第二章 植物的水分生理2009(1).ppt

1、第二章植物的水分生理(1)、第二章代謝生理、第二章植物的水分代謝、第一節(jié)水在植物生命活動(dòng)中的作用第二節(jié)植物細(xì)胞的水分吸收第三節(jié)植物根系的水分吸收第四節(jié)蒸騰作用第五節(jié)植物體內(nèi)水分輸送第六節(jié)合理灌溉的生理基礎(chǔ)總結(jié)“有無收獲在水”和“水利是農(nóng)業(yè)的命脈”。 圖2-1不同生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)量與年降水量的函數(shù)關(guān)系，植物對(duì)水分的吸收、運(yùn)輸、利用和散失的過程稱為植物水分代謝。 另一方面，植物的含水量，以一般含有的水分量占生重的百分比表示：含水量(% ) (生重干重) /生重，第一節(jié)的水是植物在生命活動(dòng)中的作用，二是在植物體內(nèi)的水分存在的狀態(tài)下，結(jié)束水與細(xì)胞成分緊密結(jié)合不能自由移動(dòng)的水。 自由水和細(xì)胞成分之間的吸附力弱

2、，可以自由移動(dòng)的水。 自由水/束線水高，溶膠態(tài)，代謝旺盛，生長(zhǎng)快，抗逆性弱凝膠態(tài)，代謝活性低，生長(zhǎng)慢，但抗性強(qiáng)。 三、水分在植物生命活動(dòng)中的作用，1 .水是細(xì)胞原形質(zhì)的主要成分，2 .水在植物生理活動(dòng)中具有重要作用(1)水是代謝過程的反應(yīng)物質(zhì)，(2)水是物質(zhì)輸送吸收和生化反應(yīng)的介質(zhì)，(3)水維持細(xì)胞的膨壓促進(jìn)生長(zhǎng)，(4)水對(duì)植物的生存(3)水的透光性使水生植物的需求光反應(yīng)正常進(jìn)行，生理需求水用于保持植物的生命活動(dòng)和植物體內(nèi)的水分平衡所必需的水分。 生態(tài)需水利用水的理化特性，調(diào)節(jié)植物生態(tài)環(huán)境所需的水分。 第二節(jié)植物細(xì)胞吸收水分，一、水勢(shì)概念、水勢(shì)(water potential )是美國(guó)水分生理

3、學(xué)家克雷默從物理化學(xué)中的化學(xué)勢(shì)誘導(dǎo)而應(yīng)用于植物生理學(xué)。 植物生理學(xué)采用的水勢(shì)概念不是水的化學(xué)勢(shì)差，而是“每體積水的化學(xué)勢(shì)差”: w (w-wo)/(Vw，m).w0=01mpa=106pa=10bar=)集流液體中的群體原子或分子隨壓力梯度共同移動(dòng)尼亞加拉瀑布、黃果樹瀑布、(2)擴(kuò)散擴(kuò)散物質(zhì)分子從高化學(xué)勢(shì)區(qū)向低化學(xué)勢(shì)區(qū)轉(zhuǎn)移，均勻分布的現(xiàn)象。 水的蒸發(fā)，葉子的蒸騰作用。 所謂、半透過性膜、(3)滲透作用滲透作用是指溶液中的溶劑分子通過半透膜的擴(kuò)散現(xiàn)象。 半透膜是選擇性滲透膜，三是植物細(xì)胞的吸水，(一)植物細(xì)胞的水勢(shì)成分，一.細(xì)胞的溶質(zhì)水勢(shì)也可以稱為由于溶質(zhì)粒子的存在而引起系統(tǒng)水勢(shì)降低的數(shù)值。 負(fù)

4、值。 也稱為滲透勢(shì)。 陸生植物-2-1 MPa，干生植物葉-10 MPa。 2 .細(xì)胞的壓力潛力膨脹。 根據(jù)壓力勢(shì)能細(xì)胞壁對(duì)細(xì)胞的壓力，細(xì)胞的水勢(shì)變化的值。 一般為正值。 初期質(zhì)壁的分離為零，進(jìn)一步脫水后，細(xì)胞收縮出現(xiàn)負(fù)值。 p、膨壓、2009年考研問題，干種子的吸水力取決于種子的() a重力勢(shì)c襯里勢(shì)d滲透勢(shì)，2010年試驗(yàn)研究問題，將植物細(xì)胞放入0.1mol.L-1的蔗糖溶液中，水分交換達(dá)到平衡時(shí)， 其細(xì)胞的w值a .等于0.1MPa B，大于0.1MPa C，0 MPa D .小于0 MPa，(2)含植物氣泡細(xì)胞的吸水，如根系的吸水，氣孔保護(hù)細(xì)胞的吸水主要是滲透吸水。 水分子除通過膜脂雙

