第2章 植物的水分代谢复习资料
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能力的大小,因此,
公溶质势又可称为渗透势 (osmosis potential,π) 。溶质势可用ψs=RTlnNw/ V
W,m
式计算 , 也可按范特霍夫公式ψs= ψπ=-iCRT 计算。
13. 衬质势
14. 压力势
15. 重力势。
16. 膨压
17. 集流
18. 质壁分离
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,达到平衡时测得其ψw为-0.26Mpa,那么
该细胞的ψp为ψw为。
3．将一植物细胞放入ψw=-0.8 MPa 的溶液(体权相对细胞来说很大)中，吸水达到平衡时测得细胞的ψs=-o.95MPa,则该细胞内的ψp为，ψw为。4．某种植物形成5g干物质消耗了2.5Kg水,其蒸腾效率为蒸腾系数
为。
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。
8．利用质壁分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。
10．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
植物生理学总复习
植物生理学总复习
Chapter1 植物的水分代谢
自由水：不与细胞的组分紧密结合易自由移动的水分。
束缚水：与细胞的组分紧密结合不易自由移动的水分。
★水势：就是水的化学势，指同温同压同一系统中，一偏摩尔体积（V）水（含溶质的水）的自由能(μw）与一摩尔体积（V）纯水的自由能(μ0w)的差值(Δμw)。
渗透作用：是扩散的一种特殊形式，渗透是指溶剂分子通过半透膜的扩散作用。
共质体：是指活细胞内的原生质体通过胞间连丝及质膜本身互相连结成的一个连续的整体。
质外体：是指原生质以外的包括细胞壁、细胞间隙和木质部的导管等无生活物质互相连结成的一个连续的整体。
蒸腾拉力：是由于植物的蒸腾作用而产生一系列水势梯度，使导管中的水分上升的一种力量。蒸腾作用(transpiration)是指植物地上部分以气体状态的水向外界散失水分的过程。
1、植物的含水量及（植物种类和部位差异）
水分在植物体内的存在状态：束缚水和自由水两种状态存在。
★束缚水/自由水比值对生命活动和代谢的影响？
当自由水比率增加时，植物细胞原生质体处于溶胶(sol)状态，代谢活动旺盛，但抗逆性减弱；反之束缚水比率高时，植物细胞原生质常趋于凝胶(gel)状态，代谢活动减弱，但抗逆性却增强，如休眠种子、休眠芽等能抵抗低温或干旱等环境。
3．植物吸水的方式：(1) 渗透性吸水；(2) 吸胀作用吸水；(3)代谢性吸水。其中以渗透性吸水为主。
细胞的渗透性吸水
★水势纯水的水势为零Ψw0=0。溶液的水势就小于0，为负值。溶液越浓，其水势的负值越大。质壁分离(plasmolysis)和质壁分离复原(deplasmolysis)说明：①原生质层具有选择透性②判断细胞死活。③测定细胞液的溶质势，进行农作物品种抗旱性鉴定。④测定物质进入原生质体的速度和难易程度。
水分代谢复习
未成熟的植物细胞(无中央液泡)主要靠 未成熟的植物细胞(无中央液泡)
3,亲水性物质:蛋白质,淀粉,纤维素等(无脂类) ,亲水性物质:蛋白质,淀粉,纤维素等(无脂类) 4,主要吸水方式的判断: ,主要吸水方式的判断: 叶细胞,果实细胞,根茎大部分细胞, 叶细胞,果实细胞,根茎大部分细胞,洋葱表皮细胞 根尖及芽顶端分生区细胞,茎形成层细胞, 根尖及芽顶端分生区细胞,茎形成层细胞,干种子细胞 ( )( )
