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01 植物的起源 今天多姿多彩地植物界是在漫长的岁月中，经历由低级到高级、由简单到复杂的过程，发展进货才形成的。 银杏是从石炭纪进货的落叶乔木，被人们称为“活化石”。 科达是古生代晚期森林中的重要树种之一。 沼泽柏树是柏树的一种，也是生存至今的古代植物之一。  石炭纪早期，植物仍是一些原始的蕨类，植物分区也不明显。晚石炭纪早期，植物开始空前繁盛，大型的石松类植物形成沼泽森林。 植物的面貌在二叠纪晚期也发生了重要变革，出现了繁盛于中生代的裸子植物，如松柏类和银杏类。二叠纪的植物景观特点说明古生代的植物已趋衰退，逐渐过渡成别具一格的中生代植物。 三叠纪早期植物面貌多为一些耐旱的类型，随意气候由半热干热、干热向温湿转变，植物趋向松柏类等，而盛产于古生代的主要植物群几乎全部灭绝，肉食恐龙出现了。 白垩纪早期，以裸子植物为主的植物群落仍然繁茂，到白垩纪晚期被子植物迅速繁盛，开花植物开始登上植物舞台，形成了延续至今的被子植物群。 02 最原始的藻类 藻类不是一个独立自然的类群，而一个非常庞大的集群。人们把这个集群叫作“藻类”，是因为它们有一些共同的特点，比如所有藻类体内都含有叶绿素，能够像高等植物一样进行光合作用，藻体中的所有细胞都参与生殖作用等。 蓝藻门想我是最简单的植物，也是历史上最古老的植物之一。蓝藻能进行光合作用并释放出氧气，它出现在地球上的几十亿年间，大气中的氧气含量不断增加，这为其他生物的出现创造了条件。 红藻是藻类植物的另一大门类。由于色素的含量和比例不同，从外表上看，红藻不完全是红色的，它们有绿色、粉红、深红、紫色甚至是黑色等各种颜色。 褐藻门植物是一种进化程度较高的藻类植物，通常呈橄榄黄色或深褐色。它贮存的养分主要是褐藻淀粉和甘露醇。另外，褐藻细胞中常含有碘，有的种类如海带，碘的含量相当高。 绿藻是藻类家族的一大门类，外表呈绿色。绿藻光合作用的产物是淀粉，细胞壁的成分是纤维素。这些特征都和高等植物一致，因此科学家认为绿藻是高等植物。绿藻门的成员众多，已经发现的绿藻物种就接近1万种。 裸藻基本上都是单细胞，依赖鞭毛的摆动四处游动，偶尔可见到几个个体细胞形成的不定型群体。细胞分裂是裸藻的唯一繁殖方式，依靠细胞纵裂一分为二。裸藻依靠细胞膜吸取水里的有机“食物”，过动物式的生活。  03 苔藓和蕨类植物 苔藓是一类植物，是绿藻的后代，它们是一群小型多细胞的绿色植物，多生长在阴湿的环境中。苔藓植物有的是扁平的叶状体，有的有茎、叶，甚至有的还有假根。 苔藓的繁殖有营养生殖、无性生殖和有性生殖3种类型。苔藓植物、蕨类植物和种子植物都属于有胚植物。我们把有胚植物称为高等植物，把无胚植物称为低等植物，因此苔藓植物是高等植物。在高等植物中，合子形成后和母体并不分离，而是寄生在母体中，经过细胞分裂，进一步形成胚。 蕨类是最低级的高等植物，出现在距今约4亿年前，繁盛于石炭纪，当时曾是高达20~30米的高大植物。现在，地球上的蕨类约有1.2万种，其中绝大多数为草本植物。在中国，蕨类有2600余种，多数分布在西南地区和长江流域以南各省区以及台湾等地。 蕨类植物的叶很复杂，从类型上说有两种，一种是小型叶，一种是大型叶。小型叶都是单叶，几乎没有叶柄，叶片细小，叶内只有单一不分枝的叶脉，没有叶隙，石松和卷柏类的叶片是小型叶。