植物生理学：第四节 蒸腾作用
《蒸腾作用》PPT
第四节 蒸腾作用
a c
太阳 b
有机物
B
A
C
D
（4）物质C表示水分，此过程表示叶片正进行＿＿ ＿蒸＿腾＿作＿用 （5）若c表示水分，则它在体内上升动力主要来自 ＿蒸＿腾＿作＿用＿
（6）所需要水和无机盐主要是由植物根尖＿根＿毛＿区吸 收来的．
阴雨天移栽植物
森分以水蒸气形式散失到体外的生理过程。 二、蒸腾作用的意义： 1、促进根对水分和无机盐吸收与运输。 2、降低植物体的温度，避免灼伤。 3、促进自然界中的水循环。
第四节 蒸腾作用
1．在小麦生长过程中，要多次进行灌溉，小麦吸收的水
第四节 蒸腾作用
4．下图为叶表皮上的一个气孔，下列有关它的说法，
错误的是（ D ）
A．①是保卫细胞，它们
①
成对存在
②
③
B．②是气孔，它正处于
张开状态
C．②若关闭，蒸腾作用就会减弱
D．②通常是夜间张开，白天闭合
5．南方地区气温高，天气炎热，绿色植物常具有较大
的叶片，且叶片的气孔较大，这有利于（ B ）
第五章
第四节 蒸腾作用
-.
第四节 蒸腾作用
资料分析：
一株玉米从出苗到结实的一生中，大约要消耗200Kg以上的 水，大致情况如下：
生长期中总吸水量 作为组成成分的水 维持生理过程的水
？
204.228K g
1.872Kg
0.250Kg 202.106K
g
100% 0.92% 0.12% 98.96%
吸收的水中近99%的水哪去了？
上述过程被称为植物的蒸腾作用
第四节 蒸腾作用
概念：
在温暖，有阳光照射的条件下，植物体内的水分 以水蒸气形式散失到体外的生理过程。
3-蒸腾作用
二、水分沿导管上升的机制
高大的乔木可达100m以上，水分上升的动力是根压和蒸腾 拉力，而保持导管中的水柱的连续性通常用狄克逊(H.H. Dixon)的内聚力学说 (cohesion theory) 来解释：水分子的内聚 力大于张力，从而能保证水分在植物体内的向上运输。 植物叶片蒸腾失水后，便向导管吸水,而水本身又有重量， 会受到向下的重力影响，这样，一个上拉的力量和一个下拖 的力量共同作用于导管水柱上就会产生张力。 张力-垂直于两相邻部分接触面上的相互作用力。 导管水柱中的张力可达0.5-3.0MPa 但由于水分子内聚力远大于水柱张力，水分子的内聚力可 达几十MPa。同时，水分子与导管（或管胞）壁的纤维素分 子间还有强大的附着力，因而维持了输导组织中水柱的连续 性,使得水分不断上升。
一、作物的需水规律
(一)不同作物对水分的需要量不同 根据蒸腾系数估计水分的需要量： 生物产量×蒸腾系数 = 理论最低需水量 (生物产量：指作物一生中形成的全部有机物的总量) 例如某作物的生物产量为15000kg· hm-2，其蒸腾系数为500 ，则每hm２该作物的总需水量为7500000kg。 实际应用时，还应考虑土壤保水能力的大小、降雨量的多少 以及生态需水等。因此，实际需要的灌水量要比理论最低需 水量大得多。
(节水农业（economize water agriculture） 是指充分利 用水资源，采取水利和农业措施，提高水的利用率和生产 效率，并创造出有利于农业持续发展的生态环境的农业。)
要做到这些，深入了解作物需水规律，掌握合理灌溉的时 期、指标和方法，实行科学供水，推广农业节水新技术是 非常重要的。
蒸腾作用的指标
指标 定义 公式 一般植物为 蒸 腾 速 植 物 在 单 位 时 间 = 蒸腾失水量/ 白天为15-50、 率 ( 蒸 腾 内 、 单 位 叶 面 积 单 位 叶 面 积 * 夜晚1-20g· m-2· h-1 强度) 上 通 过 蒸 腾 作 用 时间 散失的水量 kg-1 蒸 腾 效 植物每蒸腾 1kg 水 = 形成干物质 1～8g· 率 时 所 形 成 的 干 物 g/蒸腾失水kg 质的g数。 蒸 腾 系 植 物 每 制 造 1g 干 = 蒸腾失水 g/ 125～1000 数 ( 需 水 物 质 所 消 耗 水 分 形成干物质g 草本>木本植物 量) 的g数 C3植物>C4植物
蒸腾作用ppt课件
课堂练习
1.插花前常会剪去大量枝叶，以适当延长存活时间。下列生产活动与该原理不
相符的是( B )
