植物生理学第七版第1章水分代谢8.10讲解.ppt

* 第一篇 水分和矿质营养 第一章 水分生理 第二章 矿质营养 土壤营养 第一篇 第一章 植物的水分生理 有收无收在于水 水分生理：包括水分的吸收、水分在植物体内的运输和水分的排出等3个过程。 水的物理化学性质 1.水的沸点和汽化热：高汽化热使植物通过蒸腾降温，避免伤害。 2.水的比热：高比热使植物在外界温度变化时自身温度变幅最小。 3.水的蒸汽压：气孔蒸腾的第一步蒸发成蒸汽。 4.水的密度：结冰后密度变小，利于水下动植物生存，但结冰体积变 大会使冻害细胞受到机械伤害。 5.水的内聚力、粘附力和表面张力 6.毛管作用：由内聚力、粘附力和表面张力共同形成，导管为毛细管 7.水的不可压缩性：维持细胞生长、叶运动、气孔开闭等。 8.水的高抗张强度：使水柱连续不断。 9.水的电特性：使水成为良好溶剂。 第一节 植物对水分的需要 第一节 植物对水分的需要 一、植物的含水量（water content) 1.不同植物的含水量不同 2.同一植物的不同器官、组织含水量不同 3.同一器官的不同生长期含水量不同 第一节 植物对水分的需要 二、植物体内水分存在状态 自由水/束缚水比值大，代谢旺盛 自由水/束缚水比值小，抗性强 细胞质呈凝胶——休眠种子 细胞质呈溶胶——多数情况下 第一节 植物对水分的需要 三、水分在植物生命活动中的作用 （1）水是细胞质的主要成分。细胞质含水70~90%，失 水使细胞质由溶胶变成凝胶，再失水则使胶体破 坏，细胞代谢紊乱或死亡。 （2）水是各种代谢的原料（或称反应物）。 （3）水是植物对物质吸收、运输的溶剂。 （4）水可以维持细胞的紧张度，使植物保持固有姿态。 第一节 植物对水分的需要 水对植物的生态作用 1. 水是植物体温调节器：水具高的汽化热和比热。 2. 水对可见光的通透性：水对红光有微弱吸收，阳光可通 过无色表皮细胞进入叶肉叶绿体进行光合。短波蓝、绿 光可透过水层，使海水深处的含藻红素的红藻正常光合。 3. 水对植物生存环境的调节：水可增加大气湿度、改善土 壤及土壤表面大气温度。早春寒潮降临时稻田灌水可保 温抗寒。 第二节 植物细胞对水分的吸收 一、水分跨膜运输的途径 1. 跨膜脂双分子层的扩散：单个水分子通过膜脂双分子层 的间隙扩散入细胞内，速度较慢。 2. 跨膜水孔蛋白的扩散：许多水分子通过膜的水通道呈线 形扩散，水分流速快。 图1-1 水分跨过细胞膜的途径 细胞外 水分子 水孔蛋白 双层膜 细胞质 图1-1 水分跨过细胞膜的途径 水通道 第二节 植物细胞对水分的吸收 水通道由水孔蛋白组成，水孔蛋白是膜整合蛋白。 水孔蛋白的活性受磷脂化和去磷脂化作用调节。 水孔蛋白主要调节细胞内水分快速流动，70-90%的水分流动是通过水孔蛋白的。 图1-2 水孔蛋白跨膜结构模式 第二节 植物细胞对水分的吸收 植物细胞吸收水分有三种方式： 吸胀吸水：依靠亲水胶体的吸胀力而吸收水分的作用。 渗透吸水：植物通过渗透作用进行的一种吸水方式。 代谢吸水：利用呼吸放能使水分经膜进入细胞的过程。不少试验证明，呼吸加强时，细胞吸水加强；减少氧气或用呼吸抑制剂处理，细胞吸水相应减少。可见细胞吸水和代谢过程有关。但这种吸水方式的机制还没有可靠的解释，也没有直接证据，因此这种吸水方式是否存在意见也不统一，即使存在其吸水所占比例也很小。 植物细胞没有形成液泡以前，主要靠吸胀作用吸水，种子胚细胞靠吸胀吸水；液泡形成后，主要靠渗透吸水；代谢性吸水指依靠能量来吸水。 渗透吸水是细胞的主要吸水方式。 第二节 植物细胞对水分的吸收 二、水分跨膜运输的原理 （一）自由能和水势 （二）渗透现象 （三）植物细胞可以构成一个渗透系统 （四）细胞的水势 （五）细胞间的水分移动 渗透吸水不需细胞提供能量，但水分移动是需能的，那么能量从何而来？ 渗透作用是物质依水势梯度而移动。渗透是指溶剂分子通过半透膜而移动的现象。 第二节 植物细胞对水分的吸收 （一）自由能和水势 自由能：系统中在温度恒定的条件下可用于做功的能量。 化学势： 1mol物质的自由能。 偏摩尔体积：指（在一定温度和压力下）1mol水中加入1mol某