3.3-叶的形态、生理功能和经济利用教学资料.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,3.3 叶的形态、生理功能和经济利用,華中師范大學,不同的植物，叶形的变化很大，即使在同一种植物的不同植株上，或者同一植株的不同枝条上，叶形也不会绝对一样，多少还会有一些变化，但同一种植物的叶形总体上是相似的，其原因何在呢？,華中師范大學,3.3.1.1 叶的组成,3.3.1.2 叶的形态,3.3.1.3 叶脉及脉序,3.3.1.4 单叶和复叶,3.3.1.5 叶序,3.3.1 叶的形态,華中師范大學,千姿百态的叶,華中師范大學,一个典型的双子叶植物叶主要由叶片（,lamina,）、叶柄（,petiole,）、托叶（,stipule,）三部分组成,称,完全叶,(,complete leaf,)。缺乏其中任意一或二个组成的则称为,不完全叶,(,incomplete leaf,)。此外,禾本科植物的叶由叶片和叶鞘两部分组成，在叶片和叶鞘连接处为叶枕（或叶颈），两侧有叶耳，腹面有叶舌等。,3.3.1.1 叶的组成,華中師范大學,華中師范大學,3.3.1.2 叶的形态,叶的大小和形状在不同种类的植物中有很大不同，但对一种植物而言是比较稳定的特征。叶片形状主要由叶片的长度和宽度的比值及最宽处的位置来决定。叶片的尖端即叶尖(,leaf apex,)，叶片的基部即叶基(,leaf base,)，叶片的边缘即叶缘(,leaf margin,)的形态特征各异，却可作为植物种类的鉴别特征。,華中師范大學,華中師范大學,叶尖的类型,華中師范大學,華中師范大學,華中師范大學,華中師范大學,3.3.1.3 叶脉及脉序,贯穿在叶肉内的维管组织及外围的机械组织称为,叶脉,（,vein,）；叶脉在叶片上的分布形式称,脉序,(,venation,)。叶脉主要有网状脉序（,netted venation,）和平行脉序（,panalled venation,）。网状脉序具有明显的主脉，由主脉分支行成侧脉，侧脉及分支连接成网脉。平行脉序的各个叶脉近于平行，主脉的子叶脉之间有细脉相连，是单子叶植物叶脉的特征。常见的脉序类型主要有：网状脉序、平行脉序、二叉脉序等。,華中師范大學,華中師范大學,3.3.1.4 单叶和复叶,单叶,(,single leaf,)是一个叶柄上只生一个叶片的叶。,复叶,(,compound leaf,)是在叶柄上着生两个以上完全独立的小叶的叶。复叶的叶柄与叶轴(,rachis,)相连,叶轴上着生许多叶称为,小叶,（,leaflet,），每一小叶的叶柄称小叶柄（,petiolule,）。,根据复叶中小叶的数量和排列方式的不同，将复叶分为三出复叶（,ternately compound leaf,）、掌状复叶（,palmatelycompound lef,）和羽状复叶（,pinnately compound leaf,）。,在羽状复叶中，叶轴不分枝称为,一回羽状复叶,（,simple pinnate leaf,），叶轴分枝一次称为,二回羽状复叶,（,bipinnate leaf,），叶轴分枝两次称为,三回羽状复叶,（,tripinnate leaf,）。,華中師范大學,若小叶片总数为单数者称为,奇数羽状复叶,（,odd-pinnatelycompound leaf,），小叶片总数为偶数者称为,偶数羽状复叶,（,even-pinnately compound leaf,）。,单身复叶,：是含有三小叶而只有顶端一个小叶发育成熟的叶。如柑桔。,掌状复叶,：小叶集中在总叶柄顶端，排列如掌上的指，如大麻。