❶ 植物是怎樣得到生長所需的水的
根系是植物吸水的重要器官。各種植物的根系在土壤中分布的深度和廣度是不同的。一般說來,直根系入土較深,須根系入士較淺。如棉花植株(直根系)的主根約3米左右,而洋蔥(須根系)的根入土僅約0.5 m,水稻的為0.6~0.9 m,小麥的較深也只有2米左右(主要分布在耕作層內)。木本植物根系很深,一般可達10~12 m。生長在乾旱沙漠的駱駝刺的根系竟達20 m!使這種植物能從很深的底土層中吸收水分。
根系分布的深淺除決定於植物的種類外,還與根系生長的環境條件有關。例如生長在水分比較充足地方的柳樹,其主根生長較慢,側根則向寬處擴展,形成明顯的淺根系統。但如果把柳樹移置於較乾燥的環境中,側根就向深處發展。由此可見,在不同的生長條件下,根能產生一定的適應性以保持植物體的正常生長。此外,人為條件的影響如深耕、灌溉、施肥等也同樣能引起根系的變化。栽培作物(玉米、高梁、棉花等)苗期的土壤乾燥(下層水分多)可使根系下扎,後期再灌水,植物獲得壯大的根系而產量高。農諺道「掏金難買五月旱,六月連陰吃飽飯」其道理就在於此。
一、根系吸水的部位
根系從每條根的根尖吸收水分。根尖是指從根的尖端到著生根毛的部位(根毛區)。根毛區以上的部分其根毛已不復存在。當根毛長到一定時間後就枯死,表皮毀壞、脫落,這時皮層的外層細胞(外皮層)的細胞壁發生栓質化代替表皮產生保護作用。外皮層是單層細胞,它排列整齊,沒有細胞間隙,由於細胞壁中又加入了栓質(脂類物質),使細胞壁不能透水。因此,根毛區以上的根系沒有吸水功能。在雙子葉植物的根系中,以後又會產生木栓層代替原來的外皮層的作用。一株植物的根毛的長度可以很大,如一株小麥根毛的總長度可達20公里。所以根毛區又是根尖吸水的主要部位。
二、根系吸水的機理
根系由根尖吸收水分,因此,吸水的機理應從構成根尖的細胞吸水講起,然後再講根部的吸水。
1.植物細胞是一個滲透系統
水分在植物細胞內的運動,是由各部分水的自由能差引起的。自由能就是在恆溫條件下,用於作功的能量。在相同溫度下,一個系統中一克分子容積的水(溶液)與一克分子容積純水之間的自由能差數叫水勢。純水的自由能最大,水勢也最高(純水的水勢定為0),溶液中的溶質顆粒會降低水的自由能,溶液越濃其水勢也越低(溶液水勢為負值)。
當兩種不同濃度的溶液,被一個半透性膜(溶劑自由通過,溶質通過有很大限制的膜)所分隔時,水分子就會從水勢高的區域通過半透性膜向水勢低的區域移動,直至二者水勢相等為止。這種現象稱為滲透作用。
一個具有液泡的成熟細胞,可以把它和它所處的溶液環境看成是一個滲透系統。它的原生質層(質膜、中質和液泡膜)就相當於半透性膜(實際上是一個選擇透性膜)。液泡內的細胞液溶解有多種物質,具有較低的水勢。這樣,環境溶液便會通過原生質層與細胞液之間發生滲透作用。其水分子移動方向決定於細胞與外界溶液的水勢差。細胞的組織、器官之間的水分移動也是如此。總得說來,在一個系統中,水分子總是從高水勢區域流向低水勢區域。水勢差越大,水流的速度就越快。
2.根系吸水的動力
根系的吸水可分為主動吸水和被動吸水。
