植物生理学2_植物的水分生理
植物生理学2_植物的水分生理
(2)薄膜型抗蒸腾剂 能在叶面形成薄层，阻碍水分散失，如硅酮、胶 乳、聚乙烯蜡、丁二烯丙烯酸等。
(3)反射型抗蒸腾剂 增加叶面对光的反射，降低叶温，减少蒸腾量， 如高岭土。
Ψw =Ψs + Ψp + Ψm + Ψg
Ψs为渗透势， Ψp为压力势， Ψm为衬质势， Ψg为重力势
2、压力势：由于压力的存在而使体系水势 改变的数值，用ψp表示。
原生质吸水膨胀，对细胞壁产生压力，而
细胞壁对原生质会产生一个反作用力，这就
是细胞的压力势。
一般情况下，压力势为正值
渗透势(Ψπ) 一般叶组织 旱生植物叶片 -1.0～ -2.0 MPa -10.0 MPa
Ψs = - 1.4 Mpa
Ψs = - 1.2 Mpa
Ψp = + 0.8 Mpa
Ψw = - 0.6 Mpa X
Ψp = + 0.4 Mpa
Ψw = - 0.8 Mpa Y
两个相邻的细胞之间的水分移动方向是由二者的水势差 决定；多个细胞相连时，水分从水势高的一端流向水势低 的一端。
第三节根系吸水和水分向上运输
（三）影响气孔运动的因素
1、光照：光照—张开 黑暗—关闭
景天科植物例外
2、温度：上升—气孔开度增大
10℃以下小，30℃最大，35℃以上变小
3、CO2
：低浓度—促进张开
高浓度—迅速关闭 4、水分：水分胁迫—气孔开度减小或关闭 5、植物激素（CTK、ABA)
小结
水势是指每偏摩尔体积水的化学势差。植物细胞的水
Free Water
第二章 植物的水分生理
水是生命的源泉，生命不仅发生于水的环境，而且生命过程必须在 水的环境中进行。 水是原生质的最主要成分，原生质的含水量大约在70-90%。在细胞 中物质的代谢、运输及生物体中细胞间的信号传递、物质运输都是 在水溶液中进行的。 水不仅是细胞内代谢反应的基质，而且直接参加了许多生物化学反 应。 细胞的含水量与其生理活动强弱常常是密切相关的。
植物体在一生中需要不断的吸收和散失水分。 水分吸收是其生命活动的需要，而水分散失也是植物必须的。 如，水分可以维持其适宜的体温，夏季炎热干燥的环境，叶片每小 时散失的水分相当于自身所含的全部水分，通过蒸发，将光照带来 的多余的热量散失掉，避免了温度升高的危害。在典型情况下，叶 片吸收的光能有约一半被这种方式消耗掉； 又如水分散失产生的蒸腾拉力，可将根系吸收的矿质元素带到地上 部。
维持导管水流的连续性。
水的内聚力 水分子间的氢键使水分子间存在很大的引力。
粘附力
液固相间引力，如水分子与导管壁表面分子之间存在粘附力。
4. 良好溶剂
水分子体积小、具有极性，是许多电解质和极性分子的良好溶剂， 是已知的溶解范围最宽的溶剂。 水分子可以在离子或极性大分子表面形成水合层，降低溶质分子间 的作用，促进溶解。
分生组织：通过细胞壁的果胶、纤维素，胞内蛋白质亲水胶体对水的 吸附力吸收水分，ψm是也是细胞水势的主要组分。
3. 降压吸水(negative pressure absorption of water)
指因ψp的降低而引发的细胞吸水。 ψp＜0，细胞水势更低，吸水力更强。
(三)细胞吸水过程中水势组分的变化
是指液体中成群的原子或分子(例如组成水溶液的各种物质的分子)在压 力梯度(要受两端压力势差控制。
植物生理学名词解释 (2)
第一章植物的水分生理名词解释水势water potential：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osmotic potential：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的水势。
压力势pressure potential：细胞的原生质体吸水膨胀，对细胞壁产生一种作用，与此同时引起富有弹性的细胞壁产生一种原生质体膨胀的反作用力。
质外体apoplast：由细胞壁及细胞间隙等空间组成的体系。
共质体symplast：由穿过细胞壁的胞间连丝把细胞相连，构成一个相互联系的原生质的整体。
渗透作用osmosis：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root pressure：靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力。
蒸腾作用transpiration：指水分以气体状态通过植物体外表从体内散失到体外的现象。
蒸腾速率transpiration rate：植物在一定时间内单位面积蒸腾的水量。
蒸腾比率transpiration ratio〔TR〕：蒸腾作用丧失水分与光合作用同化CO2物质的量比值。
水分利用率water use efficiency〔WUE〕：TR的倒数。
内聚力学说cohesion theory：以水分具有较大的内聚力是以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断来解释水分上升的学说。
