第三节 叶第三节 叶 一、叶的生理功能 二、叶的形态 三、叶的起源与发育 四、叶的结构 五、叶的生态类型 六、叶的衰老与落叶 七、特化的叶一、叶的生理功能 1、叶的定义 叶是植物进行光合作用的营养器官 叶从根部通过茎得到水份和无机盐,叶片以最大限度开展以利于吸收CO2 和能量一、叶的生理功能 2、叶的生理功能 主要功能:光合作用 蒸腾作用 特殊功能:吸收,繁殖; 有攀缘能力; 贮藏器官; 保护结构等 3、叶的应用 食用、疏菜、药用、材料、观赏等兰屿肉桂花叶艳山姜落葵豌豆食用火炭母药材二、叶的形态 1、叶的组成 包括:叶片(blade)、 叶柄(petiole)、 托叶(stipule) 完全叶: 具有叶片、叶柄和托叶 不完全叶: 仅具1-2个部分完全叶 不完全叶 2、叶片的形态 A、叶型(blade shape) acicular(针形), linear(线形), elliptical(椭圆形), ovate(卵形), cordate(心形), peltate leaf(盾形叶),.披针形 B、叶尖(leaf apex) acute(急尖), obcordate(倒心形), 渐尖尾尖钝尖急尖C、叶基(leaf base) sagittate(箭形), auriculate(耳形), spatulate(匙形), 两侧相等心形 楔形偏斜形D、叶缘(leaf margin)entire(全缘), undulate(波状), dentate(齿状), lobed(缺刻)(cleft(浅裂), partite(深裂), dissect(全裂), 撕裂状的有锯齿的E、单子叶植物叶包括:叶片 blade(3)、叶鞘leaf sheath(5)、叶舌ligulate(1)、叶耳auricle(2)竹箨3、脉序venationparallel-venation(平行脉的)、trinerved(具三脉的)、 palmate(掌状脉的)、net-venation or pinnate(网状脉的) 4、叶序phyllotaxyalternate(互生的), opposite(对生的), whorled(轮生的), basal(基生的), cauline(茎生的), decussate(交互对生的) 交互对生互生对生轮生基生5、单叶与复叶(simple and compound leaf)单叶边缘没有深裂为小叶片.复叶边缘裂为小叶片,并且小叶片具小叶柄,但小叶片的叶腋处没有腋芽.常分为羽状复叶和掌状复叶.Bipinnate(二回羽状的), palmate, ternate(三出的), 单叶单出羽状复叶二回羽状复叶掌状复叶腋芽单叶复叶无芽单身复叶(葫芦茶) 柚子6、异形叶性(heterophylly)一种植物具有2种以上的叶型。
构树翻白叶树三、叶的起源与发育 茎尖 叶原基 幼叶 完全叶包括叶片、叶柄和托叶 叶片宽且扁,是含叶绿体最丰富的部分 叶柄是叶片与茎相连的部位,与茎相似 托叶是起保护作用的叶,也包括叶柄和叶片leaf叶柄叶片托叶四、叶的结构1、叶柄 叶柄是连接叶片和枝条之间的变态茎 横切面上包括表皮、基本组织和维管束 它的结构类似于茎 叶柄横切面2、双子叶植物叶的结构 只有初生结构横切面上可见: A、表皮 B、 叶肉组织 (mesophyll) C、叶脉 (维管束)A、表皮(epidermis) 有上下表皮之分表皮通常由一层生活细胞组成;也有少数植物 叶片表皮具复表皮 (multiple epidermis) 外壁有角质层或蜡质层; 具气孔;具表皮毛阳生叶横切面复表皮(腊肠型)保卫细胞玉米叶片电镜扫描图哑铃型保卫细胞 parallel(平列型) ruleless(无规则型)different(不等型)rank(横列型)B、叶肉组织(mesophyll) 