《植物水分生理》PPT课件

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1、第一章植物的水分代谢（watermetabolism）教学目的：掌握内容：1.水在植物体内存在的形式及其在生命活动过程中的重要作用。2.蒸腾作用的生理意义及其机制。3.气孔蒸腾的机制4.影响根系吸水的外界条件熟悉内容：植物细胞吸水和水势的关系；合理灌溉的指标及其生理基础。了解内容：水的化学性质及自由能、化学势、水势组分的概念。1.1水分与植物的生命活动1.2植物细胞对水分的吸收1.3植物根系对水分的吸收1.4植物体内水分向地上部分的运输1.5蒸腾作用1.6合理灌溉的生理基础教学内容：1.1水分与植物的生命活动一、植物

2、体内的含水量二、水分的生理作用：1.水是植物细胞原生质的重要组分2.水是植物体内代谢过程的反应物质3.水是植物吸收并运转物质的溶剂4.水使植物保持挺立的姿态5.细胞的分裂和延伸生长都需要足够的水1.1水分与植物的生命活动1.1.1植物体内的含水量(watercontent)是指植物所含水分的量占鲜重的百分数。与植物种类，植物器官和组织及所处环境条件有关。在生产上通常用相对含水量（RWC）作为作物是否需要灌溉的指标，相对含水量是指植物实际含水量占水分饱和时含水量的百分率。RWC(%)=Wact/Wa1.1水分与植物的生

3、命活动一、植物体内的含水量二、水分的生理作用：1.水是植物细胞原生质的重要组分2.水是植物体内代谢过程的反应物质3.水是植物吸收并运转物质的溶剂4.水使植物保持挺立的姿态5.细胞的分裂和延伸生长都需要足够的水1.1.2植物体内水分存在的状态自由水(freewater)：距离胶粒较远而可以自由流动的水分束缚水(boundwater)：靠近胶粒而被胶粒束缚不易流动的水分。(1)束缚水一般不参与植物的代谢反应。植物体内水分状态与代谢的关系(2)自由水主要参与植物体内的各种代谢反应(3)自由水／束缚水的比值可作为衡量植物代谢

4、强弱和抗性的生理指标之一。1.1.3水分在植物生命活动中的作用：1）水是植物细胞原生质的主要组成组分2）水是植物体内代谢过程的重要原料3.水是各种生化反应和物质吸收、运输的介质4.水使植物保持固有的姿态5.水分能保持植物正常的体温1.1.3.1水分的生理作用：1.1.3.2水对植物的生态作用：1）水是植物体温调节剂---蒸腾降温2）水对可见光的通透性3）水对植物生存环境的调节---增加大气湿度、改善土壤及表面大气的温度等1.自由能、化学势与水势1.2植物细胞对水分的吸收1.2.1水势的概念及水的迁徙根据热力学原理，系

5、统中物质的总能量可分为束缚能（bondenergy）和自由能（freeenergy）。束缚能是不能用于做有用功的能量；自由能是在恒温、恒压条件下能够做最大有用功（非膨胀功）的那部分能量。1.自由能、化学势与水势化学势（chemicalpotential）：在物理化学中，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，用μ表示。其热力学含义为：当温度、压力及其他物质数量一定时，体系中1mol物质的自由能就是该物质的化学势。水的化学势：判断水分参加化学反应的本领或在两相间移动的方向和限度，用△μw表示。其热力学含义

6、为：当温度、压力及其他物质数量一定时，体系中1mol水的自由能。即在一个系统中水的化学势(μw)与相同温度压力下纯水的化学势(μ0w)之差，在除以水的偏摩尔体积（Vw）。水势（waterpotential）：在相同温度压力下每偏摩尔体积水的化学势差,w。纯水的水势最高=0；溶液的水势小于0水势的单位：Pa（帕）1ba（巴）=105pa;1大气压=1.013ba=1.013×105pa水分移动的方向：高水势区低水势区2.含水体系的组成（以下各因素的组合）渗透势（溶质势s）：由于溶质颗粒的存在，而使水势降低的值。

7、=-iCRT（C为溶液的摩尔浓度，T为绝对温度，R为气体常数，i为解离系数。）衬质势m：由于亲水物质对水分子的吸引，使水分子自由能降低，水势下降的值。压力势p：由于静水压的存在，使体系的水势值增加，成为正值。重力势g：由于重力的存在使体系水势增加的数值。3.水的迁移过程方式：扩散、集流、渗透作用扩散（diffusion）：物质从浓度较高的区域向浓度较低的区域发生净移动——分子的随机热运动造成的。糖块纯水3.水的迁移过程方式：扩散、集流、渗透作用集流（massflow）：液体中成群的原子或分子在压力梯度作用下

8、共同移动的现象。——与物质的浓度梯度无关，例如水在水管中的流动。3.水的迁移过程方式：扩散、集流、渗透作用渗透作用（osmosis）：液体通过半透膜进行扩散的现象——是扩散的一种特殊形式。水流通过膜的方向和速度决定于水的浓度梯度和压力梯度的总和。条件：半透膜、膜两侧存在水势梯度。1.2.2植物细胞的水势组成一般认为，植物细胞的水势w=s+