第二章植物的水分生理
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第二篇 代谢生理
第二章 植物的水分生理(1)
第二章植物的水分生理
第二章 植物的水分代谢
第一节 水在植物生命活动中的作用 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 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 小结
第二章植物的水分生理
“有收无收在于水”和“水利是农业的命脉”。
第二章植物的水分生理
2.水在植物的生理活动中有着重要的作用
(1)水是代谢过程的反应物质 (2)水是物质运输吸收及生化反应的介质 (3)水使细胞维持膨压促进生长 (4)水使植物保持固有的姿态
第二章植物的水分生理
3.水对植物生存有着重要的生态意义
(1)水对植物体温的调节 不易受高温伤害。 (2)水对植物生存环境的调节 增加大气湿度、改 善土壤及土壤表面大气的温度、改善田间小气候等。 (3)水的透光性使水生植物的需光反应正常进行
图2-1 不同生态第二系章统植物的的生水分产生量理和年降雨量之间的函数关系
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。
第二章植物的水分生理
第一节 水在植物生命活动中的作用
一、植物的含水量
一般以所含水分的量占鲜重的百分比来表示: 含水量（%）＝ (鲜重－干重) / 鲜重
第二章植物的水分生理
把一发生质壁分离的植物细胞放入纯水中，细胞的 体积、水势、渗透势、压力势如何变化？（简答题， 8分）
➢ 答案要点： ➢ 初始质壁分离细胞的压力势为0，水势等于其渗透势且小于0，
放在纯水中，细胞吸水。随着细胞吸水的进行，细胞的体积、 水势、渗透势、压力势逐渐增大； ➢ 达到平衡后，细胞水势等于纯水水势，此时压力势和渗透势 绝对值相等，细胞体积、水势、渗透势、压力势都达到最大。
4.细胞的水势组成 ψ细胞=ψs+ψm+ψp ❖已形成液泡的ψ细胞＝ψ液泡＝ψs+ψp ❖未形成液泡的ψ细胞＝ψm
第二章植物的水分生理
2009年考研题
• 干种子的吸水力取决于种子的（ ） • A重力势；B压力势；C衬质势；D渗透势
2010年考研题
将一植物细胞放入0.1mol.L-1的蔗糖溶液中，水 分交换达到平衡时该细胞的ψw值
第二章植物的水分生理
2.细胞的压力势 膨压。 压力势 细胞壁对细胞的压 力而使细胞水势改变的值。 一般为正值。 初始质壁分离为零； 进一步失水时，细胞收缩 出现负值。
Ψp
膨压
第二章植物的水分生理
３.衬质势
表面能够吸附水分的物质称为衬质，纤维素、蛋 白质、染色体
由于衬质的存在引起体系水势降低的数值称为衬 质势。干燥种子的Ψm可达-100MPa；
第二章植物的水分生理
2.吸胀吸水
依赖于低ψm而引起的吸水。衬质吸引水分子的力量称为吸 胀力，衬质吸水膨胀的现象称为吸胀作用。无液泡的分生组织, 干燥种子
第二章植物的水分生理
3.降压吸水
因ψp的降低而引发的细胞吸水。
第二章植物的水分生理
(三）细胞吸水过程中水势组分的变化
1.5
1
特例
0.5
1、强烈蒸腾下细胞
第二章植物的水分生理
➢ 植物生理学上采用的水势的概念并不就 是水的化学势差，而是“每偏摩尔体积的水的 化学势差”: ➢ ψw ＝ (μw-μwo)/ (Vw,m) . ➢ Ψw0=0 ➢ 1MPa=106Pa=10bar=9.87atm ➢ 海水为-2.5M Pa、 1M NaCl为–4.46MPa
第二章植物的水分生理
二、水的移动
集流与扩散，渗透作用是扩散的一种特殊形式。 (一)集流 集流 液体中成群的原子或分子在压力梯度作用下 共同移动的现象。
尼亚加拉瀑布
黄果树瀑布
第二章植物的水分生理
(二)扩散
扩散 物质分子从高化学势区域向低化学势区域转移，直 到均匀分布的现象。水的蒸发、叶片的蒸腾作用。
第二章植物的水分生理
(三)渗透作用
渗透作用 是指溶液中的溶剂分子通过半透膜的扩散现象。 半透膜也称选择透性膜
半 透 性 膜
第二章植物的水分生理
三、植物细胞的吸水
(一)植物细胞的水势组分
1.细胞的溶质势 溶质势 由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降 低的数值。负值。 又称渗透势。 陆生植物 -2～-1 MPa，旱生植物叶片 -10 MPa。
