植物1

来源:百度文库 编辑:神马文学网 时间:2024/04/28 22:01:34
植物  Plants

【植物的概念和种类】

植物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、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。有30多万种。

【起源】
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。一亿四千五百万年前(白垩纪) 被子植物(有花植物)开始出现,于晚期迅速发展,代替了裸子植物,形成延续至今的被子植物时代。现代类型的松、柏,甚至像水杉、红杉等,都是在这时期产生的。

【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。

【植物之最】
陆地上最长的植物

在非洲的热带森林里,生长着参天巨树和奇花异草,也有绊你跌跤的“鬼索”,这就是在大树周围缠绕成无数圈圈的白藤。

白藤也叫省藤,中国云南也有出产。藤椅、藤床、藤蓝、藤书架等,都是以白藤为原料加工制成的。

白藤茎干一般很细,有小酒盅口那样粗,有的还要细些。它的顶部长着一束羽毛状的叶,叶面长尖刺。茎的上部直到茎梢又长又结实,也长满又大又尖往下弯的硬刺。它象一根带刺的长鞭,随风摇摆,一碰上大树,就紧紧的攀住树干不放,并很快长出一束又一束新叶。接着它就顺着树干继续往上爬,而下部的叶子则逐渐脱落。白藤爬上大树顶后,还是一个劲地长,可是已经没有什么可以攀缘的了,于是它那越来越长的茎就往下堕,以大树当作支柱,在大树周围缠绕成无数怪圈圈。

白藤从根部到顶部,达300米,比世界上最高的桉树还长一倍呢。

最高的树

如果举办世界树木界高度竞赛的话,那只有澳洲的杏仁桉树,才有资格得冠军。

杏仁桉树一般都高达100米,其中有一株,高达156米,树干直插云霄,有五十层楼那样高。在人类已测量过的树木中,它是最高的一株。鸟在树顶上歌唱,在树下听起来,就象蚊子的嗡嗡声一样。

这种树基部周围长达30米,树干笔直,向上则明显变细,枝和叶密集生在树的顶端。叶子生得很奇怪,一般的叶是表面朝天,而它是侧面朝天,象挂在树枝上一样,与阳光的投射方向平行。这种古怪的长相是为了适应气候干燥、阳光强烈的环境,减少阳光直射,防止水分过分蒸发。

中国最高大的阔叶乔木──望天树和擎天树

我国著名的云南西双版纳热带密林中,在70年代发现了一种擎天巨树,它那秀美的姿态,高耸挺拔的树干,昂首挺立于万木之上,使人无法仰望见它的树顶,甚至灵敏的测高器在这里也无济于事。因此,人们称它为望天树。当地傣族人民称它为“伞树”。

望天树一般可高达60米左右。人们曾对一棵进行测量和分析,发现望天树生长相当快,一棵70岁的望天树,竟高达50多米。个别的甚至高达80米,胸径一般在130厘米左右,最大可到300厘米。这些世上所罕见的巨树,棵棵耸立于沟谷雨林的上层,一般要高出第二层乔木20多米,真有直通九霄,刺破青天的气势!

望天树属于龙脑香科,柳安属。柳安属这个家族,共有11名成员,大多居住在东南亚一带。望天树只生长在我国云南,是我国特产的珍稀树种。望天树高大通直,叶互生,有羽状脉,黄色花朵排成圆锥花序,散发出阵阵幽香。其果实坚硬。望天树一般生长在700-1000米的沟谷雨林及山地雨林中,形成独立的群落类型,展示着奇特的自然景观。因此,学术界把它视为热带雨林的标志树种。

望天树材质优良,生长迅速,生产力很高,一棵望天树的主干材积可达10.5立方米,单株年平均生长量0.085立方米,是同林中其它树种的2-3倍。因此是很值得推广的优良树种。同时,它的木材中含有丰富的树胶,花中含有香料油,以及还有许多其它未知成分,尚待我们进一步分析研究和利用。

由于望天树具有如此高的科学价值和经济价值,而它的分布范围又极其狭窄,所以被列为我国的一级保护植物。

望天树还有一个极亲的“孪生兄弟”,名为擎天树。它其实是望天树的变种,也是在70年代于广西发现的。这擎天树的外形与其兄弟极其相似,也异常高大,常达60-65米,光枝下高就有30多米。其材质坚硬、耐腐性强,而且刨切面光洁,纹理美观,具有极高的经济价值和科学研究价值。擎天树仅仅发现生长在广西的弄岗自然保护区,因此同样受到严格的保护。

