第三节叶一. 叶的概念及生理功能( 1) 概念: 是种子植物制造有机养料的重要器官, 也是光合作用 进行的主要场所。 ( 2) 生理功能叶的主要功能是光合作用 和蒸腾作用 , 有些植物的叶还有吸收、 贮藏、 繁殖的功能。△ 光合作用 ——绿色组织通过叶绿体色素和有关酶类活动,利用 太阳光能, 把二氧化碳和水合成有机物, 并将光能转变为化学能而贮存 起来, 同时释放氧气的过程。△ 蒸腾作用 是植物吸收与转运水分的一个主要原动力, 降低植物体和叶面温度, 随着蒸腾, 溶于水中的无机盐类分布到各处。△ 贮藏作用 ——鳞叶类( 贝 母、 百合、 洋葱) 。△ 繁殖作用 ——秋海棠、 落地生根。△ 吸收作用 ——叶面施肥及施农药 药用 叶——大青叶、 枇杷叶、 桑叶、 紫苏叶、 番泻叶、 艾叶等。 叶由叶柄、 叶片 和托叶三部分组成, 叶片 扁平、绿色, 是叶行使其功能的主要部分。 具有叶片 、 叶柄和托叶三部分的叶称为完全叶, 如桃、 柳, 缺少其中任一部分或两部分的称为不完全叶。 女贞 有叶片 、 叶柄无托叶, 龙胆、 石竹仅有叶片 。二、 叶的组成 1、 叶片 ——叶形( 叶端、 叶基、 叶缘) 、 叶脉( 主、侧、 细脉)2、 叶柄——支持叶片 , 圆柱形、 半圆柱形或稍扁平。3、 托叶——叶柄基部附属物, 常成对生于叶柄基部两侧, 形状多 样。 在发育过程中有保护幼叶叶片作用 。 成长后多 脱落或不脱落, 一般细长。托叶具保护幼芽作用 。 呈叶片 状( 豌豆、 宣木瓜) ; 与叶同形( 茜草、 猪殃殃) ; 托叶鞘( 大黄、 何首乌、 辣椒) ; 与叶柄愈合成翅( 金樱子、月 季) ; 成卷须( 菝葜) ; 成刺( 刺槐) 。 1、 大小: 差别极大, 杨树叶细小, 呈鳞片 状, 长仅数mm, 芭蕉长1-2m, 玉莲叶径2m, 可承受75kg沙子不下沉, 原产亚马逊河( 南美) , 亚马逊酒椰叶长22m, 宽12m, 长叶椰子, 叶长27m, 竖起来有7层楼高。 棕榈科多 有大型叶。2、 全形: 叶形类型多 样, 基本类型可根据长宽比例及最宽部位来划分。三、 叶的形态 ( 1) 针形、 叶细长, 先端尖锐, 称为针叶, 如松、 的叶。( 2) 线形、 叶片 狭长, 全部的宽度约略相等, 两侧叶缘近平行, 称为线形叶, 也称带形或条形叶。 如稻、 麦、 韭、水仙和冷杉的叶。( 3) 披针形、 叶片 较线形为宽, 由下部至先端渐次狭尖,称为披针形叶。 如柳、 桃的叶。( 4) 椭圆形、 叶片 中部宽而两端较狭, 两侧叶缘成弧形,称为椭圆形叶。 如芫花、 樟的叶。( 5) 卵形、 叶片 下部圆阔, 上部稍狭, 称为卵形叶。 如向日 葵、 苎麻的叶。( 6) 菱形、 叶片 成等边斜方形, 称菱形叶。 如菱、 乌桕的叶。( 7) 心形、 与卵形相似, 但叶片 下部更为广阔, 基部凹入成尖形, 似心形, 称为心形叶。 如紫荆的叶。( 8) 肾形、 叶片 基部凹入成钝形, 先端钝圆, 横向较宽,似肾形, 称为肾形叶。 