(1)质壁分离发生的外界条件:外界溶液浓度>细胞液浓度 )质壁分离发生的外界条件:外界溶液浓度> (2)质壁分离复原发生的外界条件:外界溶液浓度<细胞液浓度 )质壁分离复原发生的外界条件:外界溶液浓度< (3)质壁分离与复原发生的细胞条件: )质壁分离与复原发生的细胞条件: A,具有中央液泡的活的植物细胞 , B,原生质层伸缩性>细胞壁伸缩性 ,原生质层伸缩性> 4)选材要求:紫色洋葱鳞片叶表皮细胞(液泡紫色,便于观察) (4)选材要求:紫色洋葱鳞片叶表皮细胞(液泡紫色,便于观察) (5)质壁分离的含义:原生质层与细胞壁分离 )质壁分离的含义:原生质层与细胞壁分离 (6)几个讨论:见学案 )几个讨论:见学案P33表 表 (7)图象绘制与识别:见学案 )图象绘制与识别:见学案P32题1 题
第二章植物的水分生理复习思考题与答案
第⼆章植物的⽔分⽣理复习思考题与答案
第⼀章植物的⽔分⽣理复习思考题与答案
(⼀)名词解释
1、束缚⽔(bound water)
与细胞组分紧密结合不能⾃由移动、不易蒸发散失的⽔。
2、⾃由⽔(free water)
与细胞组分之间吸附⼒较弱,可以⾃由移动的⽔。
3、化学势(chemical potential)
偏摩尔⾃由能被称为化学势，以希腊字母µ表⽰,组分j的化学势(µj)为：µj=( G/ nj)t.p. ni.ni≠nj，在⼀个庞⼤的体系中，在等温等压以及保持其他各组分浓度不变时，加⼊1摩尔j物质所引起体系⾃由能的增量。
4、⽔势（water potential）
每偏摩尔体积的⽔的化学势差称为⽔势，⽤ψw表⽰。Ψw= (µw-µow)/ Vw,m，即⽔势为体系中⽔的化学势与处于等温、等压条件下纯⽔的化学势之差，再除以⽔的偏摩尔体积的商。⽤两地间的⽔势差可判别它们间⽔流的⽅向和限度，即⽔分总是从⽔势⾼处流向⽔势低处，直到两处⽔势差为O为⽌。
5、溶质势ψs(solute potential，ψs)
由于溶质颗粒的存在⽽引起体系⽔势降低的数值。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(osmotic potential,ψπ)。溶质势可⽤ψs=RTlnNw/Vw.m公式计算，也可按范特霍夫公式ψπ=-π=-iCRT计算。
6、衬质势(matrix potential，ψm)
由于衬质(表⾯能吸附⽔分的物质，如纤维素、蛋⽩质、淀粉等)的存在⽽使体系⽔势降低的数值。
7、压⼒势(pressure potential，ψp)
第二章 植物水分生理
第二节 植物细胞对水分的吸收
二、 细胞吸水的方式：
渗透吸水 方式
吸胀吸水
降压吸水
第二节 植物细胞对水分的吸收
二、 细胞吸水的方式： 1.渗透吸水：由于ψ w的下降而引起细胞吸 水。是含有液泡的细胞吸水的主要方式。
渗透作用：水分子（其他溶剂分子） 通过半透膜扩散的现象。
渗透装置的条件
1、具有半透膜：半透膜也叫选择透性膜，是只容许混 合物（溶液、混合气体）中的一些物质透过，而 不容许另一些物质透过的薄膜，如透析袋、动物 膀胱、花生皮、蚕豆壳等。 2、半透膜两侧具有浓度差
渗 透 装 置
经过一段时间后，由于水分子可以自由通过 半透膜，而蔗糖分子不可以。单位体积内，清水 中水分子数多于蔗糖分子中的，因此，单位时间 内由清水向蔗糖溶液扩散的水分子数多。故而导 致蔗糖溶液的液面升高。
蔗糖分子 半透膜 水分子
一个成熟的植物细胞就是一个完整的渗透装置
细胞壁 （全透性） 细胞膜 原 生 液泡膜 质 细胞质 层 细胞液
细胞核
原生质层具有选择透过性，近似于半透膜
当外界溶液浓度大于细胞液浓度时(高渗溶液），细 胞发生质壁分离。
细胞壁
细胞膜 液泡膜 原生质层
细胞质
细胞液
细胞空腔
原生质层和细胞壁分离的现象。
当外界溶液浓度小于细胞液浓度时（低渗溶液）， 细胞发生质壁分离复原。
第二章植物的水分代谢
第二章植物的水分代谢
(单元自测题)
一、填空
1．具有液泡的细胞的水势Ψw＝。干种子细胞的水势Ψw＝。(Ψs＋Ψp，Ψm) 2．盐碱地或灌溉水中的盐分浓度高，可引起作物干旱。(生理)
3．某种植物每制造一克干物质需要消耗水分500g，其蒸腾系数为，蒸腾效率为______。(500，2g·kg-1H2O)
4．通常认为根压引起的吸水为吸水，而蒸腾拉力引起的吸水为吸水。（主动吸水，被动吸水）
