第一章植物生理学
植物生理学-第一章 植物的水分代谢
二. 植物根系对水分的吸收
一、植物细胞对水分的吸收
（一）、植物细胞的水势
1.概念
μ w-μ
w
0
Δμ
w
ψ w＝
Vw
＝
Vw
是不能用于做 束缚能(bound energy)
物质能量
自由能(free energy)
有用功的能量。 是在恒温、恒压条件下 能够作功的那部分能量。
化学势(chemical potential,μ)
水孔蛋白（aquaporins,AQPS)
分子量为25～30KDa、具有选择性、高效转运 水分子的膜水通道蛋白称为水通道蛋白或水孔 蛋白（aquaporins)。 水孔蛋白只允许水分子通过，不允许离子和代 谢物通过，半径大于水分子（0.15nm），小于 最小溶质分子半径0.2nm。
膜内在蛋白 ，几乎都含有六个跨膜区段，分别 由五个环相连。
四、测定植物组织含水量的指标
（一）水分占鲜重的百分比：含水量=
鲜重 干重 ×100％ 鲜重
鲜重 干重 （二）水分占干重的百分比：含水量= ×100％ 干重
（三）相对含水量（Relative Water Content， RWC）：
实际含水量 RWC = ×100％ 饱和含水量
第二节 植物对水分的吸收
渗透作用：水分子（其他溶剂分子） 通过半透膜扩散的现象。
渗透装置的条件
1、具有半透膜 2、半透膜两侧具有浓度差
渗 透 装 置
图 2-1由渗 透作用引起 的水分运转 a.烧杯中的 纯水和漏斗 内液面相平； b.由于渗透 作用使烧杯 内水面降低 而漏斗内液 面升高
图1－1 渗透现象
1.实验开始时
2.由于渗透作用纯水通过 选择透性膜向糖溶液移动， 使糖溶液液面上升。
植物生理学第一章
第一章1.四大代谢：水分、矿质、有机物、能量2.植物生理学：研究植物生命活动规律，揭示植物生命现象本质的科学。
3、植物的生命活动：生长发育与形态建成、物质与能量代谢、信息传递和信号转导。
4、植物生理活动的特性：自养型、营固定式生活、再生或更新能力强、体细胞具全能性。
5、植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程，被称为植物的水分代谢。
6、植物的水分代谢包括：水分的吸收———水分的运输———水分的利用———水分的散失7、不同植物含水量不同水生植物——鲜重的90％以上地衣、藓类——仅占6％左右草本植物一一70%〜85% 木本植物——稍低于草本植物。
8、同一种植物，不同环境下有差异荫蔽、潮湿> 向阳、干燥环境9、同一植株中，不同器官、组织不同根尖、幼苗和绿叶——60%〜90%树干——40〜50% 休眠芽40%风干种子为10 %〜14%10、生命活动较旺盛的部分，水分含量较多。
11、束缚水一一被原生质胶体吸附不易流动的水特性：（1）不能自由移动，含量变化小，不易散失（2）冰点低，不起溶剂作用（3）决定原生质胶体稳定性（4）与植物抗逆性有关12、自由水——距离原生质胶粒较远、可自由流动的水。
特性：（1）不被吸附或吸附很松，含量变化大（2）冰点为零，起溶剂作用（3）与代谢强度有关自由水/束缚水：比值大，代谢强、抗性弱比值小，代谢弱、抗性强13、14、自由水参与各种代谢作用，自由水占总含水量的百分比越大，则植物代谢越旺盛。
束缚水不参与代谢作用，束缚水含量与植物抗性大小有密切关系15、 水的生理生态作用1、 水是细胞质的主要成分2、 水是代谢过程的反应物质3、 水是物质吸收和运输的良好溶剂4、 水维持细胞的紧张度5、 水的理化性质给植物生命活动提供各种有利条件6、 水能调节植物周围的小气候 以水调温以水调肥以水调气 以水调湿16、 生理需水--满足植物生理活动所需要的水分17、 生态需水--利用水的理化特性，调节植物周围的环境所需 要的水分。
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。
植物生理学书
植物生理学书第一章植物的结构和功能
1.1 植物细胞的结构和功能
1.2 植物组织的类型和特征
1.3 植物器官的形态和功能
第二章植物的营养
2.1 光合作用
2.2 呼吸作用
2.3 矿质营养
