第2章 植物水分干物质测定.ppt.Convertor

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第二章:植物水分和粗灰分测定

第一节植物水分概述

一般将样品在101.325 kPa下,100℃左右加热至恒重所失去的质量定义为“水分”,这种定义是狭义的。因植物组织或农产品中的水分有游离水和结合水之别,其中游离水容易分离,而结合水则不容易分离。但如果不加限制的长时间烘烤,必然使其它成分发生变化,影响分析结果。

供测定的样品多种多样,其含水量可由百分之几到98%,因此人们一直在多方面研究适合于各种试样性状的精确测定水分子“H2O”含量的方法。同时,研究能满足不同要求的准确、快速测定方法。

目前常用的水分测定方法可分成以下几类:

(1)加热干燥法

(2)蒸馏法。该法特别适用于脂肪类产品和除水分外含有大量挥发性物质的试样。样品在蒸馏过程中始终受到载体的惰性气雾保护,因而不致发生化学成分的改变。

上述两种方法用于检测水分含量较高(65% ~ 95%)的新鲜样品时效果更好。

(3)化学反应法。包括卡尔-费歇尔(Karl-Fischer,即K-F法)方法、水与电石(碳化钙)产生乙炔或水与浓酸混合时产生热等为基础的方法。其中很多分析参考书中将K-F法测定水分定为农畜产品、食品、化工、肥料准确定量水分的一般标准方法。但该法的缺点是必须防止水分进入滴定容器及试剂吸水,且其校准的程序颇为严格、费时。

农产品的成分中,水分是最容易变化的组分,其含量会因散湿而减少或吸湿而增加。因此,要精确定量水分并非易事。一般应根据待测样品特性、分析精密度的要求以及实验室设备条件等选择适当的方法。本章主要介绍常压直接烘干法、常压二步烘干法、减压加热干燥法和共沸蒸馏法等。

第二节干燥法

一、直接干燥法:(GB/T 5009.3—2003,GB 5497—85,GB/T 14489.1—93 )

方法原理

样品在100~105℃下烘干一定时间至“恒重”,损失的质量被认为是水分的质量。水分含量是用差减法计算而来,所以这是一种间接测定水分含量的方法。

但在严格控制条件的情况下,对多数试样而言,烘干法仍然是测定水分较准确的标准方法。此法适用于不含有易分解和易挥发成分农产品水分的测定。

(二)仪器

1. 电热恒温干燥箱。

2. 铝盒。

3. 干燥器。宜使用经135℃干燥2~3 h的变色硅胶作干燥剂,对油脂类样品宜用吸湿力强的五氧化二磷等作干燥剂。

4. 分析天平(精确到1 mg)。

精密烘箱

高温电炉

(三)操作步骤

取洁净铝盒,打开盒盖,放入100~105℃烘箱中烘30 min,取出,移至干燥器中冷至室温后(约20 min)称重,继续烘干至“恒重”(m0)。

将粉碎、混匀的风干样品3.000~5.000g平铺在已达衡重的铝盒中,盖好盖子,尽快称量铝盒和内容物质量(m1)。

将盖横放在盒旁,置于已预热至约115℃的烘箱中,关好箱门,调整至温度在100~105℃之间,烘干3~4 h(注2),取出,盖上铝盒盖,移入干燥器中冷却后称重,如此重复,直至“恒

重”(m2)。

(四)结果计算

水分(%)(风干基)=(m1-m2)×100 /(m1-m0)

干物质(%)(风干基)=(m2-m0)×100 /(m1-m0)

式中:m0————空铝盒的质量(g);

m1————(空铝盒+样品)的质量(g);

m2————(空铝盒+烘干样品)的质量(g)。

(五)注释

注1.本法适用于风干植物、谷物种子及其加工品、干茶叶、咖啡、坚果、蛋品、肉、海带等绝大部分含水较少的试样。

注2.粮油种子类等谷物样品经粉碎后也可以采用130±2℃烘干20~60 min的快速烘干法,其结果与标准法相近(表3-1)。但大豆、花生、油菜、向日葵等油料种子仍然以105℃烘干3 h为宜,或采用减压干燥的方法。

注3.烘干法测水分时尤以大气湿度影响最大,因此实验室内相对湿度不应高于70%,称烘干样品的速度尽是要快。“恒重”的标准是人为规定的,此处以两次烘干物的质量之差不超过2 mg为恒重。设样品含水量3%,3 g样品含水90 mg,如果绝对误差为±2mg,相对误差仅±2%左右,在试验允许误差范围之内。

注4.农产品分析中,水分含量%的计算习惯上都是以分析样品(风干或鲜湿的样品)为基础的。

表3-1 粮油种子在130±2℃快速烘干时间参考表

植物水分测定

二、常压二步烘干法

方法原理:

对于水分含量高的种子,新鲜果实、蔬菜和其它液态、糊状粘质状及加热易溶解、油水分离的样品,如直接在100℃烘干,其外部组织可能形成干壳,阻碍样品内部水分向外扩散逸出,而且干燥后的样品常在称量容器底部形成一层不易脱落的焦状干壳。对这些农产品可以采用常压二步烘干法。

(二)仪器

(1)水浴锅。

(2)称量容器。直径50 mm、高40 mm带盖的铝制或玻璃称量瓶,质量30~60 g。

(3)硅砂。40~60目,新售硅砂应先用1∶1盐酸加热煮沸清洗,再用水洗成中性后经135℃

干燥,装于瓶中密封保存。

(4)其余同常压直接烘干法。

(三)操作步骤

取一洁净称样瓶,加15~25 g干净硅砂,插入一根短玻棒,放入100~105℃烘箱中烘30 min,取出,移至干燥器中平衡后称重,继续烘至恒重(m0)。

向瓶中加入剪碎、混匀的多汁鲜样约5 g,用玻棒将样品与硅砂充分混匀后再称重(m1)。将瓶和内容物先放入50~55℃的烘箱中鼓风烘3~4 h,每隔0.5~1 h搅拌一次,样品烘烤后用玻棒轻轻压碎(或者将样瓶和内容物先放在沸水浴上加热20~40 min(注1),每隔3~5 min搅拌1次,使物料大致干燥或变成足够稠厚)。

最后置于温度为100℃的烘箱中鼓风烘1-2 h至恒重(m2)

(四)结果计算

水分%(鲜湿基)=(m1-m2)×100 /(m1-m0)

干物质%(鲜湿基)=(m2-m0)×100 /(m1-m0)

式中:m0-(称样瓶+硅砂+短玻璃棒)的质量(g);

m1-(称样瓶+硅砂+短玻璃棒+鲜样)的质量(g);

m2-(称样瓶+硅砂+短玻璃棒+烘干样)的质量(g)。

(五)注释

注1.铝制称量瓶放在铜水浴预干燥时易受腐蚀,所以最好选用玻璃称量瓶。

注2. 样品预干燥最好采用减压加热干燥法,压力<50×133.3 Pa,温度60~70℃。

注3.烘干的硅砂和样品易吸湿,称量要快速。

三、减压干燥法(GB/T 5528—95)

(一)方法原理

减压条件下水的沸点降低,样品中的水分在较低温度下即易蒸发逐尽,以干燥前后样品的质量之差计算样品中水分的质量。

该法也可以作为测定农产品水分含量的标准方法使用,其准确度和烘干速度取决于干燥箱内保持尽可能低的压力和干燥箱内的水蒸气能迅速地除去。这一方法更适用于含有易热解成分的样品,不适用于含有较多挥发性成分的样品。

(二)仪器

1. 减压干燥装置。由真空干燥箱、真空抽气机和吸湿装置三部分组成,温度:50~120±1℃,一般为自动电热式调节。使用前应先检查抽气装置能否抽至所需的低压。

2. 其余仪器同常压直接烘干法。

减压干燥装置

1. 真空干燥箱

2. 气压计3、4. 抽气导管5、6 安全瓶7、8. 浓硫酸瓶

9. 碱石灰或氢氧化钠10. 通往真空抽气机的导管11、12. 三通活塞13、14.硅胶瓶15. 五氧化磷或高氯酸镁瓶16. 安全瓶

(三)操作步骤

将铝盒(或蒸发皿等)和盖子洗净,打开盒盖,放入100~105℃烘箱中烘30 min取出,移至干燥器中平衡后称重,继续烘干直至“恒重”。

将粉碎或磨细并已充分混匀的样品约1~5.000 g(视含水量多少而定)平铺在铝盒中,盖好盖,尽快称量铝盒和内容物质量(注2)。将盖横在盒旁,置于真空干燥箱中。

真空干燥箱在未抽气前先行预热,使箱内温度上升到比要求的温度(如60℃或70℃等)略高5℃左右,然后抽气至低压(如25×133.3224 Pa或100×133.3224 Pa)。然后,先关闭通泵的活塞,再切断电源,停止抽气。使干燥箱内保持一定的温度与低压,经约5 h后,小心地打开进气活塞,使干燥空气缓缓进入干燥箱(进气不能过速,以免空气剧烈流动而吹散粉

