Medium scale diagram of leaf internal anatomy

Fine scale diagram of leaf structure

叶子是一种地上的植物器官,它是绿色的。它的主要功能是进行光合作用和气体交换。一片叶子通常是平的,所以它能吸收最多的光,也很薄,所以阳光能照射到细胞中的叶绿体。大多数叶子都有气孔,可以开合。它们能调节二氧化碳氧气和水蒸气与大气的交换。

一年四季都
有叶子的植物是常绿植物,而脱落叶子的是落叶植物。落叶树和灌木一般在秋季落叶。在这之前,叶子会变色。春天的时候,叶子会重新长出来。

叶子有很多形状和大小。最大的不完整的叶子是一种巨大的可食用的阿鲁姆的叶子,它生活在婆罗洲热带雨林的沼泽地带。它生活在婆罗洲热带雨林的沼泽地带。它的一片叶子可以有10英尺宽,表面积超过30平方英尺(约2.8平方米)。

然而,叶子总是很薄,所以二氧化碳可以迅速扩散到所有细胞。

榉树的叶子Zoom
榉树的叶子

Nicotiana alata 叶的表皮的SEM图像,显示毛状体(毛状附属物)和气孔(眼形缝隙,在全分辨率下可见)。Zoom
Nicotiana alata 叶的表皮的SEM图像,显示毛状体(毛状附属物)和气孔(眼形缝隙,在全分辨率下可见)。

叶子可以有不同的形状。生物学中研究事物形状的部分叫做形态学。Zoom
叶子可以有不同的形状。生物学中研究事物形状的部分叫做形态学。

解剖学

叶子是植物的一种器官,是由一系列组织有规律地组织起来的。存在的主要组织系统有:1.

  1. 覆盖在上下表面的表皮
  2. 叶内富含叶绿体的中叶(又称叶绿体)。
  3. 血管的排列(血管组织)。

表皮

表皮是覆盖在叶片上的外层细胞。它形成了植物内部细胞与外部环境之间的界限。

表皮上布满了称为气孔的孔隙。每个孔的两边都有含叶绿体的保护细胞和2~4个缺乏叶绿体的附属细胞。气孔复合体的开闭调节着外界空气与叶片内部的气体和水汽的交换。这样就可以进行光合作用,而不会让叶子干枯。

中叶植物

叶子内部上层和下层表皮之间的大部分是一种叫做中叶(希腊语"中叶"的意思)的组织。这个同化组织是植物进行光合作用的主要场所。光合作用的产物是类,可以在植物细胞中变成其他产物。

在蕨类植物和大多数开花植物中,中叶分为两层。

  • 由紧密排列的垂直细胞组成的上掌层,厚1~2个细胞。其细胞中含有许多叶绿体。叶绿体的移动过程被称为"循环作用"。细胞的轻微分离能最大限度地吸收二氧化碳。阳光下的叶子有多层棕榈层,而离土壤较近的荫生叶则是单层的。
  • 棕榈层的下面是海绵层。海绵层的细胞比较圆润,没有那么紧密。细胞之间有很大的空气空间。这些细胞所含的叶绿体比棕榈层的少。表皮的毛孔或气孔打开成室,与海绵层细胞之间的空气空间相连。

叶子通常是绿色的,这来自于叶绿体中的叶绿素。缺乏叶绿素的植物无法进行光合作用

静脉

脉"是木质部的密集网络,为光合作用提供水分,而分生孢子叶则去除光合作用产生的糖分。脉络的模式称为"静脉"。

在被子植物中,脉序的模式在两大类植物中有所不同。在单子叶植物中,脉序通常是平行的,但在阔叶植物(双子叶植物)中,脉序是一个相互连接的网络。

头发

很多叶子上都覆盖着毛状体(小毛),毛状体的结构和功能很广泛。有的毛状体是刺状的,有的毛状体是鳞状的,有的毛状体能分泌油脂等物质。肉食性植物从毛状体中分泌消化酶。

蜡质角质层

蜡质的角质层是叶子的防水、透明的外表面。它的防水作用是为了减少水分的流失(蒸腾作用),而透明作用是为了让光照进入棕榈树细胞。

芋头叶底的支脉Zoom
芋头叶底的支脉

肉食性植物Drosera capensis的粘性毛状体,有一只被困的昆虫。Zoom
肉食性植物Drosera capensis的粘性毛状体,有一只被困的昆虫。

形状

植物上的叶子是什么样子,差别很大。密切相关的植物具有相同种类的叶子,因为它们都是共同祖先的后代。描述叶子形状和花纹的术语在维基百科上以图解的形式显示出来。

基本类型

  • 茄科植物有微叶。
  • 蕨类植物有叶片
  • 针叶植物的叶子通常是针状、锥状或鳞片状的。
  • 子叶
  • 其他特殊的叶子(如Nepenthes的叶子)。

