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1、《植物生理学》教案《植物生理学》教案第二章植物的水分生理一、教学时数计划教学时数为8学时,其中理论课4学时,实验课4学时。二、教学大纲基本要求1.了解水的物理化学性质和水分在植物生命活动中的作用;2.了解水的化学势、水势的基本概念、植物生理学中引入水势的意义;3.了解植物细胞的水势的组成、溶质势、衬质势、压力势等的概念及其在植物细胞水势组成中的作用,4.了解并初步学会植物组织水势的测定方法;5.了解植物根系对水分吸收的部位、途径、吸水的机理以及影响根系吸水的土壤条件;6.了解植物的蒸腾作用的生理意义和气孔蒸腾是蒸腾的主要方
2、式、蒸腾作用的指标、测定方法以及适当降低蒸腾速率的途径;7.了解植物体内水分从地下向地上部分运输的途径和速度、水分沿导管上升的机制;8.了解作物的需水规律、合理灌溉指标及灌溉方法以及发展节水农业促进水资源持续利用的重要性。三、教学重点和难点(一)重点1.水分在植物生命活动中的作用。2.植物细胞水势的组成,水分移动的方向。3.细胞对水分的吸收。4.植物根系对水分的吸收。5.气孔蒸腾的机理和影响因素。6.植物体内水分运输的途径。7.作物需水规律和合理灌溉。(二)难点1.植物细胞的水势的基本概念。2.组成和有关计算。3.气孔开闭
3、的机理。四、本章知识要点(一)名词解释1.水分代谢(watermetabolism)植物对水分的吸收、运输、利用和水分散失的过程。2.自由水(freewater)细胞组分之间吸附力较弱,可以自由移动的水。3.束缚水(boundwater)与细胞组分紧密结合不能自由移动,且不易蒸发散失的水。4.表面张力(surfacetension)处于界面的水分子均受着垂直向内的拉力,这种作用于单位长度表面上的力,称为表面张力。5.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
4、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。6.水的化学势(waterchemicalpotential,μW)水的化学势的热力学含义是:当温度、压力及物质数量(水分以外)一定时,由水(摩尔)量变化引起的体系自由能的改变量。水的化学势之差,可用来判断水分参加化学反应的本领或两相间移动的方向和限度。7.水势(waterpotential,Ψw
5、)每偏摩尔体积水的化学势差。用Ψw表示。Ψw=(μw-μow)/Vw,m,即水势为体系中水的化学势与处于等温、等压条件下纯水的化学势之差,再除以水的偏摩尔体积的商。用两地间的水势差可判别它们间水流的方向和限度,即水分总是从水势高处流向水势低处,直到两处水势差为O为止。8.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。9.帕斯卡(pascal,Pa)亦称帕,法定压强单位,也是表示水势的单
6、位。1帕斯卡相当于每平方米一牛顿10.兆帕斯卡(megapascal,Mpa)兆帕,1MPa=106Pa=10bar=9.87atm。11.巴(bar)压强单位,1bar=0.987atm=106达因/厘米2,1毫巴等于0.75毫米水银柱的压力,由于bar不是法定的计量单位,已废弃不用。12.水的摩尔分数(molarnumericofwater,NW)表示水在水溶液中的含量,NW=水的摩尔数/(水的摩尔数+溶质的摩尔数),NW大表示水溶液中水分含量高,溶质含量少,水势高。纯水的NW≈55.1mol/dm3。13.渗透作用(
7、osmosis)溶液中的溶剂分子通过半透膜扩散的现象。对于水溶液而言,就是指水分子从水势高处通过半透膜向水势低处扩散的现象。渗透作用所形成的流体静压叫渗透压。14.半透膜(semipermeablemembrane)也叫选择透性膜,是只容许混合物(溶液、混合气体)中的一些物质透过,而不容许另一些物质透过的薄膜。15.溶质势Ψs(solutepotential,Ψs)由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。溶质势表示溶液中水分潜在的渗透能力的大小,因此,溶质势又可称为渗透势(osmoticpotential,Ψπ)。溶质
8、势可用Ψs=RTlnNw/Vw.m公式计算,也可按范特霍夫公式Ψπ=-π=-iCRT计算。16,衬质势(matrixpotential,Ψm)由于衬质(表面能吸附水分的物质,如纤维素、蛋白质、淀粉等)的存在而使体系水势降低的数值。17.压力势(pressurepotential,Ψp)由于压力的存在而使
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