乔治-布封（1707～1788)

法国博物学家、作家，爱好广泛，尤其对数学和自然科学感兴趣。其代表作《自然史》是一本36卷本的巨著，其中包含了《地球形成史》《动物史》《人类史》《鸟类史》《爬虫类史》《自然的分期》等部分。书中的内容皆以科学的角度出发，客观真实地记录了布封对大自然的观察和研究成果。除此之外，布封优美的文笔也被人津津乐道，《自然史》中的多篇文章都被各大版本的语文教材选中。 

本书主要包括植物和矿物两部分内容，分别介绍了植物的基础知识和品种特色，以及矿物的种类和作用等，将美丽的地球资源一一展现，十分具有学习和参考的价值。

地球是怎么形成的？

植物都包括哪些结构？这些结构是怎么发挥作用的？

小小的藻类是怎么繁衍后代的？

苔藓和蕨类植物为什么离不开水？

裸子植物和被子植物有什么区别？

哪些矿石产铁，而哪些矿石产铜？

漂亮的宝石从哪里来？

跟随法国博物学家布封，一起来探索植物和矿物的秘密吧！

 

第三章

植物的概念和种类

 

广义上，所有不是动物的生物都可以称为植物。植物和动物的区别从根本上来说是：

1.植物不会像动物那样自主运动；

2.植物是自养生物，在体内叶绿素的参与下通过光合作用摄取养分。

不过，这样划分动植物还是不够的，因为它无法将简单植物与低等动物区别开。为了更好地认识植物，我将从狭义概念上来讲述植物。

狭义上，植物包括苔藓植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物。另外，藻类植物和真菌也可以划分为植物。

◎ 植物的细胞

无数的细胞构成了多姿多彩的大自然，因此我们从细胞开始探讨。作为植物的基本组成元素，细胞一般包括细胞壁、细胞核、线粒体、叶绿体、内质网、液泡等有机结构。

众所周知，细胞是生物的基本组成元素，植物也大都由细胞组成。但是，不同植物之间的细胞组成是有差别的，有些是单细胞植物，有些是多细胞植物。其中，多细胞植物结构较为复杂，由无数细胞按照一定的顺序排列成多个组织，不同的组织连接成为器官，功能相似的器官构成系统，最终不同的系统形成植物体。

细胞壁是包裹在细胞外的一层厚壁，也属于细胞的一部分，其主要成分是多糖。与动物细胞相比，细胞壁是植物细胞的特有结构。植物细胞壁由纤维素、半纤维素和果胶等构成，包括胞间层（中胶层）、初生壁和次生壁这三个部分。

不同的植物，同一植物不同的部位、不同功能以及处在不同时期的细胞壁，其结构和成分都是不一样的。例如，细胞在分生组织刚开始分裂的稚嫩时期，其细胞壁只有一层很薄的胞间层，随着细胞不断地生长，原生质体才逐渐分泌形成初生壁。

细胞最重要的组成部分是细胞核。它是细胞里最大的细胞器，主要包含核膜、核仁、染色质、核液等。细胞核在细胞的代谢、生长和分化中起着重要作用。细胞核载有的遗传物质，可以调控细胞生长，是细胞的“生命中枢”。细胞核中的染色质里包含承载着遗传信息的脱氧核糖核酸（DNA）。DNA由四种不同的碱基组成，而碱基的排列顺序中储存着生物体的遗传信息。一般情况下，遗传信息决定了植物自身和其后代的性状特征，所以说细胞核是细胞中最重要的组成部分。

线粒体位于细胞质中，是一种有着双层膜的细胞器，还是植物进行呼吸作用的场所。在线粒体中进行的呼吸作用，可以将糖转化成二氧化碳和水，同时以腺苷三磷酸（ATP）的形式释放能量，为细胞提供动力，可以说是细胞的“能量供应站”。ATP是一种高能物质，为细胞中的物质合成作用等耗能过程供能。

高尔基体由扁囊和小泡组成，参与细胞的分泌活动，同时也在细胞壁的形成中发挥着重要作用。

叶绿体是植物的重要细胞器之一，含有植物中特有的叶绿素，其内部可以进行光合作用，即将太阳能（光能，为各种生命活动提供需要的能量）转化为化学能。光合作用就是利用光能使二氧化碳和水产生反应，合成储存有化学能的有机物，同时释放出氧气。可以说，有了绿色植物的光合作用，才有了地球上有机体的生存和繁殖。

叶绿体主要包括叶绿素、胡萝卜素和叶黄素这三种成分，其中大部分植物都是叶绿素含量最多，遮盖了其他色素，所以才会呈现出绿色。叶绿体主要由叶绿体外被、叶绿体基质、类囊体组成。叶绿体主要包含三种膜结构，即外膜、内膜、类囊体膜。膜与膜之间形成的腔也分成三种：膜间腔、基质、类囊体腔。类囊体膜是光能转化的场所，因此类囊体是叶绿体的重要结构。类囊体会一个堆一个地叠在一起，这些堆在一起的类囊体叫作基粒，光合作用中的暗反应就是在基粒上发生的。

