台湾大学高考生物一轮复习 第5单元 植物的构造与生理.docx

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台湾大学高考生物一轮复习第5单元植物的构造与生理

第5單元植物的構造與生理

焦點46根的外形：

A.鬚根系

B.軸根系

無主根支根之分

有主根支根之分

由莖基部叢生多細根

由主根長出許多支根

僅分布於很淺表土中

較粗的主根深入較深土壤中

多見於單子葉植物（水稻、蔥）

多見於雙子葉植物（菠菜、豆科植物）

【例題】有關於根的類型，下列敘述何者正確？

（A）較大型植物的根多屬於鬚根系，才有利於水分的吸收（B）草本植物的根系皆為分佈於表土中的鬚根系（C）軸根有較粗的主根與較細的支根（D）單子葉植物的根多屬於鬚根（E）雙子葉植物的根多屬於軸根

【答案】（C）（D）（E）

【詳解】（A）較大型植物的根屬於軸根系，才有良好的固持作用（B）菠菜和蘿蔔均為雙子葉草本植物，具有軸根系。

焦點47根的縱切：

成熟部

根吸收水分和無機鹽的主要部位

密生根毛，有維管束、周鞘、內皮、皮層的分化

根毛：

表皮細胞向外延伸的單細胞構造

→增加吸收的表面積（藉主動運輸吸收無機鹽離子）

延長部

細胞不分裂，細胞因吸水而延長增大→使根延長

生長點

（細胞分裂部）

細胞較小，細胞質濃厚，

細胞可分裂→遞補根冠和延長部的細胞

根冠（根帽）

保護生長點，與根的向地性有關（除去根冠→根喪失向地性）。

【例題】有關於植物根部的構造與功能，下列敘述何者正確？

（A）根的生長點與向地性直接相關（B）成熟部主要功能為遞補根冠和延長部的細胞（C）延長部細胞可不斷分裂而使根延長（D）成熟部為吸收水分和無機鹽的主要部位

【答案】（D）

【詳解】（A）根冠與根的向地性有關（B）（C）生長點可分裂以遞補根冠和延長部的細胞而使根生長；延長部的細胞不分裂。

焦點48根的橫切：

表皮

排列緊密的扁平細胞，具保護和吸收功能，根表皮外無角質層，

部分表皮細胞特化成根毛。

皮層

排列疏鬆的薄壁細胞構成、有許多細胞間隙，可儲存養分和水分

內皮

位於皮層最內側，細胞排列緊密，功能為調節水分進入中柱。

卡氏帶富含木栓質（不透水），可防止水分由木質部向外流失。

周鞘

由薄壁細胞構成，周鞘細胞可分裂長出支根。

維管束

木質部和韌皮部間隔排列呈輻射狀：

木質部在中央，韌皮部位於木質部之間。

雙子葉植物根具有形成層

單子葉植物根不具形成層，中央有髓（由薄壁細胞構成）

【例題】有關於植物根部的構造與功能，下列敘述何者正確？

（A）根表皮外具有角質層以防止水分散失（B）根毛是由表皮特化而成的多細胞構造（C）形成層可不斷分裂而形成支根（D）內皮的卡氏帶可防止水分由木質部向外流失

【答案】（D）

【詳解】（A）根表皮外不具角質層（B）根毛為單細胞構造（C）周鞘可分裂長出支根，形成層可分裂而使根加粗。

焦點49水分和無機鹽吸收的原理：

根吸水分和無機鹽的途徑：

表皮和根毛→皮層→內皮→周鞘→木質部

途徑：

簡易擴散

（原生質體外運輸）

（1）水分和無機鹽可藉簡易擴散經由細胞間隙（沿細胞壁）運輸至內皮；因卡氏帶不透水，故水分和無機鹽在進入內皮之前，運輸途徑均在原生質體外

（2）水分和無機鹽進入內皮的細胞質後，須經由原生質絲進入周鞘，再進入中柱的木質部

途徑：

主動運輸

（共質體運輸）

（1）內皮的細胞壁具有不透水的卡氏帶，使水分和無機鹽無法再沿著細胞間隙擴散，水分和無機鹽類須經由原生質絲運輸至內皮

（2）水分和無機鹽進入內皮的細胞質後，須經由原生質絲進入周鞘，再進入中柱的木質部

【例題】有關於植物體吸收水分和無機鹽的方式，下列敘述何者正確？

（A）植物體藉擴散作用吸收水分和無機鹽類（B）原生質體外運輸是藉由簡易擴散運輸水分和無機鹽（C）共質體運輸是藉由原生質絲將水分和無機鹽送入卡氏帶（D）原生質體外運輸與共質體運輸皆屬於主動運輸

