第一章水分生理
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-第一章 植物的水分代谢
二. 植物根系对水分的吸收
一、植物细胞对水分的吸收
（一）、植物细胞的水势
1.概念
μ w-μ
w
0
Δμ
w
ψ w＝
Vw
＝
Vw
是不能用于做 束缚能(bound energy)
物质能量
自由能(free energy)
有用功的能量。 是在恒温、恒压条件下 能够作功的那部分能量。
化学势(chemical potential,μ)
水孔蛋白（aquaporins,AQPS)
分子量为25～30KDa、具有选择性、高效转运 水分子的膜水通道蛋白称为水通道蛋白或水孔 蛋白（aquaporins)。 水孔蛋白只允许水分子通过，不允许离子和代 谢物通过，半径大于水分子（0.15nm），小于 最小溶质分子半径0.2nm。
膜内在蛋白 ，几乎都含有六个跨膜区段，分别 由五个环相连。
四、测定植物组织含水量的指标
（一）水分占鲜重的百分比：含水量=
鲜重 干重 ×100％ 鲜重
鲜重 干重 （二）水分占干重的百分比：含水量= ×100％ 干重
（三）相对含水量（Relative Water Content， RWC）：
实际含水量 RWC = ×100％ 饱和含水量
第二节 植物对水分的吸收
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 2、半透膜两侧具有浓度差
渗 透 装 置
图 2-1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
图1－1 渗透现象
1.实验开始时
2.由于渗透作用纯水通过 选择透性膜向糖溶液移动， 使糖溶液液面上升。
第一章 水分生理习题及答案.
第一章水分生理习题一、名词解释1.自由水2.束缚水3.水势4.压力势5.渗透势6.衬质势7.渗透作用8.水通道蛋白9.根压 10.吐水现象二、填空题1. 植物散失水分的方式有种，即和。
2. 植物细胞吸水的三种方式是、和。
3. 植物根系吸水的两种方式是和。
前者的动力是，后者的动力是。
4. 设甲乙两个相邻细胞，甲细胞的渗透势为- 16 × 10 5 Pa ，压力势为9 × 10 5 Pa ，乙细胞的渗透势为- 13 × 10 5 Pa ，压力势为9 × 10 5 Pa ，水应从细胞流向细胞，因为甲细胞的水势是，乙细胞的水势是。
5. 某种植物每制造10 克干物质需消耗水分5000 克，其蒸腾系数为，蒸腾效率为。
6. 把成熟的植物生活细胞放在高水势溶液中细胞表现，放在低水势溶液中细胞表现，放在等水势溶液中细胞表现。
7. 写出下列吸水过程中水势的组分吸胀吸水，Ψ w = ；渗透吸水，Ψ w = ；干燥种子吸水，Ψ w = ；分生组织细胞吸水，Ψ w =；一个典型细胞水势组分，Ψ w = ；成长植株吸水，Ψ w = 。
8. 当细胞处于初始质壁分离时，Ψ P = ，Ψ w = ；当细胞充分吸水完全膨胀时，Ψ p = ，Ψ w =；在初始质壁分离与细胞充分吸水膨胀之间，随着细胞吸水，Ψ S ，Ψ P ，Ψ w 。
9. 蒸腾作用的途径有、和。
10. 细胞内水分存在状态有和。
三、选择题1. 有一充分饱和细胞，将其放入比细胞浓度低10 倍的溶液中，则细胞体积A.不变B.变小C.变大D.不一定2. 将一个生活细胞放入与其渗透势相等的糖溶液中，则会发生A.细胞吸水B.细胞失水C.细胞既不吸水也不失水D.既可能失水也可能保持动态平衡3. 已形成液泡的成熟细胞，其衬质势通常忽略不计，原因是A.衬质势不存在B.衬质势等于压力势C.衬质势绝对值很大D.衬质势绝对值很小4. 在萌发条件下、苍耳的不休眠种子开始4 小时的吸水是属于A.吸胀吸水B.代谢性吸水C.渗透性吸水D.上述三种吸水都存在5. 水分在根及叶的活细胞间传导的方向决定于A.细胞液的浓度B.相邻活细胞的渗透势大小C.相邻活细胞的水势梯度D.活细胞压力势的高低7. 一般说来，越冬作物细胞中自由水与束缚水的比值A.大于1B.小于1C.等于1D.等于零9. 植物的水分临界期是指A.植物需水量多的时期B.植物对水分利用率最高的时期C.植物对水分缺乏最敏感的时期D.植物对水分的需求由低到高的转折时期10. 用小液流法测定植物组织水势时，观察到小液滴下降观象，这说明A.植物组织水势等于外界溶液水势。
