庞大的根系
根是高等植物为适应陆地生活而逐渐发展起来的一种器官。种子萌发时，首先冲破种皮而伸出的是胚根。胚根向下生长成为主根。主根生长很快，以番茄为例，当幼苗刚长出第一片真叶时，主根已经扎入土中55厘米；幼苗长到4—5个星期，主根已经深深地扎入地下1—1.5米深了。如果条件适宜，番茄幼苗的主根还可以以每日3.14—7.50厘米的速度向地球球心推进。随着主根长到一定长度之后，在主根四周，由它又长出许多细小的侧根。侧根像主根一样，又可再长出侧根，如此反复分支下去，便形成了一个庞大的根系。
一年生的苹果树苗，就大约有3.8万条侧根以及由这许多侧根与主根组成的根系。在大豆、棉花、向日葵这些植物中，都有这种主根、侧根分明的根系，这叫直根系。直根系是大多数双子叶植物的根系结构形式。而水稻、小麦、玉米这些属于单子叶植物的根就不同，由于它们的主根发育不好，从它们茎的基部会长出一些像胡须一样的根来，这种根叫不定根，它们长得很发达。这样，那些长短差不多，像胡须一样簇生在一起的不定根，就形成了根的又一种形式——“须根系”。一株长到八片叶子的玉米，它的不定根的数目可达0.8—1万根之多。直根系和须根系，是植物的两种主要根系形式。
由于植物有庞大的根系，这对于将植物牢牢固定在土中以及更有效地吸收营养来说，都是极为有利的。据统计，一株冬黑麦，平均每天要生长出11.5万条新根和由新根形成的1.19亿条根毛。如果把这些新根连接起来，就等于冬黑麦根一天要伸长5千米，根毛则伸长了80千米，把这么多根铺展开来，它是一个多么大的吸收面积！
根在土壤里分布的总表面积比地上茎、叶的总表面积的和还要大。在宽度上，如苹果，根的伸展宽度，最大的距离可以达到27米，比它的树冠要大2—3倍。所以我们常常用“根深蒂固”、“盘根错节”来形容根系的繁茂与庞大，可说一点也不过分。
生长在沼泽和我国南方海边淤泥地带的植物，如台湾的海茄在长期适应淤泥环境的演化过程中，它们生出了一种呼吸根。呼吸根的根端向空中生长，一条条矗立于空气中，这样就保证了植物的根系照样可以自由通气。这种呼吸根的景观可谓奇中之奇。生活在我国广东沿海的红树及生长在水边的水松，也有这种有趣的呼吸根。
根的变态类型还可以举出不少，像常春藤和凌霄花茎上的不定根，是用来使自己固着在其他植物上或者墙上，以支持它的茎干向上攀缘，所以也叫做攀缘根或附着根。其他如菟丝子，它们把自己的根伸进寄主植物的身体里面，吸取寄主植物的水分和养料，这种根叫寄生根，是寄生植物“不劳而获”夺取营养的一种手段。
根的变态，主要是由于植物的特殊生活方式和对环境条件改变时所发生适应的结果。它们并不是病态的变化，而是正常的和健康的，并且可以遗传。
所以说，根的变态是植物在长期适应环境和自然选择中而获得的。变态器官的结构和功能与植物的生活是协调一致的一种适应形式。
除了以上所述这些正常的根以外，还有很多有不同用途、形状特殊的根。
萝卜、胡萝卜、甘薯，我们吃的是它们的贮藏根。贮藏根贮藏了植物生活上所必需的食物，在冬天，植物地上部分枯死以后，它们在地下度过冬季的严寒，到来年又由它们再发出幼芽，长出新的植株来。
