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叶-大学植物学讲义


倒卵形:紫玉兰
椭圆形:水腊树
心形:薇苷菊
三角形:穿叶蓼
椭圆形:印度橡皮树
马占相思树
(2) 叶尖
鹅掌楸
羊蹄甲(豆科)
(3) 掌状叶裂
浅裂
深裂
全裂
元宝槭
五角枫
槭树科 五叶槭
3. 叶脉
网状叶脉
平行叶脉
单叶和复叶:据叶柄上着生的叶片的数目 可以把叶分为 单叶:叶柄上只着生一个叶片的叶
复叶:叶柄上着生两个以上叶片的叶
叶的大小:大者如王莲、芭蕉,直径可达 lm到 2.5m,最大的亚马逊酒椰的叶片可达 22 m长,12 m宽;小者如柏树和枝柳的鳞 叶,仅有数毫米长。
单叶与复叶的区别
• 单叶的叶腋处有芽,复叶小叶的叶腋处则无芽
• 单叶叶柄基部有托叶,复叶的小叶柄处无托叶
• 单叶着生的枝上有顶芽,复叶总叶柄轴顶端无 芽
• 气孔在上、下表皮均有分布,水生植物气孔仅 限于上表皮,沉水植物的叶则无气孔。有些旱 生植物(如夹竹桃)的表皮上常形成特殊凹陷 的气孔窝,这样可以更有效地减少水分丧失。 气孔在表皮上的数目、位置和分布,随植物种 类而异,且与生态条件有关 。
几种植物叶片上、下表皮气孔器数目(个/厘米^2)(引自张继澍)
叶脉(vein):是叶片内的维管束,由原形成层发育而
来,在主脉和较大侧脉的维管束周围还有薄壁组织和机械组织,是由基 本分生组织发育成的。叶脉的主要功能是输导水分、无机盐和养料,并 对叶肉组织起机械支持作用。双子叶植物的叶脉多为网状脉,在叶的中 央纵轴有一条最粗的叶脉,称为中脉,从中脉上分出的较小分枝为侧脉, 侧脉再分枝出更小的细脉,细脉末端称脉梢,因此,双子叶植物叶片内 的维管束在叶片中央平面上与叶表面平行地形成互相连接的网状系统 。
线形叶,叶片狭长,从叶基到叶尖全部宽 度几乎相等,也称条形叶,如韭菜叶;
披针形叶,叶片比线形短而宽,由叶基到 叶尖渐次变狭,如桃叶、柳叶等;
卵形叶,叶片长与宽的比值大于 2而小于 3, 叶基部圆阔而叶尖处稍窄,如向日葵叶。 还有心形叶,肾形叶等。
(1) 叶形
圆形 卵形 椭圆形
圆形:莲
玉竹 旅人蕉
棕榈
5. 叶序: 叶在茎上着生 的次序。
互生 对生 轮生
叶镶嵌:
不论哪种叶序,相 邻叶片都不重叠, 呈镶嵌状。
6. 异形叶性
叶序 叶序包括四种类型: 互生叶序 对生叶序 轮生叶序 簇生叶序
互生叶序类型 Ⅰ1/2型 Ⅱ1/3型 Ⅲ2/5型 Ⅳ 3/8型
异形叶性 通常一种植物具有一定形状的叶,可作为分类的 鉴别特征。但某些植物却在同一植株上具有不同形状 的叶子,这种现象叫异形叶性。异形叶性的发生常由 于不同的生态条件或植株的发育年龄不同而造成,如 水毛茛的气生叶扁平宽广,沉水叶却裂成丝状。
木质部(腹面)
维管束
微弱的形成层 韧皮部(背面)
主脉或大的侧脉由维管束和机械组织组成。主脉中有多个维管束,小型叶脉只有一个。 主脉和较大叶脉维管束的组成和茎中维管束的组成成分基本相同,只是各成分的体积 小一些。木质部位于近轴面,韧皮部位于远轴面。双子叶植物在木质部与韧皮部之间 还有形成层,不过形成层的分裂活动微弱,只产生少量的次生结构。
3-1 叶的生理功能
叶是植物制造有机养料的器官,是植物 进行光合作用的场所。其生理功能主要有:
光合作用
蒸腾作用
吸收作用
繁殖功能
