蒸腾作用transpira

1、蒸騰作用 (Transpiration),定義 途徑 機制 影響的因素 重要性,蒸騰作用的定義 (Definition of transpiration),水份從植物體表以水蒸氣 / H2O (g)的形式散失的過程,蒸騰作用的種類 (Types of transpiration),1) 氣孔蒸騰作用 (stomatal transpiration) 80 - 90% 葉部 (大多集中在下表皮 ) 及莖部 2) 角質層蒸騰作用(cuticular transpiration) 10% 葉部及莖部 3) 皮孔蒸騰作用 (lenticel transpiration) 本本莖 ( 為落葉樹的主要蒸騰過程 ),氣孔 (Stoma),由兩個保衛細胞護著 是 (葉及莖 ) 表皮上的小孔 進行氣體交換,保衛細胞 (Guard cells),呈香腸狀 / 蠶豆狀 具有葉綠體，能進行光合作用 ( 與其他表皮細胞不同 ) 沒有胞間連絲，不與其他表皮細胞相連 其細胞壁厚度不一 - 內壁較外壁厚 控制氣孔的大小 / 開關,氣孔開關的控制 (Regulation of stomatal opening),由保衛

2、細胞的硬脹度的改變而控制 氣孔的開啟 : 保衛細胞滲透吸水 變得硬脹 外壁較薄，易於拉延 使細胞呈半月形 在兩保衛細胞間形成一 空隙 氣孔開啟,氣孔的關閉 : 保衛細胞滲透失水 細胞的硬脹度 細胞形狀改變 氣孔關閉,氣孔蒸騰作用的機制 (Mechanism of stomatal transpiration),蒸騰速率的量度 (Measurement) of transpiration rate),利用 CoCl2 測試試紙變色的時間 利用蒸騰計 (potometer) - 氣泡蒸騰計 (bubble potometer) - 重量蒸騰計 (weight potometer),影響蒸騰作用的因素 (Factors affecting transpiration),可分為兩大類 : 1) 外在 / 環境因素 (external / environmental factors) 2) 內在因素 (internal factors),(1) 外在因素 (External factors),溫度 (temperature) 光 (light) 相對濕度 (relative humidity)

3、風 (wind) 泥土的水份供應 (availability of water in soil) 大氣壓力 (atmospheric pressure),(i) 溫度 (temperature),是最影響蒸騰作用的因素 提供足夠的蒸發潛熱 水份的蒸發 溫度 飽和蒸氣壓力 + 葉外的相對濕度 葉內外的水蒸氣分壓 擴散作用 / 蒸騰率 溫度 水份的擴散速率 ,淺色葉子亦較其他葉子反射較多陽光 ( 通常因為有表皮毛狀體 / 角質層 / 鱗片，這亦是一旱性特徵 ) 不易被溫度 而加熱,(ii) 光 (Light),有光 ( 如: 日間 )，氣孔開啟 進行氣孔蒸騰作用 從早上開始，蒸騰速率 無光 ( 如: 夜間 ) ，氣孔關閉 不能進行蒸騰作用 + 少量水份經皮孔蒸騰 eg. Crassulaceae - 夜間才開放氣孔，將 CO2 固定為有機酸 進行光合作用 亦 葉片的溫度 蒸騰作用,(iii) 相對濕度 (relative humidity),空氣中的濕度亦影響葉子內外間的水蒸氣濃度差 空氣中的相對濕度 氣室與大氣間的水蒸氣濃度差 擴散梯度 蒸騰率 在高地，大氣壓力 / 水蒸氣分壓亦較低 水

4、蒸氣濃度差 蒸騰率 高地植物有不少旱生特徵 / 結構,(iv) 風 (wind),在靜止的空氣中 / 無風 蒸發出外的水蒸氣積聚在氣孔外 形成不動的飽和水蒸氣層 形成一系列的擴散層 (diffusion shell) 蒸騰率 微風 吹散擴散層 保持氣室及大氣間的擴散梯度 蒸騰率,強風 氣孔關閉 停止蒸騰作用 過量失水,(v) 泥土中的水份供應 (availability of water in soil),水份供應不足 / 泥土太乾旱 水份緊附於泥粒的表面 泥土溶液的 泥土溶液與根表皮細胞間的 滲透作用 水份的吸收 水份在植物體內輸送的阻力 蒸騰率,保衛細胞失水 細胞軟縮 氣孔關閉 蒸騰率 葉肉細胞失水 細胞液的濃度 水份不易蒸發散失 蒸騰率,(vi) 大氣壓力 (atmospheric pressure),大氣壓力 ( 如: 高峭的地方 ) 水蒸氣分壓亦 蒸騰率 高山上生長的植物亦有很多旱生特徵及結構以 蒸騰率,(2) 內在因素 (Internal factors),與植物的構造及特徵有關 影響植物的蒸騰速率 植物有很多旱生式特徵及結構 (xeromorphic characteri

5、stics & structures) 水份蒸騰散失,旱生性結構及特徵,葉部的面積 / 大小 角質層 氣孔 葉面有毛 / 鱗片 落葉 捲曲葉,(i) 葉子的大小 (Size of leaves),葉片總面積 / 表面面積與體積的比例 蒸騰率 葉片總面積 / 表面面積與體積的比例 蒸騰率 適應: 植物葉片的面積大大 ( 如:針狀 ) 水份的蒸騰 : 甚至以莖部作為主要的光合器官 ( 如: 仙人掌 ),(ii) 角質層的厚度 (cuticle),影響角質層蒸騰速率 : 1) 薄角質層 角質層蒸騰速率 2) 厚角質層 角質層蒸騰速率 雙子葉植物葉片平放 與陽光垂直 上表皮的角質層較厚 角質層蒸騰作用 水份蒸發散失,蠟狀角質層亦可反射陽光 光度及熱力 蒸騰率,(iii) 氣孔 (Stomata),數目 / 密度 氣孔蒸騰速率 ( 旱生植物的氣孔數目亦較少 ) 分佈 : 雙子葉植物下表皮的氣孔數目 上表皮 ( 不平均的分佈 ) 氣孔蒸騰作用,種類 : 下陷氣孔 (sunken stomata) 蒸發散失的水蒸氣積聚在氣 孔外的穴內 形成高濕度 氣室及大氣間的水蒸氣濃度 擴散梯度 蒸騰率,(iv) 葉面有毛 (hairs on leaves),葉面有毛 / 鱗片 困著一層靜止及濕潤的空氣層 水蒸氣濃度差 擴散梯度 蒸騰率,(v) 落葉 (senesces of leaves),落葉樹 (deciduous plants) - 生長在溫帶 (temperate regions) - 在冬天時落葉 葉片的總表面積 蒸騰率 - 水亦結成冰 / 天氣乾燥 對植物的水份供應 - 溫度 水份在植物體內運送 ,(vi) 捲曲葉 (rolling of leaves),葉子捲曲 將水份困在內 其內的濕度 水蒸氣濃度差 擴散速率 蒸騰速率 如: marram grass (Ammophila),蒸騰作用的重要性 (Importance of transpiration),優點 / 功用 : 1) 降溫作用 (cooling effect) 2) 促進水份及礦物鹽的吸收及運輸 缺點 : 1) 少量缺水 植物的生長速率 2) 過份失水 凋謝、嚴重脫水、死亡,

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