植物生理学Chapter1
植物生理学第1章 水分代谢
3、细胞间的水分移动
土壤水势>植物根水势>茎木质部水势>叶片水势>大气水势
4、水分在植物体内的迁移方式 迁移方式主要有两种：集流和扩散
（1）扩散：是物质分子（包括气体分子、水分子、 溶质分子等）从高浓度区域向低浓度区域转移，直 到分布均匀的现象。水分子可以从高水势区域向低 水势区域扩散，但比较慢。 （2）集流：是在外力的作用下，大量水分子快速运 动的现象。如导管的输水作用。 （ 3）渗透作用（osmosis)：是指液体通过半透膜进 行扩散的现象，是扩散作用的一种特殊形式。
渗透作用（ osmosis) ：是指水分从水势高的系 统通过半透膜向水势低的系统进行扩散的现象， 是扩散作用的一种特殊形式。
图1.2 渗透作用示意图
稀溶液的渗透势可用范特· 霍 夫 （ Vant Hoff）计算渗透压的公式来计算： ψs=ψπ=-iCRT
式中 i为溶质的解离系数； C为溶质的体 积 摩 尔 浓 度 （ mol· L-1 ） ； R 为 气 体 常 数 (0.0083dm3· Mpa· mol-1· K-1) ； T 为绝对温度 (K) 。 对于一个开放系统来说，在常温常压下， 溶液的水势就等于其渗透势。
土壤中的水分是以集流的方式向根部移
动。水分移动的速率与土质有关。
农业的节水灌溉
微灌技术：有微喷灌、滴灌、渗灌及微管灌等。 将灌溉水加压、过滤，经各级管道和灌水器具灌水于 作物根际附近。微灌技术具有以下优点: (1) 微灌技术的节水效益更显著。与地面灌溉相比， 可节水 80％～ 85 ％ .(2) 同时微灌可以与施肥结合，利 用施肥器将可溶性的肥料随水施入作物根区，及时补 充作物需要的水分和养分，增产效果好。 (3) 微灌可 以使土壤疏松、保持颗粒状。（ 4）微灌使地表干燥， 不利于杂草生长。
植物生理学第一章
33
水通道蛋白或水孔蛋白（aquaporins
H2O Small neutral solutes
AQP ）
H2O
NP N P
A
A
是指细胞膜或液泡膜上具有选择性、高效转运水 分的通道蛋白。含保守的NPA序列。
生理功能：生殖生长、细胞伸长、保卫细胞和叶枕运动、 细胞膨压和体积调节、蒸腾流和栓塞去除，木质部和韧皮 部水分循环、矿质营养吸收、对旱和盐胁迫的响应。
11
第二节 植物细胞对水分的吸收
植物细胞吸水主要有2种方式： 1、未形成液泡的细胞，靠吸胀作用吸水； 2、液泡形成以后，细胞主要靠渗透作用吸水。
中心问题：控制水分在细胞与细胞之间、细 胞与环境之间运动的因素。
12
一、植物细胞的渗透性吸水
（一）自由能和水势
自由能：是在温度恒定的条件下可用于作功的能量。 化学势：1mol物质的自由能就是该物质的化学势。 可衡量物质反应或作功所用的能量。 • 衡量水分反应或做功能量的高低----水势
低 温 温度
适 温
高 温
低温：水和原生质粘度增加，水扩散速率下降； 呼吸作用减弱，影响吸水；根系生长缓慢，有碍 吸水表面的增加。“午不浇园” 高温：根易木质化，导水性下降。
42
4.土壤溶液浓度
根系细胞水势必须低于 土壤溶液的水势，才能 从土壤中吸水 。 化肥施用过量或过于集 中时，产生"烧苗"现象。
植物的水分代谢(water metabolism) 植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过 程。 “有收无收在于水”
4
第一节 植物对水分的需要 第二节 植物细胞对水分的吸收 第三节 根系吸水和水分向上运输 第四节 植物的蒸腾作用 第五节 合理灌溉的生理基础
植物生理学第一章
cell水势、溶质势、压力势/MPa
1.5 1.0 0.5 0 -0.5 -1.0 -1.5 -2.0 -2.5
0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 相对体积
质壁分离现象可以解决下列问题
√ 说明原生质层是半透膜 √ 判断细胞死活 √ 测定细胞的渗透势 √ 观察物质通过细胞的速率。
一、植物含水量（Water content) 1、不同植物含水量不同
