葉(葉子(高等植物營養器官))

葉(高等植物營養器官)

葉子(高等植物營養器官)一般指本詞條

葉,是維管植物營養器官之一。其功能是進行光合作用合成有機物,並有蒸騰作用,提供根系從外界吸收水和礦質營養的動力。有葉片、葉柄和托葉三部分的稱“完全葉”,如缺葉柄或托葉的稱“不完全葉”;又分單葉複葉

葉是植物體中感受環境最大的器官,其形態結構是最易隨生態條件的不同而發生改變,以適應所處的環境。不同植物葉的形態多種多樣,大小不同形態各異。但就一種植物來講,又比較穩定,可作為識別植物和分類的依據。同時葉色也具有多樣性,一般來講,正常葉片中葉綠素與類胡蘿蔔素的分子比例約為3:1,而使葉片呈現綠色。

在橫切面上,葉片的結構由表皮,葉肉,葉脈三部分組成。

基本介紹

  • 中文名:葉
  • 外文名:Leaf
  • 功能:進行光合作用合成有機物
  • 作用:光合作用,蒸騰作用,吸收與分泌作用,繁殖作用等
  • 基本類型:單葉,複葉
  • 組成:葉片,葉柄,托葉
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組成

葉一般由葉片、葉柄和托葉三部分組成,如棉花、桃豌豆等植物的葉,這三部分都具有的稱為完全葉。而缺少其中任何一部分或兩部分的葉稱為不完全葉,如甘薯、油菜、向日葵等的葉缺少托葉;菸草、萵苣等的葉缺少葉柄和托葉;還有些植物的葉甚至沒有葉片,只有一扁化的葉柄著生在莖上,稱為葉狀柄,如台灣相思樹等。
葉的組成葉的組成
禾本科植物的葉與一般植物的葉不同,它由葉片和葉鞘兩部分組成。葉片線形或帶形,為縱行平行脈序。葉鞘狹長而抱莖,具有保護,支持和輸導的作用。

葉片

葉片是葉最重要的組成部分,多為薄的綠色扁平體,這種薄而扁平的形態,具有較大的表面積,能縮短葉肉細胞與葉表面的距離,起支持和輸導作用的葉脈也處於網路狀態。這些特徵,有利於氣體交換和光能的吸收,有利於水分、養料的輸人以及光合產物的輸出,是對光合作用和蒸騰作用的完善適應。
葉
葉片內分布著大小不同的葉脈,沿著葉片中央縱軸有一條最明顯的葉脈稱為主脈,其餘的葉脈稱為側脈。雙子葉植物由主脈向兩側發出許多側脈,側脈再分出細脈,側脈和細脈彼此交叉形成網狀,稱為網狀脈;單子葉植物的主脈明顯,側脈由基部發出直達葉尖,各葉脈平行,稱為平行脈。一些低等的被子植物、蕨類植物和裸子植物葉脈作二叉分枝,形成叉狀脈,是比較原始的葉脈。
葉片又可以分為葉尖、葉基、葉緣等部分,每種植物葉片的形態特徵可作為識別植物的依據之一。

葉柄

葉柄是緊接葉片基部的柄狀部分,其下端與枝相連線。葉柄的主要功能是疏導和支持作用,葉柄能扭曲生長,從而改變葉片的位置和方向,使各葉片不致互相重疊,可以充分接受陽光,這種特性稱為葉的鑲嵌性。

托葉

托葉是葉柄基部的附屬物,常成對而生。它的形狀和作用因植物種類的不同而不同,托葉除對幼葉有保護作用以外,有的綠色托葉還可以進行光合作用。

基本類型

單葉

一個葉柄上只有一個葉片的葉稱為單葉。如棉花、桃和油菜等。

複葉

在葉柄上著生兩個以上完全獨立的小葉片,則被稱為複葉。複葉在單子葉植物中很少,在雙子葉植物中則相當普遍。根據總葉柄的分枝情況及小葉片的多少,複葉可分為以下類型:
複葉類型複葉類型
羽狀複葉:小葉片排列在總葉柄兩側呈羽毛狀。頂生小葉一個者稱為奇數羽狀複葉,如刺槐,紫藤等。頂生小葉兩個者稱為 偶數羽狀複葉,如雙莢決明,皂莢等。葉軸不分枝者稱一回羽狀複葉,如刺槐,紫藤,雙莢決明等。葉軸分枝一次者稱二回羽狀複葉,如鳳凰木,藍花楹,合歡等。葉軸分枝兩次者稱三回羽狀複葉,如南天竺等。
掌狀複葉:小葉排列在葉軸頂端如掌狀稱掌狀複葉,如木棉、七葉樹等。
三出複葉:只有三個小葉的複葉稱三出複葉,如秋楓,野迎春,車軸草等。
單身複葉:只有一個小葉的複葉稱單身複葉,如柑橘,柚等。

