植物是生物界中的一大类别,共有30多万种。植物一般有叶绿素,无神经,无感觉。分藻类、蕨类、苔藓植物和种子植物,种子植物又分为裸子植物和被子植物。
植物距今25亿年前(元古代),地球史上最早出现的植物属于菌类和藻类,其后藻类一度非常繁盛。直到4亿3800万年前(志留纪),绿藻摆脱了水域环境的束缚,首次登陆大地,进化为蕨类植物,为大地首次添上绿装。
3亿6000万年前(石炭纪),蕨类植物衰落,代之而起是石松类、楔叶类、真蕨类和种子蕨类,形成沼泽森林。古生代盛产的主要植物于2亿4800万年前(三叠纪)几乎全部灭绝,而裸子植物开始兴起,进化出花粉管,并完全摆脱对水的依赖,形成茂密的森林。
在距今1亿4000万年前白垩纪开始的时候,更新、更进步的被子植物就已经从某种裸子植物当中分化出来。
进入新生代以后,由于地球环境由中生代的全球均一性热带、亚热带气候逐渐变成在中、高纬度地区四季分明的多样化气候,蕨类植物因适应性的欠缺进一步衰落,裸子植物也因适应性的局限而开始走上了下坡路。这时,被子植物在遗传、发育的许多过程中以及茎叶等结构上的进步性,尤其是它们在花这个繁殖器官上所表现出的巨大进步性发挥了作用,使它们能够通过本身的遗传变异去适应那些变得严酷的环境条件,反而发展得更快,分化出更多类型,到现代已经有了90多个目、200多个科。正是被子植物的花开花落,才把四季分明的地球装点得分外美丽。
所有植物的祖先都是单细胞非光合生物,它们吞食了光合细菌,二者形成一种互利关系:光合细菌生存在植物细胞内(即所谓的内共生现象)。最后细菌蜕变成叶绿体,它是一种在所有植物体内都存在却不能独立生存的细胞器。
绿色植物可以进行光合作用和呼吸作用。
绿色植物光合作用是地球上最为普遍、规模最大的反应过程,在有机物合成、蓄积太阳能量和净化空气,保持大气中氧气含量和碳循环的稳定等方面起很大作用,是农业生产的基础,在理论和实践上都具有重大意义。据计算,整个世界的绿色植物每天可以产生约4亿吨的蛋白质、碳水化合物和脂肪,与此同时,还能向空气中释放出近5亿吨多的氧气,为人和动物提供了充足的食物和氧气。
叶片是进行光合作用的主要器官,叶绿体是光合作用的重要细胞器。高等植物的叶绿体色素包括叶绿素(a和b)和类胡萝卜素(胡萝卜素和叶黄素),它们分布在光合膜上。叶绿素的吸收光谱和荧光现象,说明它可吸收光能、被光激发。叶绿素的生物合成在光照条件下形成,既受遗传性制约,又受到光照、温度、矿质营养、水和氧气等的影响。
呼吸作用是高等植物代谢的重要组成部分,与植物的生命活动关系密切。活细胞通过呼吸作用将物质不断分解,为植物体内的各种生命活动提供所需能量和合成重要有机物的原料,还可增强植物的抗病力。呼吸作用是植物体内代谢的枢纽。
呼吸作用根据是否需要氧,分为有氧呼吸和无氧呼吸两种类型。在正常情况下,有氧呼吸是高等植物进行呼吸的主要形式,但在缺氧条件和特殊组织中,植物可进行无氧呼吸,以维持代谢的进行。
植物诞生后,发挥着它重要的作用。植物给人类和动物提供了食物。人们可以直接享用植物的种子,例如小麦种子磨成面粉、水稻种子去壳加工成大米、大豆种子做成豆腐、芝麻种子榨出食用油、胡椒种子压成胡椒粉作调料等;也可以直接享用植物的茎叶,如白菜、油菜、莴苣、甘蔗等;或者享用植物的根茎,如马铃薯、甘薯、萝卜、甜菜等;还有植物的花朵,如花椰菜、西兰花等;或者植物的果实,如番茄、黄瓜、苹果、桃子、草莓等。人们还可以用植物来饲养牲畜,为人类提供肉、蛋、奶等食品。人们种植棉、麻,用来纺纱织布,种桑养蚕得到丝织品;种植草药获得药材;种植烟草、咖啡、可可得到刺激品;植树造林可取得木材和造纸原料,森林还可以防风固沙、保护地球的生态环境。归根结底,人类的衣食住行统统离不开植物,植物养活了整个人类。
植物就像是一座天然化工厂。它的身体内每时每刻进行着复杂微妙的化学反应。在白天或有光照的条件下,植物从大气中通过叶片上的气孔吸进二氧化碳,与根系吸收的水分生成碳水化合物,既糖类物质,并释放出氧气和热量,这一过程就叫做光合作用。夜间或黑暗条件下,在呼吸作用中消耗一部分碳水化合物提供能量,而另一部分碳水化合物进一步合成淀粉、脂肪、纤维素,或者氨基酸、蛋白质、原生质,或者核酸、叶绿素、维生素以及其他各种生命必需物质,由这些物质构造出植物体来。
世界上各种各样的植物一般是由小小的种子发育而成。种子在合适的外界条件下,细胞发生分裂,胚发育成胚芽和胚根,利用胚乳提供的营养,幼苗破土而出,形成茎、枝、叶和根,组成了植株。后来不断从空气中吸收二氧化碳,从土壤中吸收水和13种植物必需的矿物质养分,生长壮大。到了一定年龄,就从营养生长阶段向生殖生长阶段过渡,开花、结果、成熟、衰老、死亡,留下种子进行新的一轮生命过程。