對于陸生的綠色植物來說，主要依靠根從土壤中吸收水分。根吸收水分主要靠根尖成熟區的根毛細胞。根毛區有很多根毛，每平方毫米的表皮上，玉米約有420條，豌豆約有230條，根毛的存在增加了吸收水分和無機鹽的表面積。那么，根毛細胞是怎樣從土壤中吸收水分呢？

 

根尖的結構

 

一個成熟的植物細胞可以看做是一個滲透系統，當把這個細胞放在溶液中，就會發生滲透作用。根毛細胞就是成熟的植物細胞，其內有一個大液泡，幾乎充滿了整個細胞質。如果把一個成熟的植物細胞放在濃度為30%的蔗糖溶液中，這時外界溶液濃度大于細胞液濃度，細胞就會失水；當把細胞放到清水中，水分就會滲入細胞中。根據細胞吸水失水的情況，可以得出細胞吸水的原理：當外界溶液濃度大于細胞液濃度時，細胞就會通過滲透作用失水；當外界濃度小于細胞液濃度時，細胞就會通過滲透作用吸水。通常情況下土壤溶液的濃度小于根毛細胞的細胞液濃度，因此根毛細胞可以源源不斷地從土壤中吸收水分，供給植物生命活動的需要。在自然界中，鹽堿地的土壤溶液濃度常常大于根毛細胞的細胞液濃度，在其中生長的植物會由于失水而出現萎蔫的現象。

 

水分通過芹菜莖導管的運輸

 

植物體內的水分怎樣運輸呢？如果剪取一段芹菜的莖葉，放入紅墨水中一段時間，肉眼可以看到紅墨水沿莖向上運輸，而在顯微鏡下觀察會發現紅墨水是沿著莖的導管向上運輸。導管存在于木質部結構中，它是細胞質和細胞核逐漸消失、上下連接、失去細胞間的橫壁，形成的一種中空的管狀結構，是負責運輸水分和無機鹽的。綠色植物依靠根從土壤中吸收水分后，會首先運到根部成熟區的導管，根的導管與莖葉等器官的導管是相通的。隨著蒸騰作用的進行，水分不斷地散失，葉肉細胞水分減少，濃度增加，葉脈中導管的水分就會滲入葉肉細胞，最后導致根毛細胞不斷從土壤中吸收水分，蒸騰作用產生的強大拉力，會導致水分會沿著導管源源不斷地從下到上運輸到植物體的各個部分，在水分不斷向上運輸時，溶解于水中的無機鹽也會被運輸到植物體的各個部分，保證了植物體正常生命活動的進行。

 

水分通過根莖葉的導管向上運輸

 

水分源源不斷地被運輸到植物體的各個部分的動力來自于蒸騰作用，蒸騰拉力導致植物根部細胞吸水不需要植物根系代謝產生的能量，由此導致的吸水又稱為“被動吸水”。植物體內還存在著通過根壓產生的動力來吸收和運輸水分。根壓是由根部活細胞的代謝作用所引起的吸水動力。植物根系可以利用呼吸作用釋放的能量主動吸收土壤溶液中的離子，使根部細胞和導管中的溶質增加，水勢降低（純水的水勢定為0，溶液的水勢就是負值，溶液濃度越大，水勢就越小），土壤中的水勢高于根部細胞，水分可以自發地順著水勢梯度從外部滲入根毛細胞，再到根毛細胞內的層層細胞，然后到達導管，最后運到植物體的各個部分。由于根壓的產生與代謝有關，需要代謝產生的能量，因此由根壓所產生的吸水又稱為“主動吸水”。

通常生長季節的正常植株，尤其是高大的樹木，蒸騰拉力是根吸水和運輸的主要動力。但在空氣濕度大，土壤水分充足時，蒸騰作用很弱或春季葉片未展開、樹木落葉后以及蒸騰速率很低的夜晚，根壓會成為吸水和運輸的主要動力。

 

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你知道綠色植物是怎樣吸收和運輸水分的嗎？

圖文簡介

一個成熟的植物細胞可以看做是一個滲透系統，當把這個細胞放在溶液中，就會發生滲透作用。