【答案】（B）

【詳解】（A）藉主動運輸吸收無機鹽（C）原生質絲藉主動運輸將水分和無機鹽送入內皮細胞（D）原生質體外運輸屬於簡易擴散。

焦點50菌根：

1.大多數陸生植物具有菌根：

（互利共生，真菌菌絲吸收效率優於植物根毛）

（1）植物根部涵蓋面積＜真菌菌絲網狀分佈→協助吸收無機鹽

（2）真菌菌絲分解有機物、分泌物質→供植物吸收利用

（3）植物供應有機營養物（醣類、維生素）→供真菌吸收利用

2.土壤貧瘠地區：

菌根→對植物生長有重大貢獻

3.缺乏菌根→植物生長不良；大豆若缺乏菌根→缺乏磷素→發育不良

4.若將植物移至肥沃土壤→植物不必藉菌根吸收養分→真菌形成寄生現象

外生菌根

真菌菌絲圍繞木本植物根部外面

→菌絲伸入皮層外側的細胞間隙

例如：

裸子植物大多具有外生菌根

真菌菌絲不侵入根部細胞內，可形成外鞘

內生菌根

真菌菌絲形成網狀分佈、形成吸盤

→與植物根部細胞直接交換物質

例如：

被子植物大多具有內生菌根

真菌菌絲侵入根部細胞內，不形成外鞘

▲菌根：

A.外生菌根：

部分菌絲包在細胞外，另一部分菌絲則深入土壤中

B.內生菌根：

真菌菌絲可侵入細胞內

【例題】下列有關植物養分運輸和吸收的敘述，哪一項是正確的？

（A）內皮層上的卡氏帶有選擇通透的作用，水分和無機鹽類容易進入中柱（B）泌液現象是由蒸散作用導引產生的（C）植物的根常有真菌類共生，其菌絲體可幫助根吸收水分和無機鹽類（D）根毛長在成熟部之前，接近根冠和生長點的部位，以即時吸取土壤中的水分和無機鹽類【91指考】