大型叶的叶片具有叶柄，叶内的维管束多数有分枝，而且有叶隙，蕨类植物中除了石松和卷柏，其他种类的叶片都是大型叶。 卷柏在中国分布很广，从南到北，遍及全国。它非常耐旱，常常生长在岩石上。这些地方水分的供应常常无法保障，但卷柏有着有水则生、无水则“死”的生存绝技，不但旱不死，反而代代相传繁衍生息。科学家把这种小草叫作“复苏植物”，干旱时它就好像睡着了，遇到水又重新醒来。 石松类植物有很多，在中国南北各地很常见，有些种类可以入药，有些种类可以作为观赏植物。和松叶兰相比，石松显得有明显的进化，因为它具有真正的根和叶，尽管它的叶是小型叶。  04 裸子植物 裸子植物是具有裸露种子的植物，种子由胚珠发育而成，胚珠呈裸露状态，外面没有心皮包裹，因此叫作裸子植物。比如，银杏、水杉、松树、柏树等都是裸子植物。 中国是裸子植物种类和资源最为丰富的国家，全世界有裸子植物800多种，中国就有将近300种，其中140种为中国所特有，其中包括：白皮松、水松、福建柏、百山祖冷杉等。中国还保存了世界其他地方已经灭绝了的古老遗存植物——被人们称为“活化石”的银杏、水杉、银杉、红豆杉等。 在中国著名的三大活化石植物中，银杏是历史最悠久、种植最广泛的一种。银杏全树都是宝。银杏的种子俗称白果，可以食用，还可以用来做配菜、糕点等，有很高的营养价值和药用保健价值。  05 被子植物 被子植物是热带森林、亚热带暖温带森林、草原以及湿地的主人，也是植物发展的最高阶段，是地球上与人类关系最密切的植物大家族。花是被子植物的主要特征，所以被子植物又叫作有花植物。 被子植物分为2个纲，双子植物纲和单子叶植物纲。双子叶植物的根为直根系，维管束呈环状排列，具有网状的叶脉；单子叶植物的根为须根系，维管束呈星散排列，有平行脉或弧形脉。 被子植物具有根、茎、叶、花、果实和种子6大器官。被子植物的营养器官有完善的维管系统，保证水分和养料的运输。被子植物种类繁多，是植物界中最大的一类。被子植物包含许多个科属，其中比较重要的门类有：禾木科、百合科、豆科、十字花科等。 与裸子植物相比，被子植物生长得更快，更适应陆地各种生态环境，分布更为广泛，耐寒、耐旱。被子植物的类型有乔木、灌木、藤木、草本，有多年生的，也有一二年生的，它是热带森林、亚热带暖温带森林、草原以及湿地的主人。  06 蘑菇 蘑菇是我们最为熟悉的一种真菌，许多人把它错当成植物，实际是蘑菇不能像植物那样进行光合作用来为自己制造养料，而是靠吸收外界养料来生存，因此它是一种真菌，属于真菌界伞菌科蘑菇属。它没有叶片，只能通过吸收腐败落叶的养分来逐渐成长。有些蘑菇可以食用，有些却有毒。 蘑菇是食用菌的一种，食用菌还有许多种类，比如我们常吃的木耳、作药材用的灵芝等。然而，有些菌类却有毒，是不能食用的，它胶被称为毒蕈。一般来说，颜色越是美丽的菌类，就越可能 有毒。  07 探索植物—根 在植物的生命体中，根生长在最下边，担负着固定植株、吸收水分和无机盐的重任。植物的根一般呈圆锥形，顶端部分是根尖，根尖可分为根冠、分生区、伸长区和根毛区。根一般都由主根和侧根组成。主根比较粗大，上面又长出许多较细的分枝，称为侧根。一株植物所有的根总称为根系。主根和侧根明显的根系叫直根系，如大豆、油菜；而主根不发达，主根和侧根差不多的根系称为粗大根系，如玉米、小麦。 