09植物的营养和运输
植物的营养与运输
茎部的筛管将有机物质输送到叶片和其他部位
筛管的结构：由活细胞组成，细胞壁薄，细胞间隙大 筛管的功能：运输有机物质和水分 筛管的分布：主要分布在茎部，也分布在叶片和果实等部位 筛管的运输方式：通过细胞间的压力差和细胞壁的渗透作用进行运输
叶片中的叶绿体在光合作用中合成有机物质
光合作用：植物将光能转化为 化学能的过程
花：吸引昆 虫进行授粉， 通过花蜜和 花粉将基因 传递给其他 植物
4
植物的营养运输过程
根毛吸收土壤中的水分和营养物质
根毛是植物根系表面的细小毛发状结构 根毛的主要功能是吸收土壤中的水分和营养物质 根毛的吸收过程包括吸附、溶解、渗透和扩散四个步骤 根毛的吸收能力受土壤湿度、养分浓度、温度等因素影响
3
植物的运输系统
植物中的导管负责运输水分和营养物质
导管的结构：由木质部和韧皮部组成，具有较强的抗压性和韧性 导管的功能：负责将水分和营养物质从根部输送到植物的各个部分 导管的分布：存在于植物的茎、叶、花、果实等器官中 导管的作用：维持植物的水分和营养物质平衡，促进植物的生长和发育
植物中的筛管负责运输有机物质
叶绿体：植物细胞中的绿色器 官，负责进行光合作用
有机物质：通过光合作用合成 的碳水化合物、蛋白质等
过程：植物吸收二氧化碳和水， 在叶绿体中合成有机物质，释 放氧气
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根内的导管将水分和营养物质输送到茎部
根内的导管程：水分和营养物质通过根 毛吸收，进入根内的导管，然后输 送到茎部
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水分和营养物质的来源：土壤中的 矿物质和空气中的二氧化碳
茎部的作用：将水分和营养物质输 送到植物的各个部分，支持植物的 生长和发育
植物的营养吸收与运输
植物的营养吸收与运输植物是自养生物，通过光合作用能够自身合成有机物质。
光合作用是植物利用光能将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气的过程。
但是，除了光合作用外，植物还需要从土壤中吸收水分和无机营养物质。
本文将重点探讨植物的营养吸收和运输机制。
一、植物的营养吸收植物的营养吸收主要涉及到水分的吸收和无机盐的吸收。
植物的根系是进行水分和无机盐吸收的重要器官。
1. 水分吸收植物吸收水分主要通过根毛完成。
根毛是根部细胞伸长区表面的一层细长的毛状突起，能够增加根部表面积，增强吸收效果。
当土壤中的水分浓度大于根部细胞内的水分浓度时，水分会通过渗透作用进入根部细胞。
同时，植物的根部还存在渗透调节功能，能够控制根细胞内外的水分平衡。
2. 无机盐吸收植物吸收无机盐主要通过根的细胞膜进行。
根细胞膜上存在着许多不同的离子通道和载体蛋白，可以实现不同无机盐离子的选择性吸收。
其中，主要的无机盐包括氮、磷、钾等元素。
植物通过调节这些元素的吸收比例来满足自身生长的需求。
二、植物的营养运输植物体是一个复杂的营养物质分布系统，植物通过维管束系统来运输养分和水分。
1. 植物的维管束系统植物的维管束系统主要由两部分组成：木质部和韧皮部。
木质部主要负责水分和无机物质的向上运输，而韧皮部主要负责有机物质的向下运输。
木质部由导管和木质部细胞组成，而韧皮部则由筛管和韧皮部细胞组成。
2. 植物的水分运输植物的水分运输主要通过蒸腾作用完成。
蒸腾作用是植物叶片中水分蒸发造成的负压，使得根部的水分通过维管束系统被抬升到植物体的上部。
蒸腾作用还可以促进无机盐的吸收和运输，提供植物生长所需的无机盐。
3. 植物的有机物质运输植物的有机物质运输主要通过筛管进行。
