植物生理学第一章水分_PPT幻灯片
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植物的水分生理PPT课件
植物的一生中，一方面不断地从环境中 吸收水分，以满足生命活动的需要，另一方 面又不可避免的将大量水分丢失到环境中， 由此就形成了植物的水分代谢：
植物对水分的吸收、运输和散失过程 称为水分代谢（Water metabolism）。
本章的主要内容
一、植物体内水分的状态及其生理意义 二、植物对水分的吸收 三、植物体内水分的散失—蒸腾作用 四、植物体内水分的运输 五、水分平衡 六、合理灌溉与节水农业的生理基础
二、植物对水分的吸收
IV 水分进入细胞的 途径
单个水分子通过脂膜双分 子层的间隙进入细胞
水集流通过水通道蛋白 （水孔蛋白）分子量在
25kD ~30kD，其多肽链穿 越膜并形成孔道
二、植物对水分的吸收
V细胞间的水分流动
Ψp=+0. 6 ψs=-1.2
Ψp=+0. 2 ψs=-1.0
由水势高的区域向水势低的区域流动!
细胞水势增加的值 正值
二、植物对水分的吸收
未形成液泡的细胞， Ψw=Ψm
形成液泡的细胞，具有大液泡，
Ψw=Ψs+Ψp 初始质壁分离， Ψp =0， Ψw=Ψs
和变植 压化物 力与细 势水胞 之势的 间、相 的渗对 关透体 系势积
掌握图中4个状态 的变化情况
二、植物对水分的吸收
小叶流法：测定细胞常态下的水势 质壁分离法：测定处于初始质壁分离状
定，在烈日下通过蒸腾散失水分降低体温免受高温伤 害。水份可以增加大气湿度、改善土壤及土壤表面的 温度，作物栽培中，早春寒潮降临时给秧田灌水保温 抗寒，就是利用水来调节农田小气候
小结:水分在植物生命活动中的作用
（一）生理作用： 1、水分是原生质的主要成分； 2、水是许多代谢反应的反应物； 3、水是生命活动的良好介质； 4、水能使植物保持固有姿态； 5、细胞分裂和伸长都需要足够的水分；
植物生理学第1章水分生理ppt课件
2019/12/27
本章内容
第一节 植物对水分的需要 第二节 植物细胞对水分的吸收 第三节 植物根系对水分的吸收 第四节 蒸腾作用 第五节 植物体内水分的运输 第六节 合理灌溉的生理基础
2019/12/27
§ 1、植物对水分的需要
1、1植物的含水量
⑴不同植物的含水量不同。
• 水生植物90%；旱生地衣6%，一般植物55~85%
本书内容
• 第一篇 植物的物质生产和光能利用
包括水分生理、矿质营养和光合作用
• 第二篇 植物体内物质和能量的转变
包括呼吸作用、有机物代谢（次生代谢）、有 机物运输。
• 第三篇 植物的生长发育
包括信号转导、生长物质、光形态建成、生长生 理、生殖生理、成熟和衰老、抗性生理。
2019/12/27
• 代谢（metablolism）：是指维持各种生命活动 （如生长、发育、繁殖和运动）过程中化学变化 （包括物质合成、转化和分解）的总称。
•水分通过水孔蛋白迁移 的速度远远大于通过脂 双分子层的速度。
2019/12/27
水分跨膜运输途径示意图（Buchanan et al. 2000） A．水分子通过水孔蛋白形成的水通道
2019/12/27 B．水分子通过膜脂间隙进人细胞
水孔蛋白的结构（依据Buchanan et al. 2000修改）
三、渗透作用（osmosis） 动力为水势梯度。 水势的概念及水的迁移
1、自由能、化学势、水势
1. ）自由能(free energy):体系内可以用于做功的能量。而束缚 能(bound energy)是不能用于做功的能量。
2. ）化学势( chemical potential):指一个体系中，在恒温恒压下 1mol某物质的自由能(偏摩尔自由能)，用μ表示。它衡量物质 反应或做功的能量。规定纯水的化学势为0焦耳/摩尔（N m/mol）。
