植物的结构
种子的种类
种子的大家庭可谓种类繁多，约有20万种。它们都是种子植物的小宝宝，而种子植物约占世界植物的2／3还要多。
种子中的大王应属复椰子了，这种形似椰子的种子可比椰子大得多，而且中央有道沟，像是把两个椰子重合在一起，所以叫它为复椰子。那还是1000多年前，在印度洋的马尔代夫岛上，岛民们在沙滩上看见了这种大个果子。
他们不知这是否是椰子，于是劈开它，吃果肉、喝汁液，发现和椰子差不多，便给它取名为“宝贝”。人们1000年后才明白这是复椰子，是远涉重洋从塞舌尔海岛漂来的。复椰子重约20公斤，里面的种子则有15公斤之多，真是大个头了，于是许多国家的植物博物馆里都把它用作标本。
下面说说最小的种子，我们常说“丢了西瓜拣了芝麻”!芝麻的种子要25万粒才有!公斤重，看来芝麻种子是够小的了。而烟草的种子要700万粒才达到1公斤重，即7000粒才重1克。然而这还不是最小的种子，真正的小种子是斑叶兰的种子，200万粒才重1克，轻得如同灰尘。
种子的颜色也包含了世上所有的颜色，而其中约有一半是黑色和棕色。豆科中的红豆，是带有光泽的深红色，它也叫相思豆。它寄托了远隔千山万水的恋人们的相思之情，并流传了许多数不尽的动人故事。
种子有圆有扁，也有的是长方形，有的竟是三角形或多角形。大多数的种子是比较光滑的，但也有的表面凹凸不平，还有的长着绒毛和“翅膀”，像个小昆虫。谁敢轻视这些小小的种子呢，有时只需一粒，它居然能发育成直人云霄的参天巨树呢。
人造种子
传统的农业技术是用天然种子播种而获得丰收及再获得种子以备来年之用，而人造种子的出现则将改变这一传统的旧面貌，成为一项植物快速繁殖的新技术而被各国所重视。
人造种子的研制从理论性地提出到某些植物人工种子的成功研制经历了相当长的历史，首先是德国植物学家哈勃兰特根据细胞学说的理论，大胆预言植物身体上的每一个细胞在脱离母体后，只要给它合适的生活条件，都将能发育成跟原来植物体一模一样的植株。经过许许多多的科学家的努力，直到1958年，美国植物学家用**悬浮培养法培养胡萝卜的体细胞，得到胚状体，它是具有分裂能力的细胞团，胚状体进而发育成了完整植株，并能开花，结果，使得哈勃兰特的预言变成了现实。
到1978年，有人提出“人工种子”的设想，立即得到许多国家的响应，现已有美、法、日等国均在开展此项研究，在欧洲的尤里卡高技术计划中， “人工种子”占有显著地位。我国在“七．五”期间已开展此项研究。
为什么世界上如此多的国家重视人工种子的研制呢?人工种子与天然种子有何异同?
从结构上分析，一颗天然种子主要由两部分组成：种皮与胚，而人工种子也具备这两部分。通过特定的方法培养植物体细胞得到的胚状体与通过天然的传粉、受精得到的种子的胚一样，在形态、生理、生化等方面的特性完全一致，发育的过程也一样。至于种皮，需要找到人工合成材料或天然材料来充当，它必须能够保护胚状体并且还不能妨碍胚状体的生存与发育。只要获得胚状体和人工种皮，那么就获得了人工种子。人工种子之所以受到如此的重视，是因为它具备独特的优点：通过特定方法可以产生很多胚状体，比如在1升的**培养液中就可以得到10万个胚状体。这样，人工种子就具备数量多、繁殖快的优势，特别是用于快速繁殖苗术及人工造林方面比用试管苗繁殖更能降低成本和节省劳力；另外，人造种子能保证优良品种永远是优良品种，而天然的优良品种通过天然的方法(传粉受精过程，这是人工不可控制的)得到的后代无法保证它还是优良品种，这就好比“英雄”的后代不一定还是“英雄”，而人工种子可以达到这一点；在人工种子里可以加入植物激素促进发育，还可加入有益的农药或微生物进行抗病、抗虫而获得比天然种子更优异的特性。这一切，对农业生产来说，无疑具有重要经济价值。因此，人工种子的研制受到各国关注。
现在人工种子的研制已取得很大进展。1983年11月，美国就研制成功了芹菜人工种子，只是不具有种皮，而约2年后，美国成功研制了带种皮的苜宿、莴苣、胡萝卜、西红柿、花椰菜的人工种子。法国也宣告甜菜等人工种子的研制成功。我国在胡萝卜、芹菜、黄连、橡胶、水稻等十几种植物中进行了研制并取得较大进展，其中胡萝卜、芹菜、黄连的人工种子在有菌的条件下可萌发并长成小植株。