筛管是植物体内的细长管道，具有类似导管的功能。
植物体内的有机物质主要以葡萄糖和蔗糖的形式运输。
有机物质从光合组织中产生后，经由筛管向植物体各部位运输，满足植物其他组织的能量和营养需求。
总结：植物的营养吸收与运输是植物生长的重要环节。
植物的营养物质吸收与运输途径
植物的营养物质吸收与运输途径植物的生长和发育离不开对营养物质的吸收和运输，这对于植物的生存和繁衍至关重要。
植物通过各种途径吸收和运输营养物质，以满足其生长和代谢的需要。
本文将介绍植物的营养物质吸收和运输途径。
一、根系吸收根系是植物吸收营养物质的主要器官，其细根上的根毛可以增大根表面积，提供更多的吸收区域。
植物根系通过根毛吸收土壤中的水分和溶解在其中的营养物质。
水分进入根毛细胞后，通过渗透压的作用，向上运输到植物体的其他部分。
而营养物质则通过根毛细胞内的运输蛋白通道，进入植物体的细胞。
二、茎部运输茎部在植物的营养物质运输中起到重要的作用。
茎内的导管组织，包括木质部和韧皮部，是植物体内运输营养物质和水分的主要通道。
木质部主要负责输送植物体的水分和无机盐等物质，而韧皮部则负责运输有机物质，如葡萄糖和氨基酸等。
茎部的运输是通过植物体内的细胞间空隙和导管相互连接而实现的。
水和溶解在其中的无机物质通过细胞壁和细胞间隙的渗透压差异，形成流动的液体，从而实现茎部的运输功能。
三、叶片进行光合作用植物的叶片通过光合作用产生新的有机物质，也是植物运输营养物质的重要部位。
光合作用产生的有机物质在叶片内被合成成糖类，并通过植物体内细胞间隙和导管运输到其他部位。
叶片的运输方式主要是由光合细胞内的细胞间连丝和叶脉中的导管组织相连接而形成的。
光合细胞通过细胞膜上的运输蛋白将产生的有机物质运输到相邻的细胞，并进一步通过导管组织运输到其他部位。
四、花部和果实运输花部和果实是植物的繁殖器官，也需要运输营养物质来支持其发育和生长。
花粉、花蜜和果实中的有机物质通过植物体内的细胞间隙和导管进行运输。
在花部中，花粉通过花药中的细胞间隙和花瓣中的导管运输到花蕊中，以满足花蕊的生长和发育需要。
而花蜜中的有机物质通过花萼中的导管运输到其他部位，如花蕊和茎部，以供植物体的生长和代谢所需。
在果实的运输中，果实内的有机物质通过果皮中的导管运输到其他部位，如种子和茎部，以支持种子和果实的发育。
植物养分的吸收与运输
植物养分的吸收与运输一、植物养分吸收1.根系吸收：植物主要通过根系吸收土壤中的水分和养分。
根系具有庞大的吸收面积，能够有效地从土壤中吸收所需的水分和养分。
2.根毛：根系表面生有大量的根毛，它们是植物吸收水分和养分的主要部位。
根毛能够增加根系与土壤的接触面积，提高吸收效率。
3.吸收机制：植物通过渗透、扩散、主动运输等机制吸收土壤中的水分和养分。
4.植物养分吸收的选择性：植物对土壤中的养分具有选择性吸收，能够选择性地吸收对自己生长有益的养分，而排除对生长有害的物质。
二、植物养分运输1.水分运输：植物通过导管系统将吸收的水分从根部运输到整个植物体。
导管系统包括xylem（木质部）和phloem（韧皮部）。
2.养分运输：植物通过维管系统将吸收的养分从根部运输到整个植物体。
维管系统包括xylem（木质部）和phloem（韧皮部）。
3.养分运输的机制：植物通过主动运输和被动扩散等机制将养分从根部运输到其他部位。
4.养分分配：植物体内部的养分分配受到光照、生长素等因素的影响，植物会根据自身的生长需求和环境条件调节养分的分配。
三、植物养分利用1.光合作用：植物利用吸收的水分和养分进行光合作用，将光能转化为化学能，合成有机物质。
2.有机物质合成：植物利用光合作用合成的有机物质，构建自身的细胞结构，进行生长和发育。
3.能量转化：植物通过呼吸作用将有机物质中的化学能转化为可利用的能量，供植物进行各项生命活动。
