生物学科>>初一上学期>>茎的结构
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不要小看树皮
  据说在1638年,西班牙的一位伯爵带着妻子来到南美洲的秘鲁。不久,他妻子患上了可怕的疟疾,伯爵很焦急,因为他没有治这种急性传染病的药品,而当地的印第安人虽然有治这种病的秘方,但他们仇恨殖民主义者,不可能告诉他。一天,伯爵忽然想起印第安人嘴里总在嚼一样东西,善于思考的伯爵推想这种东西也许能治这种疾病。于是他暗中探听,得知这是一种叫"鸡纳"的树皮。"鸡纳"在印第安语中的意思是"最好的树皮"。伯爵立即去剥回树皮,煲汤给妻子饮服,结果喝了几次后病真的好了。从这个故事中,我们可以看到树皮的药用价值。朴实无华的树皮,用处还有很多呢!

  首先,它担负着树木的营养运输工作,同时,厚厚的树皮还保护着树干内部所有的活组织,免受太阳炙烤和风吹雨打,并防止了病虫害的侵入。树皮的结构主要由外表皮部和次生韧皮部组成,外表皮除了保护树干内部组织外,还有透气和保持水分的作用。这种功能和人的皮肤有些相似。次生韧皮部由许多筛管组成,它是运输光合作用有机物质的唯一通道。因此树皮在树木的生命中,起着重要的作用。

  其次,就像前面提到的金鸡纳树的树皮一样,不少树皮是有名的药材,可用来治疗各种疾病。比如杜仲的树皮是一种强壮剂,可用来治疗腰膝痛和各种类型的高血压。肉桂的树皮就是中药里的桂皮,它有健胃和强身的功效。但是,取得这些药材,就会使生长多年的树木因剥皮而死,又因培植新树需要时间,所以,药材供不应求,为了解决这一问题,在本世纪70年代,我国终于研制出剥皮再生技术。

  此外,在工业生产中,树皮也得到广泛的应用。比如酒瓶的软木塞是用栓皮栎的树皮制作的,这种树是世界上惟一不怕剥皮的树,它的树皮很轻软,富有弹性,能防水,在我国、希腊和罗马,人们用它造房子、作鞋垫和船只,以及做救生衣、乒乓球台、隔间板等等。有些树皮还可制成布料缝制雨衣呢。

资料来源《花儿为啥开》

木材为什么有轻有重
  木材的轻重之谜何在呢?说来也简单,木材是多孔隙的物体,由许许多多的细胞组成。细胞的外表是细胞壁,里面充满水分和空气。如果不计水分和空气,只按细胞壁计算,各种木材的实质密度几乎是相等的。但是,实际上计算木材的质量不能只计算细胞壁,还要计算它的单位体积的重量。这种重量单位用每立方厘米多少克表示,称为容积重。各种木材的容积重常有不同,可分出轻木和重木。有的木材细胞壁很厚,孔隙很小,细胞排列很致密,硬得像石头一样,连钉子也难钉进去,这样的木材容积重很大,木材就重,称之为重木。有的木材正相反,细胞壁薄,孔隙大而松软,这样的木材容积重就小,木材就轻,就叫轻木。

  木材的轻重在很大程度上决定着木材的强度和工艺性质。一般来说,木材容积重大的,强度就大;容积重小的,强度也小。重的、强度大的木材固然可以制作各种机柄、农业机具等,有着多种用途;轻的、强度小的木材也有它的用途,可做捕鱼网的浮标、救生圈、扬声器的隔板和其他绝缘材料等。那么,有没有办法控制木材生长的密度呢?这些谜正有待探索。

为什么竹子的茎中央是空的
  一般植物茎的构造是:最外层是表皮,表皮里面是皮层,皮层有一些薄壁组织和比较坚固的机械组织。皮层再往里,就是中柱部分。中柱部分中包含着一个一个的维管束,这是植物茎中最重要的部分,起着运输养分、水分的作用。中柱部分的最中心也是植物茎的最中心,叫做髓。髓具有很大的薄壁细胞,是贮藏养料的地方。

  而竹子等单子叶植物茎的中间却是空的。这是因为,这些植物茎中央的髓部很早就已经萎缩而消失了。本来,这些植物的茎也是实心的。但是植物在长期进化的过程中茎慢慢地变空了。茎变空对植物是有利的,为什么呢?

