水在植物体内重要生理作用
植物的水分生理
第四节 植物的蒸腾作用
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。
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）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
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
（通过渗透计可测 定渗透势、溶质势）
（三）植物细胞可以构成一个渗透系统
原生质层：包括 质膜、细胞质 和液泡膜看成 一个半透膜 液泡内的细胞 液含许多溶解 在水中的物质， 具有水势。
➢风干种子中，处于凝 胶状态的原生质的衬 质势常低于-10MPa， 甚至-100MPa,所以吸 胀吸水就很容易发生。
➢未形成液泡的幼嫩细 胞能利用细胞壁的果 胶、纤维素以及细胞 中的蛋白质等亲水胶 体对水的吸附力吸收 水分。
降压吸水
-因ψp的降低而引发的细胞吸水 ➢蒸腾旺盛时，导管和叶肉细胞的细胞
蔓陀萝叶气孔 小麦叶气孔
引起气孔运动的主要 原因是：保卫细胞的 吸水膨胀或失水收缩
细胞的压力势 (press potential)
原生质体、液泡 吸水膨胀，对细胞 壁产生的压力称为 膨压(turgor pressure)。 胞壁在受到膨压 作用的同时会产生 一种与膨压大小相 等、方向相反的壁 压，即压力势。
➢压力势一般为正值，它提高了细胞的水势。 ➢草本植物叶肉细胞的压力势，在温暖天气的午后为
植物生理学复习资料
植物生理学复习资料植物生理学复习资料第一章植物的水分生理一、名词解释1、水势：指在同温度同压强下每偏摩尔体积水的化学势与纯水的化学势的差值。
单位Pa。
2、渗透势Ψs：由于细胞液中溶质的存在引起细胞水势降低的数值，为负值。
3、压力势Ψp：由于细胞壁的压力的存在引起细胞水势变化的数值。
4、衬质势Ψm：有图细胞胶体物质的亲水性和毛细管作用对自由水的束缚而引起水势降低的值，为负值。
5、蒸腾作用：植物体内的水分以气态方式通过植物体表面散失到外界坏境的过程称为蒸腾作用。
6、蒸腾拉力：由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度而使水分沿导管上升的力量称蒸腾拉力。
作用力>>根压。
7、永久萎蔫系数：当植物刚好发生永久萎蔫时土壤尚存留的含水量。
（占土壤干重的百分数）。
二、简答、填空、判断等（一）2、水在植物生命中的作用（1）水是原生质的主要组分（2）一切代谢物质的吸收运输都必须在水中才能进行（3）水可以保持植物的固有姿态（4）水作为原料参与代谢：水是光合作用、呼吸作用、有机物合成与分解的底物（5）水可以调节植物的体温、调节植物的生存环境3、水势：指在同温度同压强下每偏摩尔体积水的化学势与纯水的化学势的差值。
单位Pa。
（1）在任何情况下。
水分流动的方向总是由水势高的地方流向水势低的地方。
（2）典型细胞水势（Ψw）包含三部分：Ψw = Ψs（渗透势）+ Ψp（压力势）+ Ψm(衬质势）成熟细胞则Ψw = Ψs（渗透势）+ Ψp（压力势）（3）当细胞处于质壁分离时：水势= 渗透势；细胞吸水饱和时：水势 = 0.4、植物细胞吸水的方式（1）渗透式吸水（具液泡细胞）（2）吸胀式吸水（无液泡的细胞及干种子、依赖衬质势（3）代谢性吸水（直接耗能）发生频率（1）>（2）>（3）（二）植物根系对水分的吸收1、根系是植物吸水的主要器官，，其中根毛区为主要的吸水区域。
2、根系吸水方式及其动力：根系吸水有主动吸水（根压）和被动吸水（蒸腾拉力）两种形式。
植物的水分代谢解读
质壁分离（plasmolysis):植物细胞由于液泡失水而是 原生质体和细胞壁分离的现象 质壁分离的复原（deplasmolysis)
第二节 植物细胞对水分的吸收
4、细胞的水势
水势就是水的化学势。水流动需要能量，水用于做功的能量大小的 量度用水势来表示。一个系统中物质所含的能量可分为束缚能和自 由能两部分。束缚能是在恒温、恒压下不能做功的能量，而自由能 是在恒温恒压下用于做功的能量。只有自由能可用来做功，水只能 延着能量减小的方向移动，即从水势高向水势低的方向移动。
重力势ψ
g
：是水分因重力下移而引起水势降低的
力量，其大小取决于参考状态下水的高度（h）、
水的密度和重力加速度。
植物细胞水势的组分：
一个典型细胞的水势是由溶质势、压力
势、衬质势和重力势所组成。
ψ w =ψ
s
+ψ
p
+ψ
m
+ψ
g
对已形成中央大液泡的成熟植物细胞
来说，由于原生质仅为一薄层，液泡内的
大分子物质又很少，衬质势 ψ 为 ψ w =ψ 质势 ψ
水势的单位：兆帕（ MPa ）、帕（ Pa ）、巴
(bar)、大气压(atm)。 1巴=0.1MPa = 0.987 大气压 = 105 帕
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
水势的应用
水分总是由水势高的部位向水势低的部位运转,故水势 可用于判断水分迁移的方向。如：
1.
