BIO-W5-01 20 XP TIER 2 108課綱先修預習 早上 09:00–11:30 2026/7/15
BIOLOGY :: WEEK 05 :: OPERATED BY NOVA

植物的根莖葉：構造與功能全解析

根 · 莖 · 葉 · 維管束 · 氣孔 · 根莖葉合作系統

BIO-W5-01  |  植物的根莖葉：構造與功能全解析 特工代號：ROY  |  2026/7/15

01任務簡報

Nova 通報：

Roy，上週你建立了生物體的層次框架：細胞→組織→器官→系統→個體。
今天進入植物世界，把這個框架應用到植物身上。
根、莖、葉是植物最基本的三個營養器官，
它們各有精密的構造，各有不可取代的功能，
而且三者緊密合作，讓植物能夠生存、生長、製造養分。
今天的任務：解析每個器官的構造，理解它的功能，
以及三者如何像一個整合系統一樣運作。

今天的目標：

  • 認識根的構造（根毛、根尖）與功能
  • 認識莖的構造（維管束）與功能
  • 認識葉的構造（葉肉、氣孔、葉脈）與功能
  • 理解根、莖、葉如何合作維持植物生命活動

02今日學習來源

108課綱先修預習
植物構造與功能、生物體的組成、生態與環境
對應章節：翰林版第一冊｜第三章 植物的構造與功能（上）
今日預習主題：根莖葉的構造、功能與三者的合作關係
生活應用情境：觀察家中任一植物，找出根莖葉，思考各部位的功能

03觀看前任務 / 戰前情報

Nova 說：進入植物任務前，先啟動觀察模式。想想以下三個問題，寫在筆記本上：

Q1
植物為什麼需要根？如果沒有根，植物會怎樣？
Q2
仙人掌的莖又粗又綠，你覺得它的莖有什麼特別的功能？
Q3
葉片上有細細的「葉脈」，你猜它是做什麼用的？
先憑直覺回答，今天學完後再回來對照。

04核心技能解鎖

SKILL 01 :: 根的構造與功能
根的外部構造
根毛：根尖附近的細小毛狀突起，大幅增加吸收面積
根尖：根的最前端，有根冠保護，細胞分裂旺盛（生長區）
根的內部構造
表皮：最外層，根毛就是表皮細胞的延伸
皮層：儲存養分，水分從這裡橫向移動
維管束：中央位置，木質部（輸水）和韌皮部（輸養分）
根的主要功能
吸收水分和無機鹽（靠根毛）
固定植物體，讓植物不被風吹倒
部分植物的根有儲存養分的功能（如蘿蔔、地瓜）
根的類型
直根系：有一條明顯的主根（雙子葉植物，如蘿蔔）
鬚根系：許多細根均勻分布，沒有明顯主根（單子葉植物，如水稻、玉米）
SKILL 02 :: 莖的構造與功能
莖的外部特徵
節：莖上長葉或分枝的地方
節間：兩個節之間的部分
芽：未來會發育成枝條或花的構造
莖的內部構造
表皮：保護莖的外層，木本植物有樹皮（木栓化）
皮層：位於表皮內側
維管束（最重要的構造）：
 木質部（Xylem）：輸送水分和無機鹽，由下往上（根→莖→葉）
 韌皮部（Phloem）：輸送光合作用產生的有機養分，可以雙向輸送
髓：莖中央，儲存養分
草本 vs 木本植物莖的差異
草本植物：莖較柔軟，維管束散生或環狀排列
木本植物：有形成層，每年產生新的木質部（年輪），莖越來越粗
莖的主要功能
支撐植物體，讓葉片能夠接受陽光
輸導水分、無機鹽、有機養分（靠維管束）
部分植物的莖有儲存或光合作用功能（如仙人掌的莖含葉綠體）
SKILL 03 :: 葉的構造與功能
葉的外部構造
葉片：葉的主要扁平部分
葉柄：連接葉片與莖的部分
葉脈：葉片中的維管束，輸送水分和養分
葉的內部構造
表皮（上下各一層）：保護葉片，防止水分過度散失
 下表皮有氣孔（stomata）：由兩個保衛細胞圍成
葉肉（薄壁組織）：
 柵欄組織：靠近上表皮，細胞整齊排列，葉綠體多，光合作用主要場所
 海綿組織：靠近下表皮，細胞排列較鬆散，有大量空隙，利於氣體交換
葉脈（維管束）：支撐葉片，輸送水分和養分
葉的主要功能
光合作用：吸收光能，將CO₂和水合成有機物（葡萄糖）
蒸散作用：水分從氣孔蒸發，形成蒸散拉力，帶動水分從根往上輸送
氣體交換：氣孔開閉調節CO₂、O₂和水蒸氣的進出
氣孔的開閉機制
氣孔由兩個「保衛細胞」圍成
白天（光合作用旺盛時）：保衛細胞吸水膨脹 → 氣孔開啟
夜晚或乾旱時：保衛細胞失水 → 氣孔關閉，減少水分散失
SKILL 04 :: 根莖葉的合作系統
水分輸送路徑（由下往上）
土壤中的水分 ↓ 根毛吸收 根（皮層）→ 進入木質部 ↓ 莖（木質部）往上輸送 葉（葉脈） ↓ 氣孔蒸散，形成拉力帶動水往上走 大氣
有機養分輸送路徑
葉片（光合作用製造葡萄糖） ↓ 進入韌皮部 莖（韌皮部）往下輸送 ↓ 根（儲存或利用）
光合作用所需材料的來源
CO₂：從氣孔進入
水：根吸收，莖輸送，到達葉片
光能：葉片的葉綠體吸收
SKILL 05 :: 植物構造的生活應用
我們吃的植物部位
吃根：蘿蔔、地瓜、胡蘿蔔（根有儲存養分的功能）
吃莖：馬鈴薯（塊莖）、甘蔗（莖儲存糖分）、蓮藕（地下莖）
吃葉：高麗菜、菠菜、茶葉
注意：番茄、蘋果是果實，不是根莖葉

