班別： 姓名： ( ) 日期：

新高中基礎生物學（第二版） 牛津大學出版社 2014

- 23 -

9 植物的營養和氣體交換

9.1 植物的營養（課本 1B，p. 9-3）

A 植物是自養生物（課本 1B，p. 9-3）

� 植物能進行(1) _______________ (photosynthesis)，利用光能把(2) _______________ 和

水製成食物（通常是(3) _______________）。

二氧化碳 + 水 碳水化合物 + 氧

光能

葉綠素

� 光能由植物的(4) _______________ 吸收，(5) _______________ 是光合作用的副產

物。

� 根部從泥土吸收(6) _______________ (mineral)，用來製造身體所需的各種物質。

氧

（釋放到空氣中）

光

葉綠素

光合作用

二氧化碳

（從空氣吸收）

礦物質

（從泥土吸收）

水

（從泥土吸收）

中間生成物

碳水化合物

脂質

蛋白質

植物物質，例如

酶、葉綠素、細

胞膜和細胞壁

▲ 植物透過光合作用製造食物

新高中基礎生物學（第二版） 牛津大學出版社 2014

- 24 -

� 由於植物能把簡單的無機物製成(7) _______________（例如碳水化合物），所以

科學家稱它們為(8) _______________ (autotroph)，並稱這種營養方式為

(9) _______________ (autotrophic nutrition)。

� 植物在大自然擔當着(10) _______________ (producer) 的角色，為其他生物提供食物

的基本來源。

B 植物所需的礦物質（課本 1B，p. 9-4）

� 植物須從泥土吸收多種(11) _______________，才能茁壯成長。泥土中的礦物質

通常以(12) _______________ (ion) 的形式存在。

� 這些礦物質離子所含的元素大致可分為兩類：(13) _______________ 元素 (major

element) 和(14) _______________ 元素 (trace element)。

� 大量元素的例子和它們在植物體內的主要功能：

元 素 主要功能 缺乏症狀

氮 (N) � 用來製造

(15) _______________

� 生長遲緩

� 葉(16) _______________

磷 (P)

� 用來製造

(17) _______________

� 參與某些酶反應

� 生長遲緩，尤其

(18) _______________ 部

� 葉出現(19) _______________ 斑

鉀 (K)

� 促進植物的光合作用

和物質轉運

� 參與某些酶反應

� 生長遲緩

� 葉捲曲，邊緣變黑

鎂 (Mg) � 用來製造

(20) _______________

� 生長遲緩

� 葉變黃

� 參 閱

實驗 9.1 設計實驗以探究不同礦物質對植物生長的影響

（課本 1B，p. 9-6；校本評核實驗作業 1B，p. 9-1）

新高中基礎生物學（第二版） 牛津大學出版社 2014

- 25 -

9.2 植物的氣體交換（課本 1B，p. 9-8）

� 植物藉(1) _______________ 進行氣體交換。

� 陸生植物的氣體交換主要在(2) _______________ 進行，其次在(3) _______________

和(4) _______________。

1 在葉進行的氣體交換

� 雙子葉植物葉的結構：

中脈 (midrib)

網狀葉脈

葉片

氣室

角質層

(8) _______________

(cuticle)

維管束

(vascular

bundle)

上表皮

(upper epidermis)

(5) _______________

(palisade mesophyll)

(6) _______________

(spongy mesophyll)

下表皮

(lower epidermis)

(7) _______________

(stoma)

木質部(xylem)

韌皮部(phloem)

(9) _______________

(guard cell)