(1)主動吸水
根壓是主動吸水的動力。根壓就是由於根系的生理活動使液流沿根部上升的壓力。目前對於主動吸水的機理還未完全清楚,但滲透作用是起著重要的作用的。由於根部導管周圍活細胞代謝活動的結果,不斷向導管內分泌無機鹽及簡單的有機物,使導管內的水勢下降,成為低水勢的區域。
值得注意的是,在根的主動吸水過程中,內皮層在其中起著非常重要的關卡作用。我們知道,根在結構上可分為質外體(包括細胞壁、細胞間隙及導管腔等部分)和共質體(包括所有細胞的細胞質)兩部分。由於內皮層的阻隔,根的質外體是不連續的,又可分為內皮層以內部分和內皮層以外部分。由於細胞之間有胞間連絲,故整個根系的共質體都是連續的。水分及溶解在水中的礦質離子在植物體內的運輸就是通過質外體和共質體這兩條途徑實現的。水分在質外體運輸迅速,在共質體內的運輸較慢。在根部,由於受內皮層的控制(圖1),水分達到內皮層時不能從質外體途徑通過,只能從共質體途徑通過。
這是因為內皮層細胞排列非常緊密,沒有細胞間隙,更重要的是細胞的左右壁(徑向壁)和上下壁(橫向壁)均有增厚的凱氏帶的緣故。凱氏帶是細胞四周帶狀增厚的部分,其栓質沉積直達胞間層,成為初生壁不可分割的一部分。內皮層細胞的原生質比較牢固地附著在凱氏帶上。這一點,可以由內皮層細胞受到促進細胞質壁分離因素影響而凱氏帶部位並不發生質壁分離(圖2)得到證明。
內皮層的這種結構,對於根系吸水有特殊的意義。它可以控制根的水分的轉移。當水分從根毛吸收到達內皮層時,由於凱氏帶的存在和原生質體與凱氏帶牢固的附著,水分通過質外體運輸的途徑全部被堵塞,而迫使水分走唯一的通道共質體途徑。也就是說必須經過內皮層細胞的原生質層,通過滲透作用才能進入根的中柱。
現在再來分析一下皮層部分質外體(內皮層以外部分)和中柱的水勢梯度(水勢差)是如何形成的。土壤溶液可以沿質外體向內擴散。其中的礦質離子則通過主動吸收進入共質體,在共質體中這些離子可通過胞間聯系以及通過原生質層的選擇透性從一個細胞進入另一個細胞,通過內皮層進入中柱的活細胞及導管。到達中柱後的礦質離子再進入中柱質外體(內皮層以內的部分)。結果,根的皮層部分質外體中離子濃度降低而質外體的內部(中柱內)離子濃度高,也就是,皮層中的水勢高,中柱的水勢低。這樣,就形成了二者的水勢梯度。這種由根系主動吸水產生的一種靜水壓力,就是根壓。
(2)被動吸水
由於枝葉的蒸騰作用所產生的蒸騰拉力,是根系被動吸水的動力。蒸騰作用是指植物體內的水分以氣體狀態散失到體外的現象。蒸騰作用主要通過葉片的氣孔進行。在陸生植物中,其體內的水分只有一小部分用於代謝活動,絕大部分都是通過蒸騰作用散失到體外。過度的蒸騰會使植物體內水分缺乏。但正常的蒸騰作用對植物是有利的。其中之一是,它與植物吸水有極重要的關系。葉片蒸騰時,氣孔下腔附近的細胞失水使水勢下降,它便從鄰近細胞吸水,通過質外體、導管、最後根部從土壤中吸水。蒸騰越強、失水就越多,水勢越低、蒸騰拉力就越大。
