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【第一節】 植物體內物質的運輸

１﹒植物體內專司運輸的構造稱為維管束。

(1). 運輸水分和養分的細胞，形狀通常較細長，並且細胞上下相接成管狀。

(2). 這些細管從根，經莖直通到葉。

(3). 水分和養分的運輸，分別由不同的管子分開輸送。

（想想看，為什麼要分開輸送？）

運輸水分的管子稱為「導管」，許多「導管」集合成為木質部；

運輸養分的管子稱為「篩管」，許多「篩管」集合成為韌皮部；

木質部和韌皮部的管子聚集成束，稱為維管束。

(4). 平日所見的  葉脈  便是葉部的維管束。

（說明：植物的輸導組織在根、莖內稱為維管束，在葉內稱為葉脈。）

(5). 維管束既可運輸水分，又可運輸養分，其構造包括：

1. 木質部：運輸水分。（自然情況下，水分通常通常由根向「   」運輸至莖和葉）

2. 韌皮部：運輸養分（養分的運輸可以向「上」，也可以向「下」，視需要而定。）

２﹒水分的吸收與運輸：

(1). 植物的根部有許多細絲狀的根毛，是由根部的表皮細胞向外突出所形成，與土壤直接接觸，夾在土壤縫隙間。

(2). 根毛的數目相當多，可以增加根部吸收的總表面積。（參見課本照片）

(3). 土壤中的 水 和  礦物質  由根毛吸收進入根內，到達維管束之後，由維管束的木質  部運送到莖和葉等細胞。（故：水分的運輸通常由下往上）

問：移植花草樹木時，若將植物直接「連根拔起」，很難移植成功，為什麼？

答：植物水分的吸收主要由根毛負責，直接將植物「連根拔起」，幾乎所有的根毛都斷掉，留在土壤內，移植後的植物因為根毛受損，吸水能力很差，容易凋萎死亡。故，移植花草樹木時，需「連同根旁的土壤一起移植」，並去除大部分葉片。