相邻细胞的水分转移：水分由水势高的细胞沿水势梯度流向 水势低的细胞。 植物体内的水分转移：植株地上部分的水势低于根系，故根 系水分可向地上部分运转。
第1章 植物水分生理
2、水势
水势（water potential）：是指在等温等压下，体系
中每偏摩尔体积的水与纯水的化学势差。
ψw=(μw-μwO)/ Vw,m μwO ：纯水的化学势。 μw-μwO ：表示水的化学势差,单位为J/mol。 Vw,m ：表示水的偏摩尔体积，单位为m3/mol。是指在恒温
第一章 植物的水分生理
水是植物的一个重要环境条件。植物一切正常生 命活动只有在细胞含有一定的水分状况下才能进行； 否则，植物的正常生命活动就会受阻，甚至死亡。所 以，在农业生产中，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”， 就是这个道理。
植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程， 称为植物的水分代谢（water metabolism）。
植物细胞高含水量及水的不可压缩性，使细胞产生 静水压，维持一定的紧张度，使植物保持固有姿态。 5、水调节植物体温和环境气候
水份可维持体温相对稳定。蒸腾散热，调节体温； 低温时灌水护苗；高温干旱时灌水调节温度和湿度。
早春寒潮降临时，秧田灌水可保温抗寒
第二节 植物细胞对水分的吸收
一、植物细胞的水势
1、自由能与化学势 系统中物质总能量=束缚能+自由能
主要内容
第一节 水分在生命活动中的作用 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 植物的蒸腾作用 第五节 植物体内水分向地上部分的运输 第六节 合理灌溉的生理基础
第一节 水分在生命活动中的作用
一、水分子的结构
二、水的物理化学性质 1、高比热容 2、高气化热 3、高溶解热 4、水的密度 5、水的蒸汽压 6、水的内聚力、粘附力和表面张力 7、水的高抗张（拉）力及不可压缩性 8、水的介电常数及溶解性
植物生理学02植物的水分关系
第二节 植物对水分的吸收
一、植物细胞的吸水
细胞对水分的吸收主要有渗透性吸水和吸胀吸水两种方式。
（一）细胞的渗透性吸水 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，称之为渗透作用。 渗透系统的条件：半透膜及半透膜两侧有浓度差
（图）。
A
B
糖液 半透膜 纯水
图 半透膜的渗透作用 .漏斗内未加糖时，液面与烧杯中的纯水相平 .漏斗内加糖后，渗透作用使烧杯内水面下降而漏斗内液面上升
. 植物细胞的水势组成 水势（Ψ）溶质势（Ψ）压力势（Ψ） 衬质势（Ψ）
（）溶质势
溶质势也称渗透势（Ψπ），是由于溶质颗粒 与水分子作用而引起细胞水势降低的数值，与溶液 中溶质颗粒的数目成反比，即溶质越多，溶质势越 小，水势越小。所以，溶液的浓度与水势成反比。 溶质势为负值。
（）衬质势
衬质势是指细胞中的亲水物质（如蛋白质、淀 粉粒、纤维素、核酸等大分子）对水分子的束缚而 引起水势下降的数值，因此也为负值。已形成液泡 的细胞，其亲水胶体已被水饱和，衬质势忽略不计。
（一）根系的吸水区域
根尖是吸水的主要区域。在根尖，位于伸长区后的 根毛区表皮细胞突起，形成大量根毛，这是根系吸水的 主要部位。
在未形成液泡之前细胞靠吸胀（涨）作用吸水， 如风干种子的萌发吸水。
（三）代谢性吸水
植物细胞利用呼吸作用产生的能量使水分 经过质膜进入细胞的过程，叫做代谢性吸水。
证据
当通气良好时，细胞呼吸加强，细胞吸水增强； 相反，减小氧气或以呼吸抑制剂处理时，细胞呼吸速率 降低，细胞吸水减少。
二、植物根系的吸水
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 液泡膜 生
质 细胞质 层 细胞液 细胞核
谈谈水在植物生命活动中的作用及在植物体内的运输
谈谈水在植物生命活动中的作用及在植物体内的运输水是生命之源，一切生物活动都离不开水。
植物是人类赖以生存的生态基石，水则犹如植物的血液。
探讨水在植物生命活动中的作用及其在植物体内的运输，是一件有意义的事情。
标签：水植物作用运输水，孕育了生命；水，是一切生物生命活动中须臾不可或缺的物质。
植物，担当着维系大自然生态平衡的重要角色；植物，处于食物链的最底层。