人工种子的研制前景诱人，法国德马利尔教授乐观地预言：今后人工种子将投入商品化生产，到公元2000年，人工种子将引起农业翻天覆地的变化。目前已有132种植物已诱导出胚状体，它们分属于32个科、81个属。虽然人工种子正处于实验室研究阶段，但随着研究的进展，人工种子用于大田生产将不是遥遥无期的事。
种子的寿命
种子具有寿命，但不同的种子，寿命长短差别很大。新中国建立之初，我国科学工作者在辽宁省普兰店泡子屯附近的泥炭层中，挖出了一些莲子。这一带多年以来就没有人种过荷花，怎么会挖出了莲子呢?经过鉴定，证明这些莲子在地层中已经“沉睡”大约1000多年了，竟是唐、宋时代的莲子。人们感兴趣的是，这些古莲子还能不能发芽?1951年，人们把古莲种子种了下去。1953年夏季，它们不但萌发了片片碧绿的嫩叶，居然还开出了粉红色的艳丽的荷花。日本的大贺博士在千叶县的低洼沼泽地下发现了沉睡了2000多年的莲子，播种后，也发芽开花结果了，可谓是种子中的老寿星。然而在南美洲阿根廷的一个山洞里发现的3000多年前的一种苋菜种子仍保持着生命力，不得不更让人称奇。最让人觉得不可思议的是1967年加拿大报道的在北美洲北极育肯河冻土层的旅鼠洞中发现的20多粒北极丽扇豆种子，经C14同位素测定，它的寿命至少已有1万年，播种后有6粒种子发芽长成了植株，这是目前所知寿命最长的种子。多年来，人们都认为世界上寿命最短的种子是沙漠中的梭梭种子，它的种皮极薄，极易发芽成苗，兰花种子的寿命也只有几个小时，杨树和柳树的种子的寿命也只有10多天。
为什么种子的寿命有长有短?关键的问题在哪里?原来种子的寿命关键是要使种子的胚保持生命力。种子的萌发只要满足胚对水分、空气、适宜温度等条件的需要就能实现。经科学家研究，种子外表的蜡质和厚厚的角质层都能使种子具备不透性而难以萌发，而长寿种子更是具备不易透水、不易透气的坚硬、致密的种皮。据研究，豆科植物种子寿命较长的原因很可能就是具备不透性的原因。在豆科植物种子的种皮中，存在种皮栅栏细胞角质层，莲于外面的果皮是坚硬的硬壳，里面存在着一种叫马氏细胞明线的物质引起不透性，再加上致密的细胞壁，更不易透水透气。种子的胚得不到充足的水分和氧气，生理活动微弱，就处于休眠状态而成为长寿种子，一旦种皮破坏，胚得到萌发条件就会打破休眠状态而萌动。
有人认为影响种子寿命的最主要的因素有两个，一个是种子的含水量，一个是种子的温度。含水量与温度降低则会延长种子的寿命。人们在实践中也发现调节短命种子的贮藏温度和湿度，寿命会相对延长，例如只有几小时生命力的梭梭种子，若在适宜条件下能保持1—2年的发芽力，带翅种子贮存7个月后才失去生命力。
由此可见，所谓“短命种子”只是贮存条件的不适宜而造成的，合适的贮存条件可延长种子的寿命，这在农业和林业生产上都具有重要意义。
种子的传播
植物为了传种接代，在数亿年漫长的生长过程中，各自练就了一套传播种子的过硬本领。植物的果实种子成熟后，有的自然落在母株周围萌芽生长；有些却远走高飞，做远程旅行，以扩大其种族领域。但它们既无能够奔跑的腿脚，又无像鸟类飞行的翅膀，何以会做远程的“旅行”呢?我们说，生物总是按“适者生存”的自然法则来生存和发展的，它们具有适应远程旅行的不同形态和结构。
你可能认识指甲花(又称凤仙花)吧，它的花可染红指甲，其果实呈椭圆形，成熟后只要碰它一下，它就会“怒不可遏”：5片果辦即刻裂开，并急剧向内弯卷收缩，将种子向四面八方弹出，远达]米以上。因此，指甲花的种子有“急性子” (中药名)之称。
还有一种热带地区的沼泽草木樨，也是名副其实的“炮兵”植物，其果实成熟时骤然裂开，声响如炮，同时射出种子，有效射程达]5米。有一种喷瓜，果形与黄瓜相似，因为它具有疯狂的袭击能力，所以又叫它“疯黄瓜”。其果实成熟时就变成粘性**，给果皮以巨大的压力，一旦遇到外力碰撞或果熟脱落时，果皮就突然开裂，粘液和种子一齐喷出；射程可达6米。
蒲公英、一品红等，它们的果实又轻又小，头顶长着许多毛，只要一阵轻风吹拂，就可腾空而起，展翅翱翔。而像柳树等植物，则借种子上许多细毛的浮力飘舞于空中，一到三四月间春风送暖之际，大街小巷便到处纷纷扬扬，飘下许多的柳絮“伞兵”。还有松树、榆树、臭椿等的种子，则以它们特有的翅膀，乘风展翅高飞，远航至异乡落户。