05補給卡

SUPPLY CARD :: BIO-W5-01 速查表
根 · 莖 · 葉 功能總覽
器官 主要功能
根 吸水（根毛）· 固定植物體 · 部分植物儲存養分
莖 支撐 · 輸導（維管束：木質部輸水，韌皮部輸養分）· 部分莖可儲存或光合
葉 光合作用（葉綠體，柵欄組織）· 蒸散作用（氣孔）· 氣體交換（氣孔）
維管束兩大組成
組成 輸送內容 方向
木質部 水分和無機鹽 由下往上（根→莖→葉）
韌皮部 光合作用產生的有機養分 可以雙向輸送
氣孔開閉：白天光合旺盛 → 保衛細胞吸水 → 氣孔開  ·  夜晚或乾旱 → 保衛細胞失水 → 氣孔關
口訣：木輸水，韌輸糖（木質部輸水，韌皮部輸養分）

06任務演練

演練一 :: 構造與功能對應（示範解析）

題目：根毛為什麼能大幅提升植物的吸水效率？

分析： - 根毛是根尖表皮細胞的延伸，非常細小，數量極多 - 大量的根毛讓根和土壤接觸的表面積大幅增加 - 表面積越大，與土壤中水分和無機鹽接觸的機會越多 - 吸收效率因此遠比沒有根毛的平滑表面高出許多 結論：根毛是「以量取勝」的策略，用極小的構造製造極大的表面積。
演練二 :: 水分輸送路徑（示範解析）

題目：說明一滴水從土壤進入植物到最後蒸散到大氣的完整路徑。

步驟一：土壤中的水分被根毛吸收（滲透作用） 步驟二：水分橫向移動，進入根的木質部 步驟三：沿著莖的木質部，由下往上輸送 步驟四：到達葉片的葉脈（維管束） 步驟五：從葉脈進入葉肉細胞 步驟六：水分氣化，從氣孔蒸散到大氣（蒸散作用） 關鍵：蒸散作用在葉片頂端製造「拉力」，帶動整個水柱由根往上移動， 就像用吸管吸飲料一樣。
演練三 :: 氣孔功能分析（示範解析）

