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第一辑 植物1（第1页）

为什么种子会发芽

小小的种子为什么可以在适宜的条件下生根并且发芽再长大成材？这到底是怎么回事呢?

假如拿来一个桃核或是杏核，将它敲开，我们便可以看到一颗心形的种子，揭掉那层褐色的种皮，两瓣子叶就显露在前。因为，在种子上早就有着一棵小小的植株叫做胚，它有子叶、胚芽和胚根。种子萌芽之后，胚根就会往下生长，从而长成植株的根；胚芽就向上生长，发育成为枝干与种子。

就像人类的胎儿形成有一个很复杂的过程一样，树木的“胎儿”——胚的形成也是有一个复杂的过程，就像母亲百般爱护的胎儿一样，树木对待“胎儿”的爱护也是极为细心的。如桃和杏的种子，它那个洁白的胚外面有一层坚硬的种皮，种皮外面包着一层非常坚硬的内果皮，也就是我们平常吃的果肉，果肉的外面还会有一层外果皮，一粒种子的外面竟然有四层包被。

很多种子成熟之后，会经过一个休眠的阶段，好像动物冬眠似的。当它醒来之后，便要吸收水分，而后种子的胚要吸收贮藏在胚里的养分，慢慢地成长起来，然后生根发芽，变成幼苗，渐渐发育成一棵成年的树木，直到开花、结实、形成种子。种子就是这样不停地、而且周而复始地来进行生命的延续。

当然了，也有些树木的繁衍不是靠种子的，只需要把它的一段根或者一段茎插在土壤里就可以生根并且发芽，长成一株大树。甚至是一片树木的叶片，一块树木的组织在适宜的环境下也可以培育出一株大树。

知识点：子叶、胚、包被、种子

为什么植物的幼苗有的是一片叶子，有的是两片

如果你在两只培养皿里分别放上几粒小麦种子和菜豆种子，然后给它们适当的水分、温度和氧气，很快它们就会长出叶子来了。但是你所看到的小麦幼苗只有一片叶子，而菜豆却有两片叶子。这是怎么回事呢?

菜豆种子里是没有胚乳的，你只要剥掉外面一层种皮后，就可以看到两片肥厚的白色豆瓣，这就是两片子叶。子叶占种子最大的部分，它里面含有丰富的营养物质，代替了胚乳的作用，可以供给种子发芽和幼苗生长的需要。除了菜豆以外，蚕豆、大豆、棉花、柑橘、苹果、黄瓜、向日葵以及其他蔬菜类作物的种子，也都具有类似的构造。

如果把小麦外面的一层种皮剥掉的话，它的构造与菜豆就不同了，它只有一片子叶，夹在胚与胚乳之间，里面养分很少，所以这一类种子里，绝大部分由胚乳占据着。不仅小麦具有这样的构造，水稻、玉米、高粱、大麦以及其他许多类似植物的种子也同样如此。

小麦与菜豆播下去后，小麦长出一片叶子来，这片叶子不是原来的子叶，而是由胚芽长出的真正的叶子了；菜豆长出来的是两片肥厚的子叶（豆瓣），然后再在上方长出真叶来。植物学家根据这些植物种子的不同构造，把像小麦种子一类构造的叫做“单子叶植物”，像莱豆种子一类构造的叫做“双子叶植物”。

知识点：小麦、菜豆、单子叶植物、双子叶植物

为什么植物的根总是向下长，茎总是向上长

种子撒在地里是横七竖八的，但是，为什么出根都是向地下长，出芽总是向地上长呢？

原来，这是地心引力在起作用。植物受到单方向的外界刺激之后，发生了单方向的反应，这种现象叫做“向性”。例如，叶子受到单方向阳光的照射，就朝着阳光的方向生长，使叶面与阳光垂直，这叫做“向光性”。根和茎对于地心引力的单向作用，发生向地或背地的生长，叫做“向地性”。如果把一株植物水平放置不动，经过若干天，植物的根会向下弯曲（正向地性）生长，茎向上弯曲（负向地性）生长。如果将水平放置的植株，经常地绕纵轴缓慢旋转，使周边各部位都受到等效的引力作用，把引力的单向性刺激消除掉，你会看到植株两端都沿水平方向生长，并不发生弯曲。

地心引力为什么会诱导根和茎发生反向的弯曲生长呢?它的机理很复杂。一种解释是：根和茎的向地性弯曲是一侧生长较快，另一侧生长较慢的结果——向生长较慢的一侧弯曲，两侧生长快慢不同与生长素的浓度不同有关，而两侧生长素浓度的不同又是因地心引力单向作用引起的。

生长素是一种植物激素，浓度低时促进生长，浓度高时抑制生长。根和茎的生长对生长素浓度的反应不同：生长素浓度低时促进根生长，浓度高时抑制根生长，但却促进茎生长，浓度更高时则抑制茎生长。

当植株平放时，由于地心引力的作用，生长素移向下侧，茎部下侧生长素浓度高，生长比上侧快，使茎尖向上弯曲；根部下侧生长素浓度高到产生抑制的作用，生长比上侧慢，使根尖向下弯曲。这只是通常引用的一种解释，实际上道理可能复杂得多。

向性（向光性、向地性、向水性、向化性等）是植物在进化过程中的适应现象之一，它为农业生产提供了很大方便。由于植物的根和茎具有向地性，所以播种时可以不管种子的姿态。否则，人们只好弯腰曲背，将种子一粒一粒地正向插到土里了!