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。
第一章 植物的水分生理-植物生理学(潘瑞炽第7版)
低渗溶液(低 浓度） 纯水中
V>1
ΨP增大 Ψp= -Ψs
Ψw= Ψs +Ψp Ψw = 0
饱和状态，充分膨胀
V=1.5
高渗溶液(高 浓度） 剧烈蒸腾
失水，质壁分离
V<1
Ψp =0 Ψp ＜0
Ψw = Ψs Ψw ＜ Ψs
无质壁分离
V<1
（五）植物细胞间水分的移动
移动方向：高水势处流向低水势,直至两处水势差为零
Ψπ= -iCRT
C-溶液浓度；T-绝对温度；R-气体常数；i-解离系数 注：Ψπ大小决定于溶液中溶质颗粒（分子或离子）总数。
压力势（ΨP ）：由于压力的存在而使体系水势改变的值。 一般情况：正值 质壁分离：零 剧烈蒸腾：负值
重力势（Ψg ）：指水分因重力下移与相反力量相等时的力量。 正值 忽略不计
5. 将洋葱表皮浸泡在7%的尿素溶液中，表皮细胞发生质壁分离，随后又自发地 发生质壁分离复原。出现这种现象的原因可能是（ B） A、细胞液浓度下降 B、尿素分子进入液泡 C、细胞壁受到破坏 D、细胞膜受到破坏 6. 口腔炎发炎，大夫常叫病人用盐水漱口，主要原因（D ）？ A.盐水清洁，可把口腔内细菌冲走 B.盐水温度低，细胞不易成活 C.Na+在盐水中有消炎作用 D.细菌在较高浓度的盐水中体内失水而难以生存
（2）若细胞的Ψp＝－ Ψs，将其放入某一溶液中时，则体积不变。
（3）若细胞的Ψw＝Ψs，将其放入纯水中，则体积不变。
（1）不完全正确
（ 2）不正确
（ 3）不正确
3．下列情况会发生渗透作用吸水的是 （C ）。
A．干种子萌发时的吸水 B．水从气孔进入外界环境 C．萎蔫的青菜放进清水中 D.玫瑰枝条插入盛有清水的花瓶中 4．能发生质壁分离的细胞是（B ）。 A．干种子细胞 C．红细胞 B．根毛细胞 D．腌萝卜干的细胞
第一章 植物的水分生理
2. 角质层蒸腾：叶片，5 ％～10％左右
3. 气孔蒸腾：叶片，可占蒸腾总量的 80％～90％。 （三）蒸腾作用的指标（3种） 1．蒸腾速率(transpiration rate) 植物在单位时间内，单位叶面积通过蒸腾作用所散失水 分的量称为蒸腾速率，也可称为蒸腾强度。一般用每小时每平方米叶面积蒸腾水量的克数表 示（g.m-2.h-1或 mg.dm-2.h-1 ）。现在国际上通用 mmol.m-2.s-1来表示蒸腾速率。 2．蒸腾效率(transpiration ratio TR) 指植物在一定生长期内有光合作用所积累的干物质与 蒸腾失水量之比，也就是每蒸腾1kg水所形成干物质的g数。常用 g.kg-1 表示。
ψw=ψS+ψm+ψP+ψg
第二节 植物细胞对水分的吸收
1、纯水的水势（ψ0w） 所谓纯水是指不以任何物理的或者化学的方式与 任何物质结合的水，完全是自由水，纯水的水势为0。
2、溶质势（ψS） 指由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。 在标准大气压下，溶液的水势就等于其溶质势，溶液的溶质越多，其溶质势 越低，且任何一种溶液的水势均低于纯水的水势而为负值。在渗透体系中， 溶质势表示了溶液中水分子潜在渗透能力的大小，所以，溶质势又可称为渗 透势。
第二节 植物细胞对水分的吸收
二、水的移动 水的移动方式有3种式：扩散、集流和渗透作用。 (一) 扩散 是物质分子（包括气体分子、水分子、溶质分 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。 （二）集流 是指液体中成群的原子或者分子（例如组成 水溶液各种物质的分子）在压力梯度（水势梯度）的作用下 共同移动的现象。 （三）渗透作用 是物质依水势梯度移动。指溶液中的溶 剂分子通过半透膜扩散现象。
第一章植物的水分生理(共54张PPT)
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
水、无机盐、有机物、植物激素（细胞 分裂素）。
伤流液的数量和成分，可以作为根系活 力强弱的指标。
lower epidermis more than in the upper epidermis.