題目：為什麼植物在乾旱時要關閉氣孔，但這樣做也有代價？

乾旱時關閉氣孔：防止水分從氣孔蒸散，保住水分 代價：氣孔關閉後，CO₂無法進入葉片 CO₂是光合作用的原料之一 氣孔關閉 → CO₂不足 → 光合作用速率下降 → 植物製造的養分減少 結論：乾旱時氣孔關閉是「兩害相權取其輕」的選擇—— 失去一些光合效率，換取保住水分不死亡。 這反映了植物對環境的適應策略。
演練四 :: 生活情境連結（示範解析）

題目：為什麼仙人掌能在沙漠中存活，而普通植物不行？

根：仙人掌根系廣布，能快速吸收稀少的雨水 莖：莖肥厚多汁，能大量儲存水分 莖含有葉綠體，可進行光合作用（代替葉片） 葉（已退化為刺）： 葉片退化成針刺，大幅減少蒸散作用的表面積 刺也可防止動物啃食 結論：仙人掌的每個構造都是針對「缺水環境」的適應， 是植物適應環境的絕佳例子。

07新手訓練場

每一關獨立作答，完成後再進入下一關。

第一關 :: 構造功能配對

將以下構造與其功能配對（構造：根毛、維管束木質部、氣孔、柵欄組織、韌皮部、根冠）：

配對
  1. 1. 保護根尖，防止生長點受損。  →  
  2. 2. 由保衛細胞圍成，調節氣體和水分進出。  →  
  3. 3. 增加根的吸收表面積，吸收水分和無機鹽。  →  
  4. 4. 將水分和無機鹽由根往上輸送到莖和葉。  →  
  5. 5. 葉肉中排列整齊、葉綠體多，光合作用主要場所。  →  
  6. 6. 將有機養分從葉片往下輸送。  →  
第二關 :: 根莖葉功能判斷

判斷以下各情況涉及哪個器官（根／莖／葉）及哪種功能：

1–5
  1. 1. 植物吸收土壤中的水分和礦物質。
    →   的   功能
  2. 2. 陽光照射下，植物製造葡萄糖。
    →   的   功能
  3. 3. 水分從植物體蒸發到空氣中。
    →   的   功能
  4. 4. 水分從根部輸送到頂端的葉片。
    →   的   功能
  5. 5. 強風吹來，植物沒有倒下。
    →   的   功能
第三關 :: 氣孔開閉判斷

判斷以下情況氣孔會開啟（O）還是關閉（C）：

O / C
  1. 1. 晴天正午，陽光充足，植物正在積極進行光合作用。 （ ）
  2. 2. 連續一週沒有下雨，土壤非常乾燥。 （ ）
  3. 3. 傍晚太陽下山後。 （ ）
  4. 4. 下雨天，土壤水分充足，光線不強。 （ ）
  5. 5. 夏天正午氣溫極高，空氣非常乾燥。 （ ）
第四關 :: 植物部位辨認

判斷我們吃的以下食物，是植物的哪個部位（根／莖／葉／其他）：

1–8
1. 菠菜  →  
2. 地瓜  →  
3. 馬鈴薯 →  
4. 甘蔗  →  
5. 高麗菜 →  
6. 蓮藕  →  
7. 胡蘿蔔 →  
8. 番茄  →  
第五關 :: 木質部與韌皮部比較

判斷以下各句描述的是木質部（X）還是韌皮部（P）：

X / P
  1. 1. 輸送水分和無機鹽，由根部往葉片方向流動。 （ ）
  2. 2. 輸送光合作用製造的有機養分，可以雙向流動。 （ ）
  3. 3. 植物死亡後，這個組織形成木材。 （ ）
  4. 4. 切斷這個組織，植物下方的根會因得不到養分而死亡。 （ ）
  5. 5. 形成層往內產生這個組織，使莖越來越粗。 （ ）

