叶的生理功能和经济利用

第二章植物的营养器官教学教案

叶的生理功能和经济利用

叶的主要生理功能有二，就是光合作用和蒸腾作用，它们在植物的生活中有着重大的意义。

绿色植物（主要是在叶内）吸收日光能量，利用二氧化碳和水，合成有机物质，并释放氧的过程，称为光合作用（photosynthesis）。光合作用的过程可简单地写成：

农业生产中，争取单位面积上的优质高产，都直接和光合作用有关。在生产上只有提高光合作用强度，采用合理密植、间作套种以及选择光合强度高的品种，才能获得高产稳产。

水分以气体状态从体内通过生活的植物体的表面，散失到大气中的过程，称为蒸腾作用（transpiration）。植物的主要蒸腾器官是叶，所以蒸腾作用也是叶的一个重要生理功能。

蒸腾作用对植物的生命活动有重大意义。第一，蒸腾作用是根系吸水的动力之一；第二，根系吸收的矿物质，主要是随蒸腾液流上升的，所以蒸腾作用对矿质元素在植物体内的运转有利；第三，蒸腾作用可以降低叶的表面温度，使叶在强烈的日光下，不致因温度过分升高而受损害。

叶除了具有光合作用和蒸腾作用外，还有吸收的能力。例如根外施肥，向叶面上喷洒一定浓度的肥料，叶片表面就能吸收；又如喷施农药时（如有机磷杀虫剂），也是通过叶表面吸收进入植物体内的。有少数植物的叶，还具有繁殖能力，如落地生根，在叶边缘上生有许多不定芽或小植株，脱落后掉在土壤上，就可以长成一新个体。

叶有多种的经济价值，可作食用、药用以及其他用途。青菜、卷心菜、菠菜、芹菜、韭等，都是以食叶为主的蔬菜。近年来发现的甜叶菊（Steviarebaudiana），可以从叶中提取较蔗糖甜度高300倍的糖苷。毛地黄（Digitalis purpurea）叶，含强心苷，为著名强心药。颠茄（Atropabelladonna）叶含莨菪碱和东莨菪碱等生物碱，为著名抗胆碱药，用以解除平滑肌痉挛等。其他如薄荷、桑等的叶，皆可供药用。香叶天竺葵（Pelargonium graveolens）和留兰香（Menthaspicata）的叶，皆可提取香精。剑麻（Agave rigida）叶的纤维可制船缆和造纸，叶粕可

制酒精、农药或作肥料、饲料。其他如茶叶可作饮料，烟草叶可制卷烟、雪茄和烟丝，桑、蓖麻、麻栎（俗称柞树）等植物的叶，可以饲蚕，箬竹、麻竹、棕叶芦等植物的叶，可以裹粽或作糕饼衬托，蒲葵叶可制扇、笠和蓑衣，棕榈（Trachycarpus fortunei）叶鞘所形成的棕衣可制绳索、毛刷、地毡、床垫等。

一叶的形态

（一）叶的组成

1．双子叶植物的组成：叶片（lamina或blade）、

叶柄(petiole)和叶托(stipule)

·叶片是叶的主要部分，多数为绿色的扁平体。

·叶柄是叶的细长柄状部分，上端与叶片相连，

下端与茎相连。

·托叶是柄基两侧所生的小叶状物。

2．单子叶植物叶

的组成（禾本科）：

叶片、叶鞘（leaf sheath）。

·叶鞘是由叶的基部扩大而成。

3．完全叶：具叶片、叶柄和叶托三部分的叶。

不完全叶：只具一或两个部分的叶。

（二）叶片的形态

三叶的结构

（一）被子植物叶的一般结构

·异面叶——两面的内部结构不同，上面深绿色，下面浅绿色。·等面叶——两面的内部结构相似，叶肉组织分化不大。·三种基本结构：

1．表皮——包在叶的最外层，有保护作用

A．角质层的存在起保护作用，控制水分蒸腾，加固机械性能，防止病菌侵入，对

药液有不同程度的吸收能力。

B．角质层的厚壁可作为作物优良品种选育时的依据之一。

C．气孔是由保卫细胞和它们间的孔口共同组成

D．气孔的类型：无规则形、不等形、平列形、横列形

2．叶肉——在表皮的内方，有制造和贮藏营养的作用。

栅栏组织：近上表皮部位的绿色组织排列整齐细胞呈长柱形,细胞长轴和叶表面相垂直，呈栅栏状。

海绵组织：栅栏组织的下方，即近下表皮部分的绿色组织，形状不规则，排列不整齐，疏松和具较多间隙，做海绵状。.

3．叶脉——埋在叶肉中的维管组织，有输导和支持的作用

总结：叶肉是叶的主要结构，是叶的生理功能主要进行的场所.表皮包被在外，起保护作用，使叶肉得以顺利地进行工作。叶脉分布于内，一方面，源源不绝地供应叶肉组织所需的水分和盐类，同时运输出光合的产物；另一方面，又支撑着叶面，使叶片舒展在大气中，承受光照。三种基本结构的合理组合和有机联系，也就保证叶片生理功能的顺利进行，这也表明叶片的形态、结构是完全适应它的生理功能的。

裸子植物叶的解剖结构

表皮系统：表皮、下皮层、气孔

叶肉：胞壁内折，叶绿体沿皱折分布

内皮层：一圈细胞

维管束：木质部（管胞）、韧皮部（管胞）

松针的结构

松针叶小，表皮壁厚，叶肉细胞壁向内褶叠，具树脂道，内皮层显著，维管束排列在叶的中心部分等，都是松属针叶的特点。

（五）叶序--叶在茎上都有一定规律的排列方式。

互生（alternate）：每节上只生1叶，交互而生

对生(opposite)：每节上生2叶，相对排列。

轮生(whorled或verticillate)：每节上生3叶或3叶以上，做辐射排列。

落叶和离层

植物的叶并不能永久存在，而是有一定的寿命，也就是在一定的生活期终结时，叶就枯死。叶的生活期的长短，各种植物是不同的。一般植物的叶，生活期不过几个月而已，但也有生活期在一年以上或多年的。一年生植物的叶随植物的死亡而死亡。常绿植物的叶，生活期一般较长，例如，女贞叶可活1—3年，松叶可活3—5年，罗汉松叶可活2—8年，冷杉叶可活3—10年，紫杉叶可活6—10年。

叶枯死后，或残留在植株上，如稻、蚕豆、豌豆等草本植物，或随即脱落，称为落叶，如多数树木的叶。树木的落叶有两种情况：一种是每当寒冷或干旱季节到来时，全树的叶同时枯死脱落，仅存秃枝，这种树木称为落叶树（deciduous tree），如悬铃木，栎、桃、柳、水杉等；另一种是在春、夏季时，新叶发生后，老叶才逐渐枯落，因此，落叶有先后，而不是集中在一个时期内，就全树看，终年常绿，这种树木称为常绿树（evergreen tree），如茶、黄杨、樟、广玉兰、