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药用植物生理学水分代谢会计学§1 水的结构与特性结构：水是极性分子，能形成分子间氢键。2. 水的特性1)高沸点 (High boiling point) Compare: CH4 16 CH3CH3 30 CH3CH2CH3 44 CH3CH2CH2CH3 58 ` CH3(CH2)3CH3 72 boiling point 36℃ but : water 18 boiling point 100℃ reason: n H2O≒(H2O) n +heat gas2)高比热 (high specific heat)稳定植物体温It takes much heat (one calorie) to raise the temperature of 1 mL of water just 1°C. This property of water is called specific heat. It means that this liquid can absorb much heat from the various chemical reactions occurring in cells without temperature change; it is a heat buffer. It helps maintain an even body temperature.3)高汽化热 (high latent heat of vaporization)降低体温，避免高温危害Among liquids, water has the highest latent heat of vaporization (44 kJ·mol-1). This is a critical property in maintaining the temperature of dark green leaves essentially parked in sunshine.4)内聚力和粘附力 (cohesion and adhesion)内聚力(Cohesion):液体状况下同类分子间的吸引力叫内聚力 ，水的内聚力可达30MPa.粘附力(adhesion):液相与固相间的吸引力叫粘附力或附着力若水与某物质的粘附力大于水的内聚力，则水可吸附在该物质上，该物质即为可湿的，或可浸润的；反之则不可湿或不可浸润。如水可浸润土壤(SiO32-)、滤纸、CO32-，SO42-等，而不可浸润石碏，石墨等。内聚力、粘附力和表面张力导致毛细现象(cohesion, adhesion and surface tension leads to capillarity)h=2Tcos?/r?g=14.9×10-6/r 毛细作用对植物的重要性：土壤下层的水分可上升，供植物利用。可使植物的细胞壁可通过毛细作用保持湿润。植物导管是一种水分可湿的毛细管，如把一根干树杆插入水中，水可上升一段距离(导管r =20~40um,水可上升0.37~ 0.74m。毛细作用产生的前提是存在空气—水界面，而导管和上下都是完整的细胞，无空气—水界面。)蒸腾时气孔下腔细胞间的毛细管产生的蒸腾拉力是水分上升的主要动力。5)水是不可压缩的维持细胞组织紧张度（膨压）6) 高抗张强度抗张强度即为物体在断裂前所能经受的最大张力(拉力)。水在20℃时可忍受30MPa的拉力，相当于同样粗铜丝的10%。这可保证导管中的水不会被轻易拉断。 7) 水是极好的溶剂 8) 水合作用 9) 透光性强3 水分的迁移方式扩散(diffusion)集流(bulk flow)渗透(osmosis) 1) 扩散定义：物质从高浓度(高化学势)的区域向低浓度(低化学势)区域自发的转移称为扩散。原理：分子随机热运动的结果，高浓度区分子密集其相互碰撞的机会多，因而向相反方面移动。扩散速率：JB=-D ?C/ ?? tc=?= (? ?2/D)K 对于一般植物细胞而言，其直径为50μm,水的扩散系数D=10-9m2S-1,则t=(50?10-6m)2/ 10-9m2S-1 =2.5S 对于1m的距离来说，t= 1m2/ 10-9m2S-1 = 109 S≈24年 扩散仅适应于短距离水的迁移2) 集流定义：液体中成群的分子在压力梯度下共同的移动特点：是植物体内水经木质部做长距离迁移的主要机制，集流只与水柱两端的压力差有关，而与浓度梯度无关。流速：ν=πr4(8η)-1 ΔΨΡΔΧ-1 其中r为管道半径， η为水的粘度系数，ΔΨΡ为两端的压力差， ΔΧ为距离。3)渗透作用水透过半透膜的一种迁移方式，是一种特殊的扩散。水分子可直接通过脂双分子层扩散进入；水分子可通过水孔蛋白和水通道蛋白跨膜迁移。水孔蛋