内质网就好像一种连续不断的管道系统，主要由细胞内膜系统组成，分为粗糙内质网和光滑内质网两类。粗糙内质网里含有核糖体，可以合成或加工蛋白质；光滑内质网则主要负责合成脂类。

液泡是植物特有的一种泡状结构。一般只有成熟的植物细胞才含有中央大液泡，幼嫩细胞的小液泡会随着细胞的生长而长大，最后相互合并形成中央大液泡。中央大液泡占据了细胞整个体积的90％以上。因此，中央液泡会将细胞质和细胞核挤到细胞壁边缘。中央大液泡是判断细胞是否成熟的标志，也是区分植物细胞和动物细胞的标志。

液泡外面有一层薄薄的液泡膜，里面则充满细胞液。细胞液的主要成分是水，里面还含有很多无机盐、生物碱、糖类、蛋白质、有机酸、各种色素以及代谢废物等有机物和无机物，有时甚至会包含有毒物质。植物细胞之所以看上去都是鼓鼓的，是因为细胞液总处于较高的渗透状态。同时，液泡膜上面有许多微小的孔，具有一定的透过性，可以使小分子物质进出。由于液泡体积最大，所以大部分物质都聚在里面，使不同植物呈现不同的味道，例如，甘蔗茎和甜菜根的细胞液泡中含有许多蔗糖，所以它们是甜的；有些果实的液泡里含有大量有机酸，所以味道是酸的。

由于含有多种物质，细胞液的浓度很高。细胞的渗透压以及吸收水分就依靠这种高浓度状态，可以说，液泡与细胞的代谢息息相关。换句话说，植物吸收水分后，液泡开始膨胀，植物就会展开叶子；植物水分不足，液泡逐渐变小，叶子就会卷曲或打蔫。

◎ 植物的组织和器官

如前所述，细胞是构成生命体的基本单位，不同的细胞由于细胞分化具有不同的生理功能。这些不同的细胞聚集在一起会形成具有不同生理功能和形态结构的组织，不同的组织形成不同生理功能的各种器官，最终形成完整的高等植物体。

换句话说，细胞分化形成不同的组织，它们各司其职，保证了完整植物体的正常生理活动。无论是哪种植物，其细胞分化程度都决定了内部结构的复杂性和适应环境的能力。例如，被子植物的分化程度很高，其内部的组织结构复杂完善，因此被子植物在数量和分布上都居植物界之首。

根据结构和功能的不同，植物组织可以分成分生组织、基本组织、保护组织、输导组织、机械组织和分泌组织这六种。器官形成的过程中，首先由分生组织分裂形成其他五种组织，所以这五种组织又称为成熟组织。它们各自行使不同的功能，发挥不同的作用，相互配合，共同促进植物的生长。

细胞分化以后，聚在一起形成细胞群。这些细胞群具有不同结构、不同功能和不同形态，其中结构和功能相同、形态相似的细胞群又会构成某种组织。具有不同功能的组织按照一定的规律，排列形成具有一定功能的器官。一些器官会按照一定的顺序，共同完成一项甚至是几项生理活动，于是这些器官又构成了系统。这种形成系统的方式是大多数动植物都具备的，换句话说，动植物体内的各部分都有着密切的联系。

成熟组织的基本功能

    基本组织    保护组织    输导组织    机械组织    分泌组织

 

 

 

 

 

 

 

功能    现在多称其为薄壁组织，即负责植物新陈代谢运转的主要组织。例如，光合作用、呼吸作用以及各类代谢物质的合成和转化都由薄壁组织来完成。薄壁组织占据了植物体体积的大部分，将机械组织和输导组织包裹起来。由此可见，薄壁组织是植物体组成的基础。  这是一种覆盖于植物体表面，起到保护作用的组织，可以减少植物体内水分的蒸腾，控制植物与环境的气体交换，防止病虫害侵袭和机械损伤等。  这种组织顾名思义，就是植物体内负责物质运输的组织。例如，植物的根会从土壤中吸收水分和无机盐等物质，输导组织就会将这些物质运送到植物其他器官中，以维持植物的正常生长和繁殖。    这种组织可以对植物体起到支撑作用，具有较强的抗压、抗张力和抗曲挠的能力。换句话说，植物的硬度就是由机械组织决定的。    某些植物细胞可以合成一些特殊的物质，如生物碱、挥发油、树脂、杀菌素、维生素、糖等。这些被分泌出来的物质，有些会排出体外，有些则留在体内。而分泌这些物质的组织就是分泌组织，这种现象就是分泌现象。这些分泌出来的物质，有的可以保护植物，有的可以促进植物的生长，有的可以帮助植物传粉，等等。

 

 

生物体的器官比组织更加高级和复杂，且具有一定的生理功能，可以进行某些生理活动。动物体内有很多复杂的器官，植物器官就要简单得多。在植物界，以被子植物最为高等，因为它具有根、茎、叶、花、果实、种子这六种器官。而其他种植物的器官都没有被子植物这么全面完整：裸子植物有根、茎、叶、种子；蕨类植物有根、茎、叶；苔藓植物只有茎和叶；大部分的藻类都没有分化的器官，有些藻类甚至是单细胞生物，更别提组织和器官了。

