2021年1月13日星期三

陸生植物與人體氣體交換的比較

 提示: 氣體交換屬於過程,比較不同的過程,基本上都根據以下各個項目,包括:

1.      What? 是甚麼? 涉及甚麼分子或因素

2.      When? 甚麼時候進行的?

3.      Where? 於甚麼位置進行? 全身抑或是透過特殊構造?

4.      How? 如何進行? 需要能量嗎?

5.      Who? 哪些構造負責?

 

比較項目

陸生植物

人體

涉及甚麼氣體

二氧化碳及氧氣

二氧化碳及氧氣

氣體的進出情況

視日間或夜間而定。

一定是吸入氧氣

呼出二氧化碳

涉及的位置

植物全身不同位置各自進行氣體交換,包括

(1)   葉片(透過氣孔)

(2)   莖部(透過皮孔)

(3)   根部(透過表皮及根毛細胞)

主要經鼻孔及口部進入,經單一管道(氣管)到達肺部,氣體交換祇於肺部進行。

甚麼時候進行

日間: 二氧化碳進入,氧氣離開

夜間: 氧氣進入,

二氧化碳離開

全日的過程基本上是一樣的,都是吸入氧氣,呼出二氧化碳

氣體交換機制

祇依靠擴散作用與外界進行氣體交換。

氣體進入植物細胞前仍需要先溶於細胞表面的水膜。

氣體進出呼吸系統是因為氣壓差的影響。

但氣體與體液進行交換則祇依靠擴散,需要先溶於水膜。

 

注意事項:

1.      留意植物與人體的氣體交換有甚麼相同及差異的地方。例如涉及的氣體是相同的,都是二氧化碳及氧氣。

2.      比較時,不要祇列出植物及人體不同的構造名稱。例如不要祇列出植物透過氣孔進行而人體透過鼻腔。因為不同的生物,自然構造的名稱不同。應以可用作比較的項目,例如植物可於全身(即葉片、莖部及根部)進行氣體交換,而人體祇透過單一位置(即鼻孔)進行。

 

進階問題:

1.      根部都需要氧氣,為何不能於葉片經氣孔吸入後運至根部使用? 但人體卻可以祇於肺部吸入後,便能把氧氣運至身體不同組織。

2.      試比較植物與人體氣體交換的效能。(提示: 甚麼因素影響氣體交換速率?)

3.      為何於睡房擺放大量植物是不適宜的?

2021年1月11日星期一

葉片如何適應光合作用

 準則

1.      吸收最多光線

2.      進行光合作用的位置獲取最多二氧化碳

3.      獲取最多水分

4.      能最快移走光合作用直接產物

 

作答時重要提示: 作答適應說明時,應利用以上的準則說明,不要祇寫「有效進行光合作用」。

 

葉片內部構造

構造

適應特徴

適應說明

角質層

透明

可讓更多光線進入柵狀組織

上表皮

薄且透明

可讓更多光線進入柵狀組織

柵狀組織

(1)   排列緊密

(2)   含有大量葉綠體

容納最多葉綠體,以便吸收最多光能

海綿組織

具氣室,細胞之間有許多空隙

氣室連接氣孔

使外界的二氧化碳更快到達含較多葉綠體的柵狀組織,提供原料進行光合作用

更易帶走氧氣這副產物,使氧氣不會積聚,從而影響光合作用速率

下表皮

薄且透明

剩餘光線可穿透至下層的葉片

具輸導組織

葉脈伸延至整塊葉片(*)

使水分更易運送至進行光合作用的細胞

 

葉綠體的適應特徵

特徵

適應說明

類囊體堆叠成基粒

可提供更大表面積,容納更多葉綠體吸收光線

基粒之間相連

讓光合作用的生成物更有效在葉綠體內運送

基質含有負責催化光合作用反應的酶

為光合作用提供足夠的催化劑

 

 

 

葉片本身

特徵

適應說明

可使由下表皮進入的二氧化碳更快達柵狀組織

面積大

可有更多表面積,吸收最大量光能

 

植株整體

特性

適應說明

莖具正向光性,彎向光源生長

使葉片可以最佳角度吸收最多光線

不同位置葉片排列呈鑲嵌狀

上下層葉片不會互相遮擋

莖頂部優先生長

可接觸更多光線

根具正向地性

可更易吸收水分,提供原料供光合作用之用

 

備註:

葉片是進行光合作的主要構造,但同時也是有花植物運送水分的主要構造,有花植物,尤其是樹木,需要依靠植物透過葉片進行蒸騰作用(即失水),產生蒸騰拉力,從而把水分從根部拉向植株上方。

 

但失水太多的話,植物會死亡! 因此葉片的構造及設計也要避免失水過多。

 

某株植物葉片最終的形態,其實取決於適應進行光合作用與防止失水過多的平衡。