A-level 生物學/運輸/多細胞植物
水透過根部的毛進入植物，並穿過根細胞進入木質部，木質部將水輸送到植物的各個部位。溶質透過木質部和韌皮部運輸，利用根、莖和植物。
水透過根毛進入根，然後採取三種途徑之一（質外體、共質體和液泡）到達木質部導管。
根毛是根細胞表皮的簡單延伸。它伸入土壤中，透過增加表面積來吸收水，從而提高水的吸收速度。一些植物具有真菌，真菌的作用類似於細根，從土壤中吸收植物需要的營養。水透過滲透作用進入根毛細胞，因為它沿著水勢梯度移動，因為根細胞由於其無機離子 and 有機物質的存在而具有相對較低的水勢。水穿過細胞膜進入細胞質和液泡。水透過滲透作用從土壤中移動到根部，而礦物質和鹽類則透過主動運輸或有時透過擴散移動。
從根毛細胞，水再次透過滲透作用沿著濃度梯度向下移動到木質部，可以採取三種途徑之一——質外體、共質體或液泡途徑。
質外體途徑是指水透過細胞壁移動，不進入細胞質。共質體途徑是指水在相鄰細胞的細胞質/液泡之間移動。然而，質外體途徑只能將水帶到一定程度。在木質部附近，凱氏帶在細胞壁中形成一道不可滲透的水障，水必須進入細胞質才能繼續移動。這使得植物能夠控制進入其木質部導管的離子，因為水必須穿過質膜才能到達那裡。液泡途徑透過植物的液泡移動分子。
木質部由三個主要元素構成：
- 導管，包括管胞——參與水分運輸的細胞
- 纖維——壁木質化的細長細胞，支撐植物
- 薄壁組織細胞——正常的植物細胞，但沒有葉綠體。
這些導管元素構成木質部——它們是由許多首尾相接的細長細胞組成的，並且正常的植物細胞的細胞壁被木質素加強——木質素是一種複雜的生物聚合物，沉積在許多植物的細胞壁中，使它們變得堅硬和木質化，它是一種堅硬而堅固的物質，對水不透，旨在為植物提供結構和強度。當這些植物細胞被木質素加強時，細胞內部死亡，留下內部空間。然而，在一些胞間連絲中，沒有沉積木質素，它們在木質部導管中表現為間隙，被稱為紋孔。這些具有滲透性的未加厚的纖維素細胞壁。
因此，形成了一個連續的管道，被稱為木質部導管。木質部導管很大。它們用於運輸礦物質和水，併為植物提供支撐。
管胞是壁木質化的死細胞，但它們沒有開放的末端，因此不會形成導管——它們的末端是尖的。所有植物都具有管胞，但原始植物使用它們作為主要的傳導組織。
植物體內可溶性有機物質（有時稱為同化物）的運輸被稱為轉運。溶質在韌皮部組織中發現的篩管分子中運輸，以及其他伴胞、薄壁組織和纖維。
篩管分子是專門化的細胞，線粒體和內質網數量很少，沒有細胞核或核糖體。當兩個篩管分子末端相遇時，會形成篩板，篩板由這兩個分子的細胞壁構成，具有大的孔隙，允許液體在它們之間自由流動。
伴胞是正常的植物細胞，具有大量的線粒體和核糖體，並且有許多胞間連絲穿過它們鄰近的篩細胞壁，使伴胞的細胞質與篩管分子之間直接接觸。胞間連絲允許蔗糖在蔗糖主動裝載過程中擴散到韌皮部篩管分子中。
**質量流**是我們認為植物中溶質運輸發生的理論。任何植物中蔗糖產生的地方被稱為**源**，而任何植物中蔗糖被取出（通常用於呼吸作用）的地方被稱為**庫**。
- 蔗糖被**主動運輸**到韌皮部的篩管中，降低了篩管內的水勢，因此水透過**滲透作用**進入篩管，在源處的篩管內形成了更高的壓力。
- 在庫處，糖分離開韌皮部被利用，增加了篩管內的水勢，因此水透過**滲透作用**離開，降低了篩管內的壓力。
- 結果是在源到庫之間形成了一個壓力梯度，將糖分推送到需要的地方。
支援證據
- 當韌皮部被切割時，汁液會滲出，表明存在壓力梯度。
- 理論上，葉片和其他植物之間存在合適的水勢梯度。
- 韌皮部汁液的pH值很高，這是可以預料的，因為氫離子被主動運輸出細胞。
- 韌皮部篩管中存在大量的ATP，因為它需要用於主動運輸氫離子。
反對證據
- 糖分會流向許多不同的庫。
- 篩板是質量流的障礙。
- 不需要活細胞，但韌皮部細胞是活的。
蒸騰作用是指植物葉片失去水蒸氣的過程。
當水從葉片蒸發時，這是一個持續發生的過程，更多的水被吸進來以代替它。水的去除降低了**靜水壓力**（液體施加的壓力）。由於這種壓力在木質部導管頂部比底部低，這種壓力差導致水向上移動木質部導管，就像吸管一樣。
這個過程被稱為**質量流**，加上水分子作為一個整體一起移動的現象，這得益於水的內聚性，以及水分子與木質部導管壁中的木質素的吸引力，被稱為**附著力**。
一旦水進入葉片，它可以透過氣孔流失，前提是存在可以使水流失的濃度梯度。氣孔是與外部空氣直接接觸的小孔。這個過程被稱為蒸騰作用。
植物還可以增加導管底部的水壓，從而改變壓力差。它們透過圍繞木質部導管的細胞來實現，這些細胞使用**主動運輸**將溶質泵過它們的膜進入木質部，降低了木質部溶液的水勢，從而從周圍的根細胞中吸入水。木質部底部的水流入增加了壓力。
蒸騰速率受以下因素影響
- **溼度**，影響葉片外部的水勢梯度，透過使梯度更陡峭或更平緩。低溼度會導致梯度變陡，這意味著蒸騰作用會增加，因為水分子更容易從葉片中逸出。高溼度水平則會產生相反的效果，降低蒸騰速率。
- **風速**，影響葉片外部的水勢梯度。風速越快，葉片周圍區域的溼度越低，因此水勢梯度會變陡，蒸騰作用會增加。
- **溫度**，使水分子更容易從葉片中逸出（這種情況在高溫時發生）。隨著溫度升高，水分子能夠更快地移動。蒸發速率也隨著溫度升高而增加。暖空氣能夠比冷空氣容納更多的水分，這意味著水更容易擴散到暖空氣中，這也有助於蒸騰速率。
- **光照**，刺激氣孔開啟，允許進行光合作用的氣體交換，同時也會增加蒸騰作用。這對某些植物來說是一個問題，因為它們可能在白天失去水分並枯萎。
蒸騰速率用蒸騰計測量，蒸騰計是一種測量植物莖吸收水速率的裝置，因為直接測量蒸騰作用很困難。
旱生植物是具有各種適應性（見下文）的植物，以減少蒸騰作用，從而減少水分流失。
- 氣孔減少
- 莖膨大，儲存水分
- 葉片膨大，儲存水分
- 根部表面積大
- 葉片退化為刺（仙人掌），減少水分流失的表面積
- 在夜間吸收二氧化碳，以便在白天關閉氣孔，減少水分流失
- 表皮上有一層厚厚的、有蠟質的防水角質層，以減少水分流失
- 下陷氣孔（在坑中），水蒸氣受到風力的保護
- 葉片表面有毛狀突起，稱為**毛狀體**，以減少強風的影響
- 氣孔在白天關閉，此時蒸騰速率通常最高