竞赛课件植物生理系列之第二章-植物水分生理.ppt

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1、第二章植物的水分生理植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程，被称为植物的水分代谢(watermetabolism)。§2-1.水在植物生命活动中的作用GO§2-2.植物对水分的吸收GO§2-3.植物的蒸腾作用GO§2-4.植物体内水分的运输GO§2-5.合理灌溉的生理基础GO§2-1.水在植物生命活动中的作用一.植物的含水量二.植物体内水分存在的状态三.水分在植物生命活动中的作用一.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、

2、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％生命活动较旺盛的部分，水分含量较多。二.植物体内水分存在的状态未与细胞组分相结合可以自由流动的水分。自由水参与各种代谢作用，自由水占总含水量的百分比越大，则植物代谢越旺盛。束缚水不参与代谢作用，束缚水含量与植物抗性大小有密切关系。与细胞组分紧密结合而不能自由流动的水分；束缚水：自由水：三.水分在植物生命活动中的作用1．水分是细胞质的主要成分2．水分是代谢作用过程的反应物质3．水分是植物对物质吸收和运输的溶剂4．水

3、分能保持植物的固有姿态5.水的某些理化性质也有利于植物的生命活动高的比热和气化热，有利于调节植物体的温度。返回§2-2.植物对水分的吸收一.植物细胞对水分的吸收GO二.植物根系对水分的吸收GO植物细胞吸水主要有3种方式：未形成液泡的细胞，靠吸胀作用吸水；液泡形成以后，细胞主要靠渗透性吸水；另外还靠与渗透作用无关的代谢性吸水；在这3种方式中，以渗透性吸水为主。一.植物细胞对水分的吸收1.水势的概念图2-1由渗透作用引起的水分运转a.烧杯中的纯水和漏斗内液面相平；b.由于渗透作用使烧杯内水面降低而漏斗内液面升高质壁分离现象解决的问题1、说明原生质层是半透膜

4、2、判断细胞死活3、测定细胞液的渗透势。束缚能(boundenergy)：是不能用于做有用功的能量。自由能(freeenergy)：是在恒温、恒压条件下能够作功的那部分能量。物质能量化学势(chemicalpotential,μ)每偏摩尔物质所具有的自由能。用希腊字母μ表示。可用来描述体系中组分发生化学反应的本领及转移的潜在能力。如果物质带电荷或电势不为零时的化学势称为电化学势（electrochemicalpotential）。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。水势(waterpotential)就是

5、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(μw0)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（partialmolalvolume）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。水势单位:兆帕（MPa)1Mpa=106Pa1bar(巴)=0.1MPa=0.987atm(大气压)1标准atm=1.013×105Pa=1.013bar化学势是能量概念，单位为J／mol[J=N（牛顿

6、）·m]，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单位的水势。纯水的水势定为零，溶液的水势就成负值。溶液越浓，水势。水分移动需要能量。水分越低水势高水势低溶液水势/MPa纯水0Hoagland营养液-0.05海水-2.501mol/L蔗糖-2.691mol/LKCl-4.50表2-1几种常见化合物水溶液的水势范围水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象，就称为渗透作用。2.细胞的渗透性吸水(1)渗透作用(osmosis)细胞吸水情况决定于细胞水势。典型细胞水势ψ

7、w是由3个势组成的：（2）细胞的水势ψw=ψs+ψp+ψm水势渗透势衬质势压力势渗透势(osmoticpotential)ψπ亦称溶质势(solutepotential),是由于溶质颗粒的存在而降低的水势值。是负值。概念压力势(pressurepotential)ψp压力势是指由于细胞壁压力的存在而引起的细胞水势增加的值。是正值。细胞的原生质体吸水膨胀，对细胞壁产生一种作用力（膨压），引起细胞壁产生一种限制原生质体膨胀的反作用力。概念溶液:ψw=ψs因为ψp=0衬质势(matricpotential)ψm是细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起水

8、势降低的值，是负值。概念未形成液泡的细胞具有一定的衬质势，干燥种子的ψm可达-100MPa；已