离开了植物，一切动物便无法生存（当然也包括人类）。
水对于植物的重要性犹如人体内的血液一样，那么，水的作用有哪些呢？1 水在植物生命活动中的作用水是植物新陈代谢的物质基础。
多数植物的体内都含有大量水分。
一般来说，植物体内含水量约占其体重的75%。
如白菜的含水量约95%，黄瓜的含水量约96%。
植物从种子萌发、长大、到开花结果，整个生长发育过程中无时无刻不在需要水。
没有水种子不能萌发（当然种子萌发还需要其他条件），没有养料植物不能生长发育，但植物所需的养料，必须首先溶解在水里，然后才能被植物吸收利用。
水是植物细胞原生质的重要组成部分。
细胞必须在水分充足的情况下才能进行正常的生命活动。
水能够维持植物细胞的紧张性，使茎杆挺直，叶片伸展，充分地接受光照和进行气体交换。
另外，在绿色植物的色素中，光把水的电子激活，这才使化学能贮藏在食品内。
植物还可借助水分的蒸腾来散热（水从液态转变为气态时要消耗大量的热），以降低植物的体温，避免在炎热的阳光下被灼伤。
蒸腾作用对水分的消耗量是很大的。
若土壤中水分充足，可使根毛大量吸收，通过根、茎和叶的输导组织运送到植物体的各部位；若土壤处于缺水状态，蒸腾作用大量消耗着水，根部吸水处于供不应求的状况，就会引起植物的萎蔫。
暂时的缺水，植物的萎蔫可以恢复，如果缺水严重可致植物死亡。
植物对水分的吸收与蒸腾是相互矛盾且又相互统一的，蒸腾作用促进了植物对水分及无机盐的吸收和运输，使植物体内的水分得以平衡，使植物的一切生命活动得以正常进行。
水对植物的生命活动如此重要，那么它是怎么从土壤中被植物吸收并运送到植物体的各部分去的呢？2 水在植物体内的运输根是植物吸收水分的主要器官。
水分运输在植物体内的作用
影响因素：植物 激素、环境因素 等对茎部运输过 程的影响
生理意义：维持 植物体内水分平 衡，促进光合作 用和营养物质的 运输
叶片蒸腾作用是水分运输的重要途径 植物通过气孔进行蒸腾作用 蒸腾作用产生的水汽能够促进水分在植物体内的运输 叶片蒸腾作用对植物的生长和发育具有重要意义
定义：植物体内的水分通过叶片的气孔以水蒸气的形式散失到大气中的过程
维持植物形态和结构 调节植物体温和水分平衡
参与植物的光合作用和呼吸作 用
促进植物繁殖和生长
优化灌溉制度：根据植物需水规律，制定合理的灌溉制度，提高水分利用效率。
抗旱育种：利用水分运输的研究成果，培育抗旱性强的作物品种，提高干旱地区的农业产量。
节水农业：通过技术和管理手段，降低农业用水消耗，提高水分生产效率。
水分运输能够调节植物体内的物质运输，维持植物的正常生长和发育。 水分运输过程中，植物体内的水分和营养物质得以传递和交换，促进植物的生长和发育。 水分运输能够调节植物体内的水分平衡，防止植物因缺水而受到损伤。 水分运输能够调节植物体内的温度，使植物适应不同的气候和环境条件。
土壤干燥和湿润对植物水分 运输的限制
土壤湿度对植物水分运输的 影响
土壤湿度对植物生长和发育 的影响
土壤湿度对植物生理过程的 影响
不同植物的水分 运输机制存在差 异
植物的生理特性 影响水分运输
植物的遗传特性 对水分运输有重 要影响
不同植物的水分 运输能力存在差 异
温度：温度会影响植物体内水分运输的速度和效率 光照：光照强度和光质对植物体内水分运输有重要影响 土壤湿度：土壤湿度过低或过高都会影响植物体内水分运输 空气湿度：空气湿度过高会抑制植物体内水分运输，导致植物生长受阻
病虫害对植物水分 运输的干扰
植物生理学植物水分关系
2-4
3. 植物细胞的水势组成
水势（Ψw）=溶质势（Ψs）+压力势（Ψp）+ 衬 质势（Ψm）
（1）溶质势
溶质势也称渗透势（Ψπ），是由于溶质颗粒与水 分子作用而引起细胞水势降低的数值，与溶液中溶 质颗粒的数目成反比，即溶质越多，溶质势越小， 水势越小。所以，溶液的浓度与水势成反比。溶质 势为负值。
当细胞完全膨胀时，细胞不再吸水，水势达到最大， Ψw=0， 那么溶质势与压力势的绝对值必然相等。
5. 植物体内的水分运动
在植物体内相邻两个细胞的水分移动，
取决于它们的水势之差。
s= -1a
w= 0.6MPa
p= +w0.=4M-0P.a8MPa
A
水势代表水分移动的趋势，水分总是从水势 高处流向水势低处。
2. 植物细胞的渗透现象
