普通生物学高频考点（二十一）之植物对养分的吸收和运输 ...

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一、根细胞控制养分的吸收
水分（稀溶液）进入根木质部的通路是：表皮→皮层→内皮层→木质部，其路径有两条；
1.胞外途径
溶液沿着根细胞的多孔细胞壁进去，而不进入表皮细胞或皮层细胞的细胞质；只有遇到内皮层时，这条胞外途径才被打断。
凯氏带：双子叶植物和裸子植物在根的内皮层细胞径向壁和横向壁上形成的一条含有栓质和木质素的带，水分或溶液不能通过这条带，只能通过质膜进入内皮层细胞之内。
2.胞内途径
溶液先通过表皮细胞（一般是根毛）的质膜，进入细胞之内。根中的细胞是由胞间连丝连通着的，所以水分和溶质最后进入内皮层，内皮层细胞则将溶质释放到木质部中。
二、植物的空气营养和土壤营养
1.土壤营养
植物所需的水分是从土壤中吸收的，许多无机盐类也是从土壤中吸收的。
2.空气营养
植物从空气中吸收CO2进行光合作用，光合作用所产生的糖类是建造植物体的物质基础。
3.根叶的物质运输
叶中制造的糖必须运往根和其他非绿色部分，而根吸收的水分和无机盐又必须运至地上部。
三、蒸腾作用使水分和养分在木质部中上运输
1.木质部的特点
（1）木质部组织是由管饱和导管分子组成的，这两种细胞都是死的，只有细胞壁，首尾相连，以纹孔或穿孔相通，所以木质部汁液可以在这些管子里流动；
（2）木质部汁液只能自下而上，即从根到地上部流动。
2.根压
根细胞主动将无机离子泵入木质部，而内皮层会使离子在木质部中积累，当离子积累到一定程度时，水就会通过渗透作用进入木质部，从而推动木质部汁液向上移动。
3.蒸腾拉力
（1）蒸腾作用定义
蒸腾作用是指植物的叶或其他暴露在空中的部分丢失水分的过程。
（2）水的两种特殊作用
① 内聚作用
同一种分子彼此粘连在一起。就水分子而言，是氢键使水分子粘连在一起。
② 黏附作用
不同种类的分子粘连在一起。木质部中水分子与细胞壁中的纤维素分子通过氢键而黏附在一起。
（3）蒸腾作用－内聚力－张力机制
蒸腾作用（日光能等）拉动一长串水分子，内聚力使这串水分子连在一起，而黏附力则有助于其向上的移动。植物并不需要消耗自身的能量使汁液上运，内聚力和黏附力，尤其是日光能的力量使水分和溶于其中的溶质从根部运到上部。
4.植物对水分的平衡的控制机制
气孔由一对保卫细胞组成，保卫细胞改变其形状以控制气孔的开关，而气孔的张开和闭合控制水分的丟失以适应环境的变化。
（1）气孔开关调节机制
第一，当保卫细胞从周围的细胞中得到钾离子（K＋）时，水就会由渗透作用进入其液泡内，于是细胞呈膨胀状态；
第二，由于保卫细胞的壁厚度是不均匀的，细胞吸水后，较薄的壁膨胀较多，于是细胞弓起来，使气孔张开
第三，当保卫细胞丟失K＋，水分也丢失，细胞失去膨胀状态，气孔关闭。
（2）影响气孔开关的因素
第一，光促进保卫细胞吸收K和水，因而使气孔在早晨张开；
第ニ，叶中CO2水平较低也使气孔张开
第三，保卫细胞中的生物钟，即植物体內的一种计时机制，使植物在白天丢失水分过多时，将气孔关。
四、糖分在韧皮部中运输
1. 韧皮部的特点
（1）韧皮部的主要功能是运输有机养分分子，韧皮部汁液中通常主要是蔗糖，但也可能有无机离子、氨基酸和植物激素；
（2）韧皮部中运输有机养分的细胞称为筛分子，它们首尾相连，但中间有一层筛板；
（3）韧皮部汁液可以沿着各种方向流动。
2. 糖分在韧皮部运输机制
糖分在韧皮部中运输机制为压流或集流模型
（1）在糖源（产糖部位）中，糖被主动转运到韧皮部中，于是筛管中糖的浓度增高，水分也因渗透作用而进入筛管内，于是此处的水压也增高；
（2）在另一端，即糖壑（接受、贮存糖部位）端，糖和水都从筛管中外运，糖被运走，水也因渗透作用而流出，于是壑端的糖浓度降低，水压也降低；
（3）源端水压的增高和壑端水压的降低使得水从源流向壑，水又经由木质部从壑回到源中。


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