• In grain plants, those distribution is nearly equal in the lower epidermis to in
the upper epidermis.
• T—absolute temperature
• 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。
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
A. 单个水分子通过膜 脂双分子层进入细胞
B．多个水分子通过水孔蛋白形成的水
通道进入细胞
水分移动需要能量做功，该动力来自于 渗透作用。
渗透作用：
通过半透膜移动的现象。
发生条件：半透膜，膜两边有浓度差。
1 mol物质的自由能。
每偏摩尔体积水的化学势，用Ψ表示，
0.5
0
-0.5
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
名词解释00403
名词解释第一章水分生理１.渗透势：也称溶质势，渗透势是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。
２.压力势：是指细胞的原生质体吸水膨胀，对细胞壁产生一种作用力，与此同时引起富有弹性的细胞壁产生一种限制原生质体膨胀的反作用力。
３.质外体：是指植物体中的细胞壁、细胞间隙和木质部导管的连续系统。
４.共质体：是指由胞间连丝将细胞的原生质联系起来的连续系统。
５.质外体途径：是指水分或溶质只通过质外体，即细胞壁、细胞间隙和木质部的导管，为被动运输，速度快。
６. 共质体途径：是指水分或溶质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，形成细胞质的连续体，移动速率较慢。
７.跨膜途径：是指水分或溶质从一个细胞，移动到另一个细胞，要两次通过液泡膜，故称之为跨膜途径。
移动速率较慢。
８.细胞途径：共质体途径和跨膜途径同称为细胞途径。
移动速率较慢。
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。
，称为渗透作用。
渗透作用是水分跨膜运输的动力。
１０.蒸腾作用：是指水分以气体状态，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.蒸腾速率：植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。
一般以每小时没平方米叶面积蒸腾水量的质量表示。
１２.水分临界期：植物对水分不足特别敏感的时期。
一般为孕穗期和灌浆期。
１３.水分生理：水分的吸收、水分在质外体内的运输和水分的排出，称为水分生理。
14. 质壁分离：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。
第二章矿质营养１.矿质营养：植物对矿物质的吸收、转运和同化，称为矿质营养。
２.被动运输：是指离子（或溶质）跨过生物膜不需要能量，是顺电化学势梯度进行运输的方式。
被动运输包括简单扩散和协助扩散。
３. 主动运输：是指离子（或溶质）跨过生物膜需要代谢供给能量，是逆电化学势梯度进行运输的方式。
被动运输包括质子泵和离子泵。
４.离子通道：是细胞膜中有通道蛋白构成的孔道，控制离子通过细胞膜。
植物生理学答案（1）
植物生理学答案（1）第一章植物的水分生理一、名词解释。
渗透势(solute potential):由于溶液中溶质颗粒的存在,降低了水的自由能而引起的水势低于纯水水势的值,此值为负值.其也称为溶质势.质外体途径(apoplast pathway): 指水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动，阻力小，移动方式速度快。
共质体途径(symplast pathway): 指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，移动速度较慢。
