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植物生理学ppt课件ppt

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植物的生殖过程
植物的生殖过程包括配子形成、受精和 胚胎发育等阶段。在配子形成阶段,花 药和胚珠分别产生精子和卵细胞;在受 精阶段,精子和卵细胞结合形成受精卵 ;在胚胎发育阶段,受精卵经过一系列 细胞分裂和分化,最终形成成熟的种子 。
VS
植物的发育过程
植物的发育过程包括营养生长期、生殖生 长期和衰老期等阶段。在营养生长期,植 物主要进行细胞分裂和扩大,形成各种组 织和器官;在生殖生长期,植物进行开花 、结实等生殖过程;在衰老期,植物逐渐 失去生理功养的吸收与利用
矿质营养的种类
植物所需的矿质营养包括氮、磷、钾、钙、镁、硫等大量元素和 铁、锰、锌、铜、硼、钼等微量元素。
矿质营养的吸收方式
植物通过根系吸收土壤中的矿质营养,主要通过质流和扩散作用进 入根部细胞。
矿质营养的运输和利用
吸收的矿质营养通过木质部导管向上运输到叶片和其他组织,参与 植物的光合作用、呼吸作用等生理过程。
植物在不同环境条件下,能够通过生理调节来适应水分和 矿质营养的变化,以保证正常的生长和发育。
05
植物的生长与发育
植物生长的概念与特点
植物生长的概念
植物生长是指植物通过吸收和利用环境中的水分、养分和光照等资源,实现细 胞分裂、扩大和组织分化等过程,从而增加其体积和质量的过程。
植物生长的特点
植物生长具有持续性和阶段性,不同生长阶段具有不同的生长特点。例如,在 营养生长期,植物主要进行细胞分裂和扩大,而在生殖生长期,植物则主要进 行开花、结实等生殖过程。
根部吸收的水分通过木质部导管向上运输到叶片,同时水分也在其他组
织间进行横向运输。
02
水分吸收的主要方式
被动吸水和主动吸水。被动吸水是指在蒸腾作用下,水分通过渗透作用

《高级植物生理》课件

《高级植物生理》课件

光合色素与光能吸收
总结词
光合色素是植物体内负责吸收和传递 光能的色素,主要有叶绿素、类胡萝 卜素和藻胆素等。
详细描述
叶绿素主要吸收蓝紫光和红光,类胡 萝卜素主要吸收蓝紫光,藻胆素则主 要吸收蓝光。这些色素通过吸收不同 波长的光,将光能传递给光合系统中 的其他分子。
光合作用的产物与分配
总结词
光合作用的产物是有机物和氧气,其中有机物主要包括葡萄糖、蔗糖和淀粉等,这些有机物会被植物体内的各种 细胞和组织所利用。
02 植物水分生理
植物的水分关系
01
02
03
植物的水分来源
植物主要通过根系从土壤 中吸收水分,同时也能够 从空气中的水蒸气获得水 分。
植物的水分需求
植物在不同生长阶段对水 分的需求不同,水分过多 或过少都会影响植物的生 长和发育。
植物的水分平衡
植物通过调节水分吸收、 运输和蒸腾等过程,保持 体内水分平衡,以维持正 常的生理功能。
裂、细胞伸长等。
此外,呼吸作用产生的中间代谢 产物还可以用于合成其他重要的
化合物,如核酸、蛋白质等。
有氧呼吸与无氧呼吸的转换
当氧气供应不足时,植物会从有氧呼 吸转变为无氧呼吸,以适应环境变化 。
在某些情况下,无氧呼吸产生的乙醇 和二氧化碳可能会对植物造成毒害, 因此植物需要适时地恢复有氧呼吸。
有氧呼吸与无氧呼吸的转换涉及到一 系列酶的活性和基因的表达调控。
细胞运动
细胞运动是指细胞的整体或部分在空间中的位置 变化。例如,在胚胎发育过程中,某些细胞可以 通过胞质流动或收缩等方式进行移动,形成组织 和器官的结构。
细胞周期与细胞分裂
细胞周期
有丝分裂
减数分裂
细胞分化