第三章植物的生长和发育
3.1 种子萌发
3.2 植物生长素
3.3 开花过程
3.4 果实发育
第四章植物的运输
4.1 根系的结构和功能
4.2 维管束的结构和功能
4.3 液体运输
第五章植物的环境适应
5.1 温度适应
5.2 水分适应
5.3 光照适应
5.4 其他环境因素的适应
第六章植物的生理病理6.1 病毒性病害
6.2 细菌性病害
6.3 真菌性病害
6.4 非生物性病害
第七章植物的生物技术应用7.1 植物组织培养
7.2 基因工程
7.3 农业生物技术。
植物生理学第1章
一、重点： 生物膜的结构及功能 二、难点： 生物膜的流动镶嵌结构模型
第一节 植物细胞概述 一、高等植物细胞的特点
（一）原核细胞和真核细胞的区别
根据细胞的进化程度：
{ 真核（eukaryotic cell）：除细菌和蓝藻以外的
低等和高等植物。
原核（prokaryotic cell）：细菌、蓝藻等。
第四节
第三节 细胞壁 植物细胞的亚显微结构与功能
液泡的主要生理功能：
渗透调节的作用 类似溶酶体的作用
代谢库的贮存所
一些生化反应的场所（ETH的生物合成等）
第五节
植物细胞的信号转导 遗传信息系统
植物的生长发育受控于 环境信号系统 遗传信息系统：核酸和蛋白质为主，决定了生长
发育的潜在模式；
（三）主要功能
1.稳定细胞形态，控制细胞生长扩大 2.参与胞内外信息的传递 3.防御功能 4.识别作用
二、胞间连丝
（一）定义
指贯穿细胞壁的胞间层，连接相邻细胞的原 生质细丝。
共质体：通过胞间连丝结合在一起的原生质体
质外体：包括质膜以外的细胞壁、细胞间隙及死细胞的细胞腔。
（二）功能
1 物质运输 2 信息传递
植物细胞对水力学信号（水压的变化）也很敏感。 例如，玉米叶片木质部压力的微小变化就能迅速影响 叶片的气孔开度，木质部压力的降低几乎立即引起气 孔的开放，反之亦然。
（三）胞间信号的传递
当环境信号刺激的作用位点与效应位点在植物不同部位时， 胞间信号就要作长距离的传递。 高等植物胞间信号的长距离传递，主要有以下几条途径：
（二）结构特点
典型的高等植物细胞壁是胞间层、初生壁、 次生壁所组成。
胞间层（中层）：位于相邻细胞的细胞壁之间。主要成 分是果胶质，使相邻的细胞彼此粘连。
植物生理学
1 绪论植物生理学（Plant Physiology）是研究植物生命活动规律的科学。
植物生命活动包括：物质与能量转化信息传递和信号转导生长发育与形态建成第一章植物的水分代谢动力运输：1.水分压力蒸腾 2.根压根压的存在可以通过下面两种现象证明：伤流与吐水从受伤或折断的植物组织中溢出液体的现象，叫做伤流没有受伤的植物如处在土壤水分充足，气温适宜，天气潮湿的环境中，叶片的尖端或边缘也有液体外泌的现象，这种现象称为吐水导管中水柱如何保持不断？答：由于水分子蒸腾作用与分子间内聚力大于张力，使水分在导管内连续不断上升。
第二章植物的矿质营养植物对矿质盐的吸收、运转和同化(以及矿质元素在生命活动中的作用)，叫做矿质营养（mineral nutrition）。
生物膜的功能：1.分室作用 2.代谢反应的场所 3.物质交换 4.识别功能根据跨膜离子运输蛋白的结构及离子运输的方式：1.离子通道（ion channel）2.离子载体（ion carrier）3.离子泵（ion pump）第三章植物的光合作用光合膜蛋白复合体：光系统I（PSI）光系统II（PSII）Cytb６/f复合体ATP酶复合体（ATPase）NADPH脱氢酶电子链：还原型辅酶上的氢原子以质子的形式脱下，其电子沿一系列按一定顺序排列的电子传递体转移，最后转移给分子氧并生成水，这个电子传递体系称为电子传递链光合作用，从能量转化角度，整个光合作用可大致分为三个步骤:A）光能的吸收、传递和转换为电能的过程(通过原初反应完成);B）电能转变为活跃化学能的过程(通过电子传递和光合磷酸化完成);C）活跃化学能转变为稳定化学能的过程(通过碳同化完成)。
第四章植物的呼吸作用植物呼吸主要途径有：1.糖酵解（EMP）－酒精或乳酸发酵2. 糖酵解－三羧酸循环（TCA）3. 磷酸戊糖途径（PPP）。