如积雪草、 冬葵的叶。 3、 叶端: 常见有尾状、 渐尖、 急尖、 钝形、 微凹、微缺、 倒心形、 芒尖、 截形。易混淆的类型渐尖: 叶端为逐渐地变成一个尖头, 但有一内 弯的边, 逐渐变成细尖的末端, 如何首乌、 响叶杨。急尖: 叶端为锐角 , 而有直边, 如荞麦、 柳叶、 刺蓼叶。锐尖: 又称骤尖, 骤然形成尖而硬的尖头, 如虎杖。短尖: 相当 于凸尖( 犹如平地椎一尖物) , 骤然以一短尖结束。骤凸: 骤然以一长尖结束。尾状: 叶端延长成尾状, 非常渐尖, 既长又细弱,如菩提树, 尾叶香茶等。 4、 叶基: 常见有钝形、 心形、 楔形、 耳形、 渐狭、歪斜、 抱茎、 穿茎等。区别: 穿茎, 抱茎是一片 叶, 合生穿茎是2片 叶, 盾形有叶柄。楔形——两直边一同趋向基部, > 90° 为宽楔形,< 90° 为狭楔形,渐狭——外弯的两边逐渐地并且内 弯地向基部变狭。5、 叶缘: 常见有——全缘、 波状、 牙齿状、 锯齿状、重锯齿、 圆锯齿。 6、 叶脉和脉序脉序——分叉脉序( 蕨类普遍, 种子植物银杏) 。平行脉序( 单子叶植物) :直出 平行脉( 淡竹叶) ; 横出平行脉( 芭蕉) ;射出 平行脉( 棕榈) ;前)少数双子叶植物也有平行脉, 如车前、 柴胡。网状脉序( 双子叶植物) : 掌状网脉、 羽状网脉, 少数单子叶植物也具网状脉, 如薯蓣, 天南星, 但叶脉末梢大多 连接, 没有游离脉梢, 可区别于双子叶植物。弧形脉( 黄精、 车 7、 叶片 的质地膜质——薄而半透明( 半夏)干膜质——有的膜质叶干薄而脆, 不呈绿色( 麻黄鳞片 叶)草质——薄而柔软( 薄荷、 商陆、 藿香)革质——厚而较坚韧, 略似皮革( 枇杷、山茶、 夹竹桃)肉质——肥厚多 汁( 芦荟、 马齿苋、 景天) 四、 叶片 的分裂, 单叶和复叶1、 叶片 分裂——羽状、 掌状、 三出 分裂浅裂——裂深< 1/4( 药用 大黄、 南瓜)深裂——裂深> 1/4( 唐古特大黄、 荆芥、 益母草)全裂——裂深几达主脉基部或两侧, 形成数个全裂片 ( 大麻、 白头翁) 2、 单叶和复叶单叶——1个叶柄上只生1个叶片 。复叶——1个叶柄上着生2个以上叶片 。三出 复叶——又分为羽状三出复叶( 大豆) 、 掌状三出 复叶( 酢浆草)掌状复叶——叶轴缩短, 顶端集生3片 以上小叶( 五加、 人参)羽状复叶——叶轴长, 单数羽状复叶, 偶数羽状复叶, 一、 二、 三回羽状复叶单身复叶——叶轴上只具1个叶片 , 是一种特殊形态的复叶; 可能是由三出复叶两侧的小叶退化成翼状形成, 其顶生小叶与叶轴连接处, 具一明显的关节( 柑橘) 复叶如何与生有单叶的小枝的区别:a、 叶轴先端无芽, 小枝先端有芽。b、 小叶叶腋内 无腋芽, 仅总叶柄腋内 具芽, 小枝每一单叶腋内 均具腋芽。c、 复叶的小叶在叶轴上排在同一平面, 小枝与其单叶常成一定角 度。d、 复叶脱落是整个脱落或小叶先落, 然后叶轴连同总叶柄一起脱落, 而小枝一般不脱落, 只有叶脱落。 