伴鸟飞天的种子非常多。如稗草、榕树、桑寄生等都是。它们的种子都有很坚硬的种皮保护着，并分泌出许多粘液附着在种皮上，一旦飞鸟啄吃这些种子后，种子就滑进了鸟的腹肚中，就像乘坐民航飞机一样，旅行到很远很远的地方去。随着鸟粪的落地，它们的旅行才告结束。还有许多像莲等植物的种子，是靠在水中流动，随波逐流的方法传播种子，繁殖后代的。此外，还有许多植物的种子上面生有不少的钩、刺等，借此来搭乘在其他物体上进行传播。如苍耳把它种子上的钩刺钩挂在动物的毛皮或人的衣物上，借以远距离地散布种子。鬼针草的弟兄们则是以果顶上的倒生刺毛，倒挂在衣物上来传播的。所以，不管人或动物，只要掠过它们的旁边，它们就会用毛、刺、钩、针等特有的旅行搭乘器，钩刺在过路者的毛发或衣物上，作免费旅行。
各种外形美丽，味道香甜的水果，如桃、梨、苹果、葡萄等，也有各种鸟兽自愿为它们担当传播种子的任务。这些水果虽然牺牲了甜美的果肉，却达到了传播种子的目的。人们的运输活动和吃果后随地乱抛种子等，实际上也都帮助了种子的传播。
种子的力量
你知道种子的力量有多大吗?石块下面的小草，为了要生长，它不管上面的石头有多么重，也不管石块与石块中间的缝隙怎么窄，总要曲曲折折地、顽强不屈地挺出地面来。它的根往土里钻，它的芽向地面透，这是一种巨大的力量。至于树种的力量就更大了，它能把阻止它生长的石头掀翻!一颗种子可能发出来的“力”，简直超越一切。你知道种子能剖开头盖骨吗?
人的头盖骨结合得非常致密，非常坚固。
生理学家和解剖学者，为了深入研究头盖骨的结构特征，曾经用尽了各种方法要把它完整地分开，但都没有成功。
后来有个人，受了种子被压在石块下面而顽强钻出石块的小草的启发解决了这个难题。植物种子的力量既然这么大，可不可以用它来剖开头盖骨呢?他认为这是可能的，于是他就把一些植物的种子放在头盖骨里，配合了适当的温度和湿度，使种子发芽。发芽后的种子，就产生了足够的力量，它竟然钻到头盖骨几乎密不可分的缝隙里，使劲地往出钻，往出长。这样，一切机械力量所不能做到的将骨骼自然结合分开的事情，小小的种子办到了。它不仅把人的头盖骨分开了，而且解剖得脉络清楚，从而解决了人们研究头盖骨的一大难题。
根的种类
不同植物的根，形态不一样。
不知你见过大豆、棉花、苜蓿的根没有?它们的中间有一条又粗又大又长又直的根，称主根，很容易找到，在它上面又长出有许多杈杈。主根是种子萌发时，首先冲破种皮伸出来的白嫩的胚根发育成的，也就是说，现在莱市场上随处可见的黄豆芽、绿豆芽，把其埋在土壤中继续生长发育，就能形成黄豆或绿豆植株的主根，上面的杈杈叫做侧根。
像这类能分出主次的根叫直系根。
但是玉米、小麦、水稻的根就很难分出主次根来，看起来像白胡子老头的一蓬胡须，粗细、长短相差不多，这样的根是怎么形成的呢?原来这类植物的种子萌发时，胚根很早就枯萎，只发育出大丛的须根，其实是从茎的基部产生出的不定根。这类根叫须根系。
还有一些植物的根，是变态根，跟上面的两类根完全不一样，功能也起了变化，例如各种萝卜，它们本身就是植物的主根，这种主根变得多肉、肥大，里面贮藏了大量的水分和营养。萝卜的营养非常丰富，被誉为“小人参”。
秋海棠的叶子插进土壤里就会长出根来。像这种从枝或叶上长出的根叫不定根。它不是从主根或侧根上生出的根。
常言说： “独木不成林”。独木真的不能成林吗?西双版纳森林里的大榕树，树冠非常庞大，枝干向下生出许多不定根垂到地面，人土后逐渐发育成枝干那样粗的支持根，支持着那庞大的树冠。其中有一棵大榕树的支持根形成的“树林”占地竟达6亩。世界最大的一株榕树产在盂加拉，其支持根支持的树干可覆盖15亩左右的土地。这是多么奇特的“独木成林”自然景观啊。
还有一种根和土壤中的微生物生活在一起，那是长根瘤的根和菌根。
有一种植物很特殊，它吸附在其他植物体上，吸收别的植物养料，像兔丛子，它没有叶，它的茎顶尖旋转缠绕到其他植物体上，它的茎上面长出一个小“疖”，刺到别的植物体的茎或叶中，掠夺别的植物的营养和水分，导致别种植物的死亡，真是软刀子杀“人”不见“血”。这个小“疖”称假根，是一种寄生根。
根之力
纤纤弱弱的植物根，生长在坚实大地的怀抱之中，令人不可思议，柔软的根是怎样钻到土地里面去的呢?
