ページ3:

穿插於葉肉組織中的維管束即為葉脈,具有物質運輸及支持
葉片的功能。以橫切面來看,葉脈的近軸面(靠近上表皮)為木
質部,背軸面(靠近下表皮)為韌皮部。雙子葉植物的葉脈排列
方式多為網狀脈,單子葉植物則多為平行脈。
木質部、木柵狀幺
大腦
葉片:卡表皮皮虾、海绵
組織
挑戰書
S-S
以下圖片為數種特化的葉試判斷這些不同形態的葉分別有什麼功能?用來適應什麼環境?
洋蔥一鱗葉

ページ4:

吸水
滲透(熱)。
根毛
2 植物體的營養構
吸石礦物質 主動
襄植物枯萎,蟲
活動旺盛,使得」
子而枯萎,這就是
收呢?
在根毛進行吸收時,帶電荷的礦物質離子必須藉由細胞膜上
的運輸蛋白,以促進性擴散或主動運輸的方式進入根毛細胞中;
同時,由於根部細胞提升了細胞內離子的濃度,製造出相對於土
壤水溶液較高的滲透壓,使得水得以經由滲透作用順勢被根毛細
胞吸收。
2-2.2 根部橫向運送水與礦物質的方式
當水與溶於水中的礦物質離子被根毛吸收後,可經由兩種路
徑進入植物體內:共質體路徑及質外體路徑(圖2-17)。在共質
工的方式 體路徑中,水分會通過細胞膜進入根毛細胞內,再藉由細胞與細
胞之間的細微管道——原生質絲,進行水分的運送。在質外體路
在尚未做徑中,水分則不會進入細胞質內,而是沿著細胞壁與細胞間隙流
水可以較容融 動。水分及礦物質在皮層細胞間的運輸,可由共質體路徑與質外
三,大幅增加 體路徑相互轉換完成。
被根部吸收。
CO,與土填
愛,H*會取
物質離子道
中的水溶
眼(H,PO)
(橫向)
你
知
道
哐
-原生質絲
·細胞壁
·細胞質
-質外體運輸通道(經由細胞壁)
·共質體運輸通道(經由細胞質)
圖2-17 共質體路徑與質外體路徑的示意圖

ページ5:

76 | 選修生物 II | BIOLOGY
(需ATP
蘆→→皮層→內皮→周鞘→維管束(橫)
lycell
四
BATP
2 質外體or共質體
不過,當水與礦物質運送至內皮層時,由於內皮
著帶狀防水結構的卡氏帶,阻止了水分由內皮細胞的
因此只能以共質體路徑進入內皮細胞,再由內皮細胞
進入中柱,經過周鞘細胞到達木質部(圖2-18)。在
中,礦物質及其他溶於水中的物質必須藉由促進性擴
輸的方式,才能通過內皮細胞的細胞膜進入中柱,這
物體能夠控管根部吸收的物質,並且避免有害的物質
散布至整個植株。
質外體路徑 共質體路徑
細胞質
卡氏帶
內皮細胞
周鞘
木質部

ページ6:

2-2.3 • 協助根部吸收的構造
有些植物另外具有菌根或根瘤,可以增進根部對水與礦物質
(協助)
的吸收。
菌根
支部木質部
中柱
轉換;但當水
。
植物增加根部吸收水分及礦物質表面積的形式除
了根毛以外,也經常與真菌共生(尤其是松柏類的裸子
植物),藉由真菌的菌絲增加與土壤的接觸面積。這些
共生的真菌和受感染的植物根部,即合稱為菌根 (圖
2-19)。菌根真菌的菌絲會深入植物根部的皮層,水與
礦物質便可沿著菌絲進入植物皮層,再透過共質體路徑
或質外體路徑輸送至植物體內。
①無機養分②分泌抗生素,保證分泌刺激物
植物生長
真菌<蓮櫃>植物土壤貧瘠:互利共生
(菌絲)
·肥沃:寄生
① 光合產生的養分
(植物較不利)
圖2-19
菌根