质子--------ATP电子--------NADPH第五章植物的生长物质植物激素生长素类赤霉素类细胞分裂素类乙烯脱落酸（油菜素内酯为第六类）生长素的生理效应A）促进伸长生长：与顶端生长有关（生长素在低浓度时促进生长浓度较高时则会转化为抑制作用）器官敏感性：根>芽>茎B）促进器官与组织分化：促进根的分化。
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 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
植物生理学各章节复习重点
在高温，强光，低CO2浓度，少水的条件下， 为什么C4植物的光合速率比C3植物的高？
1.C4途径的CO2固定中的PEPcase对CO2的亲和力比C3途径的CO2固定 中的Rubisco大，所以C4植物能够利用低浓度的CO2 ，而C3植物不 能； 2.C4植物叶片具有特殊的结构。其MC和VBSC具有不同类型叶绿体， 有不同的酶系。 MC中PEPcase 将空气中低浓度的 CO2 固定到C4 二羧酸中，再转运到VBSC中脱羧释放出 CO2 ，大大增加VBSC中的 CO2浓度，促进了催化的羧化反应，增加光合速率。而且C4植物的 光呼吸较弱，同时是在VBSC中进行，所释放的 CO2 又易于再被固 定。故低CO2浓度下， C4植物表现高的同化速率； 3.PEPcase对低温很敏感，活性明显下降，故需高温；
复 习 思 考 题 （一） 名词解释 （代谢）源；（代谢）库；共质体运输；质外体运输； 比质量转移率； 转移细胞 （二） 问答题 1 植物体内同化物分配的规律是什么？ 2 简略压力流动假说。这些学说的实验依据是什么？有 什么优缺点？ 3 代谢源与代谢库相互之间有什么关系？了解这种关系 对指导农业生产有什么意义？ 4 如何理解蔗糖是高等植物韧皮部光合同化物运输的主 要形式？
1. 作物需水规律（水分临界期）
2. 合理灌溉的指标
复
习
思
考题ຫໍສະໝຸດ ⒈ 试述水在植物生活中的重要作用。 ⒉ 植物细胞的水势由哪几部分组成？说明成熟植物细胞从 萎蔫到充分膨胀的过程中，各个组分的变化情况。 ⒊ 被动吸水和主动吸水有何区别？它们各自在植物吸水过程 中的地位怎样？ ⒋ 蒸腾作用有何生理意义？气孔蒸腾的主要路径是什么？气 孔蒸腾的主要特点是什么？ ⒌ 简述气孔运动的机理。 ⒍ 水分在植物体内的运输动力是什么？ ⒎ 什么是自由能、化学势和水势？为什么将这些概念引入 植物的水分生理中？ 8.名词解释： 水势、束缚水、伤流、蒸腾作用、需水临界期、蒸腾系数、 自由水、根压、渗透作用、 吐水、压力势、渗透势、衬质势 、蒸腾效率、蒸腾拉力、吸胀作用、小孔扩散规律
植物生理学重点知识整理
第一章：植物的水分生理1．水分的存在状态束缚水—被原生质胶体吸附不易流动的水特性：1.不能自由移动，含量变化小，不易散失2.冰点低，不起溶剂作用3.决定原生质胶体稳定性4.与植物抗逆性有关自由水—距离原生质胶粒较远、可自由流动的水。
特性：1.不被吸附或吸附很松，含量变化大2.冰点为零，起溶剂作用3.与代谢强度有关自由水/束缚水：比值大，代谢强、抗性弱；比值小，代谢弱、抗性强2．植物细胞对水的吸收方式：扩散、集流、渗透作用1）、扩散作用—由分子的热运动所造成的物质从浓度高处向浓度低处移动的过程。
特点：简单扩散是物质顺浓度梯度进行，适于短距离运输（胞内跨膜或胞间）2）、集流—指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动的现象。
特点：物质顺压力梯度进行，通过膜上的水孔蛋白形成的水通道3）、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。
注：渗透作用是物质顺浓度梯度和压力梯度进行3．水势及组成1．Ψw = ψs + ψp + ψm + ψgΨs ：渗透势Ψp ：压力势Ψm ：衬质势Ψg ：重力势1）渗透势—在某系统中由于溶质颗粒的存在而使水势降低的值，又叫溶质势（ψπ）。