原来根在自己的头上(根尖)戴了一顶“帽子”，当然是细胞做成的，叫根冠，帽子里面是有增生新细胞能力的总部，叫做分生组织，总部的细胞迅速分裂，细胞数目急剧增多。这样根渐渐生长，不断在土壤内深入。在根的生长过程中，根冠始终作为根的“开路先锋”，保护着幼嫩的新生的细胞。由于在前进中，沙石土粒的碰撞，使根冠不断被磨损，不断地剥落，根冠一直分泌粘液，使土壤变得润滑，便于根的延伸。与此同时，分生组织又随时派遣一部分细胞制造出新的“帽子”——根冠，代替剥落、磨损了的根冠，严密地保护着分生总部，真可谓“前仆后继，永往直前”。
这个推动根前进的动力区(分生组织)并不大，它始终是根冠后面的薄薄一层，总共才有2—3毫米。
根生长的第二个力量，是在根分生组织后面的延长部，又叫伸长区，这部位细胞最初呈球形，后来渐渐伸长成圆柱状。细胞共同伸长的力量很大，它们共同形成的撑力迅速增长了根的长度。
伸长区之后是根毛区，这部分细胞渐渐分化成不同形态和功能的细胞，然后各司其职，各行其事，这种变化也起到延长根的效果，成为推动根深入土壤的第三个力量。
根的分生组织、伸长区、根毛区的细胞分裂、细胞延长的力量便是不可阻挡的生命力量，就是这种力量使纤弱的根克服硬土的阻挡，而伸展于大地之中。
植物的“嘴巴”
植物也有嘴巴吗?当然，植物若没嘴巴，一颗小小的种子怎么能够长成参天大树呢?那为什么看不见呢?一个原因是植物的嘴巴非常秀气，比“樱桃小口一点点儿”还要小上千倍百倍；另一个原因是植物的嘴巴是藏在地下的，自然就难以看到了。不信?你看：
1648年，比利时科学家海尔蒙特把一棵2．5千克重的柳树苗栽种到一个木桶里，桶里盛有事先称过重量的土壤。在这以后，他只用纯净的雨水浇灌树苗，为了防止灰尘落人，他还专门制作了桶盖。5年过去了，柳树逐渐长大了。经过称重，他吃惊地发现，柳树的重量增加了80多千克，土壤也减少了不到100克。
那么减少的100克土壤到哪里去了呢?显然是被植物体给“吃”掉用于自身的生长了。
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!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，把水吸人到体内的。
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30一一60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：
二氧化碳+水寺缸有机物+氧气
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]00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昼夜要吸人体内的氧气，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，]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；圓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，有120°、137°、138°、144°、180°，从上往下看，可以看到片片叶子互相镶嵌又丝毫没有遮盖。叶子之所以如此巧妙地安排，一方面可使植物受力均衡，再者则是为了最大限度地感受阳光雨露，由此看来叶子还有对称之美。
夏天绿叶焕发出勃勃生机，秋天则是黄叶扑簌，那是另一种美。叶的世界真是美丽得很。
奇妙的叶
世界上的植物成千上万，也就有了各种形状的植物叶。而这些形状不一的植物叶子也就有了许多奇妙之处。
先说说思茅草，它的叶缘上有许多锋利的细齿，这是为了自卫用的，经受过它的“自卫抵抗”而被划破了手的鲁班，就因此受到启发而造出了世界上的第一把锯子。
生长在海边的椰树有十分宽大的叶子，为何在强大的风雨之中却安然无恙呢?原来它的叶子表面有一道道凸起或凹下的波纹。正是这些波纹使叶子能够承受较大的压力。这就好像是一张平纸不能承受住什么，但是把它折成折扇状，它就能承受重物的压力。
车前草十分常见，谁知在它的叶子中也存在着令人吃惊的秘密：它的叶子按螺旋状排列，而两片叶子的夹角竟都是137°30′，结果使所有的叶子都能照射到阳光。于是人们受到启发而建造了螺旋形的高楼，使得阳光能照进每一个房间。
玉米叶呈圆筒状，这也是有什么意义吗?原来，它使叶子更牢固，而不易被破坏。人们仿造它的形状建造起跨越海峡或大河的桥梁，竟坚实牢固得很。
由此可见，植物的叶子构造是十分巧妙的，这其中的意义也深远得多。
秋风扫落时的秘密
一夜秋风，遍地黄叶，人便会平添几分惆怅。可你想过吗?为什么植物会落叶?谁是这幅萧条的秋景图的设计师呢?