状样品),至常压后再打开箱门,盖好盒盖,转移至干燥器内,冷却平衡后移入干燥器中冷却后称重。为确保达到恒重,一般重复几次,直至“恒重”。最后计算样品的水分或干物质含量。

(四)结果计算

同常压直接烘干法。

四、化学干燥法

化学干燥法是将某种对于水蒸汽具有强烈吸附作用的化学药品与含水样品同装入一个干燥容器(如普通玻璃干燥器或真空干燥器)中,通过等温扩散及吸附作用而使样品达到干燥恒重,然后根据干燥前后样品的失重即可计算出其水分含量。

五、微波干燥法

人们很早就注意到雨天对雷达传输的衰减作用。1956年开始用微波法测定水分,最初应用于建材,以后推广至造纸、食品、谷物、化肥、煤炭、纤维、石化等部门的各种粉末状、颗粒状、片状及粘稠状的样品中水分含量测定,现已广泛用于工业过程的在线分析,且通过采用微波桥路及谐振腔等方法可测定μg/g级的水分。

六、近红外吸收光谱法

红外线属于电磁波,一般指波长0.75~1000μm的光,红外波段范围又可进一步分为三部分:(1)近红外区,0.75~2.5 μm;(2)中红外区,2.5~25 μm;(3) 远红外区,25~1000 μm。水分子对三个区域的光波均具有选择吸收作用。

第三节其它测定方法

一、蒸馏法(GB/T 5009.3—2003)

本法又称共沸蒸馏法,适合于含有挥发性油或干性油等易氧化的油质产品,以及幼嫩或新鲜植株等含水较多试样的水分测定。

方法原理

含有水分的农产品与甲苯(或二甲苯)(加入的这些与水不相溶、能与水形成恒沸混合物(注1),或沸点在100℃以上的有机液体称为载体)一起蒸馏,此混合物的沸点低于甲苯(110.8℃)和水(100℃)的沸点(表)。

含有挥发性和干性油的样品,用蒸馏法测定水分的结果比用烘干法更为可靠。因为样品是在载体的化学惰性气雾下加热蒸馏的,并且挥发性物质和易氧化物质的质量改变时对本法也不会引起误差。该法测定效率高(速度快)、误差小,准确度可达0.1%水分甚至更低。

(二)仪器、试剂

(1)迪恩-斯塔克(Dean-Stark)装置。如图3-2(A)、(B)所示(按AOAC标准法规定),分别适用于比重小于水和大于水的溶剂。接受器下部刻度量管容量为5 ml,可以读到0.01 ml,由于小水滴会沾附在仪器内壁,有机相与水相的界面不够清晰,测量水的体积不够精密。但作为一般常规分析,都选用这种简易装置。

迪恩-斯塔克(Dean-Stark)装置

(选用比重小于水的有机溶剂)

(选用比重大于水的有机溶剂)

操作步骤

1. 用迪恩-斯塔克装置

先将接受器和冷凝器用铬酸-硫酸洗液仔细洗涤,再用水充分淋洗,然后用乙醇洗涤,移入烘箱中烘干,以防测定时有水滴沾附内壁。

加热蒸馏瓶。因水与甲苯的混合物沸点为84.1℃,先需要缓缓蒸馏。调节蒸馏速度,使从冷凝器下滴的液滴速度大约为每秒2滴,至大部分水分蒸出后再增大蒸馏速度至大约每秒4滴。等水分近于全部蒸出时再由冷凝器上口注入少量甲苯,洗下内壁可能沾附的小水滴。继

续蒸馏片刻,直至接受管中的水量不再增加,上层的甲苯液体已经澄清透明,不再因含微水粒而浑浊为止。

卸下接受器,放冷至室温,如有水滴沾附接受器内壁,可以用包有橡皮头的铜丝把它推下。待水与甲苯完全分离后,读取水分的体积,计算样品的水分%。

2. 用巴尔-亚伍德装置

新的仪器充分洗涤并且用硅酮聚合物涂膜(注5),以防测定时内壁沾附小水滴。

将蒸馏瓶卸下,换一橡皮帽堵住接受器。从冷凝器上口注入无水甲苯,在活塞尖口处用橡皮吸球吸一下,使甲苯充满虹吸的刻度量管,关闭活塞。

巴尔-亚伍德(Barr-Yarwood)水分测定装置

比前装置,

水分量取-

更为准确。

结果计算

样品水分,%=V ×100 / m

式中:V-刻度管内水分的体积(ml)

m-称样量(g)

注释

注1.恒沸混合物:在一定条件下蒸馏时,与液体处于平衡的蒸汽具有与液体混合物相同的组分,则该混合物有一与所含各组分不同的沸点,称为恒沸点;这种混合物称为“恒沸混合物”。恒沸混合物中恒沸点比所含各组分的沸点都低的,称为“负恒沸混合物”。

注2.这几种载体中以二甲苯为最好。因为用它蒸馏时所需的时间最短,水分的回收比率较高。但二甲苯价格高,特别是沸点高,因此对热不稳定性成分较多的试样,如含较多糖分、有机酸、味精类等样品,常常选用低沸点的溶剂,多用甲苯(110℃),它的价格也较低廉。苯的沸点虽低,但水在苯中的溶解度相对较高(0.06%),水在恒沸混合物中的比例(%)嫌低(8.8%),一般很少应用。四氯乙烯的优点是不着火(其余5种载体都易着火),但有毒。注3.样品为粉状、半流体时,或富含糖分或蛋白质的粘性试样,可以先将烧瓶底铺满干洁海砂,再加入样品及甲苯,以改善水分的馏出。试样不要沾附在烧瓶口上。

注4.加热过强则蒸汽上升至冷凝管的上部,水附着上部管壁,较难回收,且会导致刻度管过热。因此最好使用可调电炉加热,并且使用石棉网。如样品含较多糖分、游离氨基酸或其它有机酸,有油浴加热则更好。

第四节植物粗灰分的测定

马弗炉

马福炉

茂福炉

一、概述

在植物组织或农畜产品分析中,样品经高温灼烧,有机物中的碳水化合物与氧结合成二氧化碳和水蒸气而碳化,残留物呈无色或灰白色的氧化物称为“总灰分”。它主要是各种金属元素的碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、硅酸盐、氯化物等。灰分含量受诸多因素影响,测定过程中灼烧条件会影响分析结果,而且残留物(灰分)与样品中原有的无机物并不完全相同。因此,用干灰化法测得的灰分只能是“粗灰分”。

灰分含量是品质分析中经常测定的项目之一。它是产品中无机营养物质的总和。

测定植株各部分灰分含量可以了解各种作物在不同生育期和不同器官中灰分及其运转情况,如用于确定饲料作物收获期有重要参考价值。此外,样品在适当条件灰化后,除了测定“粗灰分”,必要时还可以在其中测定各组成分-灰分元素,如:氮、磷、钾、钙、镁、钠和多

种微量元素,它们也是评价营养状况的参考指标之一。

现在常用的灰分测定方法有下列几种

①一般灰化法;

②灰化后的残灰用水浸湿后再次灰化;

③灰化后的残灰用热水溶解过滤后再次灰化残渣;

④添加醋酸镁或硝酸镁或碳酸钙等灰化;

⑤添加硫酸灰化。

灰分按溶解情况,测定内容可包括:

总灰分(即粗灰分)

水溶性灰分

水不溶性灰分

酸溶性灰分和酸不溶性灰分。

水溶性灰分大部分为钾、钠、钙等氧化物及可溶性盐类;水不溶性灰分除泥、砂外,还有铁、铝等金属氧化物和碱土金属等的碱性磷酸盐;酸不溶性灰分大部分为泥砂,包括原来存在于样品组织中的二氧化硅等。面粉中酸不溶性灰分超过0.25%即表示有砂石粉等杂质混入。二、直接灰化法(GB/T 5009.4—2003,GB/T 5505—85)

(一)方法原理

总灰分常用简单、快速、节约的干灰化法测定。即将样品小心加热炭化和灼烧,除尽有机质,剩下的无机矿物质冷却后称重,即可计算样品总灰分含量。由于燃烧时生成的炭粒不易完全烧尽,样品上可能沾附有少量的尘土或混入的泥沙等,而且样品灼烧后无机盐组成有所改变,如:碳酸盐增加,氯化物和硝酸盐的挥发损失,有机磷、硫转变为磷酸盐和硫酸盐,质量均有改变。所以实际测定的总灰分只能是“粗灰分”。