四、植物养分循环1.养分循环的概念：植物养分循环是指植物从土壤中吸收养分，经过生长和代谢后，将养分重新释放到土壤中的过程。
2.养分的循环途径：植物养分循环包括根系吸收、养分运输、养分利用和养分释放等多个环节。
3.养分循环的重要性：养分循环对于维持土壤肥力、促进植物生长和生态系统的平衡具有重要意义。
总结：植物养分的吸收与运输是植物生长和发育的基础过程，涉及到根系的吸收、养分的运输和利用以及养分的循环。
理解这些知识点有助于我们更好地了解植物的生理机制，为农业生产、园林绿化和生态系统的保护提供科学依据。
植物的营养物吸收与运输
植物的营养物吸收与运输植物作为生物界中的重要成员，需要吸收和运输各种营养物质来维持生长和生存。
本文将探讨植物的营养物吸收与运输的机制和过程。
植物的吸收主要通过根系进行。
根系是植物的重要器官，具有吸收水分和营养物质的功能。
根毛是根系中的重要部分，通过增加表面积来增强吸收能力。
根毛表面覆盖着细胞壁，细胞壁上有许多微小的细胞壁突起，称为细胞壁突起。
这些细胞壁突起可以增加根毛与土壤颗粒接触的面积，提高水分和营养物质的吸收效率。
植物的吸收过程主要依赖于根毛细胞。
根毛细胞具有细胞膜、细胞质和细胞核等基本结构。
细胞膜是根毛细胞与外界环境之间的重要界面，它具有选择性通透性，可以选择性地吸收和排泄物质。
细胞质是细胞内的液体，其中含有各种细胞器和溶解的物质。
细胞核则是细胞的控制中心，负责细胞的生命活动。
根毛细胞通过活动转运蛋白来吸收和运输营养物质。
活动转运蛋白是一类嵌入在细胞膜上的蛋白质，它们能够主动地将物质从低浓度区域转运到高浓度区域。
这种主动转运的过程需要消耗能量，通常是通过ATP来提供。
植物的根毛细胞通过活动转运蛋白吸收水分和各种离子，如氮、磷、钾等。
这些离子是植物生长和代谢的重要成分，它们通过细胞膜进入细胞质后，可以被植物利用来合成蛋白质、核酸和其他生物分子。
吸收的营养物质在根毛细胞内部被转运到维管束中。
维管束是植物体内的管道系统，主要由导管组成。
导管是一种特殊的细胞，具有空心的管状结构，可以将水分和溶解的物质从根系运输到地上部分。
导管的运输依赖于根压和叶片蒸腾。
根压是指根系内部细胞的压力，它可以推动水分和溶解的物质向上运输。
叶片蒸腾是指叶片表面的水分蒸发，它可以产生负压，从而形成一种吸力，促使水分向上运输。
植物的营养物质在维管束中运输到各个部分后，被利用来合成各种生物分子。
植物的生长和代谢需要各种营养物质的参与，如碳、氮、磷等。
碳是植物体内的主要元素，它通过光合作用吸收二氧化碳，并与水反应生成葡萄糖等有机物。
植物的营养与运输
植物的营养与运输植物作为一类独立的生物体，需要通过吸收养分和水分来维持生长和代谢的正常进行。
植物通过根系吸收土壤中的水分和必需元素，以及通过叶片进行光合作用，从而获取能量。
而运输则是指植物内部物质的运动和分配过程，使得养分和水分能够有效地传送到各个部分。
下面将分析和探讨植物营养和运输的相关内容。
一、植物的营养植物营养是指植物获取和利用养分的过程。
植物的主要营养元素包括氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、锌、铜、锰、硼和钼等微量元素。
这些元素对植物的生长发育和代谢起着至关重要的作用。
1.根系吸收植物通过根系吸收土壤中的养分和水分。
根毛是植物根系的重要组成部分，其具有较大的表面积，能够增强植物对养分和水分的吸收能力。
同时，根毛还能分泌根系吸收所需的营养物质。
根系吸收养分的方式主要有两种：活跃吸收和被动吸收。
活跃吸收是指植物主动吸收养分，需要耗费能量；被动吸收是指养分以扩散方式进入植物细胞内，不需要能量。
