水分代谢

合集下载

植物生理学第1章水分代谢

3、细胞间的水分移动
土壤水势>植物根水势>茎木质部水势>叶片水势>大气水势
4、水分在植物体内的迁移方式迁移方式主要有两种：集流和扩散
（1）扩散：是物质分子（包括气体分子、水分子、溶质分子等）从高浓度区域向低浓度区域转移，直到分布均匀的现象。水分子可以从高水势区域向低水势区域扩散，但比较慢。（2）集流：是在外力的作用下，大量水分子快速运动的现象。如导管的输水作用。（ 3）渗透作用（osmosis)：是指液体通过半透膜进行扩散的现象，是扩散作用的一种特殊形式。
渗透作用（ osmosis) ：是指水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统进行扩散的现象，是扩散作用的一种特殊形式。
图1.2 渗透作用示意图
稀溶液的渗透势可用范特· 霍夫（ Vant Hoff）计算渗透压的公式来计算： ψs=ψπ=-iCRT
式中 i为溶质的解离系数； C为溶质的体积摩尔浓度（ mol· L-1 ）； R 为气体常数 (0.0083dm3· Mpa· mol-1· K-1) ； T 为绝对温度 (K) 。对于一个开放系统来说，在常温常压下，溶液的水势就等于其渗透势。
土壤中的水分是以集流的方式向根部移
动。水分移动的速率与土质有关。
农业的节水灌溉
微灌技术：有微喷灌、滴灌、渗灌及微管灌等。将灌溉水加压、过滤，经各级管道和灌水器具灌水于作物根际附近。微灌技术具有以下优点: (1) 微灌技术的节水效益更显著。与地面灌溉相比，可节水 80％～ 85 ％ .(2) 同时微灌可以与施肥结合，利用施肥器将可溶性的肥料随水施入作物根区，及时补充作物需要的水分和养分，增产效果好。 (3) 微灌可以使土壤疏松、保持颗粒状。（ 4）微灌使地表干燥，不利于杂草生长。

A53-植物生理学-7版第1章水分代谢

茎、枝等器官皮孔蒸腾 0.1%
二、气孔蒸腾
第四节植物的蒸腾作用一、概念、生理意义和方式
通常气孔的面积
（一）气孔的运动
三、根系吸水的动力
通常蒸腾植物的吸水主要是由蒸腾拉力引起的。只有春季叶片未展开时，蒸腾速率很低的植株，根压才成为主要吸水动力。
（三）影响根系吸水的土壤条件
1.土壤通气状况：通气状况良好，有利于根吸水通气状况不良：影响呼吸；根系中毒。
2.土壤温度：适宜的温度范围内土三、温根系愈吸水高的动，力根系吸水愈多
1) 溶质势：由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值,又称渗透势ψπ 。
ψs =ψπ=-π(渗透压)=-iCRT
i：等渗系数，蔗糖为1 C：质量摩尔浓度，mol/kg R：大气常数，0.008314 T：绝对温度
温带大多数作物叶组织的渗透势在-1～-2MPa，旱生植物叶片的渗透势很低，达-10MPa。
1、说明原生质层是半透膜 2、判断细胞死活 3、测定细胞的渗透势 4、观察物质通过细胞的速率。
(四)细胞的水势
一、细胞的渗透性吸水
典型植物细胞水势由4个势组成：
ψw = ψs +ψp+ ψm+ ψg
水渗压衬重透力质力
势势势势势
渗透势：（osmotic potential) 压力势：(pressure potential）重力势：（gravity potential）衬质势：（matric potential）
• 水分从植物体中散失到外界去的方式有两种：
（1）以液体状态散失到体外的，吐水现象；（2）以气体状态散逸到体外的，蒸腾作用，
第四节植物的蒸腾作用
一、概念、生理意义和方式：

植物的水分代谢

二水的生理生态作用
1、水是细胞质的主要成分 2、水是代谢过程的反应物质 3、水是物质吸收和运输的良好溶剂 4、水维持细胞的紧张度 5、水的理化性质给植物的生命活动带来了各种有利的条件 6、水能调节植物周围的小气候
以水调温以水调肥以水调气以水调湿
返回
3
三、水分在植物体内存在状况
1 植物体的含水量：不同种类、器官、年龄不同 2 水分存在形式：自由水、束缚水
2 质壁分离复原—把已发生质壁分离的细胞置于低渗溶液中，
溶液中的水分进入细胞，液泡变大，整个原生质体慢慢恢复到原来状态的现象。
返回
22
（四）植物细胞水势的组成：
Ψ w = ψs + ψ p + ψ m
Ψs ：渗透势 Ψp ：压力势 ψm ：衬质势
23
返回
渗透势—在某系统中，由于溶质颗粒的
存在,而使水势降低的值，又叫溶质势。
束缚水—被原生质胶体吸附不易流动的水特性：*不能自由移动，含量变化小，不易散失
*冰点低，不起溶剂作用 *决定原生质胶体稳定性 *与植物抗逆性有关
4
返回
植物体内的含水量（content of water in plant）
植物的种类不同含水量不同同种植物的不同器官、年龄及生活环境，其含水量不同
3、集流—指液体中成群的原子或分子（如组
成物质的各种组分）在压力梯度下共同的移动现象。
返回
14
Section 2 Absorption of water by plant cells
主要有3种方式：一、扩散 diffusion 二、集流 mass flow 三、渗透作用 osmosis
返回
Diffusion （dynamic from density）

