跳轉到內容

科學:小學教師指南/植物

來自華夏公益教科書,開放世界開放書籍

[[|thumb|https://commons.wikimedia.org/wiki/File%3APlant_cell_structure-en.svg]]

植物的組成部分

[編輯 | 編輯原始碼]

Angiosperm life cycle diagram-en

  • 種子

植物的每個部分都具有非常重要的功能。


植物的組成部分

- 有著細小的管道,將水和食物輸送到植物的其他部分

- 支撐著植物的葉子和花朵

- 草、花和藤蔓有柔軟的莖

- 為植物收集水和礦物質

- 將植物固定在土壤中

- 一些植物在根部儲存食物

- 為植物製造食物

- 綠色葉子 + 空氣 + 陽光 = 植物食物

- 花朵有各種大小、顏色和形狀

- 產生種子

- 種子生長成新的植物


File:Https://www.google.com/search?q=seed+contain+new+plants&rlz=1C1JPGB enUS728US728&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjcp9S63dHTAhUJsVQKHRYdCpQQ AUICigB&biw=1280&bih=918
豆類種子植物

Azadirachta indica MHNT.BOT.2007.40.124

種子是由果實產生的,果實生長在開花植物上。一些植物只有一種種子,而另一些植物則有多種種子。種子可以生長成新的植物,就像產生它的植物一樣。

種子有三個部分:種皮、胚和儲藏的食物區域。種皮是種子的硬質外殼,起到保護作用。胚是種子內部可以生長的新的植物,將長成新的開花植物。儲藏的食物為種子和種子內部的植物提供營養,直到植物長出葉子並能夠自行製造食物。一些種子透過風力傳播,比如蒲公英,另一些種子透過動物傳播,比如浣熊吃漿果後留下排洩物,人類也傳播種子,想想當你走過高草的時候,衣服上會沾上毛刺和種子,當你拍掉衣服的時候,你就在傳播種子。人類對植物的種子有很大的利用價值,我們食用種子。人類食用一些種子,比如燕麥、豌豆、豆類和各種堅果。我們還利用種子中的花生油和棉籽油進行烹飪,以及胡椒粉和肉豆蔻作為香料。種子也被用於醫藥,茴香籽和亞麻籽用於治療感冒和膽固醇。


種子包含新的植物

  • 種子是新植物的開始
  • 它們有不同的形狀、大小和顏色
  • 花朵產生種子
  • 被種皮覆蓋以保護,並將幼嫩的葉和根包裹在內部
  • 包含新植物的食物
  • 種子旅行

- 種子粘在襪子上 - 粘在動物的皮毛上 - 種子隨風飄散

  • 種子生長需要

- 土壤 - 水 - 陽光 - 種子被種植在花園裡以生長

植物的用途

[編輯 | 編輯原始碼]

植物有不同的用途,人們在探索中發現了一些用途,無論是食物、藥物還是衣服。植物製造氧氣。植物在製造食物的過程中會產生一種物質——氧氣。這種氧氣是空氣中重要的組成部分,是植物和動物生存所必需的。當人們呼吸時,我們從空氣中吸入氧氣,以維持細胞和身體的生存。所以,從本質上來說,人類離不開植物,因為我們利用植物獲取氧氣,沒有它們,我們將會死亡。以下是植物用途的一些例子:

* Fruit: Cherries, Apples, Peaches, Cantaloupe, Apricots, and Plums. They are a great source of food and besides that they are tasty. Many people sometimes get mixed up in identifying a fruit from a vegetable but it is easy if you remember this if it form from a flower it is a fruit. if it comes from another part of the plant then it is a vegetable. 
* Seeds: The most common source of food all around the world are seeds. We get corn, wheat, oats, rice, peas, beans, and nuts these are all considers to be seeds. Another good outcome from seeds are the oils mainly because we use cooking oil to well cook. Chocolate is mainly everyone's favorite and guess what we get cocoa beans to create the chocolate as well as coffee beans to make coffee. 
* Roots: Carrots, radishes, beets, turnips, and horseradish are some examples of roots that we eat. The root is an important part of the plant because this is where people make medicine as well as candy. One root that makes both is call Licorice. 
* Stems: The uses for stems are countless. We get out food, clothing, and even furniture. We eat the stems of asparagus and potatoes. Fibers from the stems and other plants are used to make rope and twine, the wood that comes from the stem also is used to construct our homes lets not forget that we use wood to keep ourselves warm as well as for cooking.