形態

葉片的形態

不同植物葉的形態多種多樣,大小不同,形態各異。但就一種植物來講,又比較穩定,可作為識別植物和分類的依據。葉的大小,差別極大。有的小如鱗片,僅幾毫米,如怪柳、柏木;大者從幾厘米到幾十米不等。如王蓮的葉片直徑可達1.8-2.5m。
葉片的形態類型葉片的形態類型
葉片的形態主要根據長寬的比例和最寬處的位置而決定。常見的形狀有鱗形,條形,刺形,針形,錐形,披針形,匙形,卵形,長圓形,菱形,心形,腎形,橢圓形,三角形,圓形,扇形,劍形等。

葉尖的形態

葉片遠離莖桿的先端約1/3的部分稱葉尖。常見的形態有:
葉尖的形態葉尖的形態
微凸:葉片頂端由中脈向外延伸,形成一短凸頭。
凸頭:葉片頂端由中脈向外延伸,形成一短而銳利的尖頭。
尾尖:先端 具尾狀延長的附屬物。如日本晚櫻、菩提樹、梅等。
漸尖:尖頭延長,但有內彎的邊。如垂柳、桃等。
驟尖:葉片 頂端逐漸變成一個硬而長的尖頭,形如鳥啄。
微凹:葉片頂端變成圓頭,其中央稍凹陷,形成圓缺刻。如黃楊。
銳尖:尖頭成一 銳角而有直邊。 如金纓子。
鈍形:先端鈍而不尖,或近圓形。 如冬青衛矛、厚朴等。
倒心形:尖端寬圓而凹缺,如紅花酢漿草、羊蹄甲等。

葉基的形態

葉片靠近莖桿的先端約1/3的部分稱葉基。常見的形態有:
葉基的形態葉基的形態
下延:葉片基部沿葉柄向下生長並延生於莖上。
漸狹:基部兩則逐漸內彎變狹,與葉尖的漸尖類似。
楔形:中部以下向基部兩邊逐漸變狹如楔子,如垂柳。
截形:基部平截成一直線,好像被切去的。
圓形:基部呈半圓形,如蘋果。
耳垂形:基部兩側各有一耳垂形的小裂片,如油菜。
心形:與葉柄連線處凹人成缺口,兩側各有一圓裂片 ,如紫荊。
偏斜形:基部兩側不對稱偏斜,如秋海棠。
盾形:葉片與葉柄相連在葉片的中央,或在邊緣以內的某一點上。
合生穿莖:對生葉的基部兩側裂片彼此合生成一整體,而莖恰似貫穿在葉片中。
箭形:基部兩側的小裂片向後並略向內,如慈姑。
戟形:基部兩側的小裂片向外側伸出,如打碗花。

葉緣的形態

葉片的邊緣稱為葉緣,常見的形態有:
葉緣的形態葉緣的形態
全緣:葉緣平滑不具任何齒或缺刻 ,如玉蘭、蠟梅、紫藤等。
鋸齒:葉緣具尖銳的鋸齒,齒端向前,如木樨桃等。
重鋸齒:鋸齒邊緣又有鋸齒 ,如日本晚櫻、棣棠等。
鈍齒:葉緣具鈍頭的齒 ,如大葉黃楊。
牙齒:尖銳齒 ,齒端向外,幾成90度。
波狀邊緣起伏如小波浪,如茄。
缺刻:葉邊緣 凹人和凸出較具翅緣大而深的,稱缺刻。又根據裂片的數目和排列方式不同分為三出葉裂、羽狀葉裂和掌狀葉裂;也可根據裂片深度不同分為淺裂、深裂和全裂。

葉脈

葉脈在葉片中的分布方式稱脈序,常見的有以下幾種。
葉脈的形態葉脈的形態
平行脈序:側脈與中脈平行或近平行達葉頂,或自中脈分出平行走向葉緣。是單子葉植物的脈序類型,如小麥、水稻、棕櫚等。根據排列的不同又分為直出平行脈、側出平行脈、射出平行脈和弧狀平行脈四類。
網狀脈序:是雙子葉植物的脈序類型,主要特點是葉脈的小分枝互相連線成網。又包括羽狀網脈和掌狀網脈兩類。前者的時片中間是具一條明顯的主脈兩側分出許多側脈,側脈間又分出許多細脈,如桃梨等;後者的葉片自葉基分出多條較粗大的脈,星輻射狀伸向葉緣再進行多級分枝形成網狀,如葡萄、棉花等。
叉狀脈序:每條葉脈均呈多級二叉狀分枝,是比較原始的一種脈序,如銀杏。
三出脈:葉片基部或近基部具有三條明顯的葉脈,稱三出脈。如天竺桂、肉桂、朴樹等。