茎上的安排

通常用不同的术语来描述叶子的位置(植物轴)。

  •  
  • 对生--两个结构,一个在茎的相对侧,通常是叶、枝或花的部分。
  • 轮生--三片或更多的叶子附着在茎上的每一个点或节上。

叶子形成以茎为中心的螺旋状图案,(根据品种不同)分叉的角度相同。这些角度是有规律的,它们遵循斐波那契序列中的数字。这往往给了叶子最好的机会来捕捉光线。

刀片的分割

考虑到叶片(薄片)的分割方式,可以描述两种基本形式的叶片。

  • 单叶具有不分裂的叶片。然而,叶形可能是由裂片形成的,但裂片之间的空隙并没有达到主脉。
  • 复叶有一个完全细分的叶片,叶片的每个小叶沿主脉或次脉分开。由于每个小叶可以看起来是一片简单的叶子,所以识别叶柄发生的位置对识别复叶很重要。复叶是一些高等植物科的特征,如法桐科。复叶或叶柄的中间脉络,如果存在的话,称为轴。

叶柄

有些叶子有叶柄(叶茎)。无柄叶没有:叶片直接附着在茎上。有时叶柄环绕着茎,给人的感觉是嫩枝穿过叶子生长。

在一些相思树种中,如考亚树(Acacia koa),叶柄扩大或加宽,功能像叶片;这些被称为叶柄。叶柄顶端可能有也可能没有正常的羽状叶。

Stipules

托叶,存在于许多双子叶植物的叶子上,是叶柄基部两侧的附属物,像一片小叶子。托叶可以脱落,也可以不脱落。

大黄(Rheum rhabarbarum)生长过长的叶柄可以食用。Zoom
大黄(Rheum rhabarbarum)生长过长的叶柄可以食用。

一片具有层状结构和羽状脉络的叶子。Zoom
一片具有层状结构和羽状脉络的叶子。

白云杉(Picea glauca)的叶子是针状的,其排列是螺旋状的。Zoom
白云杉(Picea glauca)的叶子是针状的,其排列是螺旋状的。

这种植物的叶子成对地排列,沿着红色的茎,连续的叶子成对地互相成直角("对折")。请注意这些叶子腋下的发育中的芽。Zoom
这种植物的叶子成对地排列,沿着红色的茎,连续的叶子成对地互相成直角("对折")。请注意这些叶子腋下的发育中的芽。

叶子的适应性

进化的过程中,很多物种的叶子都有适应其他功能。

  • 荆棘有助于保护植物不被吃掉。
  • 藤蔓帮助植物附着在表面,并帮助爬树。
  • 有些叶子是用来储存能量的球茎。一个例子是洋葱
  • 许多多肉植物在它们的一些叶子中储存水分
  • 有些植物(称为附生植物)生长在其他植物上。它们的不在地下。它们能收集雨水
  • 肉食性植物利用适应的叶子来捕捉猎物
  • 片叶减少风阻。
  • 叶面上的毛发在干燥的气候下能截留湿度。
  • 蜡质叶面可减少水分流失。
  • 大面积的表面为植物提供阳光和遮阳的面积,以减少加热和减少水分损失。
  • 在或多或少的不透明或埋在土里的叶子里,半透明的窗户让光照进来。
  • 多肉植物的叶子可以储存水分和有机酸。
  • 叶传腺体产生的芳香油、毒药信息素可阻止食草动物(如桉树)。
  • 结晶矿物质可能是食草动物(如草类中的二氧化硅植物石,raceae中的raphides)。
  • 花瓣吸引传粉者。
  • 触须使植物能够攀爬(如豌豆)。
  • 当真花大大减少时,苞片和"假花"取代了正常的花结构(如刺儿菜)。
凤仙花的苞片是叶子,为了吸引昆虫和鸟类到中心的花上,进化出红色的色素,这种适应性的功能通常由花瓣(本身就是经过进化高度改良的叶子)来实现。Zoom
凤仙花的苞片是叶子,为了吸引昆虫和鸟类到中心的花上,进化出红色的色素,这种适应性的功能通常由花瓣(本身就是经过进化高度改良的叶子)来实现。

问题和答案

问:什么是叶子?
答:叶子是一种地上的植物器官,通常是绿色的。

问:叶子的主要功能是什么?
答:叶子的主要功能是光合作用和气体交换。

问:为什么叶子通常是扁而薄的?
答:叶子通常又扁又薄,这样可以吸收最多的光线,使阳光可以照射到细胞内的叶绿体。

问:叶子上的气孔有什么作用?
答:叶子上的气孔打开和关闭,以调节二氧化碳、氧气和水蒸汽与大气的交换。

问:什么类型的植物一年四季都有叶子?
答:一年四季都有叶子的植物叫常绿植物。

问:落叶树何时落叶?
答:落叶树一般在秋季变色前落叶。

问:叶绿素如何使植物呈现绿色?
答:叶绿体中的叶绿素通过光合作用使植物呈现绿色。

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