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植物生理学
第一章植物的水分生理
束缚水:靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分
自由水:距离胶粒较远而可以自由流动的水分
水势:水溶液的化学势与纯水的化学势之差,除以水的偏摩尔体积所得商。
渗透势:亦称溶质势,是由于溶质颗粒的存在,降低了水的自由能,因而其水势
低于纯水水势的水势下降值。
压力势:指细胞的原生质体吸水膨胀,对细胞壁产生一种作用力相互作用的结果,
与引起富有弹性的细胞壁产生一种限制原生质体膨胀的反作用力。
质外体途径:指水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动,阻力小,
移动速度快。
共质体途径: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,形成一个细胞质的连续体,移动速度较慢。
渗透作用:水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。
根压:由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力。
证明根压的两个现象
伤流:从受伤或折断的植物组织溢出液体的现象
吐水:从未受过伤叶片尖端或边缘向外溢出液滴的现象
蒸腾作用:指水分以气体状态,通过植物体的表面(主要是叶子),从体内散失
到体外的现象。
蒸腾速率:植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。
蒸腾比率(TR):植物蒸腾作用丧失水分与光合作用同化CO2的物质的量比值
水分利用效率(WUE):WUE是TR的倒数。
内聚力学说:以水分具有较大的内聚力足以抵抗张力,保证由叶至根水柱不断来
解释水分上升原因的学说。水分临界期:植物对水分不足特别敏感的时期。
蒸腾作用的生理意义
蒸腾作用是植物对水分吸收和运输的主要动力
矿物盐类要溶于水中才能被植物吸收和在体内运转
蒸腾作用能够降低叶片的温度
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三个过程
自由水占总水量的比例越大,植物代谢越旺盛。束缚水占总水量的比例越大,植
物抗性越大。
水分散失的两种方式:
1.以液体状态散失:伤流、吐水2.以气体状态散失:蒸腾作用
影响气孔运动的因素:光照、水分、温度、CO2、脱落酸
1.将植物细胞分别放在纯水和1mol/L蔗糖溶液中,细胞的渗透势、压力势、水
势及细胞体积各会发生什么变化?
答:在纯水中,各项指标都增大;在蔗糖中,各项指标都降低。
2.从植物生理学角度,分析农谚“有收无收在于水”的道理
在农业生产上,水是决定收成有无的重要因素之一。
水分在植物生命活动中的作用很大,主要表现在4个方面:
水分是细胞质的主要成分。细胞质的含水量一般在70~90%,使细胞质呈溶胶状
态,保证了旺盛的代谢作用正常进行,如根尖、茎尖。如果含水量减少,细胞质
便变成凝胶状态,生命活动就大大减弱,如休眠种子。水分是代谢作用过程的
反应物质。在光合作用、呼吸作用、有机物质合成和分解的过程中,都有水分子
参与。
水分是植物对物质吸收和运输的溶剂。一般来说,植物不能直接吸收固态的无机
物质和有机物质,这些物质只有在溶解在水中才能被植物吸收。同样,各种物质
在植物体内的运输,也要溶解在水中才能进行。
水分能保持植物的固有姿态。由于细胞含有大量水分,维持细胞的紧张度(即膨
胀),使植物枝叶挺立,便于充分接受光照和交换气体。同时,也使花朵张开,
有利于传粉。
4.水分是如何进入根部导管的?水分又是如何运输到叶片的?
答:答:进入根部导管进入根部导管有三种有三种途径途径::质外质外体体途径途径跨膜途径跨膜途径共质共质体体途径途径
这三条途径共同作用,使根部吸收水分。根系吸水的动力是根压和蒸腾拉力。运
输到叶片的方式:蒸腾拉力是水分上升的主要动力,使水分在茎内上升到达叶片,
导管的水分必须形成连续的水柱。造成的原因是:水分子的内聚力很大,足以抵
抗张力,保证由叶至根水柱不断,从而使水分不断上升。
5.植物叶片的气孔为什么在光照条件下会张开,在黑暗条件下会关闭?
保卫细胞细胞壁具有伸缩性,细胞的体积能可逆性地增大40~100%。保卫
细胞细胞壁的厚度不同,分布不均匀。双子叶植物保卫细胞是肾形,内壁厚、外
壁薄,外壁易于伸长,吸水时向外扩展,拉开气孔;禾本科植物的保卫细胞是哑
铃形,中间厚、两头薄,吸水时,横向膨大,使气孔张开。保卫细胞的叶绿体
在光下会形成蔗糖,累积在液泡中,降低渗透势,于是吸水膨胀,气孔张开;在
黑暗条件下,进行呼吸作用,消耗有机物,升高了渗透势,于是失水,气孔关闭。
6.气孔的张开与保卫细胞的什么结构有关?
细胞壁具有伸缩性
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