高级植物生理学课件第一章细胞及细胞壁

高级植物生理学课件第一章细胞及细胞壁
调节细胞生长
细胞膜和细胞壁协同作用,通过调节细胞内外物质的交换和信号传递,控制细胞的生长和分裂。
影响因素及调控机制
环境因素
温度、光照、水分等环境因素会影响细胞膜和细胞壁的结 构和功能,进而影响细胞生理活动。
激素调节
植物激素如生长素、细胞分裂素等通过调节细胞膜和细胞 壁相关基因的表达,影响细胞膜和细胞壁的结构和功能。
实验结果比较
将不同实验条件下的观察结果进行比较,分 析处理条件对细胞壁结构的影响。
实验问题讨论
针对实验过程中出现的问题进行讨论,提出 可能的解决方案和改进措施。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
扫描和透射模式选择
根据观察目的选择合适的扫描或透射模式,以获取细胞壁的超微结构信息。
图像记录和分析
使用数字成像系统记录电子图像,并进行定性和定量分析。
特异性染色技术应用
荧光染色
利用荧光染料对细胞壁进行染色,通过荧光显微镜观察 细胞壁的结构和组成。
酶细胞化学染色
利用酶对细胞壁进行特异性染色,以显示细胞壁中不同 成分的空间分布。
镜头选择
根据观察需求选择合适的物镜和目镜,以获 得清晰的视野。
调焦技巧
使用粗准焦螺旋和细准焦螺旋进行调焦,避 免压碎样品或损坏镜头。
视野调整
通过移动载物台和调节光阑,使样品位于视 野中央并保持清晰。
电子显微镜观察方法
样品制备
将植物细胞切成薄片或进行染色处理,以便在电子显微镜下观察。
加速电压调整
根据样品厚度和观察需求调整加速电压,以获得清晰的电子图像。
木质素合成过多或过少
分别导致细胞壁过于坚硬或松软,影响植物体的正常生理功能和对环 境的适应性。

高级植物生理学—专题二课件

高级植物生理学—专题二课件

呼吸作用的影响因素与调节
温度
氧气浓度
温度对呼吸作用的影响呈曲线关系,过高 或过低的温度都会抑制呼吸作用。
氧气浓度过高或过低都会影响呼吸作用的 正常进行。
pH值
抑制剂
植物呼吸作用的速率受到细胞内pH值的影 响。
某些化学物质可以抑制呼吸作用的某些环 节,从而影响整个呼吸过程。
04
植物激素
植物激素的基本概念
光合作用的效率与影响因素
光照强度是影响光合作用效率的主要因素,光 照不足会导致光合速率下降,光照过强则会导
致光抑制。
二氧化碳浓度也是影响光合作用效率的重要因素,二 氧化碳浓度过高或过低都会降低光合作用效率。
光合作用的效率受到光照强度、光照时间、温 度、二氧化碳浓度等多种因素的影响。
温度对光合作用的影响主要体现在酶的活性上, 适宜的温度范围可以提高光合作用效率。
脱落酸(ABA)
促进细胞伸长和分裂,打破休眠 ,促进种子萌发。
促进叶片脱落和休眠,抑制细胞 分裂和伸长。
生长素(IAA)
促进细胞伸长和生长,调节根冠 比,促进果实发育。
乙烯(ETH)
促进果实成熟和器官脱落。
植物激素的合成与代谢
植物激素的合成
植物激素在植物体内特定 部位合成,如IAA在幼嫩 的芽叶和发育中的种子中 合成。
植物激素的代谢
植物激素在合成后需要进 行修饰和转化,以调节其 活性和作用。
植物激素的运输
植物激素在植物体内通过 极性运输和非极性运输进 行扩散和分布。
05
植物生长与发育
植物生长的基本概念
植物生长
生长周期
指植物通过细胞分裂、增大和分化, 实现整体和器官的体积增大和功能完 善的过程。