最矮的树

一般的树木能长到20-30米高。在温带的树林下,生长一种小灌木,叫紫金牛,绿叶红果,人们都很喜爱它,常常把它作为盆景。它长得最高也不过30厘米,因此,大家给它起一个绰号,叫它“老勿大”。其实“老勿大”比起世界最矮的树来,要高6倍。这最矮的树叫矮柳,生长在高山冻土带。它的茎匍伏在地面上,抽出枝条,长出象杨柳一样的花序,高不过5厘米。如果拿杏仁桉的高度与矮柳相比,一高一矮相差15000倍。与矮柳差不多高的矮个子树,还有生长在北极圈附近高山上的矮北极桦,据说那里的蘑菇,长得比矮北极桦还要高。

高山植物为什么长不高呢?因为那里的温度极低,空气稀薄,风又大,阳光直射,所以,只有那些矮小的植物,才能适应这种环境。

最粗的树

在欧洲有这样一个有趣的传说:古代阿拉伯国王和王后,一次带领百骑人马,到地中海的西西里岛的埃特纳山游览,忽然天下大雨,百骑人马连忙躲避到一颗大栗树下,树荫正好给他们遮住雨。因此,国王把这颗大栗树命名为“百骑大栗树”。

据国外1972年报道,在西西里岛的埃特纳山边,确有一颗叫“百马树”的大栗树,树干的周长竟有55米左右,需30多个人手拉着手,才能围住它。树下部有大洞,采栗的人把那里当宿舍或仓库用。这的确是世界上最粗的树。

栗树的果实栗子,是一种人们喜爱的食物,它含丰富的淀粉、蛋白质和糖分,营养价值很高,无论生食、炒食、煮食、烹调做菜都适宜,不仅味甜可口,又有治脾补肝、强壮身体的医疗作用。

体积最大的树

地球上的植物,有的个体非常微小,有的个体却很庞大。象美国加利福尼亚的巨杉,长得又高又胖,是树木中的“巨人”,所以又名世界爷。

这种树一般高100米左右,其中最高的一棵有142米,直径有12米,树干周长为37米,需要二十来个成年人才能抱住它。它几乎上下一样粗,它已经活了3500年以上了。人们从树干下部开了一个洞,可以通过汽车,或者让四个骑马的人并排走过。即使把树锯倒以后,人们也要用长梯子才能爬到树干上去。如果把树干挖空,人可以走进去六十米,再从树桠杈洞里钻出来。它的树桩,大得可以做个小型舞台。

杏仁桉虽然比巨杉高,但它是个瘦高个,论体积它没有巨杉那样大,所以巨杉是世界上体积最大的树。地球上再也没有体积比它更大的植物了。

巨杉的经济价值也较大,是枕木、电线杆和建筑上的良好材料。巨杉的木材不易着火,有防火的作用。

树冠最大的树

俗话说,“大树底下好乘凉”。你知道什么树可供乘凉的人数最多?这要数孟加拉的一种榕树,它的树冠可以覆盖十五亩左右的土地,有一个半足球场那么大。

孟加拉榕树不但枝叶茂密,而且它能由树枝向下生根。这些根有的悬挂在半空中,从空气中吸收水分和养料,叫“气根”。多数气根直达地面,扎入土中,起着吸收养分和支持树枝的作用。直立的气根,活象树干,一棵榕树最多的可有4000多根,从远处望去,象是一片树林。因此,当地人又称这种榕树为“独木林”。据说曾有一支六七千人的军队在一株大榕树下乘过凉。当地人们,还在一棵老的孟加拉榕树下,开办了一个人来人往、熙熙攘攘的市场。世界上再没有比这再大的树冠了。

最高的树篱

在房子、菜园、果园等周围,栽上一圈树木,好象围墙,这叫做树篱,或叫绿篱。

人们常用花儿美丽的木槿、满身长刺的枸桔、四季常青的女贞以及秋后叶红的三角枫等树种,作为树篱。木槿、枸桔是长不高的灌木,女贞、三角枫虽然能长高,但因栽得紧密,时常修剪,所以一般也只有5-6米高。在英国苏格兰,用山毛榉树作为树篱,这种树修剪以后,仍有25米高,有的高达30米。这是世界上最高的树篱。

木材最轻的树

生长在美洲热带森林里的轻木,也叫巴沙木,是生长最快的树木之一,也是世界上最轻的木材。这种树四季常青,树干高大。叶子象梧桐,五片黄白色的花瓣象芙蓉花,果实裂开象棉花。我国台湾南部早就引种。1960年起,在广东、福建等地也都广泛栽培,并且长得很好。

