科普-中华学生百科全书-第133部分
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自身的生长了。
生活在土壤中的是植物体的根，植物体是靠根来“吃东西”的，那么主
要是靠根的哪部分来“吃”的呢？植物是靠根毛区的根毛来“吃东西”的。
根毛是根毛区的外层细胞即表皮细胞产生的一种特殊结构，是由幼根尖
端的表皮细胞向外突起产生的。
根毛样子像什么呢？把它放在显微镜下看看，简直像从细胞外壁伸出来
的外端封闭的瓶子。
根毛的长度由 0．15 毫米到 1 厘米，直径为百分之几毫米。在形成根毛的
吸收表皮上，布满一层胶粘的物质，能把根毛和土壤胶粘在一起，这是因为
许多植物的根毛壁都含有一种胶质，所以若是把一株苗从土壤中拔出来，常
常会看到被根毛紧紧缠绕住的土块。
那么，植物的根上有多少根毛呢？多极了，每平方毫米上都有数百条根
毛，有的能达到 2000 多条。
每一条根毛就相当于一张“嘴”，这张“嘴”长得奇特，因而“吃”起
东西来也特别。
一般来说，一株玉米从出苗到结实所消耗的水分，要在 400 斤以上；要
生产 1 吨小麦籽粒，植株需要 1000 多吨水，那么水是怎样进入到植株体内的
呢？
植物体是靠根，准确地说是靠根毛，像吸管一样吮吸土壤里的水，但是
这与婴儿吮吸母奶可不大一样，因为婴儿吮吸的力量来自婴儿本身，根毛吮
吸的动力来自两方面：当根内细胞液的浓度与土壤里水的浓度有差值，而且
是细胞液的浓度必须大于土壤溶液浓度时，根毛才能顺利地把水吸收到细胞
内，进入植物体，否则将出现相反的情况。植物体在获得水分的同时，也获
得了溶解在水中的无机盐和有机物，保证植物生命活动的需要。
看，奇特的“嘴”的吃法当然也是与众不同的，它靠的是浓度差的力量
或者说是根压的力量，把水吸入到体内的。
繁忙的茎
当我们在林中悠闲地散步或者风驰电掣般地穿行公路时，静静地矗立在
旁边的树体内也在忙碌地进行着各种活动：从根部吸收的水分及其无机盐要
运送到叶部；叶部光合作用产生的有机物也要运送到根部和植物体的其他部
位。那么连接根与叶的是茎，物质在茎内是通过什么进行运输的呢？
我们把一条带叶的杨树枝放在水里切断，然后迅速地移到滴有几滴红墨
水的水里，在阳光照射下几个小时之后，再把枝条横向切断，这时观察一下
断面，我们会看到断面上有殷红的斑点，再把枝条纵向剖开，会看到茎的剖
面上有一条红色细纹。
这红色的细纹是植物体内水分的运输路径，这条路由根部开始，经过茎，
再一直通过叶脉到达叶子各部分。在叶子里就是看得见的纵横交错的叶脉。
如果我们很细心的话，注意一下周围的树木，会惊奇地发现，有的树木
的枝条由于树皮被破坏了一圈，在失去树皮的上方形成瘤状物，枝条的下部
时间一久便枯死了。
原来在植物的茎内有两条“公路”：一条在韧皮部，是由一串串筛管上
下连接而成的，它的运输方向是由上往下，即把叶子制造的营养物质运输到
根部或其他部位，另一条路线在木质部，它是由叫做导管的细胞上下连接而
成，它的运输路线是由下往上运输，也就是说，把根部吸收的水分和无机盐
运送到叶部等。
组成导管的导管细胞由于细胞核、细胞质和横壁都消失了，上下彼此连
接形成中空的长管，水分在里面可以畅流无阻，加上叶部蒸腾拉力作用和水
分子之间的吸引力，水和无机盐可以源源不断地向上运输到植物体的各个部
分，可真是与俗语“水往低处流”成了反照。水在导管中的输导速度是很快
的，速度最快的为每小时 45 米，最慢的每小时也有 5 米，一棵草 5～20 分钟
就能把水输导到顶端，高达几十米甚至上百米的树木，茎的输水能力就更大
了。有人统计过，落叶树 1 平方厘米的木质横切面上，1 小时可通过水量 20
立方厘米。