植物生長階段

[編輯 | 編輯原始碼]
  • 階段 1

胚芽在種子內部生長

  • 階段 2

植物從胚芽中向上生長 根從胚芽中向下生長

  • 階段 3

葉子生長 根部生長

  • 階段 4

花蕾生長

  • 階段 5

完全生長的植物 葉、莖、花和根


2007-06-24Chlorophytum comosum04 植物的根系不斷地為莖和葉提供水和溶解的礦物質。為了實現這一點,根必須生長到土壤的新區域。植物根系的生長和代謝由葉片中的光合作用過程提供支援。來自葉片的光合產物透過韌皮部運輸到根系。根的結構有助於這一過程。本節將回顧不同型別的根系,觀察一些特化的根,並描述單子葉植物和雙子葉植物根的解剖結構。

儘管聽起來很奇怪和噁心,但人類實際上會食用植物的根部。我們食用一些根部,比如胡蘿蔔、蘿蔔、甜菜和蕪菁。一些根部,比如甘草,被用於製作茶葉、糖果和藥物。

不定根是指從主根分枝以外的地方出現的根,而是起源於莖、枝、葉或老的木質根。它們通常出現在單子葉植物和蕨類植物中,但也出現在許多雙子葉植物中,比如三葉草 (Trifolium)、常春藤 (Hedera)、草莓 (Fragaria) 和柳樹 (Salix)。大多數氣生根和支柱根都是不定根。在一些針葉樹中,不定根可能構成根系的主要部分。

通氣根 (或膝根或膝或呼吸根或柏樹膝):從地面向上生長,尤其是在水面上的根,例如在一些紅樹屬 (Avicennia, Sonneratia) 中。在一些植物中,比如白骨壤,直立的根具有大量的呼吸孔,用於氣體交換。

氣生根:完全在地面以上的根,例如在常春藤 (Hedera) 或附生蘭花中。許多氣生根用於直接從空氣中獲取水和養分——從霧氣、露水或空氣中的溼度中獲得。[11] 一些依靠葉系統收集雨水或溼度,甚至將其儲存在鱗片或袋子中。其他的氣生根,例如紅樹的氣生根,用於通氣,而不是用於吸水。其他的氣生根主要用於結構支撐,作為支柱根,例如玉米,或者錨根,或者作為絞殺榕的樹幹。在一些附生植物中——生活在其他植物表面上的植物,氣生根用於獲取水源或到達地面,然後像普通的表面根一樣起作用。