高级植物生理学第一章细胞及细胞壁幻灯片PPT

高级植物生理学第一章细胞及细胞壁幻灯片PPT

Pectic polysaccharides
Vacuoles
• Cheaply produce large cell • Multiple function including storage
Digestion ,pH and ionic homeostasis, microbial defense ,sequestration of toxic compounds and pigmentation
• (Structurally): middle lamella ,primary wall second wall
• Polysaccharide :Cellulose micro fibrils (scaffold), Hemicelluloses cross link the Cellulose micro fibrils ,and the cellulose and hemicelluloses complex is embedded by pectin gel
The nucleus and its nuclear pore complex
Peroxisomes
Mitochondrion
• Resemble prokaryotes • Like all plastids ,are semi
autonomous ,posses the genetic machinery to make some of its protein • Cell power supplied station
• Cell wall is borne at cell plate and cell enlargement dependent on combination activities of endglycosidase ,endotransglycosidse ,and expansin

高级植物生理课件

高级植物生理课件

Enzyme Extraction and Assay
• Suspension culture tissue (2 g) was ground in 1 ml of icecold 0.1 M Tris–HCl extraction buffer (pH6.5) centrifuge 15000rpm,15min, 4°C clear supernatants the determination of enzyme activity and the analysis of isoenzymes:POD activity, CAT activity, PALactivity, SOD activity
• Fig. 1 Effect of REEs on PAL(a), POD (b), CAT(c), and SOD(d) activity. Black uppointing triangle indicated a significant increase and black down-pointing triangle indicated a significant decrease compared with the control by LSD multiple comparison test (P<0.05). The vertical bars denote ±SD, n=3 Xin et al
• Similarly to heavy metal ions, REEs could inhibit the enzyme system of plants when their concentration is beyond the critical value.
Abbreviations

高级植物生理学课件-ppt-word

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第一章:植物的水分代谢一、植物对水分的需要For every gram of organic matter made by the plant, approximately 500 g of water is absorbed by the roots,水分在生命活动中的作用细胞内水分呈束缚水和自由水两种状态水分是细胞质的主要成分水分是代谢过程的反应物质水分是植物对物质吸收和运输的溶剂水分能保持植物的固有姿态二、植物对水分变化的反应及生态类型即水生植物和陆生植物(一)水生植物水生植物(hydrophite)指植株全部或至少根系可一直生长在水中的植物。

根据它们在水中的生长状态,可以把它们划分为沉水植物(submerged plant) 浮水植物(floating—leaf plant) 挺水植物(emerged plant)沉水植物(submerged plant)是指整个植物体都浸没在水中的植物其中一种类型是扎根于水底的土壤另一种类型则是悬浮于水中而根系退化的由于水中氧少光弱,因而植物的通气组织发达,构成连续的通气网络。

