植物對水分和植物對水分和無機鹽的吸收無機鹽的吸收

水和無機鹽對植物的重要性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。 果，必須吸收多種不同元素。 大量元素：大量元素： CC 、、 HH 、、 OO 、、 NN 、、 PP 、、 KK 、、 CaCa 、、

MgMg 、、 SS 微量元素：微量元素： ClCl 、、 BB 、、 MnMn 、、 ZnZn 、、 CuCu 、、 MoMo 、、

FeFe

CC 、、 HH 、、 OO 主要來自空氣中的主要來自空氣中的 COCO ２和根２和根部所吸收的部所吸收的 HH ２２ OO ，其餘元素主要以無機，其餘元素主要以無機鹽的形式，由根部吸收進入植物體。 鹽的形式，由根部吸收進入植物體。

根部對水和無機鹽的吸收根部對水和無機鹽的吸收

在根的成熟部進行，由在根的成熟部進行，由根的表皮、皮層進入中根的表皮、皮層進入中柱。 柱。

conductingcell of primaryphloem

conductingcell of primaryxylem

cells ofendodermis

Root vascular cylinder

水分的吸收水分的吸收

原理原理 水分利用滲透作用進入植物體。 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＜皮層滲透壓的大小：土壤溶液＜表皮細胞＜皮層

細胞。 細胞。 由於土壤溶液的滲透壓較根部表皮細胞的滲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，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。 通過皮層細胞進入中柱。

植物根毛與土壤溶液密切接觸植物根毛與土壤溶液密切接觸

水分的吸收水分的吸收

路徑路徑 質體外運輸質體外運輸

表皮細胞的細胞間隙—表皮細胞的細胞間隙———→皮層細胞的細胞隙→皮層細胞的細胞隙

——→ ——→ 內皮細胞細胞質→周鞘→木質部 內皮細胞細胞質→周鞘→木質部

共質體運輸共質體運輸 表皮細胞細胞質———→皮層細胞細胞質——→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 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

根吸收水和無機鹽的途徑根吸收水和無機鹽的途徑

卡氏帶卡氏帶

木栓化的不透水層，圍繞在內皮層細胞壁木栓化的不透水層，圍繞在內皮層細胞壁周圍。 周圍。

控制物質進出根部的木質部。 控制物質進出根部的木質部。

無機鹽的吸收無機鹽的吸收

土壤中的無機鹽先溶於水中形成離子隨水土壤中的無機鹽先溶於水中形成離子隨水分擴散。 分擴散。

無機鹽離子無法自由通過細胞膜，需藉由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。 促進性擴散、主動運輸進入植物體內。

微生物與植物根部吸收作用的關係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。 有些微生物可促進植物對養分的吸收。

菌根菌根

真菌與植物根部互利共生的共生體。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。 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。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。 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。 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。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。 菌根菌與植物體間的共生關係有專一性。

植物缺乏菌根時生長不良植物缺乏菌根時生長不良

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

外生菌根外生菌根

真菌的菌絲圍繞在植物根部的外面，形成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。 胞間，並不進入細胞。

紅菇類與台灣杜鵑、紅楠形成外生菌根。 紅菇類與台灣杜鵑、紅楠形成外生菌根。

外生菌根外生菌根

內生菌根內生菌根

真菌菌絲侵入植物根部細胞內，成網狀分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。佈並形成吸盤直接與植物細胞交換物質。

95﹪95﹪ 維管束植物有內生菌根。 維管束植物有內生菌根。

內生菌根內生菌根

根瘤根瘤

根瘤是根瘤菌和植物根部的共生體。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。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，將大根瘤菌含有雙氮酶，可進行固氮作用，將大

氣中的氮氣（氣中的氮氣（ NN ２２）轉變為氨（）轉變為氨（ NHNH ３３），氨），氨溶於水形成銨離子（溶於水形成銨離子（ NHNH ４４

＋＋），供植物體合），供植物體合成含氮化合物。 成含氮化合物。

根瘤形成的過程根瘤形成的過程 根瘤菌感染植物根毛，進入植物體。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。 和周鞘進行細胞分裂和生長，形成根瘤。

其他具有固氮能力的生物其他具有固氮能力的生物

固氮桿菌 固氮桿菌 部分多細胞藍綠菌部分多細胞藍綠菌

缺乏氮素時，會形缺乏氮素時，會形成異形細胞，具有成異形細胞，具有固氮作用，如念珠固氮作用，如念珠藻、葛仙米藻。藻、葛仙米藻。