ψs大小取决于溶质颗粒总数：1 M蔗糖ψs > 1M NaCl ψs （电解质）测定方法：小液流法2）压力势—ψp 〉0，正常情况压力正向作用细胞，增加ψw；ψp〈0，剧烈蒸腾压力负向作用细胞，降低ψw；ψp = 0，质壁分离时，壁对质无压力3）重力势—当水高1米时，重力势是0.01MP，考虑到水在细胞内的小范围水平移动，通常忽略不计。
4)衬质势—由于亲水性物质和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值，ψm 〈0，降低水势.2.注：亲水物质吸水力：蛋白质〉淀粉〉纤维素*有液泡细胞，原生质几乎已被水饱和，ψm = --0.01 MPa ,忽略不计；Ψg也忽略，水势公式简化为：ψw = ψs+ ψp*没有液泡的分生细胞、风干种子胚细胞：ψw = ψm*初始质壁分离细胞：ψw = ψs*水饱和细胞：ψw = 03．细胞水势与相对体积的关系◆细胞吸水，体积增大、ψsψpψw 增大◆细胞吸水饱和，体积、ψs ψp ψw = 0最大◆细胞失水，体积减小，ψs ψp ψw 减小◆细胞失水达初始质壁分离ψp = 0，ψw = ψs◆细胞继续失水，ψp 可能为负ψw《ψs4．蒸腾作用（气孔运动）小孔扩散律（边缘效应）——气体通过小孔表面的扩散速度不与小孔的面积呈正比，而与小孔的周长呈正比。
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植物吸收的水分
用于代谢 1％—5％
散失方式： 1)以液体状态散失到体外（吐水现象） 2)以气体状态散逸到体外（蒸腾作用） 主要方式
散失 95%—99%
第四节
蒸腾作用
一、蒸腾作用的生理意义和部位 蒸腾作用（transpiration）：水分以气态方式从 植物体的表面散失的过程。 1 生理意义： a.水分吸收和运输的主要动力 b.是矿质元素和有机物运输的动力 c.降低叶温
第一篇 植物的物质生产和光能利用第一章 Nhomakorabea物的水分生理
本章重点和难点：
一、植物细胞对水分的吸收； 二、蒸腾作用与气孔开关机理； 三、灌溉与农业。
第一节
植物对水分的需要
一、植物的含水量
1. 不同植物含水量不同
莲
含水量90%
草本植物 含水量70-85% 水生＞中生＞旱生
苔藓 含水量6%
2 .同种植物生长在不同的环境中，其含水量也有差异。 3. 同一植株不同器官、组织含水量不同 根尖、幼苗：60-90% ，树干：40-50% ，干种子：10-14%
束缚水和自由水
1 束缚水( bound water) : 是指靠近原生质胶体微粒并被胶 粒吸附 束缚而不易流动的水分。
产生原因: 原生质是一个由蛋白质大分子溶液形成的胶体系统， 而 蛋白质由氨基酸组成， H
R
疏水基(在分子内部)
C
COOH
亲水基(在外部)
NH2
原生质胶体微粒具有显著的亲水性，其表面吸引着很多水
种子 10%－14% 根 60%－90% 新生旺盛＞衰老成熟
4. 同一器官不同生长期，含水量也不同
前期＞后期
二、植物体内水分存在的状态
植物体内不被亲水胶粒吸附，可以自由 移动，可起溶剂作用的水分。 自由水
蛋白质亲水胶粒 束缚水
植物体内吸附在亲水胶粒周围或被困于大 分子空间中，不能自由移动的水分。
水分在植物细胞内的存在状态常呈两种:
弹性，也没有压力势，只有衬质势。
第三节
一、根系吸水区域
植物根系对水分的吸收
根系是陆生植物吸水的主要器官，根的 吸水主要在根尖进行。在根尖中，以根 根 毛 毛区的吸水能力最大，这是由于： 区 ⑴根毛区根毛较多，使吸水面积增大； ⑵根毛细胞的外部由果胶质组成，粘 伸 长 区
性强，亲水性也强；
⑶根毛区输导组织发达，对水分移动 的阻力小。
分子，形成一层很厚的水层。水分子距离胶粒越近，吸附
力越强。
2 自由水( free water) : 是指距离原生质胶体微粒较
远而可以自由流动的水分。
自由水，参与各种代谢作用，其数量制约着植物的代谢强
度，它的含量越大，代谢越旺盛。 束缚水，不参与代谢作用，但与植物的抗性大小密切相关。
三、水分在植物生命活动中的作用
2 蒸腾作用的指标
1 蒸腾速率:
是指植物在单位时间内单位叶面积上蒸腾散失的水分,
又称蒸腾强度.
