第五章叶的形态与结构.ppt

1、叶Leaf,叶的生理功能和经济利用 叶的形态 叶的发生与生长 叶的解剖结构 叶的生态类型 落叶和离层 营养器官间的相互联系,叶的主要生理功能,光合作用 蒸腾作用 繁殖作用 吸收作用,经济利用 蔬菜 药用 烟草 茶叶 其他,叶的生理功能和经济利用 叶的形态 叶的发生与生长 叶的解剖结构 叶的生态类型 落叶和离层 营养器官间的相互联系,叶的基本形态,成熟叶：叶片、叶柄和托叶三部分。 完全叶(complete leaf)：三部分都具有。 不完全叶(incomplete leaf)：缺少任何一部分或两部分的叶。,叶的组成,叶柄,叶片,托叶,完全叶 不完全叶,叶片(blade)：是叶的绿色扁平部分，叶片

2、可分为叶尖、叶基和叶缘等部分。叶脉分为中脉、侧脉、细脉(其末端为脉梢)。叶片上各种大小叶脉的分布方式叫做脉序，一般分为网状脉序和平行脉序。,叶片,脉 序,叶柄,叶柄(petiole)：是紧接叶片基部的柄状部分，主要功能是输导和支持作用。叶柄能扭曲生长，从而改变叶片的位置和方向，使各叶片不致互相重叠，可以充分接受阳光。这种特性，称为叶镶嵌。,托叶,托叶(stipules)：是叶柄基部的附属物，通常成对而生。苧麻为薄膜状，对幼叶有保护作用；豌豆的托叶大而呈绿色，可进行光合作用；荞麦的托叶成为托叶鞘。,单子叶禾本科植物叶,叶片blade,叶鞘 leaf sheath,叶舌ligulate,叶耳aur

3、icle,叶片(lamina 或blade)：扁平呈条形，光合作用。 叶鞘(leaf sheath)：叶片基部延伸成鞘状裹茎，加强支持、保护腋芽和茎的居间生长。 叶环：也称叶颈或叶枕，是叶片与叶鞘的连接处的外侧（背面）有色泽稍淡的带状结构，有弹性和延伸性，调节叶片的位置与方向。 叶舌(ligulate)：是叶片与叶鞘连接处的内侧（腹面）一向上突起的膜状物，使叶片向外伸展，防止病菌与昆虫进入叶鞘。 叶耳(auricle)：叶鞘的两侧向外延伸的突起物，常有毛。,单叶(simple leaf)：一个叶柄上只生一片叶片。 复叶(compound leaf)：一个叶柄上着生2多数分离的叶片。 复叶的叶柄

4、称为“叶轴(rachis)”或总叶柄(common petiole)，总叶柄上的每片叶是小叶。,单叶和复叶,叶的生理功能和经济利用 叶的形态 叶的发生与生长 叶的解剖结构 叶的生态类型 落叶和离层 营养器官间的相互联系,由茎尖基部的叶原基（leaf primordium ）发育而来。,1.发生：,2.生长：,叶原基经过顶端生长（apical growth ）、边缘生长（marginal growth ）和居间生长 （intercalary growth ）发育成成熟的叶。,叶的生理功能和经济利用 叶的形态 叶的发生与生长 叶的解剖结构 叶的生态类型 落叶和离层 营养器官间的相互联系,双子叶植物

5、叶的解剖结构,（一）叶柄的结构 叶柄的结构和茎的结构相似，也是由表皮、基本组织和维管组织组成。最外为表皮，表皮内为基本组织，基本组织中近外方的部分往往有多层厚角组织，内方为薄壁组织。基本组织以内为维管束，维管束排列方式出现多种形式，常见者为半环形，缺口向上，木质部位于韧皮部的上方。,(二) 叶片的结构,表皮,叶肉,叶脉,表皮,横切双子叶植物的叶片，其结构由表及里可分为表皮、叶肉和叶脉三部分。,1. 表皮,由不规则形状的表皮细胞构成，分为上表皮和下表皮。 上表皮细胞的外壁,常具有发达的角质层,可以减少植物体中水分的蒸腾散失;减少日照损害;保护叶片不受细菌和真菌侵害.下表皮的角化程度一般较低。 表