在一个成熟的细胞中，原生质层（包括原生质 膜、原生质和液泡膜）就相当于一个半透膜。如果 把此细胞置于水或溶液中，则含有多种溶质液泡液， 原生质层以及细胞外溶液三者就构成了一个渗透系 统（图2-3）。
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 液泡膜 生
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 图2-3 植物细胞形态简图
植物细胞由于液泡失水而使原生质体和细胞壁分离的现 象，称为质壁分离。
如果把发生了质壁分离的细胞浸在水势较高溶液或蒸馏 水中，外界的水分子便进入细胞，液泡变大，整个原生质 体慢慢地恢复原状，这种现象叫质壁分离复原或去质壁分 离（图2-4）。
4. 细胞水势与水势各组分的变化关系
Ⅲ
Ⅱ
Ⅳ
Ⅰ
1.5
1.0
Ψp
植物生理学
植物生理学植物生理学是研究植物的生命过程、生理机制、代谢调节等方面的学科，是植物科学中重要的基础学科之一。
它既是农业生产技术的基础，又是环境保护、资源利用和生态建设的重要基础。
在植物生理学的研究中，主要涉及气体交换、水分运输、营养分代谢、激素作用、环境适应以及生长和发育等方面。
本文将从这几个方面来阐述植物生理学的相关内容。
一、气体交换植物通过气孔进行气体交换，吸收二氧化碳进行光合作用，产生氧气和有机物质。
在这个过程中，光合作用的速率，以及氧气和二氧化碳的浓度都会影响气孔的开启和关闭。
为了适应不同的环境条件，植物会进行调节，使其气孔开启大小和数量进行变化。
二、水分运输植物的水分运动主要是通过根系吸水以及叶片蒸腾作用来完成的。
根系吸收水分主要依赖于根系的结构和毛细作用，而叶片蒸腾作用则依赖于气孔的开启和关闭以及气温、湿度和气体浓度等环境因素。
植物通过调节这些环境因素来适应干旱、高盐、低温等不同环境条件。
三、营养分代谢植物的营养分包括糖类、蛋白质、脂类等，这些物质是植物进行生长、代谢和修复的重要物质。
糖类是植物体内的主要能量来源，同时也可以转化为植物的骨架。
植物的蛋白质则主要用于构建细胞结构和参与各种代谢和生长活动。
植物的脂类则主要在种子中储存，并可以被转化为能量。
四、激素作用植物的生长与发育过程主要受到植物生长素、乙烯、赤霉素、脱落酸等多种植物激素的调节。
这些激素可以影响植物体内各种代谢过程，包括幼苗的萌发、花序的形成、根系的发育和水分运输等，从而影响植物的生长发育。
五、环境适应植物能够通过调节身体结构和生理机制来适应不同的环境条件和生长阶段。
比如干旱条件下，植物的根系可能会长出更多的侧根，以吸收更多的水分；水稻在淹水逆境下会通过生长空气根来吸收氧气。
植物还可以调节生长素和乙烯的含量来适应不同的环境条件和生长阶段。
六、生长和发育植物的生长和发育过程主要涉及到细胞增殖、细胞分化和细胞扩张等方面。
正常的生长过程需要合适的环境条件和适宜的营养物质供应。
水生植物原理
水生植物原理水生植物原理水生植物是生长在水体中或接近水体的一些植物。
这些植物具有独特的生理适应性和生态效应，是维护水体生态系统平衡的重要成员。
本文就水生植物的基本生态原理、生长适应性和生态功能等方面进行探讨。
一、水生植物的基本生态原理1. 水分平衡原理水是水生植物生长的生命之源，也是调节其生理代谢的第一要素。
在水中生活的水生植物需要通过水分的吸收和传输过程维持其体内的水分平衡，以适应不同的水域环境。
2. 营养物质循环原理水生植物在生长过程中，需要从水中吸收大量的营养物质，例如氮、磷、镁、钾等元素。
这些元素的获取不仅关系到水生植物的生长和繁殖，还关系到整个水体中营养物质的循环和生态系统的健康。
水生植物通过吸收营养物质，使其在体内循环，同时也促进了水体中营养元素的转化和循环。
3. 水生植物在水体中的生态功能水生植物不仅是水体自然生态系统中的重要成员，而且对于水体环境的改善和净化具有重要的生态功能。
水生植物能消耗水体中的营养物质，吸收底泥中的重金属等有毒物质，降低水体浑浊度和富营养化程度，维护水体生态平衡。
二、水生植物的生长适应性水生植物的生长受到多种因素的影响，例如水温、水深、水质、水流速度和光照等。
水生植物因为其根系的特殊构造和植物体的适应性，使得它们能够在不同的水域环境下生长和繁殖。
1. 多样性的水生植物种类水生植物的种类非常丰富，有些植物可以生长在淡水，而有些植物则可以生长在盐水；有些植物可以在水深较浅的地方生长，而有些则可以在水深较深的地方生长。
