜酒椰(Raphia taedigera)的葉片長可達22米,寬達12米.因而其具有較大的受光面積,有利於光合作用,同時也使蒸騰作用加強.通過葉片蒸騰作用散失的水分由根部吸收,並通過根,莖木質部運輸至葉.葉片具很強的蒸騰作用,木質部的運輸能力也相應很強.因為被子植物木質部中運輸水分的結構主要是導管.導管由導管分子組成.管胞是大多數蕨類植物和裸子植物的輸水分子,管胞之間通過紋孔傳遞水分,且管徑較小,輸水效率較低.而導管分子之間靠穿孔直接溝通,管徑一般較管胞粗大,所以具較高的輸水效率.導管高效率的輸導能力與葉片很強的蒸騰作用相適應,所以被子植物莖內有導管與其具較大的葉之間有密切的關系.
葉的功能是進行光合作用和蒸騰作用,而葉的結構非常適應於它的功能.因此,應從結構和功能統一的觀點,來理解葉的結構.例如表皮的細胞扁平,緊密相連,沒有間隙,細胞無色透明,這是表皮的結構特點,既能起到保護作用,又能讓光線進入葉肉細胞.表皮細胞外壁具有角質層,並多有表皮毛,可防止葉內水分的散失.表皮上(主要是下表皮上)有著大量的氣孔,是為氧氣,二氧化碳,水蒸汽進出的門戶,從而有效地控制蒸騰作用的進行.再如葉肉,在兩面葉類型中,柵欄組織位於上面,細胞排列緊密,細胞內的葉綠體多,能有效地接受直射光,進行光合作用;海綿組織位於下面,排列疏鬆,細胞中葉綠體少,用於接受直射光,進行光合作用.海綿組織排列疏鬆,形成了許多細胞間隙,下表皮的氣孔處的間隙較大,這樣就更方便了氣體通過氣孔進出葉片.葉脈的結構也和葉的功能相適應,它的機械組織,用於支持整個葉片,而它的輸導組織則用於輸導光合作用,蒸騰作用所需要的水分及運出光合作用所合成的有機物.所以哪怕是最小的葉脈,也有管胞和篩管.
從以上的敘述中,可以看出陰生植物即大又薄的葉,既有它的優點,也有它的缺點.
其優點為:陰生植物多生於陰暗光照不足的地方,寬大可接收更多光照,因光照不足合成有機物少,薄可節省有機物用於長寬長高(高過別人就有光了).葉子一般大而薄主要有利於蒸騰作用散失水分,耐陰,且因其葉子大而薄,葉面常與光線垂直,故能在適當的光照下吸收較多的光線,產生較高的光合效能.抗高溫,抗乾旱的能力較弱.
其缺點為:因其葉子既大又薄,其葉片很容易受損,不利於其生長發育.且其生長空間和環境的要求也很大,不利於其大量繁殖.
⑤ 蘆薈適合生長在什麼環境中
1.透水透氣性能好,有機質含量高,PH值在6.5—7.2之間的土壤最為適宜。
2.蘆薈是喜陽類植物,光照充足對蘆薈植株茁壯有較好的促進作用,但在微陰條件下也能適應。
3.生長適宜溫度在20~30℃之間,夜間最佳溫度為14~17℃。低於10℃基本停止生長,0~5℃時,葉片衰弱,容易生病。
4.蘆薈的葉肉含水量非常高,可達98.5%,但蘆薈卻是極其耐旱的植物,怕水多。