A.对移栽后的植物进行遮阳 B.对栽培的植物适时地松土 C.选择阴雨天气或者日落后的傍晚进行移栽 D.移栽前剪掉部分枝叶，避免水分散失过多
2.物体在进行下列生理活动时，受到气孔开闭影响的是( D )
①光合作用 ②呼吸作用 ③蒸腾作用 ④水分的吸收和运 ⑤无机盐的运输 A.①②③④ B.①③④⑤ C.②③④⑤ D.①②③④⑤
靠近气孔一 侧的壁较厚
外壁
内壁
靠近表皮细胞 一侧的壁较薄
(1)当叶内水分多时，保卫细胞吸水膨胀，较薄的外壁比内壁扩张得多，气孔便 张开，叶内的水分散发出来。 (2)当保卫细胞失水缩小时，细胞壁恢复原状，气孔闭合。
二、观察气孔
叶是进行蒸腾作用的主要器官
气体进出叶片的窗口
是进行蒸腾作用的门户
通过保卫细胞控制气孔 的开闭来调节蒸腾作用
树，给地球披绿衣，而如何提高植树的成活率，也是一门学问。下列移栽植
物的做法，不属于运用蒸腾作用原理的是( D )
A.尽量在阴天或傍晚的时候移栽 B.移栽时往往需要去掉一部分枝叶
C.移栽后给植物适当遮阴
D.给移栽的植物“打针输液”
6.一株玉米从出苗到结实，需消耗200kg以上的水，这些水绝大部分通过蒸
第4章 呼吸作用和蒸腾作用
蒸腾作用
学习目标
1.描述绿色植物的蒸腾作用。 2.解释蒸腾作用对植物生长发育的意义。 3.说出气孔的调节作用与植物蒸腾作用的关系。 4.举例说明蒸腾作用对自然界的作用。
新知导入
在我国有“冷在三九，热在三伏”的说法。 7~8月份，正值炎热的夏天，烈日当空，酷热 难耐。这时，如果你走到树荫下，马上就有凉 爽的感觉；如果你到绿满天涯的森林中去游憩， 更会感到清爽宜人。这是怎么回事呢？
蒸腾作用名词解释植物生理学
蒸腾作用是植物生理学中的一个重要概念，指的是水分从植物体内通过叶片的气孔释放到大气中的过程。
它是植物体内水分的输送和水分循环的关键过程之一。
蒸腾作用涉及到植物体内的水分传导系统，包括根系吸水、导管组织和叶片的气孔。
当植物根部吸收到土壤中的水分后，通过导管组织向上输送到叶片。
在叶片上，通过气孔的开放，水分以水蒸气的形式从植物体内释放到空气中。
蒸腾作用对植物有多种重要的功能和作用：
水分吸收和输送：蒸腾作用是植物体内水分循环的驱动力，使得植物能够吸收土壤中的水分，并通过导管组织向上输送到各个部位。
营养物质运输：蒸腾作用通过水分的运输，还能带动溶解在水中的营养物质从根部向上输送到各个组织和细胞。
温度调节：蒸腾作用通过水分的蒸发，能够降低植物体温度，起到类似于动物散热的作用。
气体交换：蒸腾作用在水分的蒸发过程中，同时也会释放氧气并吸收二氧化碳，参与植物的光合作用过程。
蒸腾作用的强度受到多种因素的影响，包括环境条件（如温度、湿度和风速）、土壤水分状况和植物的生理状态等。
适当的蒸腾作用对植物的生长和发育至关重要，但过度的蒸腾作用可能会导致水分蒸发过快，造成植物脱水和萎蔫。
因此，研究蒸腾作用的机制和调控对于理解植物的水分平衡、适应环境和提高作物的耐旱性具有重要意义。
第四节 植物的蒸腾作用
植物经常处于吸水和失水的动态平衡之中。
植物一方面从土壤中吸收水分，另一方面又向大气中蒸发水分。
陆生植物在一生中耗水量很大。
据估算，一株玉米一生需耗水200kg以上。
其中只有极少数（约占1.5%～2%）水分是用于体内物质代谢，绝大多数都散失到体外。
其散失的方式，除了少量的水分以液体状态通过吐水的方式散失外，大部分水分则以气态,即以蒸腾作用的方式散失。
所谓蒸腾作用(transpiration) 是指植物体内的水分以气态散失到大气中去的过程。
与一般的蒸发不同，蒸腾作用是一个生理过程，受到植物体结构和气孔行为的调节。
一、蒸腾作用的生理意义和方式（一）蒸腾作用的生理意义陆生植物在进行光合和呼吸的过程中，以伸展在空中的枝叶与周围环境发生气体交换，然而随之而来的是大量地丢失水分。
蒸腾作用消耗水分，这对陆生植物来说是不可避免的，它既会引起水分亏缺，破坏植物的水分平衡，甚至引起祸害，但同时，它又对植物的生命活动具有一定的意义。
１.蒸腾作用能产生的蒸腾拉力蒸腾拉力是植物被动吸水与转运水分的主要动力，这对高大的乔木尤为重要。
２.蒸腾作用促进木质部汁液中物质的运输土壤中的矿质盐类和根系合成的物质可随着水分的吸收和集流而被运输和分布到植物体各部分去。