5．植物从叶尖、叶缘分泌液滴的现象称为，它是存在的体现。(吐水，根压)
6．在标准状况下，纯水的水势为。加入溶质后其水势，溶液愈浓其水势愈。（0、下降、愈低）
7．植物的吐水是以状态散失水分的过程，而蒸腾作用以状态散失水分的过程。（液体，气体）
8．田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称苗，其原因是土壤溶液水势于作物体的水势，引起水分外渗。(烧，低)
9．种子萌发时靠作用吸水，干木耳吸水靠作用吸水。形成液泡的细胞主要靠作用吸水。(吸胀，吸胀，渗透)
10．植物细胞处于初始质壁分离时，压力势为，细胞的水势等于其。当吸水达到饱和时，细胞的水势等于。（0，Ψs，0）
11．植物细胞中自由水与束缚水之间的比率增加时，原生质胶体的粘性，代谢活性，抗逆性。（降低，上升，下降）
12．气孔开放时，水分通过气孔扩散的速度与小孔的成正比，不与小孔的成正比。(周长，面积)
13．移栽树木时，常常将叶片剪去一部分，其目的是减少。(蒸腾面积)
14．植物激素中的促进气孔的张开；而则促进气孔的关闭。(细胞分裂素，脱落酸) 15．常用的蒸腾作用指标是、和。(蒸腾速率、蒸腾效率、蒸腾系数或需水量)
植物生理学孟庆伟植物的水分代谢(1,2节)
.年龄不同含水量有差异：幼年>老年。
（二）水分在植物体内的存在状态
. 束缚水与自由水 束缚水（ ）：
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（ ）： 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。因此束缚水的含量与植物的抗逆 性大小密切相关。
化学势与物质的运动
化学反应的方向和物质转移的方向取决 于反应（转移）前后两种状态化学势的大 小，它们总是自发地从高化学势向低化学 势移动。如：溶质总是从浓度高（化学势 高）的地方向浓度低（化学势低）的地方 扩散。
水分的移动和其它物质一样也是从化学 势高的地方向低的地方移动。
水势
在植物生理学上，水势（ ）是指每偏摩尔体积水的
通常以自由水束缚水的比值作为为衡量植物代谢强 弱和植物抗逆性大小的指标之一。
自由水束缚水比值高, 植物代谢强度大;
自由水束缚水比值低, 植物抗逆性强。
.溶胶（）与凝胶（）（补）
复习植物的水分代谢和矿质营养
复习植物的水分代谢和矿质营养
一. 教学内容：
复习植物的水分代谢和矿质营养
二. 学习过程：
1. 植物细胞的吸水和失水与渗透作用
2. 水分代谢
水分运输：随着导管，主要由根部向地上部位运输。动力：蒸腾拉力。
水分利用和散失：植物体吸收的水分95%都以蒸腾作用的方式散失到大气中，被植物体利用的水则主要用于光合作用和呼吸作用。
3. 必需矿质元素的确定：
大量元素：N P S K Ca Mg
微量元素：Fe Mn Zn B Mo Cl Ni
4. 根对矿质元素的吸收
植物对矿质元素的吸收经历了三个阶段，各阶段具体的过程及原理图解过程如下：
5. 植物对矿质元素的利用
不同的矿质元素在植物体内的利用有差异，有些可重复利用，有些只能利用一次。根据各种元素的不同作用，在农业生产中要进行合理施肥。
可以再利用的元素：K；N P Mg等
不可以再利用的元素：Fe Ca等。
【典型例题】
[例1] 下图是研究植物水分代谢的4个实验装置。
请判断实验开始后，玻璃管内的水是否流动及流动方向（无流动以×表示。流动方向以↑、
↓、→、←表示）。下面四个选项中的符号依次表示4个装置中用符号标示的玻璃管内的水分流动现象，其中正确的是
A. ↑↓××
B. ×↑×→
C. ↓↑→→
D. ↓↑×←
解析：渗透作用的进行需具备两个条件，一是具有半透膜。二是膜两边的溶液具有浓度差。成熟的植物细胞是一个渗透系统。原生质层是其选择透过性膜，当膜两侧溶液的浓度不同时。水分子表现出由低浓度一侧向高浓度一侧运动，分析各项可知：（1）玻璃管内的水分子不运动：（2）蒸腾作用和渗透作用使玻璃管内的水向上运动；（3）由于玻璃管两端的蔗糖溶液的浓度相同，故玻璃管内的水分子不运动；（4）玻璃管两端的液体浓度不同，浓度高的一侧吸入的水分子多，另一侧吸入的水分子少，玻璃管内出现水分由左向右运动。