为了适应环境，植物形成了各种各样的根。有些植物在茎上又长出许多细根，帮助支撑植株，这种根称为支柱根。  08 探索植物—茎 茎是植物的“身体”。有些植物的茎可高达几十米、低矮的小草茎却仅有几厘米高。根、芽、叶和花，全和植物的茎相连。它跟人体的脊椎骨一样，把植物的各个部分连成了一个整体。 茎一般有4种主要类型。第一种是直立茎。就是直立向上生长的茎。第二种是缠绕茎，细小时不能直立，须缠绕于支持物上生长。第三种是攀缘茎，攀援支持物上升。第四种是匍匐茎，茎细长又柔弱，蔓延生长在地面上。 茎的顶端称为茎尖，茎都是由茎尖分生组织不断分化形成的。每一个茎上都有芽、节和节间。 茎的变态形式有很多，分为地上变态茎和地下变态茎两大类。马铃薯的薯块是最常见的一种块茎，它由地下茎逐渐膨大而成。许多植物为了度过严寒的冬天，学会了利用地下茎来保护自己。在冬天来临之时，地上茎部分全部死亡，只有地下部分存活。等来年春天，地下茎重新萌芽，就又长成同样的植株。  09 探索植物—叶子 叶子是植物重要的营养器官，它负责接受阳光，进行光合作用，最后供给植物养料和能量。有些植物的叶子没有托叶，有些植物的叶没有叶柄，也有个别植物没有叶片。 叶片的表皮由一层排列紧密、无色透明的细胞组成。叶片上、下表皮中间的部分是叶肉，叶肉细胞内含有大量叶绿体，叶绿体是植物进行光合作用、制造营养物质的“工厂”。 形状与功能都不同寻常的叶就是变态叶。最常见的变态叶有3种：仙人掌的针刺；豌豆的卷须叶；还有洋葱，肥厚的鳞叶中储存着丰富的水分和有机物，可以食用。 叶在茎上着生的次序叫叶序，叶序通常分互生、对生、丛生和轮生等。具有互生叶的植物，每了只有一片叶子。具有对生叶的植物，每节在茎的相对两侧各有一片叶子。有些植物的叶子 在节上呈环形生长，叫作轮生叶。  10 探索植物—花 花是被子植物繁衍后代的生殖器官。典型的花，在一个有限生长的短轴上，着生花萼、花冠、雄蕊和雌蕊。一朵结构完整的花由雌蕊、雄蕊、花瓣、花萼和花托5个部分组成，但有的花可以没有花瓣，雌蕊和雄蕊却必具其一。大多数植物的花既有雌蕊，又有雄蕊，是两性花，这种情况在植物性别上叫作雌雄同株。还有些植物整株只开其中一种花，这样的植物就是雌雄异株的植物，例如桑树、杨柳等。 植物在同一季节里开的花，也可能在一天的不同钟点开放、闭合。 花序按照花朵开放的顺序可分为两大类，即无限花序和有限花序。无限花序包括总状花序、圆锥花序、肉穗花序等；有限花序包括各种聚伞状花序，如单 歧聚伞花序、多歧聚伞花序等。  11 探索植物—果实 果实是由子房发育而成的。子房和花柱的关系就好比一个花瓶的大肚和长脖一样。子房后来发育成果实，子房内部的胚珠发育成种子。果实上一般包括果皮和种子两部分，起传播与繁殖的作用。在自然条件下，也有不经传粉受精而结果的，这种果实因此没有种子或种子育，称为无子果实，如香蕉等。此外，未经传粉受精的子房，由于某种刺激形成的果实，如番茄、葡萄，也是无种子的果实。 植物的果实虽然多种多样，但通过解剖可以发现它们具有共同点——均有果皮和种子。根据果皮的状况，可以把果实分为两类：一类是果皮干燥无汁的，叫作干果，如板栗、皂荚等；另一类是肥厚多汁的，叫作肉果，比如葡萄、草莓等。 种子由卵受精生成，含有一个胚，是植株的起始，它还储备了植物早期生长所需要的全部养料。养料通常贮藏在称为胚乳的组织中。