(二)仪器

1. 灰化器皿。15~25ml的瓷或白金、石英坩埚(2)。

2. 高温电炉(或称马弗炉、茂福炉)。在525~600℃能自动控制恒温。

3. 干燥器。干燥剂一般使用135℃下烘几小时的变色硅胶。

4. 分析天平。

5. 水浴锅或调温鼓风烘箱。

(三)试剂

1. 硝酸(1:1)溶液。

2. 双氧水[ω(H2O2)= 30%]。

3. 100g·L-1NH4NO3溶液。称取硝酸铵(NH4NO3,分析纯)10.0g溶于100mL水中。(四)操作步骤

样品预处理可以采用测定水分或脂肪后的残留物作为样品:

①需要预干燥的试样。含水较多的果汁,可以先在水浴上蒸干;含水较多的果蔬,可以先用烘箱干燥(先在60~70℃下,然后在105℃下烘),测得它们的水分损失量;富含脂肪的样品,可以先提取脂肪,然后分析其残留物。

②谷物、豆类、种子等干燥试样一般先粉碎均匀,磨细过1mm筛即可,不宜太细,以免燃烧时飞失。

灰分测定:将洗净的坩埚(注4)置于550℃高温电炉内灼烧15min以上,取出,置于干燥器中平衡后称重,必要时再次灼烧,冷却后称重直至恒重为止。准确称取待测样品2~5g(水分多的样品可以称取10g左右),疏松地装于坩埚中。

碳化(注5):将装有样品的坩埚置可调电炉上,在通风橱里缓缓加热,烧至无烟。对于特别容易膨胀的试样(如蛋白、含糖和淀粉多的试样),可以添加几滴纯橄榄油再同上预碳化。

高温灰化:将坩埚移到已烧至暗红色的高温电炉门口,片刻后再放进高温电炉内膛深处,关闭炉门,加热至约525℃(坩埚呈暗红色),或其它规定的温度(表4-1),烧至灰分近于白色为止,大约1~2h(注6)。如果灰化不彻底(黑色碳粒较多),可以取出放冷,滴加几滴蒸馏水或稀硝酸或双氧水或100g·L-1NH4NO3溶液等,使包裹的盐膜溶解,炭粒暴露,在水浴蒸干,再移入高温电炉中,同上继续灰化。

灰化完全后(注7),待炉温降至约200℃时,再移入干燥器中,冷却至室温后称重。必要时再次灼烧,直至恒重。

(五)结果计算

式中:X——试样中灰分的含量,g/100g;

m1———坩埚和灰分的质量,g;

m2 ——坩埚的质量,g;

m3———坩埚和试样的质量,g;

计算结果保留三位有效数字。在重复条件下获得的两次独立测定结果的绝对差值不得超过算术平均值的5%。

(六)注释

注1. 该方法一般适用于大多数植物茎、叶、根,蔬菜、水果、饲料、茶叶、咖啡、坚果及其制品,牛乳、提取脂肪后的油脂类、粮及糖制品、鱼类及其制品、海带等试样。

注2. 灰化容器一般使用瓷坩埚,如果测定灰分后还测定其它成分,可以根据测定目的使用白金、石英等坩埚。也可以用一般家用铝箔自制成适当大小的铝箔杯来代替,因其质地轻,能在525~600℃的一般灰化温度范围内能稳定地使用,特别是用于灰分量少、称样量较大的样品,如淀粉、砂糖、果蔬及其它们的制成品,效果会更好。

注3.各种试样因灰分量与样品性质相关较大,其灰分测定时称样量与灰化温度不完全一致,表4-1可供参考。

注4.新的瓷坩埚及盖可以用FeCl3和蓝黑墨水(也含FeCl3·6H2O)的混合液编写号码,烧后即遗有不易脱落的红色Fe2O3痕迹的号码。

注5.如不经炭化而直接将试样放入高温电炉,因急剧灼烧,一部分残灰将飞散。特别是谷物、豆类,干燥食品等灰化时易膨胀飞散的试样,以及灰化时因膨胀可能逸出容器的食品,如蜂蜜、砂糖及含有大量淀粉、鱼类、贝类的样品一定要进行预炭化。

注6.对于一般样品并不规定灰化时间,要求灼烧至灰分呈全白色或浅灰色并达到恒重为止。也有例外,如对谷类饲料和茎秆饲料灰分测定,则有规定为600℃灼烧2h。

注7.即使完全灼烧的残灰有时也不一定全部呈白色,内部仍然残留有炭块,所以应充分注意观察残灰。

三、添加醋酸镁灰化法

方法原理

谷物及其制品中,磷酸根阴离子过剩于阳离子,高温时磷等酸性元素易逸失,且灰化过程中形成钾、钠等磷酸盐(如KH2PO4),容易形成在较低温度下熔融的无机物,因而包裹未灰化的炭,造成供氧不足,延长灰化时间,且难以灰化完全。因此添加灰化辅助剂,如醋酸镁,过量的镁与过剩的磷酸结合,残灰不熔融,呈白色松散状态,避免了磷的损失,灰化时间也可大大缩短,不损坏灰化容器。但同时须做空白试验,校正加入的醋酸镁量(灼烧后变成氧化镁)。

仪器及试剂

1. 仪器同直接灰化法。

2. 醋酸镁溶液。称取MgOAc(分析纯)6g于烧杯中,加蒸馏水50mL,再加1mL冰醋酸,边搅拌边在水浴上或电热板上加热溶解,然后加450mL甲醇混合,装于细口的塑料瓶内,盖紧。其余试剂同直接灰化法。

操作步骤

样品及灰化容器的预处理同直接灰化法容器预处理方法。

将适量试样(注2)) 2~5g疏松地装于灰化容器内,称重(精确到0.1mg),用移液管准确吸取醋酸镁溶液5mL,均匀地洒布于试样表面,使其全部湿润。放置5~10min,使过剩的甲醇完全蒸发。然后按直接灰化法中炭化和高温灰化步骤操作(注3)。

空白测定:与灰化试样一样,吸取醋酸镁溶液5mL加到已知恒重的灰化容器内,按与样品测定完全相同的步骤进行操作。

(四)结果计算

粗灰分(%)=(m2-m1-B)/(m3-m1)×100

式中:m1-空坩埚重(g);

m2-灰化后(坩埚+灰分)质量(g);

m3-(空坩埚+样品)质量(g);

B-空白试验时残渣的质量(g)

四、灰分的分组测定

(一)水溶性和水不溶性灰分测定

操作步骤

将上述测定的粗灰分中加入蒸馏水25mL,盖上表面皿,加热至沸,用无灰尘滤纸过滤,并以热水洗涤残渣、滤纸以及坩埚,至滤液总量约为60mL。

将滤纸和残渣置于原坩埚中,再进行干燥,炭化、灼烧、冷却、称重。残留物重量即为水不溶性灰分。粗灰分与水不溶性灰分之差,就是水溶性灰分,再根据样品质量分别计算水溶性灰分与水不溶性灰分的百分含量。

结果计算:

水不溶性灰分(%)=(m2-m0)/m×100

水溶性灰灰(%)=粗灰分(%)- 水不溶性灰分(%)

式中:m0-灰化容器质量(g);

m2-灰化容器和粗灰分的质量(g);

m-试样的质量(g)。

(二)酸溶性和酸不溶性灰分测定

操作步骤

取水不溶性灰分或测定粗灰分所得的残留物,加入100g·L-1 HCl 25mL,放在小火上轻微煮沸5min。用无灰滤纸过滤后,再用热水洗涤至滤液无氯离子反应为止。将残留物连同滤纸置于原坩埚中同上干燥、灼烧、放冷并且称重。