植物生理学 2.水分代谢

区和分生区, 根毛区的吸水能力最大。)(F)
原因：(F)
①根毛区有许多根毛，增大了吸收面积； ②根毛细胞壁的外部由果胶质组成，粘性强，亲水性也强，有利于与土壤颗粒粘着和吸水；
③根毛区的输导组织发达，对水分移动的阻力小。
二根系吸水的途径
1、质外体途径 2、跨膜途径 3、共质体途径
三根系吸水的动力
角质蒸腾叶片蒸腾的方式气孔蒸腾（主要方式）
（二）气孔蒸腾
一)气孔的形态结构及生理特点
1.气孔数目多、分布广 2.气孔的面积小，蒸腾速率高 3.保卫细胞体积小,膨压变化迅速 4.保卫细胞具有多种细胞器 5.保卫细胞具有不均匀加厚的细胞壁及微纤丝结构 6.保卫细胞与周围细胞联系紧密
图2-6 气孔蒸腾的过程
（1）气孔的构造：(F)
由两个肾形的保卫细胞组成。
（2）保卫细胞的特点：外壁薄内壁厚；内有叶绿体；
有淀粉磷酸化酶。
（3）气孔运动：
（1）单位：巴（Pa）(帕)
1巴=0.987大气压=106达因/cm2
（10.2米水柱高）
（2）符号：Ψ （3）纯水的水势：0巴（4）溶液的水势：为负值（小于0）（原因）
（水分的流动是由水势高处流向水势低处。）
小结：
纯水的水势定为零，溶液的水势就成负值。溶液越浓，水势越低。水分移动需要能量。
土壤温度过高对根系吸水也不利。
原因：
①高温加速根的老化过程，吸收面积减少，吸收速率也下降。
②温度过高使酶钝化，影响根系主动吸水。
４土壤溶液浓度
根系要从土壤中吸水，根部细胞的水势必须低于土壤溶液的水势。
➢在一般情况下，土壤溶液浓度较低，水势较高，根系吸水；
➢盐碱土则相反

第三章水分代谢介绍

三、响根系吸水的外界条件
土壤温度土壤溶液浓度土壤通气和水分

土壤温度
盆栽植物如连盆放在冰块上，很快萎蔫。夏季正午用凉水浇灌植物，亦会造成萎蔫。这均是温度影响根系吸水的例子。因为温度降低时，根系吸水受抑制，但蒸腾还在进行，由于入不敷出造成植物萎蔫。
低温影响根系吸水的原因

植物中水分的存在状态

自由水结合水
结合水
由于水分子有极性，故原生质中蛋白质分子在形成空间结构时疏水基团包在内部，亲水基团（游离-COOH，-NH2和OH等）暴露在分子表面，这些亲水集团和水分子之间有很大亲和力，这就使原生质胶粒表面吸附很多水分子，形成一个水层，水分子距胶粒越近吸附力越强，水分子越不易移动，这部分水即称为结合水。
田间持水量
下过暴雨或浇过透水后，土壤中大孔隙水因重力而下降，只是一些小孔隙或毛细管中含有水分，这时的土壤含水量即称为田间持水量。最有利于根系吸水的条件即是田间持水量。因为此时大孔充满空气，小孔及毛细管又含水分，既可满足呼吸，亦可满足水的供应。如果土壤含水量大于田间持水量，大、小孔隙及毛细管均充满水分，根系即会因供氧不足反而影响吸水。
某些代谢过程的原料
水是光合作用的原料，另外许多水解反应也需要水作为代谢物。
介质
细胞中许多生化反应均在水介质中进行，如细胞呼吸的第二个阶段等；矿质元素的吸收、运输要先溶解在水介质中才可能进行；光合产物亦要溶解在水中才可运输等。
维持细胞膨压
细胞维持一定膨压需要水，这时植物叶片舒展，枝条挺立，便于接受阳光。保卫细胞维持一定膨压有利于气孔开放。细胞分裂及伸长均需一定膨压。
根系吸水途径示意图
共质体途径

第一章水分

二、吸涨吸水
1.吸涨力：亲水物质与水分子间存在亲和力，两者相互作用，吸引水分子的力量。如附着力、毛细管力、电化学作用等。
2. 吸涨作用：原生质及细胞壁的组成成分吸水膨胀的作用。
3. 吸涨吸水特点Fra bibliotek（1）液泡形成之前的主要吸水方式。
如种籽萌发、幼嫩细胞；
（2）不同物质吸涨力不同。
蛋白质、淀粉、纤维素吸涨力依
压压力的势存（在ψp而）增：加在的植水物势组。织为中正由值于或静为水0（质壁分离）。（由于细胞壁压力的存在而增加的水势。水进入细胞，使细胞的体积膨大，增加了水分向细胞外移动的趋势，）
植物组织（细胞）水势：ψW=ψS+ψm +ψp
小结：
1、纯水的自由能最大，水势最高； 2、浓度越浓水势越低； 3、水势一般以相对值表示，把纯水定为0，溶液与其相比为负值； 4、水从高水势处流向低水势处。
次递减。
（3）吸涨作用的大小就是衬质势（ψm）的大小（幼嫩细胞在形成液泡之前富
含原生质）。
三、代谢吸水利用细胞呼吸释放的能量，使水分
经过质膜而进入细胞的过程。试验证明，通气良好，细胞呼吸加
强，细胞吸水增强；相反，减少氧气或用呼吸抑制剂处理，细胞呼吸速率降低，细胞吸水减少。
第三节植物根系对水分的吸收
ψW=（μw-μ0w）/Vw=Δμw/Vw
水的偏mol体积：指加入1mol水使体系的体积发生的变化。
理解：（1）加入1mol水时，对体系体积的增量；（2）不同含水体系数值不同；（3）纯水的mol体积为18cm3/mol。（4）稀溶液，应用时代替纯水的mol体积。水势的概念：“体系中的水与纯水之间每单位体积水的自由能差”。

植物的新陈代谢的知识

植物的新陈代谢的知识植物的新陈代谢的知识植物的新陈代谢一、水分代谢植物水分代谢包括水分的吸收、运输和排出三个过程。

?1.水分的吸收?(1)细胞的渗透性吸水水分移动需要能量作功，自由能是可用于作功的能量。

通常用水势来衡量水分所含自由能的高低。

纯水的自由能最大，水势也最高。

由于溶液中的溶质分子吸引水分子，降低了水的自由能，因此，溶液中的自由能要比纯水低。

如果将纯水的水势定为0，溶液的水势就为负值。

溶液越浓，水势越低。

水分由水势高处流到水势低处。

水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象，称为渗透作用。

细胞吸水情况决定于细胞水势。

典型植物细胞水势(Ψw)由三部分组成：Ψw=Ψm+Ψs+Ψp(ψm为衬质势，Ψs为渗透势，Ψp为压力势)，渗透势，溶质势Ψ是由于溶质颗粒引起的纯水水势的变化，为负值。