有些植物的种叶中也贮藏有养料。 植物的种子由种皮、胚和胚乳3部分组成。种皮由珠被发育而成，主要功能是保护胚和胚乳；胚由受精卵发育而成，发育完全的胚由胚根、胚轴、胚芽和子叶组成，将来会发育成植株的各个部分；胚乳负责为种子生长提供营养。 成熟而有生命力的种子，如果没有遇到适宜的条件，就能保持一种“沉睡”状态，暂时不萌发，这就是种子的休眠。这是植物对自然环境的一种适应。 种子在条件适合时，开始摄入水分慢慢生长。刚开始时，胚根突破种皮向下伸入土壤。不久以后，胚芽开始向上生长。  12 大树的故事 树木生长需要的水，是靠它们的根从土壤里吸收来的。树是一种极有价值的自然资源，更重要的是，它们能吸收二氧化碳、释放氧气，保持空气中各种气体的平衡。 在树的底部，由树根组成的网络向四周伸展，合树固定在土壤中。树根的根尖周围长有根毛，用来从土壤中吸收水分和营养物质。一棵大树一天可以吸收几百升的水。 在树皮和树干之间，有一层特别的细胞，能不停地向外分裂了新细胞。春夏雨季，树木全迅速生长。这时，形成层迅速分裂出许多新的较大的细胞来，形成的木质显得疏松，颜色也较浅。进入秋天，天气变冷，雨水相应减少，这时，形成层分裂细胞的速度减慢，分裂出来的细胞较小，颜色很深，质地细密。由于木质疏密不同以及颜色深浅不同，就形成了一圈因病清晰的年轮。 树木可以调节气候、净化空气、防风降噪。树木是个氧气制造厂。一公顷的阔叶林1天可以只收一出吨二氧化碳，释放出0.73吨氧气。 树木是粉尘过滤器。当含尘量大的气流通过树木时，随着网速的降低，空气中颗粒较低大的粉尘会迅速下降。 13 探索植物的秘密—光合作用 进行光合作用，是植物最显著的特征。整个光合作用可分为光反应和暗反应两大部分。 绿色植物细胞中的叶绿素在太阳光的照射下把水分和二氧化碳合成有机物质并释放氧气，这个过程就叫作光合作用。 植物的光合作用是个非常复杂的过程，可以简单地分为两个反应：一个是光反应，一个是暗反应。 光反应只有在光存在的条件下才能进行，暗反应是光合作用的第二个阶段，没有光照也能进行，发生在叶绿体的基质中。 植物在进行光合作用的时候，还要释放出氧气，只有大气中有足够的氧气，需要有氧呼吸的真核生物出现，才能使得大气层的上空形成臭氧层，挡住紫外线等有害射线的伤害，各种生物才能出现，上演生物进化的精彩历程。 14 探索植物的秘密—蒸腾作用 你知道给花浇的水都到哪里去了呢？其实除了很小一部分从花盆中直接蒸发掉，大部分水分都是供植物用于蒸腾作用了。植物的根从土壤中吸收水分，最终通过叶片把水分散发到空气中，这个过程就是蒸腾作用，是植物的呼吸。 植物用水和二氧化碳来制造碳水化合物，但是植物吸收的水分真正用于光合作用的量却非常少，很大部分水分都被蒸腾掉了。 水分在植物体内是十分富贵的，水分的流失对植物体是致命的。为了尽量减少因蒸腾作用而导致的水分流失，植物体进化出一套精巧的机关。最为精巧的结构是气孔，气孔的两个保卫细胞能使气孔自如地开闭，既能保障植物气体的交换，也能最大限度地减少水分的流失。 蒸腾作用有什么意义呢？植物通过蒸腾的方式散发水分，降低植物体的温度，以避免因阳光强烈而灼伤叶片。可是高达几十米，甚至上百米的树顶，水分是怎样被“泵”上去的呢？蒸腾过程的蒸腾拉力起很大的作用，由于这种拉力的存在，当气孔中的水分子逃逸时，就把下面的水分子拉了上来。