3-2 叶的组成及形态 叶的组成:由叶片(blade)、叶柄(petiole)和 托叶(stipule)三部分组成。
叶片是叶的主要部分,多为绿色扁平状,是植 物进行光合作用和蒸腾作用的主要器官。叶片中 分布有叶脉(vein),它们支持叶片伸展,同时 负责输导水分和营养物质。 叶柄是叶片基部的柄状部分,其上、下两端分 别与叶片和茎相连,叶柄中通常有发达的机械组 织和输导组织。
海绵组织(spongy tissue):海绵组织位于 栅栏组织与下表皮之间,是形状不规则、 含少量叶绿体的的薄壁组织。细胞排列疏 松,胞间隙很大,特别是在气孔内方,形 成较大的气孔下室(substomatic chamber)。由于海绵组织细胞内含叶绿体 较少,故叶片背面的颜色较浅。海绵组织 的光合强度低于栅栏组织,气体交换和蒸 腾作用是其主要功能。
排水器:有些植物的叶尖和叶缘有一种排出水分的结构,称为排水器。排水器由 水孔和通水组织构成。水孔与气孔相似,但它的保卫细胞分化不完全,没有自动 调节开闭的作用。排水器内部有一群排列疏松的小细胞,与脉梢的管胞相连,称 为通水组织。在温暖的夜晚或清晨,空气湿度较大时,叶片的蒸腾微弱,植物体 内的水分就从排水器溢出,在叶尖或叶缘集成水滴,这种现象叫吐水。吐水现象 是根系吸收作用正常的一种标志
• 单叶在茎上排成叶序,复叶的小叶均排列在一 个平面上 • 单叶落叶时,叶片与叶柄同时脱落;复叶常小 叶先脱落,叶轴后脱落
复叶组成
小叶 小叶柄 总叶柄( 叶轴)
黄菠萝
复叶类型
三出复叶 掌状复叶 羽状复叶 单身复叶
三出复叶:两型豆
掌状复叶 五爪金龙
七叶树
含羞草 偶数羽状复叶
柑橘 单身复叶
掌状网状 五角枫 羽状网脉 榆树
叶片的结构
叶柄的结构
叶柄的内部结构与茎相似,通过叶迹与茎的维管组织相联系,基本结 构比茎简单,由表皮、基本组织和维管束三个部分组成。 一般情况下,叶柄在横切面上常成半月形、三角形或近于圆形。叶柄 的最外层为表皮层,表皮上有气孔器,常有表皮毛,表皮内大部分是 薄壁组织,紧贴表皮之下为数层厚角组织,内含叶绿体,有时也有一 些厚壁组织。这些机械组织既能增强支持作用,又不妨碍叶柄的延伸、 扭曲和摆动。 叶柄的维管束成多种方式分布在薄壁组织中,维管束可以是外韧的, 如冬青属(Ilex);双韧的,如夹竹桃属(Nerium)、南瓜属;或是同心的, 如某些蕨类植物和许多双子叶植物。叶柄维管束的排列因植物种类而 不同。在叶柄横切面上,表现为连续的或间断的新月形,如烟草属、 夹竹桃属;或为完整的或间断的环,如蓖麻属;或具有额外的内外束 环,如葡萄属、悬铃木属(Platanus)、刺槐属等。在许多单子叶植物 和酸模属(Rumex)中,可看到散生的维管束。如果是单个外韧维管束, 则韧皮部存在于远轴面,如果维管束排列成一圈,则韧皮部在环周围 木质部的外部。
3-3-2 叶肉
叶肉是叶片上、下表皮之间绿色细胞的总称。叶肉是上、下表
皮之间的绿色同化组织,由基本分生组织发育而来。叶肉细胞 富含叶绿体,是进行光合作用的主要场所。由于叶两面受光的 影响不同,双子叶植物的叶肉细胞在近轴面(腹面)分化成栅栏组 织,在远轴面(背面)分化成海绵组织,具有这种叶肉组织结构的 叶子称为两面叶(bifacial leaf)或异面叶或背腹型叶(dorsiventral leaf),如棉花、女贞的叶。有的双子叶植物叶肉没有栅 栏组织和海绵组织分化,或者在上、下表皮内侧都有栅栏组织 的分化,称为等面叶(isolateral leaf),如柠檬(Citrus limonia)、 夹竹桃(Nerium indicum)叶
