【植物生理学】第二章-水分代谢.ppt

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1、植物对水分的吸收水分在植物体内的运输植物体向环境排出水分第1节水分在生命活动中的作用第2节植物细胞对水分的吸收第3节植物根系对水分的吸收第4节植物的蒸腾作用第5节植物体内的水分运输第6节合理灌溉的生理基础第1节水分在生命活动中的作用1.1水的物理化学性质（一）水的组成和结构2H和1O共价结合；2个H－O间夹角105℃；正负电荷中心不重合，故为极性分子；相邻水分子之间以H(＋)和O(－)以氢键结合（二）水与植物生命活动有关的理化性质H2O与其它分子的物理性质比较比热(J/g/˚C)汽化热(J/g)沸点(˚C)H2O4.22452100NH35.01334-33CO2-301-78Me

2、thane-556-164Ethane-523-88Methanol2.6122665Ethanol2.4878781.水的比热容高：使植物对温度变化具有缓冲调节能力。（单位质量的物质温度升高1℃所需的热量。）2.水的汽化热大：使植物可以通过蒸腾作用降低体温，避免高温伤害。（在一定温度下将单位质量的物质由液态转变为气态所需的热量。）3.内聚力、黏附力和表面张力大：使植物体内导管中形成的上升的水柱不易被拉断。4.水是良好的溶剂：水的介电常数极高，大大增加带电荷离子（K+、Na+、Cl-、NO3-等）以及大分子（蛋白质、氨基酸、碳水化合物等）的溶解性。5.水是透明液体，能透过可见光和紫

3、外光，利于植物色素和光受体对光的吸收与传导。6.水具有不可压缩性：使细胞吸水后产生的静水压能维持细胞的紧张度。7.水在结冰时密度较小，冰浮在水面上，使下面的水不易结冰，适宜水生动植物生存。1.2水分在植物生命活动中的作用水是细胞的重要组成成分水是代谢过程的反应物质水是各种生理生化反应和运输物质的介质水能使植物保持固有的姿态水具有重要的生态作用（一）水是细胞的重要组成成分1.植物的含水量一般植物组织含水量为75-90%。不同植物的含水量不同ü水生植物：含水量>90%。ü中生植物：含水量一般为70-90%。（绝大多数植物）ü旱生植物：含水量低至6%。同一植物不同器官和组织的含水量不同ü

4、高：生长旺盛的组织（嫩茎、幼根、新叶、发育中的果实），达80－90％；ü低：趋于衰老和休眠的器官和组织，＜60%。树干、休眠芽：40-55%，风干种子：10－14％。同一器官和组织在不同生育时期含水量不同ü叶片：生长期含水量高，生长定型后含水量下降。ü禾谷类种子：发育初期含水量达90%，成熟时降至25%以下。同一种植物生长在不同环境中的含水量不同ü隐蔽、潮湿：含水量高ü向阳、干燥：含水量低慈菇2.植物体内水分存在的状态ü束缚水(boundwater)：被植物细胞中的胶体颗粒或渗透物质亲水基团牢固吸附，不能自由移动的水分。——亲水基团：-NH2,-COOH,-OH(蛋白、核酸、纤维素

5、微纤丝等)ü自由水(freewater)：不被胶体颗粒或渗透物质亲水基团吸引或吸引力很小，可以自由移动的水分。自由水/束缚水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（二）水是代谢过程的反应物质ü水是光合作用的原料，在呼吸作用以及许多有机物质的合成和分解过程中都有水分子参与。（三）水是各种生理生化反应和运输物质的介质ü水的介电常数极高，能够有效地抵抗电荷间的相互吸引能力，水能溶解的物质比任何液体都多。ü植物体内的各种生理生化过程，如矿质元素的吸收、运输，气体交换，光合产物的合成、转化和运输以及信号物质的传导等都需以水作为介质。（四）水能使植物保持固有的姿态ü植物细胞含有大

6、量水分，可产生静水压，以维持细胞的紧张度，使枝叶挺立，花朵开放，根系得以伸展，从而有利于植物捕获光能、交换气体、传粉受精以及对水肥的吸收。（五）水具有重要的生态作用ü水是植物体温调节器：蒸腾降温ü水对可见光的通透性：光合作用ü水对植物生存环境的调节：增加大气湿度、改善土壤及土壤表面大气的温度。第2节植物细胞对水分的吸收2.1植物细胞构成的渗透系统渗透作用（osmosis）：水分通过半透膜从水势高的区域向水势低的区域移动（扩散）的现象。渗透作用实验：•区域1：低浓度溶液•区域2：高浓度溶液•中间：隔以半透膜植物细胞可视为一个渗透系统Ø细胞膜：半透膜(semi-permeablemem

7、brane)Ø细胞质：含多种溶质的溶液。Ø液泡中含多种离子和糖，是发生渗透作用的主要部位。Ø质壁分离（Plasmolysis）（a→b）：蚕豆幼茎表皮置入0.4M蔗糖溶液，引起植物细胞因液泡失水而使原生质体和细胞壁的分离。Ø质壁分离复原（deplasmolysis）（a←b）：上述组织放回稀溶液中，外界水进入细胞，液泡体积变大，原生质体随之扩大，与细胞壁接触，慢慢恢复原状。质壁分离现象可以解释如下问题：ü说明原生质层是半透膜ü判断细胞是否存活ü测定细胞的渗透势ü测定物