2、不同环境中的植物含水量不同 3、不同组织和器官含水量不同
二、植物体内水分存在状态和作用
1、水分存在状态
（1）束缚水（Bound water) （2）自由水（Free water)
自由水/束缚水
蛋白质
自由水 束缚水
自由水和束缚水分布示意图
水信道的研究之所以热门，是因为它与体液的排出有关。特别 是肾脏，它每天都得从尿液中回收水份，以调节体内的含水量。体 液的滞留，可能会引起郁血性心脏衰竭，而许多遗传疾病也与 aquaporin的缺陷有关，例如肾性尿崩症（nephrogenic diabetes insipidus）。水信道的发现，可以说是为生物科技与医学界开启了 另一个相当重要的研究领域。
几种常见化合物的水势
溶液
Ψw /Mpa
纯水
0
Hoagland营养液
-0.05
海水
-2.50
1mol·L-1蔗糖
-2.69
1mol·L-1 KCl
-4.50
水势 1、判断水分移动方向。高 低 2、作为灌溉指标。
（3）渗透势（Osmotic potential） 也称溶质势,用Ψπ表示
由于溶质的加入而降低的那一部分水势。 恒为负值。
细胞膜的结构与功能
金属离子：主要是钙离子。
细胞膜结构模型
三、细胞膜的基本结构
目前细胞膜结构主要用Singer 和 Nicolson于1972年提出的流动镶嵌模型解释，下面我们以流动镶嵌模型为基础，总结细胞膜的结构的主要特征： 1. 脂类物质，主要是磷脂 构成生物膜的骨架，在膜中，磷脂以双分子层的形式存在，在双分子层中，磷脂的疏水基团（脂肪酸链），疏水基团向外。 2．生物膜中含有蛋白质，蛋白质有两种存在方式，一种吸附在脂类双层两侧，称为外在蛋白或周边蛋白，另一种镶嵌在脂类双层中，称为内在蛋白或整合蛋白，内在蛋白有的部分嵌入膜脂双层中，有的贯穿脂类双层。
３．膜中各种组分在膜上的分布是不对称的，具体表现在： (1) 膜脂分布的不对称性，脂质双层组成的不对称性。脂类双层的外层往往含有较多的磷脂酰胆碱（也称为卵磷脂），内层含磷脂酰乙醇胺（脑磷脂）和磷脂酰丝氨酸较多。 在脂类双层的不同区域所含有的脂类种类不完全相同，脂类两个单分子层中所含有的脂类的数量也不相同。 (2) 膜蛋白发布的不对称性： (3) 膜糖分布的不对称性，在质膜上主要分布在膜的外侧。
调节功能
调节细胞水势和维持细胞膨压 大多数植物细胞在生长时主要靠液泡大量地积累水分。中央液泡的出现使细胞与外界环境之间构成一个渗透系统，从而可调节细胞的吸水机能，维持细胞的挺度。
01
调节细胞的pH和离子稳态 液泡膜上存在的离子泵（proton pump,如H+-ATPase）可调节细胞内的pH和离子浓度，以维持细胞的正常代谢。
膜的流动性受很多因素的影响
膜的流动性受很多因素的影响 ① 脂肪酸种类的影响，含不饱和脂肪酸（亚油酸，亚麻酸）较多，流动性大，含饱和脂肪酸（软脂酸，硬脂酸）较多，流动性变小。 ② 蛋白质含量大流动性变小 ③ 胆固醇含量高，流动性变小。 ④ 缺少Ｃa2+，流动性变大 ⑤ 外界的温度 温度降低 温度升高 固态 液晶态 液态 流动性变小 流动性变大
植物生理学第一章-第六章
植物生理学：研究植物生命活动规律的科学。
第一章：自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。
束缚水：靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分。
水势Ψw：每偏摩尔体积水的化学势，单位Pa。
即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的商。
渗透势Ψs：由于溶质颗粒的存在而使水势降低的值。
压力势Ψp：细胞壁阻止原生质体吸水膨胀的力量，是增加水势的值。
重力势Ψg：水分因重力下移而增加水势的值。
衬质势Ψm：细胞内胶体物质的亲水性而引发水势降低的值。
质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质的部份移动。
此途径速度快。
跨膜途径：水分从一个细胞移动到另一个细胞，要两次通过质膜，还要通过液泡膜。