6、皮上分布有气孔器,是叶片与外界环境之间气体交换的门户和控制蒸腾的结构。 有些植物其叶表皮上有许多表皮毛。,上表皮,下表皮,角质层,气孔器,气孔器,气孔器的组成: 保卫细胞、副卫细胞（部分植物）、气孔 保卫细胞内含有叶绿体 气孔器的分布:不同植物的叶、同一植物不同的叶、同一片叶的不同部位都有差异，且受客观生存环境条件的影响，浮水植物只在上表皮分布，陆生植物叶片的上下表皮都可能有分布，一般阳生植物叶下表皮分布较多。,2. 叶肉,叶肉组织是叶片进行光合作用的主要部位，其细胞内含有大量的叶绿体。,1)栅栏组织,紧贴上表皮，一列或几列长柱形的薄壁细胞，其长轴与上表皮垂直相交，栅栏状排列紧密，细胞内富含叶

7、绿体，光合作用强。 栅栏组织的细胞层数和特点，随植物种类及生境的不同而不同。,阴生植物的叶肉组织,阳生植物的叶肉组织,2)海绵组织,紧邻下表皮的叶肉组织，海绵组织细胞形状不规则，含叶绿体较少，排列疏松，胞间隙大，光合作用弱，但气体交换和蒸腾作用较强。,背腹型叶：上下表皮内侧的叶肉组织具有栅栏组织和海绵组织分化的叶片类型称为背腹型叶（异面叶、两面叶）。,等面叶,3.叶脉,单子叶植物 平行脉,双子叶植物 网状脉,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，依次简化, 主脉 侧脉 支脉 细脉,主脉,侧脉,支脉,细脉 脉梢,主脉和大的侧脉结构比较复杂，

8、包含有一至数个维管束，维管束常由木质部、韧皮部和束中形成层组成，属无限维管束，在维管束的上、下两侧，常有机械组织分布。中小型叶脉结构越来越简单，一般包埋在叶肉组织中，其外常有几层薄壁细胞组成的维管束鞘（vascular bundle sheath）。到了叶脉末梢，木质部和韧皮部非常简单，甚至只有管胞和筛管。在叶脉的末梢，常有传递细胞分布。,主脉,侧脉,维管束鞘,木质部,韧皮部,细脉与脉梢,AC示梨属叶的细脉(A.B)至脉梢(C)结构的梯度变化(横剖面) D: 脉梢的纵剖面,单子叶植物叶片结构,禾本科植物的叶片也包括表皮、叶肉和叶脉三个基本部分，但与一般双子叶植物叶相比，各部分都有其特殊性。 1

9、、表皮 禾本科植物叶的表皮由表皮细胞、气孔器、泡状细胞和毛状体组成。 （1）表皮细胞 表皮细胞一层，形状比较规则，沿叶片的长轴成行排列，通常由长、短两种细胞构成，长细胞为长方形，短细胞为正方形或稍扁，插在长细胞之间。短细胞又有硅细胞和栓细胞之分。,小麦叶表皮,（2）气孔器 由两个哑铃形的保卫细胞和两个半圆形的副卫细胞组成。 在禾本科植物中，气孔器在叶上、下表皮分布数目相等，呈纵行排列，与叶脉平行。,禾本科植物的气孔器,（3）泡状细胞（bulliform cell） 又称为运动细胞（motor cell），是一些具有薄垂周壁的大型细胞，其长轴与叶脉平行，分布于两个叶脉之间的上表皮中，在叶横切面上

10、，每组泡状细胞的排列常似展开的折扇形，中间的细胞较大，两旁的较小。通常泡状细胞被认为当气候干旱，叶片蒸腾失水过多时，泡状细胞发生萎蔫，于是叶片内卷成筒状，以减少蒸腾；当天气湿润，蒸腾减少时，它们又吸水膨胀，于是叶片又平展。,叶肉：上下表皮间的同化组织，无栅栏组织和海绵组织之分（等面叶）。 有些植物如小麦、水稻等的叶肉细胞壁常向内皱褶，形成具有“峰、谷、腰、环”的结构，有利于更多叶绿体排列在细胞的边缘，易于进行光合作用。细胞排列紧密。,2. 叶肉,3.叶脉,叶脉：叶片中的维管系统，由维管束和其外围的维管束鞘组成。 维管束结构与茎中相同，为有限外韧维管束。 维管束鞘在C3与C4植物中有所不同。,C