收縮根:它們透過徑向擴張和縱向收縮將單子葉植物的鱗莖或球莖,如風信子和百合,以及一些直根,如蒲公英,拉入土壤深處。它們的表面有皺紋。

粗根:經歷了次生增粗並具有木質結構的根。這些根具有吸收水和養分的能力,但它們的主要功能是運輸,並提供結構來連線更小的直徑、細根到植物的其他部分。

細根:通常直徑小於 2 毫米的初生根,具有吸收水和養分的功效。它們通常高度分支,並支援菌根。這些根可能壽命短暫,但會被植物在持續的根“週轉”過程中取代。

吸根:寄生植物的根,可以從另一種植物中吸收水分和養分,例如槲寄生(Viscum album)和菟絲子。

繁殖根:形成不定芽的根,這些不定芽會發育成為地上枝條,稱為吸枝,形成新的植物,例如加拿大薊、櫻桃等。

蛋白根或叢根:在低磷酸鹽或低鐵條件下,山龍眼科和以下科的一些植物(樺木科、木麻黃科、胡頹子科、桑科、豆科和楊梅科)會形成的生長有限的密集根叢。

支柱根:這些是常見的紅樹林的不定支援根。它們從側枝向下生長,在土壤中分枝。

向地性:根自然地向下生長,抵抗重力。

貯藏根:這些根被改造用於儲存食物或水分,例如胡蘿蔔和甜菜。它們包括一些主根和塊根。

結構根:經過二次增粗的大根,為木本植物和樹木提供機械支撐。

表層根:這些根在土壤表層下方大量繁殖,利用水分和易獲得的養分。當土壤表層條件接近最佳時,表層根的生長會得到促進,它們通常會成為優勢根。

塊根:根的一部分膨大用於儲存食物或水分,例如紅薯。一種不同於主根的貯藏根。

Raindrops on nasturtium leaves

葉子的主要功能是生產食物和排洩廢物。葉子是植物進行光合作用生產食物的部位。光合作用是指葉子利用陽光和水分生產食物(糖分)的過程。葉子從空氣中吸收二氧化碳,並將二氧化碳轉化為氧氣。

葉子對人類和其他哺乳動物至關重要。葉子被用於醫藥、食物、燃料、住所,甚至衣服。一些飲料是透過對茶葉進行不同處理而製成的。白茶、綠茶、紅茶、烏龍茶和抹茶是使用茶葉生產的最常見茶類。葉子也被用作美容產品,例如染髮劑和指甲花,這些產品由不同型別的植物混合製成糊狀物;這種糊狀物用於裝飾皮膚。在熱帶地區,人們會使用大型葉子,例如棕櫚葉,作為住所的遮蓋物,為房屋建造屋頂。葉子也大量用作食物來源,例如生菜、捲心菜、歐芹、菠菜、茶葉和菸草,用於娛樂性毒品。沒有植物,人類就會滅亡。

秋季葉子的顏色

為什麼葉子在秋天會變色?葉子在生長季節是綠色的,因為存在葉綠素色素。當葉子結束生長季節時,葉子的真實顏色開始顯現。當秋季白天開始變短時,葉子停止生產葉綠素,葉子的“真實”顏色開始顯現,例如紅色、橙色和黃色。即使葉子變色,也不意味著它已經死了。當冬天來臨,寒冷會殺死葉子,使葉子變成棕色。

葉子的結構

向日葵葉結構

葉子是光合作用的器官。光合作用發生在葉子中。葉子的結構適應了高效的光合作用。

  • 大的表面積
    大多數葉子寬闊,具有較大的表面積,使它們能夠吸收更多的光。
  • 薄的形狀
    薄的形狀意味著二氧化碳擴散進入和氧氣擴散出來的距離較短。
  • 葉綠素
    這種化學物質使葉子呈現綠色,並將光能轉化為化學能。
  • 葉脈
    葉脈網路支撐著葉子的結構,並將物質輸送到葉子中的細胞以及從葉子中的細胞輸送出去。
  • 氣孔
    這些是葉片下表面的小孔,允許氣體擴散進出。

植物產生的色素種類比動物產生的色素種類更多。有四種色素。色素是光合作用的一部分。色素的產生取決於葉子在秋天掉落之前會變成的顏色。葉綠素是光合作用的色素。例如,在向日葵中,當葉綠素色素停止生產時,黃色和橙色就會變得可見。

葉綠素 = 綠色葉子

類胡蘿蔔素 = 橙色

花青素 = 紫色和紅色

葉黃素 = 黃色

The book of the peony (1917) (20211148480)

這些是植物的生殖器官。所有植物都產生花,原因相同:為了產生種子,以便另一株植物能夠生長。花瓣和花的香味吸引昆蟲(蜜蜂、甲蟲、蝴蝶等)為花授粉(植物用花蜜獎勵授粉者)。授粉後,花瓣脫落,種子在花的一部分叫做子房中發育。子房本身通常會變成我們所說的果實。

對於人類來說,花卉更多地是一種想要的東西,而不是必需品。我們使用花卉來點綴我們的家,或者裝飾活動,使其看起來更美麗。我們也喜歡花的香味。許多花卉被用於製造香水、乳液和肥皂。