知识点：地心引力、生长素、向性

为什么秋天树叶会落

植物从种子萌发成为幼苗，经过春天、夏天的蓬勃生长，然后开花、结实，到秋天，果实或种子等成熟。这时，日照渐渐由长变短，温度也逐渐降低。植物接受外界环境信号，自身代谢发生一系列生理变化，蛋白质等物质的合成减少，分解作用加强；光合、呼吸作用下降，慢慢步入衰老。短日照下，由根系合成的促进生长、延缓衰老的激素，如细胞分裂素、赤霉素等含量减少，叶片得不到足够的细胞分裂素供应；同时，花、果、种子生长中还产生促进衰老的激素，如脱落酸和乙烯，并运到枝叶，促进叶片的衰老。另外，在花、果、种子生长过程中，内源细胞分裂素等含量增加，这样，花、果、种子就成为植株代谢旺盛的生长中心，促使叶片制造的养料被优先运往花、果实、种子，地上部分的枝叶得到的养料相对减少，不能满足继续生长的需要。叶片就像辛勤工作的老黄牛一样，默默无闻地为繁衍后代奉献一切，而自身逐渐衰老。

植物在衰老过程中，叶柄基部产生离层，它约有1-3层细胞厚。在乙烯、脱落酸等激素的作用下，纤维素酶和果胶酶等活性升高，分解离层细胞壁物质并使离层细胞间分离开来。这样，离层细胞之间的联系非常脆弱，稍加一些外力如风力，叶柄等就会脱落。因而，多数植物秋天会落叶。

知识点：短日照、细胞分裂素、激素、离层细胞

为什么植物落叶大多是叶背朝上

植物落叶大多是叶背朝上，叶面朝下，尤其是一些宽大一点的叶子，这种现象更明显。这是为什么呢？

这得从叶子的内部结构说起。很多植物的叶子，叶背和叶面在植物生长时接受光的量显著不同，这是因为叶背和叶面在内部结构上具有明显差异。大多数植物叶子靠近叶面的细胞，有一排紧密排列的长方形细胞，就像我们房子的阳台下的竖排栅（zhà）栏（lán），所以又称为栅栏组织；而靠近叶背的细胞排列疏松，好像海绵的状态，所以又称海绵组织。栅栏组织不仅细胞排列紧密，而且含有大量的叶绿素，这些叶绿素接收光能，利用空气中的二氧化碳制造大量的有机物。海绵组织排列疏松，叶绿素比较少，主要是贮藏一些植物内部产物和水。叶子干燥或发黄脱落时，栅栏组织结构紧密，密度较大；海绵组织结构疏松，密度较小。落叶时，叶面比叶背相对重一些，所以，叶面先达地面。如果不是人为或风吹的翻动，大多数植物的叶子都是叶面朝下，叶背朝上。

当然，有些植物的叶背和叶面结构差异不是十分明显，这些植物的叶子在生长时多，是竖立着分布，两面接受阳光的量差不多，例如水稻。还有一些植物如马尾松，叶子为针形，叶片的背面和腹面很难区分。这些植物落叶时是随意的。

知识点：栅栏组织、海绵组织、叶绿素

仙人掌为什么有刺没有叶子

仙人掌类植物种类繁多，形状千姿百态，有圆，有扁，有的柱形直立似棒，有的似石累叠成山，变化无穷。植株色泽清雅、脱俗，花色艳丽，十分耐看。它们的体表大多有刺或有毛，可是却都没有叶子，为什么呢？

大多数仙人掌类植物的家乡在美洲热带或亚热带干旱沙漠、半沙漠地区，主要产地为西印度群岛等地区，墨西哥、巴西、阿根廷、美国等国家。

在寸草不生的沙漠中，只有仙人掌类傲然生存，形成奇特、旖（yǐ）旎（nǐ）的沙漠风光。在这里，除极少数地区外，年降水量一般不低于200毫米，但一年内降水量分布极不均匀。雨季有时降水量很大，旱季可能几个月滴雨不下，土壤保水能力很差，缺水严重。为适应严酷的外界环境，它们的叶退化成刺状、毛状，表皮角质层或蜡质较厚，以最大限度地减少水分的蒸发，保持水分。