水生植物的多样性使得它们能够适应不同的水域环境，完成不同的生态功能。
2. 特殊的根系结构水生植物的根系结构与陆地植物有着很大的区别。
水生植物的根系大多生长在水中或者固定泥沙中，它们通过根系的结构和分布，对水体中的营养物质进行吸收和循环，从而维持自身生长和繁殖的需要。
3. 独特的光合作用方式水生植物受到光照的限制比较大，但是它们有独特的光合作用方式。
许多水生植物可以通过叶子或其他器官进行光合作用，同时还可以在根系中进行呼吸作用。
2022年七上生物第三单元第三章【绿色植物与生物圈的水循环】重要知识点
第三章绿色植物与生物圈的水循环
1、绿色植物的生活须要水
〔1〕水分在植物体内的作用水分是细胞的组成成分；水分可以保持植物的固有姿态；有助于水分和无机盐的汲取和运输；水分参及植物的代谢活动；
〔2〕水影响植物的分布；
〔3〕植物在不同时期需水量不同。
2、植物主要通过根吸收水分。
根吸收水分的主要部位是根尖成熟区。
成熟区有大量的根毛，这使得根尖具有巨大的吸收面积，因而具有强大的吸水能力。
3、导管（属于输导组织）导管是运输水分和无机盐的通道。
导管：从下往上输送水分和无机盐。
筛管：从上往下输送叶片光合作用产生的有机物。
4、蒸腾作用：水从活的植物体表面以水蒸气状态散失到大气中的过程。
主要通过叶片实现。
5、叶片由表皮（上表皮和下表皮）、叶肉与叶脉三部分组成。
表皮分布有气孔，气孔是植物蒸腾作用的“门户”，也是气体交换的“窗口”。
气孔是由一对半月形的细胞—保卫细胞围城的空腔，保卫细胞吸水膨胀时，气孔张开；当保卫细胞失水收缩时，气孔关闭。
6、蒸腾作用的意义：
①拉动水分与无机盐在植物体内的动输；
②通过蒸腾作用能降低叶片表面的温度
③提高大气湿度，增加降水。
7、绿色植物在水循环中起作用：
①植物蒸腾作用能够提高大气湿度，增加降水。
②植物的茎叶承接着雨水，能够大大减缓雨水对地面的冲刷。
③树林中的枯枝落叶能够吸纳大量的雨水，补充地下水。
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。
3.水分代谢
2、土壤通气状况
土壤通气不良:
A、缺O2，呼吸减弱，影响根压； B、长时间无氧呼吸，根系中毒； C、土壤还原性物质过多，不利于 根系生长与吸收。
3、土壤温度
在适宜生长的范围内，温度 吸水
低温：原生质粘性增大，水分不易透过 .酶活性降低，影响主动吸水 .水分子 粘滞性增加，运动减慢 .根系生长缓慢， 吸收面积减少
自由水/束缚水是衡量植物代谢强弱和抗性 的生理指标之一。
自由水 束缚水
蛋白质凝胶化,抗性增强,代谢活 性减弱 蛋白质溶胶化,抗性减弱,代谢活 性增强
自由水
束缚水
三、水对植物的生理生态作用
生理作用：
1、水是原生质的主要组分
2、水是植物体内代谢过程的反应物质 3、水是许多生化反应和物质吸收、运输 的良好介质
风干种子：吸胀吸水 Ψw = Ψm 液泡化细胞：渗透吸水 Ψw = ΨS + Ψp 无液泡分生组织细胞：吸胀吸水 Ψw = ΨS + Ψm + Ψp
第三节
植物根系对水分的吸收※
一、根系吸水的部位 吸水的主要器官是 根系，根吸水的主要部 位是根尖，根尖吸水最 活跃的部位是根毛区。
根毛区 伸长区 分生区 根冠
拉力
动力：根压和蒸腾拉力
连续性：蒸腾—内聚力—张力学说
张力
（1）水柱有张力，（0.5~3MPa）
（2）水分子间有较大的内聚力 （20 Mpa），内聚力>＞张力 （3）水分子对导管壁有很强的附 着力
重力
+ + + +
-
-
第六节
合理灌溉的生理基础
一、作物的需水规律 1、不同作物需水量（蒸腾系数）不同C3植物比 C4植物多1～2倍 2、同一作物不同生育期需要的水量不同 水分临界期：植物生活周期中对水分不足最 敏感、最易受害的时期。 小麦 ：分蘖末期至抽穗期和开始灌浆—乳熟末 期 最大需水期：植物生活周期中需水最多的时期。
园林植物中水分因子的作用
园林植物中水分因子的作用1.水分的生理作用水是植物体的重要组成部分，是植物生命活动的必要条件。
因为植物的生命活动在很大程度上决定于体内的水分状况。
原生质的含水量一般在80%以上，大量水分的存在使原生质能维持溶胶状态，以保证代谢活动的旺盛进行，如果水分减少，原生质便由溶胶向凝胶转变，代谢强度随之显著降低。