2. 结果计算

酸不溶性灰分(%)=(m3-m0)/ m×100

酸溶性灰分(%)=粗灰分(%)–水不溶性灰分(%)式中:m0-灰化容器质量(g);

m3-灰化容器和酸不溶性灰分的总质量(g);

m-试样的质量(g)。

第二章 植物的水分代谢

第二章植物的水分代谢 (一)填空 1.由于的存在而引起体系水势降低的数值叫做溶质势(solute potential)。溶质势表示溶液中水分潜在的渗透能力的大小,因此,溶质势又可称为。溶质势也可按范特霍夫公式Ψs=Ψπ=来计算。 2.具有液泡的细胞的水势Ψw=。干种子细胞的水势Ψw=。 4.某种植物每制造一克干物质需要消耗水分500g,,其蒸腾系数为,蒸腾效率为____________。 5.通常认为根压引起的吸水为吸水,而蒸腾拉力引起的吸水为吸水。 6.植物从叶尖、叶缘分泌液滴的现象称为,它是存在的体现。 7.在标准状况下,纯水的水势为。加入溶质后其水势,溶液愈浓其水势愈。 8.永久萎蔫是引起的,暂时萎蔫则是暂时的引起的。相当于土壤永久萎蔫系数的水,其水势约为 MPa。 9.植物的吐水是以状态散失水分的过程,而蒸腾作用以状态散失水分的过程。 10.田间一次施肥过多,作物变得枯萎发黄,俗称苗,其原因是土壤溶液水势于作物体的水势,引起水分外渗。 11.种子萌发时靠作用吸水,干木耳吸水靠作用吸水。形成液泡的细胞主要靠作用吸水。 12.植物细胞处于初始质壁分离时,压力势为,细胞的水势等于其。当吸水达到饱和时,细胞的水势等于。 13.植物细胞中自由水与束缚水之间的比率增加时,原生质胶体的粘性,代谢活性,抗逆性。 14.气孔开放时,水分通过气孔扩散的速度与小孔的成正比,不与小孔的成正比。 15.气孔在叶面上所占的面积一般为 %,但通过气孔蒸腾可散失植物体内的大量水分,这是因为气孔蒸腾符合原理。 16.移栽树木时,常常将叶片剪去一部分,其目的是减少。 17.植物激素中的促进气孔的张开;而则促进气孔的关闭。 18.常用的蒸腾作用指标是、和。 19.C4植物的蒸腾系数要于C3植物。 20.设甲乙两个相邻细胞,甲细胞的渗透势为-1.6MPa,压力势为0.9MPa,乙细胞的渗透势为-1.3MPa,压力势为0.9MPa,甲细胞的水势是,乙细胞的水势是,水应从细胞流向细胞。 21.利用细胞质壁分离现象,可以判断细胞,测定细胞的。 23.根系吸水的部位主要在根的尖端,其中以区的吸水能力为最强。 24.根中的质外体常常是不连续的,它被内皮层的分隔成为内外两个区域。 25.共质体途径是指水分从一个细胞的细胞质经过进入另一个细胞的细胞质的移动过程,其水分运输阻力较。 26.蒸腾作用的生理意义主要有:产生力、促进部物质的运输、降低和促进CO2的同化等。 27.保卫细胞的水势变化主要是由和等渗透调节物质进出保卫细胞引起的。 28.通常认为在引起气孔开启的效应中,红光是通过效应,而蓝光是通过效应而起作用的。红光的光受体可能是,而蓝光的光受体可能是色素。 29.低浓度CO2促进气孔,高浓度CO2能使气孔迅速。 30.植物叶片的、、、等均可作为灌溉的生理指标,其中是最灵敏的生理指标。

植物的水分代谢

植物的水分代谢 陆生植物是由水生植物进化而来的,因此,水是植物的一个重要的“先天”环境条件。植物的一切正常生命活动,只有在一定的细胞水分含量的状况下,才能进行,否则,植物的正常生命活动就会受阻,甚至停止。所以说,没有水,就没有生命。在农业生产上,水是决定收成有无的重要因素之一,农谚说:“有收无收在于水”,就是这个道理。 植物从环境中不断地吸收水分,以满足正常生命活动的需要。但是,植物又不可避免地要丢失大量水分到环境中去。这样就形成了植物水分代谢(water metabolism)的3个过程:水分的吸收、水分在植物体内运输和水分的排出。 植物对水分的需要 一、植物的含水量 植物体中都含有水分,但是植物体的含水量并不是均一和恒定不变的,因为含水量与植物种类、器官和组织本身的特性和环境条件有关。 不同植物的含水量有很大的不同。例如,水生植物(水浮莲、满江红、金鱼藻等)的含水量可达鲜重的 90%以上,在干旱环境中生长的低等植物(地衣、藓类)则仅占6%左右。又如草本植物的含水量为70~85%,木本植物的含水量稍低于草本植物。 同一种植物生长在不同环境中,含水量也有差异。凡是生长在荫蔽、潮湿环境中的植物,它的含水量比生长在向阳、干燥的环境中的要高一些。 在同一植株中,不同器官和不同组织的含水量的差异也甚大。例如,根尖、嫩梢、幼苗和绿叶的含水量为60~90%,树干的为40~50%,休眠芽的为40%,风干种子的为10~14%。由此可见,凡是生命活动较旺盛的部分,水分含量都较多。 二、植物体内水分存在的状态 水分在植物体内的作用,不但与其数量有关,也与它的存在状态有关。水分在植物细胞内通常呈束缚水和自由水两种状态,而这又与原生质有密切联系。 原生质的化学成分,主要是由蛋白质组成的,它占总干重60%以上。蛋白质的分子很大,其水溶液成为高分子溶液,具有胶体的性质,因此,原生质是一个胶体系统(colloidal system)。蛋白质分子形成空间结构时,疏水基(如烷烃基、苯基等)包在分子内部,而许多亲水基(如—NH2,—COOH,—OH等)则暴露在分子的表面。这些亲水基对水有很大的亲和力,容易起水合作用(hydration)。所以原生质胶体微粒具有显著的亲水性(hydrophilic nature),其表面吸引着很多水分子,形成一层很厚的水层(图1-1)。水分子距离胶粒越近,吸附力越强;相反,则吸附力越弱。靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分,称为束缚水(bound water);距离胶粒较远而可以自由流动的水分,称为自由水(free water)。事实上,这两种状态水分的划分是相对的,它们之间并没有明显的界限。 自由水参与各种代谢作用,它的数量制约着植物的代谢强度,如光合速率、呼吸速率、生长速度等。自由水占总含水量百分比越大,则代谢越旺盛。束缚水不参与代谢作用,但植

