什么是質(zhì)外體 根系生長(zhǎng)的三個(gè)條件
植物的蒸騰作用使土壤中的水分通過(guò)什么進(jìn)入根內(nèi)?質(zhì)外體的特性是什么?根系吸收養(yǎng)分的途徑是什么?質(zhì)外體途徑、共質(zhì)體途徑分別指什么?什么是共質(zhì)體?植物體內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)膬纱笸ǖ朗鞘裁矗?/p>
本文導(dǎo)航
- 什么情況下植物蒸騰作用最強(qiáng)
- 三種質(zhì)體的關(guān)系舉例
- 根系生長(zhǎng)的三個(gè)條件
- 質(zhì)體有哪些類型質(zhì)體的功能是什么
- 共質(zhì)體和質(zhì)外體圖片解釋
- 植物激素如何在植物體內(nèi)運(yùn)輸
什么情況下植物蒸騰作用最強(qiáng)
水分運(yùn)輸?shù)耐緩?/p>
水分從被植物吸收至蒸騰到體外,大致需要經(jīng)過(guò)下列途徑:首先水分從土壤溶液進(jìn)入根部,通過(guò)皮層薄壁細(xì)胞,進(jìn)入木質(zhì)部的導(dǎo)管和管胞中;然后水分沿著木質(zhì)部向上運(yùn)輸?shù)角o或葉的木質(zhì)部;接著,水分從葉片木質(zhì)部末端細(xì)胞進(jìn)入氣孔下腔附近的葉肉細(xì)胞細(xì)胞壁的蒸發(fā)部位;最后,水蒸氣就通過(guò)氣孔蒸騰出去。由此可見(jiàn),土壤—植物—空氣三者之間的水分是具有連續(xù)性的。
根據(jù)原生質(zhì)的有無(wú),植物組織可分為質(zhì)外體(apoplast,又稱非原質(zhì)體)和共質(zhì)體(symplast)兩大部分。質(zhì)外體是指沒(méi)有原生質(zhì)的部分,包括細(xì)胞壁、細(xì)胞間隙和導(dǎo)管的空腔,貫穿各個(gè)細(xì)胞之間,是一個(gè)連續(xù)的體系。質(zhì)外體不是空隙就是具有細(xì)孔的網(wǎng)狀體(如細(xì)胞壁),水分、溶質(zhì)和氣體可以在其中自由擴(kuò)散,所以,運(yùn)輸迅速。共質(zhì)體是指無(wú)數(shù)細(xì)胞的原生質(zhì)體,通過(guò)胞間連絲聯(lián)系,形成一個(gè)連續(xù)的整體。水分和溶質(zhì)在共質(zhì)體內(nèi)進(jìn)行滲透性運(yùn)輸,速度較慢。
水分在莖、葉細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸也有兩種途徑:
1.經(jīng)過(guò)死細(xì)胞 導(dǎo)管和管胞都是中空無(wú)原生質(zhì)體的長(zhǎng)形死細(xì)胞,細(xì)胞和細(xì)胞之間都有孔,特別是導(dǎo)管細(xì)胞的橫壁幾乎消失殆盡,對(duì)水分運(yùn)輸?shù)淖枇苄?,適于長(zhǎng)距離的運(yùn)輸。裸子植物的水分運(yùn)輸途徑是管胞,被子植物是導(dǎo)管和管胞。管胞和導(dǎo)管的水分運(yùn)輸距離以植株高度而定,由幾cm到幾百m。
2.經(jīng)過(guò)活細(xì)胞 水分由葉脈到氣孔下腔附近的葉肉細(xì)胞,都是經(jīng)過(guò)活細(xì)胞。這部分在植物內(nèi)的長(zhǎng)度不過(guò)幾mm,距離很短,但因細(xì)胞內(nèi)有原生質(zhì)體,加上以滲透方式運(yùn)輸,所以阻力很大,不適于長(zhǎng)距離運(yùn)輸。沒(méi)有真正輸導(dǎo)系統(tǒng)的植物(如苔蘚和地衣)不能長(zhǎng)得很高,在進(jìn)化過(guò)程中出現(xiàn)了管胞(蕨類植物和裸子植物)和導(dǎo)管(被子植物),才有可能出現(xiàn)高達(dá)幾m甚至幾百m的植物,道理就在此。
三種質(zhì)體的關(guān)系舉例
質(zhì)外體是指細(xì)胞原生質(zhì)以外所有空間,即細(xì)胞壁、細(xì)胞間隙和中柱內(nèi)的組織。質(zhì)外體與外部介質(zhì)相通,是水分和養(yǎng)分自由進(jìn)出的地方。外部介質(zhì)中的離子在細(xì)胞間,通過(guò)細(xì)胞壁轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)皮層,因遇凱氏帶而受阻,不能直接進(jìn)入中柱。一般根據(jù)果樹(shù)對(duì)各種養(yǎng)分需求的狀況,受阻的離子有選擇性地被迫改道,靠主動(dòng)運(yùn)輸穿過(guò)生物膜而進(jìn)入共質(zhì)體通道。