ページ7:

78
選修生物 II
根瘤
固作用
BIOLOGY
→NHE
NO
根瘤菌
互利>植物(豆科)
[消费者
[生產]
光合有機養分
根瘤
真菌則除了協助植物水與礦物質的吸收外,還會藉由分泌生長因
子促進根部的生長及分支,並且產生抗生素保護植物的根部不受
細菌的感染。經調查,有菌根共生的植株通常會比沒有菌根的植
株長得更高大。
来源:光合作用
在菌根的共生關係中,植物會提供真菌醣類及其必需的養分,
(豆科)
無和植物共生時,無法行固作用⇒分解者
豆科植物經常會與根瘤菌共生,在根部形成膨大的根瘤(圖
細菌
2-20),能夠提升對氮元素的吸收。空氣中雖有78%的氮氣
(N),但須經過固氮作用」 將氮氣轉換為氨(NH)、銨鹽
(NH²),或再經過「硝化作用」將銨鹽轉換為硝酸鹽(NO)
等含氮化合物,才能被植物吸收、利用。根瘤菌即是自然界中具
有固氮能力的細菌之一。
土壤中的根瘤菌是藉由根毛的感染進入植物根部,進而促使
皮層與周鞘的細胞分生,使感染的區域膨大形成瘤狀物,其中受
根瘤刺激而進行細胞分裂的周鞘細胞,也會形成維管束進入根
內。根瘤菌在根瘤中將氮氣固定為銨鹽後,植物便可直接將銨翻
由木質部運輸至其他部位。在根瘤的共生關係中,植物透過網
束供給養分給根瘤內的根瘤菌使用,而根瘤菌可讓植物的生長
為良好。
E
孔
散

ページ8:

長因
不受
的植
2-3 水與礦物質的運輸
你知道嗎?植物體的蒸散作用不僅可以將地表的水分交換至大氣中,它也是植物體
內水分運輸的主要動力喔!數十公尺高的大樹,得用多大的力才能將水分從根部送至樹
梢的葉片,這是怎麼辦到的呢?
2-3.1• 木質部運送水分的機制,
約可達3~5atm
根壓 水上升動力十
一根:根壓(推力)
-內聚力
一莖:毛細作用-
(水具植性)
葉:蒸散作用(拉力)
-吸附力
根壓來自於根部細胞與土壤間的礦物質離子濃度差。 由於根
部細胞內的離子濃度高於土壤,且愈接近中柱的根部細胞所含離
子濃度愈高,因此在土壤水分多時,根部周圍的水可以順應根部
細胞的滲透壓梯度差,大量進入中柱,進而推擠木質部中的水向
上移動。這種因根部的滲透壓差所造成的推進力量,稱為根壓。
在小型草本植物中,有時可發現水滴從葉緣滲出的現象,這
即是根壓所造成的泌溢作用(圖2-21)。泌作用多發生在夜晚
或清晨,此時相對溼度較高而使得土壤含水量較多,因此植株有
較大的根壓可讓水上升至葉緣,而多餘的水分則藉由葉緣的泌水
孔排出;另一方面,由於此時氣孔為關閉狀態,可知此現象與蒸刻
散作用無關。
①根壓大
缺圖2-21
草本植物的泌溢作用
知 道
泌溢作用:薪發弱
你
嗎
永久萎凋點

ページ9:

鄰近的細胞,形成物質運輸與訊息溝通的管道,這些管道即稱為原生質絲
esmata)。一個植物細胞可能具有數千至數萬個原生質絲。
·桌意菌À
內皮過後,皆共質體路徑
的調節作用出會館
支細胞間存在著帶狀防水結構 卡式帶,阻止水分由內皮細胞的間隙通過,因此只
以共質體路徑進入內皮細胞,再經由原生質絲通過周鞘進入中柱的木質部。
物質及其他溶於水中的物質必須藉由促進性擴散或主動運輸的方式,才能通過內皮細胞
細胞膜進入中柱。
的:控管根部吸收物質,避免有害物質透過維管束散布至整個植株。
13-1
,是位
質外體路徑
共質體路徑
()
鼎
卡氏帶
內皮細胞
HMHM
周鞘
木質部
細胞質
卡氏帶