如果原生质失水过多，就会引起植物胶体的破坏，导致细胞的死亡。
植物的光合作用也只有在水存在的条件下才能进行。
水不仅使酶具有活性，同时通过生理生化反应，分解出氢，以供光合作用合成有机物质。
尽管光合作用消耗的水分只占吸收水分的1%，但当水分亏缺时，光合速率明显下降。
水分缺乏使光合速率下降的主要原因是：1．叶片缺水气孔开度较小或关闭，阻碍二氧化碳的吸收和同化，光合速率下降。
2．缺水时，会引起叶片内淀粉水解，可溶性糖增多，光合产物输出缓慢，这些都会使光合速率下降，减少光合产物的积累。
3．叶片水分不足，蒸腾速率明显下降。
叶温升高，呼吸作用加强，净光合速率就降低，严重缺水时，使叶绿体结构受到损害，造成光合速率的不可逆变化。
在呼吸作用和有机物的水解反应中也都需要水分子的参与。
水是植物体很好的溶剂，植物内的绝大多数代谢过程都是在水介质中进行的。
土壤中的一些有机物和无机物质，只有溶解于水中，才能为植物所充分吸收。
被植物根部所吸收的物质，也必须溶于水中，才能被木质部导管中的液流运送到植物的各个部分。
水分能维持细胞的膨大，可使植物保持其挺立姿态，叶片展开以利于充分接受光照和气体交换。
花朵丰满，能使植物充分发挥其观赏效果和绿化功能。
水有调节植物体温的功能，因水有很高的汽化热，植物通过蒸发水分能有效地降低体温，防止了强烈日光照射下植物的过热。
水又有很高的比热，在寒冷环境下能使植物体温不致很快下降，缓和了低温对植物的不良效应。
植物主要是通过根系来吸收水分，不断供应叶子的蒸腾。
只有当吸水、输导和蒸腾三方面的比例适当时，才能维持良好的水分平衡。
水分子在物质运输中起关键作用
水分子在物质运输中起关键作用水是地球上最重要的物质之一，也是生命存在的基础。
水分子不仅在形成和维持生命的过程中起着关键作用，还在物质运输中发挥着重要的功能。
本文将探讨水分子在物质运输中的关键作用，以及这些作用背后的科学原理。
首先，水分子在动植物体内通过细胞膜的渗透调节物质的运输。
细胞膜是由脂质构成的半透性膜，水分子能够通过膜的脂质层进行自由扩散。
这意味着水分子能够自由地穿过细胞膜，带着溶解于其中的物质一同进入或离开细胞。
在植物体内，水分子通过渗透作用帮助植物维持细胞的结构和功能。
植物通过根系吸收土壤中的水分，将水分子带入细胞中。
由于植物细胞内溶液中的溶质浓度较高，水分子会自发地从低浓度的土壤中向高浓度的细胞内移动。
这种自发的水分子运动称为渗透。
在动物体内，水分子在维持体内水分平衡和排除废物方面发挥着关键作用。
动物细胞的细胞膜也是半透性的，水分子能够通过膜的扩散过程将废物和溶解物质带出细胞，从而维持体内的稳态。
同时，动物通过排尿等途径将多余的水分和废物排出体外，保持体内水分的平衡。
除了在细胞内的物质运输中，水分子在植物和动物体内的血液循环中也起到了关键的作用。
血液循环是一种将血液和其中溶解的物质运输到全身各个部位的过程。
在血液循环中，水分子通过血管壁渗透进入组织细胞，并携带氧气和养分供应给细胞。
血液中的水分子在运输过程中与氧气、二氧化碳和其他溶解物质发生相互作用。
在肺部，水分子帮助氧气从空气中通过肺泡壁进入血液，并将二氧化碳从血液中排出。
这种气体交换是通过水分子在肺泡壁和血液细胞间的扩散实现的。
另外，水分子也在植物体内的导管中发挥着重要作用。
植物的导管系统由连通根系和叶片的管道组成，水分子通过这些导管从根部吸收的水分向上输送到叶片。
这一过程称为液体上升。
液体上升的主要驱动力是水分子在导管中的蒸腾作用。
蒸腾是植物叶片中水分子由液态转变为气态并通过气孔释放到大气中的过程。
在蒸腾作用中，水分子从导管中蒸发出来并形成负压，这种负压会使相邻的水分子向上移动。
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结论:成熟的植物细胞能与外界溶液发生渗透作用 细胞吸水 ;细胞液浓度<外
界溶液浓度,细胞失水
实验成败的关键: (1)选材:选择活的紫色洋葱外表皮 (2)蔗糖溶液浓度过高,质壁分离速度快但会将细胞 杀死,不能质壁分离复原;浓度过低,不能引起细胞质 壁分离或速度太慢 如用NaCl 甘油 尿素等溶液则会由于小分子物质自 由扩散或主动运输进入细胞,使细胞液浓度逐渐增大, 细胞会自动质壁分离复原. 该实验可证明: (1)植物细胞的死活; (2)成熟的植物细胞是一个渗透系统; (3)原生质层具有选择透过性.