栅栏组织(palisade tissue): 细胞柱状, 排列整齐、紧密, 富含叶绿体 海绵组织(spongy tissue): 细胞不规则形, 排列疏松, 含叶绿体少上表皮冬青叶横切(高倍镜下示上表皮和叶肉组织)海绵组织海绵组织栅栏组织栅栏组织下表皮冬青叶横切(高倍镜下示下表皮和海绵组织)海绵组织海绵组织气孔气孔Lateral veins两面叶等面叶C、维管束(叶脉) 主脉、侧脉、细脉 埋于叶肉组织中;具韧皮部、木质部; 两端具丰富的机械组织。
上表皮 冬青叶横切结构(低倍镜下)厚角组织厚角组织维管束维管束( (主脉主脉) )下表皮下表皮叶肉组织叶肉组织厚角组织冬青叶横切(高倍镜下示主脉结构)厚角组织厚角组织韧皮部韧皮部( (筛管筛管) )木质部木质部( (导管导管) )上表皮上表皮薄壁组织薄壁组织木质部韧皮部丁香叶横切面上表皮下表皮栅栏组织海绵组织气孔3、托叶(stipule)外观与结构都与叶片和叶柄相似 花叶橡胶榕托叶柳树桑树钩藤蓼科丛枝蓼膜质托叶鞘4、单子叶植物叶 具有三类组织:表皮(具气孔)、叶肉组织和维管束表皮:细胞常规则,且上表皮细胞有些特化为泡状细胞.叶肉:细胞排列紧密,没有特化为栅栏组织和海绵组织 叶脉:平行叶脉,各纵走叶脉间有横向细脉连系水稻叶片横切面泡状细胞通气组织泡状细胞水稻叶肉细胞模型单子叶植物(禾本科植物)叶表皮结构气孔气孔表皮细胞表皮细胞A diagram of the epidermis cellsNormal epidermis celldumbbell-shaped guard cells 哑铃形subsidiary cells副卫细胞 在维管束的外围有一层或两层细胞围绕而组成维管束鞘从维管束鞘的特征可判断是属于C3或C4植物。
C3:维管束鞘无或很少叶绿体,光合途径是C3途径,称为低光效植物水稻、小麦) C4:维管束鞘有叶绿体,能进行光合作用,产生淀粉(花环形)光合途径是C4途径,称为高光效植物甘蔗、玉米) 双子叶植物也有C4植物(如:苋科、藜科、紫茉莉科等)小麦叶片横切面(C3植物)维管束鞘无叶绿体保卫细胞维管束鞘(二层)水稻叶维管束结构, 维管束鞘细胞两层(C3植物)厚角组织厚角组织韧皮部韧皮部( (筛管等筛管等) )木质部木质部( (导管导管) )甘蔗叶片横切(C4植物)维管束鞘含叶绿体糖蜜草叶横切(维管束鞘一层,C4植物)维管束鞘5、裸子植物 (gymnosperm)叶的结构特点:A、适应干旱环境,外形针状(称针叶);B、气孔下陷;C、叶肉细胞的壁向内凹陷,形成褶壁,无细胞间隙;D、具有明显的内皮层(有凯氏带);E、表皮细胞的壁厚,角质层发达,表皮的内方有多 层厚壁细胞(称为下皮层);F、有明显的树脂道松科马尾松下陷的保卫细胞松针叶上的气孔松针叶横切面木质部韧皮部树脂道内陷气孔叶肉细胞内皮层下皮层五、叶的生态类型 根据植物和水分的关系,可区分为: 旱生植物 (xerophytes) 中生植物 (mesophytes) 水生植物(hydrophytes)。
根据植物和光照强度的关系,又可分为: 阳地植物 (sun plant) 阴地植物 (shade plant) 耐阴植物 (tolerant plant) 旱生植物的叶 叶小而厚,或多茸毛在结构上,叶的表皮细胞壁厚,角质层发达 肉质植物 (fleshy plant),如芦荟、马齿苋、龙舌兰、猪毛菜等其叶片肥厚多汁,叶内有发达的贮水组织,保水力强肉质叶 2、水生植物的叶 叶片通常较薄,表皮的细胞外壁不角质化,没有角质层或角质层很薄,机械组织和维管组织退化浮水叶挺水叶 包括:沉水植物、挺水植物、浮水植物3、阳地植物和阴地植物的叶 阳地植物: 一般叶片较厚较小,表皮细胞壁和角质层较厚,栅栏组织发达,细胞的层次多,海绵组织则不发达,细胞间隙较小 阴地植物: 一般叶大而薄,栅栏组织发育不良,细胞间隙发达,叶绿体较大表皮细胞也常含有叶绿体阳生阴生六、叶的衰老与落叶1、叶的衰老: 叶有一定的生活期,不管是落叶树还是常绿树 Deciduous(落叶): 植物体的叶在秋季全 部脱落,仅留枝干. Evergreen(常绿): 叶可生活3-5年且它们不是同时脱落,常年有绿叶存在.