(完整版)第二章植物的水分代谢复习题参考答案

第二章植物的水分代谢复习题参考答案1、植物细胞吸水方式有、和 。 2、植物调节蒸腾的方式有、和 。 3、植物散失水分的方式有和。 4、植物细胞内水分存在的状态有和。 5、水孔蛋白存在于细胞的和上。水孔蛋白活化依靠 作用调节。 6、细胞质壁分离现象可以解决下列问题:、 和。 7、自由水/束缚水比值越大,则代谢;其比值越小,则植物的抗逆性。 8、一个典型细胞的水势等于;具有液泡的细胞的水势等于;干种子细胞的水势等于。 9、形成液泡后,细胞主要靠吸水。 10、风干种子的萌发吸水主要靠。 11、溶液的水势就是溶液的。 12、溶液的渗透势决定于溶液中。 13、在细胞初始质壁分离时,细胞的水势等于,压力势等于。 14、当细胞吸水达到饱和时,细胞的水势等于,渗透势与压力势绝对值。 15、将一个ψp=-ψs的细胞放入纯水中,则细胞的体积。 16、相邻两细胞间水分的移动方向,决定于两细胞间的。 17、植物可利用水的土壤水势范围为。 18、植物根系吸水方式有:和。前者的动力是________后者的动力是。 19、证明根压存在的证据有和。 20、对于大多数植物,当土壤含水量达到永久萎蔫系数时,其水势约为 MPa,该水势称为。 21、叶片的蒸腾作用有两种方式:和。 22、某植物制造10克干物质需消耗5公斤水,其蒸腾系数。 23、水分在茎、叶细胞内的运输有两种途径1. 细胞,2. 细胞。 24、小麦的第一个水分临界期是,第二个水分临界期是 。 25、常用的蒸腾作用的指标有、和 。 26、影响气孔开闭的因子主要有、 和。 27、影响蒸腾作用的环境因子主要是、、和。 28、C3植物的蒸腾系数比C4植物。 29、可以较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标有、 、和 。 30、近年来出现的新型的灌溉方式有、和 。 四、选择题 1、植物在烈日照射下,通过蒸腾作用散失水分降低体温,是因为()。 A、水具有高比热; B、水具有高气化热; C、水具有表面张力; D、水分子具有内聚力。 2、一般而言,进入冬季越冬作物组织内自由水/束缚水的比值:()。 A、升高; B、降低; C、不变; D、无规律。 3、有一个充分为水饱和的细胞,将其放入比细胞液浓度低10倍的溶液中,则细胞体积:() A、变大; B、变小; C、不变; D、可能变小,也可能不 变。 4、已形成液泡的植物细胞吸水靠()。 A、吸涨作用; B、渗透作用; C、代谢作用; D、扩散作 用。 5、已形成液泡的细胞,其衬质势通常省略不计,其原 因是:()。 A、初质势很低; B、衬质势不存在; C、衬质势很高, 绝对值很小;D、衬质势很低,绝对值很小。 6、植物分生组织的细胞吸水靠()。 A、渗透作用; B、代谢作用; C、吸涨作用; D、扩散作 用。 7、将一个细胞放入与其渗透势相等的外界溶液中,则 细胞()。 A、吸水; B、失水; C、既不吸水也不失水; D、既可能 失水也可能保持平衡。 8、在土壤水分充足的条件下,一般植物的叶片的水势 为( ) 。 A、-0.2- -0.8 Mpa; B、–2- -8 Mpa; C、-0.02- 0.08 Mpa;D、0.2- 0.8 Mpa。 9、在气孔张开时,水蒸气分子通过气孔的扩散速度 ()。 A、与气孔的面积成正比; B、与气孔周长成正比; C、 与气孔周长成反比;D、与气孔面积成反比。 10、蒸腾作用快慢,主要决定于()。 A、叶内外蒸汽压差大小; B、气孔长度; C、叶面积大 小;D、叶片形状。 11、保卫细胞的水势变化与下列无机离子有关 ()。 A、Ca2+; B、K+; C、Cl-; D、Mg2+。 12、保卫细胞的水势变化与下列有机物质有关 ()。 A、丙酮酸; B、脂肪酸; C、苹果酸; D、草酸乙酸。 13、调节植物叶片气孔运动的主要因素是 ( )。 A、光照; B、温度; C、氧气; D、二氧化碳。 14、根部吸水主要在根尖进行,吸水能力最大的是 ()。 A、分生区; B、伸长区; C、根毛区; D、根冠。 15、土壤通气不良使根系吸水量减少的原因是 ()。 A、缺乏氧气; B、水分不足; C、水分太多; D、CO2浓 度过高。 16、植物体内水分长距离运输的途径是 ( )。 A、筛管和伴胞; B、导管和管胞; C、通道细胞; D、胞 间连丝。 17、植物体内水分向上运输的动力有 ( )。 A、大气温度; B、蒸腾拉力; C、水柱张力; D、根压。 18、土壤温度过高对根系吸水不利,因为高温会 ()。 A、加强根的老化; B、使酶钝化; C、使生长素减少; D、 原生质粘度增加。 19、植物的水分临界期是指植物()。 A、对水分缺乏最敏感的时期; B、需水量最多的时期; C、需水终止期; D、生长最快的时期。 20、作为确定灌溉时期的灌溉生理指标有:( ) 。 A、叶片水势; B、细胞汁液浓度; C、渗透势; D、气孔 开度。 五、是非判断题 1、影响植物正常生理活动的不仅是含水量的多少,而 且还与水分存在的状态有密切关系。() 2、在植物生理学中被普遍采用的水势定义是水的化学 势差。() 3、种子吸胀吸水和蒸腾作用都是需要呼吸作用直接供 能的生理过程。() 4、植物根系吸水快慢和有无,决定于导管汁液与外界 溶液之间的水势差异的大小有无。() 5、植物细胞吸水方式有主动吸收和被动吸水。 () 6、植物的临界水势越高,则耐旱性越强。 ( ) 7、在细胞初始质壁分离时,细胞水势等于压力势。 () 8、在细胞为水充分饱和时,细胞的渗透势为零。 () 9、把一个细胞放入某溶液中体积不变,说明该细胞液 的浓度与此溶液的浓度相等()。 10、蒸腾效率高的植物,一定是蒸腾量小的植物。 () 11、蒸腾作用与物理学上的蒸发不同,因为蒸腾过程 还受植物结构和气孔行为的调节。() 12、空气相对湿度增大,空气蒸汽压增大,蒸腾加强。 () 13、低浓度CO2促进气孔关闭,高浓度CO2促进气孔迅 速张开。() 14、糖、苹果酸和K+、Cl-进入液泡,使保卫细胞压力 势下降,吸水膨胀,气孔张开。() 15、就利用同单位的水分所产生的干物质而言,C3植物 比C4植物要多1-2倍。() 16、干旱时细胞内磷酸酯酶活性减弱;硝酸还原酶活 性增强。() 17、植物轻度缺水时,光合作用尚未受影响,但生长 已受抑制。( ) 18、灌溉的形态指标易于观察,它比生理指标更及时 和灵敏。 ( ) 19、植物体内的水分平衡是有条件的、短暂的。 ( ) 20、作物一定时期缺水并不一定会降低产量,还可能 对作物增产更为有利。( ) 一、名词解释 1、水分代谢( water metabolism):植物对水分的吸收、 运输、利用和散失的过程。 2、水势(water potential ):每偏摩尔体积水的化学势 差。符号:ψw 3、渗透势(osmotic potential ):由于溶液中溶质颗 粒的存在而引起的水势降低值,符号ψπ。用负值表示。亦称 溶质势(ψs)。 4、压力势(water potential ):由于细胞壁压力的存 在而增大的水势值。一般为正值。符号:ψp。初始质壁分离 时,ψp为0;剧烈蒸腾时,ψp会呈负值。 5、衬质势(water potential): 由于细胞胶体物质亲 水性和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值,以负值表 示。符号:ψm 6、重力势(water potential ):由于重力的存在而 使体系水势增加的数值。符号:ψg 。 7、自由水:距离胶粒较远而可以自由流动的水分。 8、束缚水:靠近胶粒而被胶粒所束缚,不易自由流动 的水分。 9、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。 10、吸涨作用:亲水胶体吸水膨胀的现象。 11、代谢性吸水:利用细胞呼吸释放出的能量,使水 分经过质膜进入细胞的过程。 12、水的偏摩尔体积:在温度、压强及其他组分不变 的条件下,在无限大的体系中加入1摩尔水时,对体系体积的 增量。符号V-w 13、化学势:一种物质每mol的自由能就是该物质的 化学势。 14、水通道蛋白:存在于生物膜上的一类具有选择性、 高效转运水分功能的内在蛋白,亦称水孔蛋白。 15、吐水:从未受伤的叶片尖端或边缘的水孔向外溢 出液滴的现象。 16、伤流:从受伤或折断的植物器官、组织伤口处溢 出液体的现象。 17、根压:植物根部的生理活动使液流从根部上升的 压力。 18、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。 19、蒸腾作用:水分以气体状态通过植物体表面从体 内散失到体外的现象。 20、蒸腾速率:又称蒸腾强度,指植物在单位时间内, 单位叶面积通过蒸腾作用而散失的水分量。(g/dm2·h) 21、蒸腾比率:植物每消耗1kg水时所形成的干物质 重量(g)。 22、蒸腾系数:植物制造1g干物质所需消耗的水分量 (g)。又称为需水量。它是蒸腾比率的倒数。 23、小孔扩散律:指气孔通过多孔表面的扩散速率不与 其面积成正比,而与小孔的周长成正比的规律。 24、永久萎蔫:萎蔫植物若在蒸腾速率降低以后仍不能 恢复正常,这样的萎蔫就称为永久萎蔫。 25、临界水势:气孔开始关闭的水势。 26、水分临界期:植物对水分缺乏最敏感的时期。一般 为花粉母细胞四分体形成期。 27、生理干旱:盐土中栽培的作物,由于土壤溶液的水 势低,吸收水分较为困难或者是原产热带的作物遇低于10℃ 的温度时而出现的萎蔫现象。 28、内聚力学说:又称蒸腾流一内聚力—张力学说。即 以水分的内聚力来解释水分沿导管上升的原因的学说。 29、初干:在蒸腾失水过多或水分供应不足的条件下, 细胞间隙及气孔下腔不再为水蒸气所饱和,这时即使气孔张 开,蒸腾作用也受到抑制的现象。 30、节水农业:是充分利用水资源、采取水利和农业措 施提高水分利用率和生产效率,并创造出有利于农业可持续发

第一章 水分生理习题及答案.