渗透作用(osmosis):物质依水势梯度而移动,指溶液中的溶剂分子通过半透膜扩散的现象.对于水溶液而言,就是指水分子从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象.蒸腾作用(transpiration): 指水分以气体状态,通过植物体的表面，从体内散失到体外的现象。
二、思考题1、将植物细胞分别放在纯水和1mo l／L蔗糖溶液中，细胞的渗透势、压力势、水势及细胞体积各会发生什么变化？答：在正常情况下，植物细胞的水势为负值，在土壤水分充足的条件下，一般植物的叶片水势为-0.8～-0.2MPa。
将植物细胞放在纯水中时，纯水的水势为0，故植物细胞会吸水，渗透势、压力势及水势均上升，细胞体积变大。
当吸水达到饱和时，细胞体积达最大，水势最终变为0，渗透势和压力势绝对值相等、符号相反，各组分不再变化。
当植物细胞放于1mo l ／L蔗糖溶液中时，根据公式计算蔗糖溶液的水势（设温度为27 ℃，已知蔗糖的解离系数i＝1）＝-icRT＝-1mol ／L×0.0083L·MPa／（mol·K）×(273+27)K＝-2.49MPa,由于细胞的水势大于蔗糖溶液的水势，因此细胞放入溶液后会失水，渗透势、压力势及水势均减少，体积也缩小，严重时还会发生质壁分离现象。
如果细胞处于初始质壁分离状态，其压力势为0，水势等于渗透势。
植物生理学
植物生理学第一章水分生理（一）名词解释自由水：远离植物细胞原生质胶体颗粒而可以自由移动的水分。
束缚水：又叫结合水，由于植物细胞原生质胶体颗粒紧密吸附而不易流动和流失的水分。
水势：溶液中每偏摩尔体积水的化学势差。
蒸腾速率：又称蒸腾强度或蒸腾率，是指植物在单位时间、单位叶面积上通过蒸腾作用散失的水量。
蒸腾效率：也称蒸腾比率，是指植物每蒸腾1kg水所形成干物质的克数。
水分临界期：指植物在生命周期中对水分缺乏最敏感，最易受害的时期。
（二）问答题1、植物细胞的水势由哪几部分组成？说明成熟植物细胞从萎蔫到充分膨胀的过程中，各个组分的变化情况。
含水体系的水势主要由四部分组成，即水势(ψw)= 溶质势(ψs)+衬质势(ψm)+压力势(ψp) +重力势(ψg)。
对于一个已形成液泡的成熟细胞来说，其ψw=ψs+ψp。
植物细胞吸水或失水，细胞体积会发生变化，渗透势和压力势因之也会发生改变。
在细胞初始质壁分离时（相对体积＝1.0），压力势为零，细胞的水势等于渗透势，两者都呈最小值（约-2.0MPa）。
当细胞吸水，体积增大时，细胞液稀释，渗透势増大，压力势増大，水势也増大。
当细胞吸水达到饱和时（相对体积＝1.5），渗透势与压力势的绝对值相等（约1.5MPa），但符号相反，水势为零，不吸水。
蒸腾剧烈时，细胞虽然失水，体积缩小，但并不发生质壁分离，压力势就变为负值，水势低于渗透势。
2、简述气孔运动机理的无机离子泵学说。
无机离子泵学说又称K+泵假说。
在光下，K+由表皮细胞和副卫细胞进入保卫细胞，保卫细胞中K+浓度显著增加，溶质势降低，引起水分进入保卫细胞，气孔就张开；暗中，K+由保卫细胞进入副卫细胞和表皮细胞，使保卫细胞水势升高而失水，造成气孔关闭。
这是因为保卫细胞质膜上存在着H+-ATP 酶，它被光激活后能水解保卫细胞中由氧化磷酸化或光合磷酸化生成的ATP ，并将H+从保卫细胞分泌到周围细胞中，使得保卫细胞的pH 升高，质膜内侧的电势变低，周围细胞的pH 降低，质膜外侧电势升高，膜内外的质子动力势驱动K+从周围细胞经过位于保卫细胞质膜上的内向K+通道进入保卫细胞，引发气孔开张。
植物生理学植物的水分生理
➢水孔蛋白（AQPs）：一种存在于生物膜上的、分子量为28,000 、具有通透水分功能的内在蛋白。也称之为水通道蛋白。 (图)
第一章 植物的水分生理
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）。
植物从环境中不断吸取水分，以满足正常生命活动的需要。 但是，植物又不可避免地要丢失大量的水分到环境中去。这样就形 成了植物水分代谢的三个过程：植物通过根系吸收水分、水分在植 物体内的运输、植物通过气孔排出水分。(图)
➢ 导管上部呈开放状态，不产生压力，于是水柱就在指向上方 的压力下向上移动。
这样就形成了根压
有人指出：根压是由于根内外皮层存在水势梯度而产生的一种 现象，它可作为根产生水势差的一个量度，但不是一种动力，因 为水流的真正动力是水势差.