ページ10:

液胞
x
①
在強光的刺激下,保衛細胞膜上的
膜蛋白會將H送出細胞外。
細胞內的水精土
3
duest
H
H
·的因素
動力,但是也
管蒸散作用的
耗能
K+
(ATP), H
·K+
HT
K+
H+
○ 有些植物照
二且葉面積: 滲透壓膨壓↑→氣孔打開
由於保衛細胞膜內的正電荷減少,
導致胞外的K+移入胞內,以平衡
膜內外的電位。
主動運輸(耗)
③
內開合也會影
L的數量也不
可保衛細胞
。當水進入
,形成膨壓
外圍的外形
包的橫向歐
度會較大,生
一旦水分
的彈性回復
內壁厚
K+的移入導致胞內的滲透壓上升,
於是胞外的水順應滲透壓梯度進入
胞內,造成膨壓增加而開啟氣孔。
老移入移出才耗能
外壁薄
圖2-25
氣孔開合的機制
夜晚時
+移出保衛cell
滲透壓↓
氣孔閉合

ページ11:

輸送。
知 道
你
環狀剝皮
(不含)
剝除形成層以外的部分
樹木的環狀剝皮是將韌皮部以外的樹皮剝除,因此儲存在
環狀剝皮處以下的養分無法向上運送到頂端;同時,枝條頂端
光合作用後產生的醣類也無法向下運送到根部儲存或利用,因
此根部無法獲得充足的養分來吸收水分及礦物質,也間接影響

ページ12:

木質部導管
蔗糖分子
K→小)
壓力流→
蒸散流
- 水分子
韌皮部篩管
T
O
CHAPTER
2 | 植物體的營養構造與物質運輸
87
供給處
(如葉肉細胞)
伴細胞
①
伴細胞透過主動運輸,將供給處細胞
的蔗糖運送至篩管細胞中
篩管細胞滲透壓增加,使導管中的水
流入細胞內,造成膨壓上升
水由膨壓較高處順勢流向膨壓較低處
③
伴細胞透過主動運輸,將篩管細胞的
蔗糖運送至需求處細胞
篩管細胞滲透壓下降,使細胞內的水
流回導管中,造成膨壓下降
需求處
(如根部細胞)
水分子移動方向
蔗糖分子移動方向
圖2-26
韌皮部運送醣類的壓力流運作機制
為雙向,流向由供給/需求處判斷
有機養分在壓力流的運送過程中並不需耗能,僅有在伴細胞
過主動運輸將養分作移入與移出時才需耗能。相較於擴散作用,
力流的運輸效率相當快速,只要供給處的醣類能不斷地運送至
管細胞,水就會不斷地自木質部湧入篩管,使壓力流可以源源
絕地持續進行。

ページ13:

2-3 水與礦物質的運輸
(本
節重點:
①
③
1. 木質部運送水分的機制為:根壓、毛細作用與蒸散作用
2. 蒸散作用是植物體向上運輸水分的主要原動力。 ↑
3. 水分在植物體內運輸為單向運輸,方向:下→上。
4. 氣孔開合由保衛細胞調控,影響的因素有:光強度、氣溫等。
6000
(一)
2-3.1 木質部運送水分的機制《
、根壓
(一)定義:根部細胞與土壤存在滲透壓差,因水分推進力量所形成的壓力。
(二)來源:根部細胞與土壤間的礦物質離子濃度差。
(三)形成原因:
1 想却细胞主動吸收礦物質離子→ 根部細胞內的離子濃度高於土壤,愈接近中柱的細胞

ページ14:

評量
選題
泌溢作用:發生在氧孔關閉時
植物體水分運輸的敘述,何者正確?
草本植物木質部內水柱上升的主要動力為根壓