整个植株都可直接吸收水、矿质营养和水中的气体浮水植物(floating—leaf plant)指那些植物体完全漂浮在水面上或植物扎根于水底而叶子漂浮在水面上的植物浮水植物水下部分结构与沉水植物相似,但水面上部分由于直接与空气接触,表皮细胞常具薄的角质层,气孔一般只生于叶的上表皮,并有通气结构贯通整个植物挺水植物(emerged plant)指那些根、下部茎,有的还包括部分下部叶浸没于水中,而上部的茎叶挺伸出水面以上的植物挺水植物的维管组织、机械组织和保护组织在水生植物中是最发达的,并具有良好的通气组织,常能忍受一定时间限度的土壤干燥(二)陆生植物湿生植物(hygrophyte)中生植物(mesophyte)旱生植物(xerophytic plant)短命植物(short—1ife plant)避旱植物(drought—evading plant)耐旱植物(drought—enduring plant)抗旱植物(drought—resisting Plant)三、水分经植物从土壤到大气,水势T r e e s c a n g r o w m u c h t a l l e r t h a n10m•Suction tension(吸水压) in the xylem must be greater than that of a vacuum•Water potential (or pressure) in the xylem must be negative•How do we account for a negative water potential (pressure)?W a t e r m o v e m e n t b e t w e e n c o m p a r t m e n t syp = -RTc R: gas constant T: temperature (K) c: solute concentrationG e n e r a t i o n o f r o o t p r e s s u r e i n a n e x c i s e d p l a n t四、根系对水分的吸收water-channel proteins (aquaporins)E x o d e r m i s a n d e n d o d e r m i s•S u b e r i n in cell walls of exodermis and endodermis blocks a p o p l a s t i c w a t e r f l o w•Water must e n t e r the cells (symplasm)•Plasma membrane offers enormous resistance to water transport•How can water enter the symplast?•Through special pores in the plasma membrane: w a t e r-c h a n n e l p r o t e i n s (a q u a p o r i n s) Water transport across membrane is mediated by water channels (aquaporins)Water movement – ALWAYS PASSIVE !Water movement occurs either as diffusion or bulk flowDiffusion: driven by concentration gradient, permeability defined as diffusional water permeability (Pd: m s-1)Bulk flow: driven by pressure difference (hydrostatic or osmotic); defined as osmotic permeability (Pf: m s-1) or hydraulic conductivity (Lp:m s-1 MPa-1)Pf often greater than Pd, Why ?Water channels -Aquaporins•Transmembrane proteins;•Facilitate passive transport of water; 10-1000 fold higher than lipid permeability.•Can be highly selective to water (true aquaporins).•Some can be more selective for small neutral solutes (eg. glycerol; aquaglyceroporins)•Some animal aquaporins have recently been shown to create ion channels under certain conditions.Aquaporins can also mediate flux of other substances across cell membranesP I P1i n c h l o r o p l a s t sWater and CO2 conductivity•Plant aquaporins conduct water or CO2•Aquaporin CO2 conductivity is significant for photosynthesisActivities of aquaporins are reflected by permeability to water (P f or Lp).C h e m i c a l s,e.g.,H g t h a t i n h i b i t w a t e r-c h a n n e l p r o t e i n s r e d u c e t h e w a t e r f l o w t h r o u g h r o o t s;i t i sa r e v e r s ib l e e f f ec t五、植物吸收水分的来源W a t e r i n t h e s o i l:t y p i c a l s o i l w a t e r c o n t e n t s(%)o fd i f fe r e n t t y p e s of s o i lW a t e r p o t e n t i a l o f v a r i o u s s o i l sS o i l w a t e r p o t e n t i a l a n d s o i l w a t e r c o n t e n t a t d i f f e r e n t s o i l d e p t h六、干旱及植物的适应性反应当植物耗水大于吸水时,使组织内的水分亏缺。

植物生理学ppt讲课文档

植物生理学ppt讲课文档
第二十六页,共359页。
二、气孔运动
气孔结构特点:
1.细胞壁不均匀加厚; 2.细胞器与表皮细胞不同; 3.体积小于表皮细胞;
4.与表皮细胞间无胞间连丝。
第二十七页,共359页。
(一)经过气孔的蒸腾速率
1.气孔扩散速率特点:
比同面积自由水面的蒸发速率快50倍以上。
2.扩散速率快的原因——小孔扩散原理 (二)气孔运动 1.气孔周期性运动
第十六页,共359页。
(五)细胞间的水分移动
• 水势差异决定水流方向和速度
渗透势=-1.4Mpa 压力势=+0.8Mpa
水势=-0.6Mpa
X
渗透势=-1.2Mpa 压力势=+0.4Mpa
水势=-0.8Mpa
Y
• 水势梯度:当多个细胞连在一起时,如果一端细胞的水势高, 另一端的水势低,顺次下降就形成一个水势梯度。水分从水 势高的地方流向水势低的地方。植物器官水分流动就遵循这 一规律。
3.遮光遮风处理
第三十五页,共359页。
第五节植物体内水分运输
一、水分运输的途径
1.水分从被吸收到蒸腾到体外经过的途径:
土壤溶液——根部——皮层薄壁细胞——木质部导管和管 胞——茎或叶的木质部——叶片木质部膜端细胞——气孔 下腔附近的叶肉细胞细胞壁——蒸腾
2.根据原生质的有无植物组织分类: 质外体(apoplast,非原生质体):没有原生质体的部分;
2.植物生理学的任务:研究和了解植物在各种环境条件下, 进行生命活动的规律和机理,从而将这些成果应用于一切 利用植物生产的事业中。
第二页,共359页。
二、植物生理学的产生和发展
(一)我国古代关于植物生理学方面的论述 1.水分代谢 2.矿质营养