葉序

即葉在莖或枝上著生排列方式及規律。常見的有:
葉序的形態葉序的形態
互生:每節只生一葉,如香樟、山茶、月季、紫藤等。
對生:每節著生兩葉,如木樨、臘梅、凌霄等。
輪生:每節著生三葉或者三葉以上,如夾竹桃等。
簇生:節間極度縮短,多數葉叢生短枝上,如銀杏、雪松、落葉松等。
基生:葉自地表基部發出呈蓮座狀稱基生,如非洲菊、風信子、麥冬等。

葉的變態

植物的葉因種類不同與受外界環境的影響,常產生很多變態,常見的變態有:
捕蟲葉:有些植物葉發生變態,能捕食小蟲,這類變態葉稱為捕蟲葉。如豬籠草的葉柄很長,基部為扁平的假狀葉,中部細長如卷鬚狀,可纏繞他物,上部變為瓶狀的捕蟲器,葉片生於瓶口,成一小蓋覆於瓶口之上。瓶底內部有許多腺體,能分泌消化液,將落入的昆蟲消化利用。
鱗葉:葉變態成鱗片狀,稱為鱗葉。鱗葉有三種情況:一種是木本植物鱗芽外的鱗葉,也稱芽鱗;另一種是地下根狀莖上退化的葉——鱗葉或鱗片;還有一種是百合、洋蔥的鱗莖 上肉質、肥厚,具貯藏作用的鱗葉。
葉卷鬚:由葉的一 部分變成卷鬚狀,稱為葉卷鬚。適於攀緣生長。如豌豆複葉頂端的2~3對小葉變為卷鬚。
苞片(苞葉):生在花下面的變態葉稱為苞片(或苞葉),如棉花外面的副萼為苞片。苞片數多而聚生在花序外圍的,稱為總苞,如向日葵花序外邊的總苞。 苞片或總苞具有保護花和果實的作用。有此苞片還有鮮艷的顏色,如一品紅。
葉刺:有此植物的葉或葉的某部分變態為刺,稱為葉刺,如刺槐、酸棗的托葉變態為硬刺,仙人掌屬的些植物在扁平的肉質莖上生有硬刺。

葉色多樣性

一般來講,正常葉 片中葉綠素與類胡蘿蔔素的分子比例約為3: 1,而使葉片呈現綠色,但在落葉時由於這種比例發生改變,或者是由於花青素的存在等,使葉片的顏色發生改變,呈現紅紫、黃等色,這對豐富觀賞植物的色彩,提高觀賞價值顯得尤為重要。除正常的綠色外,葉色可分為以下幾類:
新葉有色類:新生幼葉呈現艷麗色彩。 如山麻桿、天竺桂、黃連木、石楠等的幼葉呈紅或紫紅色;金葉女貞、金葉衛矛等的新葉呈金黃色。
秋色葉類:每年秋季樹葉變色比較一致、持續時間較長、觀賞價值較高。如雞爪槭、楓香、南天竹、三角槭、水杉、毛黃櫨等的秋葉呈紅或紫紅色;銀杏鵝掌概、懸鈴木、金錢松等的秋葉呈黃或黃褐色。
常色葉類:有些觀賞植物的品種,葉常年呈現異色,稱常色葉樹。如紅葉李、紫葉桃、紫葉小檗、等常年呈紅或紫紅色;金葉假連翹、金葉雞爪槭、酒金千頭柏、金葉榕等常年呈黃或金黃色。
斑色葉類:葉片具有其他顏色的斑點、斑塊或條紋,構成金邊、金心、銀邊、銀心、灑金等斑駁彩紋,如蹄紋天竺葵、灑金桃葉珊湖、花葉鵝掌藤、花葉艷山姜、花葉常春藤、花葉垂榕、銀紋沿階草、彩葉草等。