五、 叶序——叶在茎枝上的排列次序1、 互生——在茎枝每个节上只生1 片 叶子, 茎枝上作螺旋状排列, 如桑2、 对生——交互对生( 薄荷、 忍冬、 龙胆) 、 二列状对生( 小叶女贞 、 水杉)3、 轮生——每个节上3或3以上叶( 夹竹桃、 直立百部)4、 簇生——( 银杏、 枸杞、 落叶松) , 如茎极短缩, 节间不明显, 其叶恰从根上生出, 称基生叶, 基生叶常集生而成莲座状称莲座状叶丛( 蒲公英、 车前) 。 六、 异形叶性及叶的变态1、 异形叶型——普遍性①植株发育年龄不同, 所形成的叶形各异△ 人参1年生1枚3出复叶, 2年生1枚掌状复叶, 3年生2枚掌状复叶, 4年生3枚掌状复叶, 以后每年递增1叶, 最多 可达6枚复叶。△ 半夏幼苗期为单叶, 以后生长的叶3全裂。△ 蓝桉幼枝叶对生, 椭圆形无柄; 老枝叶互生, 镰形, 有柄。△ 益母草基生叶略呈圆形, 中部叶椭圆形, 掌状分裂, 顶生叶不分裂而呈线形近无柄。②环境影响叶的变化△ 慈姑沉水叶线形, 漂浮叶椭圆形, 气生叶箭形。 2、 叶的变态①苞片 ——生花序或花柄下面的变态叶△ 总苞片 ——围于花序基部的1-多 层苞片 合称总苞片 。△ 小苞片 ——花序中每朵小花的花柄上或花的花萼下较小的苞片 称小苞片 。颜色——通常绿色较小, 亦有白色( 鱼腥草、 马蹄莲) ; 红色( 九重葛) 、 佛焰苞( 花序外一片 大形的总苞片 ) 、 苍耳总苞片 囊状, 上生细刺、 锦葵科苞片 又称副萼。 苏门答腊热带雨林中的巨魔芋, 茎只有0. 5m, 佛焰苞连花序高3m, 直径1. 3m,是草本中最大的花序。 ②鳞叶——叶特化或退化成鳞片 状, 称鳞叶。△ 肉 质鳞叶——肥厚, 能贮藏营养物质, 如百合、洋葱等鳞茎上的肥厚鳞叶。△ 膜质鳞叶——菲薄, 一般不呈绿色。 麻黄叶、 姜、荸荠等根状茎, 球茎上的鳞叶。③刺状叶——由叶片 或托叶变态成坚硬的刺状。 三刺( 小檗) 、 针刺( 仙人掌) 、 叶尖( 即叶刺) 、叶缘刺( 红花、 枸骨) 、 托叶刺( 刺槐、 酸枣) 。④叶卷须——叶全部或一部分变为卷须。顶端小叶成卷须( 豌豆) , 托叶成卷须( 菝葜) 七、 叶的组织构造叶通过叶柄与茎相连, 叶柄的构造和茎的构造很相似, 但叶片 是一个较薄的扁平体, 在构造上与茎有显著不同 之处。( 一) 双子叶植物叶的一般构造1、 叶柄的构造形状——横切面半圆形、 圆形、 三角 形等, 向茎一面平坦或凹下, 背茎一面凸出。构造——与茎相似, 从外到内 依次为表皮——皮层( 有厚角组织, 或有厚壁组织) ——维管束[木质部居上( 腹面) ,韧皮部居下方( 背面) , 形成层活动短暂] 维管束合并或分裂变化很大。 2、 叶片 的构造( 1) 表皮——有上、 下表皮——通常一层细胞, 也有复表皮( 2-3层: 夹竹桃、 海桐叶; 3-4层: 印度橡胶树)一般无叶绿体, 表皮细胞不规则形, 侧壁波浪状, 彼此嵌合。叶两面均有气孔, 下表面气孔较多 。