查找资料，搜集淡水资源现状和水污染现状
再见
枯树
干涸的土地
流水
山水如画
山水
植物细胞图
解释：
萝卜细胞实际上就是由成熟的植物 细胞组成，成熟的植物细胞有一个由细 胞膜、细胞质和液泡膜组成的原生质层， 从而形成一个渗透系统。当原生质层两 边具有浓度差时，就会发生渗透作用使 细胞吸水或者是失水。
构特点 原生质层:选择透过性细胞膜液泡膜及两膜间原生质
渗透吸水
举 例:
细胞液: 具有一定浓度
成熟区表皮细胞等 吸水: 细胞液浓度>外界溶液浓度 原 理 失水: 细胞液浓度<外界溶液浓度
验证: 质壁分离与复原实验
2.质壁分离与复原实验
原理:1.原生质层伸缩性大于细胞壁的伸缩性 2.外界溶液浓度大于细胞液浓度时,细胞失水,质壁收缩,进而质壁分离 外界溶液浓度小于细胞液浓度时,细胞吸水,使质壁分离复原
主要吸收 器官与部位 根 根尖成熟区(根毛区)表皮细胞 细胞结构特点: 细胞质内没有形成大的液泡 1.吸收 吸胀吸水 原 理: 细胞壁与细胞质中含有大量亲水性物质 举 例: 根尖分生区(生长点)细胞和干种子细胞等 吸水 条 件: 成熟的植物细胞(有中央液泡的细胞)
方式
细胞结
细胞质:有一大液泡
细胞壁:全透性
电镜下的细胞壁
二、植物细胞的吸水和失水
刚才我们学习了植 物根尖主要包括分生区、 伸长区和成熟区三大部 分，它们都各靠什么方 式吸水？为什么？ 下面我们从分析植 物细胞结构开始来看：
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细胞膜 细胞质 液泡膜
细胞结构
原生质层
(选择透过性)
细胞液
(具一定浓度)
浓度差
细胞壁
外界溶液（具一定浓度）
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思考：
• 渗透作用与扩散作用的异同？ • 扩散不是由高浓度向低浓度运动吗？
其实成熟的植物细胞里也有相当 于半透膜的结构，那么它的那些结 构相当于半透膜呢？ 下面我们来分析一下植物细胞的 细胞结构。
注意地雷：原生质层与原生质； 半透膜与选择透过性膜有何区 别
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二植物细胞的吸水与失水
水在植物体内的重要生理作用
• • • • • 水是细胞的主要成分 水是新陈代谢的反应物 水是植物吸收和运输物质的溶剂 水能保持植物体的固体形态 水能维持植物体的正常体温
导入
枯 树 干涸的土地
流
水
山
水
山水如画
一切生命都离不开水，不论是动物还是植物。没有 水，则万物无法生长，有了水，就会变得生机昂然。
A。A、B两侧液面高度一致，B侧为无色 B。 A、B两侧液面高度一致，B侧为红色 C。A液面低于B液面，B侧为红色 D。 A液面高于B液面，B侧为无色
9.请根据渗透作用的原理设计一个
实验，来测定细胞液的大体浓度。
（1）按照一定浓度梯度，配制不同浓度的溶液。 （2）把相同的成熟植物细胞分别放入不同浓度的溶液中 用显微镜观察发生质壁分离的情况。
3.我国水资源情况。 合理灌溉 ◆ 是指根据植物的需水规律适时 地、适量地灌溉以便使植物体茁壮成长，并 且用最少的水获取最大的效益。 水，生命之源。请珍惜我们的水资源。否则
“人类的最后一滴水将是人类自己的眼泪”
课堂小结
水分代谢 水 分 的 利 用 吸胀吸水 渗透吸水 渗透作用及其发生条件 植物细胞是一个渗透系统 水 分 的 散 失
目的:1.初步学会观察植物细胞质壁分离与复原的方法;
2.理解植物细胞发生渗透作用的原理 步骤:1.制作洋葱鳞片叶表皮细胞临时装片(选材:选活的紫色的洋葱外表皮) 2.高倍镜观察 (1)紫色中央大液泡 ; (2)原生质层紧贴细胞壁 3.一侧加0.3g/ml蔗糖溶液,另一侧吸水纸吸引 4.高倍镜观察 (1)中央液泡逐渐变小(紫色加深); (2)原生质层与细胞壁逐渐 分离 5.一侧加清水另一侧吸水纸吸引 6.高倍镜观察 (1)中央液泡逐渐变大 ;(2)原生质层逐渐贴近细胞壁 细胞液浓度>外界溶液浓度
复习知识要点
1.植物吸水的部位和主要方式 2.渗透作用的原理 3.渗透作用的条件 4.植物细胞发生渗透作用的的结构 5.植物细胞吸水与失水的过程 6.植物细胞的质壁分离与复原实验的原理 方法 步骤
和结论
7.水分的运输 利用和散失的过程以及水分散失的意义 8.合理灌溉的重要性和方法
一.植物对水分的吸收
D.根系不能将水向上运输
２、下列现象中属于渗透作用的是（ B ） A．蔗糖分子通过细胞壁 B．水分子通过原生质层 C．蛋白质分子通过核膜 D．Ca离子通过细胞膜
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巩 固
练
习
３.盐碱地栽种植物，其出苗率和成活率都比较低，原因是（C ）
