第一節根、莖和葉的構造 第二節水和無機鹽的吸收與運輸 第三節之一：光合作用 第三節之二：呼吸作用 第四節光合作用產物的運輸 第五節討論 第二章植物的營養 第一節根、莖和葉的構造 第二節水和無機鹽的吸收與運輸 第三節之一：光合作用 第三節之二：呼吸作用 第四節光合作用產物的運輸 第五節討論

第一節根、莖和葉的構造 根的形態與構造 根的功能 根系的類型 根的外部形態 根的內部構造 莖的形態與構造 葉的形態與構造

根的功能 根通常為植物體的地下部分。 可固定和支持植物體。 可從土壤中吸取水分和無機鹽，並藉由根內的維管束運輸到其他部位。 根中的薄壁細胞也有儲存水分和養分的功能。

根的形態與構造 根的功能 根系的類型 根的外部形態 根的內部構造

第一節根、莖和葉的構造 根的形態與構造 根的功能 根系的類型 根的外部形態 根的內部構造 莖的形態與構造 葉的形態與構造

根系的類型 軸根系：雙子葉植物的種子萌芽後所形成初生根，初生根會發育成主根，再由主根分生出許多支根，而形成軸根系。 鬚根系：單子葉植物的初生根則會枯萎消失，並在幼莖的基部長出許多粗細相似的不定根而形成鬚根系。

不定根： 有些植物的根會從節、葉或受傷的切口長出來，這些不是由初生根發育而來的根，稱為不定根。 植物進行無性繁殖時長出的根，皆屬不定根。 不定根可增加植物體吸收及運輸水分、無機鹽的能力。 日常生活中常見之不定根，有玉米的支持根、榕樹的氣生根與黃金葛由節上長出的不定根等。

變態根： 許多植物演化出不同形態與功能的變態根，以適應不同的生活環境。 支持根：竹子與玉米從近地面的節長出支持根，以加強固著能力，避免被風吹倒。 氣生根：榕樹與蘭花發展出氣生根，吸收空氣中的水分。 呼吸根：生存在沼澤生態系的紅樹林植物無法從極度缺氧的土壤中獲得足夠的氧，因而發展出伸出水面的呼吸根。 水生根：布袋蓮、浮萍與水芙蓉等水生植物為適應長期浸水，發展出水生根。 儲藏根：甘藷、牛蒡、豆薯與紅蘿蔔等，則皆為其儲藏根。

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根的外部形態

根的外部形態 根冠(又稱根帽)：根冠覆蓋於根的最先端，可保護根尖，避免於穿透土壤時受損。 根尖分生組織：根尖分生組織又稱為生長點，其細胞可不斷地進行細胞分裂，向前端補充根冠脫落的細胞，向後端則分生成延長部的細胞。 延長部：延長部緊臨分生組織，細胞迅速長大而伸長，是根伸長的主因。 成熟部：成熟部接續在延長部後方，此區的細胞不再延長，但有出現分化的現象，例如：有些表皮細胞向外凸出而形成根毛的構造，有些內部細胞則分化為維管束構造。

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根的內部構造 將根的成熟部橫切，從切面可觀察到由外而內分為表皮、皮層和中柱

根的內部構造 表皮： 功能：吸收、保護。 細胞類型：扁平細胞緊密排列，沒有角質。 根毛： 來源：部分成熟部的表皮細胞。 功能：增加根的吸收面積，是吸收水和無機鹽的主要區域。 單細胞構造，一個表皮細胞延伸出一個根毛。

根的內部構造 皮層： 皮層大部分由薄壁細胞所構成，細胞排列疏鬆，具有儲存的功能。 皮層最內側常有一層排列緊密的細胞，稱為內皮，內皮細胞的部分細胞壁木栓化，使得水分和無機鹽無法透過此木栓化的細胞壁，故有管制水分和無機鹽進入中柱的作用。

中柱： 內皮以內的部分統稱為中柱，包括周鞘和維管束。 周鞘：位於中柱的外層，由薄壁細胞構成，其細胞仍具有細胞分裂的能力，支根即由此處產生。 周鞘內側有維管束，包括木質部和韌皮部，常呈輻射狀排列，具有輸送水分和養分的功能，而大部分的單子葉植物，在維管束的內側還具有髓。

雙子葉植物根：維管束輻射狀排列，具形成層 1表皮 2外皮層 3皮層 4中柱5形成層 6木質部 7內皮層 9周鞘 10韌皮部

單子葉植物根：維管束木質部、韌皮部間隔排列，不具形成層。 6韌皮部 7木質部 8髓

雙子葉植物 單子葉植物 是否具有髓 否 是 是否具形成層 是否具皮層 有無次級生長 有 無 維管束排列 輻射狀 環狀 雙子葉植物和單子葉植物根橫切面的比較 雙子葉植物 單子葉植物 是否具有髓 否 是 是否具形成層 是否具皮層 有無次級生長 有 無 維管束排列 輻射狀 環狀

