植物生理学课件.ppt

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1、植物生理学植物的水分代谢植物的矿质营养植物的光合作用和呼吸作用植物生命活动的调节植物的生长发育植物的水分代谢*植物细胞对水分的吸收（一）自由能和水势1.自由能:在温度恒定的条件下，系统中用于做功的能量2.化学势:每摩尔某物质所具有的自由能则为该物质的化学势3.水势纯水的水势规定为零溶液的水势为负值，溶液越浓，水势越低。纯水水势0Pa荷格伦特营养液-0.05MPa海水-2.5MPa1mol蔗糖溶液-2.7MPa1mol氯化钾溶液-4.5MPa水分充足、生长旺盛的叶片-0.2~0.8Mpa土壤干旱生长缓慢的叶片-0.8~-1.5MPa水

2、分是由水势高处流向水势低处（二）植物细胞是一个渗透系统1.渗透系统的两个条件①半透膜②半透膜两测溶液有浓度差。2.渗透作用水分由水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。3.植物细胞是一个渗透系统（1）原生质层具有选择透性（2）原生质两侧有浓度差（水势差）植物细胞是一个渗透系统实验验证质壁分离及其复原的意义说明原生质层具有选择透性，相当于半透膜可以判断细胞的死活可以测定细胞液的渗透势（浓度）（三）细胞的水势与吸水1.细胞的水势Ψw=Ψπ+Ψp+Ψm（1）渗透势:即溶液的水势，也叫做溶质势。是水分子受溶质颗粒的牵引使自由能下降的

3、值。细胞液具有一定渗透势（2）压力势：是由于细胞壁压力的存在而增加的水势正常情况下，压力势为正值质壁分离时，压力势为零剧烈蒸腾时，压力势会呈负值(3)衬质势：是细胞胶体物质的亲水性而引起水势降低的值，以负值表示。干燥种子水势主要由衬质势决定分生组织细胞其衬质势甚低液泡化细胞水势计算公式可简化为：Ψw=Ψπ+ΨP2.细胞的吸水方式（1）植物细胞的渗透吸水液泡化的细胞：Ψw=Ψπ+Ψp利用质壁分离实验，测定细胞液的渗透势。既细胞初始质壁分离时，细胞液的浓度（2）吸涨吸水干种子、分生组织细胞：Ψw=Ψm构成细胞中亲水胶体的主要物质有蛋白质

4、、淀粉和纤维素，蛋白质亲水性最强，淀粉次之，纤维素亲水性较弱。一、植物根系对水分的吸收（一）吸水的结构（二）根系吸水的动力1.根压（1）定义：根部生理活动使液流从根部上升的压力（2）表现：伤流和吐水。伤流和吐水量可作为根系生理活动强弱的指标（3）机理：渗透论2.蒸腾拉力——内聚力—张力学说蒸腾作用会使木质部内产生负静水压水分子间具有很强的内聚力二、植物体内水分的运输和利用（一）水分运输1.水分运输的途径质外体:质外体是指没有原生质的部分，包括细胞壁、细胞间隙、导管和管胞的空腔，贯穿于各个细胞之间，是一个连续的体系。共质体:共质体是指

5、无数细胞的原生质体，通过胞间连丝联系，形成一个连续的整体。大气←气孔←气孔下腔←叶肉细胞←叶细胞间隙↑叶导管管胞（叶柄、叶脉）↑茎导管、管胞（向上运输）↑土壤→根毛→皮层→中柱鞘→根导管、管胞2.水分运输的动力根压蒸腾拉力（二）水分的利用三、水分的散失（一）方式1.液态2.气态—蒸腾作用（二）植物的蒸腾作用1.意义2.部位角质蒸腾气孔蒸腾：符合小孔扩散原理，其扩散速率与小孔周长成正比，而不与小孔面积成正比。3.气孔运动一般规律:气孔在白天开放，晚上关闭机理:引起气孔运动的主要原因是保卫细胞的吸水膨胀和失水收缩，吸水——开放；失水——

6、关闭。而保卫细胞的吸水与失水又取决于保卫细胞的水势。保卫细胞进行光合作用呼吸作用光合磷酸化氧化磷酸化二氧化碳浓度降低淀粉水解pH增高PEP与HCO3-作用ATP光活化H+—ATP酶糖，苹果酸，K+，Cl-保卫细胞水势下降气孔张开光照红光蓝光淀粉—糖变化学说无机离子吸收学说，苹果酸生成学说(3)影响气孔运动的因素：①光照：保卫细胞的光合作用蓝光激活H+—ATP酶②温度：一定范围内随温度升高而增大③CO2浓度：低浓度促进气孔开放④水分：被动脱水关闭，主动脱水关闭⑤植物激素：细胞分裂素和ABA植物的矿质营养一、植物必需的元素（一）植物必需

7、元素的标准1.没有该元素，植物生长发育发生障碍，不能完成生活史。2.其必须性是特异性的，不能为任何元素所代替，其缺乏症只有加入该元素后，才能清除。3.该元素的作用必须是直接的，而不是由于它促进了其他元素的利用、或对另一元素的毒害发生拮抗、或因影响土壤或培养基的物理、化学、微生物条件的改变等的间接作用。（二）测定必需元素的方法溶液培养法（水培法）（三）植物必需矿质元素的种类大量元素：N、P、S、K、Ca、Mg微量元素：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl（四）矿质元素的特点1.除C、H、O以外的植物必须的元素2.通常存在于土壤中被根

8、系以离子形式吸收3.除N外，（以氧化物形式）存于灰分中二、植物细胞对矿质元素的吸收（一）电化学势梯度细胞吸收不带电荷的溶质取决于膜两侧的浓度梯度，浓度梯度决定于溶液的化学势。对于带电荷的溶质，其跨膜转移是由膜两侧的电势梯度和化学势梯度