構 造 特徵和功能

角質層 � 一層薄薄的蠟質，覆蓋上、下表皮

� 減少(10) _______________ 從葉的表面散失

上、下表皮 � 保護內層的細胞

� 除(11) _______________ 外，大多數表皮細胞都沒有葉綠體

新高中基礎生物學（第二版） 牛津大學出版社 2014

- 26 -

柵狀葉肉 � 由圓柱狀的細胞緊密排列而成，細胞有大量

(12) _______________

海綿葉肉 � 由形狀不規則的細胞組成，細胞有較少葉綠體

� 細胞之間有很多(13) _______________

氣孔 � 表皮上的小孔，(14) _______________ 進行的地方

� 由一對(15) _______________ 包圍着

保衛細胞 � 有葉綠體

� 負責控制氣孔的開合

維管束 � (16) _______________ 運送水和礦物質

� (17) _______________ 運送食物

� 在葉進行的氣體交換過程：

氣體進入葉

3

氣體離開葉

2

1 iii

ii

i

氣體進入葉 氣體離開葉

1 環境中的氣體經

(18) _______________ 擴散入氣室。

2 氣體先(19) _______________ 在葉肉

細胞濕潤的表面，然後直接擴散入

細胞。

3 氣體再擴散入鄰近細胞。

i 細胞所產生的氣體擴散入鄰近細胞，

向氣室移動。

ii 氣體擴散到葉肉細胞濕潤的表面。

iii 氣體擴散入(20) _______________，

然後經氣孔擴散到環境中。

新高中基礎生物學（第二版） 牛津大學出版社 2014

- 27 -

� 葉適應氣體交換的構造特徵：

特 徵 適應方式

葉寬大扁平 提供很大的(21) _______________ 以進行氣體

交換

葉很薄 縮短氣體擴散的距離

海綿葉肉細胞之間有很多

(22) _______________

讓氣體自由擴散

葉肉細胞的表面

(23) _______________

讓氣體在它們的表面(24) _______________，

然後藉擴散進入細胞

表皮有(25) _______________ 讓氣體自由進出葉片

有(26) _______________ 控制氣孔的開合，從而調節氣體交換的速率

2 在莖和根進行的氣體交換

� 除葉外，草本植物 (herbaceous plant) 的莖也有(27) _______________，可進行氣體

交換。

� 木本植物 (woody plant) 的莖木栓上有一些小孔，稱為(28) _______________

(lenticel)，氣體交換可在這些小孔進行。

� 根的表面沒有(29) _______________，氣體交換可在整個表面進行。

3 光強度對植物氣體交換的影響

� 植物進行光合作用時會產生(30) _______________ 和消耗(31) _______________。

另一方面，植物進行呼吸作用時則會產生(32) _______________ 和消耗

(33) _______________。因此，植物淨吸入和淨釋出哪種氣體，取決於上述兩個

過程哪個速率較高。

� (34) _______________ 速率大致恆定，但(35) _______________ 速率則會隨光強度的

增減而改變。換言之，光強度會影響植物的氣體淨吸入和淨釋出。

新高中基礎生物學（第二版） 牛津大學出版社 2014

- 28 -

光強度高時

（例如在日間）

光強度低時

（例如在夜間）

光合作用

CO2

O2

淨氣體交換

淨釋出 O2

淨吸入 CO2

呼吸作用

O2

CO2

� 光合作用速率較呼吸作用速率

(36) _______________（高 / 低）。

� 因此，植物會淨(37) _______________

（吸入 / 釋出）二氧化碳和淨

(38) _______________（吸入 / 釋出）

氧。

光合作用停止

淨氣體交換

淨吸入 O2

淨釋出 CO2

呼吸作用

O2

CO2

� (39) _______________ 停止，只有

(40) _______________ 繼續進行。

� 因此，植物會淨(41) _______________

（吸入 / 釋出）氧和淨

(42) _______________（吸入 / 釋出）

二氧化碳。

� 光強度與植物的二氧化碳交換的關係：

A B C D E

光強度 黑暗

補償點

二氧

化碳

淨吸

入量

二氧

化碳

淨釋

出量

新高中基礎生物學（第二版） 牛津大學出版社 2014

- 29 -

描 述

A

CO2

O2

在夜間：

� 只進行(43) _______________

� 釋出二氧化碳和吸入氧

B

CO2

O2

日出後，光強度逐漸增加：

� 光合作用速率漸漸上升，所消耗的二氧化碳愈來愈多

� 呼吸作用所產生的二氧化碳量維持(44) _______________

� 二氧化碳淨釋出量和氧淨吸入量減少

C

在(45) _______________ (compensation point)：

� 光合作用速率正好與呼吸作用速率(46) _______________

� 沒有淨氣體交換

D

CO2

O2

光強度繼續增加：

� 光合作用速率較呼吸作用速率(47) _______________

� 淨吸入二氧化碳和淨釋出氧

E CO2

O2

光強度增加至某一水平後：

� 二氧化碳的淨吸入量不再增加

� 其他因素（例如二氧化碳濃度）限制了

(48) _______________ 的速率

� 參 閱

實驗 9.2 檢視葉的結構

（課本 1B，p. 9-9；校本評核實驗作業 1B，p. 9-6）

實驗 9.3 利用碳酸氫鹽指示劑探究光強度對植物氣體交換的影響

（課本 1B，p. 9-13；校本評核實驗作業 1B，p. 9-9）

實驗 9.4 利用數據收集儀探究光強度對植物氣體交換的影響

（課本 1B，p. 9-14；校本評核實驗作業 1B，p. 9-12）

新高中基礎生物學（第二版） 牛津大學出版社 2014

- 30 -

參考答案

第 9 章 植物的營養和氣體交換

9.1

1 光合作用 2 二氧化碳 3 碳水化合物 4 葉綠素 5 氧

6 礦物質 7 有機物 8 自養生物 9 自養營養 10 生產者

11 礦物質 12 離子 13 大量 14 微量 15 蛋白質

16 變黃 17 核酸 18 根 19 紫色 20 葉綠素

9.2

1 擴散 2 葉 3 莖／根 4 根／莖 5 柵狀葉肉

6 海綿葉肉 7 氣孔 8 角質層 9 保衛細胞 10 水份

11 保衛細胞 12 葉綠體 13 氣室 14 氣體交換 15 保衛細胞

16 木質部 17 韌皮部 18 氣孔 19 溶解 20 氣室

21 表面積 22 氣室 23 濕潤 24 溶解 25 氣孔

26 保衛細胞 27 氣孔 28 皮孔 29 角質層 30 氧

31 二氧化碳 32 二氧化碳 33 氧 34 呼吸作用 35 光合作用

36 高 37 吸入 38 釋出 39 光合作用 40 呼吸作用

41 吸入 42 釋出 43 呼吸作用 44 不變 45 補償點

46 相等 47 高 48 光合作用