,三出复叶,：大豆的复叶由三片小叶组成，排列为羽状。,羽状复叶,：如含羞草叶为偶数羽状复叶，而紫云英叶为奇数羽状复叶。,華中師范大學,華中師范大學,3.3.1.5 叶序,互生,：,每节上只生一片叶，如大豆、棉花、玉米等。,对生,：,每节上相对着生两片叶，如丁香、芝麻、薄荷等。,轮生,：,每节着生三个或三个以上的叶，如夹竹桃。,簇生,：,两个以上的叶着生于极度缩短的短枝上，如金钱松、银杏等。,基生,：,两片以上的叶着生于地表附近的短茎上称为叶基生。,叶序（,phyiiotaxy,）是叶在茎或枝条上排列的方式。有3种基本类型：互生（,alternate,），对生（,opposite,）和轮生（,whorled,verticillate,）。,有些植物由于节间缩短,使叶成簇生于短枝上，称簇生叶序（,fascicled phyllotaxy,）。叶在茎上的排列方式，无论是互生、对生还是轮生，相邻两个节上的叶片都绝对不会重叠，通过叶柄长短变化或以一定角度彼此错开排列，这种现象称为叶镶嵌（,leaf mosaic,）。此种现象有利于光合作用进行，同时使茎的负载平衡。,華中師范大學,華中師范大學,3.3.2.1叶柄的结构,3.3.2.2被子植物叶的一般结构,3.3.2.3禾本科植物叶的结构,3.3.2.4裸子植物叶的结构,3.3.2 叶的解剖结构,華中師范大學,3.3.2.1 叶柄的结构,叶柄的结构与茎类似，相当于茎维管束的一部分，由表皮、基本组织和维管组织三部分组成。在一般情况下，叶柄在横切面上常成半月形、三角形或近于圆形。,華中師范大學,叶柄的结构,叶柄皮层的外围富含厚角组织，有时也有一些厚壁组织。这种机械组织既适于支持又不防碍叶柄的延伸、扭曲和摆动。,叶柄维管束在横切面上的排列常见为半环形，缺口向上。在每个维管束内，木质部位于韧皮部的上方。叶柄的维管束经叶迹与茎的维管束相连。,被子植物叶的一般结构（异面叶）,上表皮,表 皮,下表皮,栅栏组织,叶 肉,海绵组织,叶 脉（维管束）,3.3.2.2 被子植物叶的一般结构,双子叶植物叶的结构,叶片由表皮、叶肉、叶脉三部分组成。,叶片是叶的重要组成部分，也是植物光合作用的主要场所。横切叶片，叶片含有上下,表皮,、,叶肉,和,叶脉,三个部分。,。,。,1.表皮,表皮是叶的保护组织，它由表皮细胞，气孔器，排水器，表皮毛，腺鳞等组成。（1）,表皮细胞,：叶片的表皮细胞一般是形状不规则的扁平细胞，侧壁凹凸不齐，彼此紧密嵌合，在横切面上则呈长方形或方形，外壁较厚并角质化，具角质膜，它为生活细胞，一般不具叶绿体。表皮有保护植物不受细菌、真菌侵害的作用，同时角质膜还具较强的折光性，可防止过度日照引起的损害。,（二）叶片的结构,2.,气孔器：,一般双子叶植物的气孔器由两个肾形的细胞围合而成，这两个细胞称保卫细胞，其间的间隙称气孔。有些植物在保卫细胞之外，还有较整齐的副卫细胞（如甘薯）。,）。,3.排水器和吐水作用：排水器分布在叶的端部和叶缘处。它由水孔和通水组织构成。水孔与气孔相似，但它没有自动调节开闭的作用。通水组织是指与脉稍的管胞相通的排列疏松的一群小细胞。,。,吐水作用,：,由于蒸腾作用微弱，根部吸入的水分，从排水器溢出，集成液滴，出现在叶尖或叶缘处，这种现象为吐水作用，一般发生在夜间或清晨温暖湿润的条件下。叶尖和叶缘上有水滴出现，可作为根系正常活动的一种标志。,。,4.表皮毛：表皮毛为表皮的附属物，形态各异，功能不同。,单细胞表皮毛，分为单生（如棉叶上表皮毛）和簇生（如杜鹃叶上表皮毛）。多细胞表皮毛，分为：,单列细胞式,：,表皮毛细胞排成一列，如青麻、黄秋葵表皮毛、烟叶腺毛等。