《植物水分代谢1》课件
合集下载
第二章 植物的水分代谢优秀课件
（二） 土壤温度
土壤温度过高或过低都对根系吸水不利 高温影响根性吸水的原因：
①高温加速根的老化过程，吸收面积减少，吸收速 率也下降。 ②温度过高使酶钝化，影响根系主动吸水。
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； ③呼吸作用减弱，影响根压； ④根系生长缓慢，有碍吸水面积的增加。
伤流 吐水
如果从植物的茎基部靠近地面的 部位切断，不久可看到有液滴从 伤口流出。从受伤或折断植物组 织伤口处溢出液体的现象，叫做 伤流（bleeding）。流出的汁液 是伤流液（bleeding sap）。
伤流液的成分有水、无机物、有机物、植物激 素，可以根据伤流研究跟部的代谢。 根系生理活动的一个指标。
三、根系吸水的机制 *
根据吸水的动力,植物根系吸水的方式有两种：
主动吸水 被动吸水
(一)根压与主动吸水
主动吸水是由于根系本身生理活动引起的水分吸收, 一般认为主动吸水的动力是根压。
1.根压 根压（root pressure）——由于植物根系生理活 动促使液流从根部上升的压力。
证实根压存在的两种现象：
支持渗透理论的实验现象:
当把植物根部放在纯水中，伤流加快；
如果把植物根部放在浓溶液中，伤流减少，已流出的伤流 液甚至会被重新吸回去；
冷冻处理，无明显吐水，为什么？ 根压的产生是一个渗透过程，并与植物的代谢有关。
（二）蒸腾拉力与被动吸水
1.被动吸水
蒸腾拉力进行的吸水方式称为被动吸水。
2.蒸腾拉力（transpirational pull）
1.共质体途径 2.质外体途径
共质体（symplast)： 由胞间连丝将所有细 胞活的原生质体联系 成一个整体
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）。
《植物的水分代谢》课件
。
02
植物水分的运输
水分运输的途径
植物体内的水分运输主要通过木 质部完成。
水分从根部通过导管向上运输到 叶片，同时将溶解的矿物质和营 养物质一起输送到植物的各个部
分。
水分还可以通过气孔进行蒸腾作 用，调节植物体温和环境湿度。
水分运输的动力
水分运输的动力主要来源于根压和蒸腾作用。
根压是指根部细胞内的渗透压与外界水势之间的差异，使水分从低水势向高水势流 动。
雨水收集
通过雨水收集系统，将雨水收集起来用于家庭、 公共设施等场合的用水。
海水淡化
利用海水淡化技术，将海水转化为淡水，满足人 类生活和工业用水需求。
感谢观看
THANKS
平衡有助于维护生态系统的健康和稳定。
04
植物的水分代谢与环境适 应性
植物对干旱的适应
总结词
植物在干旱环境中通过多种机制来适 应缺水条件，维持正常的生理功能。
02
叶片结构改变
植物在长期干旱环境中，叶片逐渐变 小、变厚，表面角质层增厚，气孔数 目减少，以减少水分散失。
01
03
根系发达
植物在干旱环境中发展出深根系，增 加对地下水的吸收，保持水分供应。
03
植物的水分平衡
植物的水分需求
水分是植物生长的必要条件
植物通过吸收水分来支持生长、发育和繁殖，水分的供应对植物 的生长至关重要。
水分在植物体内的运输
水分通过根部吸收后，经过茎、叶等部位传输到植物的各个部分， 以支持植物的生理活动。
不同植物对水分的需求不同
不同植物种类、生长环境、生长阶段对水分的需求存在差异，合理 的水分管理是保证植物健康生长的关键。
植物水分的吸收过程
根部吸水
02
植物水分的运输
水分运输的途径
植物体内的水分运输主要通过木 质部完成。
水分从根部通过导管向上运输到 叶片，同时将溶解的矿物质和营 养物质一起输送到植物的各个部
分。
水分还可以通过气孔进行蒸腾作 用，调节植物体温和环境湿度。
水分运输的动力
水分运输的动力主要来源于根压和蒸腾作用。
根压是指根部细胞内的渗透压与外界水势之间的差异，使水分从低水势向高水势流 动。
雨水收集