根系生長(zhǎng)的三個(gè)條件
養(yǎng)分通過(guò)質(zhì)流和擴(kuò)散作用被送到根表面,這只是為根系吸收養(yǎng)分準(zhǔn)備了有利條件,而養(yǎng)分進(jìn)入根內(nèi)是一個(gè)十分復(fù)雜的過(guò)程。根系對(duì)外界環(huán)境中的各種養(yǎng)分有明顯的選擇吸收能力,這是由根系自身的生物學(xué)特性所決定的。同時(shí),根系還具有逆濃度從外界吸收和積累養(yǎng)分的能力。這種逆濃度吸收的現(xiàn)象是生物活體所特有的。
根系吸收養(yǎng)分的機(jī)制涉及礦質(zhì)養(yǎng)分進(jìn)入根內(nèi)的途徑問(wèn)題。根系吸收養(yǎng)分有兩條途徑,即質(zhì)外體(A)和共質(zhì)體(B)通道(
圖3-5 根系吸收養(yǎng)分途徑的示意圖
A.質(zhì)外體通道 B.共質(zhì)體通道)。
質(zhì)外體是指細(xì)胞原生質(zhì)以外所有空間,即細(xì)胞壁、細(xì)胞間隙和中柱內(nèi)的組織。質(zhì)外體與外部介質(zhì)相通,是水分和養(yǎng)分自由進(jìn)出的地方。外部介質(zhì)中的離子在細(xì)胞間,通過(guò)細(xì)胞壁轉(zhuǎn)運(yùn)到內(nèi)皮層,因遇凱氏帶而受阻,不能直接進(jìn)入中柱。一般,根據(jù)果樹(shù)對(duì)各種養(yǎng)分需求的狀況,受阻的離子有選擇性地被迫改道,靠主動(dòng)運(yùn)輸穿過(guò)生物膜而進(jìn)入共質(zhì)體通道。共質(zhì)體是由細(xì)胞的原生質(zhì)組成,細(xì)胞原生質(zhì)之間是由穿過(guò)細(xì)胞壁的胞間連絲,使細(xì)胞與細(xì)胞構(gòu)成一個(gè)連續(xù)的整體。借助原生質(zhì)的環(huán)流,可帶動(dòng)養(yǎng)分流入其他細(xì)胞,并向中柱轉(zhuǎn)運(yùn)。在共質(zhì)體運(yùn)輸中,胞間連絲起到溝通相鄰細(xì)胞間養(yǎng)分運(yùn)輸通道的作用。
離子在質(zhì)外體和共質(zhì)體中運(yùn)輸各有其特點(diǎn)。細(xì)胞壁具有很多比離子大得多的充水孔隙,大多數(shù)離子可以順利通過(guò)細(xì)胞壁。質(zhì)外體運(yùn)輸不需要能量,吸收速度快,對(duì)離子無(wú)選擇性,受代謝作用影響較小,屬于養(yǎng)分的被動(dòng)吸收。而共質(zhì)體運(yùn)輸有原生質(zhì)膜作屏障,選擇性強(qiáng),并且明顯受代謝作用的影響,是需要能量的,屬于主動(dòng)吸收。
質(zhì)體有哪些類型質(zhì)體的功能是什么
質(zhì)外體是指植物細(xì)胞原生質(zhì)體外圍由細(xì)胞壁、細(xì)胞間隙和導(dǎo)管組成的系統(tǒng),它是養(yǎng)分運(yùn)輸?shù)闹匾緩?,并有貯存養(yǎng)分和活化養(yǎng)分的功能。
共質(zhì)體是指由穿過(guò)細(xì)胞壁的胞間連絲把細(xì)胞相連,構(gòu)成一個(gè)相互聯(lián)系的原生質(zhì)的整體(不包括液泡)。共質(zhì)體包括細(xì)胞質(zhì)和胞間連絲。
共質(zhì)體和質(zhì)外體圖片解釋
質(zhì)外體是由細(xì)胞壁和細(xì)胞間隙所組成的連續(xù)體。它與外部介質(zhì)相通,是水分和養(yǎng)分可以自由出入的地方,養(yǎng)分遷移速率較快。
共質(zhì)體是由細(xì)胞的原生質(zhì)(不包括液泡)組成的,穿過(guò)細(xì)胞壁的胞間連絲把細(xì)胞與細(xì)胞連成一個(gè)整體,這些相互聯(lián)系起來(lái)的原生質(zhì)整體稱為共質(zhì)體。
