植物的葉子
葉是植物進(jìn)行光合作用、制造養(yǎng)料、進(jìn)行氣體交換和水分蒸騰的重要器官。葉主要著生于莖節(jié)處、芽或枝的外側(cè),其上沒有芽和花(偶有,也是由于花序軸與葉片愈合形成而不是葉片本身固有的,如百部),通常含大量葉綠素,綠色片狀。許多植物的葉都是常用的中藥,如番瀉葉、大青葉、艾葉、桑葉、枇杷葉等。葉的形態(tài)是多種多樣的,其對(duì)于中草藥的識(shí)別鑒定具有十分重要的意義,因此需要給予較多的注意。
盡管不同的植物會(huì)有不同的葉子形態(tài),但是不變的就是它們都是由葉片、葉柄和葉托構(gòu)成的。完整含有葉片、葉柄和托葉的葉子稱完全葉。有些植物的葉子沒有托葉,還有的葉子沒有葉柄,也有個(gè)別植物的葉子沒有葉片。葉子里含有可以進(jìn)行光合作用的葉綠體,葉面具有供植物進(jìn)行蒸騰的氣孔。
一、葉子的組成
1.葉片
葉片的表皮由一層起保護(hù)作用的細(xì)胞組成,它們排列緊密、無色透明。葉子進(jìn)行光合作用的主要場(chǎng)所是位于上下表皮之間的綠色薄壁組織,也就是葉肉,它的細(xì)胞內(nèi)含有大量的葉綠體。大多數(shù)植物的葉片在枝上取橫向的位置生長(zhǎng),葉片有上、下面之分。葉片上面是受光的一面,呈深綠色;下面為背光的一面,為淡綠色。有的葉子會(huì)因?yàn)閮擅媸芄馇闆r不同,而使兩面的葉肉組織產(chǎn)生分化,這也就是人們所說的異面葉。
一些近乎直立生長(zhǎng)的葉子,兩面均可受光,因而內(nèi)部的葉肉組織比較均衡,并沒有明顯的組織分化,這樣的葉稱等面葉,如玉米、小麥、胡楊。在異面葉中,近上表皮的葉肉組織細(xì)胞呈長(zhǎng)柱形,排列緊密整齊,其長(zhǎng)軸常與葉表面垂直,呈柵欄狀,故稱柵欄組織,柵欄組織細(xì)胞的層數(shù),因植物種類而異,通常為1~3層??拷卤砥さ娜~肉被稱為海綿組織,因?yàn)樗募?xì)胞內(nèi)葉綠體的含量較少,而且呈不規(guī)則形狀,細(xì)胞間隙疏散,呈海綿狀。
2.葉柄
葉柄把上面的葉片與下面的莖相連,起承上啟下作用。葉柄通常位于葉片的基部,但是也有少數(shù)植物的葉柄生在葉片的中央或者略偏下方,如蓮、千金藤等。葉柄的形態(tài)一般都是細(xì)圓柱形、扁平形或具溝槽形。
3.托葉
早于葉片長(zhǎng)出的托葉是生長(zhǎng)在葉柄附近的細(xì)小綠色或膜質(zhì)片狀物。它早期起著保護(hù)幼葉和芽的作用。托葉一般較細(xì)小,形狀、大小因植物種類不同差異甚大。在有些植物中,托葉的存在是短暫的,隨著葉片的生長(zhǎng),托葉很快就脫落,僅留下一個(gè)不為人所注意的生長(zhǎng)托葉的痕跡,如石楠的托葉。還有些植物的托葉生命力比較頑強(qiáng),它們可以和葉片生存在整個(gè)生長(zhǎng)季節(jié),如茜草、龍芽草等。
二、葉子的形態(tài)
和形形色色的人類一樣,植物的葉子有著各自獨(dú)特的形態(tài),有鱗形、卵形、圓形、菱形、扇形、提琴形等。世界上找不出兩片完全相同的葉子,葉子不光形狀不同,各種形狀的邊緣也不同,葉子的邊緣稱葉裂。我國(guó)古代“鋸”的發(fā)明者魯班,就是受葉裂的啟發(fā)而靈感突閃。
有些植物為了適應(yīng)外界的生活環(huán)境,而在葉子的組織上發(fā)生變態(tài),最典型的是沙漠中的仙人掌植物,仙人掌的葉子退化成針葉狀,就是為了減少蒸騰作用以保存水分。