兰科和天南星科中的一些热带植物，它们的根不生在土里而是附生在树干或其他物体上。在它们的茎上还生长出大量暴露在空中的气生根。我国南方有一种榕树，树冠高大，从树干上垂下很多根，这些根可以一直垂到地面，再扎进地下，这叫支柱根，它有加强支持植物的作用。由于从树干上垂下的支柱根又多又粗，给人以“一树成林”的壮观感觉。板根也是一种支柱根，不过它是在树干的基部向四周突出发展成板子一样的形状就是了。在热带雨林中，许多树木的板根，“板”高可达3—8米，真好像一堵堵墙壁，对植物可以起到稳定树干的作用，这也可说是根中之一奇。
植物的茎
茎是指支撑叶及花、果等器官生长的植物地上部分。茎的形状是多种多样的。常见的有直立茎，这种茎主干及分枝明显，而且直立向上。但是，在自然界中，有许多种植物因为长期适应各种特殊的生活环境，茎的功能和形态发生了种种变化，改变了原来茎的形式或直立习性。比如牵牛花、茑萝、菟丝子、扁豆和豇豆的茎，本身细长而不能直立，必须缠绕在其他的支持物或植物体上，这叫缠绕茎。草莓、蛇莓、甘薯，它们的茎是匍匐在地面上生长的，在茎的节上再长出叶和不定根，这种茎叫葡萄茎。还有一些茎，像根一样横生在地底下，这种茎就叫做根状茎，如芦苇、藕、草石蚕、姜及中药里有名的黄精、玉竹等植物的茎就是。
更为奇特的要数变态茎了。仙人掌的茎就是一种变态茎。它的茎干扁化成叶状，体表内侧的细胞内充满了叶绿体，完全可以起到叶子一样的功能，进行光合作用和蒸腾作用。常见的仙人掌有仙人球、仙人鞭、山影等等，因为它们的祖先大多生长在干旱的环境里，在长期适应这种恶劣环境的过程中，它们的植物体演变成肥厚多汁的肉质茎，而叶子却退化成针状。在仙人掌生长得较多的墨西哥，有一种名叫强刺球形仙人掌，寿命可以达到五百年以上，直径2—3米，茎可长成重至数千斤的巨球。另一种高大柱形的仙人掌，茎高十余米，虽无常见的绿叶，但那玉柱般的身躯平地拔起，堪称壮观。
变态茎的另一些突出的例子是假叶树、竹节蓼、昙花等的叶状茎及土豆和天麻、荸荠和慈菇、洋葱与大蒜、百合等的块茎、球茎和鳞茎。叶状茎，茎变为叶状并可代替叶进行光合作用；而块茎、球茎或鳞茎却变成了块状或者球状，或者鳞片状埋在地下成了贮藏器官，骤看起来，真有点面目全非，一般都不以为那原来是植物的茎，反而往往错把它们当成植物的根。
除了上面所说的一些茎的形态之外，丝兰的茎却别具一番风趣。丝兰生长在美国阿利桑那州，它的茎通常也向上长，但一遇到暴风雨，茎的主干就向下弯，弯入土中的部分则又会长出新根，这样就使直立的丝兰变成了拱门状的弯形茎丝兰。此后，在拱形的茎上又可长出新枝。因此牧马人就常常喜欢把马拴在这种弯成了拱形的茎上。
从上面茎的种种变态来看，尽管茎变化多端，只要我们抓住了茎的几个主要特征，那就是：它有节、有叶（有时退化成鳞片状或针刺状）和腋芽的痕迹这些特点，就不难与无节，无叶、无芽的块根（红薯、大丽菊等）相区别。
植物在生长发育过程中，需要大量的水分和有机营养。有人曾经计算过，植物每形成1千克干物质所消耗的水分：小麦是271—693千克；玉米是239—495千克；向日葵是490—577千克。从这些数字，可以看出茎的运输任务是多么繁重。
物质在茎内的运输，基本上沿两条渠道进行。一条是由根把吸进来的水和溶在水里的无机盐，经导管运输到叶、花、果；另一条是由叶把制造出来的有机物质，经筛管送到根等其他器官。