通过雨水收集系统，将雨水收集起来用于家庭、 公共设施等场合的用水。
海水淡化
利用海水淡化技术，将海水转化为淡水，满足人 类生活和工业用水需求。
感谢观看
THANKS
平衡有助于维护生态系统的健康和稳定。
04
植物的水分代谢与环境适 应性
植物对干旱的适应
总结词
植物在干旱环境中通过多种机制来适 应缺水条件，维持正常的生理功能。
02
叶片结构改变
植物在长期干旱环境中，叶片逐渐变 小、变厚，表面角质层增厚，气孔数 目减少，以减少水分散失。
01
03
根系发达
植物在干旱环境中发展出深根系，增 加对地下水的吸收，保持水分供应。
03
植物的水分平衡
植物的水分需求
水分是植物生长的必要条件
植物通过吸收水分来支持生长、发育和繁殖，水分的供应对植物 的生长至关重要。
水分在植物体内的运输
水分通过根部吸收后，经过茎、叶等部位传输到植物的各个部分， 以支持植物的生理活动。
不同植物对水分的需求不同
不同植物种类、生长环境、生长阶段对水分的需求存在差异，合理 的水分管理是保证植物健康生长的关键。
植物水分的吸收过程
根部吸水
植物的水分代谢.ppt
1、蒸腾速率： 植物在单位时间内单位 叶面上蒸腾的水量，一般用g/dm².h 表示(或蒸腾强度、蒸腾率)。
2、蒸腾比率： 植物每消耗1㎏水所形 成干物质的克数（或称蒸腾效率）。
3、蒸腾系数： 植物每制造1克干物质 所消耗水分的克数（或称需水量）， 是蒸腾比率的倒数。
作物的需水规律
1、不同作物对水分的需要量不同
土壤温度过高对根系吸水也不利。
原因：
①高温加速根的老化过程，吸收面积 减少，吸收速率也下降。
②温度过高使酶钝化，影响根系主动 吸水。
(4)土壤溶液浓度 根系要从土壤中吸水，根部细胞
的水势必须低于土壤溶液的水势。
植物吸收的水分
用于代谢 散失 1％—5％ 95%—99%
散失方式： 1)以液体状态散失到体外（吐水现象） 2)以气体状态散逸到体外（蒸腾作用）
CO2： 低浓度——促进张开 高浓度——迅速关闭
水分 水分胁迫——气孔开度减小
六 影响蒸腾作用的内外因素
㈠内部因素：气孔频度（每cm2叶片的 气孔数）、气孔大小、 气孔下腔容积的大小、 气孔开度调节（主要） 气孔结构、 叶片内部面积的大小
㈡外部因素：光、温度、 水分、大气 湿度、 风速
蒸腾作用的指标：
水势升高 向周围细胞排水
气孔关闭
②无机离子泵学说
气孔运动和保卫细胞积累K+有密切关系
ψw下降，吸水
K+
Cl-
GC
H+ 光活化
ATP酶
K+
Cl-
质膜
保卫细胞质膜 上具有光活化 ATP酶-H+泵
ψw降低，
水分进入保 卫细胞，气 孔张开
水解ATP， 泵出H+到细 胞壁，造成 膜电位差
2、蒸腾比率： 植物每消耗1㎏水所形 成干物质的克数（或称蒸腾效率）。
3、蒸腾系数： 植物每制造1克干物质 所消耗水分的克数（或称需水量）， 是蒸腾比率的倒数。
作物的需水规律
1、不同作物对水分的需要量不同
土壤温度过高对根系吸水也不利。
原因：
①高温加速根的老化过程，吸收面积 减少，吸收速率也下降。
②温度过高使酶钝化，影响根系主动 吸水。
(4)土壤溶液浓度 根系要从土壤中吸水，根部细胞
的水势必须低于土壤溶液的水势。
植物吸收的水分
用于代谢 散失 1％—5％ 95%—99%
散失方式： 1)以液体状态散失到体外（吐水现象） 2)以气体状态散逸到体外（蒸腾作用）
CO2： 低浓度——促进张开 高浓度——迅速关闭
水分 水分胁迫——气孔开度减小
六 影响蒸腾作用的内外因素
㈠内部因素：气孔频度（每cm2叶片的 气孔数）、气孔大小、 气孔下腔容积的大小、 气孔开度调节（主要） 气孔结构、 叶片内部面积的大小
㈡外部因素：光、温度、 水分、大气 湿度、 风速
蒸腾作用的指标：
水势升高 向周围细胞排水
气孔关闭
②无机离子泵学说
气孔运动和保卫细胞积累K+有密切关系
ψw下降，吸水
K+
Cl-
GC
H+ 光活化
ATP酶
K+
Cl-
质膜
保卫细胞质膜 上具有光活化 ATP酶-H+泵
