植物的水分代谢(PPT)
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这与水的理化性质有关。（如比热容、沸 点、气化热、密度、蒸气压、内聚力、粘附力 和表面张力、毛细作用 等）
第一节 水分在植物生命活动中的重要性
3.植物体内水分存在的状态 自由水：距离胶体颗粒较远，可以自由移动的 水分。 束缚水：较牢固地被细胞胶体颗粒吸附，不易 流动的水分。 自由水/束缚水比值影响代谢。 自由水/束缚水比值高时，代谢旺盛； 自由水/束缚水比值低时。代谢缓慢。
水
水
水
水
分
分
分
分
的
的
的
的
吸
运
利
散
收
输
用
失
第一节 水分在植物生命活动中的重要性
1.植物体内的含水量 水是细胞的重要组成成分,不同植物、不同植物器
官、不同的生长环境，植物的含水量均不同。 一般植物组织含水量占鲜重的75％～90％，水生
植物含水量可达95%。如水浮莲 可达98%，番茄、黄瓜、 西瓜约90%，一般沙漠植物为 6%， 草本植物 70-85%， 木本植物为50%，藓类、地衣仅5%～7%。
植物的水分代谢
第五章 植物的水分代谢
本章教学目标 理解水分在植物生命活动中的作用；理解
水势及各组分的基本概念；了解植物根系对水 分以及影响根系吸水的土壤条件；理解植物的 蒸腾作用的生理意义、指标等;了解植物体内水 分的运输的过程；掌握作物的需水规律、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。
海水
-2.50
1mol·L-1蔗糖
-2.69
1mol·L-1 KCl
-4.50
第二节 细胞对水分的吸收
4）植物细胞的水势
1)细胞水势的组分
植物细胞与一个开放的溶液体系有所不同，它外有
细胞壁，内有大液泡，液泡中有溶质，细胞中还有多
种亲水衬质，这些都会对细胞水势产生影响。因此植
物细胞水势比纯溶液的水势要复杂得多，至少要受到
第二节 细胞对水分的吸收
b.压力势 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。细 胞压力势一般为正值，只有在蒸腾过 旺时为负值。
第二节 细胞对水分的吸收
c.衬质势（ψm） 衬质势是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，对 已形成中心大液泡的细胞含水量很高，ψm 只占整个水势的微小部分，通常一般忽略 不计。 干燥种子的ψm总是很低，例如，豆类 种子中胶体的衬质势可低于-100MPa，细 胞吸水饱和时，ψm=0。
第二节 细胞对水分的吸收
2）水势的大小和单位： 纯水的水势(ψw0)最大ψw0=0，植物
细胞的水势都为负值。 水势的单位：帕（Pa）、巴(bar)、
大气压(atm)。 1巴 = 0.987 大气压 = 105
第二节 细胞对水分的吸收
3）几种常见化合物的水势
溶液 纯水
Ψw /Mpa 0
Hoagland营养液 -0.05
第五章 植物的水分代谢
教学重点: 1．植物细胞水势的组成。2．植物根系对水分 的吸收。3．气孔蒸腾和影响因素。4．植物体 内水分运输的途径。5．作物需水规律和合理 灌溉。 难点:1．植物细胞的水势的基本概念。2．水 势的组成和有关计算。3．气孔开闭的机理。
水是生命起源的先决条件,没有水就没有生命, 也就没有植物。植物的水分代谢包括：
第二节 细胞对水分的吸收
（3）水势
1）概念：
水势指每偏摩尔体积水的化学势差，用
ψw表示。μwψw＝ μVww0
Δμw ＝ Vw
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100cm3的乙醇中，最终体积是 118.07cm3，水的偏摩尔体积是多少？ （18.07cm3）
三个组分的影响，即溶质势ψ 、压力势ψ 和衬质势
ψm。
s
p
ψ为w衬=质ψ势π典+）ψ型。p植+ψ物m细（胞ψ水π势为(渗Ψ透w)势组，成ψ为p：为压力势，ψm
第二节 细胞对水分的吸收
a.溶质势（ψπ） 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。用ψs 表示。
ψs =ψπ=-π(渗透压)=-iCRT 细胞中含有大量溶质，其溶质势 为各溶质势的总和。