本章内容
第一节 植物对水分的需要 第二节 植物细胞对水分的吸收 第三节 植物根系对水分的吸收 第四节 蒸腾作用 第五节 植物体内水分的运输 第六节 合理灌溉的生理基础
2019/12/27
§ 1、植物对水分的需要
1、1植物的含水量
⑴不同植物的含水量不同。
• 水生植物90%；旱生地衣6%，一般植物55~85%
本书内容
• 第一篇 植物的物质生产和光能利用
包括水分生理、矿质营养和光合作用
• 第二篇 植物体内物质和能量的转变
包括呼吸作用、有机物代谢（次生代谢）、有 机物运输。
• 第三篇 植物的生长发育
包括信号转导、生长物质、光形态建成、生长生 理、生殖生理、成熟和衰老、抗性生理。
2019/12/27
• 代谢（metablolism）：是指维持各种生命活动 （如生长、发育、繁殖和运动）过程中化学变化 （包括物质合成、转化和分解）的总称。
•水分通过水孔蛋白迁移 的速度远远大于通过脂 双分子层的速度。
2019/12/27
水分跨膜运输途径示意图（Buchanan et al. 2000） A．水分子通过水孔蛋白形成的水通道
2019/12/27 B．水分子通过膜脂间隙进人细胞
水孔蛋白的结构（依据Buchanan et al. 2000修改）
三、渗透作用（osmosis） 动力为水势梯度。 水势的概念及水的迁移
1、自由能、化学势、水势
1. ）自由能(free energy):体系内可以用于做功的能量。而束缚 能(bound energy)是不能用于做功的能量。
2. ）化学势( chemical potential):指一个体系中，在恒温恒压下 1mol某物质的自由能(偏摩尔自由能)，用μ表示。它衡量物质 反应或做功的能量。规定纯水的化学势为0焦耳/摩尔（N m/mol）。
植物生理学课件-01水分代谢共115页文档
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。
水的G(自由能) 1mol水的G
μw △μw= μw - μ˚w
△μw
Ψw ＝ Vw，m
水势（water potential）：用来衡量水分反应 或作功能量的高低，每偏摩尔体积水的化学势差。
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。
6个跨膜螺旋与两个保留的NPA（Asn-Pro-Ala）残基的水孔蛋白的结构
水孔蛋白的生物学意义：
◇快速灵活地调节水孔蛋白的基因表达，调控转录水平， 控制水孔蛋白的合成速度。
◇ 水孔蛋白的活化依靠磷酸化(及脱磷酸化)作用来调节。 如依赖Ca2+的蛋白激酶可使其丝氨酸残基磷酸化，水孔蛋白的 水通道加宽， 水集流通过量增加。如除去此磷酸基团，则水通 道变窄，水集流通过量减少。
农业生产中，水是决定收成有无的重要因素之一， 农谚说：“有收无收在于水，收多收少在于肥”。
1 植物对水分的需要
1 植物的含水量
不同植物含水量不同 水生植物——鲜重的90％以上 地衣、藓类——仅占6％左右 草本植物——70％～85％ 木本植物——稍低于草本植物。 一种植物，不同环境下有差异 荫蔽、潮湿 > 向阳、干燥环境 同一植株中，不同器官、组织不同 根尖、幼苗和绿叶——60％～90％ 树干——40～50％ 休眠芽——40％ 风干种子为8％～14％
偏摩尔体积的单位为m3／mol， 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
水的G(自由能) 1mol水的G
μw △μw= μw - μ˚w
△μw
Ψw ＝ Vw，m
水势（water potential）：用来衡量水分反应 或作功能量的高低，每偏摩尔体积水的化学势差。
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。