花的組成部分

成熟花朵示意圖

花朵有四個部分:萼片、花瓣、雌蕊和雄蕊。完整的花必須具有所有這些部分。缺少一個或多個這些部分的花被稱為不完全花。

  • 萼片

它們是花基部呈葉狀,通常為綠色的結構。它們的功能是在花形成時保護花。

  • 花瓣

這些是花朵的彩色部分,功能是吸引傳粉者。花瓣顏色各不相同,它們可以吸引不同型別的動物和昆蟲作為傳粉者。

  • 雄蕊

它們是花的雄性生殖部分。管狀部分稱為花絲,頂部的球狀部分稱為花葯。花葯產生花粉粒,花粉粒含有花的精子。當傳粉者與花葯接觸時,它們可能會攜帶花粉粒到其他花朵進行授粉。

  • 雌蕊

這是花的雌性生殖部分。雌蕊通常呈瓶狀,它有三個主要部分:柱頭、花柱和子房。

Heterotheca villosa stems (3488027362)

莖支撐著植物的上部,並將水和溶解的養分從土壤中向上輸送到莖中的一套管子。葉子產生的食物會透過莖向下輸送到根部。莖還可以儲存植物的養分。莖透過莖中的細管將水和養分從土壤中輸送到葉子,並將葉子製造的食物輸送到根部。然後,水透過稱為'''木質部''' 的組織的細管向上進入莖。木質部是植物中的維管組織,它向上輸送水和溶解的養分,並幫助形成莖中的木質部分。這個過程從根部開始,根部吸收水分,並透過滲透作用從細胞到細胞地移動。滲透作用(是細胞保持細胞壁兩側水分濃度相等的自然趨勢。由於滲透作用,水分會進入根部,併產生一種輕微的壓力,稱為根壓。然後,蒸騰作用會發生,蒸騰作用會透過葉子的氣孔蒸發水分,將水分向上輸送到莖部。然後,熱量會使水進入葉子,導致上面細胞的水分短缺。這會導致水從下面的細胞進入葉子。水透過植物向上移動的過程被稱為'蒸騰拉力'''。在葉子中產生的食物也透過莖中的管子輸送到根部。

植物的莖有幾個功能。莖有助於繁殖幾種植物,例如雞蛋花、木蘭、玫瑰和無花果。莖也被用作將養分從根部輸送到植物上部,並將養分從葉子輸送到根部。植物的莖對人類有很多用途,例如食物和藥物。用大麻和亞麻莖的纖維製成的衣服,以及用樹木的莖作為住所、傢俱或燃料。

Mysopates orontium 花莖 04April2009 DehesaBoyalPuertollano
  • 節上長有一個或多個葉子,以及可以長成枝條的芽。
  • 節間是兩個節之間的距離。

莖有四個主要功能,它們是: • 支撐葉子、花朵和果實,並使它們升高。莖使葉子處於光照條件下,併為植物提供放置花朵和果實的地方。 • 透過木質部和韌皮部輸送根部和枝條之間的液體。韌皮部將糖分輸送到樹木的各個部位,包括根部。 • 儲存養分 • 產生新的活組織。植物細胞的正常壽命為一到三年。莖有稱為分生組織的細胞,每年都會產生新的活組織。

植物的主要類別

[編輯 | 編輯原始碼]
  • 簡單植物 - (第一類 - 門)生活在世界的大部分地區,從熱帶到極地地區,但它們總是生長在一年中某些時間有液態水的地區,因為水是它們繁殖過程所必需的。
  • 維管植物 - (第二類)具有維管系統,該系統由微小的管狀結構組成,這些結構將水和養分從土壤運輸到植物的各個部位。
  • 常綠植物(針葉樹) - 錐形植物。以包括紅杉、雲杉、冷杉、雪松和松樹在內的常綠植物而聞名。用於木材,一些用於造紙。
  • 落葉植物 - 秋季落葉,進入冬季休眠期。
  • 開花植物 - 開花植物的主要部分是種子、根、莖、葉和花。形成包含種子的果實。

所有植物都屬於植物界。

Anemone pulsatilla MS 0164

Berdorf (LU), Aesbachtal -- 2015 -- 6378

植物的繁殖

[編輯 | 編輯原始碼]

