什么是植物?植物的定义、种类及特点

2018-02-27 10:04:54 11

植物是生命的主要形态之一,包含了如树木、灌木、藤类、青草、蕨类、地衣及绿藻等熟悉的生物。种子植物、苔藓植物、蕨类植物和拟蕨类等植物中,据估计现存大约有 350000个物种。直至2004年,其中的287655个物种已被确认,有258650种开花植物15000种苔藓植物。绿色植物大部分的能源是经由光合作用从太阳光中得到的。

百谷草木等的总称。为生物的一大类。这类生物的细胞多具有细胞壁。一般有叶绿素,多以无机物为养料,没有神经,没有感觉。《周礼·地官·大司徒》:“一曰山林,其动物宜毛物,其植物宜皁物,其民毛而方。” 汉 张衡 《西京赋》:“植物斯生,动物斯止。” 宋 梅尧臣 《和王景彝咏薜荔》:“植物有薜荔,足物有蜥蜴,固知不同类,亦各善缘壁。” 杨朔 《滇池边上的报春花》:“象鼻莲(仙人掌一类植物)多半是盆栽。”

植物的定义

植物(plants)是生物界中的一大类。一般有叶绿素,基质,细胞核,没有神经系统。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。植物是能够进行光合作用的多细胞真核生物。但许多多细胞的藻类也是能够进行光合作用的生物,它们与植物的最重要区别就是水生和陆生。我们可下这样一个定义;植物是适于陆地生活的多细胞的进行光合作用的真核生物,由根、茎、叶组成,表面有角质膜、有气孔、输导组织和雌/雄配子囊,胚在配子囊中发育。这些重要区别说明植物与藻类十分不同,因此五界系统中把藻类列入原生生物界。但另一方面,藻类和植物有许多共同之处,是否确应属于不同的界,尚有争论。

常见英文翻译:plant植物;vegetation植物(总称);botany(植物学);greenery(绿化)

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、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。有30多万种。

植物距今二十五亿年前(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。在距今1亿4千万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,才把四季分明的新生代地球装点得分外美丽。

植物的特点

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。

植物的叶绿素含有镁。

植物细胞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。

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