6个跨膜螺旋与两个保留的NPA（Asn-Pro-Ala）残基的水孔蛋白的结构
水孔蛋白的生物学意义：
◇快速灵活地调节水孔蛋白的基因表达，调控转录水平， 控制水孔蛋白的合成速度。
◇ 水孔蛋白的活化依靠磷酸化(及脱磷酸化)作用来调节。 如依赖Ca2+的蛋白激酶可使其丝氨酸残基磷酸化，水孔蛋白的 水通道加宽， 水集流通过量增加。如除去此磷酸基团，则水通 道变窄，水集流通过量减少。
农业生产中，水是决定收成有无的重要因素之一， 农谚说：“有收无收在于水，收多收少在于肥”。
1 植物对水分的需要
1 植物的含水量
不同植物含水量不同 水生植物——鲜重的90％以上 地衣、藓类——仅占6％左右 草本植物——70％～85％ 木本植物——稍低于草本植物。 一种植物，不同环境下有差异 荫蔽、潮湿 > 向阳、干燥环境 同一植株中，不同器官、组织不同 根尖、幼苗和绿叶——60％～90％ 树干——40～50％ 休眠芽——40％ 风干种子为8％～14％
偏摩尔体积的单位为m3／mol， 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
植物生理学第一章 ppt课件
溶液Ψπ和溶液摩尔浓度的关系： Ψπ= － iRCT
i：溶质的解离常数 R: 气体常数（0 .082大气压/升. 摩尔. 度) T：绝对温度（273+t) C：摩尔浓度
（4）压力势（Pressure potential） 用Ψp 表示
具有一定刚性的细胞壁对细胞内容物施加 的压力而引起细胞内水势的变化值。
第一章 植物的水分代谢
第一节 植物对水分的需要
一、植物含水量 二、植物体内水分存在状态和作用
植物水分代谢（Water metabolism)： 水分的吸收，运输，蒸腾
一、植物含水量（Water content) 1、不同植物含水量不同
2、不同环境中的植物含水量不同 3、不同组织和器官含水量不同
水的自由能差。
用ψw表示 单位：大气压、巴、兆帕 1Mpa=10 bar, 1 大气压=1.013 巴 标准状况下，纯水的水势为零
Vw，m ：偏摩尔体积，指在恒温恒压、 其它组分不变的条件下，加入1摩尔的水所 引起的体积增量。
如：纯水的摩尔体积是18cm3,将其 加入极大体系的80%乙醇中，最终体积 是16cm3，水的偏摩尔体积是多少？ （16cm3）
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。
2、细胞的水势构成：
Ψw=Ψπ + Ψp + Ψg
⑴重力势：水分因重力下移于相反力量相等时 的力量。
⑵细胞体积和Ψw、Ψπ、Ψp的关系
①初始质壁分离时，V=1.0，
Ψp= 0， Ψw = Ψs = -2.0MPa
②充分膨胀时，V=1.5，
三、渗透作用 1、细胞和土壤溶液构成一个渗透系统 （1）渗透系统（Osmotic system) 用半透膜将两种不同浓度溶液分开
i：溶质的解离常数 R: 气体常数（0 .082大气压/升. 摩尔. 度) T：绝对温度（273+t) C：摩尔浓度
（4）压力势（Pressure potential） 用Ψp 表示
具有一定刚性的细胞壁对细胞内容物施加 的压力而引起细胞内水势的变化值。
第一章 植物的水分代谢
第一节 植物对水分的需要
一、植物含水量 二、植物体内水分存在状态和作用
植物水分代谢（Water metabolism)： 水分的吸收，运输，蒸腾
一、植物含水量（Water content) 1、不同植物含水量不同
2、不同环境中的植物含水量不同 3、不同组织和器官含水量不同
水的自由能差。
用ψw表示 单位：大气压、巴、兆帕 1Mpa=10 bar, 1 大气压=1.013 巴 标准状况下，纯水的水势为零