水分在植物體內上升,必須使導管內形成一個連續不斷的水柱。由於水分子間的內聚力(相同分子間相互吸引的力,水分子內聚力為200巴)和水分子與導管壁的附著力,遠大於水柱本身的張力(水柱上端因葉片失水所受的拉力與水柱本身重量使水柱下降,這樣上拉下墮便使水柱產生張力。植物木質部水柱張力為-5至-30巴)從而保證了導管內水柱的連續性使水分不斷上升。被動吸水的原動力來自蒸騰拉力,所以稱為被動吸水。
植物的根系吸水,一是由根壓引起的主動吸水,一是由蒸騰拉力引起的被動吸水。兩者誰佔主導地位則決定於植物的蒸騰強度。一般在早春,多年生植物的葉片還未開放以前及土壤水分充足、大氣濕度大、土溫高蒸騰作用較小時,根壓是水分上升的主要動力。在植物生長的旺盛時期,蒸騰強度較大時則以蒸騰拉力的被動吸水為主。
三、根系吸水與環境的關系
植物根系主動吸水靠水勢梯度。當土壤溶液濃度高水勢低於根內中柱的水勢時,根系就不能吸水,反而植物體內水分會被土壤吸去。鹽鹼地含有較多的鹽分,土壤具有較低的水勢,植物則生長不良或死亡。
蒸騰拉力是根系被動吸水的原動力。在大風高溫、空氣乾燥、蒸騰旺盛情況下,由於根系吸水有內皮層的阻力,影響根系吸水速度,常導致植物萎蔫。萎蔫有兩種:一種是土壤中有可利用的水,當蒸騰減少時,即可恢復。另一種是土壤沒有可利用的水,既使蒸騰減少也不能恢復。在後者情況下根毛也枯萎。如果在短時間內及時供水,根毛還可重新產生。否則根系就不能恢復吸水機能,使植株因缺水而死亡。
此外,土壤溫度和通氣(主要是影響根系的呼吸)對根的主動吸水也有較大的影響。作物受澇,反而表現缺水。其主要原因在於缺氧而影響正常的呼吸作用,同時厭氧呼吸產生並積累酒精,使細胞中毒。
❷ 如何觀察植物ppt
觀察植物我們可以按照下面的步驟做:1.用眼睛觀察它的顏色、樣子。2.用鼻子聞它的氣味。3.用手輕輕的摸它的質感。
觀察植物的主要目的是將看到的情況記錄下來,如筆和紙、相機、錄音筆等。記錄觀察到的新狀況,當時的感想、感受等。
植物共有六大器官:根、莖、葉、花、果實、種子。植物具有光合作用的能力,它藉助光能及葉綠素,利用水、無機鹽和二氧化碳進行光合作用,釋放氧氣,產生葡萄糖等有機物,供植物體利用。
植物吸收的水分絕大部分從葉面蒸發到空中,這樣可形成一種蒸騰拉力.這種拉力是根系對水分、礦物質養分吸收以及礦物質在植物體內傳導的主要動力,植物通過蒸發吸熱還可以調節葉面溫度,這樣,樹葉不致於因溫度過高而灼傷。
植物是生命的主要形態之一,包含了如樹木、灌木、藤類、青草、蕨類、及綠藻、地衣等熟悉的生物。種子植物、苔蘚植物、蕨類植物和擬蕨類等植物中,據估計現存大約有 350000個物種。綠色植物大部分的能源是由光合作用從太陽光中得到的,溫度、濕度、光線是植物生存的基本需求。
❸ 鄂教版四年級下冊科學植物怎樣喝水課件
植物喝水的途徑
植物根尖的表皮(皮層)進入根的內部,根的內部有運輸水分的管道,叫導管。
通過導管向上運輸,把水分運到植物的各個部位,再通過植物葉片上的排氣孔,把多餘的水分排到空氣中,並把需要的水分留在體內。