第二节 细胞对水分的吸收
2）细胞的渗透现象
渗透作用 水分子（其他溶剂分子）通过半透
膜扩散的现象。
渗透的条件:
1、具有半透膜 2、半透膜两侧具有浓度差
渗 透 装
置
Fra Baidu bibliotek
一段时间后，水分子可以自由通过半透膜，而 蔗糖分子不可以。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。
第二节 细胞对水分的吸收
初始质壁分离时，V=1.0，
Ψp= 0， Ψw = Ψs = -2.0MPa
充分膨胀时，V=1.5，
Ψw = Ψs + Ψp = 0
剧烈蒸腾时，Ψp < 0
一般叶组织 旱生植物叶片
Ψs -1.0 - -2.0Mpa -10.0Mpa
草本植物 白天 晚上
Ψp 0.30.5Mpa 1.5Mp
第二节 细胞对水分的吸收
细胞吸水的方式：
方式
渗透吸水 吸胀吸水
降压吸水
第二节 细胞对水分的吸收
1、渗透性吸水： 由于ψw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。
第二节 细胞对水分的吸收
（1）自由能、化学势、水势 1）自由能 ：物体用来作最大有用功的能力。
2）化学势：用来衡量物质反应或转移所用的能 量，是用来在描述体系中组分发生化学反应的本 领及转移的潜在能力，一摩尔物质的自由能就是 该物质的化学势，常用μ表示。
根尖、种子 80-90%（休眠种子5-15%、 休眠芽 40% ），主干 35-70%，树干、休眠芽约40%，风干种 子约10%。
一般来说，生长旺盛的植物与器官，含水量也较高， 反之，也相反。
第一节 水分在植物生命活动中的重要性
2.意义 （1） （2） （3）水是各种生理生化反应和运输物质的介质
（4） （5）水具有重要的生态意义。
第二节 细胞对水分的吸收
纯水的水势ψ 所谓纯水是指不以任何物理的或化
学的方式与任何物质结合的水，完全是 自由水，ψ为零，ψ为零；在标准压力 (1.013×105Pa)下，在与 体系同 温度 之 下，重力势忽略时，纯水水势为零。从 水势的定义式可推导出，纯水的水势为 零(因为在纯水体系中μ=μ=0,△μ=0， 所以ψ=0)。
第一节 水分在植物生命活动中的重要性
3.植物体内水分存在的状态 自由水：距离胶体颗粒较远，可以自由移动的 水分。 束缚水：较牢固地被细胞胶体颗粒吸附，不易 流动的水分。 自由水/束缚水比值影响代谢。 自由水/束缚水比值高时，代谢旺盛； 自由水/束缚水比值低时。代谢缓慢。
水
水
水
水
分
分
分
分
的
的
的
的
吸
运
利
散
收
输
用
失
第一节 水分在植物生命活动中的重要性
1.植物体内的含水量 水是细胞的重要组成成分,不同植物、不同植物器
官、不同的生长环境，植物的含水量均不同。 一般植物组织含水量占鲜重的75％～90％，水生
植物含水量可达95%。如水浮莲 可达98%，番茄、黄瓜、 西瓜约90%，一般沙漠植物为 6%， 草本植物 70-85%， 木本植物为50%，藓类、地衣仅5%～7%。
植物的水分代谢
第五章 植物的水分代谢
本章教学目标 理解水分在植物生命活动中的作用；理解
水势及各组分的基本概念；了解植物根系对水 分以及影响根系吸水的土壤条件；理解植物的 蒸腾作用的生理意义、指标等;了解植物体内水 分的运输的过程；掌握作物的需水规律、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。
海水
-2.50
1mol·L-1蔗糖
-2.69
1mol·L-1 KCl
-4.50
第二节 细胞对水分的吸收
4）植物细胞的水势
1)细胞水势的组分
植物细胞与一个开放的溶液体系有所不同，它外有
细胞壁，内有大液泡，液泡中有溶质，细胞中还有多
种亲水衬质，这些都会对细胞水势产生影响。因此植
物细胞水势比纯溶液的水势要复杂得多，至少要受到
第二节 细胞对水分的吸收
b.压力势 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。细 胞压力势一般为正值，只有在蒸腾过 旺时为负值。
第二节 细胞对水分的吸收