Vw，m ：偏摩尔体积，指在恒温恒压、 其它组分不变的条件下，加入1摩尔的水所 引起的体积增量。
如：纯水的摩尔体积是18cm3,将其 加入极大体系的80%乙醇中，最终体积 是16cm3，水的偏摩尔体积是多少？ （16cm3）
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。
2、细胞的水势构成：
Ψw=Ψπ + Ψp + Ψg
⑴重力势：水分因重力下移于相反力量相等时 的力量。
⑵细胞体积和Ψw、Ψπ、Ψp的关系
①初始质壁分离时，V=1.0，
Ψp= 0， Ψw = Ψs = -2.0MPa
②充分膨胀时，V=1.5，
三、渗透作用 1、细胞和土壤溶液构成一个渗透系统 （1）渗透系统（Osmotic system) 用半透膜将两种不同浓度溶液分开
1专题. 植物水分代谢(36张PPT)
往比较复杂，因此判断影响蒸腾情况时，应注意区 分主要因素及非主要因素，以得到正确结论。
21
【四】根压
1.根压的产生 根压是植物体除蒸腾作用外第二个为水分逆重力流动 提供动力的过程。根压指的是植物通过消耗能量，通 过主动吸收离子，水分随浓度差往上沿木质部运动的 生理过程。根吸收离子的结果，造成根的内皮层离子 浓度高于外面。水分自然会随浓度梯度往中柱流动， 进入木质部，被往上引导到植物其他器官。
28
课堂练习
1.（07年全国联赛）下列植物的干种子，吸水力最强的是
A.花生
√B.大豆
C.小麦
D.玉米
2.（05年全国联赛）生长在岩石上的一片干地衣和生长在
地里的一株萎蔫的棉花，一场阵雨后，两者的吸水方式
A.都是吸胀作用
√B.分别是吸胀作用和渗透作用
C.都是渗透作用
D.分别是渗透作用和吸胀作用
干地衣细胞： 无大液泡 棉花细胞： 有成熟大液泡
16
【三】蒸腾作用
3.影响蒸腾作用的因素
决定蒸腾速率大小的因素主要包括两个方面，一是扩 散力，二是扩散阻力，这可用公式表示：
蒸腾速率=扩散力/扩散阻力 扩散力越大，蒸腾越快，扩散阻力越大，蒸腾越慢。
上式中扩散力一般由气孔下腔中水蒸气分压与大气水蒸气分压的差值 决定，差值越大，扩散力越大（即气孔下腔与大气ψw差越大，扩散力越 大）。 扩散阻力主要包括界面层阻力和叶中阻力两部分，界面层阻力是指叶 表面滞留一层水蒸气分子增大了气孔下腔中水蒸气分子向外扩散的阻力， 而叶中阻力主要是气孔阻力，即气孔开度大小对水蒸气扩散的阻力。 很显然，凡是影响扩散力及扩散阻力的因素均会影响蒸腾速率。
1.水势
水的偏摩尔体积 水分移动方向由水势（Ψw）决定，水分总是从Ψw高 处向低处转移。 Vw是指1mol水中加入1mol某溶液后，该1mol水所占 的有效体积。 Vw 与Vw（纯水摩尔体积）相差很小，可用Vw代替Vw。
21
【四】根压
1.根压的产生 根压是植物体除蒸腾作用外第二个为水分逆重力流动 提供动力的过程。根压指的是植物通过消耗能量，通 过主动吸收离子，水分随浓度差往上沿木质部运动的 生理过程。根吸收离子的结果，造成根的内皮层离子 浓度高于外面。水分自然会随浓度梯度往中柱流动， 进入木质部，被往上引导到植物其他器官。
28
课堂练习
1.（07年全国联赛）下列植物的干种子，吸水力最强的是
A.花生
√B.大豆
C.小麦
D.玉米
2.（05年全国联赛）生长在岩石上的一片干地衣和生长在
地里的一株萎蔫的棉花，一场阵雨后，两者的吸水方式
A.都是吸胀作用
√B.分别是吸胀作用和渗透作用
C.都是渗透作用
D.分别是渗透作用和吸胀作用
干地衣细胞： 无大液泡 棉花细胞： 有成熟大液泡
16
【三】蒸腾作用
3.影响蒸腾作用的因素
决定蒸腾速率大小的因素主要包括两个方面，一是扩 散力，二是扩散阻力，这可用公式表示：
蒸腾速率=扩散力/扩散阻力 扩散力越大，蒸腾越快，扩散阻力越大，蒸腾越慢。