轻木的木材,每立方厘米只有0.1克重,是同体积水的重量的十分之一。我们做火柴棒用的白杨还要比它重三倍半。它的木材质地虽轻,可是结构却很牢固,因此,是航空、航海以及其它特种工艺的宝贵材料。当地的居民早就用它作木筏,往来于岛屿之间。我国用它做保温瓶的瓶塞。

比钢铁还要硬的树

你也许没有想到会有一种比钢铁还硬的树吧?这种树叫铁桦树。子弹打在这种木头上,就象打在厚钢板上一样,纹丝不动。

这种珍贵的树木,高约20米,树干直径约70厘米,寿命约300-350年。树皮呈暗红色或接近黑色,上面密布着白色斑点。树叶是椭圆形。它的产区不广,主要分布在朝鲜南部和朝鲜与中国接壤地区,苏联南部海滨一带也有一些。

铁桦树的木坚硬,比橡树硬三倍,比普通的钢硬一倍,是世界上最硬的木材,人们把它用作金属的代用品。苏联曾经用铁桦树制造滚球、轴承,用在快艇上。铁桦树还有一些奇妙的特性,由于它质地极为致密,所以一放到水里就往下沉;即使把它长期浸泡在水里,它的内部仍能保持干燥。

最不怕火烧的树木

当你走向大森林时,远远便可看到“禁止烟火”的木牌子。因为树木容易着火,星星之火,可以烧毁大片森林。但是,在我国南海一带,生长着一种叫海松的树,用它的木材做成烟斗,即使是成年累月的烟熏火烧,也烧不坏。当你用一根头发绕在烟斗柄上,用火柴去烧时,头发居然烧不断。因为海松的散热能力特别强,加上它木质坚硬,特别耐高温,所以不怕火烧。

“流血”的树

一般树木,在损伤之后,流出的树液是无色透明的。有些树木如橡胶树、牛奶树等可以流出白色的乳液,但你恐怕不知道,有些树木竟能流出“血”来。

我国广东、台湾一带,生长着一种多年生藤本植物,叫做麒麟血藤。它通常像蛇一样缠绕在其它树木上。它的茎可以长达10余米。如果把它砍断或切开一个口子,就会有像“血”一样的树脂流出来,干后凝结成血块状的东西。这是很珍贵的中药,称之为“血竭”或“麒麟竭”。经分析,血竭中含有鞣质、还原性糖和树脂类的物质,可治疗筋骨疼痛,并有散气、去痛、祛风、通经活血之效。

麒麟血藤属棕榈科省藤属。其叶为羽状复叶,小叶为线状披针形,上有三条纵行的脉。果实卵球形,外有光亮的黄色鳞片。除茎之外,果实也可流出血样的树脂。

无独有偶。在我国西双版纳的热带雨林中还生长着一种很普遍的树,叫龙血树,当它受伤之后,也会流出一种紫红色的树脂,把受伤部分染红,这块被染的坏死木,在中药里也称为“血竭”或“麒麟竭”与麒麟血藤所产的“血竭”具有同样的功效。

龙血树是属于百合科的乔木。虽不太高,约10多米,但树干却异常粗壮,常常可达1米左右。它那带白色的长带状叶片,先端尖锐,像一把锋利的长剑,密密层层地倒插在树枝的顶端。

一般说来,单子叶植物长到一定程度之后就不能继续加粗生长了。龙血树虽属于单子叶植物,但它茎中的薄壁细胞却能不断分裂,使茎逐年加粗并木质化,而形成乔木。龙血树原产于大西洋的加那利群岛。全世界共有150种,我国只有5种,生长在云南、海南岛、台湾等地。龙血树还是长寿的树木,最长的可达六千多岁。

说来也巧,在我国云南和广东等地还有一种称作胭脂树的树木。如果把它的树枝折断或切开,也会流出像“血”一样的液汁。而且,其种子有鲜红色的肉质外皮,可做红色染料,所以又称红木。

胭脂树属红木科红木属。为常绿小乔木,一般高达3-4米,有的可到10米以上。其叶的大小、形状与向日葵叶相似。叶柄也很长,在叶背面有红棕色的小斑点。有趣的是,其花色有多种,有红色的,有白色的,也有蔷薇色的,十分美丽。红木连果实也是红色的,其外面密被着柔软的刺,里面藏着许多暗红色的种子。

胭脂树围绕种子的红色果瓤可作为红色染料,用以渍染糖果,也可用于纺织,为丝棉等纺织品染色。其种子还可入药,为收敛退热剂。树皮坚韧,富含纤维,可制成结实的绳索。奇怪的是,如将其木材互相摩擦,还非常容易着火呢!

