什么是质外体 根系生长的三个条件
植物的蒸腾作用使土壤中的水分通过什么进入根内?质外体的特性是什么?根系吸收养分的途径是什么?质外体途径、共质体途径分别指什么?什么是共质体?植物体内物质运输的两大通道是什么?
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什么情况下植物蒸腾作用最强
水分运输的途径
水分从被植物吸收至蒸腾到体外,大致需要经过下列途径:首先水分从土壤溶液进入根部,通过皮层薄壁细胞,进入木质部的导管和管胞中;然后水分沿着木质部向上运输到茎或叶的木质部;接着,水分从叶片木质部末端细胞进入气孔下腔附近的叶肉细胞细胞壁的蒸发部位;最后,水蒸气就通过气孔蒸腾出去。由此可见,土壤—植物—空气三者之间的水分是具有连续性的。
根据原生质的有无,植物组织可分为质外体(apoplast,又称非原质体)和共质体(symplast)两大部分。质外体是指没有原生质的部分,包括细胞壁、细胞间隙和导管的空腔,贯穿各个细胞之间,是一个连续的体系。质外体不是空隙就是具有细孔的网状体(如细胞壁),水分、溶质和气体可以在其中自由扩散,所以,运输迅速。共质体是指无数细胞的原生质体,通过胞间连丝联系,形成一个连续的整体。水分和溶质在共质体内进行渗透性运输,速度较慢。
水分在茎、叶细胞内的运输也有两种途径:
1.经过死细胞 导管和管胞都是中空无原生质体的长形死细胞,细胞和细胞之间都有孔,特别是导管细胞的横壁几乎消失殆尽,对水分运输的阻力很小,适于长距离的运输。裸子植物的水分运输途径是管胞,被子植物是导管和管胞。管胞和导管的水分运输距离以植株高度而定,由几cm到几百m。
2.经过活细胞 水分由叶脉到气孔下腔附近的叶肉细胞,都是经过活细胞。这部分在植物内的长度不过几mm,距离很短,但因细胞内有原生质体,加上以渗透方式运输,所以阻力很大,不适于长距离运输。没有真正输导系统的植物(如苔藓和地衣)不能长得很高,在进化过程中出现了管胞(蕨类植物和裸子植物)和导管(被子植物),才有可能出现高达几m甚至几百m的植物,道理就在此。
三种质体的关系举例
质外体是指细胞原生质以外所有空间,即细胞壁、细胞间隙和中柱内的组织。质外体与外部介质相通,是水分和养分自由进出的地方。外部介质中的离子在细胞间,通过细胞壁转运到内皮层,因遇凯氏带而受阻,不能直接进入中柱。一般根据果树对各种养分需求的状况,受阻的离子有选择性地被迫改道,靠主动运输穿过生物膜而进入共质体通道。
根系生长的三个条件
养分通过质流和扩散作用被送到根表面,这只是为根系吸收养分准备了有利条件,而养分进入根内是一个十分复杂的过程。根系对外界环境中的各种养分有明显的选择吸收能力,这是由根系自身的生物学特性所决定的。同时,根系还具有逆浓度从外界吸收和积累养分的能力。这种逆浓度吸收的现象是生物活体所特有的。
根系吸收养分的机制涉及矿质养分进入根内的途径问题。根系吸收养分有两条途径,即质外体(A)和共质体(B)通道(
图3-5 根系吸收养分途径的示意图
A.质外体通道 B.共质体通道)。
质外体是指细胞原生质以外所有空间,即细胞壁、细胞间隙和中柱内的组织。质外体与外部介质相通,是水分和养分自由进出的地方。外部介质中的离子在细胞间,通过细胞壁转运到内皮层,因遇凯氏带而受阻,不能直接进入中柱。一般,根据果树对各种养分需求的状况,受阻的离子有选择性地被迫改道,靠主动运输穿过生物膜而进入共质体通道。共质体是由细胞的原生质组成,细胞原生质之间是由穿过细胞壁的胞间连丝,使细胞与细胞构成一个连续的整体。借助原生质的环流,可带动养分流入其他细胞,并向中柱转运。在共质体运输中,胞间连丝起到沟通相邻细胞间养分运输通道的作用。
