关于植物生物学的一些问题，

植物

植物的概念和种类

植物（Plants）是生物界中的一大类。一般有叶绿素，没有神经，没有感觉。分藻类、地衣、苔藓、蕨类和种子植物，种子植物又分为裸子植物和被子植物。有30多万种。

起源

距今二十五亿年前(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。直到四亿三千八百万年前(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。三亿六千万年前(石炭纪)，蕨类植物绝种，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二亿四千八百万年前(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。一亿四千五百万年前(白垩纪) 被子植物(有花植物)开始出现，于晚期迅速发展，代替了裸子植物，形成延续至今的被子植物时代。现代类型的松、柏，甚至像水杉、红杉等，都是在这时期产生的。

特点

植物具有光合作用的能力——就是说它可以借助光能及动物体内所不具备的叶绿素，利用水、矿物质和二氧化碳生产食物。释放氧气后，剩下葡萄糖——含有丰富能量的物质，作为植物细胞的组成部分。

植物有明显的细胞壁和细胞核，其细胞壁由葡萄糖聚合物——纤维素构成。

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。

植物通常是不运动的，因为它们不需要寻找食物。

大多数植物都属于被子植物门，是有花植物，其中还包括多种树木。

植物之最

陆地上最长的植物---白藤

最高的树---澳洲的杏仁桉树

最矮的树---紫金牛

最粗的树---西西里岛的埃特纳山边“百马树”的大栗树

体积最大的树美国加利福尼亚的巨杉，长得又高又胖，是树木中的“巨人”，所以又名世界爷。

树冠最大的树---孟加拉的一种榕树

树木中的老寿星---美国的狐尾松

人类最好的食物朋友―――植物

罗思齐

衰老是一个复杂的生物现象，衰老过程中牵涉很多至今仍未能解释的生物作用。不过，近年的科学研究已肯定了游离基为元凶。身体受辐射、阳光、香烟、废气及其他污染影响，会在新陈代谢过程中产生游离基，这些游离基给身体造成多种损害，其一为破坏细胞壁和基因物质，改变体内的生物复合物。科学家认为，游离基也是癌、心脏病、脑衰退（如老年痴呆症）及白内障等病症的帮凶。游离基积聚，身体慢慢衰竭，过程就是老化了。

幸好人体的自卫功能为了对抗游离基，会产生抗氧化物，像警察一般逮住游离基，制止伤害。抗氧化物这支大军有的是自身产生，有的可通过植物类食物补充。所以科学家劝喻大家：吃得聪明、活得健康。

澳大利亚阿德莱德营养、肠胃健康及防癌计划主任伊沃夫•德雷奥斯蒂医生指出：维他命A、C、E、胡萝卜素乙、铜、锰、锌及硒等都是抗氧化物，它们有两种作用，矿物质如锰、锌等可以抑制游离基的产生，而维他命A、C、E及胡萝卜素乙则如清道夫，清除游离基。两种作用双管齐下，加上生活正常，戒烟少酒，就可以延缓衰老。

植物类食物是人类衰老的天敌

蔬菜水果

每日吃起码两份水果五种蔬菜，是抗衰老的第一号武器。绿色多叶蔬菜如菜心、芥兰、菠菜等，含丰富抗氧化物。橙黄色的蔬菜如甘笋、黄瓜、蕃薯、玉米含大量胡罗卜素乙。红色的蔬菜如蕃茄、红灯笼椒、苋菜（根部物质红色）亦含抗氧化物，延缓老化。各式卷心菜抗癌，多吃有益。柑橘类水果如橙、柚、柑等，含维他命C是众所周知的。此外，还要多吃瓜类。

