植物對水分和 無機鹽的吸收

1. 植物對水分和無機鹽的吸收

2. 水和無機鹽對植物的重要性 • 植物為了維持正常的生長、發育、開花和結果，必須吸收多種不同元素。 • 大量元素：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S • 微量元素：Cl、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Fe • C、H、O主要來自空氣中的CO２和根部所吸收的H２O，其餘元素主要以無機鹽的形式，由根部吸收進入植物體。

3. 根部對水和無機鹽的吸收 • 在根的成熟部進行，由根的表皮、皮層進入中柱。 conducting cell of primary phloem conducting cell of primary xylem cells of endodermis Root vascular cylinder

4. 水分的吸收 • 原理 • 水分利用滲透作用進入植物體。 • 滲透壓的大小：土壤溶液＜表皮細胞＜皮層細胞。 • 由於土壤溶液的滲透壓較根部表皮細胞的滲透壓低，故水可藉由滲透作用進入植物根部表皮細胞；再藉著皮層內外滲透壓的差異，通過皮層細胞進入中柱。

5. 植物根毛與土壤溶液密切接觸

6. 水分的吸收 • 路徑 • 質體外運輸 • 表皮細胞的細胞間隙——→皮層細胞的細胞隙 ——→內皮細胞細胞質→周鞘→木質部 • 共質體運輸 • 表皮細胞細胞質———→皮層細胞細胞質——→ 內皮細胞細胞質→周鞘→木質部 細胞壁 細胞膜 細胞膜 原生質絲

7. 根吸收水和無機鹽的途徑

8. 卡氏帶 • 木栓化的不透水層，圍繞在內皮層細胞壁周圍。 • 控制物質進出根部的木質部。

9. 無機鹽的吸收 • 土壤中的無機鹽先溶於水中形成離子隨水分擴散。 • 無機鹽離子無法自由通過細胞膜，需藉由促進性擴散、主動運輸進入植物體內。

10. 微生物與植物根部吸收作用的關係 • 有些微生物可促進植物對養分的吸收。

11. 菌根 • 真菌與植物根部互利共生的共生體。 • 植物體供應真菌所需的醣類等有機物。 • 真菌的菌絲深入土壤形成網狀分佈。 • 增加植物對水及無機鹽的吸收。 • 分解土壤中的有機物，供植物吸收。 • 有些真菌分泌生長因子，促進根的生長和分支。 • 菌根菌與植物體間的共生關係有專一性。

12. 種植於沒有真菌的土壤中（土壤經消毒） 種植於含有真菌的土壤中，形成菌根 植物缺乏菌根時生長不良

13. 外生菌根 • 真菌的菌絲圍繞在植物根部的外面，形成真菌外鞘，真菌外鞘伸入最外層皮層的細胞間，並不進入細胞。 • 紅菇類與台灣杜鵑、紅楠形成外生菌根。

14. 外生菌根

15. 內生菌根 • 真菌菌絲侵入植物根部細胞內，成網狀分佈並形成吸盤直接與植物細胞交換物質。 • 95﹪維管束植物有內生菌根。

16. 內生菌根

17. 根瘤 • 根瘤是根瘤菌和植物根部的共生體。 • 植物體供應根瘤菌所需的醣類等有機物。 • 根瘤菌含有雙氮酶，可進行固氮作用，將大氣中的氮氣（N２）轉變為氨（NH３），氨溶於水形成銨離子（NH４＋），供植物體合成含氮化合物。

18. 根瘤形成的過程 • 根瘤菌感染植物根毛，進入植物體。 • 在皮層細胞中大量增殖，刺激植物根部皮層和周鞘進行細胞分裂和生長，形成根瘤。

19. 其他具有固氮能力的生物 • 固氮桿菌 • 部分多細胞藍綠菌缺乏氮素時，會形成異形細胞，具有固氮作用，如念珠藻、葛仙米藻。