植物生理学章节综合习题及参考答案
植物的水分代谢复习题
一、名词解释
1、水分代谢；
2、水势；
3、渗透势；
4、压力势；
5、衬质势；
6、重力势；
7、自由水；
8、束缚水；
9、渗透作用；10、吸胀作用；11、代谢性吸水；12、水的偏摩尔体积；13、化学势；14、水通道蛋白；15、吐水；16、伤流；17、根压；18、蒸腾拉力；19、蒸腾作用；20、蒸腾速率；21、蒸腾比率；22、蒸腾系数；23、小孔扩散律；24、永久萎蔫；25、临界水势；
26、水分临界期；27、生理干旱；28、内聚力学说；29、初干；30、节水农业。
二、缩写符号翻译
1、atm；
2、bar；
3、Mpa；
4、Pa；
5、PMA；
6、RH；
7、RWC；
8、μw；
9、Vw；10、Wact；
11、Ws；12、WUE；13、ψw；14、ψp；15、ψs；16、ψm；17、ψπ；18、AQP；19、RDI；
20、SPAC。
三、填空题
1、植物细胞吸水方式有渗透性吸水、吸胀吸水和代谢性吸水。
2、植物调节蒸腾的方式有气孔关闭、初干和暂时萎蔫。
3、植物散失水分的方式有蒸腾作用和吐水。
4、植物细胞内水分存在的状态有自由水和束缚水。
5、水孔蛋白存在于细胞的液泡膜和质膜上。水孔蛋白活化依靠磷酸化/脱磷酸化作用调节。
6、细胞质壁分离现象可以解决下列问题：判断膜的半透性、判断细胞死活和测定细胞渗透势。
7、自由水/束缚水比值越大，则代谢越旺盛；其比值越小，则植物的抗逆性越强。
8、一个典型细胞的水势等于ψπ+ψp+ψm；具有液泡的细胞的水势等于ψπ+ψp；干种子细胞的水势等于ψm。
9、形成液泡后，细胞主要靠渗透性吸水。
植物的水分代谢复习题
植物的水分代谢复习题
一、名词解释
1、水分代谢；
2、水势；
3、渗透势；
4、压力势；
5、衬质势；
6、重力势；
7、自由水；
8、束缚水；
9、渗透作用；
10、吸胀作用；
11、代谢性吸水；
12、水的偏摩尔体积；
13、化学势；
14、水通道蛋白；
15、xx；
16、伤流；
17、根压；
18、蒸腾拉力；
19、蒸腾作用；
20、蒸腾速率；
21、蒸腾比率；
22、蒸腾系数；
23、小孔扩散xx；
24、永久萎蔫；
25、临界水势；
26、水分临界期；
27、生理干旱；
28、内聚力学说；
29、初干；
30、节水农业。
二、缩写符号翻译
1、atm；
2、bar；
3、Mpa；
4、Pa；
5、PMA；
6、RH；
7、RWC；
8、μw；
9、Vw；
10、Wact；
11、Ws；
12、WUE；
13、ψw；
14、ψp；
15、ψs；
16、ψm；
17、ψπ；
18、AQP；
19、RDI；
20、SPAC。
三、填空题
1、植物细胞吸水方式有渗透性吸水、吸胀吸水和代谢性吸水。
2、植物调节蒸腾的方式有气孔关闭、初干和暂时萎蔫。
3、植物散失水分的方式有蒸腾作用和吐水。
4、植物细胞内水分存在的状态有自由水和束缚水。
5、水孔蛋白存在于细胞的液泡膜和质膜上。水孔蛋白活化依靠磷酸化/脱磷酸化作用调节。
6、细胞质壁分离现象可以解决下列问题：
判断膜的半透性、判断细胞死活
和测定细胞渗透势。
7、自由水/束缚水比值越大，则代谢越旺盛；其比值越小，则植物的抗逆性越强。
8、一个典型细胞的水势等于ψπ+ψp+ψm；具有液泡的细胞的水势等于ψπ+ψp；干种子细胞的水势等于ψm。
9、形成液泡后，细胞主要靠渗透性吸水。
植物的水分代谢复习题
植物的水分代谢复习题
植物的水分代谢复习题
一、名词解释
1、水分代谢；
2、水势；
3、渗透势；
4、压力势；
5、衬质势；
6、重力势；
7、自由水；
8、束缚水；
9、渗透作用；10、吸胀作用；11、代谢性吸水；12、水的偏摩尔体积；13、化学势；14、水通道蛋白；15、吐水；16、伤流；17、根压；
