什么是植物
以前,人们把地球上的生物分为两大类,就是动物界和植物界。顾名思义,动物是能够运动的生物,植物的“植”字有固定不动的意思,自然就是不能运动的生物了。作为一般规律而言,这个定义是比较准确和简单明了的,但是不能把它绝对化,因为有些植物,特别是低等植物往往具有鞭毛而能够运动,故仅仅依靠能否运动这一标准来区分动物和植物是靠不住的。
植物的概念
植物
植物的广义概念包括所有非动物的生物。植物与动物最大的区别是自身不能移动,而且植物含有叶绿素,能进行光合作用,并以此获得养分,不过最简单的植物和低等动物很难区分。在植物学家的严格界定下,狭义的植物只包括苔藓类、蕨类、裸子植物和被子植物,共有50多万种。不过讲到植物时,人们通常也会把藻类和真菌类放在植物的范围内进行介绍。
植物的种类
地球上的植物主要分成两大类:隐花植物和显花植物。隐花植物是指苔藓类、蕨类等低等植物,以及以针叶树为主的裸子植物;显花植物则是指那些会开花的植物,目前世界上的显花植物大约有25万种。
植物是自养生物
自养和异养是生物学家根据生物获得营养的方式所做的分类。所有的动物都一样,都必须靠吃东西才能生活,叫做摄食者。真菌不会吃东西,它是利用分解动植物尸体中的有机物来获取营养,叫做分解者。它们统称为异养生物,而自养生物是依靠能源制造自己所需营养的生物。地球上主要的自养生物是植物和某些细菌。植物是最主要的自养生物,它们利用光能制造食物,所以植物也称为光能自养生物,而且是现在地球上最重要的自养生物,它们是地球上营养物质的主要生产者,也是地球上氧气的主要来源。
植物是真核生物
虽然植物和某些细菌都是自养生物,但是它们的细胞结构却不相同,细菌的细胞结构十分简单,没有真正的细胞核,也没有多种多样的细胞器。我们把这样的细胞称为原核细胞,把这样的生物称为原核生物。植物的细胞里除了有各种细胞器外,还有一个真正的细胞核,所以植物属于真核生物。
植物的起源
今日多彩多姿的植物界是植物在漫长的岁月中,经历由低级到高级、由简单到复杂、由水生到陆生的过程发展进化而形成的。在生物的进化过程中,先产生了能利用阳光和无机物制造有机物的生物,接着产生了原始的藻类,后来由于气候的变化,生长在水里的植物逐渐进化为蕨类植物,之后又出现了裸子植物,后来,地球上又出现了一个植物界最大的家族——被子植物。
潮湿的石炭纪
石炭纪的植物以石松类、真蕨类等为主。
寒冷的二叠纪
植物的面貌在二叠纪晚期发生了重要变革,出现了繁荣于中生代的裸子植物,如松柏类和银杏类,吉生代的植物已趋衰退。
干燥的三叠纪
三叠纪早期,植物面貌多为一些耐旱的类型,随着气候由半干热、干热向温湿转变,植物趋向繁茂,苏铁大量生长。
繁盛的侏罗纪
在侏罗纪的植物群落中,裸子植物中的苏铁类。松柏类和银杏类极其繁盛,在比较干燥的地带,生长着苏铁类和羊齿类。
开花的白垩纪
被子植物迅速兴盛。开花植物开始登上植物舞台,形成延续至今的被子植物群。
石炭纪
蜻蜓的出现为随后登陆的脊椎动物提供了丰富的食物来源。
植物的家族
没有植物,地球上将不会有其他生命存在。除了能为人类提供食物外,植物还能释放氧气,供人类呼吸。从烈日炎炎的热带雨林,到万里冰封的极地苔原,从绵延起伏的崇山峻岭,到茫茫无际的江河湖海,到处都生活着绿色植物。它们把人类家园装点得五彩缤纷。
庞大的植物家族
在自然界里,植物种类众多,形态各异。地球上现存的植物种类有40多万种,既有单细胞的菌类和藻类,也有开花结果的参天大树;有野生的花草,也有栽培的植物。它们构成了地球上庞大的植物王国。在亿万年的生命进化历程中,整个植物界形成了从低级到高级、等级森严、井然有序的植物王国,而每一级植物又都有自己庞大的家族。
林奈
地球上现存的植物数量十分巨大,它们构成了一个庞大的家族,为了很好地把这些植物分门别类,生物学家们制定了门、纲、目、科、属、种的分类方法。这种分类最早是由瑞典植物学家林奈提出的。他还提出了植物的拉丁文命名方式,每种植物的名字都分两段,第一段是它的种属,第二段是它自己的名字。这样,世界上的植物就不会有重名的了。
植物细胞
我们周围的世界都是由物质组成的,大多数植物也都是由无数的细胞组成的。有些植物只由一个细胞构成,有些植物的构造却很复杂,不光是细胞的数目多,而且不同种类的细胞进一步形成组织,再由不同的组织联结成器官。
细胞壁
细胞壁是植物、细菌、真菌细胞都具有的结构,但是植物的细胞壁成分主要是纤维素、半纤维素和果胶质。细胞壁是原生质体生命活动的产物,却没有生命活性的功能。植物的细胞壁对我们人类的意义极大,我们建房子、做家具都需要木材,这些木材基本上都是植物的细胞壁。纸在我们的日常生活中是十分必要的,纸的成分是纤维素,是由木材生产的。埋藏在地下的煤,是由植物的茎转变而成的。
细胞核