凱氏帶是高等植物內(nèi)皮層細(xì)胞徑向壁和橫向壁的木栓化和木質(zhì)化的帶狀增厚部分,主要功能是阻止水份向組織滲透,控制著皮層和維管柱之間的物質(zhì)運(yùn)輸。其寬度隨不同種植物而有較大的差異。最初由德國(guó)植物學(xué)家凱斯伯里于1865年發(fā)現(xiàn),其名字的由來(lái)即在于此。
植物激素如何在植物體內(nèi)運(yùn)輸
植物體內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)膬纱笸ǖ朗侵钢参锲鞴僦械膶?dǎo)管和篩管。一方面是質(zhì)外體和導(dǎo)管,另一方面是共質(zhì)體和篩管,構(gòu)成了植物體內(nèi)物質(zhì)運(yùn)輸途徑的兩大網(wǎng)絡(luò),分別承擔(dān)水分、礦物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)的運(yùn)輸。但二者之間并不完全隔離。根部從土壤中吸收的水分和無(wú)機(jī)離子經(jīng)由質(zhì)外體向根的木質(zhì)部進(jìn)行橫向運(yùn)輸時(shí),由于內(nèi)皮層有凱氏帶的阻礙,常要經(jīng)過(guò)共質(zhì)體,才能抵達(dá)導(dǎo)管。相反,葉肉細(xì)胞的光合產(chǎn)物除主要通過(guò)共質(zhì)體外,也部分通過(guò)質(zhì)外體移向篩管。
高等植物器官間物質(zhì)的長(zhǎng)距離運(yùn)輸在維管系統(tǒng)中進(jìn)行。水分、礦質(zhì)元素和有機(jī)物質(zhì)各有其主要的運(yùn)輸通道。
水分和礦質(zhì)元素主要由木質(zhì)部的導(dǎo)管運(yùn)輸。導(dǎo)管由一連串已失去原生質(zhì)和細(xì)胞壁端壁的細(xì)胞空腔連接而成,是質(zhì)外體的主要組成部分。根系從土壤中吸收水分和礦質(zhì)元素以后,靠根壓和由于葉片蒸騰失水而造成的蒸騰拉力將其運(yùn)送至地上部分。導(dǎo)管空腔口徑較大,因而對(duì)液流的阻力小,蒸騰流的速度可以高達(dá)每小時(shí)幾十米。有機(jī)物質(zhì)主要由韌皮部的篩管從有機(jī)物質(zhì)的“源”向“庫(kù)”運(yùn)輸?!霸础蓖ǔV改苓M(jìn)行光合作用的葉片;“庫(kù)”指消耗光合產(chǎn)物的器官,包括正在生長(zhǎng)中的營(yíng)養(yǎng)體的尖端以及正在形成中的果實(shí)、塊莖等。
篩管的細(xì)胞組成細(xì)胞內(nèi)尚有原生質(zhì)存在,端壁則特化為具有篩孔的篩板。篩孔內(nèi)時(shí)常有一些纖絲結(jié)構(gòu)(P-蛋白)。有機(jī)物質(zhì)經(jīng)由篩孔的纖絲結(jié)構(gòu)運(yùn)送時(shí),阻力較大,除靠“源”與“庫(kù)”兩端間的膨壓差推動(dòng)外,還可能需要輸導(dǎo)組織附近活細(xì)胞的中間推動(dòng)作用。篩管運(yùn)輸速度遠(yuǎn)低于導(dǎo)管,每小時(shí)僅幾十厘米。一個(gè)器官是“源”還是“庫(kù)”,隨植物生長(zhǎng)發(fā)育的情況而變。如葉片衰老時(shí),光合功能漸趨微弱,將細(xì)胞內(nèi)含物降解輸出至其他新生部位后,不再能合成新的有機(jī)物質(zhì),“源”的作用就逐漸消失。種子在形成期是消耗有機(jī)物的“庫(kù)”,到了萌發(fā)期就成為供應(yīng)有機(jī)物的“源”。
另外,在維管束中的導(dǎo)管和篩管之間,還摻雜著機(jī)械組織和包括形成層、轉(zhuǎn)移細(xì)胞和伴胞等在內(nèi)的多種薄壁組織。被運(yùn)輸?shù)奈镔|(zhì)還常通過(guò)這些組織,從一個(gè)系統(tǒng)向另一個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移。因而不同的運(yùn)輸途徑常交錯(cuò)發(fā)揮運(yùn)輸作用。植物體內(nèi)的縱向運(yùn)輸?shù)淖枇Ρ葯M向運(yùn)輸?shù)淖枇π?。葉的光合產(chǎn)物一般主要供應(yīng)同側(cè)器官。只有當(dāng)縱向運(yùn)輸受阻時(shí),橫向運(yùn)輸才加強(qiáng)。
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