【答案】（C）

【詳解】（A）內皮的卡氏帶無通透作用，可阻止水分和鹽類進入中柱（B）泌液現象與根壓有關，與蒸散無關（D）接近根冠和生長點的部位，不具根毛。

焦點51氮的吸收與利用：

蛋白質和核酸皆含氮元素，但大多數生物不能直接利用空氣中的氮

固氮作用：

N2＋8H+＋8e－

2NH3＋H2

（1）單棲固氮：

（例如：

念珠藻、葛仙米藻）

缺乏氮素時→形成異形細胞（具固氮功能）

N2

NH3

NH4+

合成胺基酸和含氮化合物

念珠藻亦可與滿江紅、蘇鐵共生→行共生固氮

（2）共生固氮：

（例如：

根瘤菌與豆科植物共生、念珠藻與滿江紅共生）

根瘤菌感染豆科植物的根毛→根瘤菌分泌化學物質

→刺激根部皮層和周鞘進行細胞分裂和生長→根部膨大突出形成根瘤

根瘤菌與豆科植物的共生現象具有專一性

根瘤菌的固氮酶（雙氮酶）將N2轉變為NH3，NH3溶於水形成NH4+

→NH4+經木質部運輸至莖葉供植物體利用

行共生固氮的根瘤菌稱為『類菌體』→性質已完全不同於未共生的根瘤菌

根瘤菌若未與豆科植物共生→不產生固氮酶

硝化作用

NH4+（銨鹽）

NO2－（亞硝酸鹽）

NO2－（亞硝酸鹽）

NO3－（硝酸鹽）

植物吸收NH4+和NO3－→合成蛋白質和核酸

氨化作用

動植物遺體、土壤中的腐植質

釋出氨（NH3）

脫氮作用

動植物遺體、排泄物

NH3

N2

土壤缺氧、酸化→易發生脫氮作用

【例題】下列有關根瘤菌的敘述，哪些正確？

（A）根瘤菌協助植物的固氮作用不需消耗能量（B）根瘤菌的固氮作用需要酵素的協助才能進行（C）根瘤菌與豆科植物的交互作用是互利共生的關係（D）根瘤菌寄生在植物根部導管使其增生膨大成瘤狀（E）根瘤菌是唯一可幫助植物體利用空氣中氮元素的生物【96指考】

【答案】（B）（C）

【詳解】（A）固氮作用屬於合成作用，需消耗能量（D）根瘤菌在植物根部促使皮層細胞增生膨大而形成根瘤（E）固氮桿菌和部分藍綠菌（例如念珠藻）亦可進行固氮作用。

焦點52雙子葉植物草本莖：

雙子葉植物草本莖：

較柔軟，以細胞的膨壓為支持力，例如：

菠菜、芹菜。

表皮

細胞排列緊密，外覆有角質層，具防止水分散失和保護功能。

皮層

（1）由薄壁細胞構成，含澱粉粒、結晶，可儲存水分養分、保護維管束。

（2）部分細胞含葉綠體，能行光合作用。

（3）皮層外側具有厚角細胞，具支持功能。

維管束

（1）呈環狀排列（韌皮部在外，木質部在內，二者間有形成層）

（2）具有形成層，可使莖逐年加粗。

髓

位於莖的中心，由薄壁細胞構成→儲存養分

【例題】

（1）下列有關雙子葉植物的敘述，何者正確？

【100指考】

（A）都有年輪（B）維管束散生（C）皆無形成層（D）皆有種子

（2）有關於雙子葉植物的草本莖，下列敘述何者正確？

（A）表皮和皮層的細胞皆排列緊密（B）皮層和髓皆由薄壁細胞構成

（C）厚角細胞和厚壁細胞皆分佈於皮層外側（D）形成層和木栓形成層皆具分生能力

【答案】

（1）（D）

（2）（B）

【詳解】

（1）（A）熱帶植物不具有年輪（B）單子葉植物莖的維管束散生於基本組織中；雙子葉植物莖的維管束呈環狀排列（C）單子葉植物不具形成層；雙子葉植物具有形成層（D）雙子葉植物的種子具有二枚子葉。