生理需水 用于植物生命活动和 保持植物体内水分平衡所需要的水分。
生态需水 利用水的理化特性,调 节植物生态环境所需要的水分。
第二章植物的水分生理
第二节 植物细胞对水分的吸收
一、水势的概念
水势(water potential) 是美国水分生理学家克雷默 从物理化学中的化学势引导 出并运用于植物生理学的。
二、植物体内水分存在的状态
束缚水 与细胞组分紧密结合不能自由移动的水。 自由水 与细胞组分之间吸附力较弱,可以自由移动 的水。
自由水/束缚水高, 溶胶状态，代谢旺盛， 生长较快，抗逆性弱；
凝胶状态，代谢 活性低，生长迟缓， 但抗逆性强。
第二章植物的水分生理
三、水分在植物生命活动中的作用
1.水是细胞原生质的主要组分
第二章植物的水分生理
四、细胞间的水分移动
Ψs = -1.2MPa Ψs = -1.0MPa Ψs = -0.8MPa Ψp = 1.0MPa Ψp = 0.9MPa Ψp = 0.4MPa
A
B
C
第二章植物的水分生理
A
B
C
Ψs = -1.2MPa Ψp = 1.0MPa Ψw =-0.2MPa
Ψs = -Байду номын сангаас.0MPa Ψs = -0.8MPa Ψp = 0.9MPa Ψp = 0.4MPa Ψw =-0.1MPa Ψw =-0.4MPa
A.等于0.1MPa B.大于0.1MPa C.等于0 MPa D.小于0 MPa
第二章植物的水分生理
(二)植物细胞吸水的方式
1.渗透吸水
由于ψs的下降而引起的细胞吸水。
含有液泡的细胞吸水，如根系吸水、气孔保卫细胞的吸水 主要为渗透吸水。
第二章植物的水分生理
水分子除了可以通过膜脂双分子层的间隙扩散进入细胞外， 还可以通过水通道蛋白(水孔蛋白,AQP)进入细胞。
Ψw (Mpa)
0
充 Ψp为负值
分
-0.5 -1
吸 水
2、初始质壁分离细胞
Ψp=0, Ψw= Ψs
-1.5
-2
-2.5 0.9
初始质 壁分离
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
Cell volume(times)
第二章植物的水分生理
3、充分吸水细胞 Ψw=0， Ψp= -Ψs
2008年考研题
第二章 植物的水分生理(1)
第二章植物的水分生理
第二章 植物的水分代谢
第一节 水在植物生命活动中的作用 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 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 小结
第二章植物的水分生理
“有收无收在于水”和“水利是农业的命脉”。
第二章植物的水分生理
2.水在植物的生理活动中有着重要的作用
(1)水是代谢过程的反应物质 (2)水是物质运输吸收及生化反应的介质 (3)水使细胞维持膨压促进生长 (4)水使植物保持固有的姿态
第二章植物的水分生理
3.水对植物生存有着重要的生态意义
(1)水对植物体温的调节 不易受高温伤害。 (2)水对植物生存环境的调节 增加大气湿度、改 善土壤及土壤表面大气的温度、改善田间小气候等。 (3)水的透光性使水生植物的需光反应正常进行
图2-1 不同生态第二系章统植物的的生水分产生量理和年降雨量之间的函数关系
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。
第二章植物的水分生理
第一节 水在植物生命活动中的作用
一、植物的含水量
一般以所含水分的量占鲜重的百分比来表示: 含水量（%）＝ (鲜重－干重) / 鲜重
第二章植物的水分生理
把一发生质壁分离的植物细胞放入纯水中，细胞的 体积、水势、渗透势、压力势如何变化？（简答题， 8分）
➢ 答案要点： ➢ 初始质壁分离细胞的压力势为0，水势等于其渗透势且小于0，
放在纯水中，细胞吸水。随着细胞吸水的进行，细胞的体积、 水势、渗透势、压力势逐渐增大； ➢ 达到平衡后，细胞水势等于纯水水势，此时压力势和渗透势 绝对值相等，细胞体积、水势、渗透势、压力势都达到最大。
4.细胞的水势组成 ψ细胞=ψs+ψm+ψp ❖已形成液泡的ψ细胞＝ψ液泡＝ψs+ψp ❖未形成液泡的ψ细胞＝ψm
第二章植物的水分生理
2009年考研题
• 干种子的吸水力取决于种子的（ ） • A重力势；B压力势；C衬质势；D渗透势
