A-level 生物学/运输/多细胞植物
水通过根部的毛进入植物，并穿过根细胞进入木质部，木质部将水输送到植物的各个部位。溶质通过木质部和韧皮部运输，利用根、茎和植物。
水通过根毛进入根，然后采取三种途径之一（质外体、共质体和液泡）到达木质部导管。
根毛是根细胞表皮的简单延伸。它伸入土壤中，通过增加表面积来吸收水，从而提高水的吸收速度。一些植物具有真菌，真菌的作用类似于细根，从土壤中吸收植物需要的营养。水通过渗透作用进入根毛细胞，因为它沿着水势梯度移动，因为根细胞由于其无机离子 and 有机物质的存在而具有相对较低的水势。水穿过细胞膜进入细胞质和液泡。水通过渗透作用从土壤中移动到根部，而矿物质和盐类则通过主动运输或有时通过扩散移动。
从根毛细胞，水再次通过渗透作用沿着浓度梯度向下移动到木质部，可以采取三种途径之一——质外体、共质体或液泡途径。
质外体途径是指水通过细胞壁移动，不进入细胞质。共质体途径是指水在相邻细胞的细胞质/液泡之间移动。然而，质外体途径只能将水带到一定程度。在木质部附近，凯氏带在细胞壁中形成一道不可渗透的水障，水必须进入细胞质才能继续移动。这使得植物能够控制进入其木质部导管的离子，因为水必须穿过质膜才能到达那里。液泡途径通过植物的液泡移动分子。
木质部由三个主要元素构成：
- 导管，包括管胞——参与水分运输的细胞
- 纤维——壁木质化的细长细胞，支撑植物
- 薄壁组织细胞——正常的植物细胞，但没有叶绿体。
这些导管元素构成木质部——它们是由许多首尾相接的细长细胞组成的，并且正常的植物细胞的细胞壁被木质素加强——木质素是一种复杂的生物聚合物，沉积在许多植物的细胞壁中，使它们变得坚硬和木质化，它是一种坚硬而坚固的物质，对水不透，旨在为植物提供结构和强度。当这些植物细胞被木质素加强时，细胞内部死亡，留下内部空间。然而，在一些胞间连丝中，没有沉积木质素，它们在木质部导管中表现为间隙，被称为纹孔。这些具有渗透性的未加厚的纤维素细胞壁。
因此，形成了一个连续的管道，被称为木质部导管。木质部导管很大。它们用于运输矿物质和水，并为植物提供支撑。
管胞是壁木质化的死细胞，但它们没有开放的末端，因此不会形成导管——它们的末端是尖的。所有植物都具有管胞，但原始植物使用它们作为主要的传导组织。
植物体内可溶性有机物质（有时称为同化物）的运输被称为转运。溶质在韧皮部组织中发现的筛管分子中运输，以及其他伴胞、薄壁组织和纤维。
筛管分子是专门化的细胞，线粒体和内质网数量很少，没有细胞核或核糖体。当两个筛管分子末端相遇时，会形成筛板，筛板由这两个分子的细胞壁构成，具有大的孔隙，允许液体在它们之间自由流动。
伴胞是正常的植物细胞，具有大量的线粒体和核糖体，并且有许多胞间连丝穿过它们邻近的筛细胞壁，使伴胞的细胞质与筛管分子之间直接接触。胞间连丝允许蔗糖在蔗糖主动装载过程中扩散到韧皮部筛管分子中。
**质量流**是我们认为植物中溶质运输发生的理论。任何植物中蔗糖产生的地方被称为**源**，而任何植物中蔗糖被取出（通常用于呼吸作用）的地方被称为**库**。
- 蔗糖被**主动运输**到韧皮部的筛管中，降低了筛管内的水势，因此水通过**渗透作用**进入筛管，在源处的筛管内形成了更高的压力。
- 在库处，糖分离开韧皮部被利用，增加了筛管内的水势，因此水通过**渗透作用**离开，降低了筛管内的压力。
- 结果是在源到库之间形成了一个压力梯度，将糖分推送到需要的地方。
支持证据
- 当韧皮部被切割时，汁液会渗出，表明存在压力梯度。
- 理论上，叶片和其他植物之间存在合适的水势梯度。
- 韧皮部汁液的pH值很高，这是可以预料的，因为氢离子被主动运输出细胞。
- 韧皮部筛管中存在大量的ATP，因为它需要用于主动运输氢离子。
反对证据
- 糖分会流向许多不同的库。
- 筛板是质量流的障碍。
- 不需要活细胞，但韧皮部细胞是活的。
蒸腾作用是指植物叶片失去水蒸气的过程。
当水从叶片蒸发时，这是一个持续发生的过程，更多的水被吸进来以代替它。水的去除降低了**静水压力**（液体施加的压力）。由于这种压力在木质部导管顶部比底部低，这种压力差导致水向上移动木质部导管，就像吸管一样。
这个过程被称为**质量流**，加上水分子作为一个整体一起移动的现象，这得益于水的内聚性，以及水分子与木质部导管壁中的木质素的吸引力，被称为**附着力**。
一旦水进入叶片，它可以通过气孔流失，前提是存在可以使水流失的浓度梯度。气孔是与外部空气直接接触的小孔。这个过程被称为蒸腾作用。
植物还可以增加导管底部的水压，从而改变压力差。它们通过围绕木质部导管的细胞来实现，这些细胞使用**主动运输**将溶质泵过它们的膜进入木质部，降低了木质部溶液的水势，从而从周围的根细胞中吸入水。木质部底部的水流入增加了压力。
蒸腾速率受以下因素影响
- **湿度**，影响叶片外部的水势梯度，通过使梯度更陡峭或更平缓。低湿度会导致梯度变陡，这意味着蒸腾作用会增加，因为水分子更容易从叶片中逸出。高湿度水平则会产生相反的效果，降低蒸腾速率。
- **风速**，影响叶片外部的水势梯度。风速越快，叶片周围区域的湿度越低，因此水势梯度会变陡，蒸腾作用会增加。
- **温度**，使水分子更容易从叶片中逸出（这种情况在高温时发生）。随着温度升高，水分子能够更快地移动。蒸发速率也随着温度升高而增加。暖空气能够比冷空气容纳更多的水分，这意味着水更容易扩散到暖空气中，这也有助于蒸腾速率。
- **光照**，刺激气孔打开，允许进行光合作用的气体交换，同时也会增加蒸腾作用。这对某些植物来说是一个问题，因为它们可能在白天失去水分并枯萎。
蒸腾速率用蒸腾计测量，蒸腾计是一种测量植物茎吸收水速率的装置，因为直接测量蒸腾作用很困难。
旱生植物是具有各种适应性（见下文）的植物，以减少蒸腾作用，从而减少水分流失。
- 气孔减少
- 茎膨大，储存水分
- 叶片膨大，储存水分
- 根部表面积大
- 叶片退化为刺（仙人掌），减少水分流失的表面积
- 在夜间吸收二氧化碳，以便在白天关闭气孔，减少水分流失
- 表皮上有一层厚厚的、有蜡质的防水角质层，以减少水分流失
- 下陷气孔（在坑中），水蒸气受到风力的保护
- 叶片表面有毛状突起，称为**毛状体**，以减少强风的影响
- 气孔在白天关闭，此时蒸腾速率通常最高