（2）（A）皮層由排列疏鬆的薄壁細胞構成（C）木質部和韌皮纖維皆是由厚壁細胞構成（D）草本莖不具木栓形成層。

焦點53雙子葉植物木本莖：

樹皮

表皮

細胞排列緊密，外覆有角質層，具防止水分散失和保護功能。

木栓層

細胞含木栓質，具防止水分散失和保護功能，替代表皮。

木栓形成層

由皮層外側細胞特化而來，可分裂產生木栓層（替代表皮）。

皮層

主要由薄壁細胞構成，可儲存水分和養分、保護維管束。

皮層外側具有厚角細胞，具支持功能。

韌皮部

含韌皮纖維（支持功能）和韌皮部（篩管運輸有機養分）

形成層

向外增生韌皮部＜向內增生木質部→木質部增大較快

木材（木質部）

邊材：

位於外側，新生的木質部，顏色淡，有運輸功能。

心材：

位於內側，老化的木質部，顏色深，無運輸功能。

春材（早材）：

春夏溫暖多雨→細胞大而壁薄，顏色淡。

秋材（晚材）：

秋冬寒冷乾燥→細胞小而壁厚，顏色深。

【例題】有關於雙子葉植物的木本莖，下列敘述何者正確？

（A）木栓形成層可替代表皮（B）形成層向外增生木質部的速率較快（C）邊材和心材皆可運輸水分和無機鹽類（D）春材和秋材皆是由木質部構成

【答案】（D）

【詳解】（A）木栓層替代表皮（B）形成層向內增生木質部、向外增生韌皮部

（C）心材已無運輸功能。

焦點54皮孔：

分佈

木本植物根莖樹皮表面

木栓層向外裂開呈圓形或裂縫狀的突出小孔→組織疏鬆、表皮破裂

形態

（1）向外及向內突起→形似雙凸透鏡

（2）均為死細胞、細胞間隙疏鬆

→外界空氣藉皮孔進入植物內部組織

皮孔構造

（1）閉合層

（2）填充細胞：

木栓形成層向外分生形成的疏鬆組織

（3）木栓形成層：

屬於分生組織→產生木栓層細胞及栓內層

（4）栓內層（綠皮層）：

木栓形成層向內分生形成的薄壁細胞

【例題】

（1）下列何構造無法影響水進出植物體的功能？

（A）葉面角質層（B）氣孔（C）卡氏帶（D）皮孔【100指考】

（2）有關於樹皮的構造與功能，下列敘述何者正確？

（A）雙子葉植物的莖皆具有樹皮（B）木栓形成層是由表皮細胞特化而成（C）木栓細胞含木栓質，可防止水分散失（D）樹皮藉表面的氣孔進行氣體交換

【答案】

（1）（D）

（2）（C）

【詳解】

（1）（D）皮孔可使外界空氣進入植物內部組織，與水分進出植物體無關。

（2）（A）雙子葉植物的木本莖具有樹皮，草本莖不具有樹皮（B）木栓形成層是由皮層外側的細胞特化而成（D）樹皮藉表面的皮孔進行氣體交換。

焦點55單子葉植物莖：

一年生草本：

水稻、大麥。

多年生木本：

椰子、竹子。

表皮

細胞排列緊密，外覆有角質層，具防止水分散失和保護功能。

基本組織

表皮以內、維管束以外的組織統稱為『基本組織』

（1）主要由薄壁細胞構成，可儲存水分和養分。

（2）含少數厚角細胞及厚壁細胞→支持植物體

維管束

分散於基本組織中，無形成層→莖不能持續加粗。

髓腔

稻麥竹具有中空的髓腔

功能：

可供氣體擴散（葉→髓腔→根），供應O2、排除CO2

【例題】下列單子葉與雙子葉植物根或莖的橫切面中，哪一選項中的構造可能來自同一植物？

（A）甲丙（B）甲丁（C）乙丙（D）丙丁【96指考】

【答案】（D）

【詳解】甲－雙子葉植物草本莖，乙－雙子葉植物的根，丙－單子葉植物的根，

丁－單子葉植物草本莖。

焦點56植物體內水分上升的原理：

水在導管內上升：

蒸散作用是最重要的機制。

1.葉的蒸散作用

（促使莖內形成

蒸散流）

（1）葉的蒸散作用→葉含水量降低

→葉肉細胞呈缺水狀態（葉肉細胞的滲透壓增大）

水分從木質部進入葉肉細胞

（2）離開木質部的水分子藉氫鍵與木質部水分子連結

拉動木質部內的水柱