豆类和豆荚类 豆（包括黄豆和各种豆荚）含植物雌激素，可养颜，保持容光焕发。黄豆更含异黄酮，抗氧化，抗癌。

硬壳果和种子 多种硬壳果和种子都含丰富维他命E、它是脂溶性的维他命，抗氧化效果甚强。多吃杏仁、核桃吧。

香料及蒜 、芫茜、薄荷叶、蒜等，有抑制癌的功效。蒜更能保护脑细胞，减低脑退化的速度。防止老年痴呆症，要多吃蒜了。

野米 糙米比精米有益，在白米中混和一些糙米、红米及野米，对皮肤有好处。尤其是野米，这其实是一种草的的种子，它含有抗氧化物及维他命E。

此外，煮食用的油也要注意，动物油不要再用了，改用植物油吧，而植物油中，橄榄油和菜籽油最好。

澳洲的营养师设计了一个抗衰老食谱，一日六餐都奉行三高一低政策，即高钙、高纤、高碳水合物、低脂肪。

水果本身就是药

新鲜水果含有人体必需的多种维他命、碳水化合物、蛋白质、脂肪、粗纤维和矿物质等营养物质。用水果治病，不但使“药”变得可口，而且不会破坏人体内的生理平衡。

以下是有关水果治疗法的例子，大家不妨参考一下。

糖尿病

每天食用200克左右菠萝、梨、樱桃、杨梅等水果，再加上适当的运动，可以控制一般糖尿病的。

这些水果含有果胶，能改变胰岛素的分泌量，使患者的血糖明显下降，水果中的纤维素还可以延缓胃的排空时间，使食杂在小肠内停留较长时间，阻止食杂向消化道黏膜扩散，延缓葡萄糖的吸收。同时，糖尿病患者因多尿而丧失维他命，也可以藉水果得到补充。

冠心病

除了药物和低脂肪膳食之外，服用水果亦已作为冠心病的一种治疗手段。人们发现，大剂量的尼克酸有降低血脂的作用，大剂量的维他命C则有降低血胆固醇，以及改善血液循环、保护血管壁的作用。

橙、柚、桃、杏、李、草莓、鲜枣等水果均含有丰富的尼克酸和维他命C，所以食用这些水果有助于治疗冠心病。

另外，水果中的粗纤维含有木质素，有降低胆固醇产生的作用。而橄榄中的不饱和脂酸，则能治疗高脂蛋白血症。

治疗心力衰竭的主要方法，是实行低钠高钾膳食，一般要求病人每日食用的食盐不超过2克或酱油不超过10毫升。不过，有时往往不易做到，因为有些食物含有较多钠的化合物（例如碱）。而大多数水果则含钠甚少，含钾颇多；100克橙含钾高达199毫克，而含钠仅1．4毫克；100克苹果也含钾100毫克和含钠1．4毫克。

因此，水果是保护血管和防止冠心病的良药。

肝脏疾病

肝脏是碳水化合物、脂肪、蛋白质、维他命和激素等代谢的重要器官。肝脏生病，例如急、慢性病毒性肝炎、肝硬化和肝癌等，会使肝细胞破坏，引起人体代谢紊乱。

补充多种维他命是治疗肝脏疾病的主要措施，例如维他命B有防治肝脂防变性及保护肝脏的作用，维他命C能增强肝细胞的抗病力，促进肝细胞再生。这种种维他命可以从水果中摄取，水果中的尼克酸可转化成尼克酸胺及辅酶A、对肝脏也有治疗作用。