早春，伴随着声声春雷，万物吐翠，嫩绿的枝芽慢慢展开了她的笑脸。如果说此刻的叶子尚处于旺盛生长的青年期的话，那仲夏的树叶便已到了壮年期，她们旺盛地进行各种代谢活动，为植物体维持生命和生长提供必要的能量。但万物有生必有死，叶子经过了她的青壮年以后，便开始步人暗淡的老年，开始衰老死亡了。
早在本世纪40年代，科学家们就认为叶子的衰老是由性生殖耗尽植物营养引起的。不少实验都指出，把植物的花和果实去掉，就可以延迟或阻止叶子的衰老，并认为这是由于减少了营养物质的竞争。如果有兴趣的话，你不妨做这样一个实验，在大豆开花的季节，每天都把生长的花芽去掉，你会发现，与不去花芽的植株相比，去掉花芽的大豆的衰老明显地延迟了。
但是，进一步观察，你会发现，并不是所有植物都是这样的。许多植物叶片的衰老发生在开花结实以前，比如雌雄异株的菠菜的雄花形成时，叶子已经开始衰老了。这样看来衰老问题并不是那么简单。
随着研究工作的逐步深入，人们现在知道，在叶片衰老过程中，蛋白质含量显著下降，遗传物质含量也下降，叶片的光合作用能力降低。在电子显微镜下可以看到，叶片衰老时，叶绿体遭到破坏。这些变化过程就是衰老的基础，叶片衰老的最终结果就是落叶。
从形态解剖学角度研究，人们发现，落叶跟紧靠叶柄基部的特殊结构——离层有关。在显微镜下可以观察到离层的薄壁细胞比周围的细胞要小，在叶片衰老过程中，离层及其临近细胞中的果酸酶和纤维素酶活性增加，结果使整个细胞溶解，形成了一个自然的断裂面。但叶柄中的维管束细胞不溶解，因此衰老死亡的叶子还附着在枝条上。不过这些维管束非常纤细，秋风一吹，它便抵挡不住，断了筋骨，整个叶片便摇摇晃晃地坠向地面，了却了叶落归根的宿愿。
说到这里，你也许要问，为什么落叶多发生在秋天而不是春天或夏天呢?是啊，为什么没有“春风扫落叶”呢?是因为秋风带来的寒意吗?
因为我们生活在温带地区，四季变化明显，光照长短、水分、温度等差异很大，所以我们只看到“秋风扫落叶”，实际上在热带干旱季节，也会出现春季落叶现象，只是没有温带地区落叶现象明显罢了。
落叶是植物正常的生理过程，是发生在植物体内的很复杂的过程之一。
有许多文人墨客扼腕痛惜飘零的落叶而挥墨洒文，可是你可曾想到过：落叶恰恰是树木的自我保护策略，牺牲小我，而保全主体。
天冷了，人们要生上火炉，穿上棉衣，可是树木呢，唯有脱尽全身的树叶，以减少通过叶子而散失的大量水分，才能安全过冬。要不然天寒地冻，狂风呼号，树根吸水已很困难，而树叶的蒸腾作用却照常进行，你想想看，等待树木的除了死亡，还会有什么呢?
同样道理，干旱季节中的热带树木的落叶也是自我保护的措施。
然而水分是影响落叶的唯一原因吗?