,多列细胞式,：,数列表皮细胞聚集一处，如棉叶下表皮毛等。,混合式,：,表皮毛细胞组成鳞片状（如薄荷叶脉鳞）、棒槌状（如野芝麻等）。蜜腺、腺鳞、腺毛均为表皮毛的结构。,2、叶肉（,mesophyll,）,叶片进行光合作用的主要部分，其细胞中含大量的叶绿体，主要功能是光合作用，制造有机物。叶肉细胞间有明显的胞间隙。背腹型叶的叶肉细胞有栅栏组织和海绵组织的分化，一般上部为栅栏组织，下部为海绵组织。等面叶无栅栏组织和海绵组织的分化。,叶肉 叶进行光合作用的主要场所,异面叶,有栅栏组织和海绵组织的分化。,等面叶,无有栅栏组织和海绵组织的分化,或上下都有栅栏组织,。,异面叶 等面叶,（1）栅栏组织（,palisade tissue,）,近上表皮一侧的叶肉细胞呈长柱状，并与上表皮垂直相交，类似栅栏状，细胞内叶绿体相对小而多。,栅栏组织的细胞层数和特点随植物种类而不同。栅栏组织的作用既可充分利用强光照，又可减少强光伤害,。,大豆叶,苹果叶,（2）海绵组织（,spony tissue,）,在背腹型叶中，海绵组织位于栅栏组织与下表皮之间，其细胞形态、大小不相同，细胞内叶绿体相对较少而大，细胞间隙大，通气能力强。海绵组织光合作用能力弱于栅栏组织。海绵组织常不规则，并有短臂突出而互相连接如网，胞间隙很大，在气孔内方，形成较大的气孔下室。,3.叶脉,叶脉主要由木质部和韧皮部等组成。来自叶柄中的维管组织等直接发育成主脉。主脉上的各级分枝称侧脉。即：主脉-侧脉-支脉-细脉,叶脉 起输导和支持作用,主脉和大的侧脉是由维管束和机械组织组合而成的。,维管束包括木质部（上面）和韧皮部（下面）。,大豆叶主脉,叶脉分布在叶肉组织中，呈网状，起支持和输导作用。中脉和大的侧脉常由维管束和机械组织组成，其中木质部在向茎面，韧皮部在背茎面。粗大的中脉中，在木质部和韧皮部之间还可有形成层存在，不过形成层活动时间很短，只产生极少量的次生组织。,在叶脉的周围是厚壁组织，或在叶脉的上下方形成机械组织。叶脉越细，结构越简单，首先形成层和机械组织减少，以至完全消失；其次木质部和韧皮部的组成分子逐渐减少，到了末稍，木质部中仅有几个螺纹管胞，韧皮部中则只有几个狭短的筛管分子和增大的伴胞。,華中師范大學,叶片的结构,華中師范大學,棉花叶过中脉横切1.上表皮 2.栅栏组织 3.侧脉 4.下表皮5.海绵组织 6.木质部 7.韧皮部 8.中脉,3.3.2.3 禾本科植物的叶,禾本科植物叶的结构特点（等面叶）,上表皮,泡状细胞（运动细胞）,表 皮,长细胞、短细胞（硅细胞、栓细胞）,下表皮,叶 肉,细胞壁内突生长，形成多环状细胞（具“峰、谷、腰、环”结构）,没有栅栏组织和海绵组织的分化,C,3,植物,叶 脉（维管束）,C,4,植物,1、叶的形态,禾本科作物的叶为单叶，它分为叶鞘和叶片两部分，叶鞘狭长而抱茎，起保护、输导和支持的作用。叶片呈条形或狭带形，上有纵列平行脉序。叶片与叶鞘连接处的外侧叫叶颈，是一个不同色泽的环，水稻的叶颈为淡青黄色，叫做叶环（栽培学上叫叶枕）。在叶片与叶鞘相接处的腹面，有膜状的突出物，叫做叶舌，它可防止水分、昆虫和病菌孢子落入叶鞘内。叶舌两旁的耳状突出物叫叶耳。叶耳、叶舌的有无、大小及形状常作为识别禾本科植物的依据。,2、叶肉,等面叶无栅栏组织和海绵组织的分化,2、叶片的解剖结构,1、表皮,有上、下表皮之分；,表皮细胞有长细胞和短细胞两种；,上表皮细胞间有泡状细胞/运动细胞。,3、叶脉：维管束外围有维管束鞘。,有C,3,（低光效）、C,4,植物（高光效）,禾本科作物叶片由表皮、叶肉和叶脉三部分组成。