运输有机物的筛管由于横壁仍然存在，但横壁上出现很多的孔，通过孔
上下筛管连通形成有很多“关口”的公路，运输速度也是很快的，大约每小
时 0．7～1．1 米。叶制造的有机物 30～60 分钟就可运送到根部。
所以植物体内的两条“公路”是很繁忙的，运输量也是很巨大的。
植物“腰身”粗细的秘密
放眼我们周围的世界，看看挺拔而直指天穹的秀丽白杨，婀娜多姿的垂
柳，迎着微风频频低头的小草，让人有一种直抒胸臆的温柔感。大树之所以
挺拔，小草之所以迎风不倒，是因为它们都有坚强的脊梁——茎。植物的茎
大都生长在地面上，负载着繁茂的枝叶、花、果实，还要抵挡风雨侵袭，因
此，植物的茎具有强大的支持、抗御的能力。因此，茎的外形，大多数呈圆
柱形。但有些植物的茎却呈三角形，如莎草；方柱形，如蚕豆、薄荷；扁平
柱形，如昙花、仙人掌，所以貌看植物的茎单一，实际上也是变化多端的。
生长在地中海西西里岛埃特纳山边的一棵大栗树，恐怕是世界上最粗的
树。它树干的周长竟有 55 米左右，要 30 多个人手拉手才能围住，树下部有
大洞可供采栗人住宿或当仓库，传说它能容纳“百骑”而得名。美国加利福
尼亚有一棵被叫做“世界爷”的巨杉，茎干粗大，若从树下开一个洞，可以
让汽车或 4 个骑马的人通过，它的树桩，甚至可以当做舞台用。然而，我们
常见的路边的小草，却是高不盈尺，茎细得只有几毫米。
那么，茎的粗细是由什么来决定的呢？
当春天来临，万物复苏，杨柳返青之时，你不妨截取一段粗细合适的杨
树或柳树的茎，会很轻易地剥下树皮，你会发现剥下的树皮的内面是一薄层
白色的柔韧的东西，这部分叫做树木的韧皮部。剥下树皮剩下的部分，坚硬
呈白色叫木质部，占茎的大部分。你这时用手指摸摸韧皮部的内面或木质部
的外面，你会发现，手指有一种滑溜溜的湿润的感觉，这是形成层，夹在韧
皮部与木质部之间。形成层才是茎的粗细的决定者，因为这一层的细胞具有
特别旺盛的分裂能力，少部分向外分裂的细胞形成新的韧皮部，主要是向内
分裂的细胞形成新的木质部，新形成的韧皮部细胞，加在原有的韧皮部里面，
新形成的木质部细胞加在原先形成的木质部外面。从茎的横切面上看，形成
层就好像是一个大皮圈，木质部面积不断加大，皮圈也不断扩大外移，这样
树木的直径也就随着加粗了。所以茎的粗细是由神奇的形成层决定的。那么
草本植物的茎却如此之细，原因又何在呢？
原来草本植物的茎中没有像树木那样的绕茎一圈的形成层，它们茎内的
形成层是一束一束的，像星星一样分散在茎当中。如果你看过玉米的茎的横
切面，会看到在茎中分散着一个一个的小黄点，那便是形成层所在部位，这
样的茎的加粗能力就很有限了。此外，草本植物生活周期很短，大多数在一
个生长季节内就结束寿命，往往在它的茎还没有来得及加粗时，生命就结束
了，所以它们的茎都很细。
绿色工厂
一位著名的生物学家曾说过：“您给一个最好的厨师、足够的新鲜空气、
足够的太阳光和足够的水，请他用这些东西为您制造糖、淀粉和粮食，他一
定认为您是在和他开玩笑，因为，这显然是空想家的念头，但是在植物的绿
叶中却能够做到。”
叶子是怎样施展它那惊人的技艺的呢？原来，秘密发生在一个奇特的厂
房里。这个厂房中有把太阳能转移到粮食、棉花、木材中的神奇的力量。
这个神奇的厂房便是绿叶的叶肉细胞中的叶绿体，一个叶肉细胞中有许
多叶绿体，相当于许多厂房。叶绿体中含一种绿色的物质，是一种复杂的有
机酸，叫叶绿素。植物就是利用叶绿素进行光合作用制造养料。叶绿体悬浮
于叶肉细胞的细胞质中，不停地进行着生产，即光合作用。这个过程可以用
一个简单的公式来表示：
公式的左边是工厂的原料，公式的右边是工厂的产品，公式正中是光合
作用发生的条件，上面的光能是工厂的能源，下面的叶绿素是工厂的机器。
水来源于土壤，由根部吸收，经过茎中的导管到达叶脉中的导管进入叶