ψw降低，
水分进入保 卫细胞，气 孔张开
水解ATP， 泵出H+到细 胞壁，造成 膜电位差
《植物水分代谢》课件
，提高作物的产量和品质。
植物水分代谢的历程与现状
植物水分代谢的研究经历了漫长的历程，从最初的实验观察到现代的分子生物学研 究，人们对植物水分代谢的认识不断深入。
目前，植物水分代谢的研究已经涉及到分子生物学、生理学、生态学等多个领域， 为农业生产和水资源利用提供了重要的理论支持和实践指导。
然而，植物水分代谢的研究仍然面临许多挑战，如气候变化对植物水分吸收和利用 的影响、植物对水分的适应性机制等，需要进一步深入研究。
植物水分代谢是植物生命活动的重要组成部分，对植物的生长、发育和产量形成 具有重要意义。
植物水分代谢的重要性
水分是植物生长和发育的必要条 件，参与植物的光合作用、呼吸 作用、物质合成和分解等生理生
化反应。
水分不足或过多都会对植物的生 长和发育产生不利影响，甚至导
致植物死亡。
了解植物水分代谢的规律和特点 ，可以为农业生产提供科学依据
植物激素的作用
植物激素如ABA、CTK等在植物水分代谢中发挥重要作用，它们通 过影响气孔开度、细胞渗透压等调节植物的水分平衡。
植物细胞的保水能力
植物细胞具有较好的保水能力，通过细胞壁和细胞膜的调节作用， 维持细胞的正常形态和功能。
植物水分代谢的生态调节
1 2 3
气候因素对植物水分代谢的影响
气候因素如温度、湿度、降雨量等对植物的水分 平衡产生影响，植物通过生理和生态适应机制调 节水分代谢。
速度
取决于植物输导组织的结构和功能， 以及环境条件如温度和湿度。
效率
与植物的水分利用效率和抗旱能力密 切相关，是评价植物水分代谢的重要 指标。
04
植物的水分利用与
散失
植物的水分利用方式
吸收水分
植物通过根部吸收土壤中 的水分，并利用蒸腾作用 将水分输送到叶片和茎干 。
植物水分代谢的历程与现状
植物水分代谢的研究经历了漫长的历程，从最初的实验观察到现代的分子生物学研 究，人们对植物水分代谢的认识不断深入。
目前，植物水分代谢的研究已经涉及到分子生物学、生理学、生态学等多个领域， 为农业生产和水资源利用提供了重要的理论支持和实践指导。
然而，植物水分代谢的研究仍然面临许多挑战，如气候变化对植物水分吸收和利用 的影响、植物对水分的适应性机制等，需要进一步深入研究。
植物水分代谢是植物生命活动的重要组成部分，对植物的生长、发育和产量形成 具有重要意义。
植物水分代谢的重要性
水分是植物生长和发育的必要条 件，参与植物的光合作用、呼吸 作用、物质合成和分解等生理生
化反应。
水分不足或过多都会对植物的生 长和发育产生不利影响，甚至导
致植物死亡。
了解植物水分代谢的规律和特点 ，可以为农业生产提供科学依据
植物激素的作用
植物激素如ABA、CTK等在植物水分代谢中发挥重要作用，它们通 过影响气孔开度、细胞渗透压等调节植物的水分平衡。
植物细胞的保水能力
植物细胞具有较好的保水能力，通过细胞壁和细胞膜的调节作用， 维持细胞的正常形态和功能。
植物水分代谢的生态调节
1 2 3
气候因素对植物水分代谢的影响
气候因素如温度、湿度、降雨量等对植物的水分 平衡产生影响，植物通过生理和生态适应机制调 节水分代谢。
速度
取决于植物输导组织的结构和功能， 以及环境条件如温度和湿度。
效率
与植物的水分利用效率和抗旱能力密 切相关，是评价植物水分代谢的重要 指标。
04
植物的水分利用与
散失
植物的水分利用方式
吸收水分
植物通过根部吸收土壤中 的水分，并利用蒸腾作用 将水分输送到叶片和茎干 。
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。
华南农业大学 植物生理学 1.植物的水分代谢 课件
第二节 植物细胞对水分的吸收
1.植物细胞吸水主要有三种方式： 1）扩散 2）集流 3）渗透作用
在植物的生命过程中，渗透性吸水是吸 水的主要方式。