2 蒸腾比率:
是指植物蒸腾1kg水时所形成的干物质的质量(g)。 3 蒸腾系数: 是指植物制造1g干物质所需水分(g), 是蒸腾比率的倒数.
3 蒸腾作用发生部位
幼小植株：地上全部表面 长大植株：茎枝表面形成木栓，这时茎枝上的皮孔可以蒸腾，我们
四 影响根系吸水的外界条件
㈠ 土壤中的可用水( available water )
根部有吸水能力, 土壤有保水能力 土壤中的可用水与土粒粗细以及土壤胶体数量密切相关 粗砂、细砂、砂壤、壤土和粘土的可用水数量依次递减.
㈡ 土壤通气状况
试验:
用CO2处理根部, 可使幼苗的吸水减低 若通以空气, 则吸水量增加.
二 合理灌溉的指标
1 形态指标 茎叶萎蔫变形 、 茎叶变色 2 生理指标 叶片细胞汁液的浓度、 渗透势、 水势和气孔开度等
三
灌溉的方法
1 沟渠排灌 2 喷灌: 利用喷灌设备将水喷到作物的上
空成雾状,再落到作物或土壤中.
3 滴灌: 在地上或地表装上管道网络,让水 分定时定量地流出到作物根系或其它器官附
水势降低，它就向相邻细胞吸水，使相 邻细胞水势降低，这种水势降低作用通 过一个个细胞传递到木质部导管，使导
在蒸腾作用中，首先是气孔下腔细胞失水，
管水势降低，导管向根系吸水，使根系
水势降低，产生吸水力。
通常植物的吸水主要由蒸腾拉力引起, 只有春季时 植物叶片未展开时, 蒸腾速率很低的植物,根压才 成为主要吸水动力.
