1、植物葉的形態結構與環境的關系劉新秦（西北大學生命科學學院，2004級生物科學專業）依據各類植物與水的關系，把其分為陸生植物與水生植物，陸生植物又分為旱生植物，中生植物和濕生植物.旱生植物陸生植物-中生植物植物與水的關系湘生植物-水生植物可適應干旱條件而正常生活的植物稱為旱生植物.旱生植物的葉具有保持水分和降低蒸騰作用，其通常向著兩個方向發展：一類是減小蒸騰的適應：就外型而言，一般植株矮小，根系發達，葉小而厚，蠟被和表皮毛發達，有的植物形成復表皮.就結構而言，葉的表皮細胞壁厚，角質層發達.氣孔下陷或限定在氣孔窩內.柵欄組織細胞層數多，甚至上下表皮內方均有柵欄組織分布.海綿組織和細胞間隙不發達.葉

2、脈發達，可提高輸水率和機械強度，如夾竹桃和松葉.這些形態上的結構特征，或是減少了蒸騰面，或是盡量是蒸騰作用遲緩進行，再加上原生質體的少水性，以及一些細胞液的高滲透壓，使旱生植物具有了高度的抗旱性，來適應干旱環境；夾竹桃黃花夾竹桃黃花夾竹桃葉另一類為肉質葉片，葉片肥厚多汁，葉肉中有發達的儲水組織薄壁組職，保水力強.這些植物的細胞，能保持大量水份，水的消耗也少，因此可耐干旱.如蘆薈，景天，龍舌蘭等.蘆薈白景天翡翠景天金邊龍舌蘭水生植物的整個植株生在水中，因此，可以獲得充分的水分和溶于水中的營養物質，但它們的葉-尤其是沉水葉，不怕缺水，而因為水中溶解的空氣少，光線為散射光葉綠體，如何解決獲得它所需要

3、的氣體和陽光成為所要面對的問題.適應這種生態環境的水生植物，通常葉片較薄，葉面無氣孔和表皮毛（浮水葉僅在上表皮有氣孔工表皮細胞具葉綠體，可營吸收，光合作用和氣體交換的功能表皮細胞所含的葉綠體，對于光的吸收是極為有利的，因此，沉水葉的表皮不僅是保護組織，也是吸收組織和同化組織（光合組織）.葉肉不發達，無柵欄組織和海綿組織的分化形成發達的通氣系統.機械組織和維管組織退化，導管不發達.胞間隙特別發達，形成通氣組織，即具大液泡間隙的薄壁組織.有些水生植物中具氣生葉或漂浮葉，后者僅上表皮有氣孔，葉肉中也句發達的通氣系統.如蘆竹、石菖蒲、蘆荻和水生美人蕉等。蘆竹石菖蒲一蘆荻水生美人蕉通氣組織挺水型-濕地植

4、物（浮葉型水生植物沉水植物水生植物在分類群上由多個植物門類組成，包括非維管束植物，如大型藻類和苔群類管束植物，其中被子植物占絕大多數，典型的水生植物多為被子植物中的單個葉綱水生植物有挺水、浮葉、沉水等生活型，以下將做詳細介紹：濕地植物（包括挺水型、浮葉型）-生長在淺水濕地，其根系發達且深，下部淹沒水中或在陸地上全部暴露在空氣中均可生長，可形成凈化帶，對地表徑流流入湖中的水起過濾作用，阻攔、吸收、轉化可能進入水體的有機質及營養鹽，有利于水體自凈，防止水體的富營養化。挺水型：挺水植物指根生底質中、莖直立、 部分挺出水面.光合作用組織氣生的植物生活型一般植株高大，根部生活在水中，植物大 ,主要為單子

5、葉植物.黃鶯尾水竹，根狀莖浮葉型：根生浮葉植物是一面葉氣生的水生植物活型。一般莖細弱不能直立活、根生底質中的植物生活型.主要為單子葉植物。陸地 庫濱帶 亦域發達，有根在水下泥中，不會隨風漂移。萍蓮草沉水植物-生長在湖底，整個植物浸沒水下，多為觀葉植物，能防止底泥的再懸浮而影響水體的透明度，保持湖水清澈。同時能吸收、轉化沉積的底泥及湖水中有機質和營養鹽，降低水中營養鹽的濃度，抑制浮游藻類的生產.其在大部分生活周期中植株沉水生浮葉謨生植物I粗水罐物十畝物I沆水植物/潦浮植物水生植物分布示意圖陽地植物與陰地植物陽光，是植物光合作用的能量來源，但是由于植物長期適應不同的環境條件，不同的植物需要光的強度