18、蒸腾拉力；19、蒸腾作用；20、蒸腾速率；21、蒸腾比率；
22、蒸腾系数；
23、小孔扩散律；24、永久萎蔫；25、临界水势；26、水分临界期；27、生理干旱；28、内聚力学说；29、初干；30、节水农业。
二、缩写符号翻译
1、atm；
2、bar；
3、Mpa；
4、Pa；
5、PMA；
6、RH；
7、RWC；
8、μw；
9、Vw；
10、Wact；11、Ws；12、WUE；13、ψw；14、ψp；15、ψs；
16、ψm；17、ψπ；
18、AQP；19、RDI；20、SPAC。
三、填空题
1、植物细胞吸水方式有渗透性吸水、吸胀吸水和代谢性吸水。
2、植物调节蒸腾的方式有气孔关闭、初干和暂时萎蔫。
3、植物散失水分的方式有蒸腾作用和吐水。
4、植物细胞内水分存在的状态有自由水和束缚水。
5、水孔蛋白存在于细胞的液泡膜和质膜上。水孔蛋白活化依靠磷酸化/脱磷酸化作用调节。
6、细胞质壁分离现象可以解决下列问题：判断膜的半透性、判断细胞死活
和测定细胞渗透势。
7、自由水/束缚水比值越大，则代谢越旺盛；其比值越小，则植物的抗逆性越强。
8、一个典型细胞的水势等于ψπ+ψp+ψm；具有液泡的细胞的水势等于ψπ+ψp；干种子细胞的水势等于ψm。
2第二章 植物的水分代谢复习题参考答案
第二章植物的水分代谢复习题参考答案
一、名词解释
1、水分代谢( water metabolism)：植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。
2、水势(waterpotential )：每偏摩尔体积水的化学势差。符号：ψw
3、渗透势(osmoticpotential )：由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值，符号ψ
。用负值表示。亦称溶质势（ψs）。
π
4、压力势(water potential )：由于细胞壁压力的存在而增大的水势值。一般为正值。符号：ψp。初始质壁分离时，ψp为0；剧烈蒸腾时，ψp会呈负值。
5、衬质势(water potential): 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，以负值表示。符号：ψm
6、重力势(water potential )：由于重力的存在而使体系水势增加的数值。符号：ψg 。
7、自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。
8、束缚水：靠近胶粒而被胶粒所束缚，不易自由流动的水分。
9、渗透作用：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。
10、吸涨作用：亲水胶体吸水膨胀的现象。
11、代谢性吸水：利用细胞呼吸释放出的能量，使水分经过质膜进入细胞的过程。
12、水的偏摩尔体积：在温度、压强及其他组分不变的条件下，在无限大的体系中加入1摩尔水时，对体系体积的增量。符号V-w
13、化学势：一种物质每mol的自由能就是该物质的化学势。
14、水通道蛋白：存在于生物膜上的一类具有选择性、高效转运水分功能的内在蛋白，亦称水孔蛋白。
植物生理学复习资料(2016年)
2016—2017第一学期《植物生理学》复习资料
一、名词解释
第1章植物的水分代谢
1.自由水:距离胶粒较远而可以自由流动的水分.
2.根压：靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力。
3.渗透势：由于溶质颗粒的存在,降低了水的自由能，因而其水势低于纯水的水势。
4.渗透作用：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。
5.水分临界期：是指植物在生命周期中，植物对水分不足特别敏感的时期。
6.水势：每偏摩尔体积水的化学势差.