压力势是由于细胞壁等压力的存在而增加的水势。

当细胞吸水而膨胀时，对细胞壁产生一种压力，即膨压。

这时细胞壁会对原生质产生反作用力，它正向作用于细胞，使细胞溶掖自由能增加，因此，压力势往往是正值。

但质壁分离时，压力势为零;剧烈蒸腾时，细胞壁表面蒸发水多于原生质体蒸发水，细胞壁随着原生质体的收缩而收缩，压力势会呈负值。

衬质势是细胞胶体物质亲水性和毛细管对水束缚而引起水势降低的值，为负值。

已形成液泡的细胞，其衬质势很小，通常省略不计，上述公式可简化为：Ψ w=Ψ丌+Ψ P。

图1—2-25表明细胞水势、渗透势和压力势在细胞不同体积中的变化。

在细胞初始质壁分离时，Ψp=0，Ψw=Ψ丌。

当细胞完全膨胀时，IΨ丌l=IΨPI，但符号相反，因此，Ψw=0，不吸水。

当叶片在剧烈蒸腾时，由于压力势为负值，水势低于渗透势。

2)细胞的吸胀作用细胞在形成液泡之前的吸水主要靠吸胀作用。

由于细胞没有液泡，Ψ丌=0，Ψp=0，所以Ψw=Ψm。

吸胀作用的大小就是衬质势的大小。

2.根系吸水的动力根系吸水有两种动力：蒸腾拉力和根压。

由于蒸腾作用使水分沿导管上升，使根吸水的力量称为蒸腾拉力。

第二章植物的水分代谢

第2章植物的水分代谢一、名词解释1. 水分代谢2. 自由水3. 束缚水5. 化学势7. 水势10. 渗透作用11. 半透膜12. 溶质势势降低的数值.溶质势表示溶液中水分潜在的渗透水平的大小,因此, 溶质势乂可称为了渗透势(osmosis potential, 兀).溶质势可用小s=RTlnNw/ V w,m公式计算,也可按范特霍夫公式小s=小TT =-iCRT计算.13. 衬质势14. 压力势15. 重力势.16. 膨压17. 集流18. 质壁别离20. 水通道蛋白22. 吸胀作用23. 根压24 .伤流25. 吐水29水分临界期.30 .蒸腾效率31. 蒸腾系数40、被动吸水41、等渗溶液42、主动吸水二、填空题1 .将一植物细胞放人纯水(体积很大)中,到达平衡时测得其小视-0.26Mpa,那么该细胞的n p为了n必.3. 将一植物细胞放入小w=0.8 MPa的溶液（体权相对细胞来说很大）中,吸水到达平衡时测得细胞的小s=-o.95MPa,那么该细胞内的小p为了,小叫.4. 某种植物形成5g十物质消耗了2.5Kg水,其蒸腾效率为了蒸腾系数为了.5. 植物体内自由水/束缚水比值降低时,植物的代谢活动 ,抗逆性o8 .利用质壁别离现象可以判断细胞、细胞的以及观测物质透过原生质层的难易程度.9 .根系吸水有主动吸水和被动吸水两种方式,前者的动力是 ,后者的动力是010 .和纯水相比,含有溶质的水溶液其冰点, 渗透势.11. 在干旱条件下,植物为了了维持体内的水分平■衡,一方面要一方面要尽量.12. 水分沿着导管或管胞上升的下端动力是,上端动力是.由丁的存在,保证水柱的连续性而使水分不断上升.这一学说在植物生理学上被称为了014. 气孔在叶面所占的面积一般为了 ,但气孔蒸腾失去了植物体内的大量水分,这是由于气孔蒸腾符合原理,这个原理的根本内容17.一般认为了,植物细胞吸水时起到半透膜作用的是：、和三个局部.19. 细胞中的自由水越多,原生质粘性 ,代谢 ,抗性.21. 植物细胞发生初始质壁别离时,其W w =;当细胞吸水到达饱和时,其W w= o22. 一般植物细胞W w= ;当细胞刚发生质壁别离时,其WW= 023. 液泡化的植物细胞,其水势主要由__________ 和成,而以忽略不计.27. 种子萌发时靠 '乍用吸水,其吸水量与关.28. 分生组织主要依靠水,形成液泡的细胞主要靠吸水.30. 以下吸水过程中水势的组分分别是：吸胀吸水W w=;渗透吸水Ww= ___________ _________ w= ;分生组织细胞吸水W w= ; 一个典型细胞水势组分,W w= ;成长植株的细胞吸水W w=31. 当细胞发生质壁别离时,压力势为了,细胞的水势等于 ,当细胞水势等于零时,细胞的和相等,但方向 .32. 当细胞处于质壁别离时,Wp= , Ww= ;当细胞充分吸水完全膨胀时,W p= , Ww= 在细胞初始质壁别离与充分吸水膨胀之间,随着细胞吸水,W s=, W p=, Ww= o35. 一个细胞的W s=-1.9Mpa, W p=0.9Mpa将其放入装有纯水的烧杯中,当到达平衡时细胞体积增加了30%该时细胞的W s为了, Wp为了, WW为了.36. 植物根部吸水水平最强的部位为了,由于.38. 植物从叶尖、叶缘分泌液滴的现象称为了 ,其动力是.40. 在暖湿天气条件下,植物吸水动力主要是 ,在十热天气下,植物吸水动力士适旦TE o41. 一般说来,蒸腾强烈的植物,吸水主要是由‘引起的,蒸腾程度很弱的植物, 吸水主要由■引起.45. _____________________ 根系吸水动力有________ 和两种.前者与有关,后者那么与关.48. 植物失水有_______ 和种方式.49. _________________________ 蒸腾可促进植物体内的和■向上运输,乂可防止叶面受到害.51.水分通过气孔扩散的速度与小孔的正比,不与小孔的正比.58. 提升保卫细胞内?_________________ 和可使气孔关闭.59. 气孔开闭的无机离子吸收（K泵）学说认为了气孔在光照下张开时,保卫细胞内子浓度升高,这是由于保卫细胞内含 ,在光照下可以产生,供应质膜上的 ,引起主动吸收子,降低保卫细胞的水势而使气孔开放.60. 在光下由于进行光合作用,保卫细胞内少,导致pH上升, _____________________ 酶在pH降低时把变为了使水势,气孑L .63.常用的蒸腾作用指标是?___________________ 和.69.植物水分代谢的三个过程为了> _______________ 和o73. ___________________________________ 作物灌水的生理指标有?和o74. 当水势作为了植物灌溉的指标时,以为了可靠.二、判断是非并改正1 .等渗溶液就是摩尔数相等的溶液.（）2. 纯水的水势为了零,叶片完全吸水膨胀时水势也为了零,因此此时叶片内水为了纯水. （）3. 蒸腾拉力引起被动吸水,这种吸水与水势梯度无关.（）4. 