高级植物生理学课件绪论

高级植物生理学课件绪论
的共同调控。
衰老和死亡过程
01
衰老表现
植物衰老时,叶片黄化、萎蔫、脱落,茎干木质化,根系吸收能力减弱
等。
02
衰老机制
植物衰老受基因调控和环境因素的影响,其中激素水平的变化在衰老过
程中起着重要作用。
03
死亡过程
植物在衰老到一定程度后会死亡,其死亡过程包括细胞程序性死亡和外
界因素导致的死亡。死亡的植物体会被分解者分解,将有机物重新转化
基因表达调控研究
通过分子生物学方法分析植物基因表达模式,阐 明植物在不同发育阶段和环境条件下的基因表达 调控机制。
蛋白质组学分析
应用蛋白质组学技术研究植物蛋白质的种类、数 量和功能,揭示蛋白质在植物生命活动中的重要 作用。
基因组学和蛋白质组学在植物生理学中应用
基因组测序与组装
利用高通量测序技术对植物基因组进行测序和组装,为植物生理 学研究提供丰富的基因组信息。
为无机物,为生态系统的物质循环做出贡献。
04 植物代谢途径及调控机制
光合作用和呼吸作用途径
光合作用
植物通过光合色素捕获光能,将其转化为化学能,并合成有机物质,如葡萄糖, 同时释放氧气。光合作用发生在植物的绿色组织中,包括叶片、茎和绿色果实 等。
呼吸作用
与光合作用相反,呼吸作用是植物利用氧气来分解有机物质,释放能量的过程。 呼吸作用发生在植物的每个细胞中,无论是白天还是夜晚,都需要进行呼吸作 用来维持生命活动。
逆境条件下植物生理响应机制
干旱响应机制
01
植物通过调节气孔开度、提高根系吸水能力、合成渗透调节物
质等方式来应对干旱胁迫。
洪涝响应机制
02
植物通过形成通气组织、提高抗氧化酶活性、排出多余水分等

《植物生理学》课件

《植物生理学》课件
要点一
内源调节
植物通过激素等内源调节物质来调控自身的生长和发育。
要点二
外源调节
环境因素如光照、温度、水分、养分等对植物生长具有重 要影响。
植物的生殖生理与发育过程
植物的生殖生理
植物通过生殖过程产生种子,实现繁殖。
植物的发育过程
植物从种子萌发到开花结果的整个过程,包 括营养生长和生殖生长两个阶段。
THANKS FOR WATCHING
氧气释放
在光合作用的光反应阶段,水 分子被分解为氧气和质子,氧 气被释放到大气中。
能量利用
植物通过光合作用将太阳能转 化为化学能,这些能量被用于 植物的生长、发育和繁殖等生
命活动。
04
植物的呼吸作用
呼吸作用的基本概念
01
呼吸作用
指植物在有氧条件下,将稳定的 化学能转化为ATP和NADPH的 过程。
详细描述
植物生理学主要研究植物如何获取养 分、水分,如何进行光合作用、呼吸 作用等生理过程,以及植物如何适应 环境变化等方面的内容。
植物生理学的学科地位与意义
总结词
植物生理学是生物学的重要分支,对于理解植物生长发育、 适应环境等过程具有重要意义,也为农业、林业等实践领域 提供了理论基础。
详细描述
植物生理学是生物学的基础学科之一,对于理解植物生命活 动的本质和机制具有重要作用。同时,植物生理学的研究成 果也为农业、林业等实践领域提供了重要的理论支持和实践 指导。
感谢您的观看
光合细胞
进行光合作用的细胞主要是叶绿体中的叶肉细胞 。
光合色素
叶绿体中的色素,包括叶绿素a、叶绿素b、胡萝 卜素和叶黄素等,主要吸收光能。
光合作用的机理与过程
光能吸收 电子传递