結構

雙子葉植物葉的結構

被子植物的葉片扁平,形成較大的光合和蒸騰面積。由於上下兩面受光不同,內部結構也有所不同。一般把向光的一面稱為上表面或近軸面或腹面,相反的一面稱為下表面或遠軸面或背面。通常葉片的內部結構分為表皮、葉肉和葉脈三部分。
表皮
表皮來源於原表皮,覆蓋著整個葉的表面,有上表皮和下表皮之分,近軸面的是上表皮,遠軸面為下表皮。大多數植物葉的表皮由一層細胞構成,如棉花、女貞;少數植物的表皮由多層細胞構成的稱為復表皮,如印度橡膠樹、夾竹桃等。表皮主要由表皮細胞、氣孔器和毛狀體組成。
葉肉
葉肉是分布在上、下表皮之間,由基本分生組織發育而來,主要由同化組織構成,此外還有可能有分泌腔、含晶體的異細胞及石細胞等。葉肉細胞富含葉綠體,是進行光合作用的主要場所。由於葉背、腹兩面受光的情況不同,雙子葉植物的葉肉細胞在近軸面(腹面)分化成柵欄組織,在遠軸面(背面)分化成海綿組織,具有這樣葉肉組織結構的葉稱為兩面葉,或異面葉,如棉花、女貞的葉。有的雙子葉植物葉肉沒有柵欄組織和海綿組織的分化,或者在上、下表皮都有柵欄組織的分化,稱為等面葉,如檸檬、夾竹桃的葉。兩面葉的度面顏色深而背面顏色淺,等面葉的背腹面顏色差別不大。
葉脈
葉脈是葉片內的維管束,由原形成層發育而來,在主脈和較大側脈的維管東周圍還有薄壁組織和機械組織,是由基本分生組織發育成的。葉脈的主要功能是輸導水分、無機鹽和養料,並對葉片起機械支持作用。雙子葉植物的葉脈多為網狀脈,在葉的中央縱軸有一-條最粗的葉脈,稱為中脈,從中脈上分出的較小分枝為側脈,側脈再分枝出更小的細脈,細脈末端稱脈梢,因此雙子葉植物葉片內的維管束在葉片中央平面上與葉表面平行地形成互相連線的網狀系統。

禾本科植物葉的結構

禾本科植物的葉片也是由表皮、葉肉和葉脈三部分組成,各部分的結構和雙子葉植物有所不同。
表皮
禾本科植物葉片表皮的結構比較複雜。除表皮細胞、氣孔器和表皮毛之外,在上表皮中還分布有泡狀細胞。
葉肉
禾本科植物的葉肉,沒有柵欄組織和海綿組織的分化,稱為等面型葉。各種禾本科作物的葉肉細胞在形態上有不同的特點,甚至不同品種或植株上不同部位的葉片中,葉肉細胞的形態也稍有差異。如水稻的葉肉細胞,細胞壁向內皺褶,但整體為扁圓形,成疊沿葉縱軸排列,葉綠體沿細胞壁內楷分布;小麥、大麥的葉肉細胞,細胞壁向內皺褶,形成具有“峰、谷腰、環”的結構,這就有利於更多的葉綠體排列在細胞邊緣,易於接受CO2和光照,進行光合作用。
葉脈
禾本科植物的葉脈為平行脈,中脈明顯租大,與莖內的維管束結構相似,側脈大小均勻,彼此平行。維管束均為有限維管束,沒有形成層。木質部和韌皮部的排列類似雙子葉植物。維管束外有1~2層細胞包圍,形成維管束鞘,在不同光合途徑的植物中,,維管束鞘細胞的結構有明顯區別。

生態類型

葉是植物體中感受環境最大的器官,其形態結構最易隨生態條件的不同面發生改變,以適應所處的環境。在各種生態條件中,水分和光照對葉的形態結構的影響最大。
根據植物對水分要求的不同,將植物分為旱生植物、中生植物和水生植物;根據植物對光照要求的不同,將植物分為陽性植物、中性植物和陰性植物。

生理功能

葉是綠色植物進行光合作用和蒸騰作用的主要器官,同時還具有定的吸收、繁殖和貯藏功能。

光合作用

綠色植物能吸收日光能量(主要在葉片內),利用二氧化碳和水合成有機物質,並釋放氧,這個過程稱為光合作用。光合作用是生物體內所有物質代謝和能量代謝的基礎,在新陳代謝各個途徑中占有獨特的地位。它對自然界的生態平衡和人類的生存都具有極為重大的意義。

蒸騰作用

是水分以氣體狀態從生活的植物體內散失到大氣中的過程。它在植物生活中有者積極的意義:第一蒸騰作用是 根系吸水的動力之一 ;第二,根系吸收的礦物質,主要是隨蒸騰液流上升的,蒸騰作用對礦物質元素在植物體內的運轉有利;第三,蒸騰作用可以降低葉片的表面溫度,使葉片在強烈的日光下不致因溫度過高而受損害。

吸收與分泌作用

例如,根外施肥,即向葉面上噴酒一定濃度的肥料,就是利用葉片的吸收作用。又如,噴施農藥(如有機磷殺蟲劑)和噴施除草劑,也是通過葉表面吸收進人植物體內而起作用的。

繁殖作用

有些植物的葉還能進行繁殖,在葉片邊緣的葉脈處可以形成不定根和不定芽。當它們自母體葉片上脫離後可獨立形成新的植株。如落地生根就是在葉片邊緣的葉脈處長出具不定根的不定芽,當它們從母體脫落後即可形成新的植物體。葉的這種生理功能常被用來繁殖某些植物。如在繁殖柑橘、檸檬、秋海棠時,便可採用葉扦插的方法來進行;葉還有貯藏營養物質的功能,如洋蔥、百合、大蒜等鱗葉。

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