树木中的老寿星

俗话说:“人生七十古来稀”,人活到百岁就算长寿了。但是人的年龄比起一些长寿的树木来,简直微不足道。

许多树木的寿命都在百年以上。杏树、柿树可以活一百多年。柑、橘、板栗能活到三百岁。杉树可活一千岁。南京的一株六朝松已有一千四百年的历史了,但是,它并不算老。曲阜的桧柏还是两千四百年前的老古董呢。台湾省阿里山的红桧,竟有三千多年的历史。这是我国目前活着的寿命最长的树,但还算不上世界第一。

世界上最长寿的树,要算非洲西部加那利岛上的一棵龙血树。五百多年前,西班牙人测定它大约有八千至一万岁。这才是世界树木中的老寿星。可惜在1868年的一次风灾中毁掉了。

最短命的种子植物

自然界中,以种子繁殖的植物多种多样,有长寿的,也有短命的。木本植物比草本植物寿命要长得多。植物界的“老寿星”,都出在木本植物里。一般的草本植物,通常寿命几个月到十几年。

植物寿命的长短,与它们的生活环境有密切关系。有的植物为了使自己在严酷、恶劣的环境中生存下去,经过长期艰苦的“锻炼”,练出了迅速生长和迅速开花结实的本领。

有一种叫罗合带的植物,生长在严寒的帕米尔高原。那里的夏天很短,到六月间刚刚有点暖意,罗合带就匆匆发芽生长。过了一个月,它才长出两三根枝蔓,就赶忙开花结果,在严霜到来之前就完成了生命过程。它的生命如此短促,但是尚能以月计算。

寿命最短的要算生长在沙漠中的短命菊,它只能活几星期。沙漠中长期干旱,短命菊的种子,在稍有雨水的时候,就赶紧萌芽生长,开花结果,赶在大旱来到之前,匆忙地完成它的生命周期,不然它就要“断宗绝代”。

向高处生长最快的植物

生长在我国云南、广西及东南亚一带的团花树,一年能长高3.5米。在第七届世界林业会议上,被称为“奇迹树”。生长在中南美的轻木,要比团花树长得更快,它一年能长高5米。但是,木本植物生长速度的绝对冠军要算是毛竹。它从出笋到竹子长成,只要两个月的时间,就高达20米,大约有六七层楼房那么高。生长高峰的时候,一昼夜能升高1米。因此,有“雨后春笋”的说法。

竹子的生长比较特别,它是一节节拉长。竹笋有多少节和多粗,长成的竹子就有多少节和多粗。一旦竹子长成,就不再长高了。而所有树木的生长,是在幼嫩的芽尖,慢慢加粗伸长,经几十年至几百年,它还会慢慢地加粗长高。

生长最慢的树

自然界树木生长的速度,真是千差万别,有的快得惊人,有的慢得出奇。例如在苏联的喀拉哈里沙漠中,有一种名叫尔威兹加树,个子很矮,整个树冠是圆形的,要是从正面看上去,就象是沙地上的小圆桌。它的升高速度慢极了,100年才长高30厘米。要是和毛竹的生长速度相比,真象老牛追汽车。尔威兹加树要长333年,才能达到毛竹一天生长的高度。

尔威兹加树生长为什么如此慢呢?除了它的本性以外,沙漠中雨水稀少,天气干旱,风又大,这也是重要原因。

温血植物

无论外界环境如何,植物花朵的温度总是保持恒定,如葛芋花的温度约38度,而外界气温达20度时,其温度还维持在40度左右,这种能力是为了把自身的花朵当成一个微型小环境,从而吸引昆虫,提高授粉几率。

植物的神秘数字是上帝安排的和谐美?

扑克牌上的“梅花”并非梅花,甚至不是花,而是三叶草。在西方历史上,三叶草是一种很有象征意义的植物,据说第一叶代表希望,第二叶代表信心,第三叶代表爱情,而如果你找到了四叶的三叶草,就会交上好运,找到了幸福。在野外寻找四叶的三叶草,是西方儿童的一种游戏,不过很难找到,据估计,每一万株三叶草,才会出现一株四叶的突变型。

  在中国,梅花有着类似的象征意义。民间传说梅花五瓣代表着五福。民国把梅花定为国花,声称梅花五瓣象征五族共和,具有敦五伦、重五常、敷五教的意义。但是梅花有五枚花瓣并非独特,事实上,花最常见的花瓣数目就是五枚,例如与梅同属蔷薇科的其他物种,像桃、李、樱花、杏、苹果、梨等等就都开五瓣花。常见的花瓣数还有:3枚,鸢尾花、百合花(看上去6枚,实际上是两套3枚);8枚,飞燕草;13枚,瓜叶菊;向日葵的花瓣有的是21枚,有的是34枚;雏菊的花瓣有的是34、55或89枚。而其他数目花瓣的花则很少。为什么花瓣数目不是随机分布的?3, 5, 8, 13, 21, 34, 55,89,...这些数目有什么特殊吗?