08 BOSSBoss 關卡

任務確認測驗｜通過才算完成 BIO-W5-01
完成前面所有關卡後，再來挑戰這裡。
B1 :: 綜合構造分析
B1

閱讀以下觀察記錄，回答問題：

「小明把一株白色康乃馨插入紅色染料水中，幾小時後，花瓣和葉片邊緣開始出現紅色。他切開莖的橫截面，發現莖中央有一圈紅色的點狀構造。」

1. 紅色染料水是從哪個構造被輸送到花瓣和葉片的？

2. 莖橫截面上出現的「紅色點狀構造」是什麼？說明它的功能。

3. 如果把莖的韌皮部環狀切除（樹皮環剝），上方的葉片還能繼續光合作用嗎？下方的根會怎樣？說明理由。

葉片： 
根： 
B2 :: 情境應用
B2

農夫發現他的農田在一場大雨後，土壤含水量很高，但植物卻出現萎凋（葉片下垂、不挺立）的現象，這通常是缺水的症狀。

1. 為什麼土壤含水量高，植物卻可能出現缺水症狀？（提示：根需要呼吸）

2. 葉片萎凋時，氣孔的狀態是開啟還是關閉？說明原因。

B3 :: 思考題
B3

Nova 說：這題考你的科學思維。

有些植物生長在沼澤或水中，它們的根長期浸泡在水裡，卻仍然能夠存活。一般陸地植物若根部長期泡水，卻往往會死亡。

請思考：這兩種植物的根可能有什麼不同的構造或適應特徵？說出你的推測，並解釋這樣的構造如何幫助水生植物存活。

09錯題回收

這一課最容易犯的三個錯誤：

雷區一 :: 木質部和韌皮部功能記反
✗ 常見錯誤
把木質部說成輸養分，把韌皮部說成輸水
口訣
「木輸水，韌輸糖」：木材是木質部形成的，很硬，輸水往上；韌皮部在皮層，輸送養分
補救
記住木質部輸送方向是單向（由下往上）；韌皮部可雙向
雷區二 :: 氣孔開閉條件混淆
✗ 常見錯誤
以為光合作用旺盛時氣孔應該關閉（省水），或乾旱時氣孔應該開啟（吸水）
✓ 正確
白天光合旺盛→需要CO₂→氣孔開（同時也有蒸散）；乾旱→保水優先→氣孔關
補救
口訣：氣孔是「需要工作時開，不需要或危險時關」
雷區三 :: 把光合作用說成在莖進行
✗ 常見錯誤
說植物在莖進行光合作用（一般情況下不正確）
✓ 正確
光合作用主要在葉片（柵欄組織）進行；例外：仙人掌的莖有葉綠體可進行光合
補救
一般情況下：光合作用 = 葉片；莖的主要功能是輸導和支撐

做完所有練習後，把做錯的題目記下來：

題號 我的錯誤 正確解法 / 訂正
   
   
   

10任務結算

核心技能解鎖（Section 04）— 5 項技能 6 XP
任務演練（Section 06）— 4 組演練 6 XP
新手訓練場（Section 07）— 5 關 4 XP
Boss 關卡（Section 08）— B1＋B2＋B3 4 XP
本任務 XP 合計 20 XP

今天解鎖的技能：

  • ✅ 根的構造（根毛、根冠、木質部、韌皮部）與功能（吸水、固定、儲存）
  • ✅ 莖的構造（維管束、木質部、韌皮部）與功能（支撐、輸導）
  • ✅ 葉的構造（表皮、氣孔、葉肉、葉脈）與功能（光合、蒸散、氣體交換）
  • ✅ 木質部輸水（向上）、韌皮部輸養分（雙向）
  • ✅ 氣孔開閉的條件與原因
  • ✅ 根莖葉合作完成水分輸送和養分製造的完整系統

需要注意的地方：

  • 木質部輸水，韌皮部輸養分，方向不一樣
  • 氣孔白天開（光合）、乾旱關（保水）
  • 光合作用主要在葉片，不是莖

11晚上 15 分鐘輕量任務 回家後

今晚完成三件事：

  1. 不看筆記，默寫根莖葉各自的三個功能
  2. 觀察家中任一植物的葉片，找氣孔所在位置（通常在下表皮），描述你的觀察
  3. 任務日誌：今天哪個植物構造的設計讓你最佩服？說出理由
今天觀察的植物（選填）
Nova 說：根莖葉是一個精密的整合系統，每個部分都不可缺少。今天你看到的不只是植物的零件，而是生命如何用最少的資源做到最多的事。下週繼續，我們進入植物的生理——光合作用和蒸散作用的完整機制。
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