A.土壤溶液PH太小
B.土壤中缺肥 C.土壤溶液浓度高于植物细胞液的浓度 D.土壤溶液浓度小于植物细胞液的浓度
H 2O H 2O H O H2 O H2 2O H O H2 O H2 O H2 2O H O H2 2O
1 成熟的 细胞壁 2 细胞膜 植物细 原 生 3 胞 细胞质 质
层 4 液泡膜 5 细胞核 液泡膜 6 液泡 （内有 细胞液）
H2O 清水
未成熟的植物细胞
没有形成中央液泡，主要靠细胞内的蛋白质、 淀粉和纤维素等亲水性物质吸水，这种吸水方式叫 吸涨作用吸水。
下面我们来看一看根尖的结构。
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指出根尖各 部位的名称
成熟区
根 尖 的尖纵切面图
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根 对 水 分 的 吸 收
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土壤溶液浓度高于成熟区表皮细 胞细胞液浓度，根吸收水分。
若溶液浓度相反呢？
你能举一例子吗？
你能根据所学，解释大港区的土地 为什么不易生长植物吗？
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3.下图是成熟区的表皮细胞及相邻内层的 几个细胞，如果水分从土壤溶液依次渗 透到A、B、C，则土壤溶液、及A、B、 C的细胞液之间浓度的关系是什么？
C＞B＞A＞土壤溶液
4.将洋葱表皮细胞放入50%的蔗糖溶液中，很快 发生了质壁现象，但是却不能发生质壁分离复原 现象，原因是什么？ 50%的蔗糖溶液浓度太高，使细胞失水过多而死 亡，因此只能发生质壁分离，而不能发生质壁分 离复原。
(1)是植物吸收水分和促使水分在体内运输的重要动力 意义 (2)是促进溶解在水中的矿质养料在植物体内的运输 (3)降低植物特别是叶片的温度,避免阳光灼伤
三.合理灌溉
(1)不同植物需水量不同
原因
(2)同一种植物不同生长发育期需 合理灌溉 水量不同 目的:根据需水规律,适时适量灌溉,少水 高效
植物细胞的原生质层（细胞膜、液泡膜 及其之间的部分）其实就相当于一个半透膜， 当液泡内和细胞外间溶液有浓度差时，就会 发生细胞的吸水或者是失水。
成熟的植物细 胞有中央大液泡， 吸水方式主要为渗 透作用吸水。
2 、说出图中各部分名称。 3 、原生质层是指那些结 答：能进行渗透吸水。 4 、将该细胞放入清水中， 构？ 因为： ①原生质层是一层 能否发生渗透吸水，为什 么？ 选择透过性膜； ②原生质 层两侧的溶液具有浓度差； ③细胞壁是全通透的
在单位时间、单位面积内，水分子由烧杯透过半透 膜进入漏斗内的数量，多于水分子由漏斗透过半透膜进 入烧杯内的数量，因此，漏斗管内的液面上升。
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一、渗透作用原理
像上面的实验一样，水分子（或 其它溶剂分子）透过半透膜由低浓度 一侧向高浓度一侧溶液的扩散，叫做 渗透作用。
渗透作用产生的条件是什么呢？ 假设：半透膜换成塑料膜或纱布; 半 透膜两侧都是清水或是浓度相同，液 面还会上升吗？
（3）在显微镜下可看到几乎无变化及发生不同程度质壁
分离的细胞，而细胞液的浓度应是稍大于刚开始发 生质壁分离的细胞的外界溶液的浓度，最接近于未 发生质壁分离的细胞的外界溶液的浓度。 （4）如果实验中细胞均未发生质壁分离，或者均发生太
明显质壁分离，则应分别提高或降低溶液的浓度。
10.盐碱地里作物不能很好生长，原 因是什么？你能指出解决这一问题 的方案？
三 水分的运输、利用和散失
1运输 2、利用 3、散失 （1）蒸腾作用的概念：植物体内的水分， 通过叶表皮的气孔以水蒸气的形式散失 到大气中的过程。
(2)蒸腾作用的意义
植物对水份吸收促进水份和无机盐的运输
调节体温，防止叶片灼伤
四.合理灌溉
1.不同植物的需水量不同。
2.同一植物在不同生长发育时期需水量也不同。
二.水分的运输 利用和散失
运输途径:根部导管 1.运输: 茎部导管 叶及其它部位
运输动力:蒸腾作用
参与光合作用和呼吸作用等代谢活动(1~5%) 2.利用:
蒸腾散失(95~99%)
散失方式: :蒸腾作用(植物体内的水分主要以水蒸气的形式通过叶 散失的主要器官:叶(气孔) 3.散失: 的气孔散失到大气中)
5.当把成熟的植物细胞放在尿素溶液中时，发现 很快发生了质壁分离现象，但过了一会又发生 了质壁分离复原现象，原因是什么？
这是因为尿素分子能不断地从外界溶液进 入细胞液，使细胞液浓度增大，而从外界 溶液中吸水。
C 。 6.北方果树由根系吸收的水分主要用于______