❶ 植物是怎样得到生长所需的水的
根系是植物吸水的重要器官。各种植物的根系在土壤中分布的深度和广度是不同的。一般说来,直根系入土较深,须根系入士较浅。如棉花植株(直根系)的主根约3米左右,而洋葱(须根系)的根入土仅约0.5 m,水稻的为0.6~0.9 m,小麦的较深也只有2米左右(主要分布在耕作层内)。木本植物根系很深,一般可达10~12 m。生长在干旱沙漠的骆驼刺的根系竟达20 m!使这种植物能从很深的底土层中吸收水分。
根系分布的深浅除决定于植物的种类外,还与根系生长的环境条件有关。例如生长在水分比较充足地方的柳树,其主根生长较慢,侧根则向宽处扩展,形成明显的浅根系统。但如果把柳树移置于较干燥的环境中,侧根就向深处发展。由此可见,在不同的生长条件下,根能产生一定的适应性以保持植物体的正常生长。此外,人为条件的影响如深耕、灌溉、施肥等也同样能引起根系的变化。栽培作物(玉米、高梁、棉花等)苗期的土壤干燥(下层水分多)可使根系下扎,后期再灌水,植物获得壮大的根系而产量高。农谚道“掏金难买五月旱,六月连阴吃饱饭”其道理就在于此。
一、根系吸水的部位
根系从每条根的根尖吸收水分。根尖是指从根的尖端到着生根毛的部位(根毛区)。根毛区以上的部分其根毛已不复存在。当根毛长到一定时间后就枯死,表皮毁坏、脱落,这时皮层的外层细胞(外皮层)的细胞壁发生栓质化代替表皮产生保护作用。外皮层是单层细胞,它排列整齐,没有细胞间隙,由于细胞壁中又加入了栓质(脂类物质),使细胞壁不能透水。因此,根毛区以上的根系没有吸水功能。在双子叶植物的根系中,以后又会产生木栓层代替原来的外皮层的作用。一株植物的根毛的长度可以很大,如一株小麦根毛的总长度可达20公里。所以根毛区又是根尖吸水的主要部位。
二、根系吸水的机理
根系由根尖吸收水分,因此,吸水的机理应从构成根尖的细胞吸水讲起,然后再讲根部的吸水。
1.植物细胞是一个渗透系统
水分在植物细胞内的运动,是由各部分水的自由能差引起的。自由能就是在恒温条件下,用于作功的能量。在相同温度下,一个系统中一克分子容积的水(溶液)与一克分子容积纯水之间的自由能差数叫水势。纯水的自由能最大,水势也最高(纯水的水势定为0),溶液中的溶质颗粒会降低水的自由能,溶液越浓其水势也越低(溶液水势为负值)。
当两种不同浓度的溶液,被一个半透性膜(溶剂自由通过,溶质通过有很大限制的膜)所分隔时,水分子就会从水势高的区域通过半透性膜向水势低的区域移动,直至二者水势相等为止。这种现象称为渗透作用。
一个具有液泡的成熟细胞,可以把它和它所处的溶液环境看成是一个渗透系统。它的原生质层(质膜、中质和液泡膜)就相当于半透性膜(实际上是一个选择透性膜)。液泡内的细胞液溶解有多种物质,具有较低的水势。这样,环境溶液便会通过原生质层与细胞液之间发生渗透作用。其水分子移动方向决定于细胞与外界溶液的水势差。细胞的组织、器官之间的水分移动也是如此。总得说来,在一个系统中,水分子总是从高水势区域流向低水势区域。水势差越大,水流的速度就越快。
2.根系吸水的动力
根系的吸水可分为主动吸水和被动吸水。
(1)主动吸水
根压是主动吸水的动力。根压就是由于根系的生理活动使液流沿根部上升的压力。目前对于主动吸水的机理还未完全清楚,但渗透作用是起着重要的作用的。由于根部导管周围活细胞代谢活动的结果,不断向导管内分泌无机盐及简单的有机物,使导管内的水势下降,成为低水势的区域。
值得注意的是,在根的主动吸水过程中,内皮层在其中起着非常重要的关卡作用。我们知道,根在结构上可分为质外体(包括细胞壁、细胞间隙及导管腔等部分)和共质体(包括所有细胞的细胞质)两部分。由于内皮层的阻隔,根的质外体是不连续的,又可分为内皮层以内部分和内皮层以外部分。由于细胞之间有胞间连丝,故整个根系的共质体都是连续的。水分及溶解在水中的矿质离子在植物体内的运输就是通过质外体和共质体这两条途径实现的。水分在质外体运输迅速,在共质体内的运输较慢。在根部,由于受内皮层的控制(图1),水分达到内皮层时不能从质外体途径通过,只能从共质体途径通过。