  植物茎中的机械组织和维管束就好像钢筋混凝土是立柱中的梁架,有了它们就可以支持植物直立起来而不会倒伏。

  我们知道,同样分量的材料,中央空而较粗的支柱比中央实而较细的支柱的支持力要强一些。同样的道理,如果植物的茎增强机械组织和维管束,减少甚至消失柔软无力的髓部,就变成管状的结构。那么,它的支持力既大又节省了材料。竹子等单子叶植物是最进化的植物,所以它们的茎中央大都是空的。

资料来源《未来科学家丛书-植物篇》

为什么竹子没有年轮
  树木在春天到夏天这段时间内,树皮内形成层的细胞快速地增加;秋天到冬天这段时间内,细胞增加减慢。所以,植物在春夏之间成长的部分比较柔软,而且较宽厚;在秋冬之间生长的部分较窄而硬。随着树木一年年的长粗,也就这样形成了年轮。

  可是竹子就不同,竹子也能生长许多年,但是它的茎一出地面就不再长粗了,年龄再大,也只能长这么粗。

  这是因为竹子是单子叶植物,而一般树木大多是双子叶植物。单子叶植物茎的构造和双子叶植物有很大的区别,最主要的区别就是单子叶植物的茎没有形成层。

  双子叶植物在韧皮部和木质部之间夹着一层薄薄的形成层。形成层是最活跃的,它每年都会进行细胞分裂,产生新的韧皮部和木质部;而在单子叶植物的韧皮部和木质部之间,并没有一层活跃的形成层,所以,单子叶植物的茎干只有在开始长出来的时候能够长粗,到一定程度就不会长粗。因此,竹子就无法形成年轮了。

  除了竹子以外,小麦、水稻、高梁、玉米等等都是单子叶植物。所以,它们也都没有年轮。

资料来源《未来科学家丛书-植物篇》

树干圆柱形之谜
  只要你平常对周围的树木稍加注意,就会知道不同种类的树木,它们的树冠、叶子、果实的形状这样变化多端,几乎不可能找出它们的共同形状来。有时就是在同一种类中也有很大的变异。可是,当你把视线转移到树干和枝条上去时,马上就会发现:几乎所有树木树干都是圆的。奇怪!树干为什么大都是圆柱形的,而不是别的形状呢?为什么形形色色的树木在这一点上能够"统一"起来呢?

  让我们来看一看圆柱形的树干到底有哪些好处吧!

  几何学告诉我们,圆的面积比其他任何形状的面积要来得大,因此,如果有同样数量的材料,希望做成容积最大的东西,显然,圆形是最合适的形状了。怪不得人们把用以输送煤气的煤气管,用以输送自来水的水管,都做成圆管状的,实际上这是对自然现象的一种仿造。

  其次,圆柱形有最大的支持力。树木高大的树冠,它的重量全靠一根主干支持,有些丰产的果树结果时,树上还要挂上成百上千斤的果实,如果不是强有力的树干支持,哪能吃得消呢?

  树木结果的年龄往往比较迟,有些果树,如核桃、银杏等常需要生长十多年,甚至几十年才开始结第一次果实。在这一段漫长的时间里,它们主要的任务,首先是建造自己的躯体,这需要耗费大量的养分,如果不是采用消耗材料最省而功能最大的结构,就会造成浪费,使结果年龄推迟,树木本身繁衍后代的时间也拉长了,这对树木来说是不利的。

  再说,圆柱形结构的树干对防止外来伤害也有许多好处。树干如果是正方形、或是长方形、或是圆以外的其他形状,那么,它们必定存在着棱角和平面。有棱角的存在是最容易被动物啃掉的,也极容易磨擦碰伤。果园中的果树,假如树干是四方的,可以想象它就容易被耕畜或其他机械损伤。我们知道,树木的皮层是树木输送营养物质的道理,皮层一旦中断,树木就要死亡。而四方茎干遭害的机会又这么多,岂不危险吗?好在树干是圆柱形的,就是机械碰伤或磨擦损伤了树皮,也可能是局部地方而已。

  另外,树木是多年生植物,在它的一生中不免要遭到风暴的袭击,由于树干是圆柱形的,所以,不管任何方向吹来的大风,很容易沿着圆面的切线方向掠过,受影响的就仅一小部分了。你可以设想,如果树干是具有平面的任何其他形状,不待说,平面比之圆面上的一点受风力不是就大大增加了吗?这样,树就会被风吹歪,严重时还地使树倒毙呢!

  一切生物都在进化的道路上前进着,它们躯体的特点总是朝着对环境最有适应性的方向发展。圆柱形树干可能也是对环境适应的结果。

资料来源《植物之谜》

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