高级植物生理学课件第七章植物的生殖生理

高级植物生理学课件第七章植物的生殖生理

delayed flowering
meristem.
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9
tfl1
• [FUNCTION] Controls inflorescence meristem identity and is required for maintenance of a indeterminate inflorescence. Prevents the expression of 'APETALA1' and 'LEAFY'. Also plays a role in the regulation of the time of flowering in the long-day flowering pathway. May form complexes with phosphorylated ligands by interfering with kinases and their effectors] Expressed below the apical dome of inflorescence and coflorescence meristems, and in inflorescence stem. Weakly expressed in vegetative phase from day 2 or day 3. Increased expression after commitment to flowering from day 7 on.
完整版课件ppt
10
LEAFY;
• LFY, FUNCTIONS IN: chromatin DNA binding, transcription factor activity, sequence-specific DNA binding; INVOLVED IN: flower development, maintenance of inflorescence meristem identity, response to gibberellin stimulus, gibberellic acid mediated signaling; LOCATED IN: nucleus;

高级植物生理学第一章 植物生理与分子生物学(共111张PPT)

高级植物生理学第一章 植物生理与分子生物学(共111张PPT)

基因组研究包括两方面的内容: 以全基因组测序为目标的结构基因组学(structural genomics)
以基因功能鉴定为目标的功能基因组学(functional genomics)
2.1 植物基因组的复杂性
(1)植物除了细胞核基因组外,还有细胞质基因组;
(2)植物基因组的长度差异是整个生物界最大的; 拟南芥单倍体基因组:6.3×107 bp;
编码一个完整mRNA的一段DNA序列。
基因是遗传的物质基础,是DNA分子上具有遗传信息的特 定核苷酸序列的总称,是具有遗传效应的DNA分子片段。基因通过
复制把遗传信息传递给下一代,使后代出现与亲代相似的性状。
基因有两个特点: 一、忠实复制自己:以保持生物的基本特征; 二、基因能够突变:为自然选择贮备了材料;
杂交。
探针是一段与目的基因有互补序列的用放射性同位素(32P
)标记的 DNA 或 RNA分子。
探针杂交
电泳分离
转膜
放射显影
核酸分子杂交
核酸分子杂交操作程序
② 根据蛋白质测序结果,合成一对 或数对PCR
⑥ 真核基因的表达——转录和翻译存在着时间和空间 间隔。
⑦ 真核基因表达的调控可从染色体结构至翻译后加 工多个层次(水平)上进行。
原核生物基因表达
真核细胞基因表达
2、植物的基因组
基 因 (gene)? 基因组 (genபைடு நூலகம்me)? 基因组学 (genomics)?
遗传物质单元,在染色体上占据特定位置、具有某种特定 遗传功能的 DNA 序列。
串联重复序列(tandemly repeated sequences): 重复序列以各自的核心序列(重复单元)首尾相连多次重复
,重复序列间被间隔序列分开。

《高级植物生理学》课件

《高级植物生理学》课件

1
遗传调控
研究植物基因的表达与调控,以及其对
激素调控
2
生长和发育的影响。
了解植物激素在生长和发育过程中的作
用及调节机制。
3
环境调控
探索植物对外界环境变化的感知和响应 机制。
植物的光合作用及相关机制
光合作用是植物生命活动的核心过程之一,一个令人着迷的领域。
光合作用机制
了解光合作用的基本原理和相关的生物化学反应。
植物在不同环境中展现出惊人的适应能力,包括对温度、湿度、光照和土壤等因素的调节。
温度适应
研究植物在极端温度条件下的适 应策略。
பைடு நூலகம்
光照适应
探索植物在低光照环境中的生存 机制。
干旱适应
了解植物在干旱条件下的水分调 节机制。
植物的生长和发育调控
植物的生长和发育受到遗传和环境因素的调控,我们将深入探讨这些调控机制。
光合作用调节
探索植物对光合作用的调节机制和光信号转导。
总结和回顾
通过本课程的学习,我们将对高级植物生理学有一个全面而深入的了解,并且能够应用这些知识来研究植物的 生理过程和调节机制。
《高级植物生理学》PPT 课程
本课程将深入探索高级植物生理学的各个方面,从植物的生理过程、生物化 学反应,到植物对环境的适应能力、生长和发育调控,以及光合作用的相关 机制。
课程介绍
欢迎来到《高级植物生理学》PPT课程!在这个课程中,我们将深入探索植物 生理学的高级概念和原理。
高级植物生理学的定义
高级植物生理学是研究植物生命活动的核心学科,涵盖了植物的生理过程、代谢反应以及植物对 内外环境的适应能力。
植物生理过程
研究植物的生长、呼吸、营养吸收和物质运输等生理过程。
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第一章:植物的水分代谢一、植物对水分的需要For every gram of organic matter made by the plant, approximately 500 g of water is absorbed by the roots,水分在生命活动中的作用细胞内水分呈束缚水和自由水两种状态水分是细胞质的主要成分水分是代谢过程的反应物质水分是植物对物质吸收和运输的溶剂水分能保持植物的固有姿态二、植物对水分变化的反应及生态类型即水生植物和陆生植物(一)水生植物水生植物(hydrophite)指植株全部或至少根系可一直生长在水中的植物。