共质体途径：水分通过胞间连丝的吸收。
移动速度较慢。
根压：靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力。
伤流：从受伤或折断的植物组织溢出液体的现象。
吐水：从未受伤叶片尖端或边缘向外溢出液滴的现象。
蒸腾拉力：植物因蒸腾失水而产生的吸水动力，内聚力学说：这种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，称为内聚力学说。
蒸腾作用：水分以气体状态，通过植物体的表面（主如果叶片），从体内散失到体外的现象。
蒸腾速度：植物在一按时间内单位叶面积蒸腾的水量，用g/m2*h表示。
蒸腾比率：植物光合作用产生的干物质与蒸腾失水量的比值，用g.kg-1表示。
蒸腾系数：植物制造1 g干物质所需水分的克数，用g.g-1表示。
水分临界期：植物对水分不足最敏感的时期。
第二章：矿质营养：植物对矿物质的吸收、转运和同化灰分元素：指以氧化物形式存在于灰分中的元素，又叫矿质元素。
大量元素：植物对其需要量相对较大的元素，碳、氢、氧、氮、钾、钙、镁、磷、硫九种。
微量元素：植物需要量极微，稍多即发生迫害的元素，氯、铁、锰、硼、锌、铜、镍、钼八种。
通道运输理论：细胞质膜上有内在蛋白组成的通道，横跨膜的双侧，离子顺着跨膜的电化学势梯度进入细胞。
植物生理学第一章
一 细胞的渗透性吸水
㈠ 自由能和水势
1 自由能：是指在恒温下用于作功的能量，一种物质每 mol 的自由能 就是其化学势，可衡量物质反应或转移所用的能量。 水势( 可用衡量水分反应或转移所用能量的高低 2 水势(ψw )，可用衡量水分反应或转移所用能量的高低 来表示：
ψw=(μw-μwº )/ νw =Δμw/νw
Gravity (Yg)
The pull of gravity increases with height The gravity potential is a positive value Usually discounted from water potential relationship because few plants are tall enough for gravity to have an effect
Solute (or osmotic) potential (Ys)
Because water displays cohesion, water molecules interaction with other molecules and ions in solution (solutes) Interaction with solutes retards water movement (proportional to concentration) Since water movement is slowed by solutes, solute potential is a negative value
质壁分离现象实验 可解决下列问题: 可解决下列问题 ①说明原生质是半透膜 ②判断细胞死活 ③测细胞渗透势
㈣
细胞的水势
细胞水势： 细胞水势：ψw
《植物生理学》第一章 细胞生理ppt课件
第二节 细胞壁的结构与功能
细胞壁—是植物细胞外围的一层壁，具一定弹性 和硬度，界定细胞形状和大小。
一、细胞壁的组成
典型的细胞壁的组成： 胞间层(intercellular layer)、 初生壁(primary wall) 次生壁(secondary wall)
细胞壁的亚显微结构图解
细胞在初生壁内产生次生壁
有明显的膜包裹，形成 界限分明的细胞核 高度分化，形成多种细 胞器
有丝分裂
A模式图
B显微结构
大液泡 叶绿体 细胞壁 是植物细胞 区别于动物 细胞的三大 结构特征。
二、原生质的性质
• 原生质(protoplasm)是构成细胞的生活物质， 是细胞生命活动的物质基础。
组成原生质的各类物质的相对数量
1.带电性与亲水性 2.扩大界面 3.凝胶作用 4.吸胀作用
