结构推理 高大树木导管中的水柱为何可以连续不中断?如果导管中某处水柱中断了,水还能继续向上运输吗?
【正确答案】蒸腾作用产生的强大拉力把导管中的水往上拉,而导管中的水柱可以克服重力的影响而不中断,这通常可以用“内聚力学说”来解释。叶片蒸腾失水后,便从下部吸水,所以水柱一端总是受到向上的蒸腾拉力;与此同时,水柱本身的重量又使水柱下降,这样上拉下坠使水柱产生张力,木质部水柱张力为0.5~3MPa,而水分子的内聚力很大,在20MPa以上,远大于水柱张力,从而能保证水分在植物体内的向上运输。同时,水分子与导管或管胞壁的纤维素分子间还有附着力,因而维持了输导组织中水柱的连续性,使得水分不断上升。
   导管水溶液中有溶解的气体,当水柱张力增大时,溶解的气体会从水中逸出形成气泡。在张力的作用下,气泡还会不断扩大,产生气穴现象。然而,植物可以通过某些方式消除气穴造成的影响。例如气泡在某些导管中形成后会被导管分子相连处的纹孔阻挡,而被局限在一条导管中。当水分移动遇到了气泡的阻隔时,可以横向进入相邻导管的分子绕过气泡,形成一条旁路,从而保持水柱的连续性。另外,在导管内大水柱中断的情况下,水流仍可以通过微孔以小水柱的形式上升,而且水分上升也不需要全部木质部参与作用,只需要部分木质部的输导组织畅通即可。
【答案解析】