这是因为内皮层细胞排列非常紧密,没有细胞间隙,更重要的是细胞的左右壁(径向壁)和上下壁(横向壁)均有增厚的凯氏带的缘故。凯氏带是细胞四周带状增厚的部分,其栓质沉积直达胞间层,成为初生壁不可分割的一部分。内皮层细胞的原生质比较牢固地附着在凯氏带上。这一点,可以由内皮层细胞受到促进细胞质壁分离因素影响而凯氏带部位并不发生质壁分离(图2)得到证明。
内皮层的这种结构,对于根系吸水有特殊的意义。它可以控制根的水分的转移。当水分从根毛吸收到达内皮层时,由于凯氏带的存在和原生质体与凯氏带牢固的附着,水分通过质外体运输的途径全部被堵塞,而迫使水分走唯一的通道共质体途径。也就是说必须经过内皮层细胞的原生质层,通过渗透作用才能进入根的中柱。
现在再来分析一下皮层部分质外体(内皮层以外部分)和中柱的水势梯度(水势差)是如何形成的。土壤溶液可以沿质外体向内扩散。其中的矿质离子则通过主动吸收进入共质体,在共质体中这些离子可通过胞间联系以及通过原生质层的选择透性从一个细胞进入另一个细胞,通过内皮层进入中柱的活细胞及导管。到达中柱后的矿质离子再进入中柱质外体(内皮层以内的部分)。结果,根的皮层部分质外体中离子浓度降低而质外体的内部(中柱内)离子浓度高,也就是,皮层中的水势高,中柱的水势低。这样,就形成了二者的水势梯度。这种由根系主动吸水产生的一种静水压力,就是根压。
(2)被动吸水
由于枝叶的蒸腾作用所产生的蒸腾拉力,是根系被动吸水的动力。蒸腾作用是指植物体内的水分以气体状态散失到体外的现象。蒸腾作用主要通过叶片的气孔进行。在陆生植物中,其体内的水分只有一小部分用于代谢活动,绝大部分都是通过蒸腾作用散失到体外。过度的蒸腾会使植物体内水分缺乏。但正常的蒸腾作用对植物是有利的。其中之一是,它与植物吸水有极重要的关系。叶片蒸腾时,气孔下腔附近的细胞失水使水势下降,它便从邻近细胞吸水,通过质外体、导管、最后根部从土壤中吸水。蒸腾越强、失水就越多,水势越低、蒸腾拉力就越大。
水分在植物体内上升,必须使导管内形成一个连续不断的水柱。由于水分子间的内聚力(相同分子间相互吸引的力,水分子内聚力为200巴)和水分子与导管壁的附着力,远大于水柱本身的张力(水柱上端因叶片失水所受的拉力与水柱本身重量使水柱下降,这样上拉下堕便使水柱产生张力。植物木质部水柱张力为-5至-30巴)从而保证了导管内水柱的连续性使水分不断上升。被动吸水的原动力来自蒸腾拉力,所以称为被动吸水。
植物的根系吸水,一是由根压引起的主动吸水,一是由蒸腾拉力引起的被动吸水。两者谁占主导地位则决定于植物的蒸腾强度。一般在早春,多年生植物的叶片还未开放以前及土壤水分充足、大气湿度大、土温高蒸腾作用较小时,根压是水分上升的主要动力。在植物生长的旺盛时期,蒸腾强度较大时则以蒸腾拉力的被动吸水为主。
三、根系吸水与环境的关系
植物根系主动吸水靠水势梯度。当土壤溶液浓度高水势低于根内中柱的水势时,根系就不能吸水,反而植物体内水分会被土壤吸去。盐碱地含有较多的盐分,土壤具有较低的水势,植物则生长不良或死亡。
蒸腾拉力是根系被动吸水的原动力。在大风高温、空气干燥、蒸腾旺盛情况下,由于根系吸水有内皮层的阻力,影响根系吸水速度,常导致植物萎蔫。萎蔫有两种:一种是土壤中有可利用的水,当蒸腾减少时,即可恢复。另一种是土壤没有可利用的水,既使蒸腾减少也不能恢复。在后者情况下根毛也枯萎。如果在短时间内及时供水,根毛还可重新产生。否则根系就不能恢复吸水机能,使植株因缺水而死亡。