7.蒸腾速率：植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。
8.蒸腾效率:植物在一定生长期内积累的干物质与蒸腾失水量的比值，用克（干物质）/公斤（水）
表示，也可以说是植物每消耗1公斤水所形成干物质的克数。
9.蒸腾比率：植物蒸腾作用丧失水分与光合作用同化CO2的物质的量(mol）比值.
10.蒸腾作用Transpiration:指水分以气体状态，通过植物体的表面（主要是叶片），从体内散失
到体外的现象。
11.质壁分离：植物细胞由于液泡失水而使原生质体与细胞壁分离的现象
第2章植物的矿质营养
1.溶液培养法:是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。
2.必需元素:①完成植物整个生长周期不可缺少的；②在植物体内的功能是不能被其他元素代
替的，植物缺乏该元素时会表现专一的症状，并且只有补充这种元素症状才会消失；③这种元素对植物体内所起的作用是直接的,而不是通过改变土壤理化性质、微生物生长条件等原因所产生的间接作用。
3.单盐毒害：溶液中只有一种金属离子时,对植物起有害作用的现象.
4.载体运输学说
第二章 植物的水分代谢(5,6节)
必需了解作物的需水规律以及懂得如何去合理灌溉。 一、植物的需水规律 （一）植物需水量----蒸腾系数 1.不同植物需水量不同 C3植物 > C4植物（大豆，水稻 > 小麦，甘蔗 > 高粱，玉米） 作物 高粱 玉米 大麦 小麦 棉花 马铃薯 水稻 菜豆 370 520 540 570 640 680 700
气穴现象(cavitation)
因导管水溶液中溶解有气体， 当水柱张力增大时，溶解气 体会从水中逸出形成气泡。 而且在张力的作用下，气泡 还不断扩大的现象。 导管分子相连处的纹孔阻挡 气泡在一条管道中。当水分 移动遇到气泡的阻隔时，可 以横向进入相邻的导管分子， 绕过气泡，形成旁路，从而 保持水柱的连续性。
质外体运输
径向运输
共质体运输
二、水分运输动力
水分沿导管或管胞上升动力有两种：
（1）下部根压------一般较小，只有在早春蒸腾很小时， 根压才起较大的作用； （2）上部蒸腾拉力----水分上升的主要动力。
Βιβλιοθήκη Baidu
。 导管中水柱如何保持不断呢？ 。 内聚力学说可以解释这一问题
内聚力（cohesive force）学说
叶片的水势、细胞汁液的浓度、渗透势、气孔的开关状况等。 根据不同地区、不同植物、不同生育期科学地确定 合理灌溉的生理指标。
较灵敏指标-----测叶片水势 也可用阿贝折射仪，测叶细胞汁液浓度，
2 第2章 植物的水分生理--复习材料+自测题
第 2 章 植物的水分生理
一、 教学大纲基本要求
了解水的物理化学性质和水分在植物生命活动中的作用；了解水的化学势、水势的基本概念、植物生理学中引入 水势的意义；了解植物细胞的水势的组成、溶质势、衬质势、压力势等的概念及其在植物细胞水势组成中的作用，了 解并初步学会植物组织水势的测定方法；了解植物根系对水分吸收的部位、途径、吸水的机理以及影响根系吸水的土 壤条件；了解植物的蒸腾作用的生理意义和气孔蒸腾是蒸腾的主要方式、蒸腾作用的指标、测定方法以及适当降低蒸 腾速率的途径；了解植物体内水分从地下向地上部分运输的途径和速度、水分沿导管上升的机制；作物的需水规律、 合理灌溉指标及灌溉方法以及发展节水农业促进水资源持续利用的重要性。
二、本章知识要点
水是生命的“先天”环境，没有水就没有植物。水是植物体的主要组成成分。水除了直接或间接地参与生理生化 反应之外，还调节植物的生态环境。植物体内的水分以自由水和束缚水两种形态存在，两者的比例与植物的代谢强度 和抗逆性强弱有着密切关系。
