试卷为双语(马来文/英文);课程以英语授课。

中五 · 植物的运输

维管组织(木质部与韧皮部)

木质部与韧皮部是植物中运输物质的两种维管组织。木质部由木质化的死细胞组成,向上运输水与矿物盐;韧皮部由活细胞组成,双向运输制造出来的养分。

木质部

木质部是一种复合组织,主要由导管与管胞组成,这些细胞成熟时已死亡、无细胞质,首尾相连形成连续的管道。它们的细胞壁因木质素增厚而变得坚固防水,同时为植物提供机械支持。

木质部只朝一个方向,向上,运输水与溶解的矿物盐,从根部输送到植物其余部分。

韧皮部

韧皮部是一种复合组织,主要由筛管与伴细胞组成。筛管分子是活细胞,首尾相连,末端壁上有称为筛板的穿孔,但没有细胞核,因此每个筛管分子都由相邻的伴细胞支持,伴细胞有细胞核,提供运输所需的能量。

韧皮部运输制造出来的养分,主要是蔗糖与氨基酸,并能根据需求方向双向运输物质。

木质部与韧皮部的比较

木质部与韧皮部在结构与功能上的差异。
特征木质部韧皮部
主要细胞类型导管与管胞筛管分子与伴细胞
成熟时是否存活死亡存活
运输的物质水与矿物盐制造出来的养分(蔗糖、氨基酸)
运输方向单向,向上双向,从源到库
细胞壁因木质素增厚薄,未木质化

如何考查

常见题目要求你从标示图或显微图中辨认木质部或韧皮部,将某项结构特征(如木质化的细胞壁或伴细胞的存在)与其功能联系起来,或解释为何木质部细胞已死亡却仍能运输水分。

考试风格例题

题目。图P显示植物茎的横切面,其中标示了两种维管组织S与T。

组织S由细胞壁厚且木质化的中空死细胞组成,而组织T由细胞壁薄、末端有穿孔板的活细胞组成,每个细胞旁都紧邻一个具明显细胞核的较小细胞。(a) 说出组织S与组织T的名称。

(b) 说出组织S运输物质的方向。(c) 说出组织T中每个细胞旁较小细胞的名称,并说出其功能。

(d) 解释组织S虽由死细胞组成,为何仍能有效运输水分。

参考答案。(a) S是木质部;T是韧皮部

(b) 木质部只朝一个方向,向上运输水与矿物盐,从根部输送到植物其余部分。(c) 较小的细胞是伴细胞;它为没有自身细胞核的相邻筛管分子提供所需的能量与调控

(d) 导管成熟时失去细胞质,成为中空、木质化的管道;这种中空结构对水流的阻力很小,因此内部没有活细胞内容物实际上是运输方面的优势,而非缺陷。

练习题

试一试。把树干周围一圈树皮(包括韧皮部)剥除(称为环剥),但下方的木质部保持完好。

预测环剥线以上的叶片在接下来几周会发生什么变化,并解释原因。

考试提示

重点术语

以下第16章术语说出了本主题所考查的组织:

  • 木质部,由木质化死细胞组成、把水与矿物盐从根部向上运输的维管组织。
  • 韧皮部,由活的筛管分子与伴细胞组成、运输制造出来的养分的维管组织。
  • 分生组织,负责植物生长、由活跃分裂且未分化的细胞组成的区域。
  • 主动运输,伴细胞用来帮助把糖装载进韧皮部、需要消耗能量的过程。

来源:SRC-DSKP-EN

常见问题

为什么木质部细胞已经死亡却仍能发挥功能?
木质部的导管与管胞成熟时失去细胞质,成为中空的木质化管道。这种内部没有活细胞内容物的中空结构其实是一种优势,因为它对水与矿物盐在植物体内向上流动的阻力很小。
为什么筛管分子需要伴细胞?
筛管分子成熟时失去细胞核与大多数细胞器,因此无法独自完成所有代谢活动。保留细胞核与大量线粒体的伴细胞,为相连的筛管装载与运输糖分提供所需的能量与调控。
为什么木质部的水分运输始终是单向的,而韧皮部的运输却可以是双向的?
木质部形成一套连续的死管道系统,只从根部通往叶片,因此蒸腾作用只朝一个固定方向把水与溶解的矿物质向上拉动。韧皮部则把「源」(如正在进行光合作用的叶片)与「库」(如正在生长的果实或储藏根)连接起来,而这两者在植物上的位置会随时间改变,因此糖分运输的方向也会依据哪些部位在制造养分、哪些部位在使用或储存养分而改变。

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