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叶片结构分析 摘要 本文在充分理解题意的基础上，首先弄清楚了问题的目的是为了使叶片能够为植物创造最大的效益，即最大化地吸收阳光。植物吸收阳光靠的是叶片的接受阳光的面积，但是在不同位置上植物的受阳面积不尽相同，无法统一起来，因此本文将判断叶片能够为植物创造最大效益的标准定为叶片的干重。在确定目的之后，收集了一些资料，了解到影响叶片吸收阳光的几个可能的相关因素，即为叶面积、叶柄长、节间长、托叶的有无情况、叶鞘数量、以及叶片厚度的影响。对每一种因素进行数据的查找，找到每种叶片的各种因素影响的相对值，列出表格。根据表格运用MATLAB软件作出它们的散点图，并用SPSS将数据拟合成函数的形式，建立出叶片干重与每个因素之间的数量关系，并画出函数关系图。在此基础上，对运用MATLAB建立出叶片干重与它们总体之间的数量关系。这样，就建立出叶片干重与每个因素以及与整体的因素的数量关系模型在模型检验阶段，查找出十种植物叶片的相关特征，将数据放到MATLAB中进行函数关系验证，并提出了改进模型的方向，即为加入叶绿体的因素。 关键词：叶片干重、MATLAB散点图、SPSS数据拟合、关系验证 问题重述 植物的进化已有数十亿年的历史。长期的进化使得植物形态的各个部分之间绝不是孤立的，而是存在着有机的必然的联系。以叶子为例，植物的叶子是长在茎上的，而且是许多叶子在茎上有规律的排列生长。植物的叶子一般由叶片、叶柄和托叶构成，两相邻叶片的生长点之间则以节间长相间隔（参看植物的关于叶子方面的资料）。通常，植物吸收阳光的地方是叶片。显然，植物的叶片越大，吸收阳光的能力越强。但这个越强却不是孤立的，因为当节间长很短，上下的叶片就会簇拥在一起。当阳光从上望下照射时，下面的叶片就被上面的叶片遮住了，从而形成了浪费。植物叶柄的作用也一样，因为当叶柄越长，所有叶片在空间占的位置就越大，有利于吸收阳光。另一方面，当植物的叶片很小时，叶柄长和节间长也不大，因为植物生长茎和叶柄也需要能量投入，而且，过长的叶柄会使叶片容易受到风雨的侵蚀。 请根据上述内容，仔细观察周围树木或植物的叶子，寻找出与叶片有关的几个相关的主要特征，分析建立它们之间的数量关系，对6-15种不同的树木或植物的叶片相关特征进行数据采集，以检验你的模型，改进你的模型，直到满意为止。 问题分析 目的：使叶片最大程度地获取阳光，即使叶片的干重达到最大。 节间长-------叶子在茎上有规律的排列，使上下两片叶片间节间长适当，不会互相簇拥而遮盖住彼此的阳光； 叶柄长-------每片叶子本省的叶柄适当，使叶片有足够的空间接受阳光，空间上不会有遮挡，也不能太长会消耗叶片产生的能量； 托 叶-------有托叶时，增加叶片的空间，保护叶片不被侵蚀，但同时也消耗了叶片产生的能量。部分植物叶片的托叶可以光合作用产生能量； 在保持适当的节间长和叶柄长时，叶片面积更大，吸收阳光的能力更强。 解决问题的思路： 查阅资料，多了解些叶片的结构以及影响叶子吸收阳光的因素。 查找15组数据，以不同叶片的重量为目标，因为叶片的重量是它光和作用吸收阳光程度最好的评价。找出不同叶片上每个因素的数量值。 将这些数据做多元回归，找出它们之间的关联函数。 对这些因素做主成分分析，找出影响叶片吸收阳光能力的主要因素。 做聚类分析，将这些元素分类。 采集另十种叶片的特征值，检验模型。 叶鞘的功能除进行光合作用，制造一部分养分外，主要功能是在冬前至抽穗以前茎和穗还不能容纳大量的碳水化合物时，贮藏大量的糖和淀粉 托叶通常先于叶片长出，并于早期起着保护幼叶和芽的作用。托叶一般较细小，形状、大小因植物种类不同差异甚大。5～8cm5-15cm 1 5 1mm 老虎刺 288 2444mm2 2-7cm 3～8cm4-6.5cm 2-8mm 0 3 1.2mm 杜鹃 28 362mm2 2～6cm0.5--0.7cm 0 4 1.1mm 虎皮楠 53 932mm2 1.5cm 2cm 0 2 0.4mm 红锥 325 3091mm2 3cm 5一254—8cm 1～3cm0.8—1.5cm 1 2 0.5mm 野含笑 137 2189mm2 4cm 1.2—2.5cm 1 2 0.8mm 水团花 80 1504mm2 10cm 3～9mm7.7㎝5-15mm 0 3 1.3mm 木荷 190 2271mm2 5cm 1-2cm 0 0 0.4mm 红淡比 529 3385mm2 1.65cm 3cm 0 3 0.6mm 油茶 116 896mm2 5～104-7mm 0 4 1.1mm 毛冬青 19 819mm2 1.5—3cm 3-4mm 1 3 1mm 鹿角杜鹃 171 1