植物與其他自營性生物的營養攝取與氣體交換 摘要

探索生命《生物學》140

Ludwig van Beethoven: Symphony No. 8 in F Major, Mvt 1 "Allegro vivace"

1.     所有的有機體都需要蛋白質、碳水化合物、脂質、核甘酸維持生命運作。能夠「將無機性原料製作成身體所需的有機養分」的有機體，稱為自營性 autotrophic；無法「將無機性原料製作成身體所需的有機養分」的有機體，稱為異營性heterotrophic。

2.     大部分自營性生物都能行光合作用photosynthetic，它們利用光能驅動有機化合物的合成作用；綠色植物是最大的光合作用有機體族群，它們需要二氧化碳、水、氧氣和某些礦物質養分。植物合成有機分子需要礦物質。

3.     溶解於土壤水分裡的礦物質，以離子的形式被植物吸收。土壤供應無機離子的能力，取決於土壤的肥沃度與pH值（酸鹼度）。植物的根吸收礦物質營養的程序，涉及簡單擴散、便利性擴散和主動運輸。大部分的離子經由主動運輸進入植物體。

4.     豆科植物與某些細菌形成互利共生的關係。這些細菌能夠將「氮氣」轉換成「氨」，供應植物合成「胺基酸」與其他「有機化合物」。植物回到細菌生長所需的有機化合物養分。

5.     植物光合作用所需的「二氧化碳」，以擴散作用進入葉片，由葉片內的細胞吸收。葉片的表皮有小開口氣孔，讓二氧化碳能夠穿透葉片表皮，供應葉片內的細胞使用。

6.     大部分的高等植物用「根」吸收土壤的養分。典型的「根」，有許多分支與根毛，以大幅增加吸收面積；「菌根」與維管束植物的根連結，能幫助植物吸收水和離子，讓植物在嚴苛的環境下生存。根也能吸收有機化合物，根的另一個功用是，將植物固定於土壤。

7.     根從土讓吸收的水分的其中一個方式，讓水直接穿過表皮細胞epidermal cells，沿著原生質絲構成的網絡「共質體symplast」，穿越皮層細胞cortex，進入到中柱stele；

8.     水進入根部的另一條途徑是，水穿過根的表皮後，經由細胞壁與細胞間隙構成的「非原生質apoplast」系統，穿越皮層細胞，在這個過程裡，水毋須進入細胞。

9.     然而，區隔皮層與維管束中柱的內皮endodermis，是阻斷水的障壁。內皮細胞壁周圍環繞一圈卡氏帶Casparian strip，在內皮細胞間形成防水層，水無法從內皮細胞之間滲透進中柱。因此，所以的物質都必須先進入內皮細胞，才能抵達中柱，這讓植物能夠操控流入維管組織的物質。

10. 少數光合作用植物，會以獵捕昆蟲和其他小動物來消化的方式，獲得有機化合物，補充無機飲食的不足。

11. 無論是植物或是動物，有氧呼吸都是主要的呼吸模式。大部分的有機體，包括植物，都需要獲得氧氣，排除二氧化碳廢棄物的機制。此外，植物需要二氧化碳進行光合作用。

n   翻譯編寫 Carol H. McFadden and William T. Keeton 《Biology》