此外,土壤温度和通气(主要是影响根系的呼吸)对根的主动吸水也有较大的影响。作物受涝,反而表现缺水。其主要原因在于缺氧而影响正常的呼吸作用,同时厌氧呼吸产生并积累酒精,使细胞中毒。
❷ 如何观察植物ppt
观察植物我们可以按照下面的步骤做:1.用眼睛观察它的颜色、样子。2.用鼻子闻它的气味。3.用手轻轻的摸它的质感。
观察植物的主要目的是将看到的情况记录下来,如笔和纸、相机、录音笔等。记录观察到的新状况,当时的感想、感受等。
植物共有六大器官:根、茎、叶、花、果实、种子。植物具有光合作用的能力,它借助光能及叶绿素,利用水、无机盐和二氧化碳进行光合作用,释放氧气,产生葡萄糖等有机物,供植物体利用。
植物吸收的水分绝大部分从叶面蒸发到空中,这样可形成一种蒸腾拉力.这种拉力是根系对水分、矿物质养分吸收以及矿物质在植物体内传导的主要动力,植物通过蒸发吸热还可以调节叶面温度,这样,树叶不致于因温度过高而灼伤。
植物是生命的主要形态之一,包含了如树木、灌木、藤类、青草、蕨类、及绿藻、地衣等熟悉的生物。种子植物、苔藓植物、蕨类植物和拟蕨类等植物中,据估计现存大约有 350000个物种。绿色植物大部分的能源是由光合作用从太阳光中得到的,温度、湿度、光线是植物生存的基本需求。
❸ 鄂教版四年级下册科学植物怎样喝水课件
植物喝水的途径
植物根尖的表皮(皮层)进入根的内部,根的内部有运输水分的管道,叫导管。
通过导管向上运输,把水分运到植物的各个部位,再通过植物叶片上的排气孔,把多余的水分排到空气中,并把需要的水分留在体内。
植物通过吸收水分不能溶解水里的矿物质和营养物质。还有植物把水吸进根里主要靠根压和蒸腾拉力便把水分输送到组织的各部:根压是借助于根系代谢活动产生的动能推动水分吸收和沿导管上升的力量,蒸腾拉力是由于叶片蒸腾作用产生的吸水并引水上升的力量。对幼苗和尚为展叶的植物,以及在蒸腾强度低时根压是水分上升的动力。而对高大植物或蒸腾强烈时,水分上升的动力主要是蒸腾拉力。
❹ 如何在植物中获得水
可适应干旱条件而正常生活的植物称为旱生植物.旱生植物的叶具有保持水分和降低蒸腾作用,其通常向着两个方向发展:
一类是减小蒸腾的适应:就外型而言,一般植株矮小,根系发达,叶小而厚,蜡被和表皮毛发达,有的植物形成复表皮.就结构而言,叶的表皮细胞壁厚,角质层发达.气孔下陷或限定在气孔窝内.栅栏组织细胞层数多,甚至上下表皮内方均有栅栏组织分布.海绵组织和细胞间隙不发达.叶脉发达,可提高输水率和机械强度,如夹竹桃和松叶.这些形态上的结构特征,或是减少了蒸腾面,或是尽量是蒸腾作用迟缓进行,再加上原生质体的少水性,以及一些细胞液的高渗透压,使旱生植物具有了高度的抗旱性,来适应干旱环境;
夹竹桃 黄花夹竹桃 黄花夹竹桃叶
夹竹桃叶切片图
另一类为肉质叶片,叶片肥厚多汁,叶肉中有发达的储水组织薄壁组职,保水力强.这些植物的细胞,能保持大量水份,水的消耗也少,因此可耐干旱.如芦荟,景天,龙舌兰等.
芦荟 白景天 翡翠景天 金边龙舌兰
水生植物的整个植株生在水中,因此,可以获得充分的水分和溶于水中的营养物质,但它们的叶--尤其是沉水叶,不怕缺水,而因为水中溶解的空气少,光线为散射光叶绿体,,如何解决获得它所需要的气体和阳光成为所要面对的问题.适应这种生态环境的水生植物,通常叶片较薄,叶面无气孔和表皮毛(浮水叶仅在上表皮有气孔),表皮细胞具叶绿体,可营吸收,光合作用和气体交换的功能表皮细胞所含的叶绿体,对于光的吸收是极为有利的,因此,沉水叶的表皮不仅是保护组织,也是吸收组织和同化组织(光合组织).叶肉不发达,无栅栏组织和海绵组织的分化,形成发达的通气系统.机械组织和维管组织退化,导管不发达.胞间隙特别发达,形成通气组织,即具大液泡间隙的薄壁组织.有些水生植物中具气生叶或漂浮叶,后者仅上表皮有气孔,叶肉中也句发达的通气系统.如芦竹,石菖蒲,芦荻和水生美人蕉 等.