先让我们来看看茎内的导管吧。把一条带有叶子的枝条放到水里切断，并且把它立即插入滴有几滴红墨水的水里，在太阳光下照射几小时以后，再把枝条纵向剖开，这时你可以看到，茎内有一条条红色的细纹，这些细纹就是植物运水的管子——导管。导管由很多长形细胞连接而成，细胞两端的细胞壁都已消失，好像竹竿把节打通了的情形一样。由于叶子蒸发水分时的拉力，以及水分子本身的内聚力，使水在导管里成为一条连续不断的水柱，从而把叶和根连接起来。这样就使水和溶在水中的无机盐类，能源源不断地沿着导管运送到植物的各个部分。
韧皮部里的筛管，是运输有机物质的主要场所。筛管也由很多细胞连接而成，不过，在筛管细胞的连接处，细胞壁未完全打通，而由一层像米筛一样有很多细孔的“筛板”隔着。另外，筛管细胞是活细胞，这与死的导管细胞也是一个明显的区别。
水在导管中运输的速度，最快的每小时约45米，慢的也可以达到每小时5米。在一般草本植物里，由于植株矮小，溶在水中的无机盐被吸入根部以后，大约经过10—20分钟就可以达到叶。而由叶片制造出来的有机物质，在筛管里运行的速度就慢得多，每小时大约为0.7—1.7米。一般农作物，有机物质由叶运到根，大约需要30—60分钟。
这里所说的运输系统是指绿色开花植物而言。至于那些低等的、构造简单的藻类、菌类，有的只由一个或几个细胞组成，它们很容易从所处的环境中直接获得水分和养料，这样就不需要什么专门的运输机构了。
年轮
把树木锯倒以后，你可以看到一个有趣的现象，在树墩的横断面上，有一圈圈色泽不一、大大小小的同心环纹。这些同心环纹就是“年轮”。年轮由形成层每年的活动而产生。春天，气候温和、雨量充沛，对树木的生长有利，这时形成层细胞分裂旺盛，新产生的细胞大而明显，导管又大又多，因此，木材就显得颜色淡，质地松软。入夏以后，随着气温增高、雨量减少、特别是到了秋天，天气渐冷，雨量更少，形成层活动减弱，分裂出的细胞形状小，加上细胞壁厚、导管又少，木材显得致密而坚硬，颜色也深。树木内的细胞和导管每年重复一次由大到小，材质由松到密的变化，从而就形成了色泽、质地不同的一圈圈环纹——年轮。
一个年轮，代表着树木经历了所生长环境的一个周期的变化，通常气候是一年一个变化周期，所以年轮也就代表着一年中生长的情况。根据年轮的数目，可以推知树木的年龄，用来考查森林的年代。不过，由于形成层有节奏的活动，有时在一年内也有可以产生几个年轮的，这叫假年轮。像柑属类植物，一年可产生3个年轮。所以，由年轮计算出来的树木年龄，只能是一个近似的数字。
年轮不仅可用来计算树木的年龄，从年轮的宽窄，还可以了解树木的经历以及树木与当时当地环境气候的关系。在优越的气候条件下，树木生长得好，木质部增加得多，年轮也就较宽；反之年轮就窄。比如，树木最初的年轮一般比较宽，这表示那时它年轻力壮，生长力强；有时一棵树在出现了很多窄的年轮以后，突然出现有宽的年轮，这表明在年轮宽的那几年，环境气候适宜，对树木生长有利。另外，还有偏心的年轮，那就说明树木两边环境不同，通常在北半球朝南的一面较朝北的一面温暖，所以朝南的一面年轮较宽。
地球上气温冷暖的变化，大致有一个200年一循环的周期。通过对1900—1960年年轮变化的研究，发现在200年的大周期内，还存在33年、72年、92年、111年的气候变化小周期，它们大多是11—11.5周期的倍数。而11年，刚好是太阳黑子活动的周期，这也表明，太阳的活动已经直接影响到地球气温的变化。
