[农学]第二章植物水分生理1.ppt

Water Water (A) Hydrogen bonds between water molecules results in local aggregations of water molecules (B) Theses are very short lived, break up rapidly to form more random configurations Due to temperature variations in water Properties of Water 1. Water is Liquid at Room Temperature. 2. Water is the Universal Solvent. 2.自由水/束缚水比值影响代谢 一、化学势与水势 可用来描述体系中组分发生化学反应的本领及转移的潜在能力。 如果物质带电荷或电势不为零时的化学势称为电化学势（electrochemical potential）。 物质总是从化学势高的地方自发地转移到化学势低的地方，而化学势相等时，则呈现动态平衡。 由于ψw的下降而引起细胞吸水。是含有液泡的细胞吸水的主要方式。 2.植物细胞的水势组成 由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。用ψs表示 ψs =ψπ=-iCRT 由于压力的存在而使体系水势改变的数值，用ψp表示。 原生质吸水膨胀，对细胞壁产生压力，而细胞壁对原生质会产生一个反作用力，这就是细胞的压力势。 依赖于低的ψm而引起的吸水。是无液泡的分生组织和干燥种子细胞的主要吸水方式。  §2-3.植物根系对水分的吸收 1．根系的特点： 一、根系吸水的部位 根系量大，根毛多 黑麦种在木箱里，测量根与根毛总长达一万公里，每天长出的新根和根毛总长达5公里。 根深，分布广 小麦根系可达1.5-2m，玉米在2m以上，苹果树10-12米。 伸长区 分生区 根冠 根毛区 ２．根系吸水的部位 根吸水的主要部位是在根的尖端 根毛区 伸长区 分生区 根冠 根尖 吸水能力最强 成熟区 (根毛区） 伸长区 分生区 根冠 根尖纵切图 根毛区吸水能力强的原因： (1)根毛区有许多根毛，吸收面积大（5~10倍） ； (2)根毛区的外部由果胶质覆盖，粘性强，亲水性也强，有利于与土壤颗粒粘着与吸水； (3)根毛区的输导组织发达，对水分移动的阻力小 在移植幼苗时应尽量避免损伤幼根。 二、根系吸水的途径 1.共质体途径 2.质外体途径 水分由土壤经根毛、皮层、内皮层、中柱薄壁细胞进入导管的径向运输途径有两条： 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。 根部吸水的共质体途径和质外体途径 二、根系吸水的途径 1.共质体途径 2.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。 根系的质外体被内皮层分为两部分：内皮层以内的质外体和内皮层以外的质外体 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进入细胞。即进入共质体。质外体空间→内皮层细胞原生质层(共质体) →质外体空间(导管)。 外部质外体 内皮层外，包括根毛、皮层的胞间层、细胞壁和细胞间隙 凯氏带 木栓化，膜与壁紧贴在一起。水、溶质不能自由通过。 内部质外体 内皮层内，包括成熟的导管和中柱各部分。 三、根系吸水的机理 根据吸水的动力植物根系吸水的方式有两种： 主动吸水 被动吸水 主要方式 （一）蒸腾拉力与被动吸水 1.被动吸水 通过蒸腾拉力进行的吸水方式称为被动吸水。 2.蒸腾拉力（transpirational pull） 由于蒸腾作用产生一系列水势梯度使导管中水分上升的力量称为蒸腾拉力。 质壁分离 质壁分离复原 质壁分离现象可以解决下列问题： 1、说明原生质层是半透膜 2、判断细胞死活 3、测定细胞的渗透势 4、观察物质通过细胞的速率。 细胞吸水情况决定于细胞水势。 典型细胞水势ψw是由3个势组成的： ψw = ψs +ψp+ ψm 水 势 渗透势 衬质势 压力势 (1)溶质势(solute potential) 渗透势(osmotic potential) i:解离系数，C：溶质浓度 R：气体常数，T：绝对温度 细胞中含有大量溶质，其溶质势为各溶质势的总和。 (2)压力势(pressure potential) 溶液:ψw = ψs 因为ψp= 0 一般情况下，压力势为正值； 质壁分离时，压力势为零； 剧烈蒸腾时，压力势为负值。 处在强烈蒸发环境中的细胞ψP会成负值? 因为植物细胞壁的表