植物導管

植物導管

導管(vessel)植物體內木質部中主要輸導水分和無機鹽的管狀結構;為一串高度特化的管狀死細胞所組成,其細胞端壁由穿孔相互銜接,其中每一細胞稱為一個導管分子或導管節。自下而上運輸水分和無機鹽。

基本信息

簡介

植物導管植物導管
導管(vessel)植物體內木質部中主要輸導水分和無機鹽的管狀結構。為一串高度特化的管狀死細胞所組成,其細胞端壁由穿孔相互銜接,其中每一細胞稱為一個導管分子或導管節。導管分子在發育初期是生活的細胞,成熟後,原生質體解體,細胞死亡。在成熟過程中,細胞壁木質化並具有環紋、螺紋、梯紋、網紋和孔紋等不同形式的次生加厚。在兩個相鄰導管分子之間的端壁,溶解後形成穿孔板。在被子植物中,除少數科屬(如昆蘭屬、水青樹屬)外,均有導管;導管也存在於某些蕨類(如卷柏、歐洲蕨)和裸子植物買麻藤目中。

作用

導管是由一種死亡了的,只有細胞壁的細胞構成的,而且上下兩個細胞是貫通的。它位於維管束的木質部內,它的功能很簡單,就是把從根部吸收的水和無機鹽輸送到植株身體各處 ,不需要能量。

導管和篩管都屬於植物的輸導組織。

較進化的樹種,一般都是孔紋導管和網紋導管;較原始的樹種一般都是環紋和螺紋導管;導管分子長度長的則導管口徑小,導管分子長度短的則口徑大;纖維分子長度普遍大於導管分子長度,而纖維分子的口徑也普遍小於導管分子的口徑。也普遍小於導管分子的口徑。

植物是一個有機的整體。在植物生長的季節,根要把從土壤中吸收來的水分和無機鹽類運送到葉子裡;葉子則要把製造出來的有機物運送給根及植物的其它部分。植物體內的這種水分和物質的交流,無論是在高不盈尺的小草中,還是在高達150多米的杏仁桉樹上,都在日日夜夜不停地進行著。

運作

然而,植物中的這種水分和物質的交流,是靠什麼來進行的呢?讓我們來做個小小的試驗就明白了。當你把一條帶葉的柳枝放在水裡切斷,並立即插入滴有幾滴紅墨水的水裡,在太陽光下照射幾個小時後,再把枝條從橫向切斷,這時,你會發現斷面上有紅色的點點;若是再把枝條從縱向剖開,又可以看到,在莖的剖面上有一條條紅色的細紋。這些點點或細紋,就是我們用眼睛看得出來的植物運水的“管子”,通常把它叫做“導管”。

血管貫穿於動物的全身,導管在植物體內也是縱橫交錯,交織成網。前面所說的枝條,如果讓它在紅墨水裡再浸幾天,這時,你又會發現,連葉子上的葉脈也染紅了,這說明葉脈里也有導管,而且莖和葉子裡的導管是相通的。 運水靠導管,運有機物質又靠什麼呢?靠“篩管”。篩管在樹木的“皮”內。俗話說,“樹怕剝皮”。樹剝了皮,就等於切斷了運輸食物的道路,植物就要餓死。還是用柳枝來做一個試驗:把折下的柳枝下部的樹皮剝去一圈,然後再插到水裡。過不了幾天,在傷口上方就會長出新根;傷口的下方,則因得不到上面運來的有機食物,便逐漸枯死。

總的說來,植物體內各種物質的運輸,基本就是按照上面所說的兩條渠道進行的。一條是由根把吸進來的水及溶於水中的無機鹽,經導管運輸到葉子;另一條是由葉子把製造出來的有機物質,經篩管輸送到根等植物其它器官。什麼是導管,什麼是篩管呢?植物是由大大小小、形形色色的細胞構成的。導管和篩管為一些特化了的細胞連線成的管子。

拿導管來說,單個的導管細胞,長不過500—1000微米左右(一微米為千分之一毫米),連成管子後,一般長約10厘米。長的如楓樹的導管,一根可長約2米,白蠟樹的可長達10米。由很多導管還可以連成一個更長的管道。組成導管的細胞,兩端的細胞壁都已消失,好像竹竿把節打通了的情形一樣。由於根內細胞液濃度與土壤水分濃度差產生的滲透壓(根壓),特別是葉子蒸騰作用的拉力,以及水分子本身的內聚力(即水分子之間的相互吸引力),使水在導管里成為一條連續不斷的水柱, 從而把葉和根連線起來。這樣就使水和溶於水中的無機鹽類源源不斷地沿著導管運送到植物的各個部分。水在導管中上升的速度,最快的為每小時45米,最慢的也可達每小時5米。一般草本植物,由於比較矮小,溶於水中的無機鹽類在吸入根部後,約隔10—20分鐘就能到達葉。而高達幾十米、一百多米的大樹,它的莖的輸水能力就比一般草本植物要大得多了。

至於篩管,雖然也是由很多細胞連線成的,但在它們細胞的連線處並未完全打通,是由一層象米篩一樣有很多細孔的“篩板”隔著。另外,篩管細胞是活的,而沒有原生質的導管細胞是死的,這也是一個大的區別。有機物質在篩管里運輸的速度,每小時大約0.7—1.7米。一般農作物,有機物質由葉運到根部,大約需要30—60分鐘,這比水在導管里的運行要慢得多。不過,這種運行的結果也是可觀的,如馬鈴薯、甘薯這些生長在地下的塊莖、塊根,其本身並不會製造什麼食物,它們所以能積累那么多的物質,都是葉子通過篩管不斷向下運輸的結果。 導管與篩管,它們把根、莖、葉、花、果等各部分,連成一個縱橫交錯的管道網,組成了植物體內的運輸系統,擔負著繁忙的運輸任務。

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