根据它们在水中的生长状态,可以把它们划分为沉水植物(submerged plant) 浮水植物(floating—leaf plant) 挺水植物(emerged plant)沉水植物(submerged plant)是指整个植物体都浸没在水中的植物其中一种类型是扎根于水底的土壤另一种类型则是悬浮于水中而根系退化的由于水中氧少光弱,因而植物的通气组织发达,构成连续的通气网络。

整个植株都可直接吸收水、矿质营养和水中的气体浮水植物(floating—leaf plant)指那些植物体完全漂浮在水面上或植物扎根于水底而叶子漂浮在水面上的植物浮水植物水下部分结构与沉水植物相似,但水面上部分由于直接与空气接触,表皮细胞常具薄的角质层,气孔一般只生于叶的上表皮,并有通气结构贯通整个植物挺水植物(emerged plant)指那些根、下部茎,有的还包括部分下部叶浸没于水中,而上部的茎叶挺伸出水面以上的植物挺水植物的维管组织、机械组织和保护组织在水生植物中是最发达的,并具有良好的通气组织,常能忍受一定时间限度的土壤干燥(二)陆生植物湿生植物(hygrophyte)中生植物(mesophyte)旱生植物(xerophytic plant)短命植物(short—1ife plant)避旱植物(drought—evading plant)耐旱植物(drought—enduring plant)抗旱植物(drought—resisting Plant)三、水分经植物从土壤到大气,水势T r e e s c a n g r o w m u c h t a l l e r t h a n10m•Suction tension(吸水压) in the xylem must be greater than that of a vacuum•Water potential (or pressure) in the xylem must be negative•How do we account for a negative water potential (pressure)?W a t e r m o v e m e n t b e t w e e n c o m p a r t m e n t syp = -RTc R: gas constant T: temperature (K) c: solute concentrationG e n e r a t i o n o f r o o t p r e s s u r e i n a n e x c i s e d p l a n t四、根系对水分的吸收water-channel proteins (aquaporins)E x o d e r m i s a n d e n d o d e r m i s•S u b e r i n in cell walls of exodermis and endodermis blocks a p o p l a s t i c w a t e r f l o w•Water must e n t e r the cells (symplasm)•Plasma membrane offers enormous resistance to water transport•How can water enter the symplast?•Through special pores in the plasma membrane: w a t e r-c h a n n e l p r o t e i n s (a q u a p o r i n s) Water transport across membrane is mediated by water channels (aquaporins)Water movement – ALWAYS PASSIVE !Water movement occurs either as diffusion or bulk flowDiffusion: driven by concentration gradient, permeability defined as diffusional water permeability (Pd: m s-1)Bulk flow: driven by pressure difference (hydrostatic or osmotic); defined as osmotic permeability (Pf: m s-1) or hydraulic conductivity (Lp:m s-1 MPa-1)Pf often greater than Pd, Why ?Water channels -Aquaporins•Transmembrane proteins;•Facilitate passive transport of water; 10-1000 fold higher than lipid permeability.•Can be highly selective to water (true aquaporins).•Some can be more selective for small neutral solutes (eg. glycerol; aquaglyceroporins)•Some animal aquaporins have recently been shown to create ion channels under certain conditions.Aquaporins can also mediate flux of other substances across cell membranesP I P1i n c h l o r o p l a s t sWater and CO2 conductivity•Plant aquaporins conduct water or CO2•Aquaporin CO2 conductivity is significant for photosynthesisActivities of aquaporins are reflected by permeability to water (P f or Lp).C h e m i c a l s,e.g.,H g t h a t i n h i b i t w a t e r-c h a n n e l p r o t e i n s r e d u c e t h e w a t e r f l o w t h r o u g h r o o t s;i t i sa r e v e r s ib l e e f f ec t五、植物吸收水分的来源W a t e r i n t h e s o i l:t y p i c a l s o i l w a t e r c o n t e n t s(%)o fd i f fe r e n t t y p e s of s o i lW a t e r p o t e n t i a l o f v a r i o u s s o i l sS o i l w a t e r p o t e n t i a l a n d s o i l w a t e r c o n t e n t a t d i f f e r e n t s o i l d e p t h六、干旱及植物的适应性反应当植物耗水大于吸水时,使组织内的水分亏缺。