另外，水果中的胡萝卜素能在体内转化为维他命A，可以补充病人因胆汁酸代谢失调而缺乏的维他命A，同时，也不会因水果中的胡萝卜素过量而引致维他命A中毒。

西瓜、橙、鸭嘴梨、柚、红枣、香蕉、荔枝、苹果等，皆是治疗肝病的常用水果。

严重的肝昏迷病人，因其肝细胞大部分已被破坏，除水果外，还需要多种维他命来治疗。

习惯性便秘

便秘常常是由肠功能紊乱引起的，如果食用含纤维素较多的水果，例如香蕉、苹果、橙等，皆可以促使肠蠕动，治疗便秘。

老人方面，可以多吃一些煮熟的水果和蔬菜，早餐前饮用热开水，促使胃结肠反射引起肠蠕动，如果能够同时结合适量的运动，治疗效果便会更好。

烧伤

烧伤的病人对维他命需求量较大，其中维他命A可以增加纤维细胞的增生和体内轻脯氨酸的含量，使伤口愈合能力增强。另外，维他命C亦能促进伤创面愈合。

同时，由于烧伤的病人的血浆和尿中的维他命C、硫胺素、尼克酸与核黄素都较低，故此特别需要补充，而这些都可以从水果中摄取。

【植物也有“脉搏”】

近年，一些植物学家在研究植物树干增粗速度时发现，它们都有着自己独特的“情感世界”，还具有明显的规律性。植物树干有类似人类“脉搏”一张一缩跳动的奇异现象，或许有一些人会问，植物的“脉搏”究竟是怎么回事？

原来，每逢晴天丽日，太阳刚从东方升起时，植物的树干就开始收缩，一直延续到夕阳西下。到了夜间，树干停止收缩，开始膨胀，并且会一直延续到第二天早晨。植物这种日细夜粗的搏动，每天周而复始，但每一次搏动，膨胀总略大于收缩。于是，树干就这样逐渐增粗长大了。

可是，遇到下雨天，树干“脉搏”几乎完全停止。降雨期间，树干总是不分昼夜地持续增粗，直到雨后转晴，树干才又重新开始收缩，这算得上是植物“脉搏”的一个“病态”特征。

如此奇怪的脉搏现象，是植物体内水份运动引起的。经过精确的测量，科学家发现，当植物根部吸收水份与叶面蒸腾的水份一样多时，树干基本上不会发生粗细变化。但如果吸收的水份超过蒸腾水份时，树干就要增粗，相反，在缺水时树干就会收缩。

了解这个道理，植物“脉搏”就很容易理解了。在夜晚，植物气孔总是关闭着的，这使水份蒸腾大大减少，所以树就增粗。而白天，植物的大多数气孔都开放，水份蒸腾增加，树干就趋于收缩。有相当多木本植物都有这种现象，但是，“脉搏”现象特别明显的还当属一些速生的阔叶树种。

【植物的光合作用】

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。

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。

光合作用包括光反应过程、光合碳同化二个相互联系的步骤，光反应过程包括原初反应和电子传递与光合磷酸化两个阶段，其中前者进行光能的吸收、传递和转换，把光能转换成电能，后者则将电能转变为ATP和NADPH2(合称同化力)这两种活跃的化学能。活跃的化学能转变为稳定化学能是通过碳同化过程完成的。碳同化有C3、C4和CAM三条途径，根据碳同化途径的不同，把植物分为C3植物、C4植物和CAM植物。但C3途径是所有的植物所共有的、碳同化的主要形式，其固定CO2的酶是RuBP羧化酶。C4途径和CAM途径都不过是CO2固定方式不同，最后都要在植物体内再次把CO2释放出来，参与C3途径合成淀粉等。C4途径和CAM途径固定CO2的酶都是PEP羧化酶，其对CO2的亲和力大于RuBP羧化酶，C4途径起着CO2泵的作用；CAM途径的特点是夜间气孔开放，吸收并固定CO2形成苹果酸，昼间气孔关闭，利用夜间形成的苹果酸脱羧所释放的CO2，通过C3途径形成糖。这是在长期进化过程中形成的适应性。

光呼吸是绿色细胞吸收O2放出CO2的过程，其底物是C3途径中间产物RuBP加氧形成的乙醇酸。整个乙醇酸途径是依次在叶绿体、过氧化体和线粒体中进行的。C3植物有明显的光呼吸，C4植物光呼吸不明显。