在植物细胞中，有不少分子如磷脂、蛋白质、核 酸、叶绿素、类胡萝卜素及多糖等在一定温度范围内 都可以形成液晶态。一些较大的颗粒像核仁、染色体 和核糖体也具有液晶结构。
液晶态与生命活动息息相关比如膜的流动性是生 物膜具有液晶特性的缘故。当温度过高时，膜会从液 晶态转变为液态，其流动性增大，膜透性加大，导致 细胞内葡萄糖和无机离子等大量流失。温度过低也会 使膜的液晶性质发生改变。
物质 水
蛋白质 DNA RNA 脂类 其他有机物 无机物
含量（%） 85 10 0.4 0.7 2 0.4 1.5
平均分子量
18ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ36000
107 4.0 ×105
700 250 55
由于原生质含有大量的水分，使它具有液体的某些性质， 如有很大的表面张力(surface tension)，因而裸露的原生 质体呈球形。
植物生理学第一章 ppt课件
i：溶质的解离常数 R: 气体常数（0 .082大气压/升. 摩尔. 度) T：绝对温度（273+t) C：摩尔浓度
（4）压力势（Pressure potential） 用Ψp 表示
具有一定刚性的细胞壁对细胞内容物施加 的压力而引起细胞内水势的变化值。
第一章 植物的水分代谢
第一节 植物对水分的需要
一、植物含水量 二、植物体内水分存在状态和作用
植物水分代谢（Water metabolism)： 水分的吸收，运输，蒸腾
一、植物含水量（Water content) 1、不同植物含水量不同
2、不同环境中的植物含水量不同 3、不同组织和器官含水量不同
水的自由能差。
用ψw表示 单位：大气压、巴、兆帕 1Mpa=10 bar, 1 大气压=1.013 巴 标准状况下，纯水的水势为零
Vw，m ：偏摩尔体积，指在恒温恒压、 其它组分不变的条件下，加入1摩尔的水所 引起的体积增量。
如：纯水的摩尔体积是18cm3,将其 加入极大体系的80%乙醇中，最终体积 是16cm3，水的偏摩尔体积是多少？ （16cm3）
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。
2、细胞的水势构成：
Ψw=Ψπ + Ψp + Ψg
⑴重力势：水分因重力下移于相反力量相等时 的力量。
⑵细胞体积和Ψw、Ψπ、Ψp的关系
①初始质壁分离时，V=1.0，
Ψp= 0， Ψw = Ψs = -2.0MPa
②充分膨胀时，V=1.5，
三、渗透作用 1、细胞和土壤溶液构成一个渗透系统 （1）渗透系统（Osmotic system) 用半透膜将两种不同浓度溶液分开
植物生理学1、9章
第一章、水分代谢1、细胞对水分的吸收水分存在状态：自由水、束缚水水势组成、细胞吸水与水势的关系ψw（水势）＝ψs（溶质势）＋ψm（衬质势）＋ψp（压力势）＋ψg（重力势），成熟的植物细胞的水势主要由溶质势、压力势组成，忽略衬质势和重力势，；未形成液泡的非成熟细胞水势主要是衬质势，进行吸胀吸水。
当细胞水势大于外界溶液水势时，细胞失水；当细胞水势小于外界溶液水势时，细胞吸水；两者相等时，既不失水，也不吸水。
渗透性吸水：具液泡的成熟的细胞通过渗透作用的吸水方式；吸胀性吸水：未形成液泡的细胞通过吸胀作用的吸水方式；2、根系对水分的吸收方式、途径及动力方式：主动吸收、被动吸收途径：质外体途径（由细胞壁、细胞间隙、胞间层及导管空腔等无生命的部分组成，对水分运输的阻力小）、共质体途径（所有细胞的原生质体通过胞间连丝和内质网连成的整体，对水分运输的阻力较大）、跨膜途径（运输阻力大，作用小）动力：根压、蒸腾拉力3、蒸腾作用：衡量指标、发生部位、意义；气孔运动机理；衡量指标：蒸腾速率、蒸腾效率或蒸腾系数发生部位：植物幼小时，地面以上的全部表面皮孔—高大木本植物，约占全部蒸腾0.1%叶片（1）角质层蒸腾—约占全部蒸腾的5～10%（2）气孔蒸腾—主要方式意义：1、有利于水分的吸收和运输蒸腾拉力是高大树木(木本植物)吸水的主要动力2、有利于矿物质和有机物的吸收和运输3、防止叶片高温烧伤4、蒸腾作用正常进行时，气孔是开放的，有利于CO2的吸收和同化.（气孔是植物水蒸气、CO2、O2进出的共用通道）气孔运动机理：1）淀粉—糖变学说白天：保卫细胞内CO2下降，pH上升到7.0，淀粉磷酸化酶催化淀粉水解成糖，引起保卫细胞渗透势下降，吸水膨胀，气孔开放。