1.,表皮,：由表皮细胞、泡状细胞和气孔器有规律地排列而成。表皮细胞由长细胞和短细胞组成。短细胞有硅细胞和栓细胞两种。硅细胞向外突出如齿或成刚毛，使表皮坚硬而粗糙。,泡状细胞（运动细胞）,：位于相邻两叶脉之间的上表皮，为几个大型的薄壁细胞，其长轴与叶脉平行。在叶片过多失水时，泡状细胞发生萎蔫，叶片内卷成筒状以减少蒸腾。天气湿润，水分充足时，它们吸水膨胀，叶片平展，故泡状细胞又称运动细胞。,3.叶脉：其内的维管束为有限外韧维管束，但其维管束鞘有两种类型。,玉米、甘蔗、高粱等的维管束鞘是单层薄壁细胞构成，它的细胞较大，排列整齐，含叶绿体，在显微结构上，这些叶绿体比叶肉细胞所含的为大。并且,玉米等植物叶片维管束鞘 形成“,花环形,”（,Kran-type,）结构,它是四碳植物的特征，,小麦、水稻等植物的叶片中，没有这种花环结构，且维管束鞘细胞中的叶绿体也很少，这是三碳植物的特征。,C,3,植物与C,4,植物,C,3,植物,：,维管束鞘有2层细胞，其外层细胞较大，薄壁，不含叶绿体或较少，内层为较小的厚壁细胞，不含叶绿体。（如小麦、大麦、水稻等，低光效植物）,C,4,植物,：,维管束鞘是由1层的薄壁细胞所组成，其细胞较大，排列整齐，细胞内的叶绿体大而多，组成了“花环型”的结构。（如玉米、甘蔗、高粱等，高光效植物）,水稻叶,小麦叶,小麦、水稻等为C,3,植物,C,4,高光效植物,玉米叶,4.叶鞘,叶鞘开放式环状抱茎，由表皮、基本组织和维管束三部分组成。,華中師范大學,3.3.2.4 裸子植物叶的结构,華中師范大學,3.3.3.1旱生植物和水生植物的叶,3.3.3.2阳地植物和阴地植物的叶,3.3.3 叶的生态类型,華中師范大學,3.3.3.1 旱生植物和水生植物的叶,夹竹桃叶切片图,有的有复表皮（夹竹桃）,水生植物叶片的结构特点,水生植物可以直接从环境获得水分和溶解于水的物质，但不易得到充分的光照和良好的通气，其叶片的结构特点为：机械组织、保护组织退化，角质膜薄或无，叶片薄或丝状细裂。叶肉细胞层少，没有栅栏组织和海绵组织的分化，通气组织发达。切片图如下：,華中師范大學,3.3.3.2 阳地植物和阴地植物的叶,阳地植物的叶具有倾向于旱生叶的特征。阳地植物受热和受光较强，所处的环境中，空气较干燥，风的影响也较大，这都加强了蒸腾作用。因此，阳地植物的叶倾向于旱生形态。图 阴地植物的叶 阴地植物的叶倾向于湿生形态。一般是叶片较大而薄，表皮细胞有时具叶绿体，角质层较薄，气孔数较少；叶肉内栅栏组织不发达，胞间隙较发达，叶绿体较大，叶绿素含量较多。这些形态结构都有利于光的吸收和利用。,（三）阳生叶与阴生叶,光照强度是影响叶片的另一重要因素，许多植物的光合作用适应于在强光下进行，而不能忍受隐蔽，这类植物称为阳地（生）植物。有些植物的光合作用适应于在较弱的光照下进行，这类植物称为阴地（生）植物。,阳叶和阴叶的结构特点：阳叶指阳地植物的叶，它的结构倾向于旱生结构的特点。阴叶指阴地植物的叶，这类植物适应于在较弱的光照下生活，强光下不易生长。,阳生叶,：,叶片厚，小，角质膜厚，栅栏组织和机械组织发达，叶肉细胞间隙小。,阴生叶,：,叶片薄，大，角质膜薄，机械组织不发达，无栅栏组织的分化，叶肉细胞间隙大。,阳地植物倾向于旱生形态，但不等于旱生植物。旱生植物中，确实有不少是阳地植物，但阳地植物中，也有不少是湿生植物，甚至是水生植物。例如水稻是水生植物，又是阳地植物。阳地植物的大气环境和旱生植物有些类似，但土壤环境就可不同，甚至完全相反。,華中師范大學,叶枯死后，或残留在植株上，或随即脱落，称为落叶，如多数树木的叶。