细胞间水分流动的方向取决于它们的水势差. （）5. 植物对水分的吸收、运输和散失过程称为了蒸腾作用. （）6. 将一充分吸水饱和的细胞放入比其细胞液浓度低10倍的溶液中,其体积变小.（）7. 溶液的渗透势等于其渗透压的负值,因此可用公式：小s=-icRT来计算.（）8. 从植物受伤或折断处溢出液体的现象称为了伤流,通过测定伤流的量分可以了解根系生理活动的强弱.（）9. 在正常晴天情况下,植物叶片水势从早晨t中午t黄昏的改变趋势低t高t低.（）10. 将一植物细胞放入与其渗透势相等的糖溶液中,该细胞既不吸水也不失水.（）11. 在一个含有水分的体系中,水参加化学反响的本领或者转移的方向和限度也可以用系统中水的化学势来反映.（）12. 有一充分饱和的细胞,将其放入比细胞液浓度低50倍的溶液中,那么体积不变. （）13.1M蔗糖溶液和1M NaCI溶液的渗透势是相同的.（）14、氢键的存在是水的比热和气化热都高的重要因素. （）15、植物被动吸水的动力来自叶片的蒸腾作用所产生的蒸腾拉力, 而与相邻细胞间的水势梯度无关.（）16、已液泡化的植物活细胞,因其原生质体被水分所饱和,所以衬质势所占比例很小. （）17、植物的水势低于空气的水势,所以水分才能蒸发到空气中. （）18、植物细胞的水势永远是负值,而植物细胞的压力势却永远是正值. （）19、一个细胞放入某浓度的溶液中时, 假设细胞液浓度与外界溶液的浓度相等, 那么细胞水势不变.（）四、I可答题与计算题2. 植物在纯水中培养一段时间后,如果给水中参加一些盐,植物会发生暂时萎焉,为了什么？3. 十旱时不宜给植物施肥,为了什么？4. 为了什么夏季晴天中午不能用井水浇灌作物？6. 一植物细胞的小w =-0.8MPa,在初始质壁别离时小s = -1.6 MPa,设该细胞在初始质壁别离时比原来体积缩小4%,计算其原来的小s和小p.12. 土壤里的水从植物的哪局部进入植物, 乂从哪局部离开植物,其间的通道如何？动力如何？13. 植物受涝后,叶片为了何会萎^或变黄？14. 植物如何维持其体温的相对恒定？15. 低温抑制根系吸水的主要原因是什么？16. 以下观点是否正确,为了什么？(1) 一个细胞放入某一浓度的溶液中时,假设细胞液浓度与外界溶液的浓度相等,那么体积不变.(2) 假设细胞的W p=—W s,将其放入某一溶液中时,那么体积不变.(3) 细胞的Ww=Ws,将其放入纯水中,那么体积不变.(4) 有一充分饱和的细胞,将其放入比细胞液浓度低50倍的溶液中,那么体积不变.17. 简述有关气孔开闭的无机离子(<)吸收学说.18. 设一个细胞的中w = — 8巴,初始质壁别离时的W s=- 16巴,假假设该细胞在初始质壁别离时比原来的体积缩小4%计算其原来的W s和W p各为了多少巴？19. 简述植物叶片水势的日改变20. 植物代谢旺盛的部位为了什么自由水较多？21. 简述气孔开闭的主要机理.22 .什么叫质壁别离现象？钻研质壁别离有什么意义？23. 分析产生以下实验结果的机理生长旺盛的麦苗在适温、高温条件下：(1)加水,有吐水现象；(2)加20%Nacl 无明显吐水；(3)冷冻处理,无明显吐水24. 在农业生产上对农作物进行合理灌溉的依据有哪些？26. M季土壤灌水,最好在早晨或黄昏进行较为了合理,为了什么？28.在正常的和十热的天气条件下,气孔开闭的日改变曲线有何不同,为了什么？31. 何谓根压,怎样证明根压的存在？32. 举例说明植物存在主动吸水和被动吸水？34.化肥施用过多为了什么会产生“烧苗〞现象？38. 为了什么在植物移栽时,要剪掉一局部叶子,根部还要带土？39. 夏季中午植物为了什么经常出现萎^现象？41. 光是怎样引起植物的气孔开放的？42. 试述水分对植物的生理生态作用？第3章植物的矿质与氮素营养一、名词解释溶液培养法砂基培养法被动吸收主动吸收.|膜转运蛋白离子通道载体共转运生理酸性盐生理碱性盐生理中性盐单盐蠹害团.离子拮抗平衡溶液叶面营养诱导酶硝酸复原酶单盐蠹害平衡溶液41、离子拮抗42、养分临界期43、再利用元素45. 外连丝46. 植物营养最大效率期47. 协同效应二、填空题1 .确定某种元素是否为了植物必需元素时,常用法.2. 现已确定,植物必需大量元素有;微量元素有.3. 以下各酶含有什么金届离子：碳酸酎酶,多酚氧化酶 ,细胞色素氧化酶 ,过氧化氢酶 , 固氮酶.5. 华北、西北地区果树小叶病是由于缺乏元素的缘故.6. 油菜花而不实由丁缺引起.7. 豆科植物的共生固氮作用需要三种元素参加,它们是、和08. 离子扩散的方向取决丁和的相对数值大小.10. 一般来说,外界溶液的pbfi对根系吸收盐分的影响是,阳离子的吸收值随pH 的, 而阴离子的吸收随pH的.11. (NH4) 2SO是届丁生理性盐,NaNG是届丁生理性盐.14. 根部吸收的无机离子是通过向上运输的,但也能横向运输到 <喷在叶面的有机和无机物质是通过运输到植株各局部的.衰老器官解体的原生质与高分子颗粒还可通过向新生器官转移.15. 是表皮细胞外壁的通道,它从角质层的内外表延伸到表皮细胞的质膜, 其中充满表皮细胞原生质体的分泌物.16. 在16种植物面必需元素中,只有 ______ 4 ____ 种不存在丁灰分中.17. 这所以被称为了肥料三要素,这是由于.19. 从无机氮所形成的第一个有机氮化合物主要是 .20. 根吸收矿质元素最活泼的区域是.对丁难丁再利用的必需元素,其缺乏病症最先出现在O21. 可再利用的元素从老叶向幼嫩局部的运输通道是.22. 根外追肥时,喷在叶面的物质进入叶细胞后,是通过通道运输到植物多局部的.23. 业硝酸复原成氨是在细胞的中进行的.对丁非光合细胞,是在中进行的；而对丁光合细胞,那么是在中进行的.24. 根对矿质元素的吸收有主动吸收和被动吸收两种,在实际情况下,以吸收为了主.25. 水稻等植物叶片中天冬酰胺的含量可作为了诊断的生理指标.28.硝酸盐复原速度白天比夜间 ,这是由于叶片在光下形成的和能促进硝酸盐的复原.33. 钻研矿质营养常用的方法有 ______ 和.34. 确定必需元素的三条标准是、和39. ________________________________________ 老叶和茎秆出现红色或紫色常是由于缺__________________________________________ 所致,它使基部茎叶片积累大量合成,所以产生红色.41.