芦竹 石菖蒲 芦荻 水生美人蕉
水生植物在分类群上由多个植物门类组成,包括非维管束植物,如大型藻类和苔藓类管束植物,其中被子植物占绝大多数,典型的水生植物多为被子植物中的单个叶纲.
水生植物有挺水,浮叶,沉水等生活型,以下将做详细介绍:
湿地植物(包括挺水型,浮叶型)-- 生长在浅水湿地,其根系发达且深,下部淹没水中或在陆地上全部暴露在空气中均可生长,可形成净化带,对地表径流流入湖中的水起过滤作用,阻拦,吸收,转化可能进入水体的有机质及营养盐,有利于水体自净,防止水体的富营养化.
挺水型 :挺水植物指根生底质中,茎直立, 一般植株高大,根部生活在水中,植物大部分挺出水面.光合作用组织气生的植物生活型,主要为单子叶植物.
黄鸢尾 水竹
浮叶型 :根生浮叶植物是一面叶气生的水生植物活型.一般茎细弱不能直立,根状茎发达,有根在水下泥中,不会随风漂移.
萍莲草 荇菜
沉水植物--生长在湖底,整个植物浸没水下,多为观叶植物,能防止底泥的再悬浮而影响水体的透明度,保持湖水清澈.同时能吸收,转化沉积的底泥及湖水中有机质和营养盐,降低水中营养盐的浓度,抑制浮游藻类的生产.其在大部分生活周期中植株沉水生活,根生底质中的植物生活型.主要为单子叶植物.
金鱼藻 伊乐藻
水生植物分布示意图
阳地植物与阴地植物
阳光,是植物光合作用的能量来源,但是由于植物长期适应不同的环境条件,不同的植物需要光的强度是不同的.根据植物对光照强弱不同的要求,可把它们分为阳地植物(喜光植物,或"习光植物"),和阴地植物(喜阴植物,或"习阴植物")两大类.
阳地植物在较强的光照下才生长健壮,不耐荫蔽.在弱光条件下,植物生长发育不良,如松树,桉树,杨树等一些树木,栽培的落叶果树,农作物多属于此类,草原和沙漠植物以及先叶开花的植物均属阳地植物.
阴地植物不能忍受强光照射,适宜生长在阴蔽的环境中,即荫蔽环境下生长良好的植物.如云杉,冷杉和一些森林中的草本植物.但并不是说阴地植物要求的光照越弱越好,因为当光照强度过弱达不到阴地植物的光补偿点时,它们也不能生长.
冷杉生长环境 云杉生长环境
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银皇万年青 冷杉 云杉
正因为如此,这两类植物利用强光的最大能力--光饱和点就有很大差别.如万年青等阴地植物在海平面全光照的1/10或更低时,就达到了光饱和,超过光饱和点的光虽然也能被叶子吸收,但不能提高光合强度,而是以热能的方式释放出来.而松,杨,柳等阳生植物,则需要很强的光,才能达到光饱和.
阳地植物与阴生植物是生长在不同光照强度环境中的植物,由于叶是直接接受光照的器官,因此,受光照强度的影响,也就容易反映在它们的形态和结构上.又因为具有相同基因型的植物若长期生活在不同的生态环境中,会出现结构和生理的趋异性;而不同基因型的植物生活在同一环境中,又会出现趋同性,
所以,即使是同一植物,因叶所处位置的光照不同,也会有阴生与阳生的差异.一般来说树冠上部和向阳一面的叶,具阳生叶特征;而树冠下部和阴面的叶则具阴生叶的特点,如糖槭.由此也可以看出叶是最具变化的器官.
糖槭 糖槭生长环境
即大又薄叶的特点
被子植物叶较大,如芭蕉(Musa basjoo)的叶片长达一二米;王莲(Victoria regia)的叶片直径可达1.8-2.5米,叶面能负荷重量40-70千克,小孩坐在上面像乘小船一样;而亚马逊酒椰(Raphia taedigera)的叶片长可达22米,宽达12米.因而其具有较大的受光面积,有利于光合作用,同时也使蒸腾作用加强.通过叶片蒸腾作用散失的水分由根部吸收,并通过根,茎木质部运输至叶.叶片具很强的蒸腾作用,木质部的运输能力也相应很强.因为被子植物木质部中运输水分的结构主要是导管.导管由导管分子组成.管胞是大多数蕨类植物和裸子植物的输水分子,管胞之间通过纹孔传递水分,且管径较小,输水效率较低.而导管分子之间靠穿孔直接沟通,管径一般较管胞粗大,所以具较高的输水效率.导管高效率的输导能力与叶片很强的蒸腾作用相适应,所以被子植物茎内有导管与其具较大的叶之间有密切的关系.