植物光合速率因植物种类品种、生育期、光合产物积累等的不同而异，也受光照、CO2、温度、水分、矿质元素、O2等环境条件的影响。这些环境因素对光合的影响不是孤立的，而是相互联系、共同作用的。在一定范围内，各种条件越适宜，光合速率就越快。

目前植物光能利用率还很低。作物现有的产量与理论值相差甚远，所以增产潜力很大。要提高光能利用率，就应减少漏光等造成的光能损失和提高光能转化率，主要通过适当增加光合面积、延长光合时间、提高光合效率、提高经济产量系数和减少光合产物消耗。改善光合性能是提高作物产量的根本途径。

【植物的呼吸作用】

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。生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，同时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。

呼吸代谢可通过多条途径进行，其多样性是植物长期进化中形成的一种对多变环境的适应性表现。EMP-TCA循环是植物体内有机物氧化分解的主要途径，而PPP等途径在呼吸代谢中也占有重要地位。

呼吸底物彻底氧化，最终释放CO2和产生水，同时将底物中的能量转化成ATP形式的活跃活化能。EMP-TCA循环中只有CO2和少量ATP的形成。而绝大部分能量还贮存于NADH和FADH2中。这些物质经过呼吸链上的电子传递和氧化磷酸化作用，将部分能量贮存于ATP中，这是贮存呼吸释放能量的主要形式。

植物呼吸代谢受内外多种因素的影响。呼吸作用影响着植物生命活动的进行，因而与作物栽培、育种和种子、果蔬、块根、块茎的贮藏及切花保鲜有着密切关系。人类可利用呼吸作用的相关知识，调整呼吸速率，使其更好地为生产服务。

植物 plant 指与动物相对应的另一生物干系。动物和植物的区别是在长期进化过程中形成的。但是就微小的生物而言，它们之间的区别有时是不明显的。作为植物的进化趋向，由细胞积叠方式（piling pattern）所形成的个体发生、细胞壁的形成、靠叶绿素进行光合作用而成为独立的营养系统等独立的物质代谢型的建立是主要的，而在此基础上的非运动性等是次要的特征。据估计现存的植物种类约有30万种左右，而占植物界一半以上的菌类，由于重视其缺乏叶绿素这个重要特点，而把植物分为二大类群，也有的认为整个生物界可分为动物、菌类、植物三大类群（F．A．Bar－keley，1937）。就分类系统而言，以前是以种子植物（显花植物）作为分类重点，其后转移到所谓的隐花植物。现时则把植物界分为10―13门，种子植物仅仅成为其中的一门。但即使在今天，就重要门的位置和其内容而言，学者间的意见分歧可能比动物界的情况还要大。一般来说，20世纪前半期以恩格勒（H．G．A．Engler）的分类系统最为普及，后半期则以帕斯彻（A．Pascher）的分类系统逐渐占优势。

中国珍稀濒危植物

【荷叶铁线蕨】

【学 名】 Adiantum reniforme L. var. sinense Y. X. Ling

【中文学名】 荷叶铁线蕨

【科 别】 Adiantaceae 铁线蕨科

【濒危类别】 濒危 【保护级别】 2级

【现 状】 仅存于四川万县和石柱县,因筑路\采挖作药用,现数量极少,陷入濒危

【分布省县】 四川万县武陵区,新乡,小沱山,杉树坪,石柱县

【海拔(M)】 【平 均 温】

【年降水量】 【土壤PH值】 中性略偏碱性

【生态特征】 生于温湿无荫蔽的岩面薄土层上\石缝或草丛中

【花 期】 7 【果 期】 8-9

【科研价值】 对研究该种的亲缘关系\植物区系及地理分布等有重大价值

【经济价值】 全草为清热解毒,利尿通淋药,又供欣赏

【保护措施】 划产地为保护点,并进行人工栽培

【繁殖方式】 分株或孢子繁殖

【原始观音座莲】

【学 名】 Archangiopteris henryi Christ et Gies.