３.蒸腾作用能降低植物体的温度这是因为水的气化热高，在蒸腾过程中可以散失掉大量的辐射热。
４.蒸腾作用的正常进行有利于CO2的同化这是因为叶片进行蒸腾作用时，气孔是开放的，开放的气孔便成为CO2进入叶片的通道。
（二）蒸腾作用的方式蒸腾作用有多种方式。
幼小的植物,暴露在地上部分的全部表面都能蒸腾。
植物长大后,茎枝表面形成木栓,未木栓化的部位有皮孔,可以进行皮孔蒸腾(lenticular transpiration)。
但皮孔蒸腾的量甚微，仅占全部蒸腾量的0.1%左右，植物的茎、花、果实等部位的蒸腾量也很有限，因此，植物蒸腾作用绝大部分是靠叶片进行的。
叶片的蒸腾作用方式有两种，一是通过角质层的蒸腾，称为角质蒸腾(cuticular transpiration)；二是通过气孔的蒸腾，称为气孔蒸腾(stomatal transpiration)。
植物生理学蒸腾作用
一、蒸腾作用（transpiration）的定义：
1.来自百度：是水分从活的植物体表面（主要是叶子）以水蒸气状态散失到大气中的过程。
2.来自CNKI(生物学杂志)：水分从活的植物体内通过植物体表面的气孔或皮孔，以气体状态散失到大气中的过程。
3.植物生理学（武维华）：水从植物地上部分以水蒸气状态向外界散失的过程。
4.植物生理学第二版（王忠）：植物体内的水分以气态散失到大气中去的过程。
5.植物生物学（贺学礼）：水分通过植物体表面（主要是叶）以水蒸气状态由体内散失到体外的过程。
综合以上不同来源的概念，蒸腾作用的定义为：植物体内的水分以气体的形式通过植物体的表面（主要是气孔），从体内散失到体外的过程。
二、准确性分析：现代网络信息的迅速膨胀，含有海量的信息，有些信息对我们是有用的，有些是无用的，信息的准确性也让人怀疑，网络上传的资料在一定程度上与教材是存在差异的，并且，教材的版本也在更新修订的，那么内容上也会有所改动，大致的意思是相同的，但是，想要获得更加真实准确的资料，应首先着手查阅认证的网站（如CNKI）和参考书，摘选相关内容，在与网络上的信息进行全面综合比较，从中筛选出最合理、准确的信息。
蒸腾作用的生理学意义
蒸腾作用的生理学意义
1. 水分吸收与输送，蒸腾作用通过叶片的气孔释放水蒸气，形
成负压，促使水从根部吸收并通过植物体内的导管系统向上输送。
这种水分的上升使得植物体内保持一定的水分压力，维持细胞的正
常功能和组织的结构稳定。
2. 养分吸收与转运，蒸腾作用通过水分的上升，带动了溶解在
水中的养分向上输送，使得植物能够吸收到根部周围的土壤中的养分。
这样，植物能够获取到必需的营养物质，维持正常的生长与发育。
3. 温度调节，蒸腾作用通过释放水蒸气，起到了植物体内的散
热作用。
当植物受到高温环境的影响时，通过蒸腾作用释放水蒸气，能够降低叶片温度，防止叶片受热而受损。
4. 气体交换，蒸腾作用通过气孔的开闭调节，使得植物能够进
行氧气的吸收和二氧化碳的释放。
这对于植物的光合作用至关重要，光合作用是植物能够利用阳光能量合成有机物质的过程，而二氧化
碳是光合作用的原料之一。
5. 维持植物体的结构稳定，蒸腾作用通过水分的上升，使得植物体内的细胞、组织和器官能够保持一定的张力，维持植物体的结构稳定性。
这种结构稳定性使得植物能够抵抗外界环境的风吹雨打等压力，保持正常的形态和生长。
总结起来，蒸腾作用在植物生理学中具有重要的意义，它参与水分吸收与输送、养分吸收与转运、温度调节、气体交换以及维持植物体的结构稳定等多个方面。
蒸腾作用的正常进行对于植物的生长、发育和适应环境具有至关重要的作用。
植物生理学名词解释1
名词解释：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。
光合作用：绿色植物吸收阳光的能量，同化CO2 和水，制造有机物质并释放氧气的过程。
光呼吸：植物的绿色细胞依赖光照，吸收 O2 和放出 CO2 的过程。
三羧酸循环：糖酵解进行到丙酮酸后，在有氧条件下，通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解，直到形成水和 CO2 为止。
光周期：在一天之中，白天和黑夜的相对长度。
细胞全能性：指植物体的每个细胞都携带着一套完整的基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。