葉子的變化。大自然中各種植物的葉子,其外形千姿百態(tài),有的甚至稀奇古怪,這就是適應(yīng)環(huán)境的結(jié)果。大多數(shù)的葉子呈扁平狀,薄薄的一片,這種形狀使葉子跟環(huán)境有更大的接觸面積,能接受更多的陽(yáng)光、水和空氣。但是,在一些特殊的環(huán)境中,葉子的形狀和結(jié)構(gòu)卻發(fā)生了很大的變化。
干旱環(huán)境的主要特點(diǎn)是缺水和光線強(qiáng)。如果葉子面積大,水的蒸發(fā)量也大,為此,旱生植物的葉子表面增生了許多表皮或白色蠟質(zhì),以減少水分的蒸發(fā)和加強(qiáng)對(duì)陽(yáng)光的反射。例如,沙漠中生活的沙棗,它除了老枝是栗色外,全身其余部分都是銀白色,特別是葉子的正反面都有濃密的白色表皮毛(反面更密):這種葉子還能分泌白色的蠟質(zhì),形成薄薄的鱗片,以減少水分的散失,使它們?cè)谏衬蓄B強(qiáng)地生活下去,所以沙棗被作為防沙造林的優(yōu)選樹種。
另外一種變化是葉子表面積盡量縮小,甚至退化。例如,松樹的葉子變成針狀,仙人掌的葉子變成刺狀,光根樹的葉子退化成鱗片狀,等等。葉子變小或退化了,植物依舊可以很好地進(jìn)行光合作用。如針形葉,雖然葉的面積大大縮小,但葉的數(shù)量卻大大增加,結(jié)果反而增強(qiáng)了光合作用。葉子退化了的植物,它們的莖變成綠色,內(nèi)含葉綠體,而且體積膨大成肉質(zhì)狀,表皮角質(zhì)化,這樣的莖既可進(jìn)行光合作用,又可減少水分蒸發(fā)。另外,旱生植物的新陳代謝極為緩慢,這是它們?cè)陂L(zhǎng)期的生存斗爭(zhēng)中獲得的適應(yīng)性。
另一些植物則剛好相反,在水多的環(huán)境下,植物的葉子就向能夠接受更多空氣和陽(yáng)光的方向變化。例如金魚藻,整個(gè)植株都生長(zhǎng)在水中,因此它的莖葉內(nèi)有貯藏空氣的通氣道,葉子變成絲裂狀,這樣就增加了光的照射面,增強(qiáng)了光合作用的強(qiáng)度。再如鳳眼蓮,它因浮在水面上,因此葉片變得很寬大,葉柄特別膨大,形成氣室,這樣就解決了水中空氣不足的問題。
在高寒的環(huán)境里,氣溫極低,空氣稀薄,陽(yáng)光強(qiáng)烈。這種環(huán)境中的植物,主要受陽(yáng)光太強(qiáng)和溫度太低的制約。所以,高山雪蓮,它的葉子緊貼地面,并有絮狀白色表皮毛,這樣的葉子既可防止高山疾風(fēng)吹襲,并能吸收地面熱量,防止熱量散失,還可反射掉強(qiáng)烈的紫外線。依靠這種變態(tài)和結(jié)構(gòu),它們頑強(qiáng)地生活在高山的惡劣環(huán)境中。
在熱帶,情況又發(fā)生了變化。這里溫度高、陽(yáng)光強(qiáng)、水分多,因此植物的葉子面積大,多數(shù)呈圓形、橢圓形或盾形,而且葉子表面光滑。這種葉子既可增強(qiáng)水分的蒸發(fā)、減低葉面溫度,而且又因葉面光滑,可以反射強(qiáng)烈的陽(yáng)光,另外,熱帶植物葉子的尖多數(shù)是尖凸的,這樣落在葉面的水能很快流掉,防止因熱帶多雨,葉面被寄生植物侵襲和覆蓋;同時(shí),也便于雨水沖洗葉面上的幼蟲、蟲卵等,減少病蟲害。
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