第一章水分生理习题 一、名词解释 1.自由水 2.束缚水 3.水势 4.压力势 5.渗透势 6.衬质势 7.渗透作用 8.水通道蛋白 9.根压 10.吐水现象 二、填空题 1. 植物散失水分的方式有种,即和。 2. 植物细胞吸水的三种方式是、和。 3. 植物根系吸水的两种方式是和。前者的动力是,后者的动力是。 4. 设甲乙两个相邻细胞,甲细胞的渗透势为- 16 × 10 5 Pa ,压力势为9 × 10 5 Pa ,乙细胞的渗透势为- 13 × 10 5 Pa ,压力势为9 × 10 5 Pa ,水应从细胞流向细胞,因为甲细胞的水势是,乙细胞的水势是。 5. 某种植物每制造10 克干物质需消耗水分5000 克,其蒸腾系数为,蒸腾效率为。 6. 把成熟的植物生活细胞放在高水势溶液中细胞表现,放在低水势溶液中细胞表现,放在等水势溶液中细胞表现。 7. 写出下列吸水过程中水势的组分 吸胀吸水,Ψ w = ;渗透吸水,Ψ w = ; 干燥种子吸水,Ψ w = ;分生组织细胞吸水,Ψ w =; 一个典型细胞水势组分,Ψ w = ;成长植株吸水,Ψ w = 。 8. 当细胞处于初始质壁分离时,Ψ P = ,Ψ w = ;当细胞充分吸水完全膨胀时,Ψ p = ,Ψ w =;在初始质壁分离与细胞充分吸水膨胀之间,随着细胞吸水,Ψ S ,Ψ P ,Ψ w 。 9. 蒸腾作用的途径有、和。 10. 细胞内水分存在状态有和。 三、选择题 1. 有一充分饱和细胞,将其放入比细胞浓度低10 倍的溶液中,则细胞体积 A.不变 B.变小 C.变大 D.不一定 2. 将一个生活细胞放入与其渗透势相等的糖溶液中,则会发生 A.细胞吸水 B.细胞失水 C.细胞既不吸水也不失水 D.既可能失水也可能保持动态平衡 3. 已形成液泡的成熟细胞,其衬质势通常忽略不计,原因是 A.衬质势不存在 B.衬质势等于压力势 C.衬质势绝对值很大 D.衬质势绝对值很小 4. 在萌发条件下、苍耳的不休眠种子开始4 小时的吸水是属于 A.吸胀吸水 B.代谢性吸水 C.渗透性吸水 D.上述三种吸水都存在 5. 水分在根及叶的活细胞间传导的方向决定于 A.细胞液的浓度 B.相邻活细胞的渗透势大小 C.相邻活细胞的水势梯度 D.活细胞压力势的高低 7. 一般说来,越冬作物细胞中自由水与束缚水的比值

第二章 植物的水分代谢

第 2 章植物的水分代谢 一、名词解释 1. 水分代谢 2. 自由水 3. 束缚水 5. 化学势 7. 水势 10. 渗透作用 11. 半透膜 12. 溶质势势降低的数值。溶质势表示溶液中水分潜在的渗透能力的大小,因此, 公溶质势又可称为渗透势 (osmosis potential,π) 。溶质势可用ψs=RTlnNw/ V W,m 式计算 , 也可按范特霍夫公式ψs= ψπ=-iCRT 计算。 13. 衬质势 14. 压力势 15. 重力势。 16. 膨压 17. 集流 18. 质壁分离 20. 水通道蛋白 22. 吸胀作用 23. 根压 24. 伤流 25. 吐水 29水分临界期。 30.蒸腾效率 31.蒸腾系数 40、被动吸水 41、等渗溶液 42、主动吸水 二、填空题 1.将一植物细胞放人纯水(体积很大)中,达到平衡时测得其ψw为-0.26Mpa,那么

该细胞的ψp为ψw为。 3.将一植物细胞放入ψw=-0.8 MPa 的溶液(体权相对细胞来说很大)中,吸水达到平衡时测得细胞的ψs=-o.95MPa,则该细胞内的ψp为,ψw为。4.某种植物形成5g干物质消耗了2.5Kg水,其蒸腾效率为蒸腾系数 为。 5.植物体内自由水/束缚水比值降低时,植物的代谢活动,抗逆 性。 8.利用质壁分离现象可以判断细胞、细胞的以及观测物质透过原生质层的难易程度。 9.根系吸水有主动吸水和被动吸水两种方式,前者的动力是,后者的动力是。 10.和纯水相比,含有溶质的水溶液其冰点 ,渗透势。 11.在干旱条件下,植物为了维持体内的水分平衡,一方面要,一方面要尽量。 12.水分沿着导管或管胞上升的下端动力是,上端动力 是。由于的存在,保证水柱的连续性而使水分不断上升。这一学说在植物生理学上被称为。 14.气孔在叶面所占的面积一般为,但气孔蒸腾失去了植物体内的大量水分,这是因为气孔蒸腾符合原理,这个原理的基本内容 是。 17.一般认为,植物细胞吸水时起到半透膜作用的是:、和 三个部分。 19.细胞中的自由水越多,原生质粘性________,代谢_____ ,抗性________ 。 21. 植物细胞发生初始质壁分离时,其Ψw =________;当细胞吸水达到饱和时,其Ψw= ________ 。 22. 一般植物细胞Ψw= _________;当细胞刚发生质壁分离时,其Ψ w= __________ 。 23. 液泡化的植物细胞,其水势主要由________和_________组成,而________可以忽略不计。 27.种子萌发时靠________作用吸水,其吸水量与_________有关。 28.分生组织主要依靠________吸水,形成液泡的细胞主要靠_______ 吸水。

第一章 植物的水分生理(题目)

第一章植物的水分生理 一、名词解释 1.根压: 2.衬质势: 3. 水势: 4. 渗透作用: 5. 植物生理学: 6.水分代谢: 7. 水通道蛋白: 8. 渗透势: 9. 压力势: 10. 质外体: 11. 共质体: 12. 蒸腾作用: 13. 蒸腾速率: 14. 蒸腾比率: 15. 水分利用率: 16. 内聚力学说: 17. 水分临界期: 二、填空题 1.细胞内的水分有两种物理状态,分别是和。 2.溶液的浓度越高,其渗透势越。 3.植物从没有受伤的叶尖、叶缘和叶柄等部位分泌液滴的现象称为__ ________。 三、选择题 1、若不考虑水分运输的重力势组分的植物细胞水势公式是( )。 A、ψw=ψp+ψπ+ψg B、ψw=ψp+ψg C、ψw=ψp+ψπ 2、在下列三种情况中,当()时细胞吸水。 A、外界溶液水势为-0.6MPa,细胞水势-0.7MPa B、外界溶液水势为-0.7MPa,细胞水势-0.6MPa C、两者水势均为-0.9MPa 3、在相同温度和相同压力的条件下,溶液中水的自由能比纯水的( )。 A、高 B、低 C、相等 4、把一个低细胞液浓度的细胞放入比其浓度高的溶液中,其体积( )。 A、变大 B、变小 C、不变

5、在正常情况下,测得洋葱鳞茎表皮细胞的ψw大约为( )。 A、-0.9MPa B、-9MPa C 、-90MPa 6、在植物水分运输中,占主要位置的运输动力是( )。 A、根压 B、蒸腾拉力 C、渗透作用 7、水分以气体状态从植物体的表面散失到外界的现象,称为( )。 A、吐水现象 B、蒸腾作用 C、伤流 8、蒸腾速率的表示方法为( )。 A、g·kg-1 B、g·m-2·h-1 C、g·g-1 9、影响蒸腾作用的最主要外界条件是( )。 A、光照 B、温度 C、空气的相对湿度 10、水分经胞间连丝从一个细胞进入另一个细胞的流动途径是( )。 A、质外体途径 B、共质体途径 C、跨膜途径 11、等渗溶液是指( )。 A、压力势相等但溶质成分可不同的溶液 B、溶质势相等但溶质成分可不同的溶液 C、溶质势相等且溶质成分一定要相同的溶液 12、蒸腾系数指( )。 A、一定时间内,在单位叶面积上所蒸腾的水量 B、植物每消耗1kg水时所形成的干物质克数 C、植物制造1g干物质所消耗水分的克数 13、木质部中水分运输速度比薄壁细胞间水分运输速度( ) 。 A、快 B、慢 C、一样 14、植物的水分临界期是指( )。 A、对水分缺乏最敏感的时期 B、对水需求最少的时期 C、对水利用率最高的时期 15、水分在绿色植物中是各组分中占比例最大的,对于生长旺盛的植物组织和细胞其水 分含量大约占鲜重的( )。 A、50%~70% B、90%以上 C、70%~90% 四、是非题 1、当细胞内的ψw等于0时,该细胞的吸水能力很强。( ) 2、细胞的ψg很小,通常忽略不计。( ) 3、将ψp=0的细胞放入等渗溶液中,细胞的体积会发生变化。( ) 4、压力势(ψp)与膨压的概念是一样的。( ) 5、细胞间水分的流动取决于它的ψπ差。( ) 6、蒸腾拉力引起被动吸水,这种吸水与水势梯度无关。( ) 7、保卫细胞进行光合作用时,渗透势增高,水分进入,气孔张开。( ) 8、溶液的浓度越高,ψπ就越高,ψw也越高。( )