上式中扩散力一般由气孔下腔中水蒸气分压与大气水蒸气分压的差值 决定，差值越大，扩散力越大（即气孔下腔与大气ψw差越大，扩散力越 大）。 扩散阻力主要包括界面层阻力和叶中阻力两部分，界面层阻力是指叶 表面滞留一层水蒸气分子增大了气孔下腔中水蒸气分子向外扩散的阻力， 而叶中阻力主要是气孔阻力，即气孔开度大小对水蒸气扩散的阻力。 很显然，凡是影响扩散力及扩散阻力的因素均会影响蒸腾速率。
1.水势
水的偏摩尔体积 水分移动方向由水势（Ψw）决定，水分总是从Ψw高 处向低处转移。 Vw是指1mol水中加入1mol某溶液后，该1mol水所占 的有效体积。 Vw 与Vw（纯水摩尔体积）相差很小，可用Vw代替Vw。
第一章 植物的水分生理(共76张PPT)
植物细胞膜的特点—生物膜（质膜、液泡
膜），半透膜，选择透性，水分子易于通过， 而对溶质则有选择性；而且细胞液与外界溶 液具有Ψw 差。
质壁分离（Plasmolysis）和质壁分离复原
（ Deplasmolysis）现象可以验证之。
高浓度溶液中， 细胞失水，质壁 分离。
低浓度溶液中， 细胞吸水，质壁 分离复原。
水分从一个细胞移动到另一个细胞，要两次通 过质膜，还要通过液泡膜。
水分通过胞间连丝的吸收。移动速度较慢。
由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的 压力。
和
现
象可以证明根压的存在。
伤流（bleeding）
吐水（guttation）
从受伤或折断的植物组织溢 从未受伤叶片尖端或边缘向
出液体的现象
外溢出液滴的现象
束缚水/自由水 比值大，原生质呈凝胶态，生 命活动微弱，但抗性强。反则反之。
水分是细胞质的主要成分 水分是代谢作用过程的反应物质
水分是植物对物质吸收和运输的溶剂 水分能保持植物的固有姿态
水分能维持植物体正常的温度
扩散 依浓度梯度进行，短距离运输 集流 依压力梯度进行，长距离运输
渗透 依水势梯度进行
•
水分因重力下移而增加水势
的值。
•
细胞内胶体物质的亲水性而引
起水势降低的值。
Ψp
膨压
Ψπ为负值 Ψp 一般为正值。质壁分离时为零，剧烈蒸腾时
为负值。
Ψg一般为正值，但较小，可忽略不计。 形成液泡的细胞Ψm很小，可以忽略不计。未
形成液泡的细胞具有明显的衬质势。
因此，一般植物细胞水势: （此式适用于有液泡的细胞或细胞群）
A. 单个水分子通过膜脂 双分子层进入细胞
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• 1. 共质体途径：水分从一个细胞的细胞质经过 胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质，形成 一个细胞质的连续体的途径。
• 2. 跨膜途径：水分从一个细胞到另一个细胞， 要两次通过质膜，故称跨膜途径。跨膜途径和 共质体途径统称为细胞途径。
• 3. 质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙等 没有细胞质的移动途径。
三、根系吸水的动力
1. 根压（叶片未展开时，是主要动力）
证明根压存在的两种现象：
伤流
吐水
三、根系吸水的动力
• 2. 蒸腾拉力(主要动力)
• 在蒸腾作用中，首先是气 孔下腔细胞失水，水势降 低，它就向相邻细胞吸水， 使相邻细胞水势降低，这 种水势降低作用，通过一 个个细胞传递到木质部导 管，使导管水势降低，导 管向根系吸水，使根系水 势降低，产生吸水力。
茎
角质层 气孔 叶片
二、气孔蒸腾
• 1. 气孔的结构与特点 • A.结构： 双子叶－半月形 单子叶－哑铃形
•
• B.特点：上表面数目＞下表面
•
孔口侧厚，背口侧薄
•
辐射状微纤丝
二、气孔蒸腾
• 2. 气孔的运动及机制 • 1）气孔的运动
吸 水
失 水 双子叶植物
吸 水