【中文学名】 原始观音座莲

【科 别】 Angiopteridaceae 观音座莲科

【濒危类别】 濒危 【保护级别】 2级

【现 状】 仅存云南东南部,因森林面积日益缩减,生境变化,面临濒危

【分布省县】 云南金平,屏边

【海拔(M)】 【平 均 温】

【年降水量】 【土壤PH值】 4.5-5.5

【土壤类型】 赤红壤或红壤

【地形特征】 山坡下部沟谷边缘

【生态特征】 季节性雨林阴湿的生境

【花 期】 7-8 【果 期】 11

【科研价值】 对研究蕨类植物进化\区系起源有价值

【经济价值】 荫生观赏植物

【保护措施】 已划自然保护区,需从速完善管理制度

【繁殖方式】 孢子繁殖栽培苗株

【栽培要求】 选择阴湿温暖的生态环境

【对开蕨】

【学 名】 Phyllitis japonica Kom.

【中文学名】 对开蕨

【科 别】 Aspleniaceae 铁角蕨科

【濒危类别】 稀有 【保护级别】 2级

【现 状】 仅存于吉林长白山南麓和西侧,分布星散

【分布省县】 吉林长白朝鲜族自治县,集安,抚松,桦甸

【分布描述】 苏联,朝鲜,日本

【气候类型】 温凉,潮湿

【海拔(M)】 【平 均 温】

【年降水量】 946 【土壤PH值】 酸性

【土壤类型】 暗棕色森林土

【生态特征】 山地落叶阔叶林下的腐殖质层中,喜阴湿

【花 期】 【果 期】

【科研价值】 填补了地理分布上的空白,对植物地理学\植物区系学的研究有价值

【经济价值】 观赏植物

【保护措施】 保护产地,摸清现存数量,栽入保护区内

【繁殖方式】 孢子\分生繁殖

【光叶蕨】

【学 名】 Cystoathyrium chinense Ching

【中文学名】 光叶蕨

【科 别】 Athyriaceae 蹄盖蕨科

【濒危类别】 濒危 【保护级别】 2级

【现 状】 因森林采伐,生境改变,数量极少,濒临灭绝

【分布省县】 四川天全二郎山鸳鸯岩至团牛坪

【气候类型】 终年潮湿多雾,雨水多,日照少

【海拔(M)】 【平 均 温】

【年降水量】 1800-2000 【土壤PH值】 4.5-5.5

【土壤类型】 山地黄壤及山地黄棕壤

【地形特征】 四川盆地西缘山地

【生态特征】 阴坡林下

【群落特征】 亚热带山地常绿与落叶阔叶混交林

【伴 生 种】 包槲柯 Lithocarpus cleistocarpus Rehd. et Wils. 扁刺锥 Castanopsis platyacantha Rehd. et Wils. 珙桐 Davidia involucrata Baillon 香桦 Betula insignis Franch. 糙皮桦 Betula utilis D.Don

【花 期】 7-8 【果 期】 9

【科研价值】 对研究蕨类植物杂交和该科的系统发育有价值

【保护措施】 保护原产地,设法人工栽培繁殖

【繁殖方式】 分

【笔筒树】

【学 名】 Sphaeropteris lepifera (Hook.) Tryon

【中文学名】 笔筒树

【科 别】 Cyatheaceae 桫椤科

【濒危类别】 稀有 【保护级别】 2级

【现 状】 原仅存于台湾,厦门大学自来水池附近的山沟有一株,生境不隐蔽, 易遭破坏,林下不见幼苗幼株

【分布省县】 台湾台北,宜兰,桃园,南投,花莲,屏东,台东福建厦门

【分布描述】 厦门大学自来水池附近的山沟,菲律宾,日本

【气候类型】 春季多阴雨,夏季常有台风和暴雨,秋冬季多晴少雨,生境干旱

【海拔(M)】 【平 均 温】

【年降水量】 【土壤PH值】

【地形特征】 山沟,坡向南偏西,坡度15

【生态特征】 空气湿度大,土地湿润的环境

【群落特征】 阔叶林下墓地,被雨水侵蚀的深沟中,高约15米,覆盖度70％

【伴 生 种】 台湾相思 Acacia confusa Merr.