2.光合作用光合作用是植物通过叶绿体利用光能将二氧化碳转化为有机物质的过程。
植物通过叶片吸收光能，并将其转化为化学能，用于合成有机物质。
在这一过程中，植物利用水分和养分合成葡萄糖等有机物，同时释放出氧气。
植物的光合作用主要发生在叶绿体中的叶绿体色素中。
叶绿素是植物叶片中最重要的色素之一，能够吸收光能，并将其转化为化学能。
3.气体交换植物通过气孔进行气体交换。
气孔是植物叶片上的微小开口，能够调节氧气的进入和二氧化碳的释放。
这一过程被称为呼吸作用，是植物获取氧气、排出二氧化碳的重要途径。
二、植物的运输植物内部物质的运输受到植物体的大小、形态、生态环境等因素的影响。
植物营养和水分的运输主要通过根系、茎和叶片进行。
1.根系的运输根系主要负责植物吸收水分和养分，并将其传输到地上部分。
水分和养分通过根毛和细胞间隙进入根皮细胞，在细胞间隙中逐渐上升，最终进入茎部和叶片。
2.茎部的运输茎部是植物中起着承载和传导作用的重要组织。
植物对养分的吸收和运输
植物对养分的吸收和运输1．植物的空气营养和土壤营养（1）空气营养植物体主要是由光合产物组成的，光合作用所产生的糖类占植物体干重的95％左右。
（2）土壤营养植物所需的水分是从土壤中吸收的，许多无机盐类也是从土壤中吸收的。
（3）根叶的物质运输叶中制造的糖必须运往根和其他非绿色部分，而根吸收的水分和无机盐又必须上运至地上部。
2．根细胞控制养分的吸收水分（稀溶液）进入根木质部的通路是：表皮→皮层→内皮层→木质部，其路径有两条：（1）胞外途径溶液沿着根细胞的多孔细胞壁进去，而不进入表皮细胞或皮层细胞的细胞质；只有遇到内皮层时，这条胞外途径才被打断。
凯氏带：双子叶植物和裸子植物在根的内皮层细胞径向壁和横向壁上形成的一条含有栓质和木质素的带，水分或溶液不能通过这条带，只能通过质膜进入到内皮层细胞之内。
（2）胞内途径溶液先通过表皮细胞（一般是根毛）的质膜，进入细胞之内。
根中的细胞是由胞间连丝连通着的，所以水分和溶质最后进入内皮层，内皮层细胞则将溶质释放到木质部中。
3．蒸腾作用使水分和养分在木质部中上运（1）木质部特点①木质部组织是由管胞和导管分子组成的，这两种细胞都是死的，只有细胞壁，首尾相连，以纹孔或穿孔相通，所以木质部汁液可以在这些管子里流动；②木质部汁液只能自下而上，即从根到地上部流动。
（2）根压根细胞主动将无机离子泵入木质部，而内皮层会使离子在木质部中积累，当离子积累到一定程度时，水就会通过渗透作用进入木质部，从而推动木质部汁液向上移动。
（3）蒸腾拉力①蒸腾作用定义蒸腾作用是指植物的叶或其他暴露在空中的部分丢失水分的过程。
②水的两种特殊作用a．内聚作用同一种分子彼此粘连在一起。
就水分子而言，是氢键使水分子粘连在一起。
b．黏附作用不同种类的分子粘连在一起。
木质部中水分子与细胞壁中的纤维素分子通过氢键而黏附在一起。
③蒸腾作用-内聚力-张力机制蒸腾作用（日光能等）拉动一长串水分子，内聚力使这串水分子连在一起，而黏附力则有助于其向上的移动。
植物的营养与运输
植物的营养与运输植物是生命的奇迹，它们通过光合作用将阳光转化为能量，并从土壤中吸收水分和营养物质。
在植物的营养与运输过程中，涉及到根、茎、叶以及细胞之间的协调与配合。
本文将从植物的根系、光合作用、茎的结构和功能以及运输植物体内的物质等方面来论述植物的营养与运输。
一、根系的吸收和传导根是植物的重要器官，主要负责吸收土壤中的水和矿物质。
根的表皮上有许多细小的毛根，这些毛根增加了根的表面积，有助于吸收水和养分。
根的内部结构由根毯、维管束和髓组织构成。
根毛通过渗透作用吸收土壤中的水分，并通过细胞间隙和髓组织将水分和营养物质传导到茎中。
茎是植物的支撑和传导器官，茎的结构包括韧皮部、维管束和髓组织。