每偏摩尔水的自由能就是水的化学势。 每偏摩尔体积水的化学势差就是水势。 植物细胞的水势由渗透势 （溶质势）、 压力势和衬质势组成，Ψw＝Ψs＋Ψp＋Ψm。水势单位采用压力单位（MPa）。水分从水势高处通过半透膜移向水势低 处，就是渗透作用。细胞吸水有渗透吸水、吸胀吸水之分。具有液泡的植物细胞以渗透吸水为主，未形成液泡的嫩细 胞和干燥种子的吸水主要靠吸胀吸水。细胞与细胞之间的水分移动方向，决定于两处的水势差，水分总是从水势高处 流向水势低处，直至两处水势差为零。
李合生植物生理学第二章水分
ψ w ＝0
ψ w下降
cell水势、溶质势、压力势/MPa
1.5 1.0 0.5 0 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 -2.5
Ψp Ψw
Ψs
0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 相对体积
图2-1 植物细 胞的相对体积 变化与水势 (ψw)渗透势(ψs) 和压力势(ψp) 之间的关系的 图解
水势(water potential)
每偏摩尔体积水的化学势。就是说，水 溶液的化学势(μ w)与同温、同压、同一系统中 的纯水的化学势(μ w0)之差(△μ w)，除以水的偏 摩尔体积(Vw)所得的商，称为水势。
概念
偏摩尔体积（partial molal volume）
在一定温度、压力和浓度下，1 摩尔某组 分在混合物中所体现出来的体积，称为该 组分在该条件下的偏摩尔体积。偏摩尔体 积的单位是m3· mol-1。
豆类种子吸胀现象非常显著。
细胞在形成液泡之前的吸水主要靠 吸胀作用。 如：风干种子的萌发吸水 分生细胞生长的吸水 吸胀作用的大小就是衬质势的大小。
根据ψw
= ψs +ψp+ ψm
ψs=0 ψp=0，所以ψw = ψm
即衬质势等于水势
3.降压吸水： 由 ψ p 的降低而引发的细胞吸水。蒸腾 过旺盛时，可能导致的细胞吸水方式。
b.直接法 用热电偶湿度计，测量小室温度要恒定，平 衡几小时后测平衡空气中水蒸气分压。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第2章植物的水分代谢
第一节水在植物生命活动中的意义
1.1 植物的含水量
一般来说，植物组织含水量一般为70%~90%。
草本>木本，水生>陆生
潮湿环境，阴生植物>干燥、向阳环境中的植物
生长旺盛和代谢活跃的器官或组织含水量较高。
1.2 植物体内水分的存在状态
束缚水（bound water）：指细胞内与原生质胶粒紧密结合而不能自由移动的水分。
自由水（free water）：指细胞内距离原生质胶粒较远而可以自由移动的水分。
这种划分是相对的，两种水分之间没有明显的界限。
自由水/束缚水是衡量植物代谢强弱和抗性强弱的生理指标之一。
1.3 水对植物的生理生态作用
生理作用：
1、水是原生质的重要组分；
2、水参与植物代谢过程（原料、参与）；
3、水是植物吸收、运输物质的良好介质；
4、水能使植物保持固有姿态；
5、水能促进细胞的分裂和生长。
生态作用：
1、调节植物体温；
高比热：稳定植物体温
高汽化热：降低体温，避免高温危害
介电常数高：有利于离子的溶解
2、水对可见光有良好的通透性；
3、水可调节植物的生存环境。
第二节植物细胞对水分的吸收
一、植物细胞的渗透现象
1、渗透作用（osmosis）：在一个系统中，水分通过半透膜从水势高的一方向水势低的一方移动的现象。（两个条件：半透膜、水势差）
渗透装置的条件
1、具有半透膜
2、半透膜两侧具有浓度差
植物细胞是一个渗透系统
二、水势的概念
水势（Ψw ）：水的化学势，即偏每摩尔体积水所含的自由能。
自由能（G）：系统中物质能用于做功的潜在能量。
束缚能：系统中物质不能用于做功的潜在能量。
化学势（μ）：每偏摩尔体积某物质所含的自由能。
化学势是能量概念，单位为J／mol [J=N（牛）·m]，
偏摩尔体积的单位为m3／mol