1）扩散：由于浓度梯度造成的，顺着浓度 梯度进行的。仅适合于短距离运输（如 胞间水分运输）。
2）集流：是溶液中成群的原子或分子，在 压力梯度下共同移动。如木质部中的水 分运输。与浓度梯度无关。
跨膜的集流，是通过水孔蛋白实施的。
• 水孔蛋白是一类具有选择性、高效运转水 分的膜通道蛋白，主要分布在质膜和液泡 膜上（内在蛋白）。
水分和矿质部分介绍植物如何从土壤 中获得营养，而光合作用一章介绍植物的 空气营养。总体而言，本章介绍植物从环 境中摄取营养物质，利用光能进行物质的 初级合成和将光能转化为化学能的过程。
第一章 植物的水分代谢
Chapter 1 Water Metabolism of Plant
教学目的
通过本章的学习掌握植物对水分的 吸收、水分在植物体内的运输和分配和 排出过程，植物生产中如何合理用水。 认识水分在植物生命活动中的意义。
主要内容
1 植物对水分的需要 2 植物细胞对水分的吸收 3 植物根系对水分的吸收 4 蒸腾作用 5 植物体内水分的！
农谚
收多收少在于肥，有收无收在于水。
•2012云南干旱
•/show/rhQ6VHsFb_5sphA2EftTIA...html?loc=youce_tuijian
洪灾
第一节 植物对水分的需要
水的重要，植物的水分代谢过程 1. 植物的含水量 1）不同植物的含水量有很大的不同 2）同一种植物生长在不同环境中，含水量
也有差异。 3）在同一植物中，不同器官和不同组织的
含水量的差异也甚大。
植物的水分代谢 PPT课件
第五章 植物的水分代谢
没有水就没有生命 “有收无收在于水”
第一节
水在植物生命活动中的作用
一、植物的含水量 二、水分在植物体内的存在状态 三、水分在植物生命活动中的作用
一、植物的含水量
1. 不同植物含水量不同
水生＞中生＞旱生
2.植物不同器官、不同发育时期的含水量不同
幼嫩、生命活动旺盛的器官含水量高
有细胞质的移动途径。
2. 越膜途径：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。 3. 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。
跨膜途径和共质体途径统称为细胞途径。
根系吸水的途径
越膜途径 质外体途径
（三）根系吸水的动力
三 气孔蒸腾
（一）气孔的大小和分布 数目、大小、分布随植物种类而不同 （二）气孔蒸腾的过程 水分子扩散的动力是气孔内部与环境的水蒸 气压差 扩散快慢决定于气孔内外的水蒸气压差气孔 阻力和叶表面的界面层阻力。 （三）气孔扩散的效率 气孔扩散符合小孔扩散规律，扩散速率与小 孔的边缘长度（周长）成正比。
的过程。
（一）腾作用的生理意义
. 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 D有利于气体交换
二、蒸腾作用的部位
（一）部位
1、植物幼小时，地面以上的全部表面
２、皮孔蒸腾 — 高大木本植物，约占全部 蒸腾的0.1% 3、叶片蒸腾 （1）角质蒸腾 — 约占全部蒸腾的5%~10% （2）气孔蒸腾 — 主要方式
第二节
植物对水分的吸收
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？
没有水就没有生命 “有收无收在于水”
第一节
水在植物生命活动中的作用
一、植物的含水量 二、水分在植物体内的存在状态 三、水分在植物生命活动中的作用
一、植物的含水量
1. 不同植物含水量不同
水生＞中生＞旱生
2.植物不同器官、不同发育时期的含水量不同
幼嫩、生命活动旺盛的器官含水量高
有细胞质的移动途径。
2. 越膜途径：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。 3. 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。
跨膜途径和共质体途径统称为细胞途径。
根系吸水的途径