水在植物体内从下向上流动的过程中，溶解在水中的无机盐和矿物质会随水一起被运输到整个植物体的各个部分。 15 植物的家—热带雨林 热带雨林植物的群落层次极为复杂。一般可以分为上、中、下3个层次。上层乔木植株少；中层乔木一般较多；下层乔木一般在10米以下。热带雨林的树冠高度参差不齐，高大的树木出头争日。生下林下的阴生植物为了生存，往往发展出一些特征以适应阴暗的环境。 热带雨林有 样样一类植物，它们都具有海绵结构的气生根，可以紧贴在树干、枝条上，或悬垂于空中，这就是被称为“空中花园”的附生植物。附生植物多出现在潮湿地带的森林中，因此，在热带雨林这样的环境中看见空中花园的现象，是再正常不过了。 在热带雨林中有一种植物生存竞争最残酷的绞杀现在。绞杀植物最初只是附着在树干上，慢慢地，一方面向上攀缘，一方面又长出扎根扎入土壤与树木争夺矿物营养；同时气根形成网状包围住树干，最后使寄生枯萎死去，绞杀植物则形成了一株新的大树。最著名的绞杀植物是桑科的榕树，它发达的扎根就是绞杀植物的绳索。 16 植物有家—极地和高山 在极地，多数植物植株矮小，许多植物紧贴地面匍匐生长。例如极柳。 苔原多为常绿植物，包括可贴地的针叶灌木；坚硬扁平的小灌木和灌木。这些常绿植物在春季可以很快地进行光合作用。在热带，大部分植物是常绿的，温带地区则以落叶树为主。而到了寒带，不仅仅是称霸泰加林的针叶树是常绿的，极地苔原也有许多常绿植物。 中国的青藏高原是名副其实的世界屋脊，青藏高原上集中分布着各种各样的高山植物：分布在藏北海拔4600米外的藏芥是西藏特有的植物；高山杜鹃的生长区也达到了海拔4700米的高度。 17 热带植物 根据生长习性和原产地的不同，植物可以分为热带植物、亚热带植物、温带植物和寒带植物4大类别。其中热带植物是一道非常独特的风景：树木常绿，一年四季枝繁叶茂，美不胜收。 香蕉属于多年生常绿草本植物，主要产地为中美洲、西印度洋群岛在和中国广东、台湾等省区。旅人蕉是多年生常绿草木植物，原产于非洲的马达加斯加，高2~8米。旅人蕉的热带火气地区的水源植物，游人如果没带水，可以用小刀在旅人蕉的叶柄处切割一个小口，它甘甜的汁液就可以从小口源源流出了。 棕榈是棕榈科植物的泛称，是世界上久负盛名的热带树种。棕榈科植物的特征这一是茎干不分枝，往往只有单一的茎干。中国最常见的棕榈科植物是棕榈和椰子。 18 高山植物 高山植物的外貌比较特殊，矮小、紧贴地面是它们最大的特点。有的高山植物叶片排列在靠近根的地方，只有不长叶子的花朵高高地挺立着。有的高册植物全身都是毛，既可以御寒，又能防辐射，雪莲就是这样的植物。 雪莲是多年生草木植物，它有着适应高山环境的生物特性：它的叶非常密，状如白色长绵毛，绵毛又交织形成了无数的小室。室中的气体难以与外界交换。白天它比周围的土壤和空气所吸收的热量都大，到了夜间，它的温度又降低得很慢，所以既能保暖御寒，又能防止水分强烈蒸发。 长白山的岳桦树为了适应 山顶严酷的环境，都长得低矮扭曲。它们生长在海拔1800~2000米之间、月平均气温为10~14度的地方，生长季节常有8级以上的大风。一岙的树种不能适应这种恶劣的自然条件，唯有最耐寒的岳桦用自己独特的方式占领着这一地界。 19 旱生植物 旱生植物是指在干旱环境中仍能维持水分平衡和正常生长发育的植物。 生长在非洲纳米比亚沙漠的南缘，这里全年降雨量不足60毫米。