第一章 植物的水分代谢课件.ppt

植物生理学 森林资源与环境学院 张强 MobileE-Mail：zhangnju@163.com 水是生命起源的先决条件没有水就没有生命 一. 水的物理化学性质 1.2 水的物理化学特性 水的溶解性强 水具有高比热(specific heat)和高蒸发潜热（latent heat of vaporization) 水具有较大的内聚力、 粘附力和表面张力 水有较强的抗张强度 同一植株中， 不同器官、组织含水量不同 根尖、嫩梢、幼苗和绿叶 60％～90％ 树干 40～50％ 休眠芽 40％ 风干种子10％～14％ 生命活动较旺盛的部分， 水分含量较多。 1．水分是细胞质的主要成分 细胞质呈溶胶状态,保证旺盛的代谢作用正常进行 如根尖、茎尖 含量减少,细胞质成凝胶状态,生命活动大大减弱 如 休眠种子 2．水分是代谢作用过程的反应物质 光合作用 呼吸作用 有机物质合成和分解过程 都有水分参与 第二节、植物对水分的吸收 （一）、植物细胞的水势 1.概念 可用来描述体系中组分发生化学反应的本领及转移的潜在能力。 如果物质带电荷或电势不为零时的化学势称为电化学势（electrochemical potential）。 物质总是从化学势高的地方自发地转移到化学势低的地方，而化学势相等时，则呈现动态平衡。 3.植物细胞的水势组成 由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。用ψs表示。 ψs =ψπ=-π(渗透压)=-iCRT 由于压力的存在而使体系水势改变的数值，用ψp表示。 原生质吸水膨胀，对细胞壁产生压力，而细胞壁对原生质会产生一个反作用力，这就是细胞的压力势。 1、扩散（diffusion） 自发过程 不需能量 分子随热运动所造成的物质从浓度高到浓度低的，顺着浓度梯度 适合于水分短距离迁徙（水分子可以通过膜脂双分子层进入细胞内） 2、集流(mass flow) 液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动 如水在水管中的流动 水分在木质部中远距离运输,水分从土壤溶液流入植物体 水分集流与溶质浓度梯度无关 植物体的水分集流通过膜上的水孔蛋白形成的水通道实施的 依水势梯度（浓度梯度和压力梯度之和）移动 渗透是指溶剂分子通过半透膜而移动的现象 水分移动需要能量作功 图 2-1由渗透作用引起的水分运转a.烧杯中的纯水和漏斗内液面相平； b.由于渗透作用使烧杯内水面降低而漏斗内液面升高 2. 植物根系对水分的吸收 （三）土壤通气状况 CO2浓度过高或O2不足，则根的呼吸减弱，不但会影响根压的产生和根系吸水，而且还会因无氧呼吸累积较多的酒精而使根系中毒受伤。 中耕耘田，排水晒田可增加根系周围的O2,减少CO2以及消除H2S等的毒害，以增强根系的吸水和吸肥能力。 （四）土壤溶液浓度 通常土壤溶液浓度较低,水势较高，根系易于吸水。 但在盐碱地上,水中的盐分浓度高，水势低(有时低于-10MPa)，作物吸水困难。 在栽培管理中，如施用肥料过多或过于集中,也可使土壤溶液浓度骤然升高，水势下降，阻碍根系吸水，甚至还会导致根细胞水分外流，而产生“烧苗”。 第三节、植物的蒸腾作用 与一般的蒸发不同，蒸腾作用是一个生理过程，受到植物体结构和气孔行为的调节。 蒸腾作用(transpiration) -植物体内的水分以气态散失到大气中去的过程。 陆生植物在耗水量很大。一株玉米一生需耗水200kg以上。其中只有极少数（约1.5%～2%）用于体内物质代谢，绝大多数都散失到体外。水分散失的方式，除了少量以液态通过吐水的方式外，大多以气态,即以蒸腾作用的方式散失。 一、蒸腾作用的生理意义和方式 （一）蒸腾作用的生理意义 1.蒸腾拉力是植物吸水与转运水分的主要动力 2.促进木质部汁液中物质的运输 3.降低植物体的温度（夏季，绿化地带的气温比非绿化地带的气温要低3-5 ℃） 　　　　　　 4.有利于CO２的吸收、同化 （二）蒸腾作用的方式 幼小的植物,暴露在地上部分的全部表面都能蒸腾。 植物长大后,茎枝可进行皮孔蒸腾，占全部蒸腾量的0.1%，主要靠叶片蒸腾， 叶片蒸腾： 1，角质蒸腾 – 嫩叶占总蒸腾量的1/3到1/2； 成叶占总蒸腾量的3%～5%； 2，气孔蒸腾 - 蒸腾作用的主要方式。 二、气孔蒸腾 stomatal transpiration (一)气孔的形态结构及生理特点 气孔是植物表皮上一对特化的细胞─保卫细胞和由其围绕形成的开口的总称