你注意一下，秋天，马路边的路灯旁的树木，在其他同伴已落尽的时候，却总还有一些树叶在寒风中艰难地挺立着，飘舞着。这就会使我们想到，落叶跟光照也有很密切的关系。实验证明，增加光照可以延缓叶片的衰老和脱落，而且用红光照射效果特别明显；反过来，缩短光照时间则可以促使植物落叶。夏季一过，秋天来临，日照逐渐缩短，似乎在提醒植株——冬天来临了。
那么是谁控制着叶子的脱落呢?经科学家艰苦地努力，终于找到了一种化学物质叫脱落酸，发现它与落叶很有关系，可以促使值物的叶脱落，同时也发现其他激素例如赤霉素和细胞分裂素起相反作用，能延缓叶的衰老和脱落。所以到目前为止，植物落叶的机理还没有完全弄清楚，但是可以肯定，落叶尤其是温带地区的树木的落叶，是减少蒸腾，保全生命，准备安全过冬的一种本领。
花的海洋
最杰出的艺术家当属大自然，这个艺术家在我们周围创造出数不尽的奇花异葩。梅花像星，葵花像盘，报春花像小钟，牵牛花像支喇叭，珙桐花似一只只迎风翩翩起舞的白鸽，台湾的蝴蝶兰，雪白中有绊红，好似群蝶翩跹。
再看看我们生活的周围：迎着春风，路旁的桃花悄悄盛开，粉红一片，雪白一堆；星星点点的小紫花在草丛中露出了头，二月兰、白兰也展开花辦，悄悄向路人致意，似乎在告诉人们：春天到了!春天到了!气温刚略有回升，夏至草便伸着懒腰，周身带着一圈一圈小花环使劲睁开了眼，好奇地打量着周围：此时月季、樱桃花竞相开放，石榴花吐着火红的蕊，挂满了枝头；你再抬眼一看：
啊!漫山遍野、大街小巷鲜花盛开，叫得出名的叫不出名的开遍了满世界，仿佛使人置身在花的海洋。春夏不乏花的陪伴，而秋天**怒放，冬天腊梅花开，一年四季时时有花，时时把这世界装扮得五彩缤粉，绚灿美丽。
花的构造有花被、花萼、花托、雄蕊、雌蕊五部分，花的不同形状就是由这几部分的多少、大小、形状变化而决定的。
花的颜色
“万紫千红”是诗人对花朵的赞美。
的确，红色的、紫色的、蓝色的、白色的、黄色的花，五彩缤纷，惹人喜爱。
那么美丽的颜色是怎样产生的呢?
原来在花辦细胞里存在各种色素，主要为三大类。一类是类胡萝卜素，包括红色、橙色及黄色素在内的许多色素；第二类叫类黄酮素，是使花辦呈浅黄色至深黄色的色素；第三类叫花青素，花的橙色、粉红、红色、紫色、蓝色都是由花青素引起的。
通过对被子植物花色的调查，人们发现花辦呈白色和黄色的最多。那么白色的花是怎么回事呢?花呈现白色，是因为花辦细胞里不含什么色素，而是充满了小气泡。你如果不信，用手捏一捏白色的花辦，把里面的小气泡挤掉，它就成为无色透明的了。有些植物开黄花，那是因为花辦细胞的叶绿体里，含有大量的叶黄素。
有一种奇怪的黑蔷薇花辦呈黑色，但提取不出黑色素，原来是花青素和花青苷的红色、蓝色及紫色混在一起，使颜色加深时形成的一种近似黑色的色泽。植物形成色素必须消耗原料和能量，解剖可看到色素仅分布于花辦的上表皮中，花辦内部是无色的，这说明植物以消耗最少的能量和材料达到了最佳的效果。
植物表现出美丽的色彩，除植物体内部具备产生色彩的内部条件外，环境条件如温度、光照、水分、细胞内的酸碱条件等都影响色素的表现。
就温度而言，不同植物的花朵，所适应的温度范围不同。喜温植物开花，在温度偏高时期，花朵色彩艳丽。如生性喜欢高温的荷花，炎热季节开放，花朵鲜艳夺目。绝大部分植物和一些喜低温植物，在花期内遇偏高气温，花的颜色常常不太鲜艳。如春季开花的金鱼草、三色菅、月季等，当花期遇30T以上高温时，不仅花量少且色彩暗淡。如果植物在开花时气温过低，不仅花色不鲜，且会间有杂色。
光照对花色的影响：多数植物喜欢在阳光下开放，缺少阳光，不仅花色差甚至开花也困难。大多数花随着开放时间的变化，花色有所改变，一般黄色的花在花谢时变为黄白色。随着接受日光照射时间的长短，花的颜色深浅也可引起变化。留心观察一下棉花的花，刚开放的花是乳黄色的，后来变成了红色，最后变成了紫色，因此在一棵棉株上，常常同时开放着几种不同颜色的花，这便是由于阳光照射和气温的变化，影响到花辦细胞内的酸碱性发生变化，最终引起色素颜色的改变。
因此花的酸碱度改变，也导致花色的改变。你认得牵牛花吧，它的花朵像喇叭，颜色挺多，有红的、紫的、蓝的、粉白的。如果你把一朵红色的牵牛花，泡在肥皂水里，这朵红花顿时会变成蓝花，再把这朵蓝花泡到稀盐酸的溶液里，它又变成了红花了!