黑暗中：保卫细胞光合作用停止，呼吸仍进行，CO2积累，pH下降到5.0，淀粉磷酸化酶催化糖转化成淀粉，引起保卫细胞渗透势升高，水势升高，失水收缩，气孔关闭。
2）K+积累学说（又称为无机离子泵学说）光照下：保卫细胞叶绿体进行光合磷酸化产生ATP →激活质膜H+-ATPase →分解ATP →分泌H+到细胞壁的同时，把外面的K+吸进保卫细胞的液泡，Cl-也伴随进入，与苹果酸根阴离子共同平衡K+的电性→Ψw下降→吸水膨胀→气孔打开.黑暗下：因缺乏ATP，驱使K+外流至周围细胞，并伴随阴离子释放，Ψw 上升→失水收缩→气孔关闭.（3）苹果酸代谢学说光下：保卫细胞进行光合作用→胞内[CO2]降低→pH 升高→PEPC活性增强→（HCO3- + PEP →OAA（草酰乙酸）→苹果酸）→苹果酸解离成H+和苹果酸根→H+在H+/K+泵驱动下与K+交换，K+进入液泡→苹果酸根进入液泡,与Cl-共同平衡K+的电性→Ψw降低→细胞吸水膨胀→气孔打开.黑暗下：上述过程逆转。
植物生理学手册
植物生理学手册-------------------------------------------------------------------------------- Chapter 11、胞间连丝（plasmodesma）：指从一个细胞的细胞膜连接到另一个细胞的细胞膜，贯穿细胞壁、胞间层，连接两细胞原生质的管状通道。
结构上存在三种状态：a.封闭态、b.可控态、c.开放态。
2、共质体（symplast）：植物体活细胞的原生质体通过胞间连丝形成的一个连续的整体，也叫内植物空间。
3、质外体（ayoplast）：质膜以外的胞间层、细胞壁以及细胞间隙彼此连接形成的一个连接的整体。
Plant间的通道：（1）胞间连丝；（2）自由空间——共质体、质外体。
4、自由水（free water）：细胞质主要由蛋白质组成，其水溶液具有胶体性质，故细胞质是一个胶体系统。
细胞质胶体微料具有显著的亲水性，其表面吸附有很多水分子，形成一层很厚的水层。
距离胶料较远而可以自由流动的水分，称自由水。
5、束缚水（bound water）：靠近细胞质胶体微料而被胶料吸附束缚不易自由流动的水分称束缚水。
6、自由水存在意义：参与各种代谢作用，它的含量制约着植物的代谢程度。
如光合、呼吸及生长速率。
自由水占总含量的百分比越大，则植物代谢越旺盛。
7、束缚水存在意义：不参与代谢作用，但植物需要通过低微的代谢强度去度过不良的外界条件，因而束缚水含量与植物抗性大小有密切关系。
8、植物对水分的吸收方式：a.吸涨吸水、b.渗透性吸水、c.代谢性吸水。
9、植物根系吸水的途径：a.质外体途径、b.跨膜途径、c.共质体途径。
10、植物根系吸水方式及动力：a.被动吸水：蒸腾作用、b.主动吸水：根压。
11、水分进入细胞的途径：（1）单个水分子通过膜脂双分子层的间隙扩散进入细胞，较慢；（2）水集流通过质膜上水孔蛋白中的水通道进入，比较快。
12、气孔运动（stomatal movement）：大多数plant的气孔白天张开，晚上关闭的现象。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1.3 Role of water in plant life
(1)Component of protoplasm 植物细胞原生质含水量一般在70-90%. (2)Substrate for plant metabolism 光合,呼吸,有机物合成与分解. (3)Solution for plant absorption and transportation (4)Keeping plant in posture (extension) (5) Balance plant temperature
高浓度溶液中, 高浓度溶液中,植 物细胞液泡失水, 物细胞液泡失水, 原生质体与细胞壁 分离的现象. 分离的现象.