越膜途径 质外体途径
（三）根系吸水的动力
三 气孔蒸腾
（一）气孔的大小和分布 数目、大小、分布随植物种类而不同 （二）气孔蒸腾的过程 水分子扩散的动力是气孔内部与环境的水蒸 气压差 扩散快慢决定于气孔内外的水蒸气压差气孔 阻力和叶表面的界面层阻力。 （三）气孔扩散的效率 气孔扩散符合小孔扩散规律，扩散速率与小 孔的边缘长度（周长）成正比。
的过程。
（一）腾作用的生理意义
. 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 D有利于气体交换
二、蒸腾作用的部位
（一）部位
1、植物幼小时，地面以上的全部表面
２、皮孔蒸腾 — 高大木本植物，约占全部 蒸腾的0.1% 3、叶片蒸腾 （1）角质蒸腾 — 约占全部蒸腾的5%~10% （2）气孔蒸腾 — 主要方式
第二节
植物对水分的吸收
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？
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
植物的水分代谢PPT课件
水分是构成细胞质的主要成分 70－90% 水分是代谢作用中的反应底物 脱氢反应，光合作用 水分是植物对物质吸收和运输的溶剂 水分能保持植株的固有姿态 水具有特殊的理化性质
（1）高比热, 利于体温稳定 （2）高气化热, 避免高温伤害 （3）具极性, 原生质胶体稳定 （4）表面张力大, 利于吸附和运输 （5）透光性好, 利于光合作用
对一种溶液来说， ψw = ψs
对植物细胞来说， ψs主指液泡中细胞液溶 质颗粒存在而降低的水势， ψs 〈 0 ，负值
ψs大小取决于溶质颗粒总数
1 M蔗糖ψs > 1M NaCl ψs （电解质）
返回
24
❖压力势 —由于细胞壁压力的存在，而使 水势发生的变化。（压力对水势的影响）
（1） ψp 〉0，正常情况，压力正向作用细胞， 增加 ψw （2） ψp〈 0，叶片剧烈蒸腾，压力负向作用 于细胞，降低ψw （3） ψp = 0，质壁分离时，壁对质无压力
透 力质 力 势 势 势势 势
返回
渗透势(osmotic potential) ψs
概念
亦称溶质势(solute potential), 是由于
溶质颗粒的存在而降低的水势值 负值
ψs = －iCRT
i：溶质解离系数 T：热力学温度
R：气体常数 C：溶质浓度
Ψs主要决定于溶质颗粒（分子、离子）总数
返回
充分饱和的细胞:
ψw = 0 ψs = -ψp
蒸腾剧烈时：
ψp < 0， ψw < ψs
细胞是一个自动调节的渗透系统
返回
➢多个细胞
植
地上比根部低
物 上部叶比下部叶低
器
官 在同一叶子中距离
之 主脉越远则越低
（1）高比热, 利于体温稳定 （2）高气化热, 避免高温伤害 （3）具极性, 原生质胶体稳定 （4）表面张力大, 利于吸附和运输 （5）透光性好, 利于光合作用
对一种溶液来说， ψw = ψs
对植物细胞来说， ψs主指液泡中细胞液溶 质颗粒存在而降低的水势， ψs 〈 0 ，负值
ψs大小取决于溶质颗粒总数
1 M蔗糖ψs > 1M NaCl ψs （电解质）
返回
24
❖压力势 —由于细胞壁压力的存在，而使 水势发生的变化。（压力对水势的影响）
（1） ψp 〉0，正常情况，压力正向作用细胞， 增加 ψw （2） ψp〈 0，叶片剧烈蒸腾，压力负向作用 于细胞，降低ψw （3） ψp = 0，质壁分离时，壁对质无压力
透 力质 力 势 势 势势 势
返回
渗透势(osmotic potential) ψs
概念
亦称溶质势(solute potential), 是由于
溶质颗粒的存在而降低的水势值 负值
ψs = －iCRT
i：溶质解离系数 T：热力学温度
R：气体常数 C：溶质浓度
Ψs主要决定于溶质颗粒（分子、离子）总数
返回
充分饱和的细胞:
ψw = 0 ψs = -ψp
蒸腾剧烈时：