缺Ca的显著病症是由于Ca是构成的成分之一.43. 缺Mg能影响成,从而引起状.44. 缺Mg会影响成,从而引起脉间状.45. 缺Fe能影响成,从而引起绿.49. 油菜“花而不实〞与缺元素关；豆科植物根瘤发育不好与缺元素有关.50. 在必需元素中,金届元素生长素合成有关,而___________________和那么与光合作用分解水,释放氧气有关.53. 缺乏必需元素? ?> 等,均可引起植物产生缺绿病.55. 缺N和缺Fe都能引起缺绿病,二者区别在丁缺氮病,缺铁病.56. 植物必需元素中,■元素与生长素有关,■等元素参加光合作用中水的分解.58. 当缺乏> ?■等元素时,其病症先在嫩叶或生长点出现.59. 当缺乏? : 元素时,其病症先在老叶出现.62. 植物细胞吸收矿质元素的三种方式为了?和o63. 离子扩散除取决丁化学势梯度外,还取决丁梯度,二者合起来称为了66. 支持载体学说的实验证据是 ______ 和象的存在.67. 长期施用硝态氮肥,可能导致土壤故称这类化肥为了.68. 土壤中施用NHNO3 土壤pH 因此该化肥届于 .73.根外追肥和喷药等,主要是通过_________ 和入植物体的.78. _________________________________________ 根部吸收矿质元素,其向上运输的动力是__________________________________________ 和.79. 栽培叶菜类应多施 ____ 肥,栽培块根、块茎作物在后期应多施巴.81.植物合理施月巴的指标有 , , _______________ 和等.83.水稻叶鞘中的量过高,常是N营养缺乏的指标.85.白菜十心病、苹果疮痂病与缺元素有关；幼叶先期脉间失绿,后呈灰白色与缺元素有关.四、判断是非并改正1. 植物吸收矿质元素最活泼区域是根尖分生区.（）2. 植物从土壤溶液中既吸收硝态氮,乂吸收铉态氮.（）3. 植物吸收矿质元素和水分间的关系是正相关.（）4. NH4NOH于生理酸性盐,（NH4）2SO届于生理碱’性盐.（）5. 植物体内的钾一般不形成稳定的结构物质.（）6. 缺N时植物的幼叶首先变黄.（）7. 温度越高,细胞膜的透性就越高,也就越有利于矿质元素的吸收.（）8. 植物根系通过被动吸收到达杜南平衡时, 细胞内阴阳离子的浓度都相等.（）9. 氮不是矿质元素,而是灰分元素.（）10. 同族的离子问不会发生拮抗作用.（）11. 固氮酶具有对多种底物起作用的功能.（）12. 用毛笔蘸一些0.5%硫酸业铁溶液,在幼叶上写一个“ Mg'字,五天后在叶片上出现了一个明显的绿色,“Mg'字,说明该植物缺镁而缺铁.（）13. 根部吸收各离子的数量不与溶液中的离子成比例. （）14. 把固氮菌（Azoto bacter）培养在含有15NH的培养基中,固氮水平立刻停止.（）15. 植物吸收矿质元素最活泼的区域是根尖的分生区. （）16. N、P、K之所以被称为了“肥料三要素〞,是由于它们比其它必需矿质元素更重要. （）17. 所有植物完全只能依靠根吸SO2以提供其生长发育必需的硫元素五、问答题1. 植物必需元素具备哪些条件？2. 根外施肥有哪些优点？3. 试述矿质元素的综合生理作用.4. 植物营养必需的大量元素有哪几种？其中哪些是以阴离子状态被吸收？哪些以阳离子状态被吸收？哪些可以以阴离子或阳离子状态吸收？写出这些离子,并讨论外界溶液pHM阴、阳离子吸收的影响.5. 现配制了4种溶液（表3.1）,每种溶液的总浓度都相同.用这些液培养已发育的小麦种子,14d后测得数据如表3.1所示.请分析其结及原因.表3.1 小麦的溶液培养6. 用溶液培养法钻研番茄的氮、磷、钾元素缺乏症时,忘记培养缸上贴标签.培养21d后发现A处理的番茄叶片卷缩.有缺绿斑,叶边枯焦,老叶病症比幼叶的更为了显著.B处理的番班叶干黄脱落,幼叶灰绿,叶柄叶脉呈紫色,根细而长,幼叶较老的缺乏症轻,整株生长缓慢.C处理的番茄叶片紫红色,叶及叶柄上有坏死斑,老叶病症较幼叶病症更明显,根系发育差,整枝生长慢.请你根据这些病症,为了不同处理的培养缸补贴标签.10. 支持矿质元素主动吸收的载体学说有哪些实验证据？并解释之.11. N肥过多时,植物表现出哪些失调病症？为了什么？13. 肥料适当深施有什么好处？14. 为了什么在石灰性土壤上施用NH4 N时,作物的长势较施用N03 N的好？15. 为了什么叶中的天冬酰胺或淀粉含量可作为了某些作物施用N肥的生理指标？22. 在含有Fe、K、P、Ca B、Mg C& S、Mn等营养元素的培养液中培养棉花,当棉苗第四片叶展开时,在第一片叶上出现了缺绿症,问该缺乏症是由丁上述元素中哪种元素含量缺乏而引起的？为了什么？27. 影响植物根部吸收矿质的主要因素有哪些？28. 何为了根外营养？其结构根底是什么？它有何优越性？29. 试述盐分吸收与水分吸收的关系？30. 为了了确切地证实某种元素是植物必需的微量元素,要做哪些实验？32. 试述根部吸收矿质的过程.33. 试述矿物质在植物体内运输的形式与途径,可用什么方法证明？34. 什么是营养临界期及营养最大效率期？它们对作物产量形成有何影响？35. 为了什么说施肥增产的原因是间接的？主要表现在哪些方面？36. 为了使肥效充分发挥,生产上常采取哪些主要举措？37. 必需矿质元素应具备哪几条标准？目前植物必需元素共有多少种？其中大量与微量元素各为了多少种？各是指哪些元素？38. 作物矿质元素是否缺乏,如何诊断？40. 根部吸收离子的数量总与土壤溶液（或培养液）中离子的数量成比例,对吗？为了什么？41. 为了什么在正常情况下植物体内业硝酸盐（NO2 ）不会积累？44. 施肥如何才能做到合理？46. 何谓溶液培养？它在管理方面应注意什么？47. 缺氮与缺铁为了什么都能引起缺绿病,二者病症区别在哪里？48. 怎样才能证明某种元素是植物的必需？在进行这一工作时应注意些什么？49. 为了什么说水分和矿质元素的吸收是两个既相对独立,乂有密关系的生理过程.53. 如何理解“麦浇芽〞、“菜浇花〞？54. 浅谈矿质营养在植物体内的运输.56.简述植物NO3与光合作用的关系.61.如何提升植物养分利用效率？。