2. 被动吸水
动力――蒸腾拉力
➢ 蒸腾拉力（transpirational pull）：指因为叶片蒸腾作用而产 生的使导管中水分上升的力量。（图）
ψw＝ψs＋ψp
Ⅱ.植物细胞吸水达到紧张状态 ψw＝0,ψs = -ψp 体积最大 , 细胞吸水能力最小。
Ⅲ.植物细胞初始质壁分离状态 ψw ＝ψs,ψp＝0 体积最小，细胞吸水能力最大。
Ⅳ.植物细胞水为蒸汽状态 ψp＜0, ψw≤ψs＋ψp
三、相邻细胞间水分的运转
相邻细胞的水分移动方向决定于两细胞间的水势差异，
或边缘的水孔向外溢 出液滴的现象。
✓吐水现象可作为根 系活动的生理指标， 并能用以判断植物苗 长势的强弱。 ★
植物生理参考题全(2023年整理)
第一章水分生理参考题一、名词解释：渗透势1．水分临界期2．水通道蛋白(水孔蛋白)．3．渗透调节：即调节细胞的渗透势。
在水分胁迫条件下，植物细胞通过主动积累小分子物质，降低渗透势，进而4降低水势，增强吸水。
水分利用效率5．．水势6．压力势7膨压与衬质势．8水的偏摩尔体积（2008考研）．9二、填空1.根系吸水的动力有______和____两种。
前者与_____吸水有关，后者与____吸水有关。
2.生物膜主要是由 ________和__________两类物质组成。
3.一个充分吸水的细胞，其水势ψP＝______。
将该细胞放入比其液泡浓度低100倍的溶液中，细胞体积会________。
4.当细胞在纯水中吸水饱和时，ψw＝________；当植物细胞发生质壁分离时，ψp＝___；当细胞强烈蒸腾失水时，ψp 为____。
5.干旱条件下，植物为了维持体内水分平衡，一方面要________，另一方面要_______。
6.用质壁分离法可以研究：___________、___________、____________。
7.干燥种子细胞的吸水的主要方式为_____________，成熟叶片叶肉细胞吸水的主要方式为________。
8.表明根压存在的两种生理现象是_______和_______。
9.植物体内水分以_________和_______两种状态存在。
10.叶片的蒸腾作用有两种方式，分别是___________和______________。
（2008考研）11.植物蒸腾作用主要以______________方式为主。
诱导气孔开启最有效的光是____，与气孔运动最密切的金属离子是________。
三、选择题1．将一个充分吸水的细胞转移到比其液泡浓度低100倍的溶液中时，则细胞（）。
A.吸水B. 失水C.不失水D.不吸水，也不失水2. 某植物制造100g干物质消耗了75kg的水，其蒸腾系数为（2008联考）A 750B 75C 7.5D 0.753. 已经形成液泡的植物细胞的吸水靠（）。
植物生理学重点知识整理
第一章：植物的水分生理1．水分的存在状态束缚水—被原生质胶体吸附不易流动的水特性：1.不能自由移动，含量变化小，不易散失2.冰点低，不起溶剂作用3.决定原生质胶体稳定性4.与植物抗逆性有关自由水—距离原生质胶粒较远、可自由流动的水。
特性：1.不被吸附或吸附很松，含量变化大2.冰点为零，起溶剂作用3.与代谢强度有关自由水/束缚水：比值大，代谢强、抗性弱；比值小，代谢弱、抗性强2．植物细胞对水的吸收方式：扩散、集流、渗透作用1）、扩散作用—由分子的热运动所造成的物质从浓度高处向浓度低处移动的过程。
特点：简单扩散是物质顺浓度梯度进行，适于短距离运输（胞内跨膜或胞间）2）、集流—指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动的现象。
特点：物质顺压力梯度进行，通过膜上的水孔蛋白形成的水通道3）、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。
注：渗透作用是物质顺浓度梯度和压力梯度进行3．水势及组成1．Ψw = ψs + ψp + ψm + ψgΨs ：渗透势Ψp ：压力势Ψm ：衬质势Ψg ：重力势1）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（ψπ）。
ψs大小取决于溶质颗粒总数：1 M蔗糖ψs > 1M NaCl ψs （电解质）测定方法：小液流法2）压力势—ψp 〉0，正常情况压力正向作用细胞，增加ψw；ψp〈0，剧烈蒸腾压力负向作用细胞，降低ψw；ψp = 0，质壁分离时，壁对质无压力3）重力势—当水高1米时，重力势是0.01MP，考虑到水在细胞内的小范围水平移动，通常忽略不计。
4)衬质势—由于亲水性物质和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值，ψm 〈0，降低水势.2.注：亲水物质吸水力：蛋白质〉淀粉〉纤维素*有液泡细胞，原生质几乎已被水饱和，ψm = --0.01 MPa ,忽略不计；Ψg也忽略，水势公式简化为：ψw = ψs+ ψp*没有液泡的分生细胞、风干种子胚细胞：ψw = ψm*初始质壁分离细胞：ψw = ψs*水饱和细胞：ψw = 03．细胞水势与相对体积的关系◆细胞吸水，体积增大、ψsψpψw 增大◆细胞吸水饱和，体积、ψs ψp ψw = 0最大◆细胞失水，体积减小，ψs ψp ψw 减小◆细胞失水达初始质壁分离ψp = 0，ψw = ψs◆细胞继续失水，ψp 可能为负ψw《ψs4．蒸腾作用（气孔运动）小孔扩散律（边缘效应）——气体通过小孔表面的扩散速度不与小孔的面积呈正比，而与小孔的周长呈正比。
第一章 植物的水分生理1
压力势 细胞壁在受到膨压作 草本植物叶肉细胞的ψ p，在温暖天气的 用时会产生与膨压大 午后为0.3～0.5MPa，晚上则达1.5 MPa ψp
小相等、方向相反的 壁压，即压力势， ψ p一般为正值.