  有的,它们是斐波纳契数。斐波纳契(1170-1240)是中世纪意大利数学家,他不是在数花瓣数目,而是在解一道关于兔子繁殖的问题时,得出了这个数列。假定你有一雄一雌一对刚出生的兔子,它们在长到一个月大小时开始交配,在第二月结束时,雌兔子产下另一对兔子,过了一个月后它们也开始繁殖,如此这般持续下去。每只雌兔在开始繁殖时每月都产下一对兔子,假定没有兔子死亡,在一年后总共会有多少对兔子?

  在一月底,最初的一对兔子交配,但是还只有1对兔子;在二月底,雌兔产下一对兔子,共有2对兔子;在三月底,最老的雌兔产下第二对兔子,共有3对兔子;在四月底,最老的雌兔产下第三对兔子,两个月前生的雌兔产下一对兔子,共有5对兔子;……如此这般计算下去,兔子对数分别是:1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21, 34, 55,89, 144, ...看出规律了吗?从第3个数目开始,每个数目都是前面两个数目之和。

  植物似乎对斐波纳契数着了迷。不仅花,还有叶、枝条、果实、种子等等形态特征,都可发现斐波纳契数。叶序是指叶子在茎上的排列方式,最常见的是互生叶序,即在每个节上只生1叶,交互而生。任意取一个叶子做为起点,向上用线连接各个叶子的着生点,可以发现这是一条螺旋线,盘旋而上,直到上方另一片叶子的着生点恰好与起点叶的着生点重合,做为终点。从起点叶到终点叶之间的螺旋线绕茎周数,称为叶序周。不同种植物的叶序周可能不同,之间的叶数也可能不同。例如榆,叶序周为1(即绕茎1周),有2叶;桑,叶序周为1,有3叶;桃,叶序周为2,有5叶;梨,叶序周为3,有8叶;杏,叶序周为5,有13叶;松,叶序周为8,有21叶……用公式表示(绕茎的周数为分子,叶数为分母),分别为1/2, 1/3, 2/5, 3/8, 5/13, 8/21, ……这些是最常见的叶序公式,据估计大约有90%植物属于这类叶序,而它们全都是由斐波纳契数组成的。

  你如果观察向日葵的花盘,会发现其种子排列组成了两组相嵌在一起的螺旋线,一是顺时针方向,一组是逆时针方向。再数数这些螺旋线的数目,虽然不同品种的向日葵会有所不同,但是这两组螺旋线的数目一般是34和55、55和89或89和144,其中前一个数字是顺时针线数,后一个数字是逆时针线数,而每组数字都是斐波纳契数列中相邻的两个数。再看看菠萝、松果上的鳞片排列,虽然不像向日葵花盘那么复杂,也存在类似的两组螺旋线,其数目通常是8和13。有时候这种螺旋线不是那么明显,需要仔细观察才会注意到,例如花菜。如果你拿一颗花菜认真研究一下,会发现花菜上的小花排列也形成了两组螺旋线,再数数螺旋线的数目,是不是也是相邻的两个斐波纳契数,例如顺时针5条,逆时针8条?掰下一朵小花下来再仔细观察,它实际上是由更小的小花组成的,而且也排列成了两条螺旋线,其数目也是相邻的两个斐波纳契数。

  为什么植物如此偏爱斐波纳契数?这和另一个更古老的、早在古希腊就被人们注意到甚至去崇拜它的另外一个“神秘”数字有关。假定有一个数φ,它有如下有趣的数学关系:

  φ^2 - φ^1 -φ^0 =0

  即:φ^2 -φ -1 =0

  解这个方程,有两个解:

  (1 + √5) / 2 = 1.6180339887...

  (1 - √5) / 2 = - 0.6180339887...

  注意这两个数的小数部分是完全相同的。正数解(1.6180339887...)被称为黄金数或黄金比率,通常用φ表示。这是一个无理数(小数无限不循环,没法用分数来表示),而且是最无理的无理数。同样是无理数,圆周率π用22/7,自然常数e用19/7,√2用7/5就可以很精确地近似表示出来,而φ则不可能用分母为个位数的分数做精确的有理近似。