6、是不同的。根據植物對光照強弱不同的要求，可把它們分為陽地植物（喜光植物，或與光植物”），和陰地植物（喜陰植物，或勾陰植物”）兩大類。陽地植物在較強的光照下才生長健壯，不耐蔭蔽。在弱光條件下，植物生長發育不良，如檢場、花遺、楊樹等一些樹木,栽培的落葉果樹、農作物多屬于此類，草原和沙漠植物以及先葉開花的植物均屬陽地植物。陰地植物不能忍受強光照射，適宜生長在陰蔽的環境中，即蔭蔽環境下生長良好的植物。如云杉、冷杉和一些森林中的草本植物。但并不是說陰地植物要求的光照越弱越好,因為當光照強度過弱達不到陰地植物的光補償點時，它們也不能生長。冷杉生長環境云杉生長環境云杉12銀皇萬年青冷杉正因為如此，這兩類植物

7、利用強光的最大能力-光飽和點就有很大差別。如萬年青等陰地植物在海平面全光照的1/10或更低時，就達到了光飽和，超過光飽和點的光雖然也能被葉子吸收，但不能提高光合強度，而是以熱能的方式釋放出來。而松、楊、柳等陽生植物，則需要很強的光，才能達到光飽和。陽地植物與陰生植物是生長在不同光照強度環境中的植物，由于葉是直接接受光照的器官，因此，受光照強度的影響，也就容易反映在它們的形態和結構上.又因為具有相同基因型的植物若長期生活在不同的生態環境中，會出現結構和生理的趨異性；而不同基因型的植物生活在同一環境中，又會出現趨同性，所以，即使是同一植物，因葉所處位置的光照不同，也會有陰生與陽生的差異.一般來說樹

8、冠上部和向陽一面的葉，具陽生葉特征；而樹冠下部和陰面的葉則具陰生葉的特點，如糖械.由此也可以看出葉是最具變化的器官.糖槭糖槭生長環境即大又薄葉的特點被子植物葉較大，如芭蕉(Musabasjoo)的葉片長達一二米；王蓮(Victoriaregia)的葉片直徑可達1.8-2.5米，葉面能負荷重量40-70千克，小孩坐在上面像乘小船一樣；而亞馬遜酒椰(Raphiataedigera)的葉片長可達22米，寬達12米。因而其具有較大的受光面積，有利于光合作用，同時也使蒸騰作用加強。通過葉片蒸騰作用散失的水分由根部吸收，并通過根、莖木質部運輸至葉。葉片具很強的蒸騰作用，木質部的運輸能力也相應很強。因為被子

9、植物木質部中運輸水分的結構主要是導管。導管由導管分子組成。管胞是大多數蕨類植物和裸子植物的輸水分子，管胞之間通過紋孔傳遞水分，且管徑較小，輸水效率較低。而導管分子之間靠穿孔直接溝通，管徑一般較管胞粗大，所以具較高的輸水效率。導管高效率的輸導能力與葉片很強的蒸騰作用相適應，所以被子植物莖內有導管與其具較大的葉之間有密切的關系。葉的功能是進行光合作用和蒸騰作用，而葉的結構非常適應于它的功能。因此，應從結構和功能統一的觀點，來理解葉的結構。例如表皮的細胞扁平，緊密相連，沒有間隙，細胞無色透明，這是表皮的結構特點，既能起到保護作用，又能讓光線進入葉肉細胞。表皮細胞外壁具有角質層，并多有表皮毛，可防止葉

10、內水分的散失。表皮上(主要是下表皮上)有著大量的氣孔，是為氧氣、二氧化碳、水蒸汽進出的門戶，從而有效地控制蒸騰作用的進行。再如葉肉，在兩面葉類型中，柵欄組織位于上面，細胞排列緊密，細胞內的葉綠體多，能有效地接受直射光，進行光合作用；海綿組織位于下面，排列疏松，細胞中葉綠體少，用于接受直射光，進行光合作用。海綿組織排列疏松，形成了許多細胞間隙，下表皮的氣孔處的間隙較大，這樣就更方便了氣體通過氣孔進出葉片。葉脈的結構也和葉的功能相適應，它的機械組織，用于支持整個葉片，而它的輸導組織則用于輸導光合作用、蒸騰作用所需要的水分及運出光合作用所合成的有機物。所以哪怕是最小的葉脈，也有管胞和篩管。從以上的敘述中,可以看出陰生植物即大又薄的葉,既有它的優點,也有它的缺點.其優點為:陰生植物多生于陰暗光照不足的地方，寬大可接收更多光照，因光照不足合成有機物少，薄可