植物通過吸收水分不能溶解水裡的礦物質和營養物質。還有植物把水吸進根里主要靠根壓和蒸騰拉力便把水分輸送到組織的各部:根壓是藉助於根系代謝活動產生的動能推動水分吸收和沿導管上升的力量,蒸騰拉力是由於葉片蒸騰作用產生的吸水並引水上升的力量。對幼苗和尚為展葉的植物,以及在蒸騰強度低時根壓是水分上升的動力。而對高大植物或蒸騰強烈時,水分上升的動力主要是蒸騰拉力。
❹ 如何在植物中獲得水
可適應乾旱條件而正常生活的植物稱為旱生植物.旱生植物的葉具有保持水分和降低蒸騰作用,其通常向著兩個方向發展:
一類是減小蒸騰的適應:就外型而言,一般植株矮小,根系發達,葉小而厚,蠟被和表皮毛發達,有的植物形成復表皮.就結構而言,葉的表皮細胞壁厚,角質層發達.氣孔下陷或限定在氣孔窩內.柵欄組織細胞層數多,甚至上下表皮內方均有柵欄組織分布.海綿組織和細胞間隙不發達.葉脈發達,可提高輸水率和機械強度,如夾竹桃和松葉.這些形態上的結構特徵,或是減少了蒸騰面,或是盡量是蒸騰作用遲緩進行,再加上原生質體的少水性,以及一些細胞液的高滲透壓,使旱生植物具有了高度的抗旱性,來適應乾旱環境;
夾竹桃 黃花夾竹桃 黃花夾竹桃葉
夾竹桃葉切片圖
另一類為肉質葉片,葉片肥厚多汁,葉肉中有發達的儲水組織薄壁組職,保水力強.這些植物的細胞,能保持大量水份,水的消耗也少,因此可耐乾旱.如蘆薈,景天,龍舌蘭等.
蘆薈 白景天 翡翠景天 金邊龍舌蘭
水生植物的整個植株生在水中,因此,可以獲得充分的水分和溶於水中的營養物質,但它們的葉--尤其是沉水葉,不怕缺水,而因為水中溶解的空氣少,光線為散射光葉綠體,,如何解決獲得它所需要的氣體和陽光成為所要面對的問題.適應這種生態環境的水生植物,通常葉片較薄,葉面無氣孔和表皮毛(浮水葉僅在上表皮有氣孔),表皮細胞具葉綠體,可營吸收,光合作用和氣體交換的功能表皮細胞所含的葉綠體,對於光的吸收是極為有利的,因此,沉水葉的表皮不僅是保護組織,也是吸收組織和同化組織(光合組織).葉肉不發達,無柵欄組織和海綿組織的分化,形成發達的通氣系統.機械組織和維管組織退化,導管不發達.胞間隙特別發達,形成通氣組織,即具大液泡間隙的薄壁組織.有些水生植物中具氣生葉或漂浮葉,後者僅上表皮有氣孔,葉肉中也句發達的通氣系統.如蘆竹,石菖蒲,蘆荻和水生美人蕉 等.
蘆竹 石菖蒲 蘆荻 水生美人蕉
水生植物在分類群上由多個植物門類組成,包括非維管束植物,如大型藻類和苔蘚類管束植物,其中被子植物占絕大多數,典型的水生植物多為被子植物中的單個葉綱.
水生植物有挺水,浮葉,沉水等生活型,以下將做詳細介紹:
濕地植物(包括挺水型,浮葉型)-- 生長在淺水濕地,其根系發達且深,下部淹沒水中或在陸地上全部暴露在空氣中均可生長,可形成凈化帶,對地表徑流流入湖中的水起過濾作用,阻攔,吸收,轉化可能進入水體的有機質及營養鹽,有利於水體自凈,防止水體的富營養化.
挺水型 :挺水植物指根生底質中,莖直立, 一般植株高大,根部生活在水中,植物大部分挺出水面.光合作用組織氣生的植物生活型,主要為單子葉植物.
黃鳶尾 水竹
浮葉型 :根生浮葉植物是一面葉氣生的水生植物活型.一般莖細弱不能直立,根狀莖發達,有根在水下泥中,不會隨風漂移.
