植物的构造与生理

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1、57 第二章 植物的營養 焦點 1 根的構造與功能 一、根的外形： A.鬚根系 B.軸根系 無主根支根之分 有主根支根之分 由莖基部叢生多細根 由主根長出許多支根 僅分布於很淺表土中 較粗的主根深入較深土壤中 多見於單子葉植物（水稻、蔥） 多見於雙子葉植物（菠菜、豆科植物）二、根的縱切： 1.成熟部 根吸收水分和無機鹽的主要部位 密生根毛，有維管束、周鞘、內皮、皮層的分化 根毛：表皮細胞向外延伸的單細胞構造 增加吸收水分養分的表面積(藉主動運輸吸收水分和無機鹽離子) 2.延長部 細胞不分裂，細胞因吸水而延長增大使根延長 3.生長點 細胞較小，細胞質濃厚， 細胞可分裂遞補根冠和延長部的細胞 4.

2、根冠 保護生長點，與根的向地性有關（除去根冠根喪失向地性） 。 58 三、根的橫切： （雙子葉植物根成熟部的橫切） 1.表 皮 排列緊密的扁平細胞，具保護和吸收功能，根表皮外無角質層， 部分表皮細胞特化成根毛。 2.皮 層 由排列疏鬆的薄壁細胞構成、有許多細胞間隙，具儲存澱粉功能。3.內 皮 位於皮層最內側，細胞排列緊密，具調節水分進入中柱功能。 卡氏帶富含木栓質（不透水） ，可防止水分由木質部向外流失。 4.周 鞘 由薄壁細胞構成，周鞘細胞可分裂長出支根。 5.維管束 （中柱） 木質部和韌皮部間隔排列呈輻射狀： 木質部在中央，韌皮部位於木質部之間。 雙子葉植物根具有形成層 單子葉植物根不具形

3、成層，中央有髓（由薄壁細胞構成） 59 試題範例 1.有關於種子植物的根，下列敘述何者錯誤？ (A)成熟部的細胞已分化，形成根毛及維管束等構造 (B)表皮位於皮層外側，支 根由此處向外生成 (C)根藉主動運輸吸收離子 (D)皮層由薄壁細胞組成，細胞 內常有澱粉粒 【答案】(B) 【詳解】(B)根表皮長出根毛，周鞘長出支根。 2.有關於植物根尖的縱切，下列敘述何者錯誤？ (A)由上而下的順序依次為成熟部、延長部、生長點、根冠 (B)生長點與延長部 的細胞均具分生能力而使根伸長 (C)根冠細胞具有保護生長點細胞的功能 (D) 根部吸收水分及無機鹽的主要部位在成熟部 【答案】(B)延長部的細胞會增大

4、體積，但無分生能力；生長點具分生能力，可增生 細胞。 60 焦點 2 水分和無機鹽的吸收 一、根吸水分和無機鹽的途徑： 表皮和根毛皮層內皮周鞘木質部 二、根吸水分和無激鹽的原理： 1.簡易擴散 （原生質體外運輸） 水分和無機鹽藉簡易擴散經由細胞間隙（沿細胞壁）運輸至內 皮；在進入內皮之前，運輸途徑均在原生質體外： 表皮和根毛沿細胞壁皮層的細胞間隙卡氏帶不透水進入內皮的細胞質原生質絲周鞘中柱的木質部 2.主動運輸 （共質體運輸） (1)內皮的細胞壁具有卡氏帶（不透水層） 水分和無機鹽無法再沿著細胞間隙運輸 水分和無機鹽透過細胞壁和細胞膜進入內皮細胞內 再藉原生質絲通過周鞘細胞而後進入木質部 (2

5、)水分和無機鹽類經由原生質絲（細胞質）運輸至內皮 表皮和根毛原生質絲皮層的細胞質原生質絲 內皮的細胞質原生質絲周鞘中柱的木質部 61 試題範例 3.植物體內的水分在運輸時，可以通過下列哪些部位？ (A)原生質絲 (B)細胞膜 (C)卡氏帶 (D)導管 (E)細胞間隙 【95指考】 【答案】(A)(B)(D)(E) 【詳解】(C)卡氏帶富含木栓質，不透水、不能讓水通過。 4.有關於植物根部吸收水分和無機鹽類的原理，下列敘述何者錯誤錯誤？ (A)根吸收水分有原生質體外和共質體運輸二個途徑 (B)無機鹽是藉簡易擴散進 入根毛細胞 (C)因內皮有卡氏帶的不透水性，而使水分無法藉簡易擴散通過內皮 細胞

