《水分与植物细胞》PPT课件

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1、第二章水与植物细胞(Waterandplantcells)要求与重点掌握植物细胞水势的概念，意义，植物细胞吸水的动力、方式和机理，测定水势的方法。第一节水的物理化学性质第二节植物细胞的水分关系一水分子的结构和氢键Diagramofthewatermolecule分子结构上是非对称性氢键水分子间微弱的静电引力H2O:::H-O-H电中性二水的物理化学特性水的溶解性强水具有高比热(specificheat)和高蒸发潜热（latentheatofvaporization)表面张力、内聚力、附着力高抗张强度2.水对植物生命活动的重要性2.1植物的含水量和

2、水分存在状态“有收无收在于水，收多收少在于肥”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、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。自由水(freewater)是指不被细胞组织吸附,可以自由移动的水,只有自由水才能起到溶剂的作用。束缚水(boundweter)是指紧密吸附在胶体颗粒或大分子表面,不能自

3、由移动的水。自由水/束缚水比值随发育时期和外界条件而变化，并对细胞的生理活动产生影响。水是细胞重要组成成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。自由水束缚水溶胶，代谢生长抗逆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水分能保持植物的固有姿态。植物的水分代谢包括：第二节植物细胞的水分关系水势水的运动植物细胞水势自由能、化学势的基本概念自由能的变化是判断系统能否自动进行反应的标准。

4、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。等温等压条件下在无限大的体系中，加入1摩尔j物质时引起体系自由能的改变量，用j表示。化学势的绝对值不能测定，通常用给定状态与人为规定的标准状态差值来表示。化学势：可以指示某组分在体系间的转移的趋势。例如，设组分j在地点A和地点B的化学势分别为jA和jB。当jA>jB时－－？。当j

5、A<jB时－－？。当jA＝jB时－－？。它的度量单位是每摩尔的能量，单位是J·mol-1，(J=N•m)，属于能量单位。在植物生理学中，水势是每偏摩尔体积水的化学势差。水的化学势差水的偏摩尔体积(Vw)指加入1mol水使体系的体积发生的变化。概念当一个体系中含有水分，水这个组分参与化学反应或转移的本领，用水的化学势来表示，即mW水的化学势不用绝对值(很难测定),而用其相对值Δμw来表示。纯水的自由能最大，水势也最高。将标准条件下的(1atm,引力场0,与体系同温度)纯水化学势规定为零,任何一溶液中水的化学势与纯水化学势进行比较：Δw=w

6、-w0=w水的偏摩尔体积是具体的数值，随不同含水体系而异。偏摩尔体积(Vw）是指在恒温恒压，其它组分浓度不变情况下，混合体系中1mol该物质所占据有效体积。在纯的水溶液中，水的偏摩尔体积与纯水的摩尔体积相差不大，实际应用时往往用纯水的摩尔体积代替偏摩尔体积。在20℃，1atm下，纯自由水：Vw=18cm3/mol1mol水加入0.1M的蔗糖溶液中，Vw=18.4cm3/mol1mol水中加入0.1MNaCl溶液中，Vw=18.1cm3/mol1mol水加入酒精（50%）溶液中，Vw=16.5cm3/molJ.mol-1水势单位:==J.m-3

7、=N.m-2=Pam3.mol-1化学势J.mol-1(J=N•m)，偏摩尔体积单位m3mol-1把以能量为单位的化学势转化为以压力为单位的水势。常用单位为Pa，MPa或atm水势的单位溶质、基质、压力、重力等对水势的影响分别称为溶质势(Ψs)、基质势(Ψm)、压力势(Ψp)和重力势(Ψg)。因此，体系的水势等于各水势之和。溶液水势的组成Ψw=Ψs+Ψm+Ψp+Ψg重力势压力势基质势溶质势水势1溶质势(solutepotential)Ψs由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。溶液的溶质点数越多，其溶质势越低。溶质势也表示了溶液中水分潜在的渗

8、透能力的大小。所以溶质势也称为渗透势(osmoticpotehtial)Ψs概念Ψs＝-iRTCsR为气体常数（=8.32焦尔/摩尔·K