叶的功能是进行光合作用和蒸腾作用,而叶的结构非常适应于它的功能.因此,应从结构和功能统一的观点,来理解叶的结构.例如表皮的细胞扁平,紧密相连,没有间隙,细胞无色透明,这是表皮的结构特点,既能起到保护作用,又能让光线进入叶肉细胞.表皮细胞外壁具有角质层,并多有表皮毛,可防止叶内水分的散失.表皮上(主要是下表皮上)有着大量的气孔,是为氧气,二氧化碳,水蒸汽进出的门户,从而有效地控制蒸腾作用的进行.再如叶肉,在两面叶类型中,栅栏组织位于上面,细胞排列紧密,细胞内的叶绿体多,能有效地接受直射光,进行光合作用;海绵组织位于下面,排列疏松,细胞中叶绿体少,用于接受直射光,进行光合作用.海绵组织排列疏松,形成了许多细胞间隙,下表皮的气孔处的间隙较大,这样就更方便了气体通过气孔进出叶片.叶脉的结构也和叶的功能相适应,它的机械组织,用于支持整个叶片,而它的输导组织则用于输导光合作用,蒸腾作用所需要的水分及运出光合作用所合成的有机物.所以哪怕是最小的叶脉,也有管胞和筛管.
从以上的叙述中,可以看出阴生植物即大又薄的叶,既有它的优点,也有它的缺点.
其优点为:阴生植物多生于阴暗光照不足的地方,宽大可接收更多光照,因光照不足合成有机物少,薄可节省有机物用于长宽长高(高过别人就有光了).叶子一般大而薄主要有利于蒸腾作用散失水分,耐阴,且因其叶子大而薄,叶面常与光线垂直,故能在适当的光照下吸收较多的光线,产生较高的光合效能.抗高温,抗干旱的能力较弱.
其缺点为:因其叶子既大又薄,其叶片很容易受损,不利于其生长发育.且其生长空间和环境的要求也很大,不利于其大量繁殖.
❺ 植物是怎样产生水分的
呵呵,原因有很多。第一、植物叶片具有强大的蒸腾作用,植物体内的水分通过叶片上的气孔散逸出来;第二、植物时刻在进行着呼吸作用,释放出二氧化碳和水;第三、土壤中的水分也在进行着蒸发作用。这些水不能直接排放到空气中,积累的多了,就在塑料袋内形成了水珠。
❻ 植物是如何得到它需要的水
根
根吸收水分和无机盐的部分主要是根毛。根毛的细胞壁很薄,细胞质紧贴着细胞壁形成一薄层,细胞的中央是一个很大的液泡,里面充满着细胞液。这样的构造是适于吸收水分的。根毛在土壤里的生长状况,也适于吸收水分。根毛在土壤里跟土粘贴在一起,土粒之间含有水分,水里溶解着无机盐,形成了土壤溶液。细胞液和土壤溶液有不同的浓度,在一般情况下,根毛的细胞液总比土壤溶液要浓,在渗透压的作用下,土壤溶液中的水分能够透过细胞壁、细胞膜和细胞质进入到根毛的液泡里。土壤里的水分就这样被根毛吸收进去。土壤里的水分被根毛吸收后,并不停留在根毛和表皮里,而是经过表皮以内的层层细胞,逐步向里面渗入,最后进入导管,再由导管输送到植物的其他器官。
❼ 植物是怎样吸取水分的
植物的主要养料吸收主要来源根的根毛。但是你这个试验呢,主要测试的是一段植物颈的吸收和它所要行走的过程,在你的试验中,变颜色的地方呢,就是这段植物颈的吸收情况。不一样的颜色的水含有的营养物质不同,红色中的水的颜料对于水中的营养物质同化作用少,蓝色的色料可能较多,而黑色的色料对于植物本身来说就没有什么营养可言,这说明水的污染程度相当的高。仅是我个人的意见。最正确的还是专家们的意见为准!
❽ 早期陆生植物如何获得水分
早期陆生植物一般都是生长的海边的,海边的湿度比较大的,所以可以汲取水分。下面就简单的讲讲陆生植物发展的历史。