失 水
单子叶植物
二、气孔蒸腾
2）气孔运动机制
解、脱氢反应，光合作用。 • 3. 水分是各种生化反应的基本介质（溶
剂）。 • 4. 水分能保持植物的固有姿态。（就像
吹气气球）
第二节 植物细胞对水分 的吸收
在植物的生命活 动中，植物不断的从 环境中吸收水分，也 不断的向环境中散失 水分。植物是如何从 环境中吸收水分的呢？
主要有三种方式
• 一、扩散 • 二、集流 • 三、渗透作用
A.淀粉－糖互 变学说
光合
白 天 CO2减少
PH升高
淀粉磷酸化酶
[OH-]
淀粉
葡萄糖 ？？
水势降低
吸水 气孔开放
二、气孔蒸腾
2）气孔运动机制
A.淀粉－糖互 变学说
黒 光合停止 夜 CO2增加
PH降低
淀粉磷酸化酶
[H+]
葡萄糖
淀粉
？？ 水势升高
失水 气孔关闭
二、气孔蒸腾
2）气孔运动机制 B.无机离子泵学说
植物的物质代谢
维持各种生命活动过程中化学变化（物质的 合成、转化和分解）的总称。
合成代谢
（光合作用）
代谢
体内物质代谢
（糖、蛋白质、 脂类和核酸）
分解代谢
（呼吸作用）
外界吸收物质 代谢
水分
矿质元素
空气
（光合作用）
有 第二章 植物的水分生理
收
无 收
第一节
植物对水分的需要
在 于 水
一、植物的含水量
1. 不同植物含水量不同
R — 气体常数： 0.00823 kg·MPa · mol-1 · kg-1
T — 热力学温度(K)： t℃ + 273
三、渗透作用
Ψw=ψ π +ψp(+ψm)
• 3.3 ψp —压力势：细胞壁对原生质体产生压力
引起的水势变化值。在多数情况下压力势为正 值，因为壁压增大水势（大于纯水，>0）。水 势有时为零，有时为负值。
Ψ π ＝-1.4MPa Ψp=+0.8MPa
Ψ π ＝-1.2MPa ？？ Ψp=+0.4MPa
甲 Ψw=-0.6MPa
乙 Ψw=-0.8MPa
第三节 植物根系对水分 的吸收
• 一、根系吸水区域
根 毛
• 根尖的根毛区吸水 区
能力最强
伸 长 区
分 生 区
二、根系吸水的途径
细胞途径 质外体途径
二、根系吸水的途径
，
多
收
少
收
在
于
草本植物
肥
含水量70-85%
水生＞中生＞旱生
一、植物的含水量
2. 同一植株不同器官、组织含水量不同
根 60%－90%
种子 10%－14%
新生旺盛＞衰老成熟
3. 同一器官不同生长期，含水量也不同
前期＞后期
三、水分对植物的作用
• 1. 是细胞质的主要成分。70－90% • 2. 是代谢过程中的重要反应物质。如水
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。
三、渗透作用（以压力和浓度两者为动力）
液面上升
蔗糖溶液 半透膜
水
压力（水势）经过一段时间 Nhomakorabea、渗透作用
• 1. 水势：溶液中每偏摩尔体积水的化学 势差。实质是压力单位。
• 2. 植物细胞是一个渗透系统：质膜和液 泡膜都是半透膜，同细胞质和胞外环境 组成了渗透系统。－－烧苗
• 3.4ψm —衬质势：由于原生质中的亲水物质束
缚水使细胞水势降低的值。(<0)
三、渗透作用
• 3.5 不同类型细胞的水势组成 • A. 分生组织：Ψw=ψ π +ψp+ψm • B. 成熟细胞：Ψw=ψ π +ψp • 成熟细胞指已形成中央大液泡的细胞，这种细
胞很小原忽生略质。被挤压为一薄层，因此，衬质势（ψm） • C.风干种子细胞的水势：Ψw=ψm • 风干种子细胞原生质处于凝胶状态，没有溶液，
• 3. 细胞水势的组成：
• Ψw=ψπ+ψp(+ψm)
三、渗透作用
Ψw=ψ π +ψp(+ψm)
3.1 规定纯水的水势为 0。 3.2(<ψ0)π—渗透势或溶质势:由于溶质的作用使细胞水势降低的值。
ψ π ＝－iCRT
i — 等渗系数，与溶质电离有关， 如稀的 KCl为2；蔗糖为1