  黄金数有一些奇妙的数学性质。它的倒数恰好等于它的小数部分,也即1/φ = φ-1,有时这个倒数也被称为黄金数、黄金比率。如果把一条直线AB用C点分割,让AB/AC= AC/CB,那么这个比等于黄金数,C点被称为黄金分割点。如果一个等腰三角形的顶角是36度,那么它的高与底线的比等于黄金数,这样的三角形称为黄金三角形。如果一个矩形的长宽比是黄金数,那么从这个矩形切割掉一个边长为其宽的正方形,剩下的小矩形的长宽比还是黄金数。这样的矩形称为黄金矩形,它可以用上述的方法无限切割下去,得到一个个越来越小的黄金矩形,而如果把这些黄金矩形的对角用弧线连接起来,则形成了一个对数曲线。常见的报纸、杂志、书、纸张、身份证、信用卡用的形状都接近于黄金矩形,据说这种形状让人看上去很舒服。的确,在我们的生活中,黄金数无处不在,建筑、艺术品、日常用品在设计上都喜欢用到它,因为它让我们感到美与和谐。

  那么黄金数究竟和斐波纳契数有什么关系呢?根据上面的方程:

  φ^2 -φ -1 =0,

  可得:

  φ = 1 + 1/φ

  = 1 + 1/ (1 + 1/φ)

  = ...

  = 1 + 1/( 1 + 1/( 1 + 1/( 1 +...)))

  根据上面的公式,你可以用计算器如此计算φ:输入1,取倒数,加1,和取倒数,加1,和取倒数,……,你会发现总和越来越接近φ。让我们用分数和小数来表示上面的逼近步骤:

  φ ≈ 1

  φ ≈ 1 + 1/1 = 2/1 = 2

  φ ≈ 1 + 1/(1+1/1) = 3/2 = 1.5

  φ ≈ 1 + 1/(1+1/(1+1)) = 5/3 = 1.666667

  φ ≈ 1 + 1/(1+1/(1+(1+1))) = 8/5 = 1.6

  φ ≈ 1 + 1/(1+1/(1+(1+(1+1)))) = 13/8 = 1.625

  φ ≈ 1 + 1/(1+1/(1+(1+(1+(1+1))))) = 21/13 = 1.615385

  φ ≈ 1 + 1/(1+1/(1+(1+(1+(1+(1+1)))))) = 34/21 = 1.619048

  φ ≈ 1 + 1/(1+1/(1+(1+(1+(1+(1+(1+1))))))) = 55/34 = 1.617647

  φ ≈ 1 + 1/(1+1/(1+(1+(1+(1+(1+(1+(1+1)))))))) = 89/55 = 1.618182...

  发现了没有?以上分数的分子、分母都是相邻的斐波纳契数。原来相邻两个斐波纳契数的比近似等于φ,数目越大,则越接近,当无穷大时,其比就等于φ。斐波纳契数与黄金数是密切联系在一起的。植物喜爱斐波纳契数,实际上是喜爱黄金数。这是为什么呢?莫非冥冥之中有什么安排,是上帝想让世界充满了美与和谐?

  植物的枝条、叶子和花瓣有相同的起源,都是从茎尖的分生组织依次出芽、分化而来的。新芽生长的方向与前面一个芽的方向不同,旋转了一个固定的角度。如果要充分地利用生长空间,新芽的生长方向应该与旧芽离得尽可能的远。那么这个最佳角度是多少呢?我们可以把这个角度写成360°×n,其中0<n <1,由于左右各有一个角度是一样的(只是旋转的方向不同),例如n=0.4和n=0.6实际上结果相同,因此我们只需考虑 0.5≤n<1的情况。如果新芽要与前一个旧芽离得尽量远,应长到其对侧,即n = 0.5 =1/2,但是这样的话第2个新芽与旧芽同方向,第3个新芽与第1个新芽同方向,……,也就是说,仅绕1周就出现了重叠,而且总共只有两个生长方向,中间的空间都浪费了。如果0.6 = 3/5 呢?绕3周就出现重叠,而且总共也只有5个方向。事实上,如果n是个真分数 p/q,则意味着绕p周就出现重叠,共有q个生长方向。

  显然,如果n是没法用分数表示的无理数,就会“有理”得多。选什么样的无理数呢?圆周率π、自然常数e和√2都不是很好的选择,因为它们的小数部分分别与1/7,5/7和2/5非常接近,也就是分别绕1, 5和2周就出现重叠,分别总共只有7, 7和5个方向。所以结论是,越是无理的无理数越好,越“有理”。我们在前面已经提到,最无理的无理数,就是黄金数φ≈1.618。也就是说,n的最佳值≈0.618,即新芽的最佳旋转角度大约是360°×0.618 ≈ 222.5°或 137.5°。