Plasmolysis Deplasmolysis
低浓度溶液中, 低浓度溶液中,植 物细胞液泡吸水, 物细胞液泡吸水, 原生质体与细胞壁 重新接触的现象. 重新接触的现象.
植物细胞质壁分离和复原示意图
1.2 Water content and status in plant(植物 的含水量及水分存在状态) 1.2.1 Water content. .
植物种类 : 水生90%以上>陆生40-90% >旱生 植物种类: (沙漠)植物6%.木本<草本植物. 植物生长环境:阴生>阳生. 植物生长环境: 植物器官:生长点,根尖,幼嫩茎 植物器官:生长点,根尖,幼嫩茎等达90%以 上>功能叶70-90% >树干为40-50% >休眠芽为 40% >风干种子为8-14%. 凡是生命活动越旺盛的部分,含水量也越高.
膨压
Ψm——matric potential(衬质势). (
细胞内胶体物质(如蛋白质,淀粉,细胞壁物 细胞内胶体物质( 质等)对水分吸附而引起水势降低的值 对水分吸附而引起水势降低的值. 对水分吸附而引起水势降低的值 为负值. 干燥种子的Ψm可达-100MPa; 未形成液泡的细胞具有明显的衬质势, 已形成液泡的细胞(-0.01MPa左右),可以略 而不计. 一般植物细胞水势:Ψw=Ψs+Ψp.
2.1.1 Free energy, chemical potential and water potential bound energy和free energy. 自由能 自由能是指能够作功的能量和参与反应 化学势, 的本领.自由能/每摩尔物质 化学势, 是一种物质能够用于作功或发生反应的 能量度量.植物生理学 水势.
Ψw=(w / Vw) - (0w/Vw) =(w-0w)/Vw =w/Vw
代表水参与化学反应和移动的本领.
人为地设定在等温等压条件下,纯水的 水势为零Ψw0=0.溶液的水势就小于0, 为负值.溶液越浓,其水势的负值越大. Ψw的单位是MPa=106Pa=10bar. 海水为-2.5M Pa, 1M NaCl 为–4.46MPa, 植物细胞在-0.1~1.5MPa.
1.5
特例 1,强烈蒸腾下细胞 , 充Ψp为负值 分 吸 2,初始质壁分离细胞 , 水
1
0.5
0
-0.5
-1
Ψp=0, Ψw= Ψs
3,充分吸水细胞 ,
-1.5
-2
-2.5 0.9 1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
Ψw=0,Ψp= -Ψs
Cell volume(times)
初始质 壁分离
水分子沿壁上升 示意图
D. High dielectric constant(高介电常数 高介电常数) 高介电常数 and a good solvent (良好的溶剂 良好的溶剂) 良好的溶剂
+ + 带电 颗粒 + + + ++ + + 带电 + 颗粒 + + + + + + +
+
亲水胶粒与水化层示意图
Section2 Water absorption by plant cell
三种方式: Osmosis absorption; imbibition absorption; metabolism absorption. 其中以渗透性吸水为主.
2.1 Osmosis absorption by plant cell 细胞的渗透性吸水
Section3 Absorption of water by plant root 3.1 吸水部位
根系主要吸水 区域——根毛区 区域 根毛区
数量度多,吸收面积大; 数量度多,吸收面积大; 细胞壁较薄,透水性好; 细胞壁较薄,透水性好; 输导组织发达. 输导组织发达. 栽植物时要带土,尽量减少根毛损伤, 栽植物时要带土,尽量减少根毛损伤, 以利成活. 以利成活
2.1.5 Water movement between cells in plant——决定于Ψw
Ψs = -1.2MPa Ψp = 1.0MPa Ψs = -1.0MPa Ψp = 0.9MPa Ψs = -0.8MPa Ψp = 0.4MPa
A
B
CLeabharlann A Ψs = -1.2MPa Ψp = 1.0MPa Ψw =-0.2MPa
2.3 Metabolic absorption of water of plant cell 利用细胞呼吸释放出的能量,使水分通过质 利用细胞呼吸释放出的能量, 膜而进入细胞的过程. 膜而进入细胞的过程 抑制呼吸(二硝基酚,N3- 等)——细胞吸水也 减少;促进呼吸(通气,加糖)——细胞吸 水就增强. Water channel proteins or aquaproteins (水通 道蛋白或水孔蛋白)指细胞膜或液泡膜上, 可减少水分跨膜阻力,加快水分进出生物膜 的一类蛋白质. 分子量28kD,基因已克隆.