2010年考研题
将一植物细胞放入0.1mol.L-1的蔗糖溶液中，水 分交换达到平衡时该细胞的ψw值
第二章植物的水分生理
2.细胞的压力势 膨压。 压力势 细胞壁对细胞的压 力而使细胞水势改变的值。 一般为正值。 初始质壁分离为零； 进一步失水时，细胞收缩 出现负值。
Ψp
膨压
第二章植物的水分生理
３.衬质势
表面能够吸附水分的物质称为衬质，纤维素、蛋 白质、染色体
由于衬质的存在引起体系水势降低的数值称为衬 质势。干燥种子的Ψm可达-100MPa；
第二章植物的水分生理
2.吸胀吸水
依赖于低ψm而引起的吸水。衬质吸引水分子的力量称为吸 胀力，衬质吸水膨胀的现象称为吸胀作用。无液泡的分生组织, 干燥种子
第二章植物的水分生理
3.降压吸水
因ψp的降低而引发的细胞吸水。
第二章植物的水分生理
(三）细胞吸水过程中水势组分的变化
1.5
1
特例
0.5
1、强烈蒸腾下细胞
第二章植物的水分生理
➢ 植物生理学上采用的水势的概念并不就 是水的化学势差，而是“每偏摩尔体积的水的 化学势差”: ➢ ψw ＝ (μw-μwo)/ (Vw,m) . ➢ Ψw0=0 ➢ 1MPa=106Pa=10bar=9.87atm ➢ 海水为-2.5M Pa、 1M NaCl为–4.46MPa
第二章植物的水分生理
二、水的移动
集流与扩散，渗透作用是扩散的一种特殊形式。 (一)集流 集流 液体中成群的原子或分子在压力梯度作用下 共同移动的现象。
尼亚加拉瀑布
黄果树瀑布
第二章植物的水分生理
(二)扩散
扩散 物质分子从高化学势区域向低化学势区域转移，直 到均匀分布的现象。水的蒸发、叶片的蒸腾作用。
第二章植物的水分生理
(三)渗透作用
渗透作用 是指溶液中的溶剂分子通过半透膜的扩散现象。 半透膜也称选择透性膜
半 透 性 膜
第二章植物的水分生理
三、植物细胞的吸水
(一)植物细胞的水势组分
1.细胞的溶质势 溶质势 由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降 低的数值。负值。 又称渗透势。 陆生植物 -2～-1 MPa，旱生植物叶片 -10 MPa。
生理需水 用于植物生命活动和 保持植物体内水分平衡所需要的水分。
生态需水 利用水的理化特性,调 节植物生态环境所需要的水分。
第二章植物的水分生理
第二节 植物细胞对水分的吸收
一、水势的概念
水势(water potential) 是美国水分生理学家克雷默 从物理化学中的化学势引导 出并运用于植物生理学的。
二、植物体内水分存在的状态
束缚水 与细胞组分紧密结合不能自由移动的水。 自由水 与细胞组分之间吸附力较弱,可以自由移动 的水。
自由水/束缚水高, 溶胶状态，代谢旺盛， 生长较快，抗逆性弱；
凝胶状态，代谢 活性低，生长迟缓， 但抗逆性强。
第二章植物的水分生理
三、水分在植物生命活动中的作用
1.水是细胞原生质的主要组分
第二章植物的水分生理
四、细胞间的水分移动
Ψs = -1.2MPa Ψs = -1.0MPa Ψs = -0.8MPa Ψp = 1.0MPa Ψp = 0.9MPa Ψp = 0.4MPa
A
B
C
第二章植物的水分生理
A
B
C
Ψs = -1.2MPa Ψp = 1.0MPa Ψw =-0.2MPa
Ψs = -Байду номын сангаас.0MPa Ψs = -0.8MPa Ψp = 0.9MPa Ψp = 0.4MPa Ψw =-0.1MPa Ψw =-0.4MPa
A.等于0.1MPa B.大于0.1MPa C.等于0 MPa D.小于0 MPa
第二章植物的水分生理
(二)植物细胞吸水的方式
1.渗透吸水
由于ψs的下降而引起的细胞吸水。
含有液泡的细胞吸水，如根系吸水、气孔保卫细胞的吸水 主要为渗透吸水。
第二章植物的水分生理
水分子除了可以通过膜脂双分子层的间隙扩散进入细胞外， 还可以通过水通道蛋白(水孔蛋白,AQP)进入细胞。
Ψw (Mpa)
0
充 Ψp为负值
分
-0.5 -1
吸 水
2、初始质壁分离细胞
Ψp=0, Ψw= Ψs
-1.5
-2
-2.5 0.9
初始质 壁分离
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
Cell volume(times)
第二章植物的水分生理
3、充分吸水细胞 Ψw=0， Ψp= -Ψs
2008年考研题