萍蓮草 荇菜
沉水植物--生長在湖底,整個植物浸沒水下,多為觀葉植物,能防止底泥的再懸浮而影響水體的透明度,保持湖水清澈.同時能吸收,轉化沉積的底泥及湖水中有機質和營養鹽,降低水中營養鹽的濃度,抑制浮游藻類的生產.其在大部分生活周期中植株沉水生活,根生底質中的植物生活型.主要為單子葉植物.
金魚藻 伊樂藻
水生植物分布示意圖
陽地植物與陰地植物
陽光,是植物光合作用的能量來源,但是由於植物長期適應不同的環境條件,不同的植物需要光的強度是不同的.根據植物對光照強弱不同的要求,可把它們分為陽地植物(喜光植物,或"習光植物"),和陰地植物(喜陰植物,或"習陰植物")兩大類.
陽地植物在較強的光照下才生長健壯,不耐蔭蔽.在弱光條件下,植物生長發育不良,如松樹,桉樹,楊樹等一些樹木,栽培的落葉果樹,農作物多屬於此類,草原和沙漠植物以及先葉開花的植物均屬陽地植物.
陰地植物不能忍受強光照射,適宜生長在陰蔽的環境中,即蔭蔽環境下生長良好的植物.如雲杉,冷杉和一些森林中的草本植物.但並不是說陰地植物要求的光照越弱越好,因為當光照強度過弱達不到陰地植物的光補償點時,它們也不能生長.
冷杉生長環境 雲杉生長環境
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銀皇萬年青 冷杉 雲杉
正因為如此,這兩類植物利用強光的最大能力--光飽和點就有很大差別.如萬年青等陰地植物在海平面全光照的1/10或更低時,就達到了光飽和,超過光飽和點的光雖然也能被葉子吸收,但不能提高光合強度,而是以熱能的方式釋放出來.而松,楊,柳等陽生植物,則需要很強的光,才能達到光飽和.
陽地植物與陰生植物是生長在不同光照強度環境中的植物,由於葉是直接接受光照的器官,因此,受光照強度的影響,也就容易反映在它們的形態和結構上.又因為具有相同基因型的植物若長期生活在不同的生態環境中,會出現結構和生理的趨異性;而不同基因型的植物生活在同一環境中,又會出現趨同性,
所以,即使是同一植物,因葉所處位置的光照不同,也會有陰生與陽生的差異.一般來說樹冠上部和向陽一面的葉,具陽生葉特徵;而樹冠下部和陰面的葉則具陰生葉的特點,如糖槭.由此也可以看出葉是最具變化的器官.
糖槭 糖槭生長環境
即大又薄葉的特點
被子植物葉較大,如芭蕉(Musa basjoo)的葉片長達一二米;王蓮(Victoria regia)的葉片直徑可達1.8-2.5米,葉面能負荷重量40-70千克,小孩坐在上面像乘小船一樣;而亞馬遜酒椰(Raphia taedigera)的葉片長可達22米,寬達12米.因而其具有較大的受光面積,有利於光合作用,同時也使蒸騰作用加強.通過葉片蒸騰作用散失的水分由根部吸收,並通過根,莖木質部運輸至葉.葉片具很強的蒸騰作用,木質部的運輸能力也相應很強.因為被子植物木質部中運輸水分的結構主要是導管.導管由導管分子組成.管胞是大多數蕨類植物和裸子植物的輸水分子,管胞之間通過紋孔傳遞水分,且管徑較小,輸水效率較低.而導管分子之間靠穿孔直接溝通,管徑一般較管胞粗大,所以具較高的輸水效率.導管高效率的輸導能力與葉片很強的蒸騰作用相適應,所以被子植物莖內有導管與其具較大的葉之間有密切的關系.