目前，已经有一种专门的钻具，可以从树皮一直钻到树心，取出一个有全部年轮的薄片。这样就可以不再需要砍倒树木来计算出树木的年龄了。
通过对年轮变化规律的研究和对它所在地区气候的了解，对制定超长期气象预报及制定造林规划等方面，都有指导意义。
叶子
在大自然的美景中，除了色彩缤纷的花朵以外，最引人注目的应该算是各种各样、千姿百态的叶。
有名的亚马逊河的王莲，是一种巨大的水生植物，它的叶又大又圆，边缘直立，好像一个绿色的大玉盘漂浮在水面上。叶的直径达1.8—2.5米，叶面上可以承受住40—70千克的重量，就是在叶面上坐上一个小孩，也稳稳当当，好像乘船一样，安然无事。你以为这是最大的叶子了吧？但是它与亚马逊棕桐的叶子相比，还差得远哩！亚马逊棕榈的叶子宽12米，长可达22米，竖起来比一座六七层的大楼还高出一截。不过，一般常见的植物的叶子，大小只不过在10—20厘米左右，而较小的，如柏树的鳞片状或锥状的叶子，长不过几毫米。
叶子的形状，比起叶子的大小来更有趣。菱叶如三角，葱叶像长锥子，银杏叶恰似一把打开的小招扇，松树的叶则如同细细的长针，其他还有呈心形的（芋），马挂形的（鹅掌楸），箭形的（慈菇），等等。根据叶子的不同形状，可以用它来帮助我们认识不同种类的植物，以及它们所生活的环境的特点。
在叶的家族中，还有一些模样十分奇特的。像食虫植物猪笼草的叶，它由基部的叶柄，中间宽大的叶片、由叶尖延长成的卷须，和卷须前端膨大成圆筒状或卵形的捕虫袋四部分组成，而且那个捕虫袋的颜色鲜绿或者带点红色，上面有明显的网状叶脉，很像一个运猪的笼子，所以把它叫做猪笼草。
碗豆叶的顶部长有卷须，它是由顶部的小叶变的，这种形状的叶，同时适应了碗豆的攀缘生活。还有洋葱、百合、贝母等鳞茎上的肥厚的鳞片叶，与常见绿叶相比，更是面目全非了，你或许曾经以为那是它们的根哩！
更有趣的还有那种名叫一品红或叶子花的叶片，它们那靠近枝顶的一些叶片，具有鲜艳的红色，成了花或花序的一部分，十分美丽，不少人还以为那红色的叶片是它的花。
叶上开花，更是别具一格。山荣萸科的青荚叶，每年四五月间，在翡翠般的绿叶上镶嵌着朵朵白花；秋后，小花变成了黑色的小核果，犹如荷盘托珠，格外有趣。
叶的变化，还表现在叶的边缘上那些大大小小的缺刻、分布在叶表面上的叶脉排列和分枝的变化以及色泽的异常上。一张张叶片犹如一幅幅装饰各异的图案，包含了大自然的神奇与瑰丽。
叶绿素
“世界上再高明的厨师也不能把二氧化碳和水制造成食物，但是植物的叶绿体却有这种奇特的本领”。这是50多年前前苏联著名的植物生理学家季米里亚捷夫赞叹叶绿体功能时说的。叶绿体主要存在于叶片的叶肉细胞中。
叶绿体非常小，大小只有5微米左右，一个叶肉细胞常常包含着数百个叶绿体。在每个叶绿体内，还有更细小的绿色小粒——基粒。它由一片片像千层饼一样的光合膜组成，植物的光合作用就发生在这些千层饼模样的光合膜上。当光线通过叶绿体内的光合膜时，叶绿体的绿色色素——叶绿素就开始了工作，它利用太阳光来分解水，同时还原二氧化碳以形成碳水化合物，并且放出氧气，这一过程就是光合作用。通过一系列的化学变化，植物通过叶在光合作用中形成的碳水化合物，逐渐转化成植物的淀粉、脂肪、蛋白质等各种有机化合物，太阳能也就变成了化学能贮藏在植物的身体里面。因此可以说，农业生产的各种食品都是太阳能潜能的表现形式，是“太阳能的罐头食品”。