离子在质外体和共质体中运输各有其特点。细胞壁具有很多比离子大得多的充水孔隙,大多数离子可以顺利通过细胞壁。质外体运输不需要能量,吸收速度快,对离子无选择性,受代谢作用影响较小,属于养分的被动吸收。而共质体运输有原生质膜作屏障,选择性强,并且明显受代谢作用的影响,是需要能量的,属于主动吸收。
质体有哪些类型质体的功能是什么
质外体是指植物细胞原生质体外围由细胞壁、细胞间隙和导管组成的系统,它是养分运输的重要途径,并有贮存养分和活化养分的功能。
共质体是指由穿过细胞壁的胞间连丝把细胞相连,构成一个相互联系的原生质的整体(不包括液泡)。共质体包括细胞质和胞间连丝。
共质体和质外体图片解释
质外体是由细胞壁和细胞间隙所组成的连续体。它与外部介质相通,是水分和养分可以自由出入的地方,养分迁移速率较快。
共质体是由细胞的原生质(不包括液泡)组成的,穿过细胞壁的胞间连丝把细胞与细胞连成一个整体,这些相互联系起来的原生质整体称为共质体。
凯氏带是高等植物内皮层细胞径向壁和横向壁的木栓化和木质化的带状增厚部分,主要功能是阻止水份向组织渗透,控制着皮层和维管柱之间的物质运输。其宽度随不同种植物而有较大的差异。最初由德国植物学家凯斯伯里于1865年发现,其名字的由来即在于此。
植物激素如何在植物体内运输
植物体内物质运输的两大通道是指植物器官中的导管和筛管。一方面是质外体和导管,另一方面是共质体和筛管,构成了植物体内物质运输途径的两大网络,分别承担水分、矿物质和有机物质的运输。但二者之间并不完全隔离。根部从土壤中吸收的水分和无机离子经由质外体向根的木质部进行横向运输时,由于内皮层有凯氏带的阻碍,常要经过共质体,才能抵达导管。相反,叶肉细胞的光合产物除主要通过共质体外,也部分通过质外体移向筛管。
高等植物器官间物质的长距离运输在维管系统中进行。水分、矿质元素和有机物质各有其主要的运输通道。
水分和矿质元素主要由木质部的导管运输。导管由一连串已失去原生质和细胞壁端壁的细胞空腔连接而成,是质外体的主要组成部分。根系从土壤中吸收水分和矿质元素以后,靠根压和由于叶片蒸腾失水而造成的蒸腾拉力将其运送至地上部分。导管空腔口径较大,因而对液流的阻力小,蒸腾流的速度可以高达每小时几十米。有机物质主要由韧皮部的筛管从有机物质的“源”向“库”运输。“源”通常指能进行光合作用的叶片;“库”指消耗光合产物的器官,包括正在生长中的营养体的尖端以及正在形成中的果实、块茎等。
筛管的细胞组成细胞内尚有原生质存在,端壁则特化为具有筛孔的筛板。筛孔内时常有一些纤丝结构(P-蛋白)。有机物质经由筛孔的纤丝结构运送时,阻力较大,除靠“源”与“库”两端间的膨压差推动外,还可能需要输导组织附近活细胞的中间推动作用。筛管运输速度远低于导管,每小时仅几十厘米。一个器官是“源”还是“库”,随植物生长发育的情况而变。如叶片衰老时,光合功能渐趋微弱,将细胞内含物降解输出至其他新生部位后,不再能合成新的有机物质,“源”的作用就逐渐消失。种子在形成期是消耗有机物的“库”,到了萌发期就成为供应有机物的“源”。
另外,在维管束中的导管和筛管之间,还掺杂着机械组织和包括形成层、转移细胞和伴胞等在内的多种薄壁组织。被运输的物质还常通过这些组织,从一个系统向另一个系统转移。因而不同的运输途径常交错发挥运输作用。植物体内的纵向运输的阻力比横向运输的阻力小。叶的光合产物一般主要供应同侧器官。只有当纵向运输受阻时,横向运输才加强。