3.2 Mechanism of water absorption by
root——主动吸水和被动吸水 主动吸水和被动吸水 3.2.1 Active absorption of water 根系本身生理活动而引起植物吸收水分 的现象. 的现象.
Bleeding (伤流 伤流)——汁液从残 伤流 汁液从残 茎的切口溢出——伤流液 茎的切口溢出 伤流液 (bleeding sap). Root pressure (根压 ,由于根系的生理 根压), 根压 活动使液流从根部沿木质部导管上升的 压力. 压力.一般为0.1-0.2MPa . 它大小和成分代表根生理活动和强弱
Chapter 1 Water Relationship in Plant
植物的水分的吸收,体内运输分配以及的排 出的过程——水分代谢."有收无收在于水,多 收少收在于肥".
Section1 Role of water in plant life 1.1.Structure and physi-chemical characters of water
water potential:水势是指同温同压同一系 : 统中,一偏摩尔体积( ) 统中,一偏摩尔体积(V)水(含溶质的 的自由能( 与一摩尔体积( ) 水)的自由能 w)与一摩尔体积(V)纯 水的自由能( 的差值 的差值(w).Water 水的自由能 0w)的差值 . potential is defined as the difference in free energy per unit volume, between matrically -bound, pressurized, or osmoticallyconstrained water and pure water. .
2.1.2 Osmosis and osmotic potential Diffusion(扩散 扩散):浓度较高 浓度较低迁移. 扩散
Osmosis (渗透作用 指溶剂分子通过半 渗透作用)是指溶剂分子通过半 渗透作用 透膜(semipermeable membrane)的扩散 透膜 的扩散 作用. 作用
半 透 性 膜
半透性膜:动物膀胱,蚕豆种皮,透析袋. Osmotic potential ( 渗 透 势 —Ψπ , Solute potential,溶质势—Ψs ) . 由于溶质的存在而降低的水势 由于溶质的存在而降低的水势. Ψs(Mpa)=-0.0083iCT. i——渗系数,NaCl的i为1.80,CaCl2的i为2.60,
H δ-
O
H δ+
δ+ H hydrogen bond
104.9o
H
O
H
H
A.Water is a polar molecule with hydrogen bond between them
B. High specific heat and latent heat of evaporation(高比热和高气化热 高比热和高气化热) 高比热和高气化热 C. Great surface tension(大的表面张力 大的表面张力) 大的表面张力 and cohesion(内聚力) 内聚力) 内聚力
B Ψs = -1.0MPa Ψp = 0.9MPa Ψw =-0.1MPa
C Ψs = -0.8MPa Ψp = 0.4MPa Ψw =-0.4MPa
A
C
2.2 Imbibing absorption of water of plant cell Imbibition (吸胀作用 是亲水胶体吸水膨 吸胀作用)是亲水胶体吸水膨 吸胀作用 胀的现象. 胀的现象 只与成分有关:蛋白质>淀粉>纤维素> > 脂类.豆科植物种子吸胀现象非常显著. 未形成液泡的植物细胞,如风干种子, 分生细胞主要靠吸胀作用. 吸胀作用的动力为Ψm,因为Ψs=0,Ψp=0, Ψw=Ψm.
1.2.2 Status.Free water and bound water. . free water:不与细胞的组分紧密结合, :不与细胞的组分紧密结合, 易自由移动的水分,称为自由水. 易自由移动的水分,称为自由水.其特 点是参与代谢,能作溶剂,易结冰. bound water:与细胞的组分紧密结合不 : 易自由移动的水分,称为束缚水. 易自由移动的水分,称为束缚水.其特 点是不参与代谢,不能作溶剂,不易结 冰.