植物为什么能把水输到顶端（植物在水里）
水分是如何从植物根部到达树顶的? 其实毛细作用贡献不大，水分在植物体内的运输主要靠的是根压和蒸腾作用。根压的产生主要是因为植物体根内侧和外侧建立起了一个溶质浓度梯度所致。植物根主动运输矿质离子进入根内，从而降低了根内的水势，因此外界水有进入根内的趋势，这个就是根压。主动运输是需要能量的，因此可以看做线粒体发挥的作用。然而，根压的数值较小（约0.1MP），并不足以满足植物水分运输需要。因此植物主要依靠蒸腾作用产生的拉力来运输水分。蒸腾作用可以在导管内形成很强的负压（大约-0,5 ~ -2.5MP），因此相当于叶片在一直进行“抽水”，这样可以使得植物尤其是高大的乔木将水分从根部运输到叶片。————————————————————————————有人提到说“不是说抽水最多能抽10m高吗？为何树木能够把水分运输上近百米高的枝顶端？”，原理是这样的，因为导管是非常细的（约10-6m，也就是微米级别），因此水的宏观性质（如重力）被大大削弱，而水分子之间的作用力（氢键导致的内聚力）以及水分子和导管间的粘附力成为了水分运输的主导。水并非是靠上部产生“真空”来“抽”水，而是类似于一种扩散的形式，依靠内聚力、粘附力和张力来把水分“拉”上来的。过程即上部的分子扩散入空气后，下部水分子由于内聚力的存在来填补扩散出去的水分子的位置，如此反复，即形成了连续的向上的水流。从这个角度说，保证导管内部水流的连续性是十分重要的，一旦水流断裂，此条导管就不能向上运输水分了。 植物体内水为什么能往高处流 解析： 实验一说明：枝条叶片通过蒸腾作用散失水分所产生的拉力，是促使水分在植物体内向上运输的动力。实验二说明：根部生理活动（答：“根部渗透吸水”或只答“根部”也给分）能产生推动水分向上运动的压力。 根据这两个实验说明：水分在植物体内上升的动力不但有蒸腾拉力，还有根部产生的向上压力。 解析： 实验一，植株有茎叶，无根。根据枝条、叶片蒸腾作用使水分散失的知识，又根据图示的实验结果，可以看出，由于蒸腾作用枝条从玻璃管中吸收水分，使管内产生负压，水银柱上升。由此得出，枝条、叶片通过蒸腾作用散失水分所产生的拉力是水分在植物体内向上流动的动力。实验二，植株有根无茎、叶。结果表明，玻璃管内水分增加，水银柱上升。这说明植物根的生理活动能产生推动水分向上流动的压力，即根压。这一点教材中没有提到，对学生来说是一个新的知识点。 根据这两个实验可以得出植物体内水分上升的动力有二：蒸腾拉力和根压。 植物的顶端是怎样吸收水分的？植物在生长季节里，蒸发的水量相当大，一棵树一天要蒸发掉几十公斤水。植物有那么庞大的根系，从土壤中吸收大量水分和溶解在水中的氮、磷、钾等元素肯定没问题。但是，有些树高几十米，甚至100多米，要把那么多水送到那么高的地方，植物是怎样做到的呢？ 原来，植物的身体里有运输管道，这些管道是由很多长细胞连成的，像打通了节的竹杆，接通了根、茎、叶。叶子不断蒸发水分，就产生一种向上吸引的力量，把下面的水吸向植物的顶端。尤其是当天气热的时候，水分蒸发得越快，向上吸的力量就越大，就连自来水塔也没有这么大的力量。另外，根在吸收水分的时候，也会产生一种向上的压力。一个力量向上拉，另一个力量向上压，水就源源不断地向上输送了，每小时能上升几米到几十米呢。 树没有心脏，靠什么把根的水分送到几十米的树梢？树虽然没有心脏，但是也有他特殊的动力来源，从而保证水份和各种营养物质源源不断地从根部土壤中，运送到茎叶花果等各个器官，并不在乎树木有多高，只不过树木越高大，所需要的水份和养分越多而矣。 那么树根的动力是什么呢？他主要有三种动力来源！ 第一种：根压。 根压是由于植物根部细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度。所以土壤中的水分总是向根部渗透，这时产生的渗透压力就叫做根压。 能证明根压存在的现象有两个。 伤流现象就是在我们切断树干时，过个2－3分钟，从断面上就会流出汁液，这个叫做伤流液，它就是由根压的作用引起的。 当清晨或夜晚的时侯，建立起根压的植物，其木质部的水通过叶缘维管束末端管胞处的排水孔渗出，表现为叶片边缘有水滴存在，这种现象称为吐水。也是证明根压存在的现象。 