胞外H+增加
K＋内流通道开放
细胞内K＋增多
水势降低 气孔开放
黑 夜
气孔运动机制 B.k+离子泵学说
光合停止 ATP减少 质子泵关闭
胞内H+增加
K＋外流通道开放
细胞内K＋减少
水势增加 气孔关闭
二、气孔运动机理图解-苹果酸代谢学说
三、影响蒸腾的因素
1. 外界因素
1）光照
增强
叶温升高 气孔开放
内外蒸汽 压增大 气孔阻力 变小
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，可使土壤溶液浓 度突然升高，阻碍根系吸水，产生"烧苗"现象。
五 植物体内水分的运输途径
水 土壤溶液 的导管和管胞 叶肉细胞 根毛 皮层薄壁细胞 木质部 叶木质部 大气 向上运输到茎木质 气孔下腔 气孔
水分在木质部的长距离运输要比 薄壁细胞快得多，为3-45cm/h
单子叶－哑铃形
B.特点：保卫细胞壁有伸缩性，细胞体积能可逆性增大； 内外壁厚度不同，并有纤维丝与胞壁相连。
2. 气孔的运动及机制 气孔的运动
吸 水 失 水 双子叶植物
吸 水
失 水 单子叶植物
影响气孔运动的因素：光、温度、co2
气孔运动机制 A.淀粉－糖互变学说 关键：淀粉磷酸化 酶的双重催化作用
一、扩散:以浓度为动力,物质从浓度高的区域向
浓度低的区域移动的现象。
适合短距离迁移，水分子通过膜质双分子层进入细胞内属于扩散。
二、集流：液体中成群的原子或分子在压力
梯度作用下共同移动。
水 孔 蛋 白
质 膜 适合水分长距离运输，如水分在木质部中远程运输
三、渗透作用（以压力和浓度两者为动力）
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。 液面上升
土壤通气不良会使根系吸水量减少, 这是因为: 土壤缺乏氧气和CO2浓度过高, 短期内可使细胞呼吸减
弱, 影响根压, 阻碍吸水; 若时间较长, 就会形成无氧呼吸,
产生和积累较多的酒精, 根系中毒受伤, 吸水更少. 不同植物对土壤通气不良的忍受能力差异很大, 如 ①水稻、芦苇等在水分饱和的土壤中, 生长发育正常进 行
过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质，移动速度较慢。
二、根系吸水的途径
细胞途径 质外体途径
三、根系吸水的动力
两种：根压和蒸腾拉力
1. 根压：是指植物根系的生理活动使液流从根部上升的压力
（叶片未展开时，是主要动力）。
伤
流
吐
水
证明根压存在的两种现象：
三、根系吸水的动力
2. 蒸腾拉力(主要动力)
第六节 合理灌溉的生理基础
一作物的需水规律
1 、不同作物对水分的需要量不同 2、 同一作物不同生育期对水分的需要量不同
以小麦为例, 分析作物在不同生长发育时期对水分的需要:
萌芽 分蘖期 抽穗期 开始灌浆 乳熟末期
完熟期
3 、作物的水分临界期: 是指植物在生命周期中对水分缺 乏 最敏感 、最易受害的时期.
分 生 区
二、根系吸水的途径
质外体途径：apoplast pathway 水分通过细胞壁、细胞间隙
等扩散到植物体内部，速度快。
跨膜途径：transmembrane pathway 水分从一个细胞移动到
另一个细胞，要两次经过质膜，故称跨膜途径（P15图1-6） 。
共质体途径：symplast pathway 水分从一个细胞的细胞质经
三、渗透作用
2. 水势：溶液中每偏摩尔体积水的化学势差。它是水 分转移本领大小的指标。
ψw=(μw-μº )/ νw =Δμw/νw w
水溶液的化学势 纯水的化学势 水的偏摩尔体积
偏摩尔体积：1mol水中加入1mol某溶液后，该1mol 水所占的有效体积。
三、渗透作用
3.细胞水势组成：ψw = ψs + ψP + ψm+ψg
蒸腾加快 蒸腾加快 蒸腾变慢
2）空气湿度
3）温度
升高
增大
内外蒸汽压变小 内外蒸汽压增大
微风
蒸腾加快
4）风
内外蒸汽压增大
蒸腾加快
强风
气孔关闭
蒸腾变慢
2内部因素 ⑴ 气孔频度: 既单位叶面积上的气孔数 ⑵ 气孔大小: 孔径大, 则内部阻力小, 蒸腾就快
⑶叶面积和叶面内部面积：指内部暴漏的面积，指细胞 间隙的面积
称之为皮孔蒸腾，但量甚微；绝大部分在
叶片 上进行
叶片的蒸腾作用有两种方式, 即角质蒸腾(5-10%)和气孔蒸腾. 气孔蒸腾为只要形式。
二、气孔蒸腾
气孔是气体和水分交换的主要通道。是植物叶片表皮组织
的小孔，由成对的保卫细胞、副卫细胞或邻近细胞组成，
构成气孔复合体。 1. 气孔的结构与特点
A.结构： 双子叶－半月形
渗透势 压力势 衬质势 重力势
渗透势：就是溶液的水势，是由于溶质颗粒的存在降低了水的自由能， 其水势低于 纯水的水势。 压力势：指由于细胞壁的存在产生压力而使细胞增加的水势。 衬质势：是细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起水势降低 的值。 重力势：是水分因重力下移而增加细胞水分自由能。