水分也影响花色。花朵中含适量的水，才能显示美丽的色彩。而且维持得也较为长久。缺水时，花色常变深，如蔷薇科的花朵缺水时，淡红色花辦会变成深红色。
袭人花香
许多花朵，不但有美丽的花冠，而且有芬芳的气味，这是因为花辦的一些细胞中含有挥发性的油脂叫“芳香油”。
芳香油的合成常发生在花朵内特殊的腺体细胞——上皮细胞内。据观察，胡椒、薄荷的叶片表面腺毛分泌挥发油的过程中，首先在细胞质中形成小的油泡，然后油泡的内容物通过细胞壁释放到细胞壁与它上方起保护作用的角质层之间，逐渐在角质层下方积累，最后角质层破裂，挥发油就释放出来。
不同植物，挥发油的分泌方式也不同。
不管什么植物，所分泌的芳香油都带有气味。有的植物是随花朵的开放而逐渐形成与挥发，因而芳香的气味初开放时最浓，开放后不久，芳香渐散，维持时间较短，常见的茉莉、梅花、兰花、玫瑰、蜡梅等便是这样。而有的植物则是未开时或已开时均有浓浓的香气，花香维持时间较长，直到花辦凋萎香气才尽，这是因为这类植物的芳香油以游离状态存在于花辦中，所以得以逐渐散发香味，这类花常见的如白兰花、珠兰、代代等。但是这两类花一般都是花初放时芳香油含量最高，是观赏和采摘的理想时间。雨天开放的“雨水花”，香味最差。
花香味的浓谈也受很多环境因素的影响，多数香花植物，开花时遇气温较高，日照充足，花朵芳香也较浓郁。如茉莉花以7—8月开放的“伏花”香味最浓，而“春花”的香味最差。
香花植物花期内，当遇光照不足或阴雨天气，花辦组织内含水偏多，芳香油的积累量相对减少，花香就比较淡薄。如玫瑰花中的“雨水花”，质量就较差。一些对肥料要求较高的香花植物，当遇到土壤肥力充足时，芳香浓郁持久，如蜡梅或茉莉。
花卉散发出的浓郁香气，通过人的嗅觉可起到调节人的中枢神经系统的作用，从而改善人脑功能。因此，当人嗅到花香时，会产生一种心旷神怡的感觉。
此外，花卉的香气可杀菌，还可净化美化环境。如天竺花的花香具有镇静、消除疲劳和安眠的功效；**的香气中因含有龙脑等芳香物质，有祛风、清热、清肝明目之作用；桂花的香气不仅具有解郁、避秽的功效，且对一些狂躁型精神病人有一定的安静功效。研究还表明，花卉的香气通过人的嗅觉被上呼吸道粘膜吸收后，能增强免疫功能，提高机体的抵抗力。
花开有时
各种花开放的时间不相同。18世纪，著名的植物学家林奈，对花开的时间做了多年的观察，后来在自己的花园里培植了一座有趣的“花钟”，即将开放时间不同的各种花有次序地种植在园子里，只要一看现在开的什么花，就知道大约几点钟了。
蛇床花：黎明3点钟左右开放
牵牛花：黎明4点钟左右开放
野蔷薇：黎明5点钟左右开放
龙葵花：清晨6点钟左右开放
芍药花：清晨7点钟左右开放
半友莲：上午10点钟左右开放
鹅鸟莱：中午12点钟左右开放
万寿菊：下午3点钟左右开放
紫茉莉：下午5点钟左右开放
烟草花：下午6点钟左右开放
丝瓜花：晚上7点钟左右开放
昙花：晚上9点钟左右开放
花开有时，这个有趣的自然现象，人们很早就知道了。很多植物的开花都有明显的季节性，例如紫罗兰、油菜花春天开，**秋天开。是什么因素支配着植物的开花时间呢?1920年，加纳尔和阿拉尔特发现植物的开花主要是受光周期的控制。光周期是指一天中昼夜的相对长度。加纳尔和阿拉尔特在实验地里试种一种叫马里兰马默思的烟草新品种，这种烟草在田间栽培时不能开花结籽，若在冬季来临前将植株从田间移到温室，或冬天在温室中成长的植株都可以开花结籽。他们因此就考虑这种烟草的开花是否与冬季有某种关系。这时加纳尔又想到了比洛克西大豆播种期的试验，从春到夏，每隔10天播种一次，最后差不多都在晚秋同一时期开花。这些研究结果最后使他们联想到随季节变换而发生的昼夜相对长度的变化对开花的影响。他们用一小型的暗箱把植物搬进搬出，来缩短日照时间，结果发现人为缩短夏季的日照长度，烟草在夏季也可以开花；而在冬季温室中如用电灯人为延长光照时间，则烟草不开花。通过多方面的实验，他们证明了植物的开花与昼夜的相对长度(即光周期)有关。植物对昼夜相对长度的反应叫做光周期现象。
