《植物的水分代谢》PPT课件.ppt

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1、第一章植物的水分生理水分代谢（watermetabolism）植物对水分的吸收，水分在植物体内的运输、利用以及水分的散失的过程称为植物的水分代谢。水分代谢的作用是维持植物体内水分平衡1本章共有以下几部分内容：第一节水在植物生命活动中的作用第二节植物细胞对水分的吸收第三节植物根系对水分的吸收第四节植物的蒸腾作用第五节植物体内水分的运输第六节合理灌溉的生理基础第一节水在植物生命活动中的作用一、水分子的结构2.水分子之间通过氢键形成很强的内聚力.水的很多性质都是由其分子结构决定的。水分子的结构具有如下特点：1.水分子有很强的极性.3.水极容易与其它极性分子结合.二、水与植物生命活动

2、有关的理化性质（一）高比热比热容：是指单位质量物质温度升高1℃所需的热量。因为需要很高的能量来破坏氢键，所以，水的比热很高。由于植物体含有大量的水分，所以当环境温度变化较大，植物体吸收或散失较多热能时，植物仍能维持相当恒定的体温。（二）高汽化热汽化热：是指在一定的温度下，将单位质量的物质由液态转变为气态所需的热量。这同样是由于水分之间的氢键造成的，破坏氢键需要很高的能量。在炎热的夏天植物通过蒸腾作用散失水分，可以降低体温。（三）高内聚力、黏附力和表面张力由于水分子间有很强的内聚力、黏附力和表面张力，可以使木质部导管的水柱在受到很大张力的条件下不致于断裂，保证水分能运到很高的植

3、株顶部。（四）水是良好的溶剂由于水分子的极性，它是电解质和极性分子如糖、蛋白质和氨基酸等强有力的溶剂。水分子在细胞壁和细胞膜表面形成水膜，保护分子的结构。水作为许多反应的介质和溶剂，同时由于水的惰性不会轻易干扰其它代谢反应。（五）水是透明液体三、植物的含水量1.不同植物的含水量不同：一般绿色植物75%~90%，草本>木本，水生>陆生。2.不同器官、组织含水量不同：幼根、幼芽>树干，休眠的种子含水量很低。4.环境条件不同含水量不同：潮湿环境中的阴生植物>干燥，向阳环境中的植物。3.不同生育期含水量不同：幼年>老年，叶片在生长期的含水量较高，生长定型后含水量下降。含水量=×100

4、％植物的含水量是植物生命活动强弱的决定因素。四、植物体内水分存在的状态与细胞组分紧密结合而不能自由移动、不易蒸发散失的水。束缚水含量比较稳定，不易蒸发散失，也不作为溶剂或参与化学反应。与细胞组分之间吸附力较弱，可以自由移动的水。自由水含量变化大，可参与各种代谢活动。束缚水（boundwater）：自由水（freewater）：自由水参与各种代谢活动，其数量的多少直接影响植物代谢强度，自由水含量越高，植物的代谢越旺盛。束缚水不参与代谢活动，束缚水含量越高，植物代谢活动越弱，越冬植物的休眠芽和干燥种子里所含的水基本上是束缚水，这时植物以微弱的代谢活动渡过不良的环境条件。因此束缚水

5、的含量与植物的抗逆性大小密切相关。自由水、束缚水与代谢的关系：通常以自由水/束缚水的比值作为为衡量植物代谢强弱和植物抗逆性大小的指标之一。自由水/束缚水比值高,细胞原生质呈溶胶状态，植物代谢旺盛，生长较快，抗逆性弱;自由水/束缚水比值低,细胞原生质呈凝胶状态，植物代谢活性低，生长迟缓，抗逆性强。2.溶胶（sol）与凝胶（gel）(补充)由于细胞内水分含量不同，原生质的状态也有两种状态：溶胶状态与凝胶状态。水分含量高时，自由水含量高，原生质胶体颗粒完全分散在水分介质中，胶粒之间联系弱，原生质胶体呈溶液状态，称为溶胶状态。自由水含量少时，胶粒与胶粒相互连接成网状，原生质胶体失去流

6、动性而形成近似固体的状态，这种状态称为凝胶状态。正常代谢的组织原生质呈溶胶状态；代谢弱的干种子，原生质呈凝胶状态。五、水分在植物生命活动中的作用（一）水是细胞的主要成分（二）水是许多代谢过程的反应物质（三）水是生化反应和植物对物质吸收运输的溶剂（四）水维持细胞膨压，促进生长（五）水能使植物保持固有姿态（六）水具有重要的生态意义植物对水分的需求包括生理需水和生态需水两方面。第二节植物细胞对水分的吸收与其它物质的运动一样，水分移动需要能量作功，这种能量就是水的自由能。根据热力学的原理，系统中物质的总能量可分为束缚能（boundenergy）和自由能（freeenergy）两部分。

7、束缚能是不能转化为用于作功的能量，而自由能则是在温度恒定的条件下可以用于作功的能量。1、自由能一、水势的概念自由能的大小不仅与物质的性质有关，还与物质的分子数目有关，分子数目越多，自由能含量就越高。每偏摩尔物质所具有的自由能就是该物质的化学势（chemicalpotential），即：μj＝（）P.T.nii≠j式中μ为组分j的化学势，G是体系的自由能，P.T及ni分别是体系的压力、温度及其它组分的摩尔数。2化学势（chemicalpotential）所以，体系中某组分化学势的高低直接反映了每偏摩尔该组