水分代谢

蒸腾作用叶肉细胞水势下降吸取导管水分吸取根系水分吸取土壤水分，这种力称为蒸腾拉力。（存在于木质部的负压力）
方式：
主动吸水与被动吸水
（三）影响根系吸水的外界条件
1. 土壤水分状况：
有效水：可被植物利用的水（- 0.05MPa ~ - 0.3MPa）。萎蔫系数：植物发生永久萎蔫时的土壤含水量。
m为负值。
衬质：物系中能够提供与水相互作用的表面物质， eg：细胞中的纤维素、蛋白质等大分子亲水胶体物质、毛细管、土壤中的矿质颗粒。 m 存在特点： 1. 高含水量组织衬质势的绝对值则很小， m趋于0，
忽略不计
如：成熟细胞（原生质为一个薄层，液泡中大分子物质含量低） 2. 风干的种子，干燥土壤m 较高。（苍耳可达－100MPa）。
w= w
-
w0
J/mol
令纯水的水势为零。物系中的水势：w ＝负值 1966 年 Kramer 偏摩尔体积无限大的多组分体系中，加入一摩尔某物质时引起体系体积的增加量。水的偏摩尔体积近似为 18*10-6 m3/mol
w
-
w0
△ w

w = V
= V
物系中的水势是：同温同压下物系中的水与纯水间每偏摩尔体积的化学势差。
（2）根压产生的原因：
土壤离子
跨膜运输释放内皮层中柱内自由空间
消耗ATP
促进吸水增大根内外水势差降低水势，（3）存在条件：蒸腾小，土壤水势高。
2. 蒸腾拉力（transpirational pull）： ————蒸腾作用产生的吸水力
由地上部分的蒸腾作用引起水势差促进根系吸水 ————————被动吸水（不消耗自身能量）
电解质 w ＝ s ＝－iCRT

