植物的营养器官与功能

1、第三章 植物的營養器官與功能3.1 根、莖和葉的構造植物的器官營養器官（根、莖、葉）生殖器官（花、果實、種子）焦點 1 葉的構造與功能一、雙子葉植物葉：(一)葉的外形：1.由【葉片】、【葉柄】、【托葉】組成。 (1)葉片：扁平狀增加吸收光線的表面積(2)葉柄：支撐葉片(3)托葉：位於葉柄基部，屬於小型葉（僅含一條葉脈）保護幼芽 2.【葉序】：葉在枝條上的排列方式，分為【互生】、【對生】、【輪生】。 3.葉表面：j光滑，k粗糙具有附生物（毛、刺、鱗片） 4.葉柄上著生之葉片數目：單葉、複葉。(二)葉的構造：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，不具葉綠體。2.【葉

2、肉】【柵狀組織】近上表皮，呈柱狀，排列緊密，葉綠體較多【海綿組織】近下表皮，不規則，排列疏鬆，葉綠體較少3.【葉 脈】上為木質部，下為韌皮部，【不具形成層】，網狀分佈中肋：葉中央由葉柄延伸而來的主要葉脈4.【氣 孔】由二個半月形的【保衛細胞】圍成，大多位於【下表皮】（睡蓮的氣孔位於上表皮）二、單子葉植物葉：（葉片葉鞘） 1.外形：狹長形 2.葉脈：平行脈 3.葉鞘：包圍莖部固定葉片 4.氣孔：上下表皮均具有氣孔三、特化的葉： 1.針狀葉（仙人掌）。2.儲藏葉（洋蔥）。3.卷鬚葉（胡瓜）。 4.捕蟲葉（毛氈苔、豬籠草、捕蠅草）。四、氣孔的開閉：保衛細胞CO2K離子滲透壓保衛細胞氣孔光照時光合作用

3、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1.保衛細胞：(1)具葉綠體，(2)相鄰部位的細胞壁較厚、外側的細胞壁薄吸水向外膨脹2.光線刺激保衛細胞累積K氣孔開放3.水分缺乏保衛細胞累積離素氣孔關閉 焦點 2 莖的構造與功能一、莖的分類： 1.喬木：具有明顯主幹（ex.檜木、樟樹） 2.冠木：沒有明顯主幹（ex.杜鵑、茶樹）二、節：1.節：莖上膨大處長出側芽、葉芽、花芽2.節間：兩個相鄰節之間的部位。3.節間增長使莖增長。三、莖的構造與功能：(一)單子葉植物的莖：（一年生草本：水稻、大麥。多年生木本：椰子、竹子）1.表皮細胞排列緊密，外

4、覆有角質層，具防止水分散失和保護功能。2.基本組織基本組織：表皮及維管束以外的組織(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 (二)雙子葉植物的草本莖：（較柔軟，以細胞的膨壓為支持力，ex.菠菜、芹菜）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

5、.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養分 (三)雙子葉植物的木本莖：（具有芽、節、節間、皮孔、芽鱗痕）樹皮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，功能保護、防水分散失，【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。5.形成層向外增生韌皮部向內增生木質部木質部增大較快（形成木材）6.木材(由木質部構成)【邊材】：位於外側，新生的細胞，顏色淡，

6、有運輸功能。【心材】：位於內側，老化的細胞，顏色深，無運輸功能。【春材】（早材）：春夏溫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。(1)樹皮表層散生【皮孔】，可替代表皮的氣孔，以進行氣體交換。(2)樹皮：形成層以外的部分韌皮部和形成層連接的部位不緊密，易被撕開。樹皮表皮木栓層木栓形成層皮層韌皮部(3)葉痕：葉片脫落後留下的痕跡無特殊生理功能(4)年輪：溫帶植物的春材秋材相間呈環紋推論樹木年齡、氣候變化（熱帶植物缺乏年輪）四、莖的變態： 儲存養分：馬鈴薯（塊莖）、蓮藕（根莖）、洋蔥（鱗莖）五、莖的功能：1.支持。2.運輸。3.儲藏。4.繁殖。焦點 3 根的構

7、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.成熟部密生根毛，有維管束、內皮、皮層的分化，是根吸收水分和無機鹽的主要部位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（細胞分裂部）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.根冠（根帽）保護生長點，與根的向地性有關（除去根冠根喪失向地性）。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離子）三、根

8、的橫切：（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，部分表皮細胞特化成根毛。2.皮層由薄壁細胞構成，具儲存澱粉功能。3.內皮位於皮層最內側，具調節水分進入中柱功能。卡氏帶富含木栓質，可防止水分由木質部向外流失。中柱4.周鞘細胞可分裂長出支根。5.維管束木質部和韌皮部間隔排列呈輻射狀，木質部在中央。雙子葉植物根具有形成層單子葉植物根不具形成層中央有髓（薄壁細胞）四、根吸水分的途徑：（表皮根毛皮層內皮周鞘木質部） 1.擴散作用：經由【細胞間隙】2.主動運輸：經由【原生質絲】內皮細胞的卡氏帶富含木栓質阻止水分和離子繼續向根內擴散水分和離子必須藉內皮細胞膜的載體蛋白質協助才能進入細胞

9、內 3.滲透壓大小：維管束皮層表皮土壤五、根的功能： 1.吸收水分和無機鹽類。2.固定和支持植物體。3.儲存養分。4.營養繁殖。六、特化的根： 1.儲藏根（甘藷）。2.氣生根（蘭花）。3.支持根（玉米、榕樹）。 4.呼吸根（落羽松）。5.板根（鳳凰木）。3.2水和無機鹽類的吸收與運輸一、植物必需的元素：（共有17種）植物的組成成分、代謝的必需成分 1.【大量元素】需要量較多：C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg 2.【微量元素】需要量較少：Fe、B、Zn、Mn、Cu、Mo、Cl、Ni 3.其中C和O由【氣孔】進入植物體，H由滲透進入【根】。 4.其他元素以【離子】狀態，藉【主動運輸】由根自土