（為什麼？）

３﹒養分的運輸：

(1). 葉行光合作用所製造的養分由葉部維管束（葉脈）的韌皮部運送到莖及根等各部份的細胞，供植物利用或儲藏。（故：養分的運輸，可上可下）

(2). 儲存的養分在植物需要時可以再分解，經由維管束的韌皮部運輸到需要的地方。

例１：甘藷的養分大部分儲存在根內（塊根），以塊根繁殖時，儲存的養分（澱粉）分解，並運輸到芽，供芽生長利用。

例２：儲存的養分可供植物春天長新葉、植物開花、結果實……等。

４﹒莖的構造：（參見課本照片及圖解）

甲﹒雙子葉植物：（種子內有兩片子葉）

1. 維管束排列成環狀，其維管束構造由外往內依序為：

(1). 韌皮部：（在外側）

1.運輸養分。（↑↓）

2.包含在樹皮內（木本）

(2). 形成層：（在中間）

1.不斷進行細胞分裂，向外和向內產生新細胞

2.向外產生新的韌皮部（少）

3.向內產生新的木質部（多，超過90%）

（註：莖的逐年加粗，最主要的增加部份是「新的木質部細胞」）

(3). 木質部：（在內側）

1.運輸水分。（↑）

2.支持作用。（細胞壁較厚）

2 有「形成層」，但特別說明如下：

(1). 一年生的雙子葉植物（通常是矮小的、草質莖的、草本植物）：

1.有「形成層」，但其形成層「不發達」，並不顯現次級生長，故莖不會加粗

2.例如：苜蓿、大理花、咸豐草……等。

(2). 多年生的雙子葉植物（通常可以長成高大、木質莖的、木本植物）：

1.其形成層很發達，具有很明顯的次級生長，使莖不斷加粗

2.例如：朱槿、相思樹、榕樹、杜鵑……等

3.松、杉……等木本植物（裸子植物）也具有很明顯的次級生長，使莖不斷加粗

(3). 加粗後的「木本莖」的構造（由外往內）：（參見圖解）（聯考考題）

1.周皮（或表皮和皮層）：逐漸脫落

2.老的韌皮部：受擠壓、死亡、往外脫落

3.新生韌皮部：緊靠形成層外側，為運輸養分的主要部位

4.形成層：向外和向內不斷產生新細胞，使莖加粗

5.新生木質部：緊靠形成層內側，為運輸水分的主要部位

6.老的木質部：愈老的木質部愈靠近「樹幹中央」，最後，細胞內會充滿堅硬的「木質」而失去運輸水分的能力，稱為「心材」。

(4). 樹木逐年生長後，形成層累積大量的木質部，即俗稱的木材；

形成層以外的部分俗稱樹皮，韌皮部即包含在樹皮內。

(5). 評量：

問１：某些「空心老樹」不但沒死，竟然還枝葉茂盛，其水分運輸靠何部位完成？

答：新生木質部。

問２：樹幹橫切面上，那一部份所佔面積最大，是支持的主力？

答：木質部。

問３：何謂「心材」？何謂「邊材（液材）」？

答：「心材」：是樹幹靠近中央，已經填塞「木質」的「老木質部」，細胞全部死亡，已喪失運輸和儲存的功能，顏色較深，質地堅硬，支持力強適合做傢俱。

「邊材」：是仍可運輸水分的「 新生木質部 」，質地較鬆，含水較多，故又稱為液材。

(6). 年輪的成因：

(1). 木質部細胞的生長會受外界環境影響。這些因素包括：溫度、水分。

(2). 春夏：生長季節初期，氣候溫暖，雨量豐富，細胞生長快速，所以細胞「大、多，但是顏色淺」，稱為「春材或夏材」。

(3). 秋冬：生長季節末期，氣溫下降，雨量少，細胞生長緩慢，所以細胞「小、少，但是顏色深」，稱為「秋材」。

(4). 由於木質部的細胞「大小、數量、顏色」不同，在樹幹或樹枝的橫切面上會呈現深淺不同的環紋（同心圓），叫做年輪。

(5). 因為一年一輪，故通常可以根據  年輪  來推測樹木的年齡

(6). 年輪(1). 只有木質部才有。

(2). 四季分明的地區才有。例如：溫帶地區、高山地區

(3). 維管束呈環狀排列，且形成層的次級生長很明顯的植物，才有年輪。

問１：某山區發現高達100公尺高的神木，欲知其年齡，應如何測知？

答：以鑽取器往樹幹中心鑽取一截圓柱形木頭，再細數其上的年輪。

問２：那些地區的樹木年輪較明顯？

(1.南北極2.溫帶3.副熱帶4.熱帶5.四季分明的地區6.赤道）

答：2, 5。

問３：某塊木頭最靠近形成層的木質部細胞為「大而色淺」的細胞，請問：該木頭大約是在什麼樣的季節被砍下的？

答：溫暖潮濕的季節。

乙﹒單子葉植物：（種子內只有一片子葉）

1. 維管束呈  分散  排列，其維管束的構造包括兩部份：

(1). 韌皮部（靠外側）：運輸養分。（↑↓）

(2). 木質部（靠內側）：運輸水分及支持。（↑）

2. 無形成層，所以莖不會逐年加粗

3. 不會產生年輪

4. 例如：玉米、水稻、小麥、竹子、甘蔗……

５﹒雙子葉植物和單子葉植物莖的比較：

６﹒環狀剝皮：沿樹皮環割一周，深度達到樹皮內側。

（註：此深度會割斷所有韌皮部的管子，但未傷及形成層和木質部。）

(1). 環狀剝皮對雙子葉植物木本莖的影響是：切斷運輸養分的所有管子（無一倖免）。

(2). 雙子葉木本莖離地不遠的主幹上，實施「環狀剝皮」後，能造成該植物死亡，若：(A).根細胞死亡(B).葉細胞枯死(C).水分的運送受阻(D).養分的運送受阻； 則：上述四個過程，依發生先後順序排列應為：D→A→C→B。

(3). 環狀剝皮一定會使植物死亡嗎？能否應用於果樹上，以便創造「特大號果實」？

答：不一定（要看實施環狀剝皮的位置而定，它的目的是：中斷養分運輸） 

(4). 問：某地區樹木大量死亡，經查，是因為被「鹿」用頭上的角在樹幹上摩擦所致，請詳述樹木因此死亡的原因。

答： 鹿角磨破樹皮，產生類似【環狀剝皮】的效果 。