由于根压的作用，使根部的水分上升到地面部分。一般十米高的大树根压可达2－3个大气压，树木越高大，根压也就越大。 第二种：蒸腾拉力。 蒸腾拉力远远大于根压，是树木获取水分的主要动力。当叶片蒸腾时，气孔下腔附侬的叶肉细胞水分不断散失，就需要从旁边细胞取得水分。同时旁边细胞又向从一个细胞取得水分。如此接力式的索取，细胞便 从导管要水。最后，就是靠根部从环境中吸收水分加以补充。 蒸腾拉力的来源于三种形式 气孔频度（stomatalfrequency,为每平方毫米叶片上的气孔数），气孔频度大有利于蒸腾的进行。气孔直径较大，内部阻力小，蒸腾快。气孔下腔容积大，叶内外蒸气压差，蒸腾快。气孔开度大，蒸腾快；反之，则慢。 第三种：内聚力。 这个力是在水分运输的过程中产生的。水分运输到叶片的过程中，在根、茎、叶脉导管中的水分子之间彼此存在一种特殊的吸引力——内聚力，它能够保持物体内的水分，形成一个连续的“水柱”。水分子间结合得非常牢固，保证了导管中的水分形成连续的水柱而使水分不断地上升。 综上所述由于根压、蒸腾拉力、内聚力这三种力的作用，地下水很快被运送到树冠，其速度每小时可达到45米，最慢的每小时也能达到5米。 这个问题从40年前学植物生理时直到现在，我都对课本上讲的植物能将水分输送到几十米甚至上百米高的树顶靠的是根压和蒸腾拉力的说法表示怀疑。因为落叶树，春天萌芽时，或者夏天把植物叶片全部摘除，照理说蒸腾拉力就不存在了，但植物可以把水分送到很高的顶端。再说根压，照说将植物砍断，根压就不存在了吧，把植物插在土中或浸泡在水中，只要条件合适植物依然可以吸水生长。最极端的做法，将根砍掉将叶片全部摘掉，这样无根无叶的光棍插条，依然有可能培育成活。 植物在从根部向叶子输送水和无机盐的同时，也会将合成的葡萄糖等有机物反向根部输送，这就更无法解释根压和蒸腾拉力的存在了。 我认为植物吸收输送水分的靠的是毛细管作用和细胞间细胞液浓度梯度差形成的渗透作用。 靠的是蒸腾作用！ 十几米高的树梢的一片叶子，叶子是由无数细胞组成的，细胞里面有细胞质和水分这些东西。一旦一个细胞有水分损失，周围细胞水分会补充进来。周围的细胞由于补充水分自己也缺水分，所以再由其他细胞补充，形成像链条一样。所以蒸发的越快整合补充进行的也越快。 尽管树没有心脏，可以理解成物理变化就是：物质浓度变化（平衡）。 植物没有心脏，主要靠两个作用： 根压和蒸腾拉力 将水分从根部运输到顶部。 一、根压 根压是指植物通过消耗能量，主动吸收离子，提高细胞内部的渗透压，从而使水分随浓度差沿木质部运动的生理过程。类似于蔬菜泡在盐水中会脱水，盐水渗透压大于细胞渗透压，蔬菜细胞中的水分从浓度低的相浓度高的方向流动。 根压有两个有去的现象： 一是吐水现象，通常发生在气温高、湿度大的夜晚，植物体内水分吸入，大于蒸发消耗量，过多的水分从叶子边缘的水孔排出，形成水珠； 二是伤流，是在植物伤处由木质部泌出液体的现象。 二、蒸腾拉力 蒸腾拉力是水分运输的主要动力，由于植物的蒸腾作用而产生的一系列水势梯度，使导管中的水分上升。有个小实验 可以证明，将胡芹切断放在虹膜水肿，一段之间后红墨水会被吸收进入茎中，说明将根茎切断后，由于蒸腾作用，茎中的导管仍可以被动吸水。 蒸腾作用类似于真空泵，利用大气压强使水液面高度上升，不过利用大气压强，最多只能将液面吸高十几米，当树木的高度几十米甚至上百米，植物的内在结构及水分子间的作用力就变成主要作用了。 植物木质部的微管结构非常细，水分子之间又具有较强的氢键，在水柱细的时候，蒸发的水分子会对下方水分子产生吸力，从而使水分子达到顶端。 综上所述，植物的根压和蒸腾拉力是植物水分运输的动力，即使没有心脏，也能将植物水分运输到顶端。 植物也有'神经元。 靠水的张力。 一棵十几米高的大树，水分能从根部上升到树的顶端，其主要动力是（）？应该是C，蒸腾作用。植物通过蒸腾作用让水在叶上散失，利用大气压从根部将水吸收。当然，除了蒸腾作用外，还有毛细作用，吸胀作用等作为动力。但是主要动力还是蒸腾作用。 关于水分消耗，植物的呼吸作用只能消耗植物根部吸入水的不到百分之五。也就是说，呼吸作用是不可能是吸水的主要动力。剩下的95%都是靠蒸腾作用蒸发的。 所以，跟吸水的动力有：利用水势，吸胀作用，毛细作用，以及蒸腾作用。而主要动力就是蒸腾作用。 |