 

目     录

contents

第一章 地球及其组成 ………… 001

自然的分类 ………… 002

地球 ………… 005

海洋和沙漠 ………… 006

海洋 ………… 007

沙漠 ………… 009

第二章 自然的各个世代 ………… 011

宇宙的发展 ………… 012

洪荒时代 ………… 016

最古老的物种 ………… 017

洋流和火山对地形的影响 ………… 020

初民生活 ………… 023

科学与和平 ………… 026

第三章 植物的概念和种类 ………… 041

植物的细胞 ………… 042

植物的组织和器官 ………… 048

第四章 光合作用和蒸腾作用 ………… 051

光合作用 ………… 052

蒸腾作用 ………… 055

第五章 藻类植物 ………… 059

蓝藻门和红藻门 ………… 060

蓝藻门 ………… 060

红藻门 ………… 062

甲藻门、紫菜、轮藻门 ………… 064

甲藻门 ………… 065

紫菜 ………… 066

轮藻门 ………… 068

绿藻门 ………… 069

褐藻门 ………… 073

第六章 苔藓植物 ………… 077

苔藓植物的结构和生殖 ………… 078

地钱，葫芦藓，金鱼藻 ………… 082

地钱 ………… 082

葫芦藓 ………… 084

金鱼藻 ………… 086

真菌类 ………… 087

第七章 蕨类植物 ………… 091

蕨类植物的特征和结构 ………… 092

桫椤和铁线蕨 ………… 097

桫椤 ………… 097

铁线蕨 ………… 100

鳞木和鹿角蕨 ………… 100

鳞木 ………… 101

鹿角蕨 ………… 102

第八章 裸子植物 ………… 105

裸子植物的形态 ………… 106

裸子植物的代表种类 ………… 108

银杏 ………… 109

苏铁 ………… 110

巨杉 ………… 111

侧柏 ………… 113

红豆杉 ………… 114

油松 ………… 114

第九章 被子植物 ………… 117

根 ………… 118

茎 ………… 122

叶 ………… 125

花 ………… 128

果实 ………… 133

种子 ………… 135

第十章 森林 ………… 139

热带雨林 ………… 140

药用植物 ………… 143

人参 ………… 143

罗汉果 ………… 145

油料作物 ………… 146

花生 ………… 146

芝麻 ………… 147

香料植物 ………… 149

柠檬 ………… 149

薄荷 ………… 150

玫瑰 ………… 151

糖料植物 ………… 152

甘蔗 ………… 152

甜菜 ………… 153

粮食作物 ………… 154

水稻 ………… 154

小麦 ………… 156

纤维作物 ………… 157

棉花 ………… 158

亚麻 ………… 160

第十一章 自然元素矿物 ………… 161

金、银、铜、铂 ………… 162

金 ………… 162

银 ………… 163

铜 ………… 165

铂 ………… 166

砷和锑 ………… 167

砷 ………… 167

锑 ………… 168

硫、金刚石、石墨 ………… 169

硫 ………… 169

金刚石 ………… 170

石墨 ………… 171

第十二章 硫化物和硫酸矿物 ………… 173

方铅矿和辰砂 ………… 174

方铅矿 ………… 174

辰砂 ………… 175

闪锌矿、硫镉矿、辉锑矿 ………… 176

闪锌矿 ………… 177

硫镉矿 ………… 178

辉锑矿 ………… 179

斑铜矿、黄铜矿、辉铜矿 ………… 180

斑铜矿 ………… 180

黄铜矿 ………… 181

辉铜矿 ………… 182

黄铁矿、磁黄铁矿、白铁矿 ………… 182

黄铁矿 ………… 182

磁黄铁矿 ………… 183

白铁矿 ………… 184

脆银矿、深红银矿、车轮矿 ………… 184

脆银矿 ………… 184

深红银矿 ………… 185

车轮矿 ………… 186

黝铜矿和砷黝铜矿 ………… 186

黝铜矿 ………… 186

砷黝铜矿 ………… 187

第十三章 卤化物 ………… 189

石盐、钾石盐、氯银矿 ………… 190

石盐 ………… 190

钾石盐 ………… 191

氯银矿 ………… 192

光卤石、冰晶石、萤石 ………… 192

光卤石 ………… 193

冰晶石 ………… 193

萤石 ………… 193

第十四章 氧化物和氢氧化物 ………… 195

尖晶石、红锌矿、赤铜矿 ………… 196

尖晶石 ………… 196

红锌矿 ………… 197

赤铜矿 ………… 197

磁铁矿、钛铁矿、赤铁矿 ………… 198

磁铁矿 ………… 198

钛铁矿 ………… 199

赤铁矿 ………… 199

红宝石和蓝宝石 ………… 200

红宝石 ………… 200

蓝宝石 ………… 201

水镁石、褐铁矿、水锰矿 ………… 202

水镁石 ………… 202

褐铁矿 ………… 202

水锰矿 ………… 203