5、分子層的縫隙擴(kuò)散進(jìn)入細(xì)胞外，還可以通過水通道蛋白(水孔蛋白，AQP )進(jìn)入細(xì)胞。 2 .膨脹吸水依賴于低m的吸水。襯里吸引水分子的力稱為吸收膨脹力，襯里吸水膨脹的現(xiàn)象稱為吸收膨脹作用。 沒有氣泡的分生組織，干燥種子，3 .降壓吸水p的降低引起的細(xì)胞吸水。 (三)細(xì)胞吸水過程中水勢(shì)成分的變化、w (Mpa )、細(xì)胞體(times )、初始質(zhì)壁分離、3、充分吸水細(xì)胞w=0、p=-s、特例1 (簡(jiǎn)單解答，8點(diǎn))、答案要點(diǎn)：初始質(zhì)壁分離細(xì)胞的壓力勢(shì)為0，水勢(shì)為其滲透勢(shì)隨著細(xì)胞吸水的進(jìn)行，細(xì)胞的體積、水勢(shì)、滲透勢(shì)、壓力勢(shì)達(dá)到逐漸增大的平衡后，細(xì)胞的水勢(shì)等于純水的水勢(shì)，此時(shí)壓力勢(shì)和滲透勢(shì)的絕對(duì)值相等，細(xì)胞

6、體積、水勢(shì)、滲透勢(shì)2008年考研問題，s=-1.2MPa p=1.0MPa，s=-1.0MPa p=0.9MPa，s=-0.8MPa p=0.4MPa，a s=-1.0MPa p=0.9MPa w=-0.1MPa， s=-0.8MPa p=0.4MPa w=-0.4MPa、A B C、a、c、植物生命活動(dòng)中的第一節(jié)水的作用第二節(jié)吸收植物細(xì)胞的水分第三節(jié)吸收植物根系的水分第四節(jié)蒸騰作用第五節(jié)輸送植物體內(nèi)水分第六節(jié)合理灌溉的生理基礎(chǔ)總結(jié)第三節(jié)植物的水分吸收一、根系的吸水部位、根系是陸生根尖端的根毛區(qū)是吸水的主要部位，二、根系吸水的路徑通過根毛皮質(zhì)、內(nèi)皮層、中柱薄壁細(xì)胞進(jìn)入導(dǎo)管。 水分可以通過質(zhì)外體

7、、共質(zhì)體和膜貫通路徑，模式性地表示圖2-10的植物根部吸收水分的路徑。 水分到達(dá)內(nèi)皮層時(shí)被凱氏阻斷，為了進(jìn)出內(nèi)皮層必須穿過膜進(jìn)行輸送，是水分穿過膜透過細(xì)胞膜的輸送路徑。 三、根系吸水的機(jī)理；(一)有源吸水有源吸水根系代謝活動(dòng)對(duì)根系吸水的過程傷流和吐水是有源吸水的表現(xiàn)。 1 .根壓根壓是木質(zhì)部的正壓。 傷流和吐水是證明存在根壓的兩種生理現(xiàn)象。 (1)傷流是液體從植物傷口溢出的現(xiàn)象。 把絲瓜莖在接近地面的地方切斷，傷口的流動(dòng)會(huì)持續(xù)幾天。 圖2-11傷流和根壓模式圖a .傷流液從莖部的切口開始b .通過壓力校正測(cè)量根壓，傷流液有多種無機(jī)物和有機(jī)物，以及植物激素。 有些傷流液為重要的工業(yè)原料、松脂、生

8、漆、橡膠等。 傷流液的數(shù)量和成分、根系生理活性的指標(biāo)。 切割橡膠，采集漆液，從馬尾松收集松脂，(2)吐水是從植株的葉子的前端和邊緣的水孔向外溢出液滴的現(xiàn)象。 在土壤水分充足、濕暖、蒸騰弱的環(huán)境下。 根系的生理活動(dòng)與內(nèi)皮層內(nèi)外的水勢(shì)差有關(guān)，(3)產(chǎn)生根壓的機(jī)理，(2)被動(dòng)吸水蒸騰張力引起的根系吸水。 蒸騰張力是指葉子的蒸騰作用產(chǎn)生的水勢(shì)梯度使植物體內(nèi)的水分上升的力量。 與根系活力無關(guān)的物理過程，四、影響根系吸水的土壤條件，1、土壤水分狀況土壤中的水分按物理狀態(tài)分為凝結(jié)水、毛管水和重力水。 暫時(shí)萎靡不振。 在氣溫高濕度低的夏天白天經(jīng)常發(fā)生，即使土壤中有可以利用的水，蒸發(fā)作用也很強(qiáng)，所以不能要求。 永遠(yuǎn)枯萎。 只有增加土壤利用水，才能消除永久