高中生物联赛辅导之植物生理水分和矿质元素代谢ppt课件.ppt

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1、植物生理（代谢）：指维持植物各种生命活动（如生长、繁殖和运动）过程中化学变化（包括物质合成、转化和分解）的总称。12主要内容3"有收无收在于水，多收少收在于肥"。第一章植物的水分生理4第1章植物的水分代谢主要内容植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程被称为植物的水分代谢(watermetabolism)。1.植物对水分的需要2.植物细胞对水分的吸收3.根系吸水和水分向上运输4.蒸腾作用5.植物体内水分的运输6.合理灌溉的生理基础5水是生命起源的先决条件，没有水就没有生命。人们常说“有收无收在于水”“水利是农业的命脉”。研究植物水分代谢的规律，为植物提供良好的生态环境，这

2、对植物的生长发育有着重要意义。植物的含水量(Watercontent)不同植物的含水量有很大的不同。水生90%以上>陆生40-90%>旱生（沙漠）植物6%。木本<草本植物。同一种植物生长在不同环境中，含水量也有差异。阴生>阳生。在同一植株中，不同器官和不同组织的含水量的差异也甚大。生长点、根尖、幼嫩茎等达90%以上>功能叶70-90%>树干40-50%>休眠芽40%>风干种子8-14%。凡是生命活动越旺盛的部分，含水量也越高。莲含水量90%苔藓含水量6%第1章植物的水分代谢6一、水分在植物生命活动中的作用(physiologicalroles)水分在植物生命活动中的作用主

3、要表现如下：1.水分是细胞质的主要成分细胞质的含水量一般在70%~90%，使细胞质呈溶胶状态，保证了旺盛的代谢作用正常进行，如根尖、茎尖。如果含水量减少，细胞质便变成凝胶状态，生命活动就大大减弱，如休眠种子。2.水分是代谢作用过程的反应物质在光合作用、呼吸作用、有机物质合成和分解的过程中，都有水分子参与。3、水分是植物对物质吸收和运输的溶剂一般来说，植物不能直接吸收固态的无机物质和有机物质，这些物质只有溶解在水中才能被植物吸收。同样，各种物质在植物体内的运输，也要溶解在水中才能进行。4、水分能保持植物的固有姿态由于细胞含有大量水分，维持细胞的紧张度（即膨胀），使植物枝叶挺

4、立，便于充分接受光照和交换气体。同时，也使花朵张开，有利于传粉。7二、植物体内水分存在的状态自由水束缚水两者比值原生质代谢生长抗逆性高溶胶旺盛快弱低凝胶活性低迟缓强束缚水（boundwater）：靠近细胞原生质胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分，称为束缚水。自由水（freewate）：距离细胞原生质胶粒较远可以自由流动的水分，称为自由水。自由水参与各种代谢作用，束缚水不参与代谢作用。自由水占总含水量的百分比越大，则植物代谢越旺盛；束缚水含量与植物抗性大小有密切关系。细胞质主要是由蛋白质组成的，占总干重60%以上。其水溶液具有胶体的性质。蛋白质分子的疏水基（如烷烃基、苯

5、基等）在分子内部，而亲水基（如—NH2，—COOH，—OH等）则在分子的表面。这些亲水基对水有很大的亲和力，容易起水合作用。所以细胞质胶体微粒具有显著的亲水性，其表面吸附着很多水分子，形成一层很厚的水层。水分子距离胶粒越近，吸附力越强；相反，则吸附力越弱。植物细胞内水分以束缚水和自由水两种状态存在。8三、植物细胞对水分的吸收（一）植物细胞吸收水分的主要方式吸胀吸水imbibitionabsorption:亲水性胶体物质吸水膨胀的现象。代谢性（降压）吸水metabolismabsorption:利用细胞呼吸释放出的能量，使水分经过质膜进入细胞的过程。渗透性吸水Osmosis

6、absorption:借助渗透作用，即水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动进行吸水（最主要方式）。9C)渗透吸水（osmosis）渗透作用（osmosis）是指溶剂分子通过半透膜而移动的扩散现象。是水分依水势梯度而移动。渗透水分移动需要能量作功，所以下面首先讨论自由能、化学势和水势的概念，然后再讲渗透问题。（1）自由能、化学势和水势自由能：是指能够作功的能量和参与反应的本领。化学势（）：1摩尔物质的自由能。是一种物质能够用于作功或发生反应的能量度量。水势（waterpotential，w）-----某一系统中水的化学势与处于相同温度和压力的纯水的化学势之差，除

7、以水的偏摩尔体积所得的商。它是水分转移本领大小的指标。10(2)水势的大小和单位化学势的能量的单位为：J·mol-1（J=N·m=牛顿·米），偏摩尔体积的单位为m3·mol-1，两者相除得N.m-2，成为压力单位Pa（帕），这样就把以能量为单位的化学势化为以压力为单位的水势。所以水势的单位是Pa或MPa.纯水的自由能最大，水势也最高，纯水的水势（μw0）定为零，其它溶液就与它相比。溶液中的溶质颗粒降低了水的自由能，所以溶液中水的自由能要比纯水低，溶液的水势就成负值。帕斯卡(pascal，Pa)亦称帕，法定压强单位，也是表示水势