特殊情况下ψ p也可为负值或零，初始质 壁分离时，细胞的ψ p为零；剧烈蒸腾时， 细胞壁出现负压，即细胞的ψ p呈负值
细胞渗透吸水的三种情况
Ø 植物细胞置于浓溶液中，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。
质壁分离
质壁分离复原
Ø 把发生了质壁分离的细胞浸在水势较高的稀溶液或清水中， 外液中的水分又会进入细胞，液泡变大，原生质层很快会恢 复原来的状态，重新与细胞壁相贴,这种现象称为质壁分离 复原。利用细胞质壁分离和质壁分离复原的现象可以判断细 胞死活，同时，也证明植物细胞是一个渗透系统。
２.细胞的压力势 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)。 细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。
Ø 压力势一般为正值，它提高了细胞的水势。 Ø 草本植物叶肉细胞的压力势，在温暖天气的午后为0.3～ 0.5MPa，晚上则达1.5MPa。 Ø 在特殊情况下，压力势也可为等于零或负值。 例如初始质壁分离时，细胞的压力势为零； 剧烈蒸腾时，细胞壁出现负压，细胞的压力势呈负值。
（七）植物细胞间的水分移动
相邻两个细胞之间水分移动的方向，取决于两 细胞间的水势差，水分总是顺着水势梯度移动。
Ψπ = -1.5MPa Ψp = 0.7MPa Ψw = -0.8MPa
第一章植物的水分生理
过程。
根压是根系主动吸水的动力
2、蒸腾拉力（transpirational pull）
蒸腾作用（transpiration）是指水分以 气体状态，通过植物体的表面，从体内散 失到体外的现象。
蒸腾拉力是根系被动吸水的动力
根压一般不超过0.2MPa， 只能使水分上升20.4m。
（2）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。
（3）重力势
由于重力存在而使体系水势改变的数值，
用ψg表示 。
当体系的两个区域高度相差不大时， 重力势可以忽略不计。
2. 共质体途径（symplast pathway）：是指水分从
一个细胞的细胞质经过胞间连丝（plasmodesma）移动 到另一个细胞的细胞质。共质体是细胞质的连续体。
3. 跨膜途径（transmembrane pathway）：是指水分从 一个细胞移动到另一个细胞，要通过质膜和液泡膜。
二、根系吸水的动力 1、根压（root pressure）：0.05-0.5MPa （1） 伤流（bleeding ）现象
途径：气孔
叶面扩散层
大气
蒸腾速率大小的决定因素： 气孔下腔和外界之间的蒸气压差
内部因素
❖ 气孔的频度 ❖ 气孔的大小 ❖ 叶片内部的面积
时间较长，就形成无氧 呼吸，产生和累积较多 酒精，根系中毒受伤， 吸水更少。
(3)土壤温度
低温能降低根系的吸水速率
① 水分本身的黏性增大，扩散速率降低；
② 细胞质黏性增大，水分不易通过细胞质；
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第一章水分生理
一、选择题
1、每生成1mol 的干物质所需要的水的mol数，称为（）。
A. 蒸腾强度
B. 相对蒸腾量
C. 蒸腾系数
D. 蒸腾比率
2、风干种子的水势为（）。
A . ψW =ψs B. ψW =ψm C. ψW =ψp D. ψW=ψs+ψp
3、微风促进蒸腾，主要因为它能（）。
A. 使气孔大开
B. 降低空气湿度
C. 吹散叶面水汽
D. 降低叶温
4、植物从叶尖、叶缘分泌液滴的现象称为（）。
A. 吐水
B. 伤流
C. 排水
D. 流水
5、一植物细胞的ψw = - 0.37 MPa，ψp = 0.13 MPa，将其放入ψs = - 0.42 MPa的溶液(体
积很大)中，平衡时该细胞的水势为（）。
A. -0.5 MPa
B. -0.24 MPa
C. -0.42 MPa
D. -0.33 MPa
