导管和筛管的功能和结构

2025年9月12日 | 分类: 【生物】

导管和筛管是植物体内负责物质运输的两种重要输导组织,它们共同构成了植物的维管束系统,但功能和结构有显著区别。
导管 (Vessel Elements / Xylem)

功能:

主要功能是运输水分和无机盐。
水分和无机盐的运输方向是自下而上,即从根部吸收后,经过茎,运输到叶片和其他地上部分,以满足光合作用、蒸腾作用等生命活动的需要。
此外,导管(更准确地说是导管所在的木质部)还具有重要的支持作用,帮助植物体挺立。

结构特点:

组成:由一系列死细胞连接而成。这些细胞成熟后,原生质体(细胞质、细胞核等)完全解体消失。
细胞壁:细胞壁增厚并木质化,增强了机械强度。增厚的方式多样(如环纹、螺纹、梯纹、网纹、孔纹),既有支持作用,又能在一定程度上适应生长。
端壁:细胞之间的横壁(端壁)在发育过程中完全溶解消失,形成连续的、中空的长管状结构,有利于水分的快速、高效运输。
存在位置:主要存在于木质部中。
运输动力:主要依靠蒸腾拉力和根压。

筛管 (Sieve Tube Elements / Phloem)

功能:

主要功能是运输有机物(如光合作用产生的糖类、氨基酸等)。
运输方向是双向的,既可以将叶片制造的有机物自上而下运输到根、茎、果实、种子等储存或消耗器官,也可以在特定时期(如春季)将储存的有机物自下而上运输到生长点(如顶芽、新叶)。
这种有机物的运输过程通常称为同化物的运输。

结构特点:

组成:由一系列活细胞(筛管分子)纵向连接而成。
细胞壁:细胞壁为初生壁,没有木质化,相对柔软。
端壁(筛板):细胞之间的横壁特化成筛板。筛板上有许多小孔,称为筛孔,细胞质通过联络索穿过筛孔与相邻细胞相连,保证了有机物运输通道的畅通。
伴胞:每个筛管分子旁边通常有一个或多个伴胞。伴胞是具有完整细胞核和丰富细胞器的活细胞,通过胞间连丝与筛管分子紧密联系。伴胞为筛管分子提供能量(ATP)和蛋白质等,调控其生理活动,对筛管的功能至关重要。
存在位置:主要存在于韧皮部中。
运输动力:主要依靠压力流动学说解释,即源端(如叶)有机物装入筛管导致渗透吸水,产生高膨压;库端(如根、果实)有机物被卸出,水随之流出,产生低膨压。这种压力差推动筛管内的汁液从源端向库端流动。

总结对比表:
特征 导管 (木质部) 筛管 (韧皮部)
运输物质 水分、无机盐 有机物(如糖类)
运输方向 自下而上(单向) 双向(可上可下)
组成细胞 死细胞 活细胞
细胞壁 增厚、木质化 初生壁、未木质化
端壁 消失,形成连续管道 特化为有筛孔的筛板
关键结构 – 筛板、联络索、伴胞
主要动力 蒸腾拉力、根压 压力差(源库压力梯度)
支持作用 强 弱