植物生理学作业.doc

一、论述水分在植物体的生长、发育中的生理功能。 水是植物细胞原生质的重要组分 水是植物体内代谢过程中的反应物质 水是植物呼吸并运转物质的溶剂 水是物质代谢溶解的溶剂和在植物体内运输的媒介 水把各个部分联系起来，形成有机整体 水的某些理化特性也有利于植物的生命活动 1）化学特性 2）力学特性 3）热学特性 4）光学特性 （一）影响植物光合作用，水分是光合作用的原料，也是有氧呼吸的生成物之一。但直接用于光合作用的水不及植物吸收水分的1%，所以不是光合作用的限制因素。水分主要是通过影响植物其他生理过程来间接影响植物光合作用的。 1.水分亏损引起气孔开度下降 气孔开度是表示气孔开放程度的一个重要指标。当叶片水分亏损时，气孔保卫细胞膨压降低而引起气孔开度下降，进入气孔的CO2也就减少，由此影响RuBP羧化酶的羧化活性，导致光合速率下降。这一作用对C3植物更为明显。 2.水分亏损使光合结构受到损伤 植物在缺水达到一定程度后，会影响到光系统Ⅰ和光系统Ⅱ的光合电子传递及光合磷酸化，从而影响同化力形成。在植物严重缺水时，则会造成叶绿体膜系统的不可逆损伤，直接引起光合速率降低。 3.水分亏损使光合产物的输出变慢 水分亏损致使叶片淀粉水解酶的活性加强，可溶性糖浓度增加，造成叶片水势升高，光合产物的输出变慢，从而引起光合速率下降。 4.水分亏损使光合面积减少 较长时间的水分亏损会造成植物叶片生长减慢，总叶面积下降，从而整个植株乃至种群光合速率降低。土壤中水分过多，会是土壤的通气状况变差，土壤温度降低，根系的有氧呼吸减弱、无氧呼吸增加，生长减慢，甚至可能造成根系腐烂。大气湿度过高，也会使叶片表皮细胞吸水膨胀，挤压保卫细胞而使气孔关闭，CO2供应受阻，致使光合速率下降。 5. 水的光解→希尔反应，水在离体叶绿体条件下经照光，在有氢受体（A）的水溶液中，有O2的放出，这个反应称作水的光解 2H2O+2A→2AH2+O2 (二)、水是保证植物正常呼吸的必备条件。植物组织的含水量与呼吸作用有密切的关系。一定范围内，植物呼吸速率随组织含水量的增加而升高。干燥种子的呼吸作用很微弱，如豌豆种子呼吸速率只有0.00012 /μlCO2·g-lDW·h-1.当种子吸水后，呼吸速率迅速增加。因此，种子含水量是制约种子呼吸作用强弱的重要因素。对于整体植物来说，其呼吸速率一般是随着植物组织含水量的增加而升高。受干旱接近萎蔫时呼吸速率有所增加，而在萎蔫时间较长时细胞含水量则成为呼吸作用的限制因素。 （三）有机物质运输与分配的调控中：水分 水分不足必然影响有机质的运输与分配 ①从源叶输入到韧皮部的同化物质减少 ②筛管内集流纵向运输速度降低 水分 种子只有吸收一定量的水分，才能萌发。其原因 ①使种皮变软，既利于气体变换，提高呼吸速率，又便于种胚突破种皮，继续生长 ②促使原生质胶体由凝胶状态转变为溶胶状态，提高酶活性，代谢加强 ③促进不溶性的大分子化合物转化为可溶性的低分子化合物，便于运转，供胚呼吸与生长 ④胚细胞的分裂与伸长离不开水 ⑤使种子内贮运的植物激素由结合型转化为自由型，调节胚的生长 此外种子吸水产生的压力也有利于胚突破种皮 （五）水分直接或间接地影响到植物的生长 细胞的分裂与伸长需要充足的水分、使原生质处于水分饱和状态 （六）成花生理 水分 植物通过春化作用需适量水分，春化时的临界含水量大约在40% 影响花芽分化，花器官形成，花的形成过程是非常需要水分的。雄、雌蕊分化期和花粉母细胞及胚囊母细胞减数分裂期，对水分特别敏感。如果土壤水分不足，会是幼穗形成延迟，并引起颍花退化。 （七）、成熟生理的生理生化变化之一：种子含水量的变化 种子的含水量与干物质积累相反，随着种子的成熟，含水量逐渐降低 环境条件对种子成份及成熟过程的影响：水分：若阴雨多，湿度高会延迟种子成熟。反之则加速成熟 （八）、植物的衰老、脱落与休眠：水分：干旱缺水引起叶、花、果实的脱落 （九）、旱害与植物的抗旱性： 生理干旱：指植物在蒸腾作用正常进行时，根系的正常生理活动受到阻碍，土壤中虽有水，但根系不能吸收水分而使植物受旱的现象 抗旱植物的生理特征 1、细胞原生质亲水力强，束缚水含量高 原因：①细胞具有较强的亲水力，干旱胁迫还不易造成严重脱水，稳定水解酶的活性，维持一定的原生质不被破坏，质膜结构不被破坏 ②增大原生质的弹性与粘性，对减轻细胞因失水、复水造成的机械伤害有一定作用 2、ABA含量增加，pro大量积累 （十）水体和污染物对植物的危害 二、论