植物生理 第一章 水分代谢.pptVIP

植物生理学 第一章 植物的水分代谢 水分代谢的三个过程 1.水分的吸收 2.水分的运转 3.水分的排出 第一节 植物对水分的需要 一. 植物体内的含水量 1.植物体内的含水量不均一 2.植物体内的含水量不恒定 3.含水量与植物种类、器官、组织、年龄以及生态环境有关 草本植物＞木本植物 活跃的组织器官＞衰老的组织器官 水生植物＞旱生植物＞荒漠植物 二.水在植物体内的状态 1.束缚水:被亲水物质吸附而不易流动的水 2.自由水:距亲水物质较远,能自由流动的水 细胞中的亲水物质:蛋白质、碳水化合物、膜系统、无机离子等 束缚水不参与植物的代谢，与植物的抗性有关 自由水参与植物体内的各种代谢，与代谢强弱有关 自由水／束缚水高，代谢旺，抗性差； 自由水／束缚水低，代谢弱，抗性强。 水分的生理作用 1.细胞原生质的重要组分 2.代谢过程的反应物质与介质 3.植物吸收与运转物质的溶剂 4.使植物保持挺立姿态 5.水的某些理化性质有利于植物的生命活动 （1）化学特性：极性——稳定原生质胶体 （2）力学特性：极性——内聚力、附着力——有利于水分在植物体内长距离运输 （3）热学特性：比热容、汽化热高——有利于调节植物体温 （4）光学特性：能吸收红外光，透过可见光和紫外光—有利于光合作用（尤其水生植物） 第二节 植物对水分的吸收 一.水势的概念 1.自由能：在恒温条件下可用于作功的那部分能量。 2.化学势：每摩尔任何物质的自由能叫该物质的化学势 3.偏摩尔自由能：混合物中某物质每摩尔所具有的自由能 4.水势（1）纯水的水势——1摩尔体积水的自由能（化学势） （2）溶液的水势——任一体系水的化学势与纯水的化学势之差，除以水的偏摩尔体积 ψw= μw- μow = △ μw Vw Vw （3）植物细胞的水势Ψw=ψm+ψs+ψp 水势的单位帕——Pa，1个大气压=1.01×105 Pa 水分移动方向：水势高处→水势低处 二.植物细胞对水分的吸收 1.吸胀性吸水——未液泡化的细胞吸水 （1）吸胀作用：亲水胶体吸水膨胀的现象 （2）无液泡细胞的水势ψw= ψm（ ψs=0, ψp=0） （3）植物发育过程中的吸胀吸水 风干种子萌发 果实内种子形成 休眠芽复苏 2.渗透性吸水——已液泡化细胞的吸水 (1)渗透作用:水分通过半透膜的扩散，或水分从水势高的系统通过半透膜流向水势低的系统的现象。 渗透装置 （2）植物细胞的质壁分离及其复原 质壁分离：植物细胞因液泡失水而使原生质与细胞壁逐渐分离的现象。 质壁分离复原：把已发生质壁分离的细胞放在水势较高的稀溶液或清水中，外界的水便进入细胞内，液泡膨大，整个细胞又逐渐恢复到原来状态。 质壁分离 质壁分离复原现象的应用 ①判断细胞死活，②测定细胞的渗透势， ③观察物质透过细胞壁和原生质的难易程度， ④测定物质透入液泡的速度， ⑤测定原生质粘滞性的大小。 成熟细胞的水势ψw= ψs+ ψp (3)细胞之间水分的移动 方向:取决于水势大小 从水势高处→水势低处 A → B 土壤水势＞植物水势＞大气水势 水分从土壤→植物→大气 3.代谢性吸水 (1)概念:植物利用呼吸作用产生的能量使水分经质膜进入细胞的过程。 (2)证据: ①土壤通气好，呼吸作用强，细胞吸水增强。 ②减少氧气，用呼吸抑制剂处理呼吸下降，细胞吸水减少。 代谢性吸水只占细胞吸水的一小部分。 4.水分子通道 水孔蛋白——通道蛋白 二.植物根系对水分的吸收 1.根部吸水的区域 （1）根毛区——吸水能力最强 ①根毛区吸收面积大。 ②根毛细胞壁外部为果胶质覆盖，粘性、亲水性强，有利于与土壤胶粒粘着与吸水。 ③根毛区输导组织发达，对水分运输阻力小。 （2）伸长区 （3）分生区 （4）根冠 2.根系吸水的途径 根毛 → 皮层 → 内皮层 → 中柱导管 质外体 共质体 质外体 凯氏带 3.根系吸水的动力 1）主动吸水：由于根系的生理活动维持了水势差而引起的水分吸收。 ①动力：根压 根压：根系生理活动促使液流从根部上升的压力。 ② 证明根压存在的现象： 伤流：从植物茎的基部切断，有液流不断从切口溢出的现象。 吐水：未受伤的植株处于土壤水分充足、空气湿润的环境中，叶尖或叶缘向外溢出液滴的现象。 ③ 与根压产生有关的因素 渗透作用———根处于水