10、壤吸收。 5.肥料三要素（三合肥）：N、P、K需要量較大二、植物的輸導組織：維管束木質部韌皮部輸導組織導管假導管（管胞）篩管伴細胞細胞活性死細胞死細胞活細胞、無核活細胞、有核細胞外形管狀二端尖細管狀、長柱形二端尖細上下細胞壁完全消失未消失部分消失篩板上有篩孔未消失細胞壁花紋孔紋、螺紋孔紋、螺紋××主要功能運輸水分和無機鹽運輸水分和無機鹽運輸有機養分協助篩管運輸上下運輸毛細作用向上運輸壁孔向上運輸篩孔上下運輸×橫向運輸壁孔橫向運輸壁孔橫向運輸側篩孔橫向運輸運輸原理毛細原理毛細原理主動運輸×運輸方向單向（下上）單向（下上）雙向×1.裸子植物的維管束

11、：僅有【假導管】和【篩管】，不具導管和伴細胞。2.木質部：含木質纖維（細胞壁含木質素）支持植物體3.壁孔：僅是細胞壁較薄處，並非開孔。導管和假導管皆以壁孔進行橫向運輸4.韌皮部：雙向運輸 (1)光合作用時：葉幼葉、生長點、根 (2)開花結果時：根莖葉儲存的養分花、果實5.環狀剝皮（剝除形成層以外的部分）養分無法向下運輸環剝的上方呈現肥腫6.芽蚜vs蜜露：(1)蟲蚜蟲以口器插入植物嫩莖的篩管吸食含糖的液體糖液由尾部流出成為蜜露 (2)高濃度CO2麻醉蚜蟲彈開蚜蟲口器留在莖上篩管內液體由口器流出j收集分析液體成分，k測知篩管內物質運輸的方向和速率。三、水在導管內上升的原因：（蒸散作用是最重要的機制

12、）(一)蒸散作用：（植物體90%水分由氣孔蒸散出去）影響蒸散作用：日照、溫度、溼度、風速、土壤含水量、葉片大小、氣孔分佈1.晴天：氣孔內腔的相對溼度較低蒸散作用旺盛 2.陰天：氣孔內腔的相對溼度較高蒸散作用降低 (二) 上升的原因1.【葉的蒸散作用】2.【導管的毛細作用】3.【根的根壓】葉蒸散水分對水柱的拉力水分子凝聚作用形成水柱根部滲透壓產生的壓擠力(1)蒸散作用：j調節植物體的溫度，k有助於水分和礦物質的吸收。(2)根壓：j根壓15atm對草本植物的水分吸收很重要k土壤水分愈多根壓愈大）四、植物的水耕培養： 1.提供植物所有原由土壤獲得的物質 2.持續注入空氣於培養液中提高含氧量。 3.定

13、期更換培養液並調節酸鹼值五、植物淹水致死： 草本植物低矮、根系淺仆倒、缺氧細胞組織壞死 3.3光合作用與呼吸作用一、葉綠體：（進行光合作用的場所） 1.【葉綠囊】：葉綠體內的囊狀膜（含葉綠素）上下相疊構成葉綠餅 2.【基質】：葉綠囊外的膠狀基質（含酵素）固定CO2，合成葡萄糖之處二、植物色素：光合色素花青素1.主要色素：【葉綠素a】2.輔助色素：【葉綠素b】、【胡蘿蔔素】、【葉黃素】3.分佈位置：位於葉綠體的【囊狀膜】上4.不溶於水：j對紅光和藍光的吸收效果最佳 k葉綠素不吸收綠色光而呈現綠色1.可溶於水2.分佈於【液泡】內3.在酸性呈藍色 在鹼性呈紅色4.與光合作用無關(1)春夏季：葉綠色的

14、顏色遮蓋了其他色素的顏色葉片呈綠色(2)秋冬季：葉綠素含量減少類胡蘿蔔素和葉黃素的顏色顯現葉呈橙色或紅色三、光合作用：（葉進行光合作用的主要器官） 1.【光反應】：在葉綠餅的【囊狀膜】上進行。（將光能轉變為化學能） (1)葉綠素吸收光能葉綠素呈激動狀態而放出電子經過【電子傳遞鏈】合成【ATP】 (2)水分解產生【O2】、H、電子電子被【葉綠素】吸收（葉綠素恢復原先的非激動狀態） (3)葉綠素釋出的電子被【NADP】吸收形成還原性輔酉每【NADPH】2.【暗反應】：在葉綠體的【基質】內進行。（將化學轉變為化學能） (1)CO2和一分子水、【五碳糖】作用形成二分子【甘油酸】。 (2)酵素利用NADPH和ATP協助甘油酸轉化為【三碳糖】（甘油醛）。 (3)大部分(5/6)三碳糖轉化為【五碳糖】（再用於固定CO2），少部分(1/6)三碳糖合成六碳糖（葡萄糖）。四、光合作用的產物：單醣（葡萄糖）六碳糖先轉變為澱粉儲存於葉肉細胞再將澱粉轉變為蔗糖運輸到根莖儲藏 1.葡萄糖轉變為【澱粉】儲藏（甘蔗、甜菜儲藏蔗糖） 2.葡萄糖轉變為【蔗糖】輸送 (1)分析篩管內含物蔗糖90%、胺基酸5% (2)