植物的水分代谢

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1、第一章植物的水分代谢水分代谢过程:吸收、运输、散失第一节水在植物生命中的意义一、水的主要性质极性；粘附力、内聚力、表面张力；高汽化热；高比热、高导热性；高介电常数；透水性好。1水分在植物生命活动中的作用（Physiologicalrolesofwaterinplants）水分是构成细胞质的主要成分70－90%水分是代谢作用中的反应底物脱氢反应，光合作用水分是植物对物质吸收和运输的溶剂水分能保持植株的固有姿态水具有特殊的理化性质（1）高比热,利于体温稳定（2）高气化热,避免高温伤害（3）具极性,原生质胶体稳定（4）表面张力大,利于吸附和运输（5）透光性好,利于光合作用二水的生

2、理生态作用1、水是细胞质的主要成分2、水是代谢过程的反应物质3、水是物质吸收和运输的良好溶剂4、水维持细胞的紧张度5、水的理化性质给植物的生命活动带来了各种有利的条件6、水能调节植物周围的小气候以水调温以水调肥以水调气以水调湿3三、水分在植物体内存在状况1植物体的含水量：不同种类、器官、年龄不同2水分存在形式：自由水、束缚水束缚水—被原生质胶体吸附不易流动的水特性：*不能自由移动，含量变化小，不易散失*冰点低，不起溶剂作用*决定原生质胶体稳定性*与植物抗逆性有关4植物体内的含水量（contentofwaterinplant）植物的种类不同含水量不同同种植物的不同器官、年龄及

3、生活环境，其含水量不同莲含水量90%草本植物含水量70-85%苔藓含水量6%水生＞中生＞旱生同一植株不同器官、组织含水量不同root60%－90%seed10%－14%新生旺盛＞衰老成熟同一器官不同生长期，含水量也不同前期＞后期自由水—在植物体内距离原生质胶粒较远、可自由流动的水。特性：*不被吸附或吸附很松，含量变化大*冰点为零，起溶剂作用*与代谢强度有关自由水/束缚水：大，代谢强、抗性弱小，代谢弱、抗性强3、植物的需水量：植物每制造1克干物质所消耗的水量。8FreewaterBoundwater蛋白质亲水胶粒植物体内不被亲水胶粒吸附，可以自由移动，可起溶剂作用的水分。植物

4、体内吸附在亲水胶粒周围或被困于大分子空间中，不能自由移动的水分。植物细胞吸收水分的三种形式:1吸胀吸水：亲水物质吸胀作用，没有液泡细胞2渗透吸水：渗透作用吸水，有液泡细胞3代谢吸水：需代谢提供能量第二节植物细胞对水分的吸收10一、植物细胞的渗透性吸水（一）相关概念1、自由能—对生物而言，能用于生物做功的能。2、化学势—在恒温、恒压、其它组分不变的条件下，在无限大的体系中加入1mol该物质引起体系自由能的改变量。1mol该物质所含的自由能。3、水势(ψW)—指每偏摩尔体积水的化学势。114、水偏摩尔体积—在温度、压强及其它组分不变的条件下，在无限大的体系中加入1mol水时，该

5、1mol水所占的有效体积（Vw)ψW单位：1巴（bar)=0.987大气压（atm)=105帕（Pa）=0.1兆帕（MPa）12水势是自由能的量度，水的自由能越多水势越大，纯水水势最大，为0水总是从水势高处向低处流*温度越高，水势越大*压力越大，水势越大*溶液越浓，水势越小说明13（二）扩散与渗透作用1、扩散作用—分子或物质由高能位势向低能位势移动的现象。2、渗透作用—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。3、集流—指液体中成群的原子或分子（如组成物质的各种组分）在压力梯度下共同的移动现象。14Section2Absorptionofwaterbyplant

6、cells主要有3种方式：一、扩散diffusion二、集流massflow三、渗透作用osmosisDiffusion（dynamicfromdensity）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的现象。－－细胞间水分的迁移（短距离）水孔蛋白磷脂双分子层（质膜）扩散动力来自于浓度梯度是指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动。是水分长距离运输的重要方式－－导管Massflow（dynamicfrompressure）根压和蒸腾拉力集流动力来自于压力水分跨过细胞膜的途径A.单个水分子通过膜脂双分子层扩散或通过水通道B．水分集

7、流通过水孔蛋白形成的水通道ABosmosis（pressureanddensity）蔗糖溶液经过一段时间压力（水势）半透膜液面上升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。渗透作用压力和浓度梯度植物细胞构成的渗透系统成熟的植物细胞细胞壁通透性质膜液泡膜原生质选择透性质膜和液泡膜接近于半透膜（三）植物细胞是一个渗透系统细胞壁：透性膜原生质层：质膜、细胞质、液泡膜组成，半透膜细胞渗透作用的三种情况：（1）细胞ψW》外界ψW，细胞失水，质壁分离（2）细胞ψW《外界ψW，细胞吸水，质壁分离复原（3）细胞ψW=外