树木的落叶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,）；在春、夏季时，新叶发生后，老叶才逐渐枯落，全树看终年常绿，这种树木称为,常绿树,（,evergreen tree,）。,華中師范大學,3.3.4 落叶与离层,六、,叶的衰老与落叶,落叶树,常绿树,叶的衰老：,整株,是向顶进行的；,双子叶,是向叶尖进行的，单子叶是向叶基进行的。,落叶是植物体在,内因,和,外因,综合作用下出现的一种适应方式。,内因：一是营养物质的再分配；二是叶内生长物质量的改变。,外因：低温或短日照，诱导激素变化，促进了离区的形成。,离层和落叶,落叶是植物的自然现象，是对不良环境（如低温、干旱）和迎接新生的一种适应性。,离区：,木本落叶植物在落叶之前，靠近叶柄基部分裂出数层较为扁小的薄壁细胞，它们横隔于叶柄基部，称为离区。,离区的形成，后分化产生离层和保护层。,叶的脱落,离层不仅在叶柄基部，在一定条件下亦可在花柄、果梗部出现，造成落花落果等现象。,多数单子叶植物和草本双子叶植物并无离层，叶的脱落只是机械性地折断。,离层,：在离区形成后，在其范围内，一部分薄壁细胞的胞间层发生粘液化而分解或初生壁解体，形成离层。,。,保护层：,离层形成后，叶受重力或外力作用时，叶便从离层处脱落，在离层的下方发育出木栓细胞，逐渐覆盖整个断痕，并与茎部的木栓层相连。这个由木栓细胞所形成的覆盖层称为保护层。,華中師范大學,3.3.5.1 叶的生理功能,3.3.5.2 叶的经济利用,3.3.5 叶的生理功能与经济利用,叶的主要生理功能是光合作用、蒸腾作用，其次具有吸收、分泌和繁殖能力。,绿色植物通过光合作用，合成有机物，贮藏能量。叶片蒸腾作用是植物根吸收水和矿质元素的动力，并有调节叶温的作用，降低叶表面的温度，防止高温伤害。叶片表面具有吸收、分泌粘液、吐水功能。少数植物的叶有繁殖作用，如秋海棠、落地生根。有些植物的叶变态具有攀援能力：如豌豆叶卷须。有些植物的叶变态成为贮藏器官。有些植物的叶变成捕捉与消化昆虫的捕捉器,。,華中師范大學,3.3.5.1 叶的生理功能,植物叶片的经济利用包括食用、药用、用作轻工原料或其它用途。,食用如蔬菜：如青菜、芽白、菠菜、芹菜、韭菜。,糖料：如甜叶菊。,烟丝：如烟草。饮料：如茶叶、显齿蛇葡萄（藤茶）、甜叶柯（虫,茶）。,饲料：如苜蓿等多种豆科植物牧草。养蚕如桑树、蓖麻、柞栎、麻栎。,药用：如毛地黄提取强心甙，颠茄提取莨菪碱和东莨菪碱，银杏叶提,取黄酮类等。,农药：如鱼目菊、驱虫菊。,工业用：香料：如留兰香、香叶天竺葵等。纤维：如苎麻、黄麻、苘,麻、大麻、棕树。,观赏用：如一品红、变叶木。,華中師范大學,3.3.5.2 叶的经济利用,華中師范大學,3.3.6.1 苞片和总苞,3.3.6.2 鳞叶,3.3.6.3 叶卷须,3.3.6.4 捕虫叶,3.3.6.5 叶状柄,3.3.6.6 叶刺,3.3.6 叶的变态,華中師范大學,3.3.6.1 苞片和总苞,珙桐的白色花瓣状总苞,華中師范大學,3.3.6.2 鳞叶,洋葱的鳞叶,華中師范大學,3.3.6.3 叶卷须,豌豆的叶卷须,華中師范大學,3.3.6.4 捕虫叶,猪笼草,華中師范大學,茅膏菜的捕虫叶,華中師范大學,3.3.6.5 叶状柄,澳大利亚金合欢,華中師范大學,3.3.6.6 叶刺,1、农业上向叶面上喷洒肥料，吸收养料的器官是什,么？,2、落地生根这种植物，落下的是器官是什么？,3、举例说明食用、药用以及其他用途的植物叶。,華中師范大學,此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢,