11班生物

工厂运输

水运

水在植物中的长距离运输是散装的。这被称为易位。

水的吸收

从土壤中吸收水分是通过根毛进行的。根毛是根表皮的延伸,有薄壁。水由于渗透作用进入根毛。大量根毛的存在增加了表面积,从而增强了对水的吸收。



渗透:水进入更深的根层:

水的进一步运动通过两种不同的途径进行,即异质体途径和同质体途径。

质外体途径:质膜外的自由扩散空间是外质体。这一过程被根中的卡斯帕里带(Casparian strip)打断,即植物细胞和植物角质层之间的空气空间。外质体是由相邻细胞细胞壁的连续体以及细胞外空间形成的。外质体途径促进水和溶质在组织或器官中的运输。

共质体途径:质膜的内侧是共质体。同质体通路是连续的,因为相邻细胞细胞壁上存在着胞间连丝。小分子;如糖、氨基酸和离子;通过共质体通路。在肌动蛋白结构的帮助下,更大的分子也通过这条路线运输。

水通过根的流动

同质体途径允许水和其他营养物质沿浓度梯度直接向细胞质流动。

水在植物上移动

根压:当土壤中的各种离子被积极地输送到根的维管组织时,水也随之而来。这增加了木质部内部的压力。这个正压叫做根压。根部的压力可以把水推到茎的小高度。

吐水:在一些植物中,在低蒸发量的条件下,水分从叶尖流出。水在液相中的这种损失称为滴落。滴落只发生在较小的植物中。

根压的局限性:根压只能提供适度的推力。因此,根系压力在高大植物的水分运动中起不了主要作用。根压有助于木质部水分子连续链的重建;它经常在蒸腾作用产生的巨大张力下断裂。

蒸腾拉力:植物蒸发损失的水分称为蒸腾作用。蒸腾作用主要通过气孔发生。气孔通常在白天打开,在晚上保持关闭。



气孔的开闭:保护细胞膨胀度的变化导致气孔的关闭或打开。保护细胞的内壁;向气孔孔方向;厚而有弹性。膨胀度的增加导致薄的外壁凸出。这迫使内壁形成月牙形,导致气孔开放。保护细胞细胞壁中微纤维的方向也有助于气孔的打开。这些微纤维是放射状的,因此气孔很容易打开。保护细胞膨胀性的丧失,导致保护细胞弹性内壁的形状恢复,气孔关闭。

影响蒸腾作用的因素:

温度、光照、湿度、风速、气孔数量及分布、气孔开气孔孔数、植株水分状况、冠层结构等。

蒸腾作用在木质部内部产生吸力。这种吸力叫做蒸腾拉力。这足以把水柱从下面拉出来。附着力、内聚力和表面张力是水的重要物理性质,有助于水通过木质部向上运动。

凝聚力:水分子之间的相互吸引称为内聚力。

粘连:水分子对极性表面的吸引力称为附着力。

表面张力:任何液体都倾向于占据尽可能小的表面积。这种性质叫做表面张力。

上述特性使水具有较高的抗拉强度。高拉伸强度赋予了抵抗拉力和高毛细的能力。在管子中上升的能力被称为毛细作用。木质部的细管像毛细管一样工作。

粘连-内聚和毛细作用导致木质部内部形成连续的水分子柱。这个水柱由于蒸腾作用而上升。因此,黏附-内聚-蒸腾拉理论解释了在非常高的树木中水的上升。

矿物质营养的摄取和运输

矿物离子易位:矿物质离子通过主动或被动吸收或两者结合的方式到达木质部。它们通过木质部的进一步运动是随着蒸腾流进行的。植物的生长区域是矿物元素的主要吸收地。矿物离子经常被调动;尤其是从较老的、衰老的部位。磷、硫、氮和钾是最容易调动的元素。然而,作为结构成分的元素没有被动员起来,例如钙。

有些元素也以有机形式在植物中运输。



韧皮部运输:

食物通过韧皮部运输;从源头到汇。叶子通常起着来源的作用,储存器官是水槽。但当初春新叶出现时,角色就会互换。因此,物质通过韧皮部的运动是双向的。

韧皮部的汁液主要由水和蔗糖组成,但也可能存在其他糖、激素和氨基酸。

压力流或质量流假说:

当葡萄糖从源头制备时,它会转化为蔗糖。

蔗糖进入伴生细胞,然后进入活韧皮部筛管细胞;通过主动运输。在源头的负荷过程在韧皮部产生高渗条件。

水;邻近的木质部;通过渗透进入韧皮部。这导致了渗透压的增加。它迫使韧皮部的汁液流向压力较低的区域,即流向水槽。必须降低水槽处的渗透压。

主动转运将蔗糖从韧皮部液中移出,进入库中的细胞。一旦糖被去除,渗透压就会降低,水就会流出韧皮部。



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