雌花的結構 雌蕊是花的雌性部分。它的結構包括一個帶有粘性頂端(稱為柱頭)和子房的柱頭。子房裡有胚珠,胚珠有一個卵核,當受精時會變成胚胎(種子)。

雄花的結構 雄蕊是花的雄性部分。雄蕊可以在花瓣內部,圍繞著雌蕊。雄蕊包含花絲和花葯。花葯是產生花粉的地方。每個花粉粒都包含一個精核,可以使卵核受精。

花粉粒會附著在粘性柱頭上,一個管子開始從柱頭生長到雌蕊,為精核到達子房準備通路。然後它進入胚珠並與卵子結合。當胚珠內的卵子受精時,種子就開始形成。然而,卵子無論如何授粉,都只能被同一株植物的精子受精。

繁殖

有 4 個器官有助於繁殖。當植物擁有這四個部分時,它被稱為完全花。如果缺少其中一個部分,則稱為不完全花。為了使繁殖發生,花葯中的花粉需要插入柱頭。然後柱頭將花粉運輸到子房或胚珠。

授粉

授粉有兩種型別:自花授粉和異花授粉。自花授粉是指花粉來自同一朵花或同一型別的花。使用同一朵花的花粉進行繁殖。異花授粉是指花粉來自不同的花。異花授粉是由各種因素完成的,例如

動物穿過植物時,它們在穿過植物時用皮毛掉落並收集花粉

昆蟲被花的蜜 nectar 和鮮豔的顏色所吸引

雨、風和其他自然因素

無性繁殖

[編輯 | 編輯原始碼]

能夠在不需要種子的情況下進行繁殖的植物被稱為進行無性繁殖。植物可以透過扦插或分株進行繁殖。無性繁殖使植物能夠傳遞良好的性狀。植物將保持與親本植物相同的性狀;新植物被稱為克隆(這些植物在基因上與親本植物相同)。種植莖或葉的碎片是繁殖植物的一種簡單方法。

莖繁殖的例子包括

玫瑰,透過將一段莖切成斜角,然後將其放入水或土壤中,可以讓植物生長根。玫瑰將保留親本花的相同性狀,使玫瑰能夠傳遞良好的特徵。茉莉、雞蛋花和玉蘭是可以透過扦插莖繁殖的植物的另一個例子。

葉繁殖的例子包括

ZZ 植物是一種很容易透過切割葉子並將其埋入土壤中進行繁殖的植物,葉子的基部可以吸收土壤中的水分和養分。

植物可以在沒有種子的情況下繁殖

[編輯 | 編輯原始碼]

這個過程被稱為“無性繁殖”。

  • 扦插

秋海棠、彩葉草和許多其他植物都可以透過扦插進行繁殖,這個過程可以像將一塊莖(帶有葉子)放入水中或潮溼的沙子或土壤中一樣簡單。幾天後,根開始在葉子的底部生長,新的植物開始生長。

  • 莖和鱗莖

鱗莖,當放置在適當的水分和溫度條件下時,將開始生長並形成新的植物。例子:當馬鈴薯有地下莖尖(稱為塊莖)時。塊莖包含儲存的食物,在適當的水分和溫度下,可以長成新的植物。馬鈴薯只要有一個芽就可以繁殖。芽是新生長髮生的地方。

光合作用

[編輯 | 編輯原始碼]

光合作用是植物將陽光轉化為能量的過程。基本上是在光能(葡萄糖)存在下,將二氧化碳和水結合在一起。植物從太陽獲取陽光,從土壤獲取水,從空氣獲取二氧化碳。植物利用所有這些來製造食物。從根到葉和從葉到根的養分透過稱為木質部的管道運輸。製造食物的過程發生在葉片中,額外的葡萄糖儲存在根部,並在缺乏陽光時被用來進行光合作用。即使植物排放廢物作為氧氣,光合作用也需要一些氧氣。氣體平衡由葉片上的小孔(稱為氣孔)控制。氧氣從氣孔排出,並允許二氧化碳進入植物。

大多數植物需要光合作用才能生長。不需要光合作用就能生長的植物,例如蘑菇,從地面獲取食物。

展示你對植物的瞭解(點選正確答案的字母)。

植物的花朵有什麼作用?