第一節根、莖和葉的構造 根的形態與構造 莖的形態與構造 葉的形態與構造

第一節根、莖和葉的構造 根的形態與構造 莖的形態與構造 莖的功能 莖的外部形態 植物依照莖的特性分為 莖的內部構造 葉的形態與構造

莖的形態與構造 莖的功能 莖是陸生維管束植物支持與運輸的主要器官。 根自土壤中吸收的水分與無機鹽由莖運送至葉或其他器官，提供光合作用等生理代謝之用。 光合作用產生的有機養分亦由莖運送至其他器官，提供生長所需能量或加以儲藏。 此外，部分莖有行光合作用、儲存水分和有機養分的功能。

莖的外部形態 莖通常呈直立的長柱形，頂端的生長點稱為莖頂分生組織。 莖上有節，節與節之間稱為節間，節上能長葉或芽。 節上的芽通常位於葉腋處，故稱為腋芽，可發育成新的枝條或花。

植物依照莖的特性分為 草本植物：草本植物缺乏次級生長或次級生長不明顯，使莖柔弱無力，如菠菜、空心菜、水稻等。 木本植物：木本植物的次級生長明顯，莖較堅硬，支持力較佳，通常可持續增高和加粗。 喬木：木本植物中，主幹明顯者稱為喬木，如松、柏、世界爺等。 灌木：無明顯主幹且莖枝由基部叢生者，稱為灌木，如白水木等。 木質藤本植物：有些木本植物的莖無法自行直立，需藉由纏繞其他物體向上攀緣，稱為木質藤本，如葡萄、紫藤、九重葛等。

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莖的內部構造 莖的維管束： 排列方式和根不同：雙子葉植物呈環狀排列，單子葉植物為散生。 具有纖維：木質部和韌皮部均有，具有支持植物體的功能。 薄壁細胞：可儲存水分、養分，短距離運輸。

表皮：由一層排列緊密且具角質的表皮細胞組成，其功能為保護內部組織及防止水分散失。 皮層：由薄壁細胞組成，位在表皮與中柱之間。 表皮內側細胞：特化成厚角細胞，可以增加支持力。 近表皮處細胞：具葉綠體，可行光合作用。 其餘大部分細胞：可以儲存養分。

中柱：維管束：呈環狀排列 木質部：內側，包括導管、假導管、木質纖維。木質纖維：死細胞→沒有細胞核、沒有細胞質，上、下細胞間之細胞壁首尾相接不打通，不具運輸功能也無壁孔，僅具支持功能。 韌皮部：外側，包括篩管、伴細胞、韌皮纖維。 形成層：可細胞分裂，使莖加粗。 髓：由薄壁細胞構成，可儲存養分。 射髓：自髓延伸出，位於維管束與維管束間的薄壁細胞，具有儲藏以及橫向運輸功能。

雙子葉草本植物的莖

雙子葉木本植物的莖 亦分為表皮、皮層、中柱三部分。 莖可持續增粗，通常表皮破裂、剝落。 維管形成層：位於韌皮部(在外側)及木質部(在內側)之間，具分生能力，但向內增生木質部比向外增生韌皮部快。 木栓形成層：由皮層外側細胞分化，具細胞分裂能力。 向外側分裂為：木栓層，功用為防水、保護。 向內側分裂為：綠皮層，含葉綠體、可光合作用。 皮孔：取代氣孔，交換氣體 樹皮：指形成層以外的部分：韌皮部皮層綠皮層木栓形成層木栓層+殘留的表皮+皮孔。

木材 邊材：靠外側，為新生細胞，含水多、色較淡、具運輸功能。 心材：靠內側，老化細胞構成，堆積大量填充物，顏色深，不具運輸功能。但其支持功能最好，是上等建材。 年輪： 秋材：細胞小、厚壁、色深。 春材：細胞大、壁薄、色淺。 溫帶地區的樹種，在溫暖多雨的春季，其維管束形成層的分生能力較高，木質部的細胞長得較大且壁較薄，形成顏色較淡的早材；在夏季，其維管束形成層的分生能力較低，木質部的細胞長得較小且壁較厚，形成顏色較深的晚材；而在秋、冬季，維管束形成層則停止生長。 因此在樹幹的橫切面上，可見到由早、晚材交互形成的同心環紋，稱為年輪 可藉年輪的特徵以瞭解植物生長環境及年代、氣候。

單子葉植物的莖

單子葉植物的莖 表皮：具角質層，細胞排列緊密，具保護與防止水分散失的功能。 基本組織：主由薄壁細胞構成，取代皮層及髓。 維管束：散生於基本組織中，永遠以木質部向著中心排列。但其韌皮部與木質部間不具形成層。 有些單子葉植物是多年生的，如椰子、林投，可以藉細胞體積加大，使莖作有限度增粗。 有些單子葉植物，如竹子、水稻等，其莖形成中空的髓腔，可使空氣從葉片擴散進入植物體內再到根部，有助於供應根部之呼吸作用所需的氧氣及二氧化碳的排放。