6、在同一枝条上，上部叶片的水势要比下部叶片的水势（）。
A. 高
B. 低
C. 差不多
D. 无一定变化规律
7、植物细胞吸水后，体积增大，这时其Ψ s（）。
A. 增大
B. 减小
C. 不变
D. 等于零
8、当细胞内自由水/束缚水比值低时，这时植物细胞（）
A 代谢强、抗性弱
B 代谢弱、抗性强C代谢、抗性都强D代谢、抗性都弱
9、用小液流法测定组织水分状况，当小液滴不浮不沉时，其糖液ψs就等于植物组织的（）
A .ψw B.ψs C.ψp D.ψm
10、植物的水分临界期是指（）。
A. 植物需水最多的时期
B. 植物水分利用率最高的时期
C. 植物对水分缺乏最敏感的时期 D . 植物对水分需求由低到高的转折时期
11、在土壤水分充分的条件下，一般植物的叶片的水势为（）。
A. - 0.2~ - 0.8 MPa
B. - 2 ~ - 8 MPa
C. - 0.02 ~ - 0.08 MPa
D. 0.2~0.8 MPa
12、根据（）就可以判断植物组织是活的。
A. 组织能吸水
B. 表皮能撕下来
C. 细胞能染色
D. 能质壁分离
二、是非题
1、等渗溶液就是摩尔数相等的溶液。
（）
2、细胞间水分流动的方向取决于它们的水势差。
（）
3、蒸腾拉力引起被动吸水，这种吸水与水势梯度无关。
（）
4、将一充分吸水饱和的细胞放入比其细胞浓度低10倍的溶液中，其体积变小。
（）
5、蒸腾效率高的植物，一定是蒸腾量小的植物。
（）
6、根系是植物吸收水和矿质元素唯一的器官。
( )
7、空气相对湿度增大，空气蒸汽压增大，蒸腾加强。
（）
8、没有半透膜即没有渗透作用。
（）
9、植物对水分的吸收、运输和散失过程称为蒸腾作用。
（）
10、在正常晴天情况下，植物叶片水势从早晨到中午再到傍晚的变化趋势为由低到高再
到低。
（）
11、共质体与质外体各是一个连续的系统。
（）
12、在细胞为水充分饱和时，细胞的渗透势为零。
（）
三、填空题
1、将一植物细胞放入ψW = -0.8 MPa的溶液（体积相对细胞来说很大）中，吸水达到平
衡时测得细胞的ψs = -0.95 MPa，则该细胞的ψp为（），ψW为（）。
2、植物体内自由水/束缚水比值降低时，植物的代谢活动（）。
3、植物体内自由水/束缚水比值升高时，抗逆性（）。
4、植物气孔保卫细胞膨压增大时气孔（），保卫细胞K+大量积累时气孔（）。
5、（）两种现象可以证明根压的存在。
6、植物体中的水分以（）两种状态存在。
7、当植物细胞处于初始质壁分离时，其Ψ W =（）；当细胞吸水达到饱和时，其Ψ W 为
（）。
形成液泡的细胞主要靠（）吸水。
8、将一细胞放入清水中，细胞的水势变化趋势是（），细胞的渗透势（），压力势（）。
9、茎叶的水势比根的水势（）；在同一根部，要根内侧细胞的水势比外侧细胞的水势
（）。
10、淀粉磷酸化酶在pH 降低时把（）转变为（）。
在光下由于光合作用的进行，保卫
细胞中（）减少，pH 上升。
11、根系吸水动力有根压和（）两种。
前者与（）有关，后者则与（）有关。
12、水特殊理化性质中的（）和（）高，为水调节植物体温提供了有利条件。
13、利用质壁分离现象可以判断细胞（）、测定植物的（），以及观察物质透过原生质
层的难易程度。
14、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（）。
15、和纯水相比含有溶质的水溶液其冰点（）。
16、当叶片失水出现萎蔫状态时，细胞的膨压为（）。
17、一粒玉米的干种子，把它丢进水中，其主要依靠（）吸水。
18、在根部水分运输阻力最大的部位是（）。
四、名词解释
1、小孔扩散律
2、根压
3、内聚力学说
4、水势
5、衬质势
6、渗透势
7、渗透作用
8、束缚水
9、水分临界期10、蒸腾拉力11、蒸腾速率12、水孔蛋白
五、问答题
1、试述水分通过植物细胞膜的特点及途径。
2、水有哪些特殊的理化性质，这些特性对植物有怎样的作用？
3、三个相邻细胞A,B,C的ψsψp如下所列，三细胞的水势各为多少?水流的方向如何?