儲存食物
製造食物
製造種子
光合作用
葉綠素
花瓣
葉綠素
麵粉
葉綠素
陽光
氧氣
氧氣
二氧化碳

維管植物

[編輯 | 編輯原始碼]

植物界的第二類是維管植物,這類植物具有維管系統,該系統由微小的管狀結構組成,這些結構將水和養分從土壤運輸到植物的各個部位。樹木、灌木、花卉和草類,我們大多數人認為是植物的幾乎所有生物都是維管植物。

常綠植物

[編輯 | 編輯原始碼]

也稱為針葉樹,是帶有錐形的植物,鱗片狀的錐形包含種子。針葉樹以其軟木和產生粘性物質樹脂而聞名。常綠植物包括紅杉、雲杉、冷杉、雪松和松樹。

針葉和鱗片

[編輯 | 編輯原始碼]

針葉樹的葉子是針葉或扁平的鱗片,它們在整個冬季都留在植物上,這就是這些植物被稱為常綠植物的原因。雪松和杜松的葉子是鱗片狀的,松樹、雲杉和冷杉的葉子是細長的針葉。松針是尖的,並且成束或成組排列,每束或每組 1、2 或 8 根。雲杉針是尖銳的,並且在小枝上是分開的或單生的,冷杉樹的針是靈活的和扁平的。

落葉植物

[編輯 | 編輯原始碼]
File:Deciduous plants.jpg
落葉樹

秋季落葉,冬季休眠的樹木。

蒸騰作用

[編輯 | 編輯原始碼]

當從根部吸收的水分用於製造食物時,多餘的水分必須從植物中排出。氣孔在吸收二氧化碳和釋放氧氣的同時,也提供了一個控制植物水分含量的系統。當植物需要吸收大量的二氧化碳時,氣孔會保持張開。當根部的水分供應有限或植物水分流失過快時,保衛細胞會收縮或關閉氣孔,以儲存水分。

葉片顏色變化

[編輯 | 編輯原始碼]

在生長季節,這些顏色被葉綠素的綠色所掩蓋。當植物進入生長季節末期,停止生產葉綠素時,隱藏的顏色就會顯現出來。


簡單植物

[編輯 | 編輯原始碼]

植物大多體型較小,包括苔蘚和地錢。很少有苔蘚植物的長度超過 2 釐米。它們分佈於世界大部分地區,從熱帶到極地地區都有它們的身影。它們總是生長在一年中某個時間有液態水的地區,因為水是它們繁殖過程中的必要條件。

維管植物

[編輯 | 編輯原始碼]

被子植物門中的植物具有維管系統,該系統由微小的結構組成,負責將水分和養分從土壤運輸到植物的不同部位。

具有木質部和韌皮部的維管組織的各種植物。維管植物包括所有種子植物(裸子植物和被子植物)以及蕨類植物(包括蕨類、石松類和木賊類)。也稱為維管植物。與非維管植物對比。

常綠植物

[編輯 | 編輯原始碼]

針葉樹以其軟木和生產一種粘性的樹脂而聞名。常綠植物包括紅杉、雲杉、冷杉和松樹。

落葉植物

[編輯 | 編輯原始碼]

秋季落葉,冬季休眠的樹木。

開花植物

[編輯 | 編輯原始碼]

形成含有種子的果實。玫瑰、梔子花和蘭花在秋季落葉,就像楓樹、榆樹和果樹一樣。

開花植物(被子植物),也稱為被子植物或木蘭綱植物,是陸地植物中最多樣化的群體,包含 416 個科。與裸子植物一樣,被子植物是種子植物;它們與裸子植物的不同之處在於一些特徵,包括花朵、種子內部的胚乳,以及產生包含種子的果實。從詞源上講,“被子植物”是指產生封閉種子(即結果植物)的植物。

華夏公益教科書