箭袋树能在这里生长，是因为它的叶片具有很强的储存水分的能力，而且，在气温非常中的时候，为了减少水分的蒸发，它还能自断树叶，并将断口封住，等到情况改善，再长出新芽。 胡杨是中国西北荒漠生态系统的主体，是杨柳科落叶乔木，主要分布于新疆南部、青海柴达木盆地西部、甘肃河西走廊、内蒙古河套地区。胡杨的生命力极强，只要地下水位不低于5米，它就可以正常生长。成年的胡杨根系可扎入土壤几十米。 20 水生植物 水生植物常年生活在水中，形成了一套能够适应水生环境的本领。所以一般来说，它们的叶子都柔软而透明，有的甚至成了丝状。此外，水生植物通常具有发达的通气组织。按照不同的生长类型，可以将水生植物分为沉水式植物、浮水植物和挺水植物。 沉水植物是指全部或大部分溶洞于水下的植物。它们的根相对退化，往往扎根于水下泥土里或漂浮于水中，通气组织发达，有利于在水下缺乏空气的情况下进行气体交换。如苦草、金鱼藻等。 浮水植物是指植株悬浮于水面上的植物。它的根极度退化，无法固定在水下泥土中或根本无根，体内气体较多，能使叶片随水漂游。如鸭舌草、眼子菜等。 挺水植物是指生长在浅水区的植物。它们的根或地下茎生长在泥土中，通常有发达的通气组织，茎和叶绝大部分挺立水面。这一类植物有香蒲、芦苇等。 21 寄生植物 有些植物在长期的演化过程中，某些营养器官退化，不能用自己的根系从土壤中吸收生长所必需的水分和无机盐，不能利用绿色的叶子进行光合作用，只能寄生在被称为宿主的其他植物体上，获得必需的营养物质，这种植物就是寄生植物。寄生植物分为完全寄生植物和半寄生植物两种。 大王花分布在印度尼西来的爪哇岛和苏门答腊等地的热带雨林中。大王花的宿主是白粉藤。大王花靠吸取藤木植物的营养物质，维持生活。 菟丝子是一年生的草本植物，是最常见的寄生植物之一。它可以附着在豆科、菊科或藜科等植物上，有时危害荨麻、大豆、棉花一类的农作物。春天，菟丝子种子萌发，钻出地面，形成蛇一样的幼苗。一旦碰上荨麻等寄主的茎，它就立即将寄主紧紧缠住，然后顺着寄主的茎干向上爬，并从茎中长出一个个小吸盘，伸入到寄主茎内，吮吸里面的养分。菟丝子就是靠这样的手段来和它的寄主“亲密接触”的。 水晶兰没有叶绿素，叶子退化成鳞片状贴在茎的旁边，因此它不能进行光合作用，只能从腐烂的植物中获得养分。 22 食虫植物 食虫植物是一类具有引诱、捕捉、消化及吸收昆虫能力的植物。如瓶子草、猪笼草等。 瓶子草整株无茎，叶子最为奇特：有的呈管状，有的呈喇叭状，有的呈壶状，看上去仿佛各种各样的瓶子。“瓶子”内壁非常光滑，有蜜腺，可以分泌出香甜的蜜汁，引诱昆虫前来；“瓶壁”上还有一排排尖刺般的倒毛，这可以使掉进瓶内的昆虫无法爬出，最终被消化掉。 捕蝇草原产于北美洲的森林沼泽地带。捕蝇草的力量很大，不仅能捕食像苍蝇、甲虫等一类的昆虫，对于青蛙一样大小的动物，它也往往不会放过。捕蝇草叶子很奇特，在靠近茎的部分有羽状脉，但到了叶端就长成肉质的，并以中肋为界分为左右两半，呈月牙形，这就是它的“诱捕器”。平时，诱捕器张开，叶片向外弯曲，上当的昆虫爬到叶片上吃蜜时，会触动其中的激发刚毛，诱捕器会很快闭合，将猎物囚禁在里面。同时，激发刚毛受到刺激后，叶片会分泌出一种酸性很强的消化液，将虫体消化吸收。 |
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