  前面已提到,最常见的叶序为1/2, 1/3, 2/5, 3/8, 5/13和8/21,表示的是相邻两叶所成的角度(称为开度),如果我们要把它们换算成n(表示每片叶子最多绕多少周),只需用1减去开度,为1/2, 2/3, 3/5, 5/8, 8/13, 13/21。它们是相邻两个斐波纳契数的比值,是不同程度地逼近1/φ。在这种情形下,植物的芽可以有最多的生长方向,占有尽可能多的空间。对叶子来说,意味着尽可能多地获取阳光进行光合作用,或承接尽可能多的雨水灌溉根部;对花来说,意味着尽可能地展示自己吸引昆虫来传粉;而对种子来说,则意味着尽可能密集地排列起来。这一切,对植物的生长、繁殖都是大有好处的。可见,植物之所以偏爱斐波纳契数,乃是在适者生存的自然选择作用下进化的结果,并不神秘。
人类最好的食物朋友―――植物

罗思齐
  衰老是一个复杂的生物现象,衰老过程中牵涉很多至今仍未能解释的生物作用。不过,近年的科学研究已肯定了游离基为元凶。身体受辐射、阳光、香烟、废气及其他污染影响,会在新陈代谢过程中产生游离基,这些游离基给身体造成多种损害,其一为破坏细胞壁和基因物质,改变体内的生物复合物。科学家认为,游离基也是癌、心脏病、脑衰退(如老年痴呆症)及白内障等病症的帮凶。游离基积聚,身体慢慢衰竭,过程就是老化了。
 
  幸好人体的自卫功能为了对抗游离基,会产生抗氧化物,像警察一般逮住游离基,制止伤害。抗氧化物这支大军有的是自身产生,有的可通过植物类食物补充。所以科学家劝喻大家:吃得聪明、活得健康。
 
  澳大利亚阿德莱德营养、肠胃健康及防癌计划主任伊沃夫·德雷奥斯蒂医生指出:维他命A、C、E、胡萝卜素乙、铜、锰、锌及硒等都是抗氧化物,它们有两种作用,矿物质如锰、锌等可以抑制游离基的产生,而维他命A、C、E及胡萝卜素乙则如清道夫,清除游离基。两种作用双管齐下,加上生活正常,戒烟少酒,就可以延缓衰老。 

  植物类食物是人类衰老的天敌

  蔬菜水果

  每日吃起码两份水果五种蔬菜,是抗衰老的第一号武器。绿色多叶蔬菜如菜心、芥兰、菠菜等,含丰富抗氧化物。橙黄色的蔬菜如甘笋、黄瓜、蕃薯、玉米含大量胡罗卜素乙。红色的蔬菜如蕃茄、红灯笼椒、苋菜(根部物质红色)亦含抗氧化物,延缓老化。各式卷心菜抗癌,多吃有益。柑橘类水果如橙、柚、柑等,含维他命C是众所周知的。此外,还要多吃瓜类。

  豆类和豆荚类 豆(包括黄豆和各种豆荚)含植物雌激素,可养颜,保持容光焕发。黄豆更含异黄酮,抗氧化,抗癌。

  硬壳果和种子 多种硬壳果和种子都含丰富维他命E、它是脂溶性的维他命,抗氧化效果甚强。多吃杏仁、核桃吧。

  香料及蒜 、芫茜、薄荷叶、蒜等,有抑制癌的功效。蒜更能保护脑细胞,减低脑退化的速度。防止老年痴呆症,要多吃蒜了。

  野米 糙米比精米有益,在白米中混和一些糙米、红米及野米,对皮肤有好处。尤其是野米,这其实是一种草的的种子,它含有抗氧化物及维他命E。

  此外,煮食用的油也要注意,动物油不要再用了,改用植物油吧,而植物油中,橄榄油和菜籽油最好。

  澳洲的营养师设计了一个抗衰老食谱,一日六餐都奉行三高一低政策,即高钙、高纤、高碳水合物、低脂肪。

  水果本身就是药
 
  新鲜水果含有人体必需的多种维他命、碳水化合物、蛋白质、脂肪、粗纤维和矿物质等营养物质。用水果治病,不但使“药”变得可口,而且不会破坏人体内的生理平衡。

  以下是有关水果治疗法的例子,大家不妨参考一下。

  糖尿病

  每天食用200克左右菠萝、梨、樱桃、杨梅等水果,再加上适当的运动,可以控制一般糖尿病的。
 
  这些水果含有果胶,能改变胰岛素的分泌量,使患者的血糖明显下降,水果中的纤维素还可以延缓胃的排空时间,使食杂在小肠内停留较长时间,阻止食杂向消化道黏膜扩散,延缓葡萄糖的吸收。同时,糖尿病患者因多尿而丧失维他命,也可以藉水果得到补充。