细胞核是细胞中最重要的细胞器,它包含着植物细胞中的遗传物质,可以说是整个植物细胞的“生命中枢”。这是因为植物的细胞核里面有染色质,它是由在细胞分裂期染色质浓缩形成的,也就是我们经常听说的“染色体”。染色质的基本成分是脱氧核糖核酸,即DNA,DNA上的碱基排列顺序储存着细胞的遗传信息,有控制细胞的代谢、指导蛋白质合成等功能。因此细胞核可以说是植物、真菌、动物等所有真核生物的细胞中最重要的物质。
线粒体和高尔基体
线粒体是由双层膜围成的细胞器,是植物的呼吸作用发生的场所。线粒体的功能就像个能量供应站,经过呼吸作用,把糖变成二氧化碳和水,同时把能量释放出来。能量的释放形式是三磷酸腺苷,简称ATP,ATP是高能物质,细胞里很多合成反应必须耗费ATP。高尔基体由成摞的扁囊和小泡组成,与细胞的分泌活动和溶酶体的形成有关,参与细胞壁的形成。
叶绿体
叶绿体是植物最显著的细胞器之一,它是植物进行光合作用的场所。在这里,光能被转化为化学能,因此,叶绿体也被称为“太阳能的能量转运站”。叶绿体由叶绿体外套、类囊体和基质3个部分组成。叶绿体外套由双层膜组成。类囊体是叶绿体的主要组件,它是一种单层膜的扁平小囊,光能的捕获、向化学能的转化都在类囊体的膜上进行,所以类囊体的膜又被称为“光合膜”。许多类囊体像圆盘一样叠在一起,就成为基粒,每个叶绿体中约有40个~60个基粒。基质是叶绿体的内膜与类囊体之间的空间,基质里含有很多种酶,是光合作用中暗反应进行的场所。
内质网
内质网是细胞内由膜系统组成的一个连续的管道系统,有粗糙内质网和光滑内质网之分,粗糙内质网上附有核糖体,它的功能是参与蛋白质的合成和加工,光滑内质网表面没有核糖体,参与脂类合成。
液泡
液泡是植物细胞特有的,往往存在于成熟植物细胞中,年幼的细胞中很难看到液泡。液泡膜是半透膜,半透膜就是在膜上有些很小的孔,能够让一些微小的物质穿过,而大一些的物质不能过去,就像是我们用的蚊帐,空气随时可以通过,但是苍蝇和蚊子就不能进去。液泡的功能与水分的吸收有密切关系,植物吸水后液泡保持稳定的膨压,叶片平展;当植物缺水时,液泡缩小,会发生质壁分离现象,植物就萎蔫了。
一切生命都起源于单个的细胞,一个细胞分裂成两个细胞,分裂的细胞再次分裂,衰老的细胞被更替。新生者背负着上一代全部的遗传信息,生物界从此生生不息。
植物细胞分裂的形式
植物细胞分裂主要有两种形式:有丝分裂和减数分裂。在细胞分裂的两种不同的形式中,有丝分裂是最常见的,真核细胞的细胞分裂主要是这种形式。减数分裂则与生物的有性生殖紧密联系在一起,生物进行有性生殖的时候,两个配子结合成一个合子。每个配子中都有一套染色体,也叫单倍体,结合成合子就变成了两套染色体,也叫做二倍体,这时染色体的数目就增加了一倍,这个合子后来会发育成新的植物体,植物体以后还要产生配子,配子结合又要重新形成合子,这是生物的一个完整周期。生物中还有第三种细胞分裂形式,叫做无丝分裂,这种形式主要存在于原核细胞中。
植物生长和发育的基础
细胞是构成生物体的基本单位,生物的生长和发育最终都依赖细胞的分裂,年幼的小苗要长成参天大树,体积不知道增加了多少倍,其实都是细胞分裂的结果。细胞分裂是细胞的数目增加,细胞的数目增加了,植物就长大了,这就是生长。植物的发育也是细胞分裂的结果。发育和生长有联系,但不是一个概念,生长是体积的不断增加,而发育是新的器官的出现和成熟。比如二年生的白菜、萝卜,在第一年种植的时候,只长体积,只有在第二年种植的时候,才长出花,这是生殖器官的发育,发育是新的细胞类型的出现,导致新器官的形成。
细胞的不同机能
植物体和动物体中不同的细胞都有其特定的机能:脂肪细胞储存脂肪;神经细胞在动物体各部分间传递信息;肌肉细胞通过收缩帮助身体各部分运动;红血球细胞将氧气输送到动物体内各组织;筛胞将养料输送到植物的各组织。
植物的生命构成
植物和人类以及其他动物一样,是由细胞构成的。一般来说,植物的构成过程是:细胞-组织-器官-植物体。打个比方,如果说“细胞”是一块砖,那么“组织”就是许多砖砌起来的一间屋子,而“器官”就是一间间屋子组成的一整套房子,整个植物体就像是一套套房子组成的一栋大楼。而且,虽然构成组织的器官可以不强调次序,但不同的组织在构成器官时必须是依照一定次序的,这样,所有器官才能很好地分工协作,使整个植物体的生命活动能够正常进行。
植物的组织
不再分裂的植物细胞在发育过程中能产生分化,细胞分化就产生了不同的细胞群,称为组织。在成熟的植物体内,由形状相似、结构和功能相同的细胞联合在一起形成组织。植物体主要的组织有分生组织、营养组织、输导组织、保护组织等,不同的组织有不同的功能和作用。
植物的器官
不同种类的植物所具有的器官并不相同,低等植物的器官比较简单,而高等植物的器官则比较复杂。一般来说,被子植物是植物中最高等的,一个完整的被子植物体一般由根、茎、叶、花、果实、种子6部分器官构成。