下表皮上表皮 ( 2) 叶肉 ——上、 下表皮之间, 由含叶绿体的薄壁细胞组成,光合作用 场所。△ 栅栏组织——两面叶位于上表皮之间, 通常1层, 也有2或多 层( 冬青、 枇杷)△ 海绵组织——位于栅栏组织下方, 与下表皮相接, 排列疏松。△ 等面叶两面均有栅栏组织( 番泻叶、 桉叶) , 或无栅栏组织与海绵组织的分化( 禾本科)薄荷叶横切片海绵组织栅栏组织 ( 3) 叶脉——叶片 中的维管束。 主脉和各级侧脉构造有所区别。主脉和较大侧脉是由维管束和机械组织组成, 维管束构造和茎相同, 木质部位于向茎面, 韧皮部位于背茎面。 束中形成层分生有限。 在维管束的上下方, 常有厚壁或厚角 组织包围。 这些机械组织在叶的背面最为发达, 因而叶脉在叶背凸起。薄荷叶示主脉木质部韧皮部厚角 组织 △ 侧脉结构简化——最初消失是形成层、 机械组织——韧皮部组成分子减少木质部逐渐简单——末端只有1-2个短的螺纹管胞, 韧皮部只留下短而狭的筛管分子和增大的伴胞。△ 主脉处上下表皮内 方, 一般为厚角 组织和薄壁组织, 无叶肉 组织, 少数有1-几层栅栏组织( 番泻叶、 石楠叶) ( 二) 单子叶植物禾本科叶的构造特征1、 表皮: 细胞排列成行而规则( 与叶脉有关) , 有长细胞与短细胞两种类型。 长细胞长方柱形, 长径与叶长轴平等, 外壁角 质化, 并含有硅质。 短细胞又分为硅质细胞和栓质细胞两种类型, 硅质细胞细胞腔内 充满硅质体, 故其叶坚硬而表面粗糙; 栓质细胞壁木栓化。△ 气孔分布——两面均有, 哑铃形保卫细胞 2、 叶肉: 叶片 直立, 属等面叶, 无栅栏组织和海绵组织的明显分化。3、 叶脉——维管束近平行排列, 主脉粗大,维管束为有限外韧型。 主脉维管束的上下两方常有厚壁组织分布, 并与表皮层相连,增强了 机械支持作用 。△ 维管束鞘——维管束外围常有1、 2层或多层细胞包围, 如玉米、 甘蔗由1层较大薄壁细胞组成; 水稻、 小麦则由1层薄壁细胞和1层厚壁细胞组成。 八、 气孔指数、 栅表比和脉岛数( 自 学)1、 气孔指数同 种植物叶的单位面积上气孔数与表皮细胞的比例是恒定的,这种比例关系可用 气孔指数来表示。气孔指数= 单位面积上的气孔数× 100 单位面积上的气孔数+单位面积上的表皮细胞数2、 栅表比叶肉 中栅栏细胞与表皮细胞之间有一定的关系。 一个表皮细胞下的平均栅栏细胞数目 称为“栅表比” 。 栅表比是相当恒定的, 可用来区别不同种的植物中。尖叶番泻上表皮4. 5—9. 5—18. 0狭叶番泻上表皮4. 0—7. 5—12. 0 3、 脉岛数细小的叶脉将叶肉组织分成许多 小块, 称为脉岛。 双子叶植物脉岛中有叶脉的自 由末梢突入,而单子叶植物则无。 同种植物的叶, 单位面积中脉岛的数目 通常是恒定的。 每平方毫米面积中的脉岛个数称为脉岛数。 脉岛数不因植物的年龄和叶的大小而变化。 如杜虹花11. 31± 1. 82个/mm2大叶紫珠3. 82± 1. 44个/mm2华紫珠4. 66± 1. 73个/mm2