質外體和共質體之間的區別

水對所有生物體都是必不可少的。它為將溶質運輸到各個部位提供了介質。在植物中，水透過根部吸收。植物中水的運輸有三種方法：擴散、根壓和蒸騰拉力。

一些植物較矮，因此水可以透過擴散和根壓進行運輸。但是，為了將水運輸到更遠的距離，擴散和根壓是不夠的。擴散是一個非常緩慢的過程，根壓無法將水提升到更高的位置。因此，對於長距離的水分運輸，使用蒸騰拉力機制。在這裡，當水從葉片蒸發時，水分子之間會產生張力，從而相互拉扯。這種蒸騰拉力發生在木質部導管中。

為了將水運輸到木質部導管，通常有兩條途徑。它們是質外體途徑和共質體途徑。

什麼是質外體途徑？

“質外體”一詞是由一位名叫“Munch”的科學家在1930年創造的。“質外體”中的“apo”意為“遠離”，“plast”意為細胞質。質外體指的是遠離細胞質的細胞膜外的空間。它是植物細胞的死細胞部分，在運輸物質方面起著至關重要的作用。

水和幾種氣體透過質外體途徑運輸。一旦水被根部吸收，它就會穿過細胞間的空間，並繼續這樣移動，直到到達內皮層。由於內皮層對水不透水，從這裡開始，水必須遵循共質體途徑才能進入中柱鞘。

由於水不是在細胞內透過的，因此它們的運動不受細胞代謝活動的影響。運動是透過簡單的擴散進行的，並且相對較快。這是一個被動過程。在木質部中，水的運動僅透過質外體途徑進行。

最近的研究表明，不僅水，許多營養物質和其他物質也透過該途徑傳遞。並非所有物質都是簡單地透過的。其中一些物質在運輸過程中沉積在這些細胞壁內。木質部的質外體中也存在植物激素，影響離子的吸收。

透過質外體途徑的水分移動分為以下兩部分：

內皮層是這兩個區域之間的屏障。

共質體代表細胞的內部。它們指的是細胞的細胞質，這些細胞質藉助胞間連絲相互連線。它是植物組織的活體部分，水分和其他溶質的移動就發生在這裡。水透過質膜進入細胞。細胞膜上有許多嵌入脂質雙層中的載體蛋白。攜帶水的蛋白質被稱為“水通道蛋白”。水通道蛋白特別參與透過膜的水的移動。它們促進透過共質體途徑的移動。

在這裡，水透過選擇性滲透的質膜進入細胞。它只允許某些物質透過。一旦進入細胞液，這些物質的移動就會受到細胞質流動（胞質環流）的幫助。藉助於這兩個細胞之間的胞間連絲連線，水被移動到下一個細胞。

由於水是透過滲透作用穿過膜的，因此它是主動運輸。它需要能量來運輸。由於膜限制了流動，因此透過共質體的移動相對較慢。

最初存在於土壤中的水透過滲透作用被根毛吸收。這水到達根的外層，即表皮。從表皮開始，大部分水透過細胞壁之間的細胞間隙（質外體途徑）透過。一些水透過膜（共質體途徑）進入細胞內部。這水進入皮層，然後到達內皮層。

內皮層的細胞壁具有栓質沉積，被稱為凱氏帶。這一層充當質外體途徑移動的屏障。栓質是疏水的，因此不允許水透過。因此，為了穿過內皮層，水必須只遵循共質體途徑。一旦到達中柱鞘，水就只通過木質部的質外體運輸。

水在質外體途徑中移動速度更快。這是因為它可以很容易地穿過細胞間隙。而在共質體途徑中，水的移動相對較慢。因為水需要進入細胞內部，而細胞膜是選擇性滲透的，並且細胞內部的水的移動是透過細胞質流動（胞質環流）。這些都是緩慢的過程。它還需要能量才能透過共質體移動。

下表突出顯示了質外體和共質體之間的主要區別：

質外體和共質體途徑用於將水分轉運到短距離。它們將周圍土壤中的水分輸送到木質部。質外體是基於靜水壓力的簡單擴散的被動水分運輸，而共質體是基於滲透梯度的滲透作用的主動水分運輸。

大部分水和離子透過質外體途徑運輸到內皮層。從內皮層開始，大部分水分運輸是透過共質體進行的。

Pradeep Kumar

更新於：2023年7月3日

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