（3）蒸散作用：

（受到光照強弱和氣孔開閉的影響）

調節植物體的溫度，有助於水分和礦物質的吸收。

2.導管的毛細作用

水分子的內聚力＋附著力→在木質部的導管內形成水柱

（1）水具極性→水分子間藉氫鍵連接→形成內聚力

（2）水具極性→水對木質部導管細胞壁具有附著力

3.根部滲透壓產生

的壓擠力（根壓）

（1）無機鹽

進入根部細胞

產生滲透壓

→水分流入根部→產生根壓

（2）根壓：

力量不大（≒1～5atm，土壤水分愈多→根壓愈大）

→水分僅能運送至草本植物或灌木的葉部

→但對草本植物的水分吸收很重要

（3）泌液作用：

（草本植物的葉緣或葉尖具有排水孔）

水液

葉脈→木質部管胞→由排水孔溢出（泌液作用）

【例題】有關於木質部的運輸原理，下列敘述何者正確？

（A）根壓是因根細胞的滲透壓和膨壓降低所致（B）蒸散作用導致導管內壓力升高（C）蒸散作用致使葉肉細胞的滲透壓增大（D）木質部與韌皮部的輸導作用皆與主動運輸有關

【答案】（C）

【詳解】（A）根壓是因根細胞的滲透壓和膨壓升高所致（B）蒸散作用導致導管內的水分減少、膨壓降低（D）木質部的輸導作用與主動運輸無關。

焦點57篩管運輸養分的原理：

莫西洛：

環剝實驗

∵環狀剝皮：

剝除形成層以外的樹皮→養分無法向下運輸

→環剝的上方呈現肥腫

∴結論：

樹皮

根部

孟克氏：

壓力流學說

（1）二個漏斗瓶口用半透膜包住

漏斗（甲）→內裝高濃度蔗糖水（滲透壓較高）

漏斗（乙）→內裝低濃度蔗糖水（滲透壓較低）

（2）二個漏斗中間用玻璃管相連（相當於韌皮部）

（3）水分滲入漏斗（甲）→蔗糖液自漏斗（甲）流向漏斗（乙）

葉部（滲透壓高處）

根部（滲透壓低處）

蚜蟲

蚜蟲的口針細長

吸食汁液

乙醚麻醉蚜蟲→將吻部切斷（留下插入韌皮部的口針）

→植物汁液從口針切口流出→分析得知篩管內主要運輸成分為蔗糖

運輸方向

糖分生產的部位

需求的部位（根莖,嫩葉,新芽,果實）

（1）生產部位

進行光合作用的葉部：

糖分

進入韌皮部→韌皮部糖分濃度增加

木質部的水分進入韌皮部→韌皮部的水壓增高

（2）需求部分

根、莖、嫩葉、新芽、果實：

根部的糖分轉為澱粉儲存→水分滲透至其他部位→根部的水壓降低

【例題】當蚜蟲將針狀口器插入植物組織吸食時，其排泄物中富含糖分，螞蟻常取食蚜蟲排泄物並驅趕蚜蟲天敵如瓢蟲。

根據這項觀察，下列哪些敘述正確？

（A）蚜蟲口器到達篩管部位（B）蚜蟲口器到達導管部位（C）螞蟻和蚜蟲的關係屬於互利共生（D）螞蟻和瓢蟲的關係屬於片利共生（E）蚜蟲最喜歡棲息在植物的根部【97指考】

【答案】（A）（C）

【詳解】（B）蚜蟲的針狀口器到達篩管部位（D）螞蟻和瓢蟲的關係屬於競爭

（E）蚜蟲棲息在植物的莖部，才能吸取植物莖部篩管的養分。

焦點58雙子葉植物葉的構造：

外形

葉片＋葉柄＋托葉（托葉是小型葉，僅有一條葉脈）

葉序

葉在枝條上的排列方式（互生、對生、輪生）

構造

角質層

防止水分散失

表皮

細胞排列緊密，具保護和防止水分散失功能，不具葉綠體

葉肉

柵狀組織

近上表皮，呈柱狀，排列緊密，葉綠體較多

海綿組織

近下表皮，不規則，排列疏鬆，葉綠體較少

葉脈

葉的維管束，上為木質部，下為韌皮部，不具形成層

氣孔

由成對的保衛細胞圍成，大多位於下表皮，具蒸散水分的功能

【例題】下列有關植物的營養器官與功能之敘述，何者正確？

（A）根帽可保護生長點，但細胞與土壤摩擦易脫落，需經常補充（B）多年生的雙子葉植物具有活躍的形成層，使莖不斷伸長（C）水生植物的葉片具有很厚的角質層，可防水分不斷滲入植物體（D）單子葉植物位於莖外部的維管束有韌皮部，位於莖內部者具有木質部【100指考】