植物生理学-第一章植物水分代谢

i:解离系数，C：溶质浓度 R：气体常数，T：绝对温度
细胞中含有大量溶质，其溶质势为各溶质势的总和。
(2)压力势(pressure potential)
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。
(3)衬质势(matric potential)
Ψm ：衬质势，由于细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值。恒为负值。
未形成液泡的细胞有一定的衬质势（如干燥种子的可达-100MPa）。
干燥种子的水势：ψw = ψm
已形成液泡的细胞衬质势很大，但绝对值很小（趋于零），可忽略不计,故具有液泡的成熟细胞：
2.水势单位: 帕（Pa）、巴(bar)、大气压
(atm)。
兆帕（MPa) 1Mpa=106 Pa
1bar (巴)=0.1 MPa
=0.987 atm (大气压)
1标准atm=1.013×105 Pa
=1.013 bar
化学势是能量概念，单位为J／mol [J=N（牛顿）·m]，
偏摩尔体积的单位为m3／mol，
细胞吸水情况决定于细胞水势。典型细胞水势ψw是由3个势组成的：
ψw = ψs +ψp+ ψm
水渗压衬透力质
势势势势
(1)溶质势(solute potential) 渗透势(osmotic potential)
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
两者相除并化简，得N／m2，成为压力单位帕Pa
这样就把以能量为单位的化学势转化为以压力为单位的水势。

水分代谢

二、含水体系的水势组分１.纯水的水势ψow 为零
零值并不是没有水势，就好比定海平面为海拔高度为0 一样，作为一个参比值。
２.溶质势ψs (solute potential)
由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。 ➢ 溶液的水势为负值
➢ 溶质势表示溶液中水分潜在的渗透能力的大小,因此溶质势又可称为渗透势(ψπ，osmotic potential )
四、植物细胞对水分的吸收
（一）、植物细胞的水势
细胞水势的组分
与开放的溶液体系不同，植物细胞外有细胞壁，内有大液泡，液泡中有溶质，还有多种亲水衬质，因此植物细胞水势至少要受到三个组分的影响，即溶质势ψs、压力势ψp和衬质势ψm。细胞的水势公式： ψw＝ψs＋ ψp ＋ψm １.细胞的溶质势（osmotic potential，）：溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值。用负值表示。亦称渗透势s）。植物细胞中含有大量溶质：无机离子、糖类、有机酸、色素、悬浮在细胞液中的蛋白质、核酸等高分子物质也可视为溶质。
渗透作用演示
杯中，水分子可透过半透膜，而蔗糖不
能通过，烧杯中纯水的水势高于蔗糖溶
液的水势，水自发地向漏斗内运ห้องสมุดไป่ตู้而使
漏斗内的液面逐渐升高(静水压上升)。
➢当半透膜两侧水势相等时，水分子的进出达到动态平衡。此时：
膜内水势＝膜外纯水水势＝0 即ψs＋ψp＝0， ψp ＝－ ψs
这时半透膜上方的压力势就等于负的糖液的渗透势。
➢ 稀溶液的溶质势可用范特霍夫(Vant Hoff)公式（经验公式）来计算：
ψs＝ψπ= -iCRT
式中ψs: 溶质势； ψπ : 渗透势； π: 渗透压 i:溶质的解离系数, C:质量摩尔浓度(mol·kg-1)； R:气体常数(0.0083dm3·MPa·mol-1·K-1)； T:绝对温度(K)

植物生理学第二章水分代谢

液泡内的细胞液含许多溶解在水中的物质，具有水势。
植物置于浓溶液中，由于细胞壁的伸缩性有限，而原生质层的伸缩性较大，当细胞继续失水时，原生质层便和
细胞壁慢慢分离开来，这种现象被称为质壁分离。
洋葱上表皮细胞的质壁分离
刚开始发生质壁分离
明显发生质壁分离
把发生了质壁分离的细胞浸在水势较高的稀溶液或清
第二节植物细胞对水分的吸收
一、扩散（diffusion）物质分子从高浓度（高化学势）区域向低浓
度（低化学势）区域转移，直到均匀分布的现象。扩散速度与物质的浓度梯度成正比。扩散适合水分的短距离移动。
水的蒸发、叶片的蒸腾作用都是水分子扩散现象。
二、集流（mass flow）
液体中成群的原子或分子在压力梯度作用下共同移动的现象。
AQPs（水孔蛋白）调节水分子运转的机理
1.基因水平：通过调节水孔蛋白基因的表达而影响其丰度及分布，
从而影响水分代谢。干旱、蓝光、ABA、GA和BR可诱导水孔蛋白基因的
表达。 2.蛋白水平：
通过改变水孔蛋白的活性，可以在很大程度上快速而灵活的调节水分子的跨膜运转。
水孔蛋白的磷酸化可使其活性提高，而HgCl2等则可抑制水孔蛋白的活性。
况下，混合体系中1mol该物质所占的有效体积。
单位：水势=水的化学势/水的偏摩尔体积
=J • mol-1/m3 • mol-1 = N • m • mol-1/m 3• mol-1 =N • m-2 =Pa
纯水 Ψow=零
零值并不是没有水势，就好比定海平面为海拔高度为0 一样，作为一个参比值。
溶液： ➢溶液的水势为负值，浓度越大，水势越低。
4、5、6），形成5个环（图中标为A、B、 C、D、E），其中B 环和E环最为重要。

植物生理学知识重点

第一章植物的水分代谢水分代谢（water metabolism）植物对水分的吸收，水分在植物体内的运输利用以及水分的散失是构成植物水分代谢的不可分割的三个方面。

水分代谢的作用是维持植物体内水分平衡第一节水在植物生命活动中的重要性一、水的理化性质水的很多性质都是由其分子结构决定的。

水分子的结构具有如下特点：1. 水分子有很强的极性.2. 水分子之间通过氢键形成很强的内聚力3.水极容易与其它极性分子结合.一、水的理化性质（一）在生理温度下是液体由于水分子有很强的分子间力(氢键的作用), 所以, 虽然分子很小(分子量18), 但在生理温度下是液体. 这对于生命非常重要.（二）高比热因为需要很高的能量来破坏氢键，所以，水的比热很高。

由于植物体含有大量的水分，所以当环境温度变化较大，植物体吸收或散失较多热能时，植物仍能维持相当恒定的体温（三）高气化热这同样是由于水分之间的氢键造成的，破坏氢键需要很高的能量。