c.衬质势（ψm） 衬质势是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，对 已形成中心大液泡的细胞含水量很高，ψm 只占整个水势的微小部分，通常一般忽略 不计。 干燥种子的ψm总是很低，例如，豆类 种子中胶体的衬质势可低于-100MPa，细 胞吸水饱和时，ψm=0。
第二节 细胞对水分的吸收
2）水势的大小和单位： 纯水的水势(ψw0)最大ψw0=0，植物
细胞的水势都为负值。 水势的单位：帕（Pa）、巴(bar)、
大气压(atm)。 1巴 = 0.987 大气压 = 105
第二节 细胞对水分的吸收
3）几种常见化合物的水势
溶液 纯水
Ψw /Mpa 0
Hoagland营养液 -0.05
第五章 植物的水分代谢
教学重点: 1．植物细胞水势的组成。2．植物根系对水分 的吸收。3．气孔蒸腾和影响因素。4．植物体 内水分运输的途径。5．作物需水规律和合理 灌溉。 难点:1．植物细胞的水势的基本概念。2．水 势的组成和有关计算。3．气孔开闭的机理。
水是生命起源的先决条件,没有水就没有生命, 也就没有植物。植物的水分代谢包括：
第二节 细胞对水分的吸收
（3）水势
1）概念：
水势指每偏摩尔体积水的化学势差，用
ψw表示。μwψw＝ μVww0
Δμw ＝ Vw
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100cm3的乙醇中，最终体积是 118.07cm3，水的偏摩尔体积是多少？ （18.07cm3）
三个组分的影响，即溶质势ψ 、压力势ψ 和衬质势
ψm。
s
p
ψ为w衬=质ψ势π典+）ψ型。p植+ψ物m细（胞ψ水π势为(渗Ψ透w)势组，成ψ为p：为压力势，ψm
第二节 细胞对水分的吸收
a.溶质势（ψπ） 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。用ψs 表示。
ψs =ψπ=-π(渗透压)=-iCRT 细胞中含有大量溶质，其溶质势 为各溶质势的总和。
第二节 细胞对水分的吸收
2）细胞的渗透现象
渗透作用 水分子（其他溶剂分子）通过半透
膜扩散的现象。
渗透的条件:
1、具有半透膜 2、半透膜两侧具有浓度差
渗 透 装
置
Fra Baidu bibliotek
一段时间后，水分子可以自由通过半透膜，而 蔗糖分子不可以。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。
第二节 细胞对水分的吸收
初始质壁分离时，V=1.0，
Ψp= 0， Ψw = Ψs = -2.0MPa
充分膨胀时，V=1.5，
Ψw = Ψs + Ψp = 0
剧烈蒸腾时，Ψp < 0
一般叶组织 旱生植物叶片
Ψs -1.0 - -2.0Mpa -10.0Mpa
草本植物 白天 晚上
Ψp 0.30.5Mpa 1.5Mp
第二节 细胞对水分的吸收
细胞吸水的方式：
方式
渗透吸水 吸胀吸水
降压吸水
第二节 细胞对水分的吸收
1、渗透性吸水： 由于ψw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。
第二节 细胞对水分的吸收
（1）自由能、化学势、水势 1）自由能 ：物体用来作最大有用功的能力。
2）化学势：用来衡量物质反应或转移所用的能 量，是用来在描述体系中组分发生化学反应的本 领及转移的潜在能力，一摩尔物质的自由能就是 该物质的化学势，常用μ表示。
根尖、种子 80-90%（休眠种子5-15%、 休眠芽 40% ），主干 35-70%，树干、休眠芽约40%，风干种 子约10%。
一般来说，生长旺盛的植物与器官，含水量也较高， 反之，也相反。
第一节 水分在植物生命活动中的重要性
2.意义 （1） （2） （3）水是各种生理生化反应和运输物质的介质
（4） （5）水具有重要的生态意义。
第二节 细胞对水分的吸收
纯水的水势ψ 所谓纯水是指不以任何物理的或化
学的方式与任何物质结合的水，完全是 自由水，ψ为零，ψ为零；在标准压力 (1.013×105Pa)下，在与 体系同 温度 之 下，重力势忽略时，纯水水势为零。从 水势的定义式可推导出，纯水的水势为 零(因为在纯水体系中μ=μ=0,△μ=0， 所以ψ=0)。