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第一节 叶的功能
作者:生科院植…    文章来源:西北农林科技大学    点击数:1366    更新时间:2010/7/13
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第六章 叶


    叶(leaf)是植物重要的营养器官,是植物体当中唯一完全暴露在空气中的营养器官。其形态多种多样,是鉴别植物种类的重要依据之一。光合作用是绿色植物叶片的最基本功能,地球生态系统内流动的物质与能量大部分来源于绿色叶片的光合作用。除此之外,叶片还有其他对其个体、乃至整个生物圈都至关重要的生理功能。为了能够完成这些生理功能,在长期的自然选择过程中,植物叶形成了与其功能相适应的复杂的形态和解剖学特征。


    叶的主要生理功能是进行光合作用和蒸腾作用。

一、光合作用(photosynthesis)

    光合作用是植物在光照下,通过光合色素和有关酶类的活动,把二氧化碳和水合成有机物(主要是碳水化合物),把光能转化为化学能贮存起来,同时释放氧气的过程。光合作用是地球上进行的最大规模的将无机物转变成有机物、把光能转化成化学能的过程,对于整个生物界和人类的生存发展,以及维持自然界的生态平衡有着极其重要的作用。光合作用每年同化2×10^11 t碳素,合成5×10^11 t有机物,不仅满足植物自身生长发育的需要,又为人类和其他动物提供了食物来源。人类生活所需要的粮、棉、油、菜、果、茶等都是光合作用的产物。光合作用是一个巨大的能量转换过程,每年转化的太阳能约为3.2×10^21 J,人类生产生活利用的主要能源如煤、石油、天然气和木材也是来自于植物光合作用固定的太阳能。此外,光合作用释放氧气、吸收二氧化碳,有效的维持大气成分的平衡,为地球生物创造了良好的生存环境。农业生产的主要目的是获得更多的光合产物,因此,光合作用成为农业生产的核心。通过采取各种栽培措施以及选育高光合强度的品种来提高光合作用,以获得高产。

二、蒸腾作用(transpiration)


    蒸腾作用是植物体内的水分以气体形式从植物体表面散失到大气中的过程。植物一生所吸收的水分中,大约99%通过蒸腾作用散失到大气中,只有1%作为植物体的构成部分。蒸腾作用对于植物生命活动有很重要的作用,如蒸腾作用产生的蒸腾拉力是植物吸收和运输水分的主要动力,特别是高大植物,如果没有蒸腾作用,较高的部分很难得到水分;蒸腾作用引起的上升液流,有助于根吸收的矿质元素以及根中合成的有机物转运到植物体的其他部分;蒸腾作用能够降低叶片温度,避免叶温过高,对叶片造成灼伤。

    叶片还有吸收的能力,如向叶面喷洒一定浓度的肥料(根外施肥)和喷洒农药,均可被叶表面吸收。有些植物的叶还能进行繁殖,在叶片边缘的叶脉处可以形成不定根和不定芽。当它们自母体叶片上脱离后,即可独立形成新的植株。叶的这种生理功能常被利用来繁殖某些植物。如在繁殖柑桔属、秋海棠属(Begonia)时,便可采用叶扦插的方法进行。
    除了上述普遍存在的功能外,有的植物叶还有特殊的功能,并与之形成了特殊的形态:如猪笼草属(Nepenthes)的叶形成囊状,可以捕食昆虫;洋葱的鳞叶肥厚具有贮藏作用,豌豆复叶顶端的叶变成卷须,有攀援作用;小檗属(Berberis)的叶变态形成针刺状,起保护作用。
    叶有多种经济价值,食用的如白菜、菠菜;药用的如颠茄(Atropa belladonna)、薄荷(Mentha haplocalyx );香料植物如留兰香(Mentha spicata);造纸的剑麻(Agave rigida)等,都取材于植物的叶。

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