水分临界期critical period of water：植物在生命周期中，对水最敏感、最易受伤害的时期。
简答1、从植物生理学角度分析“有收无收在于水〞。
①水是细胞质主要成分②代谢作用过程的反响物质③植物对物质吸收和运输的溶剂④保持植物固有形态第二章植物的矿质营养名词解释矿质营养mineral nutrition：植物对矿物质的吸收、转运和同化。
大量元素macroelement：植物对某些元素需要量相对较大〔大于10mmol/kg干重〕，C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg微量元素microelement：植物需要量极微〔小于10mmol/kg干重〕，稍多即发生毒害，Cl、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Ni、Mo溶液培养solution culture：在含有全部或局部营养元素的溶液中栽培植物。
植物生理学名词解释
植物生理学名词解释第一章植物的水分生理1.水势：（water potential）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。
2.渗透势：（osmotic potential）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。
3.压力势：（pressure potential）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。
4.质外体途径：（apoplast pathway）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。
5.共质体途径：（symplast pathway）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。
6.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。
7.根压：（root pressure）由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力。
8.蒸腾作用：(transpiration)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。
9.蒸腾速率：（transpiration rate）植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。
10.蒸腾比率：（transpiration ratio）光合作用同化每摩尔CO2所需蒸腾散失的水的摩尔数。
11.水分利用率：（water use efficiency）指光合作用同化CO2的速率与同时蒸腾丢失水分的速率的比值。
12.内聚力学说：（cohesion theory）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。
13.水分临界期：（critical period of water）植物对水分不足特别敏感的时期。
第二章植物的矿质营养1.矿质营养：（mineral nutrition）植物对矿物质的吸收、转运和同化。
植物生理学整理版
植物⽣理学整理版第⼀章植物的⽔分⽣理●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：植物体内原⽣质以外的部分，是离⼦可⾃由扩散的区域，主要包括细胞壁、细胞间隙、导管等部分。
●共质体：指细胞膜以内的原⽣质部分，各细胞间的原⽣质通过胞间连丝互相串连着，故称共质体。
●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。
●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。
●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。
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。
答：⽔，孕育了⽣命。
陆⽣植物是由⽔⽣植物进化⽽来的，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。
可以说，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。
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。
植物生理学 2.水分代谢
原因：(F)