葉的功能是進行光合作用和蒸騰作用,而葉的結構非常適應於它的功能.因此,應從結構和功能統一的觀點,來理解葉的結構.例如表皮的細胞扁平,緊密相連,沒有間隙,細胞無色透明,這是表皮的結構特點,既能起到保護作用,又能讓光線進入葉肉細胞.表皮細胞外壁具有角質層,並多有表皮毛,可防止葉內水分的散失.表皮上(主要是下表皮上)有著大量的氣孔,是為氧氣,二氧化碳,水蒸汽進出的門戶,從而有效地控制蒸騰作用的進行.再如葉肉,在兩面葉類型中,柵欄組織位於上面,細胞排列緊密,細胞內的葉綠體多,能有效地接受直射光,進行光合作用;海綿組織位於下面,排列疏鬆,細胞中葉綠體少,用於接受直射光,進行光合作用.海綿組織排列疏鬆,形成了許多細胞間隙,下表皮的氣孔處的間隙較大,這樣就更方便了氣體通過氣孔進出葉片.葉脈的結構也和葉的功能相適應,它的機械組織,用於支持整個葉片,而它的輸導組織則用於輸導光合作用,蒸騰作用所需要的水分及運出光合作用所合成的有機物.所以哪怕是最小的葉脈,也有管胞和篩管.
從以上的敘述中,可以看出陰生植物即大又薄的葉,既有它的優點,也有它的缺點.
其優點為:陰生植物多生於陰暗光照不足的地方,寬大可接收更多光照,因光照不足合成有機物少,薄可節省有機物用於長寬長高(高過別人就有光了).葉子一般大而薄主要有利於蒸騰作用散失水分,耐陰,且因其葉子大而薄,葉面常與光線垂直,故能在適當的光照下吸收較多的光線,產生較高的光合效能.抗高溫,抗乾旱的能力較弱.
其缺點為:因其葉子既大又薄,其葉片很容易受損,不利於其生長發育.且其生長空間和環境的要求也很大,不利於其大量繁殖.
❺ 植物是怎樣產生水分的
呵呵,原因有很多。第一、植物葉片具有強大的蒸騰作用,植物體內的水分通過葉片上的氣孔散逸出來;第二、植物時刻在進行著呼吸作用,釋放出二氧化碳和水;第三、土壤中的水分也在進行著蒸發作用。這些水不能直接排放到空氣中,積累的多了,就在塑料袋內形成了水珠。
❻ 植物是如何得到它需要的水
根
根吸收水分和無機鹽的部分主要是根毛。根毛的細胞壁很薄,細胞質緊貼著細胞壁形成一薄層,細胞的中央是一個很大的液泡,裡面充滿著細胞液。這樣的構造是適於吸收水分的。根毛在土壤里的生長狀況,也適於吸收水分。根毛在土壤里跟土粘貼在一起,土粒之間含有水分,水裡溶解著無機鹽,形成了土壤溶液。細胞液和土壤溶液有不同的濃度,在一般情況下,根毛的細胞液總比土壤溶液要濃,在滲透壓的作用下,土壤溶液中的水分能夠透過細胞壁、細胞膜和細胞質進入到根毛的液泡里。土壤里的水分就這樣被根毛吸收進去。土壤里的水分被根毛吸收後,並不停留在根毛和表皮里,而是經過表皮以內的層層細胞,逐步向裡面滲入,最後進入導管,再由導管輸送到植物的其他器官。
❼ 植物是怎樣吸取水分的
植物的主要養料吸收主要來源根的根毛。但是你這個試驗呢,主要測試的是一段植物頸的吸收和它所要行走的過程,在你的試驗中,變顏色的地方呢,就是這段植物頸的吸收情況。不一樣的顏色的水含有的營養物質不同,紅色中的水的顏料對於水中的營養物質同化作用少,藍色的色料可能較多,而黑色的色料對於植物本身來說就沒有什麼營養可言,這說明水的污染程度相當的高。僅是我個人的意見。最正確的還是專家們的意見為准!
❽ 早期陸生植物如何獲得水分
早期陸生植物一般都是生長的海邊的,海邊的濕度比較大的,所以可以汲取水分。下面就簡單的講講陸生植物發展的歷史。