第四章植物的水分代谢.ppt

1.气孔数目多、分布广GO 2.气孔的面积小，蒸腾速率高GO 3.保卫细胞体积小,膨压变化迅速 4.保卫细胞具有多种细胞器5.保卫细胞具有不均匀加厚的细胞壁及微纤丝结构GO 6.保卫细胞与周围细胞联系紧密GO (一)气孔的形态结构及生理特点 二、气孔蒸腾GO 图2-6 气孔蒸腾的过程 上一张 返回 气孔面积只占叶表面的0.5％～1.5％ 气孔蒸腾量要比同面积的自由水面的蒸发量快50倍之多。 小孔扩散定律 气孔扩散的小孔定律（小孔扩散定律） ？ 2-7 返回 图2-11 双子叶植物(A) 和禾本科植物(B) 气孔的保卫细胞形状和保卫细胞中纤维素的排布 返回 2. 气孔运动 与保卫细胞的结构特点有关。 气孔运动: 白天开放，晚上关闭。 气孔为什么 能够运动？ 细胞在形成液泡之前的吸水主要靠吸胀作用。 如：风干种子的萌发吸水 分生细胞生长的吸水 吸胀作用的大小就是衬质势的大小。 根据ψw = ψs +ψp+ ψm ψs=0 ψp=0，所以ψw = ψm 即衬质势等于水势 4.代谢性吸水 植物细胞利用呼吸作用产生的能量使水分经过质膜进入细胞的过程，叫做代谢性吸水。 代谢性吸水只占吸水量的很少一部分。 5. 水分子通道 (water channel) 水分在细胞膜系统内移动的途径有2种： ①单个水分子通过膜脂双分子层的间隙或通过水通道进入细胞； ②水集流通过质膜上水孔蛋白中的水通道进入细胞。 水孔蛋白是一类具有选择性、高效转运水分的膜通道蛋白。 图2-3 水分跨过细胞膜的途径 A. 单个水分子通过膜脂双分子层扩散 或通过水通道 B．水分集流通过水孔蛋白形成的水通道 A B 返回 二. 植物根系对水分的吸收 1. 根部吸水的区域 2. 根系吸水的途径 3. 根系吸水的动力 4. 影响根系吸水的土壤条件 主要在根尖10cm。包括根冠、分生区、伸长区和根毛区, 根毛区的吸水能力最大。 ③根毛区的输导组织发达，对水分移动的阻力小。 ①根毛区有许多根毛，增大了吸收面积； ②根毛细胞壁的外部由果胶质组成，粘性强，亲水性也强，有利于与土壤颗粒粘着和吸水； 1.根部吸水的区域 图 2-4 根尖纵切 成熟区 (根毛区） 伸长区 分生区 根冠 2.根系吸水的途径 质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙等没有原生质的部分移动，移动速度快。 共质体途径：是指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质。移动速度较慢。 内皮层细胞壁上的凯氏带 水分只能通过内皮层的原生质体。即进入共质体 3.根系吸水的动力 主动吸水： 被动吸水： 由根系的生理活动而引起。 动力是根压 植物根系吸水主要依靠 2 种方式 : 由蒸腾作用所引起。 动力是蒸腾拉力 主要的 植物根系的生理活动使液流从根部上升的压力，称为根压。 概念 根压把根部的水分压到地上部，土壤中的水分便不断补充到根部。 大多数植物的根压为 0.05-0.5 MPa。 (1) 根压(root pressure) 伤流(bleeding)从植物茎的基部把茎切断，由于根压作用，切口不久即流出液滴，这种现象称为伤流。 大量水分 无机盐 有机物 植物激素 伤流液 所以，伤流液的数量和成分，可作为根系活动能力强弱的指标。 主要是CTK 伤流和根压示意图A.伤流液从茎部切口处流出； B.用压力计测定根压 吐水(guttation): 没有受伤的植物如处于土壤水分充足、天气潮湿的环境中，叶片尖端或边缘也有液体外泌的现象，称为吐水。 伤流和吐水现象是由根压所引起的 根压产生的机理 主要有 2 种解释。 ① 渗透理论 根部导管四周的活细胞由于新陈代谢，不断向导管分泌无机盐和有机物，导管的水势下降，而附近活细胞的水势较高，所以水分不断流入导管。 ② 代谢理论 认为呼吸释放的能量参与根系的吸水过程。 水势梯度 (2) 蒸腾拉力 由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。 是由枝叶形成的力量传到根部而引起的被动吸水 水势梯度 4.影响根系吸水的土壤条件 根部有吸水的能力，而土壤也有保水的能力(土壤中胶体能吸附一些水分，土壤颗粒表面也吸附一些水分)。 根部吸水能力 土壤保水能力，吸水 根部吸水能力 土壤保水能力，不吸水 植物只能利用土壤中可用水分。 (1)土壤中可用水分 (2)土壤通气状况 时间较长，就形成无氧呼吸，产生和累积较多酒精，根系中毒受伤，吸水更少。 短期内可使细胞呼吸减弱，影响根压，继而阻碍吸水； 土壤缺氧和CO2浓度过高 原因： 土壤通气不良使根系吸水量减少。 ①水分本身的黏性增大，扩散速率降低； ②细胞质黏性增大，水分不易通过细胞质；