C — 溶液的质量摩尔浓度 (mol ·kg-1)
四、影响根系吸水的土壤条件
土壤中可用水分 土壤通气状况：根系呼吸 土壤温度：过低，过高 土壤溶液浓度：过高，烧苗
第四节 蒸腾作用
一、蒸腾作用的生理意义和部位
1. 生理意义 a.水分吸收和运输的主要动力 b.是矿质元素和有机物运输的动力 c.降低叶温
一、蒸腾作用的生理意义和部位
2. 蒸腾部位
皮孔
光合
白 天 ATP增加
质子泵开放
H+泵出 ？？
胞外H+增加
K＋内流通道开放
细胞内K＋增多
一、扩散（以浓度为动力）
是一种自发过程，是由于分子的随机热运动所造 成的，物质从浓度高的区域向浓度低的区域移动 的现象。－－细胞间水分的迁移（短距离）
水 孔 蛋 白
（磷 质脂 膜双 ）分
子 层
二、集流（以压力为动力）
是指液体中成群的原子或分子在压力梯度 下共同移动。
根压和蒸腾拉力
是水分长距离运输的重要方式－－导管
即没有渗透势；膜失去弹性，也没有压力势， 只有衬质势。
三、渗透作用
• 4. 水分的移动
• 流动方向与从水势高到水势低，从浓度 低到浓度高。
• 例题1： C液＞C细，水的流向？细胞－＞溶液
•
C液＜C细，水的流向？溶液－＞细胞
•
C液＝C细，水的流向？ 流动平衡
三、渗透作用
• 例题2：判断甲、乙两细胞水分的移动方 向
• 2. 跨膜途径：水分从一个细胞到另一个细胞， 要两次通过质膜，故称跨膜途径。跨膜途径和 共质体途径统称为细胞途径。
• 3. 质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙等 没有细胞质的移动途径。
三、根系吸水的动力
1. 根压（叶片未展开时，是主要动力）
证明根压存在的两种现象：
伤流
吐水
三、根系吸水的动力
• 2. 蒸腾拉力(主要动力)
• 在蒸腾作用中，首先是气 孔下腔细胞失水，水势降 低，它就向相邻细胞吸水， 使相邻细胞水势降低，这 种水势降低作用，通过一 个个细胞传递到木质部导 管，使导管水势降低，导 管向根系吸水，使根系水 势降低，产生吸水力。
茎
角质层 气孔 叶片
二、气孔蒸腾
• 1. 气孔的结构与特点 • A.结构： 双子叶－半月形 单子叶－哑铃形
•
• B.特点：上表面数目＞下表面
•
孔口侧厚，背口侧薄
•
辐射状微纤丝
二、气孔蒸腾
• 2. 气孔的运动及机制 • 1）气孔的运动
吸 水
失 水 双子叶植物
吸 水
失 水
单子叶植物
二、气孔蒸腾
2）气孔运动机制
解、脱氢反应，光合作用。 • 3. 水分是各种生化反应的基本介质（溶
剂）。 • 4. 水分能保持植物的固有姿态。（就像
吹气气球）
第二节 植物细胞对水分 的吸收
在植物的生命活 动中，植物不断的从 环境中吸收水分，也 不断的向环境中散失 水分。植物是如何从 环境中吸收水分的呢？
主要有三种方式
• 一、扩散 • 二、集流 • 三、渗透作用
A.淀粉－糖互 变学说
光合
白 天 CO2减少
PH升高
淀粉磷酸化酶
[OH-]
淀粉
葡萄糖 ？？
水势降低
吸水 气孔开放
二、气孔蒸腾
2）气孔运动机制
A.淀粉－糖互 变学说
黒 光合停止 夜 CO2增加
PH降低
淀粉磷酸化酶
[H+]
葡萄糖
淀粉
？？ 水势升高
失水 气孔关闭
二、气孔蒸腾
2）气孔运动机制 B.无机离子泵学说
植物的物质代谢
维持各种生命活动过程中化学变化（物质的 合成、转化和分解）的总称。
合成代谢
（光合作用）
代谢
体内物质代谢
（糖、蛋白质、 脂类和核酸）
分解代谢
（呼吸作用）
外界吸收物质 代谢
水分
矿质元素
空气
（光合作用）
有 第二章 植物的水分生理
收
无 收
第一节
植物对水分的需要
在 于 水
一、植物的含水量
1. 不同植物含水量不同
R — 气体常数： 0.00823 kg·MPa · mol-1 · kg-1