第2章 植物的水分代谢复习资料

第2章植物的水分代谢 第一节水在植物生命活动中的意义 1.1 植物的含水量 一般来说,植物组织含水量一般为70%~90%。 草本>木本,水生>陆生 潮湿环境,阴生植物>干燥、向阳环境中的植物 生长旺盛和代谢活跃的器官或组织含水量较高。 1.2 植物体内水分的存在状态 束缚水(bound water):指细胞内与原生质胶粒紧密结合而不能自由移动的水分。 自由水(free water):指细胞内距离原生质胶粒较远而可以自由移动的水分。 这种划分是相对的,两种水分之间没有明显的界限。 自由水/束缚水是衡量植物代谢强弱和抗性强弱的生理指标之一。 1.3 水对植物的生理生态作用 生理作用: 1、水是原生质的重要组分; 2、水参与植物代谢过程(原料、参与); 3、水是植物吸收、运输物质的良好介质; 4、水能使植物保持固有姿态; 5、水能促进细胞的分裂和生长。 生态作用: 1、调节植物体温; 高比热:稳定植物体温 高汽化热:降低体温,避免高温危害 介电常数高:有利于离子的溶解 2、水对可见光有良好的通透性; 3、水可调节植物的生存环境。 第二节植物细胞对水分的吸收 一、植物细胞的渗透现象 1、渗透作用(osmosis):在一个系统中,水分通过半透膜从水势高的一方向水势低的一方移动的现象。(两个条件:半透膜、水势差) 渗透装置的条件 1、具有半透膜 2、半透膜两侧具有浓度差 植物细胞是一个渗透系统 二、水势的概念 水势(Ψw ):水的化学势,即偏每摩尔体积水所含的自由能。 自由能(G):系统中物质能用于做功的潜在能量。 束缚能:系统中物质不能用于做功的潜在能量。 化学势(μ):每偏摩尔体积某物质所含的自由能。 化学势是能量概念,单位为J/mol [J=N(牛)·m], 偏摩尔体积的单位为m3/mol

2 第2章 植物的水分生理--自测题

第 2 章 植物的水分生理 自测题: 一、名词解释: 1水分代谢 2.水势 3.渗透势 4.压力势 5. 衬质势 6.重力势 7.自由水 8.束缚水 9.渗透作用 10.吸胀作用 11.代谢性吸水 12.水的偏摩尔体积 13.化学势 14.水通道蛋白 15.吐水 16.伤流 17.根压 18.蒸腾拉力 19.蒸腾作用 20.蒸腾速率 21.蒸腾比率 22.蒸腾系数 23.小孔扩散律 24 .永久萎蔫 25.临界水势 26.水分临界期 27.生理干旱 28.内聚力学说 29.节水农业 二、 缩写符号翻译: 1. atm 2.bar 3.MPa 4.Pa 5.PMA 6.RH 7.RWC 8.μw 9.V w 10.Wact 11.Ws 12.WUE 13.ψw 14.ψp 15.ψs 16.ψm 17.ψπ 18.AQP 19.RDI 20.SPAC 三、 填空题: 1.植物细胞吸水方式有 、 和 。 2.植物调节蒸腾的方式有 、 和 。 3.植物散失水分的方式有 和 。 4.植物细胞内水分存在的状态有 和 。 5.水孔蛋白存在于细胞的 和 上。水孔蛋白活化依靠 作用调节。 6.细胞质壁分离现象可以解决下列问题: 、 和 。 7.自由水/束缚水比值越大,则代谢 ;其比值越小,则植物的抗逆性 。 8.一个典型细胞的水势等于 ;具有液泡的细胞的水势等于 ;干种子细胞的水势等于 。 9.形成液泡后,细胞主要靠 吸水。 10.风干种子的萌发吸水主要靠 。 11.溶液的水势就是溶液的 。 12.溶液的渗透势决定于溶液中 。 13.在细胞初始质壁分离时,细胞的水势等于 ,压力势等于 。 14.当细胞吸水达到饱和时,细胞的水势等于 ,渗透势与压力势绝对值 。 15.将一个ψp=-ψs 的细胞放入纯水中,则细胞的体积 。 16.相邻两细胞间水分的移动方向,决定于两细胞间的 。 17.植物可利用水的土壤水势范围为 。 18.植物根系吸水方式有: 和 。前者的动力是__ ,后者的动力是 。 19.证明根压存在的证据有 和 。 20.对于大多数植物,当土壤含水量达到永久萎蔫系数时,其水势约为 MPa,该水势称为 。 21.叶片的蒸腾作用有两种方式: 和 。 22.某植物制造10克干物质需消耗5公斤水,其蒸腾系数 。 23.水分在茎、叶细胞内的运输有两种途径1. 细胞,2. 细胞。 24.小麦的第一个水分临界期是 ,第二个水分临界期是 。

植物的水分代谢复习题参考答案

第二章植物的水分代谢复习题参考答案 一、名词解释 1、水分代谢( water metabolism):植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。 2、水势(water potential ):每偏摩尔体积水的化学势差。符号:ψw 3、渗透势(osmotic potential ):由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水 势降低值,符号ψ π。用负值表示。亦称溶质势(ψ s )。 4、压力势(water potential ):由于细胞壁压力的存在而增大的水势值。一 般为正值。符号:ψ p 。初始质壁分离时,ψ p 为0;剧烈蒸腾时,ψ p 会呈负值。 5、衬质势(water potential): 由于细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水 的束缚而引起的水势降低值,以负值表示。符号:ψ m 6、重力势(water potential ):由于重力的存在而使体系水势增加的数值。符号:ψg 。 7、自由水:距离胶粒较远而可以自由流动的水分。 8、束缚水:靠近胶粒而被胶粒所束缚,不易自由流动的水分。 9、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。 10、吸涨作用:亲水胶体吸水膨胀的现象。 11、代谢性吸水:利用细胞呼吸释放出的能量,使水分经过质膜进入细胞的过程。 12、水的偏摩尔体积:在温度、压强及其他组分不变的条件下,在无限大的 体系中加入1摩尔水时,对体系体积的增量。符号V- w 13、化学势:一种物质每mol的自由能就是该物质的化学势。 14、水通道蛋白:存在于生物膜上的一类具有选择性、高效转运水分功能的内在蛋白,亦称水孔蛋白。 15、吐水:从未受伤的叶片尖端或边缘的水孔向外溢出液滴的现象。 16、伤流:从受伤或折断的植物器官、组织伤口处溢出液体的现象。 17、根压:植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。 18、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。 19、蒸腾作用:水分以气体状态通过植物体表面从体内散失到体外的现象。 20、蒸腾速率:又称蒸腾强度,指植物在单位时间内,单位叶面积通过蒸腾作用而散失的水分量。(g/dm2·h) 21、蒸腾比率:植物每消耗1kg水时所形成的干物质重量(g)。 22、蒸腾系数:植物制造1g干物质所需消耗的水分量(g)。又称为需水量。它是蒸腾比率的倒数。 23、小孔扩散律:指气孔通过多孔表面的扩散速率不与其面积成正比,而与小孔的周长成正比的规律。 24、永久萎蔫:萎蔫植物若在蒸腾速率降低以后仍不能恢复正常,这样的萎蔫就称为永久萎蔫。 25、临界水势:气孔开始关闭的水势。 26、水分临界期:植物对水分缺乏最敏感的时期。一般为花粉母细胞四分体形成期。 27、生理干旱:盐土中栽培的作物,由于土壤溶液的水势低,吸收水分较为

第一章 植物的水分代谢

第一章植物的水分代谢 一填空题 1 淀粉磷酸化酶在pH值降低时催化________转变为________,在光下由于光合作用的进行,保卫细胞中的________减少,pH值上升。 2 典型植物细胞的水势是由________组成的,细胞间水分子移动的方向决定于________,即水势________的细胞向水势________的细胞方向流动。 3 植物根系吸水的动力是________和________,其中________较为重要。 4 将已发生质壁分离的细胞放入清水中,细胞的水势变化趋势是________,细胞的渗透势________,压力势________。当________时,细胞停止吸水。 5 水分在植物细胞内以________和________状态存在,________比值大时,代谢旺盛;________比值小时,代谢降低。 6 在相同________下,一个系统中一偏摩尔容积的________与一偏摩尔容积的________之间的________,叫作水势。 7 ________和________现象可以证明根压的存在。 8 当相邻两个植物细胞连在一起时,水分移动方向决定于两端细胞的________。 9 植物对蒸腾的调节方式有________、________和________。 10 植物根部吸水能力最强的部位为________,因为________________。 二是非题 1 Leave is always the source and root is always the sink in the source-sink relationship. () 2 Osmotic adjustment is an active process in reducing the plant osmotic potential during water deficiency. () 3 小麦从灌浆期倒乳熟末期是它的第二水分临界期。() 4 伤流速度主要取决于木质部溶液与外界溶液的水势差。() 5 深秋的早晨,树木花草叶面上有许多水滴,这种现象称为吐水。() 6 落叶乔木在春天芽刚萌动时主要依靠根压吸收水分。() 7 植物的蒸腾比率越大,说明其越抗旱。() 8 土壤中水分越多,对植物吸收越有利。() 9 植物蒸腾系数大,说明其利用水效率低。() 10 蒸腾效率高的植物,一定是蒸腾量小的植物。() 11 具液泡的细胞,其衬质势数值很小,通常忽略不计。() 12 细胞水势在根部距离导管越远,则越高。() 三选择题 1 The direction of water movement between adjacent cells is determined by the _______ gradient of the cells. A. water potential B. osmotic potential C. pressure potential D. matric potential 2 The loss of water from plants is called ____ and typically occurs through the ____. A. evaporation, leaves B. transpiration, leaves C. transpiration, stem D. osmosis, roots