光周期现象的发现，使人们认识到了光作为“信号”的作用。人们现已知道光周期不仅与植物开花有关，而且对茎的伸长、块茎与块根的形成、芽的休眠、叶子的脱落、甚至对一些动物行为例如鸟类迁徙、鱼的洄游、昆虫的变异等都有影响。
从发现光周期与植物开花的关系以后，人们发现不同种类植物的开花对日长有不同的反应，它们对日长的要求有一最低的或最高的极限。例如有的植物开花，要求日照长度必须在某一极限之上，短于这个极限，植物就不能开花。这种植物为长日植物；短日植物则是要求日照长度必须在某一极限之下，长于这个极限，植物也不能开花。这最低的或最高的极限是诱导植物开花所需的极限日照长度，称为临界日长。例如，长日植物菠菜的临界日长为13小时，它至少得到13小时的光照才能开花，短于13小时就不能开花，长于13小时促进开花，也就是说菠菜开花有一最低极限(即13小时)；相反，短日植物北京大豆，它的临界日长为15小时，它开花需要的日长不能超过15小时，即15小时是短日植物北京大豆开花的最高极限。但也有的植物对日长要求不那样绝对，它们在不适宜的日长条件下(即长日植物在短日下；短日植物在长日下)，最终也能开花，在适宜日长条件下促进开花。
植物开花对光周期的要求与它原产地生长季节的光周期有密切的关系，某一地区的光周期是与纬度以及季度有关的。在北半球不同纬度地区，一年中昼最长夜最短的一天为夏至，而且纬度愈高，昼愈长夜愈短。相反，冬至是北半球一年中昼最短夜最长的一天，纬度愈高，昼愈短夜愈长。春分秋分的昼夜长短相等，各为12小时。在各种气象因素中，昼夜长度的变化是季节变换最可靠的信号，植物在长期适应的过程中，可对昼夜长度产生反应，以致可在一年特定时期开花，也可在一天中特定时间开花。
那么接受光能信息作用的部位，经研究证实是在叶子，叶子就好比“雷达天线”，接收到光周期的信号后形成开花刺激物传导到茎端形成花的部位。关于开花刺激物到底是什么，科学家正在进一步探索。
千变万化的果实
在开花植物中，能形成真正果实的植物是很多的。不过，由于各种植物果实本身结构特点的不同，果实的类型又是变化多端的。
有些植物果实的中果皮肉质化，而内果皮变成分离的浆质细胞，人们称这类果实为浆果，如葡萄、番茄、柿子等；而香气诱人的柑桔，被剥下的是外果皮和中果皮结合在一起的产物，果实中间分隔成辦的为内果皮，这类果实叫做柑果；大家熟悉的向日葵、荞麦等，它们的果皮干燥瘦小，有时还很坚硬，只有剥开它们的果皮，才能取得真正的种子，这一类果实叫瘦果；有些果实长有翅膀，可乘风远行，被称为翅果，如械树的种子；像栗子、榛子等植物的果实，外壳非常坚硬，里面只有一枚种子，因它非常坚硬，故而称为坚果；有的果实成熟后，果皮会自动裂开，如大豆等，被称做荚果，此外，还有一些特殊的果实，如人们食用的肉质肥大的草莓果，真正食用的部分，是由花托变化而来的。草莓果上有无数芝麻粒状的颗粒。这才是草莓真正的果实。这种果实叫聚合果。
大家熟悉的白果，是从银杏树上采下来的，刚采下时，圆鼓鼓的，有一层厚厚的肉。人们食用时，就把它外面的一层肉去掉，只剩下一个带硬壳的白果。你别看它有肉有壳，而实际上却是一个典型的冒牌果实。如果你仔细地观察一下白果的生长过程，就会发现，银杏树上看不到傢样的“花”，更无法找到小瓶子状的子房，看到的只是一颗**在外面的胚珠，它可以不断地长大，最后形成白果。可见，白果不是果实，而是种子。其他像松、柏、杉等树木，它们也只能结种子，而没有真正的果实。人们称这一类植物为裸子植物。
一般来说，有果实便一定会有种子。但也有特殊例外的情况，如香蕉，就是没有种子的。怎么会产生无籽的果实呢?原来香蕉开花后，没有经过受精，子房虽然发育长大了，但子房里的胚珠由于未受精而不能发育成种子。这种现象叫做无籽结实或单性结实。