侧 脉
脉 梢
随着叶脉分枝,叶脉的结构越来越简单。首先是形成层和机械组织消失, 其次是木质部和韧皮部的组成分子逐渐减少。细脉末端,韧皮部中有的只 有数个狭短筛管分子和增大的伴胞,有的只有1~2个薄壁细胞,木质部中 最后也仅有1~2个螺纹管胞。韧皮部和木质部可以一同到达脉端,但在大 多数情况下木质部分子比韧皮部分子延伸得更远。近代电镜观察证明,在 细脉中发现与筛管分子和管状分子毗接的一些薄壁细胞,它们的细胞壁具 有向内生长的突起物,这是典型传递细胞的特点。传递细胞在细脉韧皮部 附近特别明显,能够有效地从叶肉组织运输光合产物到筛管分子中。脉梢 是木质部泄放蒸腾流的终点,又是收集、输送叶肉光合作用产物的起点, 它这种特化的结构对于短途运输非常有利。
托叶是着生于叶柄和茎连接处的小型叶状物, 通常早落。托叶通常先于叶片长出,并于早期起着保护幼叶
和芽的作用。托叶一般较细小,形状、大小因植物种类不同差异 甚大
完全叶与不完全叶
完全叶:同时具有叶片、叶柄和托叶三部分 的叶如梨、桃、蔷薇等植物的叶 不完全叶:缺乏叶片、叶柄或托叶任一部分 者。如白菜、丁香的叶无托叶,莴苣、荠莱的 叶无叶柄,而台湾相思树的叶既没有叶片,也 没有托叶,仅有由叶柄扩展而成的叶状柄,
禾本科植物叶的结构
叶鞘
附属物:在上、下叶表皮上通常还生有表 皮毛,大量的表皮毛以及它们分泌的脂类 物质可以有效地降低植物体叶表面的水分 丧失。
表皮毛类型、功能和结构因植物而异。如棉花叶,有单细胞簇生的毛和乳头 状的腺毛,在中脉背面,还有呈棒状突起的蜜腺。茶幼叶下表皮密生单细胞 的表皮毛,在表皮毛周围,分布有许多腺细胞,能分泌芳香油,加强表皮的 保护作用。甘薯叶表皮上有腺鳞,它包括短柄和由较多分泌细胞构成的顶部 两个部分,顶部能分泌粘液。荨麻叶上的蜇毛能分泌蚁酸,可防止动物的侵 害。环境条件会影响表皮毛的疏密,如高山植物叶片上多有浓密的绒毛,能 够反射紫外线;在低温和高温气候条件下生活的植物密生绒毛,可以避免体 温的剧烈变化,减少水分蒸腾。
3-3 双子叶植物叶的结构
双子叶植物的叶片由表皮和叶肉两部分组成。
3-3-1 表皮 分为上表皮和下表皮, 近轴面的是上表皮,远轴面为下表 皮,通常都由一层细胞构成,但少数植物叶的表皮由多层细胞 构成,如夹竹桃,这种表皮称为复表皮。 表皮细胞多为有波纹边缘的不规则的扁平体,细胞彼此紧密 嵌合,没有胞间隙。在横切面上,表皮细胞的形状十分规则, 呈扁长方形,外切向壁比较厚,并覆盖有角质膜。上表皮的角 质膜一般比下表皮的发达,叶面角质膜的发达情况常随植物的 特性、生长环境和发育年龄而变化,角质膜也不是完全不通透 的。表皮细胞中通常不含叶绿体,在一些阴生或水生植物中可 能具有,如眼子菜。有的植物表皮细胞含有花青素,使叶片呈 现红、蓝、紫色。 表皮细胞还是一个有效的紫外线过滤器,照射到叶片上的紫 外线大部分被表皮截留,只有 2 %~ 5 %的进入叶内部,避免 了紫外线对内部结构的伤害。
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