植物的水分代谢复习题

植物的水分代复习题 一、名词解释 1、水分代; 2、水势; 3、渗透势; 4、压力势; 5、衬质势; 6、重力势; 7、自由水; 8、束缚水; 9、渗透作用;10、吸胀作用;11、代性吸水;12、水的偏摩尔体积;13、化学势;14、水通道蛋白;15、吐水;16、伤流;17、根压; 18、蒸腾拉力;19、蒸腾作用;20、蒸腾速率;21、蒸腾比率;22、蒸腾系数; 23、小孔扩散律;24、永久萎蔫;25、临界水势;26、水分临界期;27、生理干旱;28、聚力学说;29、初干;30、节水农业。 二、缩写符号翻译 1、atm; 2、bar; 3、Mpa; 4、Pa; 5、PMA; 6、RH; 7、RWC; 8、μw; 9、Vw;10、Wact;11、Ws;12、WUE;13、ψw;14、ψp;15、ψs;16、ψm;17、ψπ;18、AQP;19、RDI;20、SPAC。 三、填空题 1、植物细胞吸水方式有渗透性吸水、吸胀吸水和代性吸水。 2、植物调节蒸腾的方式有气孔关闭、初干和暂时萎蔫。 3、植物散失水分的方式有蒸腾作用和吐水。 4、植物细胞水分存在的状态有自由水和束缚水。 5、水孔蛋白存在于细胞的液泡膜和质膜上。水孔蛋白活化依靠磷酸化/脱磷酸化作用调节。 6、细胞质壁分离现象可以解决下列问题:判断膜的半透性、判断细胞死活 和测定细胞渗透势。

7、自由水/束缚水比值越大,则代越旺盛;其比值越小,则植物的抗逆性越强。 8、一个典型细胞的水势等于ψπ+ψp+ψm;具有液泡的细胞的水势等于ψπ+ψp;干种子细胞的水势等于ψm。 9、形成液泡后,细胞主要靠渗透性吸水。 10、风干种子的萌发吸水主要靠吸胀作用。 11、溶液的水势就是溶液的渗透势。 12、溶液的渗透势决定于溶液中溶质颗粒总数。 13、在细胞初始质壁分离时,细胞的水势等于ψπ,压力势等于零。 14、当细胞吸水达到饱和时,细胞的水势等于零,渗透势与压力势绝对值相等。 15、将一个ψp=-ψs的细胞放入纯水中,则细胞的体积不变。 16、相邻两细胞间水分的移动方向,决定于两细胞间的水势差异。 17、植物可利用水的土壤水势围为-0.05MPa~-0.30MPa。 18、植物根系吸水方式有:主动吸水和被动吸水。前者的动力是__根压______后者的动力是蒸腾拉力。 19、证明根压存在的证据有吐水和伤流。 20、对于大多数植物,当土壤含水量达到永久萎蔫系数时,其水势约为-1.5MPa MPa,该水势称为永久萎蔫点。 21、叶片的蒸腾作用有两种方式:角质蒸腾和气孔蒸腾。

植物生理学第一章课后习题含答案

第一章 、英译中(Translate) 植物的水分生理 7.semipermeable membrane 32.stomatal transpiration 13. matric potential 38.stomatal frequency 14.solute potential 39.transpiration rate 19.plasma membrane-intrinsic prot(ein 44.transpiration-cohesion-tension th(eory 1.water metabolism 26.bleedin g 2.colloidal system 27.guttati on 3.bound energy 28.transpirational pull 4.free energy 29.transpirat ion 5.chemical potential 30.lenticular transpiration 6.water potential 31.cuticular transpiration 8. osmosis 33.stomatal movement 9. plasmolysis 34.starch-sugar conversion theory ( 10. deplasmolysis 35.inorganic ion uptake theory ( 11. osmotic potential 12. pressure potential 36.malate production theory ( 37.light-activated+-Hpumping ATPase ( 15.water potential gradient 40.transpiration ratio 16.imbibiti on 41.transpiration coefficient 17.aquapori n 42.cohesive force 18.tonoplast-intrinsic protein7 43.cohesion theory 20.apoplast pathway 21.transmembrane pathway 46.sprinkling irrigation 22.symplast pathway 47.drip irrigation 23.cellular pathway 48. diffusion 24.casparian strip 25.root 49. mass flow 二、中译英 (Translate) 3 .束缚能 2.胶体系统4.自由能

第2章 植物的水分的生理-复习题

第二章植物的水分的生理 一.名词解释: 束缚水(bound water) 自由水(free water) 化学势(chemical potential) 水势(water potential) ★ 溶质势(solute potential,Ψs) 渗透势(osmotic potential,ψπ) 衬质势(matrix potential Ψm) 压力势(pressure potential Ψp) 重力势(gravitational potential Ψg) 渗透作用(osmosis):溶液中的溶质分子通过半透膜扩散的现象。 水通道蛋白(water channel protein):存在于生物膜上,分子量为28000,具有通透水分功能的内在蛋白,也叫水孔蛋白(aquaporins, AQPs)。★ 吸胀吸水(imbibing absorption of water):依赖于较低的衬质势而引起的吸水。 吸胀作用(imbibition):亲水胶体物质吸水膨胀的现象。 根压(root pressure):由于植物根系生理活动而促使液流从根部上升的压力。 伤流(bleeding):从受伤或折断的植物组织伤口处溢出液体的现象。伤流液的数量和成分,可作根系活动能力强弱的生理指标。 吐水(guttation):生长在土壤水分充足,潮湿的环境中的植株叶片尖端或边缘的水孔向外溢出液滴的现象。它可作为根系生理活动的生理指标,还可以用来判断苗的长势强弱。 暂时萎蔫(temporary wilting);蒸腾速率降低后,萎蔫植株可恢复正常的现象。 ★永久萎蔫(permament wilting)若蒸腾速率降低后,仍不能使wilting植物恢复正常。永久萎蔫的实质是soil 的水势等于或低于植物根系的水势,永久萎蔫持续过常会引起植株死亡。 小孔扩散率(small pore diffusion law):气体通过多孔表面扩散的速率,不与小孔的面积成正比,而与周长成正比。 蒸腾速率(transpiration rate):指单位时间,单位面积上通过蒸腾作用散失的能量,又叫蒸腾强度和蒸腾率。 蒸腾系数(transpiration coefficient):植物每制造出1g干物质所消耗水分的克数,它是蒸腾效率的倒数,又称需水量(water requirement)。 蒸腾效率(transpiration ratio):植物每蒸腾1Kg水时所形成的干物质的克数。 内聚力学说(cohesion theory):通常用爱尔兰人狄克逊(H.H.Dixon)提出的蒸腾流——内聚力——张力学说。即水分的内聚力大于张力,从而保证水分在植物体内向上运输的学说。该学说认为植物体内水分上升的动力主要是蒸腾拉力,尽管输导组织内的水柱自身存在重力及水流阻力,当受到上部蒸腾拉力的牵引时,水柱即受到一种张力作用。由于水的内聚力大于张力,还由于水与输导组织间有较强的附着力,所以水柱不会中断而使水分向上运输。内聚力学说也称蒸腾流内聚力张力学说。★ 水分临界期(critical period of water):植物在生命周期中,对缺水最敏感、最易受害的时期。一般而言,植物的水分临界期多处于花粉母细胞四分体形成期。这个时期一旦缺水,就使性器官发育不正常。作物的水分临界期可作为合理灌溉的一种依据。 ★田间持水量:(field capacity)指当soil中重力水全部排除,而保留全部毛管水和束缚水时的soil含水量,通常以水分占soil干重的百分比表示。田间持水量一般砂壤土14~18%,中壤土22~27%,黏土41~47%。他是土壤耕作性质的重要指标,当土壤含水量为田间持水量的70%左右时,最适宜耕作。 二.问答题 1.简述水分在植物生命活动中的作用?

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