过渡水分亏缺的现象称为干旱。

干旱可分大气干旱和土壤干旱。

大气干旱的特点是大气温度高而相对湿度低(10%-20%),蒸腾大大加强,于是破坏水分平衡。

此外,大气温度高,阳光强,也会造成植物的热害。

大气干旱如果长期存在,会引起土壤干旱。

土壤干旱是指土壤中缺乏植物能吸收的水分的情况。

土壤干旱时,植物生长困难或完全停止,受害情况比大气干旱严重。

干旱对植物的伤害水分亏缺严重时,植物细胞失去紧张,叶片和茎的幼嫩部分下垂,这种现象称为萎蔫(wilting)。

萎蔫可分为暂时萎蔫和永久萎蔫两种。

在炎夏的白天,蒸腾强烈,水分暂时供应不及,叶片和嫩茎萎蔫;到晚间,蒸腾下降,而吸水继续,消除水分亏缺,即使不浇水也能恢复原状。

这种靠降低蒸腾即可消除水分亏缺以恢复原状的萎蔫,称为暂时萎蔫(temporary wilting)。

如果由于士壤已无可资植物利用的水,虽然降低蒸腾仍不能消除水分亏缺以恢复原状的萎蔫,称为永久萎蔫(pemanent wilting)。

永久萎蔫时间持续过久,植物就会死亡。

Growth rate of shoot and root of young corn plants in nutrient solution with a defined water potential Water loss is controlled by stomata on the leaf surfaceGuard cells are the only epidermal cells that contain chloroplastsStomatal guard cells control stomatal apertureStomata open when turgor increasesOrientation of the cellulose fibers in the cell walls allows guard cell expansion in longitudinaldirection only: the aperture increasesStomata may be on the leaf surface, or …hidden‟ in a stomatal crypt (…sunken stomata‟)ABA - a phytohormone involved in acclimation to water stressConcentration of ABA in xylem exudate and leaves of water stressed sunflower plants (closedsymbols: control; open symbols: water stress)L e a f c o n d u c t a n c e a s a f u n c t i o n o f t h e A B A c o n c e n t r a t i o n i n t h e x y l e m s a p o f f i e l d-g r o w n m a i z ep l a n t sDemonstration of 10µM ABA on 86Rb (K+) efflux from stomata cells .ABA was added 2min. or 40 min. of wash-out in the absence of ABA ABA-pathway in a drought stressed plant from root or leaf-mesophyll to the guard cellsThe mesophyll cell in the insert shows pH dependent ABA compartmentation.Only the protonated ABA can pass membranes.ABA通过影响保卫细胞的膨压来控制气孔的开关ABA对保卫细胞离子运输至少有四种效应:控制向内运输的K+通道,激活向外运输的K+通道,促进Ca2+通道的开放和膜的去极化。

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