①根毛区有许多根毛，增大了吸收面积； ②根毛细胞壁的外部由果胶质组成，粘性强， 亲水性也强，有利于与土壤颗粒粘着和吸水；
③根毛区的输导组织发达，对水分移动的阻 力小。
二 根系吸水的途径
1、质外体途径 2、跨膜途径 3、共质体途径
三 根系吸水的动力
角质蒸腾 叶片蒸腾的方式 气孔蒸腾（主要方式）
（二）气孔蒸腾
一)气孔的形态结构及生理特点
1.气孔数目多、分布广 2.气孔的面积小，蒸腾速率高 3.保卫细胞体积小,膨压变化迅速 4.保卫细胞具有多种细胞器 5.保卫细胞具有不均匀加厚的细胞壁及微 纤丝结构 6.保卫细胞与周围细胞联系紧密
图2-6 气孔蒸腾的过程
（1）气孔的构造：(F)
由两个肾形的保卫细胞组成。
（2）保卫细胞的特点：外壁薄内壁厚；内有叶绿体；
有淀粉磷酸化酶。
（3）气孔运动：
（1）单位：巴（Pa）(帕)
1巴=0.987大气压=106达因/cm2
（10.2米水柱高）
（2）符号：Ψ （3）纯水的水势：0巴 （4）溶液的水势：为负值（小于0）（原因）
（水分的流动是由水势高处流向水势低处。）
小结：
纯水的水势定为零， 溶液的水势就成负值。 溶液越浓，水势 越低 。 水分移动需要能量。
土壤温度过高对根系吸水也不利。
原因：
①高温加速根的老化过程，吸收面积减少， 吸收速率也下降。
②温度过高使酶钝化，影响根系主动吸水。
４土壤溶液浓度
根系要从土壤中吸水，根部细胞的水势必须 低于 土壤溶液的 水势。
➢在一般情况下，土壤溶液浓度较低，水势较 高，根 系吸水；
➢盐碱土则相反
植物生理学-植物的水分生理(上课版)
气孔是植物叶片上控制水分蒸发的结构，通过气孔开闭可以调节植物体内的水分平 衡。
吸水与土壤湿度、空气湿度的关系
01
土壤湿度是影响植物吸水的重要 因素，土壤含水量过低或过高都 会影响植物吸水。
02
空气湿度对植物吸水也有一定影 响，高空气湿度可能导致叶片表 面凝结水分，增加植物蒸腾作用 。
程提供理论支持。
通过研究植物的水分生态适应性， 可以筛选适合不同生境的植物种 类，促进受损生态系统的恢复和
重建。
植物水分生理研究有助于评估生 态系统的水分状况和生态用水需 求，为生态保护和可持续发展提
供决策依据。
植物的水分生理研究在抗旱育种中的应用
植物水分生理研究有助于深入了解植物抗旱的生理机制，为抗旱育种提 供理论指导。
通过研究植物的水分适应性，可 以培育抗旱、耐涝的作物品种， 提高作物的水分利用效率和抗逆
性。
植物水分生理研究有助于优化农 田灌溉制度，制定合理的灌溉计 划，节约水资源，降低生产成本。
植物的水分生理研究在生态恢复中的作用
植物水分生理研究有助于了解干 旱、半干旱地区的植被恢复机制， 为退耕还林、水土保持等生态工
水分利用效率与植物抗旱性的关系
水分利用效率高的植物在干旱条件下能够更好地适应和生存，而水分利用效率低的植物则 容易受到干旱的威胁。
提高水分利用效率的途径
选择高效品种
通过选择水分利用效率高的植 物品种，可以提高整个生态系
统的水分利用效率。
合理灌溉
根据植物的需求和土壤的湿度， 合理安排灌溉时间和水量，避免 过度灌溉或供水不足。
植物的产量和品质。
水分运输与植物适应环境
植物生理学02植物的水分关系
第二节 植物对水分的吸收
一、植物细胞的吸水
细胞对水分的吸收主要有渗透性吸水和吸胀吸水两种方式。
（一）细胞的渗透性吸水 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，称之为渗透作用。 渗透系统的条件：半透膜及半透膜两侧有浓度差
（图）。
A
B
糖液 半透膜 纯水
图 半透膜的渗透作用 .漏斗内未加糖时，液面与烧杯中的纯水相平 .漏斗内加糖后，渗透作用使烧杯内水面下降而漏斗内液面上升
. 植物细胞的水势组成 水势（Ψ）溶质势（Ψ）压力势（Ψ） 衬质势（Ψ）
（）溶质势
溶质势也称渗透势（Ψπ），是由于溶质颗粒 与水分子作用而引起细胞水势降低的数值，与溶液 中溶质颗粒的数目成反比，即溶质越多，溶质势越 小，水势越小。所以，溶液的浓度与水势成反比。 溶质势为负值。
（）衬质势
衬质势是指细胞中的亲水物质（如蛋白质、淀 粉粒、纤维素、核酸等大分子）对水分子的束缚而 引起水势下降的数值，因此也为负值。已形成液泡 的细胞，其亲水胶体已被水饱和，衬质势忽略不计。
（一）根系的吸水区域
根尖是吸水的主要区域。在根尖，位于伸长区后的 根毛区表皮细胞突起，形成大量根毛，这是根系吸水的 主要部位。
在未形成液泡之前细胞靠吸胀（涨）作用吸水， 如风干种子的萌发吸水。
（三）代谢性吸水
植物细胞利用呼吸作用产生的能量使水分 经过质膜进入细胞的过程，叫做代谢性吸水。
证据
当通气良好时，细胞呼吸加强，细胞吸水增强； 相反，减小氧气或以呼吸抑制剂处理时，细胞呼吸速率 降低，细胞吸水减少。
二、植物根系的吸水
一个成熟的植物细胞就是一个完整的渗透装置
细胞壁 （全透性） 细胞膜 原 液泡膜 生
质 细胞质 层 细胞液 细胞核