植物水分代谢

Title
3）土壤-植物体-大气连 续体系的水分转移：水势 从高到低的顺序是：土壤 -根系-叶片-大气，水分 也按此顺序迁移。
植物水分代谢
3.植物根系对水分的吸收
3.1土壤中的水分和土壤水势 1、土壤中水分的性质
土壤中的水分按物理状态可分为三类：毛细 管水、重力水和束缚水（或称吸湿水）。毛细管
水是植物吸水的主要来源。 2、土壤水势 3、土壤中水分的移动 ：以集流的方式向根运动
植物水分代谢
比热大 生态作用： 1.水对可见光的通透性 2.水对植物生存环境的调节 增加大气湿度、
维持土温、气温的相对稳定
植物水分代谢
2.植物细胞对水分的吸收
2.1水势与水的迁移过程
自由能(free energy)在恒定条件下，体系内能用来做功的能 量。
自由能是相对的，是一个体系变化前后的能差。ΔG=G2-G1
环境条件：阴蔽、潮湿环境中，含水量高； 向阳、干燥环境中，含水量低。
植物水分代谢
植物水分代谢
1.2 水分在植物中的存在形式
• 束缚水(bound water)是被原生质胶体颗粒紧 密吸附或存在于生物大分子结构空间的水、 这些水被束缚，不能自由移动，不起溶剂作 用。
• 自由水(free water)是指存在于原生质胶粒 之间、液胞内、细胞间隙、导管和管胞内以 及植物体其他组织间隙中的不被吸附、能在 体内自由移动、起溶剂作用的水。
自由水／束缚水的比值可作为衡量植 物代谢强弱和抗性的生理指标之一。
植物水分代谢
1.3水分在植物生命活动中的作用
生理作用： 1. 原生质的主要组成成分
植物细胞原生质一般含水量在80%以上 2. 植物体内代谢过程的重要原料 3. 各种生化反应和物质吸收、运输的介质 4. 使植物保持固有的姿态 5. 保持植物体正常的体温 水的汽化热高、
植物水分代谢
2.植物细胞对水分的吸收
2.4水分的移动
水分总是由水势高的部位向水势低的部位运转，故水势 可用于判断水分迁移的方向。如： 1）相邻细胞的水分转移：水分由水势高的细胞沿水势梯度流 向水势低的细胞 2）植物体内的水分转移：植株地上部分的水势低于根系，故 根系水分可向地上部分运转。
植物水分代谢
第一章 植物的水分代谢
植物水分代谢
没有水就没有生命!
植物的一切生命活动都只有在一定的细胞水分状态 下才能进行，否则，植物正常生命活动就会受阻，甚至 停止。
农谚说“有收无收在于水!”
植物水分代谢
章节概述
• 1.水分与植物生命活动 • 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.水分因子对园林植物生态习性影响 • 6.合理灌溉的生理基础与意义
植物水分代谢
1.水分与植物生命活动
水分代谢(water metabolism)：植物对水 分的吸收、运输、利用和散失的过程。
1.1植物体内的含水量
植物种类：一般植物含水量为70%～90%； 水生植物的含水量大于90%；旱生植物含水量 可低至6%。 植物组织和器官：根的含水量为80%～90%； 茎：50%～80%；叶：80%～90%，果实： 85%～95%，休眠芽：40%；种子：5%～15%。
植物水分代谢
2.植物细胞对水分的吸收
2.吸胀性吸水：亲水性胶体物质吸水膨胀的现象。 在未形成液泡的细胞和干燥的种子细胞中的亲水胶体包括
原生质和细胞壁组成成分以及细胞的贮藏物淀粉、蛋白质等 都呈凝胶状态对水分有强大的吸引力，这种吸引水的力量称 为吸胀力。
豆类种子中胶体的衬质势可低于-100MPa，易发生吸胀吸 水。
3.3植物根系吸水的途径 1 质外体途径(apoplast pathway) 2 共质体途径(symplast pathway)
植物水分代谢
质外体：是指由细胞壁、细胞间隙、胞间层以及导 管的空腔组成的部分。当水分在质外体中移动时， 不越过任何膜，所以移动阻力小，移动速度快。 共质体：是指由一个个生活的细胞通过胞间连丝组 成的连续整体。由于水分在共质体内运输时要跨膜， 因此水分移动阻力大。
增加的水势值。一般为正值。初始质壁分离时，p为0，剧烈 蒸腾时，p会呈负值。 衬质势（matric potential，m）：细胞胶体物质亲水性和毛细 管对自由水束缚而引起的水势降低值，以负值表示。
植物水分代谢
2.植物细胞对水分的吸收
2.3 植物细胞吸水的方式
1.渗透性吸水：植物细胞与外部溶液环境共同构成了一个 渗透系统，借助渗透作用，即水分从水势高的系统通过半 透膜向水势低的系统移动进行吸水（最主要方式）
植物水分代谢
2.植物细胞对水分的吸收
2.2植物细胞的水势组成
对于一个典型的植物细胞，其水势由3部分组成，即：
水势=渗透势Baidu Nhomakorabea压力势+衬质势 渗透势（osmotic potential，）：溶液中溶质颗粒的存在而
引起的水势降低值。用负值表示。亦称溶质势（s）。 压力势（pressure potential，p）：由于细胞壁压力的存在而
化学势(chemical potential)：是在恒温恒压等条件下，1 摩尔某组分在体系中的自由能，可用来衡量物质反应或转移所 用的能量。
水势：指在相同温度和压力下每偏摩尔体积水的化学势 与纯水的化学势差。
纯水的化学势最高，人为的定为零 溶液的化学势小于零 水在自然界的移动形式：集流和扩散（渗透作用）
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(plasmolysis)
发生了质壁分离的细胞吸水后使整个原生质体恢复原 状的现象，称为质壁分离复原(deplasmolysis)
植物水分代谢
2.植物细胞对水分的吸收
质壁分离现象可以 解决下列问题：
1、说明原生质层是半透 膜 2、判断细胞死活 3、测定细胞的渗透势 4、观察物质通过细胞的 速率。
植物水分代谢
研究表明，水 分在细胞膜内的移 动又有两种方式： 一是单个水分子直 接越膜，二是经过 一种膜通道蛋白— —水孔蛋白进行。
3.2植物根系吸水的部位 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。 根毛细胞壁含有丰富的果胶质，有利于与土壤
接触并吸水。 根毛区有成熟的输导组织，便于水分运输。 根毛极大的增加了根的吸收面积。