在炎热的夏天植物通过蒸腾作用散失水分，可以降低体温。

（四）高内聚力、粘附力和表面张力由于水分子间有很强的内聚力可以使木质部导管的水柱在受到很大张力的条件下不致于断裂，保证水分能运到很高的植株顶部。

水分子间的亲和力还导致水有很高的表面张力。

（五）水是很好的溶剂由于水分子的极性，它是电解质和极性分子如糖、蛋白质和氨基酸等强有力的溶剂水分子在细胞壁和细胞膜表面形成水膜，保护分子的结构。

水是代谢反应的参与者（水解、光合等）。

水作为许多反应的介质和溶剂，同时由于水的惰性不会轻易干扰其它代谢反应（二）水分在植物体内的存在状态1. 束缚水与自由水束缚水（bound water）：靠近胶粒并被紧密吸附而不易流动的水分，叫做束缚水自由水（free water）：距胶粒较远，能自由移动的水分叫自由水。

自由水、束缚水与代谢的关系：自由水参与各种代谢活动，其数量的多少直接影响植物代谢强度，自由水含量越高，植物的代谢越旺盛。

束缚水不参与代谢活动，束缚水含量越高，植物代谢活动越弱，越冬植物的休眠芽和干燥种子里所含的水基本上是束缚水，这时植物以微弱的代谢活动渡过不良的环境条件。

植物生理学名词解释

第二章：植物的水分代谢1.水分代谢：植物对水分的吸收、转运和散失的过程。

2.比热容：使单位质量的物质温度升高1℃所需的热量。

3.沸点：随着温度的升高，水的蒸汽压升高，当液体蒸汽压等于外界压力时的温度。

4.汽化热：在一定的温度下，将单位质量的物质由液态变为气态所需的热量。

5.内聚力：同类分子间具有的分子间引力。

6.表面张力：处于界面的水分子均受到垂直向内的拉力，这种作用于单位长度表面上的力。

7.抗张强度：某种物质抵抗张力或拉力的能力。

8.不可压缩性：自然界中液体体积难以压缩的特性。

可以保持植物的固有姿态。

9.束缚水：又称结合水，是存在于细胞原生质胶体颗粒周围或存在于大分子结构空间中被牢固吸附着的水分。

10.自由水：存在于细胞间隙、原生质胶粒间、液泡中、导管和管胞内以及植物体其他间隙中的水分。

11.水势：指相同温度下，一个系统中1偏摩尔容积的混合溶液体系与1偏摩尔容积纯水之间自由能的差数。

12.溶质势：由于水中溶质颗粒的存在而引起细胞水势下降的数值，这部分降低的数值又名渗透势。

13.压力势：由于细胞吸水膨胀，使原生质向外对细胞壁产生膨压，而细胞壁向内产生的反作用力—壁压的存在使细胞水势升高的数值，一般为正值。

初始质壁分离时压力势为0，植物剧烈蒸腾时，为负值，水势下降。

14.衬质势：由于亲水的衬质与水分子间的相互作用而使水的自由能下降的那部分数值，为负值。

15.重力势：指水分在重力场中由于存在高度差而受重力作用，使水势升高的数值。

16.扩散：物质分子由高化学势向较低化学势运转直到在空间均匀分布的趋势。

（小距离）17.集流：由于压力差的存在而形成的大量分子集体的运动。

（大距离）18.质壁分离：外界浓度大于细胞液浓度，细胞失水，原生质体体积缩小的现象。

19.质壁分离复原：把质壁分离的细胞重新置于比细胞液浓度小的外界溶液中时，细胞吸水，原生质体恢复原状的现象。

20.水孔蛋白（AQP）：在原生质膜和液泡膜中存在一些蛋白，这些蛋白起着选择性水通道的作用，这些蛋白就称为水孔蛋白或水通道蛋白。

第二章植物的水分代谢56节

节水，使根系保持良好水分,空气,营养状态；成本大
滴灌比传统灌溉方式节水70－80％
调亏灌溉（regulated deficit irrigation, RDI）一种新型节水技术
作物营养生长旺期作物需水临界期
适度亏水充分供水
促控结合提高水利用效率，增加作物产量。
三、合理灌溉增产原因
（一）合理灌溉的生理效应
一、水分运输的途径
土壤水分→根毛→根皮层→根中柱鞘→根导管→ 茎导管→叶柄导管→叶脉导管→叶肉细胞→叶肉细胞间隙→气孔下腔→气孔→大气。
在这段过程中，一部分要经过活细胞即共质体进行，另一部分要经过死细胞即质外体进行。
1.经共质体（活细胞）运输：水分由根毛到根部导管必须要经过内皮层细胞。此外，由叶
蒸腾拉力－内聚力－张力学说
（transpiration-cohesive-tension theory）
十九世纪末期爱尔兰人迪克松（Dixon H. H. ）提出。
理论要点：
相同分子之间有相互吸引的力量，称为内聚力。水分子之间的内聚力很大，与此同时，水柱本身的重量又使水柱下降。这样上拉下坠使水产生张力（tension）。一般讲，水分子内聚力要比张力大，故可使水柱保持不断。
蒸腾系数 322 370 520 540 570 640 680 700
2.不同生育期需水量不同
随植物蒸腾面积不断增大，生理特征不断改变，对水分需求量也有较大变化。
小麦：1）分蘖前期----少； 2）分蘖末期~抽穗期----多； 3）抽穗~灌浆末期---多；4）灌浆末期~完熟期----少
水分临界期（critical period of water）：
喷灌（spray irrigation or sprinkling irrigation）:

水分代谢

植物生理学第1章 水分代谢

A53-植物生理学-7版第1章 水分代谢

植物的水分代谢

植物生理学 2.水分代谢

第三章水分代谢介绍

第一章水分

植物的新陈代谢的知识

第二章植物的水分代谢

水分代谢

植物生理学-第一章植物水分代谢

水分代谢

植物生理学 第二章水分代谢

植物生理学知识重点

植物生理学名词解释

第二章植物的水分代谢56节

植物生理学第1章水分代谢

A53-植物生理学-7版第1章水分代谢

植物生理学第二章水分代谢