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葉的形態與構造 葉的功用 葉是維管束植物進行光合作用的主要器官。 而植物體內大部分的水分也是從葉面的氣孔藉由蒸散作用散失至空氣中。

葉的形態與構造--葉的外部形態 雙子葉植物的葉： 葉片：扁平狀，增加光線的吸收面積，可進行光合作用，氣孔多位於其下表皮，具網狀脈。 葉柄：連接莖枝和葉片，具有支持和保護功能。 托葉：是著生於葉柄基部的小形葉，可保護由葉腋所產生的腋芽。 植物的葉若具有上述三者，稱為完全葉，缺一至二者，則稱為不完全葉。

單子葉植物的葉：包括葉片、葉鞘二部分，不具葉柄。 葉片：狹長狀，上下表皮均具有氣孔，具平行脈。 葉鞘：是包圍莖部的構造，由節處長出，功能與葉柄相似，可以固定葉片，以及連接葉片及莖部的輸導組織。

葉片依照外型可分為： 單葉：只有一枚葉的葉，稱為單葉。 裂葉：有些單葉的葉邊緣常會分裂成數片，但是基部仍相連，稱為裂葉。 複葉：如果葉裂得很深，基部不相連，則形成獨立的小葉，具有兩枚以上小葉的葉，稱為複葉。

葉脈： 每片葉中央最大的一條葉脈稱為中肋或主脈。 葉脈本身即維管束，可運輸水分和養分，也具有支持的功能，使葉得以平展。 葉脈的分布方式有網狀脈與平行脈，雙子葉植物通常為網狀脈，單子葉植物則多為平行脈。

葉序 葉在莖上的排列順序稱為葉序，可使植物在生長過程中每一片葉子都能接受到日照，不會被另一片葉子完全遮住光照。 常見的葉序有互生、對生和輪生。一個節只著生一枚葉，稱為互生；同一個節著生兩枚葉，稱為對生；同一個節著生三枚以上的葉，稱為輪生。

葉的形態與構造--葉的內部構造 由葉的橫切面可看到表皮、葉肉和葉脈三個部分。 表皮： 葉的表皮通常只有一層細胞，由表皮細胞和保衛細胞所構成。 表皮外有蠟質的角質層，角質層由表皮細胞分泌而形成，可減少水分的蒸散，並可保護葉肉。 葉的表皮上常會有其他附屬構造，如毛茸、鱗片和腺毛等，都具有保護作用。

氣孔： 保衛細胞呈腎形，具有葉綠體，兩兩成對，細胞兩側細胞壁厚薄不一，內側相接的一面細胞壁較厚。 出現於兩細胞間的小孔稱為氣孔，是氣體進出的門戶。 保衛細胞充水時膨脹，細胞向外彎曲，氣孔張開；保衛細胞缺水時萎縮，細胞伸直，氣孔隨即閉合。 保衛細胞周圍還有副衛細胞圍繞。 大部分的陸生植物，葉下表皮的氣孔數目比上表皮多。 蒸散作用：由於維管束植物露出地面的部分具有角質或木栓層，水分不易散失，而保衛細胞則可依植物的需求來調整氣孔的大小，所以植物體自根部所吸收的水分，90％以上是經由氣孔蒸散到大氣中。

氣孔的開閉 保衛細胞的脹縮直接控制氣孔的開閉，而細胞內鉀離子(K＋)濃度、二氧化碳和日照則會影響保衛細胞的脹縮。 植物在光照下進行光合作用時，鉀離子進入保衛細胞，使細胞內溶質濃度增加，造成滲透壓升高，因此，水分隨之進入，使保衛細胞膨大，而造成氣孔張開。 在無光照的環境下，鉀離子離開保衛細胞，水分隨之流出細胞，使保衛細胞萎縮，而造成氣孔閉合。

葉肉： 葉肉位於上、下表皮之間，由具葉綠體的薄壁細胞所構成，為葉行光合作用的主要場所。 柵狀組織：靠近上表皮的細胞呈長橢圓形，與表皮細胞垂直且整齊排列，稱為柵狀組織。 海綿組織：細胞形狀不一，排列也不整齊，細胞間有許多空隙，稱為海綿組織。 柵狀組織與海綿組織均屬於基本組織系統中的薄壁組織。 接近氣孔的地方，葉肉細胞間常圍成一個大型空腔，稱為氣室，有助於氣體進出氣孔。

葉脈： 葉脈分布於葉肉中，包含木質部和韌皮部，具支持及運輸功能。 木質部靠近上表皮，韌皮部靠近下表皮。 葉脈愈細小，組成就愈趨簡單，最細的葉脈中，木質部往往只剩下單一細胞，韌皮部則完全消失。

End