【答案】（A）

【詳解】（B）雙子葉植物的形成層使莖不斷加粗；莖頂的分生組織使莖不斷伸長

（C）植物葉片的角質層可防水分散失，而非防水分滲入植物體（D）植物莖內部的維管束有韌皮部和木質部；莖外部無維管束。

焦點59氣孔的構造：

保衛細胞

保衛細胞是由表皮細胞特化而成，呈腎形，兩端互相接合，中間互相分離為氣孔

（1）含葉綠體、較大液泡、含多量細胞質

（2）構成細胞壁的纖維素微絲由內側向外呈輻射狀排列

（3）內側細胞壁較厚、外側的細胞壁薄：

保衛細胞吸水向外膨脹→氣孔開啟

氣孔

特徵

葉面表皮的微小細孔→通常位於葉面下表皮

直徑

氣孔直徑＞1μm（菜豆氣孔＝73μm，燕麥氣孔＝388μm）

分佈

僅上表皮具有氣孔：

浮水植物（睡蓮、浮萍）

上下表皮均有氣孔：

單子葉植物（洋蔥、玉米、水稻）

氣孔多位於下表皮：

雙子葉草本植物（向日葵、酢漿草）

僅下表皮具有氣孔：

雙子葉木本植物（秋海棠、楓、榕）

不具氣孔：

沉水植物（水蘊草）

氣孔開閉

保衛細胞內K+濃度變化→直接影響氣孔開閉

保衛細胞

CO2

K+離子

滲透壓

保衛細胞

氣孔

光照時

光合作用旺盛

減少

累積（進入保衛細胞）

升高

吸水膨脹

開放

夜晚時

呼吸作用旺盛

增加

降低（離開保衛細胞）

降低

失水萎縮

關閉

【例題】有關於氣孔的分布，下列敘述何者正確？

（A）浮萍和水蘊草皆不具氣孔（B）單子葉植物葉部氣孔大多分布於上表皮（C）雙子葉植物葉部氣孔大多分布於下表皮（D）松柏和仙人掌的氣孔皆深陷於針狀葉中

【答案】（C）

【詳解】（A）浮萍的氣孔位於上表皮（B）單子葉植物的上下表皮皆有氣孔

（D）仙人掌的葉退化成針狀構造、不具氣孔，氣孔分佈於莖的表皮。

焦點60影響氣孔開閉的因素：

光線刺激

光線刺激→保衛細胞藉主動運輸累積K+→氣孔開放

（1）保衛細胞和周圍的表皮細胞→細胞膜上具有光的受體

（2）光受體

激發『K+幫浦』→K+藉主動運輸進入保衛細胞

→保衛細胞滲透壓升高→保衛細胞吸水膨脹→氣孔開放

無光線時

無光線時→K+和水分藉擴散離開保衛細胞

→保衛細胞膨壓降低→保衛細胞萎縮、氣孔關閉

水分缺乏

水分缺乏→保衛細胞累積離素（ABA）→K+和水分自保衛細胞流出

→保衛細胞膨壓降低→保衛細胞萎縮、氣孔關閉

CO2濃度

葉部細胞間隙的CO2濃度升高→氣孔關閉

景天酸代謝植物（CAM植物）：

生長於乾旱地區→白天氣孔關閉、夜晚氣孔開放

【例題】

（1）在下列哪些環境下，植物的氣孔會打開？

（A）環境溫度太高（B）土壤水分不足（C）吉貝素濃度上升（D）離層素濃度下降（E）照射藍光，促使鉀離子進入保衛細胞【100指考】

（2）下列何者與植物氣孔的開閉調節有關？

（A）保衛細胞中的膨壓（B）保衛細胞中的鐵離子濃度（C）葉內的二氧化碳濃度（D）離層素（ABA）的累積（E）溫度的高低【92指考】

【答案】

（1）（D）（E）

（2）（A）（C）（D）（E）

【詳解】

（1）（A）環境溫度太高→氣孔關閉以減少水分散失（B）土壤水分不足→氣孔關閉以減少水分散失（C）吉貝素濃度與氣孔開閉無關（D）離層素濃度上升→氣孔關閉；離層素濃度下降→氣孔開放（E）照射藍光→鉀離子進入保衛細胞→氣孔開放。

（2）（B）保衛細胞中的鉀離子濃度與植物氣孔的開閉調節有關。