韧皮部主要起到保护茎内部组织的作用，维管束负责植物体内水分和营养物质的输送，髓组织则填充在维管束之间。
茎的传导方式有两种：一是通过木质部的维管元实现水分和溶质的上行运输，这一过程称为槽管式运输；二是通过韧皮部的筛管实现有机物质的上下运输，叫做筛管式运输。
二、光合作用的重要性光合作用是植物体内最重要的生化过程之一，其作用是将光能转化为化学能，同时释放氧气。
光合作用发生在叶片的叶绿体中，其中叶绿体内的叶绿素是光合作用的关键物质，它能吸收阳光中的光能，并参与光合作用反应。
光合作用的过程分为光依赖反应和光独立反应两个阶段。
在光依赖反应中，光能被吸收后，激发叶绿素分子，产生高能电子和氧气。
高能电子通过电子传递链传递能量，最终用于生成三磷酸腺苷（ATP）和还原型辅酶NADPH。
光独立反应发生在叶绿体的基质中，它利用ATP和NADPH产生的能量，将二氧化碳与水反应生成葡萄糖。
三、物质的运输与分配植物体内的物质包括水分、无机盐、有机物和激素等。
这些物质需要在植物体内进行运输和分配，以满足不同部分的需求。
植物的运输方式主要有根压力和细胞吸力。
根压力是由根部的离子积累和渗透调节引起的。
当根部的离子浓度升高时，根对水的吸收增强，形成根压力，使水分通过维管束向上运输。
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5
一 、物质在植物体内的运输
根压产生的机理——渗透论 代谢论-呼吸作用所产生的能量参与根系的吸水过程。
6
Fig. 39.7
蒸腾拉力
7
蒸腾拉力 Transpiration Pull
1727年英国牧师Stephen Hales 用下列实验证实了蒸腾作用可以 将植物木质部内的液体向上拉。
8
蒸腾拉力 Transpiration Pull
糖类是细胞壁的原料， 氨基酸供蛋白合成之用。
运送到需要或贮存营养物质的器官组织，如根尖、
茎尖等处，再将这些物质“卸下”，如何卸下？
19
压力流假说（Pressure flow hypothesis)模型
20
按照压力流假说， 韧皮部液体的流动 是靠产糖端的压力 “推”向另一端的。21
筛管的“装”“卸”及有机营养的运输
水柱何以能够保持连续呢？
水分子有内聚力——水分子以氢键互相连接，分子之 间相互吸引的力量称为内聚力——内聚力学说（cohesion
theory) 爱尔兰人H.H.Dixion提出的。
10
内聚力学说 Cohesion theory
叶片蒸腾时，气孔孔下室附近 的叶肉细胞因失水而使细胞液 浓度增大，水势降低，从周围 细胞吸水，后者又从与之相邻 的细胞吸水，依次进行，直至 从叶脉的导管吸取水分，从而 产生一种蒸腾牵引力，使水分 在导管内迅速上升，最后造成 根部从土壤中吸水。
25
(1)、 碳素营养
碳素营养是植物的生命基础
植物体的干物质中90％以上是有机化合物，有机化 合物都含有碳素（约占有机化合物重量的45％）碳素 成为植物体内含量较多的一种元素；
碳原子是组成所有有机化合物的主要骨架，碳原子 与其他元素有各种不同形式的结合，由此决定了这些 化合物的多样性。
实验
现在可以用放射性同位素示踪的方法证明有机物是经过韧皮部筛
管运输的。用14C饲喂叶片进行光合作用后，在叶柄或茎的韧皮部
发现14C的光合产物。
17
昆虫吻针法获取筛管汁 液：
筛管汁液成分：
分析靠近叶部的茎韧皮部的 液体得知，其中所含溶质高 达25％，在这25％的溶质中 90％ 糖类 主要是蔗糖 10% 各种氨基酸和酰胺
23
一 植物对物质的吸收及其在体内的运输
（4）营养物的储存 合成贮藏化合物 淀粉是主要贮藏物，高等植物
制造的糖类大多转化为淀粉而储存于细胞中，二年 生多年生植物营养物质可储存在多种器官，根、茎、 果实和种子中。