六、叶的衰老与落叶2、叶的脱落 叶经历衰老的变化后即死亡、脱落。
植物落叶与叶柄中产生离层(abscission layer)有关 叶脱落后在茎上留下外敷保护层或周皮的痕迹,即叶痕abscission zone(离区): Contains separation layer(离层) and protective layer(保护层). 七、特化的叶叶卷须(tendril)、 叶刺(spine)、茎 刺(thorn)、 皮刺 (prickle)、贮藏叶(storage leaves)、瓶状叶(flower-pot leaves)、叶 窗(window leaves)、繁殖叶(reproductive leaves)、 花部叶(floral leaves (bracts))、 捕虫叶(insect-trapping leaves)等 leaf tendril(叶卷须)茎刺刺叶刺叶状柄叶柄叶片含羞草科大叶相思膜质鳞叶肉质鳞叶 肉质叶肉质叶肉质茎瓶状叶Window leaves窗状叶Reproductive leaves繁殖叶花叶苞片Insect-catching(捕虫叶)Pitcher plant Nepenthes mirabilis猪笼草sundew茅膏菜 宽苞茅膏菜Venuss flytrap 捕蝇草狸藻involucre(苞片/总苞)Cotyledon(子叶)子叶表皮皮层维管组织第四节 营养器官间的相互联系一、维管组织的联系初生生长阶段的双子叶植物整体剖面图解根茎过渡区图解根茎转变区的四种类型图解具次生生长的双子叶植物纵、横剖面图解双子叶植物茎与分枝,茎与叶之间的结构联系图解叶迹叶隙枝迹枝隙在节上的解剖示意图二、生长中的相互影响根深叶茂、本固枝荣顶芽与腋芽 顶端优势第五节 同功器官与同源器官 同功器官 (analogous organ):凡外形相似、功能相同、但来源不同的变态器官,如茎刺和叶刺、茎卷须和叶卷须等。
同源器官(homologous organ):若外形和功能都有差别,而来源却相同的,如茎刺和茎卷须、支持根和贮藏根等第五节 同功器官与同源器官 在进化过程中,植物营养器官变态的两个方向: 来源不同的器官长期适应某种环境,执行相似的生理机能,就逐渐发生同功变态; 来源相同的器官,长期适应不同的环境而执行不同的功能,就导致同源变态的发生,形成同源器官第六节 影响和控制植物营养生长的因素1、外界环境因子 温度:最高温度、最低温度、最适温度 (健壮植株:协调最适温度;温周期:日温和夜温的变化) 水分:最适点、最高点、最低点 光: 光受体:光敏素(红光和远红光受体)、蓝光受体、紫外线受体 光质(红光,紫外线,蓝紫光) 光强(光照强度)2、植物内源激素 生长素:生长(促进细胞纵向伸长、顶端 优势、向光性);促进器官分化;阻止器官脱落 赤霉素:促进细胞分裂或细胞伸长 细胞分裂素:促进细胞分裂,使细胞体积加大;消除生长素对侧芽的抑制作用第六节 影响和控制植物营养生长的因素 脱落酸:抑制核酸和蛋白质的合成;促进器官脱落和促进休眠;提高抗逆性 乙烯:抑制细胞伸长;加速器官的衰老和脱落3、植物的基因调控第六节 影响和控制植物营养生长的因素本章完。