ψp < 0， ψw < ψs
细胞是一个自动调节的渗透系统
返回
➢多个细胞
植
地上比根部低
物 上部叶比下部叶低
器
官 在同一叶子中距离
之 主脉越远则越低
《水分代谢》PPT课件
水势(water potential)就是每偏摩尔体积水 的化学势。就是说，水溶液的化学势(μw)与 同温、同压、同一系统中的纯水的化学势
— 0 (μw )之差(△μw)，除以水的偏摩尔体积(Vw)
所得的商，称为水势。
概念
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。
②根毛细胞壁的外部由果胶质组成，粘 性强，亲水性也强，有利于与土壤颗粒 粘着和吸水；
③根毛区的输导组织发达，对水分移动 的阻力小。
成熟区 (根毛区）
伸长区 分生区 根冠
图 2-4
根尖纵切
2.根系吸水的途径
质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙 等没有原生质的部分移动，移动速度快。 共质体途径：是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。移动速度较慢。 内皮层细胞壁上的凯氏带 水分只能通过内皮层的原生质体。即进 入共质体
)和压力势
(ψp)之间的关 系的图解
细胞初始质壁分离时：
ψp =0, ψw = ψ
充分饱和的细胞:
ψw = 0 ψ = -ψp
蒸腾剧烈时： ψp < 0， ψw < ψ
(3) 细胞间的水分移动
相邻两细胞的水分移动方向，决 定于两细胞间的水势差异。
水势高的细胞
水分
水势低的细胞
多个细胞, 植物器官之间, 地上比根部低。 上部叶比下部叶低 在同一叶子中距离 主脉越远则越低；
A
图2-3 水分跨过细胞膜的途径 A. 单个水分子通过膜脂双分子层扩散 或通过水通道 B．水分集流通过水孔蛋白形成的水通道
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
自由能的绝对值无法测定，只知道在变化前
后两个不同系统的由能变化(自由能差)ΔG。 ΔG=Ｇ２－Ｇ１
若ΔG<0，说明系统变化过程中自由能减少，
若ΔG>0，说明自由能增加，系统不可自动进行，
若ΔG=0，说明自由能不增不减，表示系统处于 动态平衡。 可见，自由能的变化 是判断系统能否自动
2.
化学势(chemical potential) 用来衡量物质反应或转移所用的能量。
化学势 1偏摩尔的该物质所具有的自由能 ， 用μ表示 . 即在一个多组分的混合体系内，组 分 j 的化学势， 是指在等温、等压,保持其它 各组分浓度不变时，加入1 mol j 物 质所引 起体系自由能的增加量。
3.水势
水分移动(和任何物质移动)的能量基础 或基本动力，就是不同部位的 水 的 自 由 能 差 ， 它造成水分移动的趋势。
70%~90%。但含水量不是恒定的，可因植物的种的差 异。生命力旺盛 ，代谢活动强， 其含水量亦高。 植物种类： 水生>陆生；草本>木本；阴生>阳生 器官或组织：根尖、幼叶60~90%；树干 40~50%；
休眼芽40%；休眼种子10%~14%； 环境条件： 阴湿环境>向阳、干燥处
沙生植物沙冬青
渐危种。常绿灌木，高1至2米。分布于内蒙古、宁夏和甘肃等 地海拔1000至1200米低山地带。为常绿超旱生植物。喜沙砾质
原生质胶体特性及其在生命活动中的重要作 用及实例。
①胶体颗粒可形成双电层，水化作用，稳定胶体系统； ②分散度高，内界面大，活性强，利于生化反应进行； ③存在可逆溶胶与凝胶两种状态，利于适应环境变化； ④实例：种子萌发时大量吸水，使凝胶态的贮存物水 解而提高生命活性，此时的原生质胶体呈溶胶态，酶 被激活或诱导，物质运输增强，萌发。
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、水分在植物生命活动中的重要性
•
二、植物对水分的吸收
•