【花 期】 4,10 【果 期】

【科研价值】 对研究大陆与台湾植物区系的关系有意义

【经济价值】 园艺观赏植物

【保护措施】 观察发育周期情况,测定各项生态因子指标,扩大栽培

【繁殖方式】 孢子繁殖叶尖组织培养

【玉龙蕨】

【学 名】 Sorolepidium glaciale Christ

【中文学名】 玉龙蕨

【科 别】 Dryopteridaceae 鳞毛蕨科

【濒危类别】 稀有 【保护级别】 2级

【现 状】 产西藏,云南,四川三省区毗邻的高山上,零星分布于冰川边缘及雪线附近

【分布省县】 西藏波密云南丽江,中甸四川木里,稻城

【分布描述】 西藏东部云南西北部四川西南部

【气候类型】 高山热量不足,辐射强烈,风力强劲,昼夜温差大,气候严寒恶劣

【海拔(M)】 【平 均 温】

【年降水量】 【土壤PH值】

【地形特征】 裸岩,峭壁和碎石构成的流石滩,即高山冰川下沿的地段

【生态特征】 高山冻荒漠带

【花 期】 【果 期】

【科研价值】 研究蕨类植物形态和功能统一性的良好材料

原盐就是粗盐（大粒盐），盐的主要成分就是氯化钠，还含有氯化物，如氯化钾、氯化镁，还含有硫酸钙、硫酸镁、硫酸钠、硫酸钾、碳酸镁和有机化合物等

生活中所说的盐，是指由海水、盐池、盐井和盐矿中加工提取得到的，它的主要成分是氯化钠（

NaCl

），分别称为海盐、池盐、井盐和岩盐。人类的过去和未来，都是依靠这几种盐来摄入我们必需的无机盐类。

随着化学工业和化学科学的发展，“盐”这一个字的含义早已极大扩展。中学化学课本就讲了，“盐”是指由“金属离子”（包括铵离子）和酸根离子所组成的化合物。它们种类繁多、性质各异、外观不同，用途大相径庭。

由于食盐的重要性和高利润，历代政府对食盐都采取专营政策，所以有了“官盐”和“私盐”的区别。近年来，由于营养卫生的要求，在使用原盐加工为精制盐的过程中，添加了少量碘化钾（

KI

)等营养物质，因而就有了“合格”与“不合格”食盐的区别。这几种盐的提法都是政策管理上的差异，而“盐”的成分并无实质上的差别。“私盐”和没有添加碘化钾的“不合格盐”，虽然违法确不会害命，并没有“真盐”和“假盐”的分别，它们的主要成分都是氯化钠。

化学工业中大量使用原盐和加工盐为原料，生产如氯气、漂白粉、烧碱和纯碱等化工产品，是利用盐中主要成分氯元素和钠元素。食用的“盐”和工业上使用的“盐”，都是一样的化学成分，只是用途不同。因为原盐是自然界的产品，精制盐也是原盐的简单加工而得，除了主要成分氯化钠外，还含有多种杂质成分，所以不能称其为氯化钠，而约定俗成只用一个字“盐”，专门称呼以氯化钠为主要成分的、诸如原盐、海盐、井盐、岩盐、碘盐、非碘盐、精盐、大盐、粉碎盐、洗盐等。如果是其他化学成分的盐类，一定要说出其特定的商品名称或化学名称，如纯碱、小苏打、红矾、硫酸铵、硝酸钾、氯化钾、磷酸氢二铵等，绝不能笼统叫“工业盐”。

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