代谢利用 为细胞生长提供能量或为细胞合成其他
化合物提供碳架。
24
二 植物的营养
（1）、 碳素营养——二氧化碳的摄取 （2) 、 植物的矿质营养 (3) 、 水和矿物质的摄取 (4)、 植物的营养适应
其它有机物如激素等 无机盐类如磷离子、 钾、氯离子等
1953年Kennedy和Mittler两位昆虫学家建议利用蚜虫来获取筛管汁液 利用锐利的刀片、电波震动和激光束使虫体与吻针分离
18
筛管的装卸机制 Loading of Sucrose into Phloem
韧皮部种“装载”了营
养物的液体运送到根尖、
Stephen Hales试图用此实验测 知叶的蒸腾拉力可以将水银柱 拉多高。
蒸腾作用：水分通过植物体
特别是叶片表面的蒸发和散失
9
一、物质在植物体内的运输
实现水分从根部到叶端这一长途运输的前提条件 从根直到叶肉细胞这一水柱必须是连续的，中间不可断 开，如果断开，上段水柱将随蒸腾作用而消失，下段水柱将 因本身的重力而下降至根。
茎尖等处时，糖类物质
等也是通过耗能的主动
运输而转移到其它器官
叶肉细胞
中，所以筛管的装和卸
质 外
的机制是一样的，但方
体
载体蛋
向相反。
白
营养物最终被作为能源
消耗、转化为淀粉、油
蔗糖通过筛管分子的 主动运输而进入筛管，
类而被贮存、作为原料 供植物生长分化所用,如
其它小分子物质顺离 子浓度梯度扩散而进 入
筛管从叶子收集和“装载”sucrose，
11
12
Fig. 39.8
13
Fig. 39.8
14
一 物质在植物体内的运输
（二) 矿物质的运输 矿物质或无机离子在植物体内溶于水中，由导管 和管胞运输到植物各部分。
有些离子也可以由韧皮部运输，如磷可以随水流经木质 部而到叶， 然后可经韧皮部而下到植物其它部分。施 肥时，磷肥需要量低，原因之 一就是磷可被植物反复 使用之故。
主动吸水
蒸腾拉力(Transpiration pull) 被动吸水
3
Fig. 39.9
4
Demonstration of root pressure
植物根压大小有 一定的规律： •昼夜周期性 •季节周期性 一般植物都可将 水分沿植物体上 升到几米高。
吐水 guttation
伤流 bleeding
15
一、 物质在植物体内的运输
（三）有机物质的运输 运输途径——由韧皮部担任 运输的速度和溶质的种类 平均100cm/h, 30-150cm/h
韧皮部运输的关键是同化产物如何从“源”细胞转载入筛分子
韧皮部装载过程有两条途径 共质体途径 质外体途径 即糖从共质体（细胞质）经胞间连丝
到达韧皮部，或在某些点进入质外体（细胞壁）到达韧皮部
筛管的“装卸”机制——主动运输（蔗糖－质子同向转运）
筛管运输机理——压力流假说Pressure flow hypothesis
韧皮部的运输是双向的，蔗糖在韧皮部中既向下运输又向上运输 韧皮部也运输激素
16
证明韧皮部和木质部功能的实验——环剥（girding）
1679年意大利科学家Marcello Malpighi的
第十八节 植物的营养和运输
1
一、营养物质在植物体内的运输
运输途径 运输动力 运输的机制
水分和矿质元素的运输 有机物质的运输 营养物质的储存
2
一 、物质在植物体内的运输
（一） 水分的运输
1、水进入根的途径
① 共t)
2、根系吸水的动力
根压(Root pressure)
韧皮部液体里含糖量 在运输途中逐渐降低， 为什么？
1、被各组织所用
2、细胞水分不断渗 入
水的不断渗入是重要 的，如果没有水的渗 入，韧皮部的液流就 会枯竭，水的不断渗 入，才保证韧皮部液 流能够到达根部。
韧皮部运输的策略
就近收集，就近供应
双向运输
22
昆虫吻针法实验 Reference:
杨世杰等 植物生 物学