偏摩尔体积（partial molal volume）在一定温度、压力和浓度下，1 摩尔某组分在混合物中所体现出来的体积，称为该组分在该条件下的偏摩尔体积，两者相除并化简，得N／m2，成为压强单位帕Pa
水势=
水势的单位是压强的单位，
帕斯卡（Pa，牛顿/平方米）、大气压（atm）、巴（bar）
PSI（Pounds per square inch）
1标准大气压=101325牛顿/米^2，即为101325帕斯卡（Pa)=760mm 汞柱所产生的压强 1bar=105Pa = 0.1MPa = 0.987atmr≈14.5psi
通常把标准状态下纯水的水势规定为0，故其他溶液的水势均为负值。
溶液浓度愈大，水势值愈小。
若体系存在水势差，则发生水分子转移，水从水势高的部位流向水势低的部位。
三、植物细胞的水势构成
Ψw = ΨS + Ψp + Ψm
ΨS（渗透势，也称溶质势）：指由于溶质颗粒的存在而引起的细胞水势降低值。为负值。
ΨS = - iCRT
i：解离系数 C：溶质浓度 R：气体常数 T：绝对温度
Ψp（压力势）：指由于细胞壁压力的存在而引起的细胞水势增高值。
一般情况下，压力势为正值；
质壁分离时，压力势为零；
剧烈蒸腾时，压力势为负值。
Ψm（衬质势）：指由于细胞胶体物质的存在（亲水性和毛细管对自由水的束缚）而引起的水势降低值。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），已形成液泡的细胞衬质势很小（趋于零），可忽略不计。
无液泡的细胞：Ψw = Ψm
成熟细胞：Ψw = ΨS + Ψp
细胞初始质壁分离时：ψp=0,ψw=ψs
充分饱和的细胞:ψw=0ψs=-ψp
蒸腾剧烈时：ψp<0，ψw<ψs
细胞水势，溶质势、压力势与细胞体积的关系
四、植物细胞间的水分移动——决定于细胞之间的水势差
水分总是从水势高的部位向水势低的部位流动。
分析：（1）将细胞放入高水势溶液中
（2）将细胞放入低水势溶液中
（3）将细胞放入等水势溶液中
●外界溶液w ＞细胞w 细胞正常吸水
●外界溶液w ＜细胞w 细胞失水
●外界溶液w ＝细胞w 动态平衡
●多个细胞,植物器官之间，地上比根部低。
●上部叶比下部叶低
●在同一叶子中距离主脉越远则越低；
●在根部则内部低于外部。
2.2 细胞的吸胀性吸水
吸胀作用：指亲水胶体吸水膨胀的现象。
干燥种子、根尖、茎尖分生细胞、果实和种子形成过程中靠吸胀吸水。
如干燥种子的水势常低于–100×105Pa,有的甚至达–1000×105Pa，所以很容易发生吸胀吸水。不同物质分子吸胀力大小是：蛋白质 > 淀粉 > 纤维素细胞吸水饱和时ψm= 0
2.3 细胞的代谢性吸水
代谢性吸水：利用植物细胞呼吸释放的能量使水分透过质膜进入细胞的过程。
代谢性吸水的机制尚不清楚，吸收占总细胞吸水比例有多大还有争议。
植物细胞对水分的吸收
渗透性吸水（具液泡细胞）
吸胀性吸水（未形成液泡的细胞）
代谢性吸水（直接耗能）
五、细胞水分的跨膜运动
1、扩散：单个水分子通过膜脂双分子层的间隙进入细胞（依浓度梯度）。速度较慢完成水分的快速跨膜运动较困难。
2、通过质膜上水孔蛋白组成的水通道进入细胞（依靠压力梯度）。
水孔蛋白：是一类具有选择性地、高效转运水分的膜通道蛋白。
●早在40年前提出了，水通道或水孔介导的水跨膜快速移动。
●1970年Macey等，首先发现氯汞苯磺酸盐，对水通透性具有强烈的抑制作用，
而对尿素通透性无影响，表明水通道与溶质通道明显不同。
●1988年Saboori发现了28KD的水通道蛋白为膜内在蛋白，其后被定名为水
孔蛋白，将CHIP28改称为AQP１。
水孔蛋白
现已鉴定出6种，
分别用AQP0、AQP1、…、AQP5表示。
水孔蛋白的存在便于水分在细胞内的运输，也参与细胞的渗透调节。
植物中水孔蛋白的发现为水分跨膜运输提供了分子基础。
第三节植物根系对水分的吸水
(一)根系吸水的部位