A ψs = - 1 MPa
B ψs = - 0.9 MPa
C ψs = - 0.8 MPa
ψp = 0.4 MPa ψp = 0.6 MPa ψp = 0.4 MPa
4、设一细胞的ψπ为-0.8MPa，将其放入ψπ为-0.3MPa的溶液中，试问细胞的压力势为
何值时，才发生如下三种变化？（1）细胞体积减小；（2）细胞体积增大；（3）细胞体积不变。
5、哪些外界因素影响植物吸水和蒸腾作用? 适当降低蒸腾的途径有哪些？
6、有A、B两个细胞，A细胞Ψp= 0.4MPa，Ψs = -1.0MPa；B细胞Ψp= 0.3MPa，Ψs =
-0.6MPa。
在27℃时，将A细胞放入0.12mol/Kg蔗糖溶液中，B细胞放入0.2mol/Kg
蔗糖溶液中。
假设平衡时两细胞的体积不变，平衡后细胞的水势、渗透势、压力势各为多少？两细胞接触时水分流向如何？(气体常数R=0.0083KgMPa/mol.K)
7、高大树木导管中的水柱为何可以连续不中断？假如某部分导管中水柱中断了，树木
顶部叶片还能不能得到水分？为什么？
8、试述水分进出植物体的途径及动力。
9、根压是如何产生的? 其在植物水分代谢中有何作用?
10、假定土壤的渗透势和衬质势之和为-0.2 MPa，生长在这种土壤中的植物根的渗透势
为-1 MPa，压力势为0.7 MPa，在根与土壤水分达到平衡时，根细胞ψWψp各为多少?
如向土壤中施入化肥，其水势变为-0.5 MPa，植物可能会发生什么现象?
11、以下论点是否正确？为什么？
A将一个细胞放入某一浓度的溶液中，若细胞液浓度与外界溶液的浓度相等，则体积不变。
B若细胞的ψp=-ψπ，将其放入0.001mol/L的溶液中，则体积不变。
C若细胞的ψW=ψπ，将其放入纯水中，则体积不变。
D有一充分为水饱和的细胞，将其放入比细胞液浓度低50倍的溶液中，则体积不变。
12、试述气孔运动的机制。
13、假定土壤的渗透势和衬质势之和为-0.2 MPa，生长在这种土壤中的植物根的渗透势
为-1 MPa，压力势为0.7 MPa，在根与土壤水分达到平衡时，根细胞ψWψp各为多少?
如向土壤中施入化肥，其水势变为-0.5 MPa，植物可能会发生什么现象?
14、A，B，C三种土壤的田间持水量分别为38%，22%，9%，其永久萎焉系数分别
为18%，11%，3%，用这三种土分别盆栽大小相同的同一种植物，浇水到盆底刚流出水为止，以后不再浇水，请问哪种土壤中的植物将首先萎焉?说明理由。
15、以下论点是否正确？为什么？
A将一个细胞放入某一浓度的溶液中，若细胞液浓度与外界溶液的浓度相等，则体积不变。
B若细胞的ψp=-ψπ，将其放入0.001mol/L的溶液中，则体积不变。
C若细胞的ψW=ψπ，将其放入纯水中，则体积不变。
D有一充分为水饱和的细胞，将其放入比细胞液浓度低50倍的溶液中，则体积不变。
参考答案
D B C A C B A B A C A D - + - + - - - + - - - -
1、0.15MPa -0.8MPa
2、降低
3、降低
4、张开、张开
5、伤流、吐水
6、自由、束缚
7、Ψw=Ψs、Ψw=0、Ψs
8、升高、升高、升高
9、低、低10、可溶性糖、淀粉、CO2
11、蒸腾拉力、根生理活动、蒸腾作用12、比热、汽化热
13、死活、组织渗透势14、根压、蒸腾拉力15、下降
16、0 17、吸胀作用或衬质势18、内皮层凯氏带。