  冠心病
 
  除了药物和低脂肪膳食之外,服用水果亦已作为冠心病的一种治疗手段。人们发现,大剂量的尼克酸有降低血脂的作用,大剂量的维他命C则有降低血胆固醇,以及改善血液循环、保护血管壁的作用。

  橙、柚、桃、杏、李、草莓、鲜枣等水果均含有丰富的尼克酸和维他命C,所以食用这些水果有助于治疗冠心病。 

  另外,水果中的粗纤维含有木质素,有降低胆固醇产生的作用。而橄榄中的不饱和脂酸,则能治疗高脂蛋白血症。
 
  治疗心力衰竭的主要方法,是实行低钠高钾膳食,一般要求病人每日食用的食盐不超过2克或酱油不超过10毫升。不过,有时往往不易做到,因为有些食物含有较多钠的化合物(例如碱)。而大多数水果则含钠甚少,含钾颇多;100克橙含钾高达199毫克,而含钠仅1.4毫克;100克苹果也含钾100毫克和含钠1.4毫克。

  因此,水果是保护血管和防止冠心病的良药。

  肝脏疾病
 
  肝脏是碳水化合物、脂肪、蛋白质、维他命和激素等代谢的重要器官。肝脏生病,例如急、慢性病毒性肝炎、肝硬化和肝癌等,会使肝细胞破坏,引起人体代谢紊乱。

  补充多种维他命是治疗肝脏疾病的主要措施,例如维他命B有防治肝脂防变性及保护肝脏的作用,维他命C能增强肝细胞的抗病力,促进肝细胞再生。这种种维他命可以从水果中摄取,水果中的尼克酸可转化成尼克酸胺及辅酶A、对肝脏也有治疗作用。

  另外,水果中的胡萝卜素能在体内转化为维他命A,可以补充病人因胆汁酸代谢失调而缺乏的维他命A,同时,也不会因水果中的胡萝卜素过量而引致维他命A中毒。

  西瓜、橙、鸭嘴梨、柚、红枣、香蕉、荔枝、苹果等,皆是治疗肝病的常用水果。
  严重的肝昏迷病人,因其肝细胞大部分已被破坏,除水果外,还需要多种维他命来治疗。

  习惯性便秘

  便秘常常是由肠功能紊乱引起的,如果食用含纤维素较多的水果,例如香蕉、苹果、橙等,皆可以促使肠蠕动,治疗便秘。

  老人方面,可以多吃一些煮熟的水果和蔬菜,早餐前饮用热开水,促使胃结肠反射引起肠蠕动,如果能够同时结合适量的运动,治疗效果便会更好。

  烧伤
 
  烧伤的病人对维他命需求量较大,其中维他命A可以增加纤维细胞的增生和体内轻脯氨酸的含量,使伤口愈合能力增强。另外,维他命C亦能促进伤创面愈合。

  同时,由于烧伤的病人的血浆和尿中的维他命C、硫胺素、尼克酸与核黄素都较低,故此特别需要补充,而这些都可以从水果中摄取。

【植物也有“脉搏”】
   近年,一些植物学家在研究植物树干增粗速度时发现,它们都有着自己独特的“情感世界”,还具有明显的规律性。植物树干有类似人类“脉搏”一张一缩跳动的奇异现象,或许有一些人会问,植物的“脉搏”究竟是怎么回事?
   原来,每逢晴天丽日,太阳刚从东方升起时,植物的树干就开始收缩,一直延续到夕阳西下。到了夜间,树干停止收缩,开始膨胀,并且会一直延续到第二天早晨。植物这种日细夜粗的搏动,每天周而复始,但每一次搏动,膨胀总略大于收缩。于是,树干就这样逐渐增粗长大了。
   可是,遇到下雨天,树干“脉搏”几乎完全停止。降雨期间,树干总是不分昼夜地持续增粗,直到雨后转晴,树干才又重新开始收缩,这算得上是植物“脉搏”的一个“病态”特征。
   如此奇怪的脉搏现象,是植物体内水份运动引起的。经过精确的测量,科学家发现,当植物根部吸收水份与叶面蒸腾的水份一样多时,树干基本上不会发生粗细变化。但如果吸收的水份超过蒸腾水份时,树干就要增粗,相反,在缺水时树干就会收缩。
   了解这个道理,植物“脉搏”就很容易理解了。在夜晚,植物气孔总是关闭着的,这使水份蒸腾大大减少,所以树就增粗。而白天,植物的大多数气孔都开放,水份蒸腾增加,树干就趋于收缩。有相当多木本植物都有这种现象,但是,“脉搏”现象特别明显的还当属一些速生的阔叶树种。
    【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。