狐狸貓今天起了個大早, 打算到公園慢跑一下,再去上學。 當他經過公園的草地時 發現步道旁的草皮似乎有點濕濕的。 奇怪,最近都沒有下雨 地面上也都是乾的 那草地上怎麼會是濕的呢? 狐狸貓蹲下來觀察草地, 發現有小水滴一顆一顆地掛在葉子邊緣, 而且仔細看, 水分整整齊齊的在葉子邊緣的尖角, 感覺不太像是有人來澆水的樣子 這些葉子邊緣的水分,是哪裡來的呢? 難道是來自植物體本身嗎? 是在什麼情況下,葉子會有這種現象呢? 這麼做的目的是什麼? 這樣植物不會缺水嗎? 在前面的單元裡有學過, 水是生物體含量最多的物質, 也是組成生物體的重要成分, 可以讓許多物質溶解在裡面成為水溶液, 以便物質進行運送等各種生理作用。 但水分過多或是過少, 都不利於這些作用的進行 因此生物體必須要維持體內水分的恆定 才能有利於生存。 前面的單元在介紹恆定性的時候有講過, 維持恆定有一項不二法則, 那就是「不夠的就增加,太多的就排除」, 所以當這些物質進入生物體 和離開生物體的量能夠達到一定的平衡時, 就可以大致的維持恆定了! 以陸生植物來說, 從根部吸收的水分, 經過木質部往上運送的過程, 除了提供細胞利用之外, 大部分都是從氣孔蒸散到空氣中。 狐狸貓這時有疑問啦: 前面學過,氣孔是分布在葉子下表皮, 那為什麼清晨的葉片邊緣會有小水珠呢? 狐狸貓,你有沒有發現, 葉片邊緣會出現小水珠的時間點, 是在清晨的時候呢 真的耶! 而且我還發現這些小水珠 都是在比較粗的葉脈末端, 真是奇妙。 這是因為在夜晚的時候, 大多數植物的氣孔會關閉, 以避免水分過多的散失。 但如果這個時候, 土壤中的水分含量太多或是空氣濕度太高, 根部吸收過多的水分, 卻沒辦法從氣孔蒸散, 則植物體內的水分就會經由維管束 送到葉子的邊緣或尖端並排出, 形成水珠。 而這種排出水分的方式, 我們稱為泌液現象或是泌溢現象。 陸生的植物, 由於四周都是空氣, 而空氣中水氣的含量比植物體內少, 所以水分就會從體內散失到空氣當中。 因此為了避免體內水分過度的散失, 所以在植物體的葉子和莖的表面 有不透水的角質層、樹皮等構造, 共同維持水分的恆定。 說到這邊,請同學一起來複習一下。 下面植物中,哪一類植物的葉子表面有最發達的角質層可以用來防止水分散失? 陸生植物 水生植物 耐蔭植物 沙漠植物 植物莖和葉子的表面 有角質層可以防止水分的散失, 而生活在沙漠這種嚴重缺水的環境裡, 植物體就需要有發達的角質層, 避免水分過度散失 狐狸貓想到 之前體育課整整打了一節課的籃球, 打完球之後覺得口好渴, 馬上喝掉一大瓶水, 結果在下課前就又忍不住的想上廁所, 難道這些都是為了維持體內水分的恆定嗎? 沒有錯,人體的水分主要是由飲食中獲得, 經由排尿、流汗、呼氣及排便來排出體外。 水分恆定的控制中樞位於腦部, 當血液中水分太少的時候, 血液的濃度會提高, 此時會刺激腦部發出指令, 讓我們的唾液分泌變少, 產生口渴的感覺, 接著人體就會去喝水, 增加體內的水分, 同時腎臟的排尿量也會減少, 降低水分的排出。 可是當血液中水分過多, 會刺激腦部, 讓流經腎臟的血液中過多的水分被過濾出來, 形成尿液排出體外, 使排尿量增加, 排除身體多餘的水分, 以維持體內水分的恆定。 當人體體內的水分太少時,人體會有許多的生理反應,下列哪一種反應是正確的? 血液濃度降低 較高濃度的血液會刺激舌頭,使人感到口渴 可由飲食當中補充水分 排尿量會增加 當血液中水分太少時, 血液的濃度會提高, 這時候濃度過高的血液 就會刺激腦部發出指令, 讓唾液的分泌變少, 產生口渴的感覺, 接著人體就會去喝水補充水分, 同時腎臟的排尿量會減少, 以降低水分的排出。 前面有學到, 陸生植物的莖和葉都具有不透水的角質層, 可以防止水分的散失, 那陸生動物也有嗎? 生活在陸地的動物 跟生活在陸地的植物一樣, 通常體表也有防止水分散失的構造喔! 例如哺乳類動物, 像人類、老鼠等皮膚的角質層。 爬蟲類動物,像是烏龜、蛇, 牠們的鱗片或是骨板。 昆蟲,像是金龜子、瓢蟲, 則是體表具有堅硬的外骨骼。 可是像兩生類動物,例如青蛙, 牠們雖然棲息在陸地, 但是皮膚無法有效的防止水分散失, 因此必須生活在潮濕的環境中。 說了這麼多,我們來測試一下, 你對於水分的恆定了解多少呢。 下面哪種生物的構造無法有效防止水分的散失? 金龜子的外骨骼 蛇的鱗片 植物表面的角質層 植物葉子下表皮張開著的氣孔 屬於昆蟲類的金龜子 利用外骨骼來防止水分散失 屬於爬蟲類的蛇 利用身體鱗片來防止水分散失 植物莖與葉子的角質層構造, 還有樹木的樹皮構造, 功能都是防止水分散失 而植物的葉片表皮上的氣孔張開, 是利於植物體進行蒸散作用, 將植物體內多餘水分散失於空氣中。 好的,今天介紹了關於植物與動物水分的調節, 我們來複習一下。 陸生植物從根部吸收水分,經由蒸散作用或泌溢現象排除體內的水分,莖和葉子有角質層可 以防止水分散失 陸生動物通常有防止水分散失的構造,例如昆蟲的外骨骼、爬蟲類的鱗片和骨板、哺乳動物 皮膚的角質層。 當人體血液中的水分太少時,會刺激腦部發出訊號,使人體感到口渴,進而使人攝取水分。 當水分攝取過多時,口渴的感覺會消失,腎臟的排尿量就會增加。 課程到這邊差不多結束啦, 最後,給你們一個小問題想想看 同學們有沒有發現在冬天時,人體的排尿量會比夏天時多,這是為什麼呢? 給大家一個提示,可以從水分恆定的觀點來思考喔! 歡迎同學去找答案,並留言在下方喔! 我們下次見,bye!