第1章 植物的水分代谢.ppt

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1、第一章植物的水分代谢教学目标★了解水分在植物体内存在的状况及其主要生理生态作用；★ 掌握植物细胞和根系对水分吸收的主要规律；★  了解蒸腾作用的生理意义与影响因子；★  了解植物体内水分运输的特点及机理；★  弄清作物合理灌溉的生理基础。1植物对水分的需要1植物的含水量1.exe2植物体内水分存在的状态2.1自由水和束缚水的概念1）自由水（freewater）：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。2）束缚水（boundwater）：靠近胶粒而被胶粒束缚不易流动的水分。2.2植物体内水分状态与代谢的关系1)束缚水一般不参与植物的代谢反应。植物某些细胞和器官主要含束缚水时，则代谢活动非常微弱，

2、如越冬植物的休眠和干燥种子，仅以极弱的代谢维持生命活动，但抗性却明显增强，能度过不良的逆境条件；2)自由水主要参与植物体内的各种代谢反应。其含量多少还影响代谢强度，含量越高，代谢越旺盛；3)自由水／束缚水的比值可作为衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。3植物体内水分的生理生态作用1）水是细胞质的主要成分（含水量一般达70％-90％）；2）水分是代谢过程的反应物质和产物（光合、呼吸等）；3）细胞分裂及生长都需要水分；4）水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的溶剂；5）水分能使植物保持固有的姿态（维持细胞紧张度）；6）调节植物体温及其大气湿度、温度等（蒸腾失水）。第二节植物细胞吸收水分1植

3、物细胞吸收水分的主要方式渗透性吸水：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）半透膜演示.swf。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。吸涨性吸水：亲水性胶体物质吸水膨胀的现象。2吸涨性吸水的特点1)吸涨性吸水主要发生在细胞形成液胞之前（如干种子和分生细胞等）；2)由于蛋白质、淀粉和纤维素三者的亲水性依次递减，故含蛋白质较多的豆类种子吸涨现象最为显著。细胞的渗透性吸水3渗透性吸水的原理------水势3.1溶液的水势A)红墨水扩散现象自由能（可用于作功的能量）。化学势：1摩尔物质的自由能。B)水势的概念水势（wate

4、rpotential，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。3.2典型植物细胞的水势对于一个典型的植物细胞，其水势由3部分组成，即：水势=渗透势+衬质势+压力势渗透势（osmoticpotential，）：溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值。用负值表示。亦称溶质势（s）。压力势（pressurepotential，p）：由于细胞壁压力的存在而增加的水势值。一般为正值。初始质壁分离时，p为0，剧烈蒸腾时，p会呈负值。衬质势（matricpotential，m）：细胞胶体物质亲水性

5、和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值，以负值表示。3.3水势的应用水分总是由水势高的部位向水势低的部位运转，故水势可用于判断水分迁移的方向。如：1）相邻细胞的水分转移：水分由水势高的细胞沿水势梯度流向水势低的细胞1.exe2）植物体内的水分转移：植株地上部分的水势低于根系，故根系水分可向地上部分运转。3）土壤-植物体-大气连续体系的水分转移：水势从高到低的顺序是：土壤-根系-叶片-大气，水分也按此顺序迁移水分.swf。第三节植物根系对水分的吸收1根系吸水的途径1.exe1）质外体途径：水分经胞壁和细胞间隙移动，不越膜，移动快2）共质体途径：水分依次从一个细胞经过胞间连丝进入另一细胞3）

6、跨膜途径：水分从一个细胞移动到另一个细胞，要经两次膜。有研究表明，水分在细胞膜内的移动又有两种方式：一是单个水分子直接越膜，二是经过一种膜通道蛋白——水孔蛋白进行1.exe几个相关的概念质外体：是一个开放性的连续自由空间，包括细胞壁、胞间隙及导管等。共质体：是通过胞间连丝把无数原生质体联系起来形成的一个连续的整体。胞间连丝：是贯穿胞壁的管状结构物内的连丝微管，其两端与内质网相连接。2根系吸水的动力根压（rootpressure）：植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。伤流和吐水可证明根压的存在1.exe蒸腾拉力（transpirationalpull）：由于蒸腾作用产生的一系列水势梯

7、度使导管中水分上升的力量。主要动力。3根系吸水的影响因素A)植物本身因素1)根系发达程度2)根系活力强弱3)根系细胞水势B)土壤条件1)可用水分多少2)通气状况3)温度4)土壤溶液浓度第四节植物的蒸腾作用1蒸腾作用的概念蒸腾作用（transpiration）：水分以气态方式从植物体的表面散失的过程。2蒸腾作用的部位与方式枝、果——皮孔蒸腾叶片——角质层蒸腾气孔蒸腾气孔.swf（主要方式）3关于气孔蒸腾的试验试验当天：试验三天后：4蒸