談談水在植物生命活動中的作用及在植物體內的運輸

摘要：水是生命之源，一切生物活動都離不開水。植物是人類賴以生存的生態(tài)基石，水則猶如植物的血液。探討水在植物生命活動中的作用及其在植物體內的運輸，是一件有意義的事情。

關鍵詞：水 植物 作用 運輸

水，孕育了生命；水，是一切生物生命活動中須臾不可或缺的物質。

植物，擔當著維系大自然生態(tài)平衡的重要角色；植物，處于食物鏈的最底層。離開了植物，一切動物便無法生存（當然也包括人類）。

水對于植物的重要性猶如人體內的血液一樣，那么，水的作用有哪些呢？

1 水在植物生命活動中的作用

水是植物新陳代謝的物質基礎。多數(shù)植物的體內都含有大量水分。一般來說，植物體內含水量約占其體重的75%。如白菜的含水量約95%，黃瓜的含水量約96%。植物從種子萌發(fā)、長大、到開花結果，整個生長發(fā)育過程中無時無刻不在需要水。沒有水種子不能萌發(fā)（當然種子萌發(fā)還需要其他條件），沒有養(yǎng)料植物不能生長發(fā)育，但植物所需的養(yǎng)料，必須首先溶解在水里，然后才能被植物吸收利用。

水是植物細胞原生質的重要組成部分。細胞必須在水分充足的情況下才能進行正常的生命活動。水能夠維持植物細胞的緊張性，使莖桿挺直，葉片伸展，充分地接受光照和進行氣體交換。另外，在綠色植物的色素中，光把水的電子激活，這才使化學能貯藏在食品內。

植物還可借助水分的蒸騰來散熱（水從液態(tài)轉變?yōu)闅鈶B(tài)時要消耗大量的熱），以降低植物的體溫，避免在炎熱的陽光下被灼傷。蒸騰作用對水分的消耗量是很大的。若土壤中水分充足，可使根毛大量吸收，通過根、莖和葉的輸導組織運送到植物體的各部位；若土壤處于缺水狀態(tài)，蒸騰作用大量消耗著水，根部吸水處于供不應求的狀況，就會引起植物的萎蔫。暫時的缺水，植物的萎蔫可以恢復，如果缺水嚴重可致植物死亡。植物對水分的吸收與蒸騰是相互矛盾且又相互統(tǒng)一的，蒸騰作用促進了植物對水分及無機鹽的吸收和運輸，使植物體內的水分得以平衡，使植物的一切生命活動得以正常進行。

水對植物的生命活動如此重要，那么它是怎么從土壤中被植物吸收并運送到植物體的各部分去的呢？

2 水在植物體內的運輸

根是植物吸收水分的主要器官。其形態(tài)多種多樣，但構造卻大體相同。若把一植物的幼根做一縱剖切面，在顯微鏡下可以觀察到：處于根的最尖端的是根冠，根冠的內側是生長點，在生長點的上部叫伸長區(qū)，伸長區(qū)的上部是根毛區(qū)，其上密生根毛。根毛是根吸收水分及無機鹽的重要組織。

在根毛區(qū)做一橫切面，從外向內可以看到表皮→皮層→中柱這三個部分。表皮包圍在根的最外層，有減少和防止水分散失的作用。在表皮細胞中有很多細胞的外壁突出形成根毛，這樣就擴大了根與土壤的接觸面，可以吸收更多的水分；皮層在表皮的內側，根毛所吸收的水分通過皮層進入根的內部—中柱，中柱的內側是維管束，維管束包括木質部和韌皮部，木質部的功能是輸送水分及水中所含的一切營養(yǎng)物質；水分沿中柱內木質部的導管上升到莖的導管，再進入葉脈導管，最后進入葉內，再由葉肉到氣孔，最終排到空氣中去，形成了植物體內水分上升運輸?shù)穆肪€圖，即從根毛→皮層→中柱→根導管→莖導管→葉脈導管→葉肉→氣孔→空氣中。

水分在植物體內上升流動的過程，其距離可能是高達幾十米的參天大樹，是什么力量能使水分從土壤中連綿不斷的上升到根冠？人們發(fā)現(xiàn)這種力量首先產生于植物下部的根壓。在通常情況下，植物根細胞的細胞液濃度常常大于土壤溶液的濃度，因此，水分就向根部滲透，滲透的結果就產生一種壓力，這種壓力就是根壓。

根壓是水分上升的一種動力，它是促進根部主動吸水的力量。草本植物的根壓不到一個大氣壓，樹木的根壓則大些。一般植物根壓為1～2個大氣壓，這樣的根壓可以使水分上升高度達20米左右。但根壓受季節(jié)性因素制約，春季根壓顯著而夏季根壓不明顯。因此根壓不可能是植物吸收水分的主要力量。尤其是樹木，只靠根壓的力量是根本不可能使水由根部一直輸送到樹冠頂部的。所以水分上升還有第二種力量—蒸騰拉力。

一般樹木的蒸騰拉力可達10～15個大氣壓，蒸騰拉力是如何產生的呢？原來植物的葉子是由許多細胞組成的，這些細胞和輸導管的末端相連，在蒸騰作用過程中，葉肉細胞由于水分的散失，細胞液的濃度增加，因此就要向鄰近的葉脈導管吸水，結果莖中導管內的水分因上部的牽引力而上升；又因導管很細，水分子之間有一種很強的內聚力（可達300個以上大氣壓），加之導管壁對水分的吸著力也很大，所以使水分在植物體內形成一個連續(xù)不斷的水柱（土壤中的水分通過根部的吸收一直到達樹冠）。

由此可見，維持植物體內水分的運輸，是三種力作用的結果。在春季植物放葉之前，水分上升主要靠根壓，但只要葉子剛一開放，水分上升的動力大部分在葉內進行，是由蒸騰拉力引導水分由根毛吸收一直達到樹冠頂部。在這三種力作用下，地下水源源不斷地進入植物根部，被運送到植物體各部分，直至樹冠。水分進入植物體后每小時可上升45米，最慢的每小時也可上升5米。一棵小麥大約在15分鐘內就可使水布滿全身。植物的吸水作用與外界環(huán)境條件有密切關系，當空氣濕度大、土壤中水分充足時，蒸騰作用弱，根壓的吸水—主動吸水占重要地位；而當天氣晴朗、氣溫高、空氣濕度小，蒸騰作用旺盛時，蒸騰拉力的被動吸水則占重要地位。無論是主動吸水還是被動吸水，都必須依靠活細胞的主動作用才能進行。