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第三节　植物的新陈代谢 一、水分生理： (一)水的存在形式：自由水和结合水(束缚水)。自由水可参与各种代谢活动，所以代谢旺盛的组织，自由水含量高。结合水有利于植物对不良环境的抵抗。 (二)水的吸收方式：渗透吸水、吸胀吸水和代谢吸水(主动吸水) (三)关键概念： 水势：相同温度下在一个含水的系统中一偏摩尔体积的水与一偏摩尔体积纯水之间的化学势差数。ψw ＝ ψm+ ψp+ψs 衬质势：由于细胞亲水性物质和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值。ψm ，为负值 压力势：在植物组织细胞中由于静水压的存在而增加的水势值。（ψp ）一般为正值 渗透势：由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值。（又称溶质势）ψs （与渗透压大小相等，方向相反）为负值 水分临界期：植物对水分不足特别敏感的时期。各种作物的水分临界期都是转向生殖的阶段，如小麦是孕穗至抽穗期，玉米是开花至乳熟期。 （四）水分矿质元素从根的表皮进入根中部的途径： 1、按浓度梯度或主动运输由外向内一个一个细胞穿膜运输到根的中部（非主要途径） 2、共质体途径（是主要途径，但只能到达内皮层之外） 3、质外体途径（是更重要途径，也只能到达内皮层外） (四)植物根系吸水的动力 1、根压：是指植物根系的生理活动使液流从根部向上升的压力。如伤流和吐水现象。 2、蒸腾拉力：植物吸水的主要动力 (五)蒸腾作用的意义： 1、蒸腾作用形成的蒸腾拉力是植物对水分吸收和运输的主要动力。 2、蒸腾作用所引起的水分吸收和运输有助于植物对溶解在水中的矿物质和有机物的吸收和运输 3、蒸腾作用能够降低叶片的温度，使植物免受日光辐射而引起的灼伤。 二、植物的矿质营养： (一)矿质元素：除C、H、O外，植物根系从土壤中吸收的必须元素。大约有13种：N P S K Ca Mg Fe Mn Cu Zn B Mo cl(Ni)。其中，N可促进植物茎叶的生长，P可促进植物的开花和种子的形成，K可促进糖类的运输和贮存。B缺乏可导致“花而不实”。（必须矿质元素是通过溶液培养法确定的） (二)关键概念： 生理酸性盐 对于(NH4)2SO4一类盐，植物吸收NH4+较SO42-多而快，这种选择吸收导致溶液变酸，故称这种盐类为生理酸性盐。 生理碱性盐 对于NaNO3一类盐，植物吸收NO3-较Na+快而多，选择吸收的结果使溶液变碱，因而称为生理碱性盐。 生理中性盐 对于NH4NO3一类的盐，植物吸收其阴离子与阳离子的量很相近，不改变周围介质的pH值，因而，称之为生理中性盐。 单盐毒害 植物被培养在某种单一的盐溶液中，不久即呈现不正常状态，最后死亡。这种现象叫单盐毒害。 离子拮抗 在单盐溶液中加入少量其它盐类可消除单盐毒害现象，这种离子间相互消除毒害的现象称为离子拮抗。 平衡溶液 在含有适当比例的多种盐溶液中，各种离子的毒害作用被消除，植物可以正常生长发育，这种溶液称为平衡溶液。 杜南平衡 细胞内的可扩散负离子和正离子浓度的乘积等于细胞外可扩散正、负离子浓度的乘积时的平衡，叫杜南平衡。 需肥临界期 作物对缺乏矿质元素最敏感的时期。 (三)矿质元素的利用特点： 1、有些矿质元素可在植物体内重复利用，如K N P Mg等 该类矿质元素缺乏时，常表现出老叶先受到伤害。 2、有些矿质元素在植物体内只能利用一次：如Ca Fe等 该类矿质元素缺乏时，常表现出新叶首先受到伤害。 (四)影响根部吸收矿质元素的条件 1、遗传因素 2、温度 3、含氧量 4、溶液浓度 5、溶液酸碱度 三、植物的光合作用： （一）关键概念 光合色素 指植物体内含有的哪些能吸收光能并将其用于光合作用的色素，包括叶绿素、类胡萝卜素、藻色素等。 作用中心色素 指既能吸收光能又能引起光化学反应的色素，它是一种特殊状态的叶绿素a。 天线色素 又称聚光色素，是光系统中只收集光能并将其传递给中心色素，本身不直接参与光化学反应的色素，包括大多数的叶绿素a、全部叶绿素b和类胡萝卜素。 吸收光谱与吸收带 连续光谱经叶绿素吸收后，在光谱上出现许多暗带或暗条，这些暗带或暗条称为吸收带或吸收峰，这种具有暗带或暗条的不连续光谱叫做吸收光谱。 基态与激发态 分子的内能包括整个分子的转动能、原子核间的振动能和电子的运动能都处于最低时的分子状态叫做基态，当分子吸收能量后，例如电子被激发后处于高能状态，称为激发态，通常讲的激发态是指电子激发态。 荧光现象与磷光现象 都是指叶绿素分子吸收光后的再发光现象，叶绿素a、b都能发出红色荧光。其寿命约为10-9秒，它是由第一单线态回到基态时的发光现象。如叶绿素溶液在透射光下呈绿色。叶绿素也能发射磷光，其寿命可达10-2秒，是由三线态回到基态时所发出的。如叶绿素溶液在反射光下呈红色。叶绿素在溶液中的荧光很强，而磷光很微弱。 红降现象与双光增益