肉细胞。
二氧化碳由叶吸收，在叶的表面有许多气孔，气孔是叶肉细胞与大气进
行气体交换的“门户”，二氧化碳由气孔进入植物的叶并渗入叶肉细胞。
有了原料，机器叶绿素在能源光的启动下，就可以进行生产了，叶绿素
的复杂结构和绝卓的技能超越了世界上任何先进机械。
这个工厂最初的产品是葡萄糖，它经过进一步转化变成淀粉，淀粉可以
再转变成蛋白质和脂肪等。
自然界中的这一座座数也数不尽的微型绿色工厂，它的产品不仅养活了
自己，也养活了世间的一切生物。而它的神奇之力直到今天，对于自然界中
拥有最高智慧的人类来说还是一个谜、一个神话，人类渴望在叶绿体之外用
自己建造的工厂合成出粮食来，当然也仅仅是用水、二氧化碳及光和叶绿素
等。
这个美好的梦想决不是空想，它会在人类孜孜不倦的探索中一步一步实
现。
自然界中庞大的生产者——绿叶
有人计算过，一个人活 60 岁，大约要吃进 2 万斤糖类，3200 多斤蛋白
质、200 斤脂肪，这些食物从何而来呢？食物直接和间接来自绿色植物的光
合作用。全球绿色植物进行光合作用，一年能制造的有机物达 4000 多亿吨，
除了供给人类食用外，还能供一些工厂作原料。绿叶在制造有机物的同时，
把光能转化成化学能贮藏在有机物里，每年绿叶的光合作用贮藏的能量相当
于 24 万个三门峡水电站每年发出的电量，为人类在工农业、日常生活所需能
量的 100 倍。目前最好的光电池的转换效率也只有 15％～16％，而绿色植物
的光合作用的转换效率一般达 35％～75％，可见绿色植物充分利用太阳能甚
至比原子核能效率还要高。绿色植物光合作用也是制造氧气的生产者。经过
计算，1 天中人要呼吸近 2 万次才能正常生活，一个人 1 昼夜要吸入体内的
氧气，其体积相当于 6 寸高的篮球场那么大。全世界约有 50 多亿人口，再加
上其他生物呼吸需要的氧气，数量是相当可观的。另外，人在吸进氧气的同
时还要向外呼出二氧化碳，1 个人 1 年能呼出约 300 公斤的二氧化碳，全世
界 50 多亿人要呼出亿吨以上的二氧化碳，再加上煤、石油的燃烧，以及细菌、
真菌在自然界的作用下放出的二氧化碳，足够地球上绿色植物的光合作用的
需要。据统计，每年地球上的绿色植物放出的氧气达 1000 多亿吨（如果自然
界绿色森林有计划地采伐和栽种，自然界氧气能够达到平衡），大气中的氧
气量不过 200 多亿吨，按现有绿色植物光合作用的速度，大气中氧的来源是
够人们利用的。
绿色植物的光合作用促进了大气中二氧化碳和氧气的循环，只有这样一
切生物才能够生存。如果每人每天吸进 0．75 公斤的氧气，呼出 0．9 公斤的二
氧化碳，有人计算过，城市居民每人只有 10 平方米的绿地（草坪、树木和花
卉）面积，就可以消耗每人呼出的二氧化碳，并可从绿叶中得到每天每人所
需的氧气。
迷人的叶
千姿百态的植物给人类带来了许多美好感受，而植物枝条上的片片柔绿
或是浓翠或是嫣红的叶儿，也给人们带来了美的享受。
首先来说一说叶子的形状：松针尖利细长，像是万根绿针簇于枝条；枫
叶五角分明，像天上的星星聚于树端；圆圆的落叶像一只只硕大的玉盘；田
旋花似十八般兵器中的长戟；剑麻叶像一把把脱鞘而出的利剑；芭蕉叶像片
片巨形青瓦，迎着雨声“噼叭”作响；灯心草叶像是一把缝鞋底用的锥子；
银杏叶像是一把驱除炎热的折扇；智利森林里生长着一种大根乃拉草，它的
一张叶片，能把 3 个并排骑马的人连人带马都遮盖住，像这样大的叶子，有
两片就可以盖一个五六人住的临时帐篷……叶子的形态说也说不完，而每片
叶儿都勾起人们无尽的遐想。
叶子生长的位置也非常有特色：有的是单片生长于茎上，有的则是成双
结对，有的数片有规律地交错生长，有的紧贴在地面上。叶子相互错开的角
度非常准确，