6、(D)因土壤溶液的滲透壓低於根毛的滲透壓，水分便進入根毛 【答案】(B) 【詳解】無機鹽經由主動運輸進入根毛細胞，再經由共質體運輸經皮層、內皮、周 鞘，而後進入木質部。 62 焦點 3 莖的構造與功能 一、雙子葉植物草本莖： 1.表皮 細胞排列緊密，外覆有角質層，具防止水分散失和保護功能。 2.皮層 (1)由薄壁細胞構成，含澱粉粒、結晶，可儲存水分養分、保護維管束。 (2)部分細胞含葉綠體，能行光合作用。 (3)皮層外側具有厚角細胞，具支持功能。 3.維管束 (1)呈環狀排列（韌皮部在外，木質部在內，二者間有形成層） (2)具有形成層，可使莖逐年加粗。 4.髓 位於莖的中心，由薄壁細胞構成儲存

7、養分 63 二、雙子葉植物木本莖： 1.表 皮 細胞排列緊密，外覆有角質層，具防止水分散失和保護功能。 2.木栓層 細胞含木栓質，具防止水分散失和保護功能，替代表皮。 3.木栓形成層 由皮層外側細胞特化而來，可分裂產生木栓層。 4.皮層 主要由薄壁細胞構成，可儲存水分養分、保護維管束。 皮層外側具有厚角細胞，具支持功能。 樹 皮 5.韌皮部 含韌皮纖維（支持功能）和韌皮部（篩管運輸有機養分） 6.形成層 向外增生韌皮部向內增生木質部（木質部增生較快） 邊材：位於外側，新生的細胞，顏色淡，有運輸功能。 心材：位於內側，老化的細胞，顏色深，無運輸功能。 7.木材 （木質部） 春材（早材） ：春夏溫

8、暖多雨細胞大而壁薄，顏色淡。 秋材（晚材） ：秋冬寒冷乾燥細胞小而壁厚，顏色深。 64 三、單子葉植物莖： 1.表皮 細胞排列緊密，外覆有角質層，具防止水分散失和保護功能。 2.基本組織 表皮及維管束以外的組織稱為基本組織 (1)主要由薄壁細胞構成，可儲存水分和養分。 (2)含少數厚角細胞及厚壁細胞支持植物體 3.維管束 分散於基本組織中，無形成層莖不能持續加粗。 4.髓腔 稻麥竹具有中空的髓腔 功能：氣體擴散（葉髓腔根） ，供應O2、排除CO2 試題範例 5.某植物營養器官的橫切面及其內部構造的放大情形如下圖 ， 請據以回答下列問題：(1)根據上圖的特徵，該營養器官應為下列哪一項？ (A)單

9、子葉植物的莖 (B)雙子葉植物的莖 (C)單子葉植物的根 (D)雙子葉植 物的根 (2)上圖中的哪些部位在植物體內具有運輸養分和水分的功能？ (A)甲 (B)甲乙 (C)乙丙 (D)丙丁 【93指考】 【答案】(1)(A) (2)(C) 65 【詳解】(1)單子葉植物草本莖的維管束不規則散生於基本組織中 (2)(甲)薄壁細 胞，(乙)導管運輸水分，(丙)韌皮部運輸養分，(丁)薄壁細胞。 6.下列單子葉與雙子葉植物根或莖的橫切面中，哪一選項中的構造可能來自同一植 物？ (A)甲丙 (B)甲丁 (C)乙丙 (D)丙丁 【96指考】【答案】(D)甲雙子葉植物草本莖，乙雙子葉植物的根，丙單子葉植物的根

10、， 丁單子葉植物草本莖。 焦點 4 水分和養分的運輸 66 一、水分的運輸原理：（蒸散作用是最重要的機制） (1)葉的蒸散作用 葉蒸散水分對水柱產生拉力 (2)導管的毛細作用 水分子凝聚作用形成水柱 (3)根部的根壓 根部的滲透壓產生壓擠力 二、篩管運輸有機養分： 運輸方向： 糖分生產的部位（葉）韌皮部運輸需求的部位（根莖、嫩葉、新芽、果實） (1)生產部位 進行光合作用的葉部： 葉部的糖分藉主動運輸進入韌皮部韌皮部糖分濃度增加 （滲透壓升 高） 木質部的水分滲透進入韌皮部韌皮部的水壓增高 （膨壓升高） 葉部的糖分藉篩管的壓力流運送至根部 (2)需求部分 根、莖、嫩葉、新芽、果實： 糖分在莖和

11、根部轉換為澱粉而儲存 試題範例 7.下列有關植物吸收及運輸水分的敘述，哪幾項正確？ (A)植物根部的滲透壓大於周圍土壤的滲透壓時，水分會從周圍土壤往根部的方向 移動 (B)根毛為多細胞構造，可以增加根部吸收水分的表面積 (C)被子植物體 內，水分主要透過導管運輸 (D)蒸散作用為植物體內水分得以上升的重要因素 (E)植物體內的水分主要經氣孔散失於空氣中 【93指考】 【答案】(A)(C)(D)(E) 【詳解】(B)根毛為單細胞構造 67 8.下列有關植物運輸作用的敘述，何者正確？ (A)木質部是由導管與篩管所組成 (B)木質部輸送水的過程中，導管與導管之間 各自獨立，彼此之間不互相流通 (C)