T — 热力学温度(K)： t℃ + 273
三、渗透作用
Ψw=ψ π +ψp(+ψm)
• 3.3 ψp —压力势：细胞壁对原生质体产生压力
引起的水势变化值。在多数情况下压力势为正 值，因为壁压增大水势（大于纯水，>0）。水 势有时为零，有时为负值。
Ψ π ＝-1.4MPa Ψp=+0.8MPa
Ψ π ＝-1.2MPa ？？ Ψp=+0.4MPa
甲 Ψw=-0.6MPa
乙 Ψw=-0.8MPa
第三节 植物根系对水分 的吸收
• 一、根系吸水区域
根 毛
• 根尖的根毛区吸水 区
能力最强
伸 长 区
分 生 区
二、根系吸水的途径
细胞途径 质外体途径
二、根系吸水的途径
，
多
收
少
收
在
于
草本植物
肥
含水量70-85%
水生＞中生＞旱生
一、植物的含水量
2. 同一植株不同器官、组织含水量不同
根 60%－90%
种子 10%－14%
新生旺盛＞衰老成熟
3. 同一器官不同生长期，含水量也不同
前期＞后期
三、水分对植物的作用
• 1. 是细胞质的主要成分。70－90% • 2. 是代谢过程中的重要反应物质。如水
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。
三、渗透作用（以压力和浓度两者为动力）
液面上升
蔗糖溶液 半透膜
水
压力（水势）经过一段时间 Nhomakorabea、渗透作用
• 1. 水势：溶液中每偏摩尔体积水的化学 势差。实质是压力单位。
• 2. 植物细胞是一个渗透系统：质膜和液 泡膜都是半透膜，同细胞质和胞外环境 组成了渗透系统。－－烧苗
• 3.4ψm —衬质势：由于原生质中的亲水物质束
缚水使细胞水势降低的值。(<0)
三、渗透作用
• 3.5 不同类型细胞的水势组成 • A. 分生组织：Ψw=ψ π +ψp+ψm • B. 成熟细胞：Ψw=ψ π +ψp • 成熟细胞指已形成中央大液泡的细胞，这种细
胞很小原忽生略质。被挤压为一薄层，因此，衬质势（ψm） • C.风干种子细胞的水势：Ψw=ψm • 风干种子细胞原生质处于凝胶状态，没有溶液，
• 3. 细胞水势的组成：
• Ψw=ψπ+ψp(+ψm)
三、渗透作用
Ψw=ψ π +ψp(+ψm)
3.1 规定纯水的水势为 0。 3.2(<ψ0)π—渗透势或溶质势:由于溶质的作用使细胞水势降低的值。
ψ π ＝－iCRT
i — 等渗系数，与溶质电离有关， 如稀的 KCl为2；蔗糖为1
C — 溶液的质量摩尔浓度 (mol ·kg-1)
四、影响根系吸水的土壤条件
土壤中可用水分 土壤通气状况：根系呼吸 土壤温度：过低，过高 土壤溶液浓度：过高，烧苗
第四节 蒸腾作用
一、蒸腾作用的生理意义和部位
1. 生理意义 a.水分吸收和运输的主要动力 b.是矿质元素和有机物运输的动力 c.降低叶温
一、蒸腾作用的生理意义和部位
2. 蒸腾部位
皮孔
光合
白 天 ATP增加
质子泵开放
H+泵出 ？？
胞外H+增加
K＋内流通道开放
细胞内K＋增多
一、扩散（以浓度为动力）
是一种自发过程，是由于分子的随机热运动所造 成的，物质从浓度高的区域向浓度低的区域移动 的现象。－－细胞间水分的迁移（短距离）
水 孔 蛋 白
（磷 质脂 膜双 ）分
子 层
二、集流（以压力为动力）
是指液体中成群的原子或分子在压力梯度 下共同移动。
根压和蒸腾拉力
是水分长距离运输的重要方式－－导管
即没有渗透势；膜失去弹性，也没有压力势， 只有衬质势。
三、渗透作用
• 4. 水分的移动
• 流动方向与从水势高到水势低，从浓度 低到浓度高。
• 例题1： C液＞C细，水的流向？细胞－＞溶液
•
C液＜C细，水的流向？溶液－＞细胞
•
C液＝C细，水的流向？ 流动平衡
三、渗透作用
• 例题2：判断甲、乙两细胞水分的移动方 向