植物生理学教案1

分解的过程中，都有水分子参与。

3、水分是植物对物质吸收和运输的溶剂一般来说，植物不能直接吸收固态的无机物质和有机物质，这些物质只有溶解在水中才能被植物吸收。同样，各种物质在植物体内的运输，也要溶解在水中才能进行。

4、水分能保持植物的固有姿态由于细胞含有大量水分，维持细胞的紧张度（即膨胀），使植物枝叶挺立，便于充分接受光照和交换气体。同时，也使花朵张开，有利于传粉。

第二节植物细胞对水分的吸收(Asorption of water by plant cells)

植物细胞吸水主要有3种方式：扩散，集流和渗透作用。

一、扩散（diffusion）

扩散（diffusion）是一种自发过程，是由于分子的随机热运动所造成的物质从浓度高的区域向浓度低的区域移动，扩散是物质顺着浓度梯度进行的。

二、集流（mass flow）

集流（mass flow）是指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动，例如水在水管中的流动，河水在河中的流动等。植物体中也有水分集流.

植物体的水分集流通过膜上的水孔蛋白（aquaporin）形成的水通道实施的（图1-1）。植物的水孔蛋白有两种：一种是质膜上的质膜内在蛋白（plasma membrane intrinsic protein），另一种是液泡膜上的液泡膜内在蛋白（tonoplast intrinsic protein）

么，细胞之间的水分流动方向又决定于什么呢？

相邻两细胞的水分移动方向，决定于两细胞间的水势差异，水势高的细胞中的水分向水势低的细胞流动。如图1-4所示，虽然细胞X渗透势（-1.4MPa）低于细胞Y 的渗透势（-1.2MPa），但两者的压力势不同，导致前者的水势（-0.6MPa）高于后者的水势（-0.8MPa）。所以细胞X的水分流向细胞Y。

图1-4 两个相邻细胞之间水分移动的图解

当有多个细胞连在一起时，如果一端的细胞水势较高，另一端水势较低，顺次下降，就形成一个水势梯度（water potential gradient），水分便从水势高的一端流向水势低的一端。植物体内组织和器官之间水分流动方向就是依据这个规律。

第三节植物根系对水分的吸收(Asorption of water by roots)

根的吸水主要在根尖进行。在根尖中，根毛区的吸水能力最大，根冠、分生区和伸长区较小。后3个部分之所以吸水差，与细胞质浓厚，输导组织不发达，对水分移动阻力大等因素有关。根毛区有许多根毛，增大了吸收面积；同时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；而且根毛区的输导组织发达，对水分移动的阻力小，所以根毛区吸水能力最大。

一、根系吸水的途径(pathway)

根系吸水的途径有3条（图1-5），即质外体途径、跨膜途径和共质体途径等。质外体途径（apoplast pathway）是指水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质的部分移动，这种移动方式速度快。跨膜途径（transmembrane pathway）是指水分从一个细胞移动到另一个细胞，要两次通过质膜，还要通过液泡膜，故称跨膜途径。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，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。共质体途径和跨膜途径统

称为细胞途径（cellular pathway）。这3条途径共同作用，使根部吸收水分。

二、根系吸水的动力(Driving force)

根系吸水有两种动力：根压和蒸腾拉力，后者较为重要。

（一）根压（root pressure）

由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力称为根压（root pressure）。根压把根部的水分压到地上部，土壤中的水分便不断补充到根部，这就形成根系吸水过程，这是由根部形成力量引起的主动吸水。

从植物茎的基部把茎切断，由于根压作用，切口不久即流出液滴。从受伤或折断的植物组织溢出液体的现象，称为伤流(bleeding)。流出的汁液是伤流液(bleeding sap)。这种由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力称为根压（root pressure）。根压把根部的水分压到地上部，土壤中的水分便不断补充到根部，这就形成根系吸水过程。各种植物的根压大小不同，大多数植物的根压为0.05~0.5MPa。

从植物茎的基部把茎切断，由于根压作用，切口不久即流出液滴。从受伤或折断