内膜系统:
质膜以内、功能上连续统一的膜结构统 称为内膜系统，不包括叶绿体和线粒体 的膜
质膜的生理功能：
参与物质运输、细胞信号转导、细胞识别。（注： 生物膜或叫细胞膜，是指构成细胞的所有膜的总 称，可粗分为质膜和内膜系统。主要成分是蛋白 质、脂类和少量糖。其中脂类主要是磷脂，其次 为胆固醇和其它脂类。膜上的蛋白可分外围蛋白 或外在蛋白，及整体蛋白也中内在蛋白）
植物的生命活动是以细胞为基础的. 植物对水分的吸收最终决定于细胞
的水分关系。
细胞吸水有三种方式：
① 吸胀吸水——
未形成液泡的细胞靠吸胀作用吸水；
② 渗透性吸水——
具中心液泡的成熟细胞以渗透性吸水为主
③ 代谢性吸水——
直接消耗能量， 使水分子经过原生质膜进入细胞的过程
以渗透性吸水最为重要。
一、
水分进出细胞和在细胞间运动也必 然伴随着能量的变化，受能量转化规律 的制约。
测定方法：
•
Wf－Wd
RWC（%）= ———— ×100
Wt－Wd
Wf：鲜重；
Wt：组织水饱和重；
Wd：干重。
• 意义：是反映植物水分状况，研究植物水分
关系及农产品质量的重要指标。
二、
(一)水对植物的生理作用
1. 2. 水直接参与植物体内重要的代谢过程 3. 4. 5. 细胞的分裂和延伸生长都需要足够的水
第2章 植物的水分代谢
地球上最早的生命是在水中产生的。植物也不例外， 起初在水中发生，而后逐渐进化，有的仍保持水生状态， 大部分进化为陆生植物。因此水是植物发育的先天条件， 即使陆生植物其一切正常的生命活动都必须在一定的水分 状况下才能进行。否则植物的生命活动就会受阻，甚至死 亡。其它一切生物也一样。因此没有水就没有生命。在农 林业生产上，水是决定收成有无的重要因素之一。“有收 无收在于水。”
重要的不在于水中所含自由能的绝对数 量本身，而在不同部分自由能的相对水平。
水势(Water potential)(差)
就是每偏摩尔体积水的化学势(差)。即水液的化学势 (μＷ) 与同温同压同一系统中纯水的化学势(μ°Ｗ)之差 (ΔμＷ) 除以水的偏摩尔体积(VＷ)所得的商。
(二)水的生态作用
所谓生态作用就是通过水分子的特 殊理化性质，给植物生命活动创建 一 个有益的环境条件。
1. 2. 3. 水对植物生存环境的调节
三、
自由水(free water)
不被胶体颗粒或渗透物质所吸引或吸引 力很小，可以自由移动的水分，
当温度升高时可以挥发，温度降低到冰 点以下可结冰，起溶剂作用。
束缚水(bound water) 被植物细胞的胶体颗粒或渗透物质所吸引
， 且紧紧被束缚不能自由移动的水分 ，当温 度升高时不能挥发，温度降低到冰点以下也 不结，不能起溶剂作用。
自由水/束缚水比值
较高时，植物代谢活跃，生长较快； 反之，代谢活性低、生长缓慢，但抗逆
性较强。
第二节 植物细胞对水分的吸收
土壤，种子吸水力强，发芽迅速。花开4、5月，7月果熟。
植物体的含水量计算
新鲜植物
称重 105 0C 杀死 80 0C 烘干
称重
（鲜重）
（干重）
（1）以鲜重为基数含水量(%)= Wf – Wd 100 Wf
（2）以干重为基数含水量(%)=
Wf – Wd Wd
10e Water Content, RWC）
如何衡量植物不同细胞和细胞不同 邻位及环境中水分的能量的变化呢?
一个具有普遍意义的判断标准是自 由能的变化， 常以ΔG代表。
1.自由能
，系统中物质的总 能量可分为:
束缚能(bound energy) 是不能用 于做有用功的能量;
自由能(free energy ) 是在恒温、 恒压下用于做有用功的能量。
三、植物体内水分的散失
•
四、植物体内水分的运输
•
五、植物的水分平衡与合理灌溉
主要了解: 植物对水分吸收、运输及蒸腾基本原理 认识维持植物水分平衡的重要性 合理灌溉理论基础 重点和难点 植物细胞的水分关系 植物水分吸收和散失的调控机理
第一节 水在植物生命活动中的重要性
一、 植物的含水量 植物体都含有水，其含水量一般约占组织鲜重