11、3植物与C4植物,C3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） C4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）,单子叶植物叶片结构,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 C3 植物（低光效） 叶 脉（维管束） C4 植物（高光效）,叶的生理功能和经济利用 叶的形

12、态 叶的发生与生长 叶的解剖结构 叶的生态类型 落叶和离层 营养器官间的相互联系,叶的生态类型,植物的叶具有大的受光面积和与空气接触的面积，因此可以说它是植物露在空气中最大面积的器官。植物在演化过程中，为了适应不同的生境（其中特别是水），叶子发生了各种形态结构的改变，我们依据植物与水分的关系，把植物分为旱生植物、中生植物和水生植物，又可依据光照关系，把植物分为阳生植物和阴生植物。,1、旱生植物（xerophyte）叶片的结构特点 旱生植物通常是指能在长期缺水环境中正常生长发育的一类植物。旱生植物叶片的结构特点主要是朝着降低蒸腾和贮藏水分两个方面发展。旱生植物叶片小；表皮细胞小，细胞壁增厚，有的

13、有复表皮；角质层发达，外有蜡质；表皮毛较多；有明显的栅栏组织；气孔下陷，甚至形成气孔窝；有储水组织（芦荟、猪毛菜等）；叶脉稠密；机械组织发达等。,（旱生植物）夹竹桃叶的结构,花生叶,2、水生植物（hydrophyte）叶片的结构特点,水生植物一般是指能够在有水的环境中生活的高等植物，水生植物一般分为沉水植物、浮水植物和挺水植物三种类型。 挺水植物除胞间隙发达或海绵组织所占比例较大外，与一般中生植物叶结构相似。,沉水植物环境中除气体不足外，光照强度也不足。叶的结构特点为：叶片薄或丝状细裂；机械组织、保护组织退化；表皮细胞具叶绿体，细胞壁薄；角质膜薄或无；无气孔和表皮毛；叶肉细胞层少，没有栅栏组织

14、和海绵组织的分化；通气组织发达。,浮水植物叶的上表面可以受到光照，而下表面浮在水中，因此，叶的上、下两面朝适应旱生和水生两个方向发展。 上表皮细胞具厚的角质层和蜡质，气孔器全部分布在上表皮，靠近上表皮有数层排列紧密的栅栏组织，叶肉中含有机械组织。靠近下表皮的叶肉细胞之间有大的细胞间隙，形成发达的通气组织，下表皮细胞角质层薄或没有。,3、阳生植物与阴生植物叶片的结构特点,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，而不能忍受荫 蔽，这类植物称为阳地（生）植物（sun plant），其植物的叶称为阳生叶（sunleaf）。有些植物的光合作用适应于在较弱的光照下进行，这类

15、植物称为阴地（生）植物（shade plant），其植物的叶片称为阴生叶（shade-leaf）。,阳生叶：叶片厚，小，角质层厚，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，角质层薄，机械组织不发达，无栅栏组织的分化，叶肉细胞间隙大。,叶的生理功能和经济利用 叶的形态 叶的发生与生长 叶的解剖结构 叶的生态类型 落叶和离层 营养器官间的相互联系,木本落叶植物在落叶之前，靠近叶柄基部的部分薄壁组织细胞开始分裂，产生数层小细胞，这就是离区。以后在离区的范围内进一步分化产生离层和保护层。 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，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。,离区、离层和保护层,离区,离层,保护层,叶的生理功能和经济利用 叶的形态 叶的发生与生长 叶的解剖结构 叶的生态类型 落叶和离层 营养器官间的相互联系,（一）根、茎维管系统的联系 种子萌发时，胚轴的一端发育为主根，另一端发育为主茎，二者之间通过下胚轴相连。然而根维管组织的初生结构与茎维管组织的初生结构明显不同。所以，在根、茎的交界处，维管组织必须从一种形式逐渐转变为另一种形式。发生转变所在的部位称