12、莖木質部的輸送作用是毛細管的現象 (D) 在沒有蒸散作用時，根部所吸收的水仍然可以靠根壓輸送到葉部 (E)韌皮部的輸 送作用不受蒸散作用所控制 【答案】(C)(D)(E) 【詳解】(A)木質部，包括導管和假導管；韌皮部包括篩管和伴細胞 (B)導管上下 相接之細胞壁完全消失，可流通物質。 焦點 5 葉的構造與氣孔 一、葉的構造：（雙子葉植物的葉） 外形 葉片葉柄托葉（托葉是小型葉，僅有一條葉脈） 葉序 葉在枝條上的排列方式：互生、對生、輪生 角質層 防止水分散失 表皮 細胞排列緊密，具保護和防止水分散失功能，不具葉綠體 柵狀組織 近上表皮，呈柱狀，排列緊密，葉綠體較多 葉肉 海綿組織 近下表皮，

13、不規則，排列疏鬆，葉綠體較少 葉脈 葉的維管束，上為木質部，下為韌皮部，不具形成層 構造 氣孔 由成對的保衛細胞圍成，大多位於下表皮，具蒸散水分的功能 二、保衛細胞： 1.保衛細胞由表皮細胞特化而成，呈腎形，含葉綠體、較大液泡、含多量細胞質 2.兩端互相接合，中間互相分離為氣孔，內側細胞壁較厚、外側的細胞壁薄 3.構成細胞壁的纖維細絲呈輻射狀排列；保衛細胞吸水向外膨脹，則氣孔開啟 68 三、氣孔： 1.特徵：葉面表皮的微小細孔，由成對的保衛細胞圍成氣孔 2.分佈： (1)僅上表皮具有氣孔浮水植物、睡蓮、浮萍 (2)上下表皮均有氣孔篦麻、大多數單子葉植物 (3)僅下表皮具有氣孔秋海棠、彩葉草、榕

14、、多數雙子葉植物 試題範例 9.有關於葉的各部構造與功能，下列敘述何者正確？ (A)葉多呈扁平狀，可增加吸收光能的面積 (B)托葉屬於大型葉，可保護幼芽 (C)柵狀組織靠近上表皮，其細胞間的排列較疏鬆 (D)具葉綠體的構造有保衛細 胞、柵狀組織、海綿組織 (E)葉脈中的導管位於下方、其壁較厚；篩管位於上方、 其壁較薄 69 【答案】(B)(C)(E) 【詳解】(B)托葉屬於小型葉（僅具單一條葉脈） (C)柵狀組織的細胞排列較緊密， 靠近上表皮 (E)導管位於葉脈的上方，篩管位於葉脈的下方。 10.下列有關於氣孔的敘述，何者錯誤錯誤？ (A)由保衛細胞組成，其內側細胞壁較厚 (B)氣孔大多於白天

15、開放，晚間關閉 (C)陸生植物的氣孔通常分佈於葉的下表皮 (D)所有水生植物的氣孔均分佈於上 表皮 【答案】(D)有些沉水植物，如水蘊草的葉並無氣孔的分佈 焦點 6 氣孔開閉與蒸散作用 一、氣孔的開閉：（保衛細胞內K濃度變化直接影響氣孔開閉） 保衛細胞 CO2 K離子 滲透壓保衛細胞 氣孔 光照時 光合作用旺盛 減少 累積（進入保衛細胞）升高 吸水膨脹 開放 夜晚時 呼吸作用旺盛 增加 降低（離開保衛細胞）降低 失水萎縮 關閉 二、影響氣孔開閉的因素： 1.光線刺激 光線刺激保衛細胞藉主動運輸累積K氣孔開放 (1)保衛細胞和周圍的表皮細胞細胞膜上具有光的受體 (2)光受體接收藍光激發 K幫浦 K藉主動運輸進入保衛細胞保衛細胞滲透壓升高保衛細胞吸水膨脹氣孔開放 2.無光線時 無光線時K和水分藉擴散離開保衛細胞 保衛細胞膨壓降低保衛細胞失水萎縮氣孔關閉 3.水分缺乏 水分缺乏保衛細胞累積離素K和水分自保衛細胞流出 保衛細胞膨壓降低保衛細胞失水萎縮氣孔關閉 4.CO2濃度 葉部細胞的CO2濃度升高氣孔關閉 葉部細