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1、第1章植物的水分代谢第1节植物对水分的需要1.植物的含水量不同种类、不同年龄、不同组织器官、不同环境条件下，植物体内的含水量差异很大。2.水的生理作用1）原生质的重要成分2）直接参与一些代谢过程3）代谢过程的介质4）维持组织和细胞的紧张度,使植物保持固有的姿态5）水特殊的理化性质有利于植物的生命活动6)水分的得失与植物某些器官的运动有关3.植物体内水分的存在状态束缚水:比较牢固地附着在原生质胶体等上不易流动的水分。自由水:原生质胶粒较远，可以自由移动的（未被吸附的）水。自由水参与各种代谢活动。束缚水的多少与植物抗性大小有密切关系。植物中这两种水的含量和比例是变动的。第2
2、节植物细胞对水分的吸收方式：1）渗透性吸水2）吸胀吸水3）代谢性吸水1细胞的渗透性吸水1.1水势的概念自由能是在恒温、恒压条件下用于作功的能量。自由能的变化是判断系统能否自动进行反应的标准。1摩尔物质的自由能就是该物质的化学势mw。它反映了体系中某组分发生化学反应或转移的潜在能力。水势就是1偏摩尔体积的水在一个系统中的化学势与纯水在相同温度压力下的化学势之间的差。具压力单位:帕(Pa,MPa)mw-mw0△mwyw=————————=———VwVw纯水在一定温度与大气压力下的化学势规定为零。所以，任何水溶液的水势都是负值。1.3植物细胞是一个自动调节的渗透系统质壁分离现
3、象：确定细胞是否存活；测定细胞的渗透势;了解原生质黏度大小等。1.4植物细胞的水势构成yw=ys（π）+yp+ym+yg渗透势由于溶质的存在而使水势降低的值称为渗透势ys或溶质势，是负值。ys=-icRT压力势由于细胞壁压力的存在而引起的细胞水势增加的值叫压力势yp,一般为正值。衬质势是细胞胶体物质的亲水性和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值。吸胀作用：亲水胶体因吸胀力的存在而吸水膨胀的现象。吸胀力:蛋白质>淀粉>纤维素重力势yg=Pwgh已形成中央大液泡的成熟细胞水势yw=ys+yp干燥种子：yw=ym植物细胞的水势及渗透势因植物体内外的条件不同而异。细胞含水量不
4、同，引起细胞体积变化,渗透势和压力势也随之发生改变。1.5细胞之间的水分运移水分进出细胞由细胞与周围环境之间的水势差(△yw)决定,水总是从高水势区域向低水势区域移动。水势差不仅决定水流方向.而且影响水分移动速度。植物细胞的水势变化很大,不同器官或同一器官不同部位的细胞水势大小不同,环境条件对水势的影响也很大。1.6植物细胞的代谢性吸水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。与原生质代谢过程有密切关系,但机制尚不清楚。2水分进入细胞的途径水孔蛋白(aquaporin):存在于质膜及液泡膜等上的由膜内在蛋白形成的孔道，能特异性地允许水分子通过。水孔蛋白的活
5、化受磷酸化/脱磷酸化作用调节.第3节植物根系对水分的吸收1根部吸水的区域和途径：吸水部位：主要在根毛区吸水途径：质外体途径共质体途径越膜途径2根系吸水方式及其动力2.1被动吸水因蒸腾作用所产生的吸水力量,叫做“蒸腾拉力”,由于吸水的动力源于叶的蒸腾作用,故称之为根的被动吸水。是蒸腾旺盛季节中植物吸水的主要动力。2.2主动吸水伤流：从受伤或折断的植物组织茎基部伤口溢出液体的现象（流出的汁液叫伤流液）。（右图）吐水：从叶尖或叶边缘向外溢出液滴的现象。（左图）根压：靠根系的生理活动,使液流由根部上升的压力。以根压为动力引起的根系吸水过程,称为主动吸水。根压产生的机理：与根的结
6、构、水的吸收和离子的主动吸收有关。3影响根系吸水的因素自身因素、土壤因素、大气因素3.1土壤水分状况可利用水和不可利用水土壤永久萎蔫系数(永久萎蔫百分数)暂时萎蔫；永久萎蔫最大持水量（土壤饱和水量）田间持水量3.2土壤通气状况3.3土壤温度3.4土壤溶液浓度第4节蒸腾作用1蒸腾作用的生理意义蒸腾作用:植物体内的水分以气态方式从植物的表面向外界散失的过程。生理意义：1)蒸腾作用失水所造成的水势梯度是植物吸收和运输水分的主要动力。2)蒸腾能降低植物体和叶片温度。3)蒸腾引起木质部的上升液流,有助于根部吸收的无机离子以及根中合成的有机物转运到植物体的各部分,满足生命活动需要。
7、2蒸腾作用的部位及指标2.1蒸腾部位茎杆：皮孔蒸腾主要：通过叶片进行蒸腾角质蒸腾气孔蒸腾2.2蒸腾作用的指标蒸腾速率植物在一定时间内,单位叶面积上散失的水量称为蒸腾速率,又称蒸腾强度,常用g.dm-2.h-1或g.m-2.h-1表示。蒸腾比率植物每消耗1kg水所生产干物质的克数；或者说,植物在一定时间内干物质的累积量与同期所消耗的水量之比（也称为蒸腾效率）。蒸腾系数植物制造1g干物质所消耗的水量(g)(或称为需水量),它是蒸腾比率的倒数。植物在不同生育期的蒸腾系数不同。3气孔蒸腾3.1气孔的大小、数目、分布与气孔蒸腾小孔扩散律：气体通过多