生长大周期：开始时生长缓慢，以后逐渐加快，达到最高点，然后生长速率又减慢以至停止。
呼吸越变：当果实成熟到一定时期，其呼吸速率突然增高，最后又突然下降，这种现象称为呼吸越变生物固氮：某些微生物把空气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。
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。
质外体途径：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。
共质体途径：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。
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。
蒸腾速率：植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。
水分临界期：植物对水分不足特别敏感的时期。
矿质营养：植物对矿物质的吸收、转运和同化。
大量元素：植物需要量较大的元素。
微量元素：植物需要量极微，稍多即发生毒害的元素。
溶液培养：是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法选择透性：细胞膜质对不同物质的透性不同。
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• 红杉树
生长在潮湿的雨林中， 高80米
一、植物体内水分运输的途径
单个微管束
• 韧皮部（薄壁）：输送光合产物等 • 木质部（厚壁）：水分在植物体内的主要运输通道
木质部中输送水的主要管状分子
• 管状分子包括管胞和导管 • 二者细胞壁增厚 • 成熟后为不含细胞质的长型死细胞 • 多个细胞并行排列
• 成熟植株、蒸腾 作用强的白昼， 以蒸腾拉力为主
• 幼苗、空气潮湿 及蒸腾作用弱的 夜晚，以根压为 主
RH=26%
(C) Leaf exposed to full sun
T=30℃
T=30℃
e=4.24kPa
e=0.61kPa
RH=100%
RH=26%
e -e leaf air
0.62kPa 1.73kPa 3.63kPa
4 湿度
• 20℃时不同的相对湿度（RH） 对大气水势的影响
RH（％） 100
• 某些植物气孔昼夜 开放，如甘蓝、马 铃薯等；
• 某些植物气孔夜间 开放，如景天科等 CAM植物；
• 一般情况下，外界 [CO2]下降，气孔开 放，[CO2]上升，气 孔关闭，
3 温度
• 10℃以下， 难以开放
• T升高，促进 开放
• 30－35℃， 达最大开度
• 温度（T）和相对湿度（RH）对叶
• 叶面积：气孔/叶面积＝1-2 / 100 • 蒸腾（发）量：气孔/相同于叶面积的自由水面 > 80/100 • 即：某叶片（通过气孔）的蒸腾量为相同面积自由水面
蒸发量的40－100倍
• 小孔扩散原理（See your text book）：
1 水分从大表面上蒸发时，蒸发速率与表面积成 正比 2水分从很小表面上蒸发时，蒸发速率 与表面的直径或周长成正比
6 化学物质
• 抑制开放物质 （抗蒸腾剂）：
脱落酸
• 促进开放物质： 乙酰水杨酸
细胞分裂素
黄腐酸
阿特拉津（水光解抑制剂）
四、 蒸腾作用的指标
• 蒸腾速率（强度）：
一定时间内单位叶面积散失的水量(g/dm2·h)
• 蒸腾比例：
植物每消耗1Kg水所形成干物质的g数
• 蒸腾系数：
植物生产1g干物质所消耗水的（千）克数 （1/蒸腾比例）
• 气孔调节： 通过调节叶片气孔的大小将水分散失到大气中
角质层蒸腾/气孔蒸腾：
• 成熟叶片，角质层蒸腾约占3－10％，主要形式为气孔蒸腾 • 幼嫩叶片，角质层蒸腾约占30－50％ • 遮阴、潮湿处，角质层蒸腾约占30％以上 • 水生植物，角质层蒸腾为主要散失水分的方式
• 蒸腾作用的生理意义
• 为水分吸收与运输的主要动力 • 促进植物对矿质元素的吸收 • 降低叶片的温度
• 导管或管胞运输 途径（死细胞途 径）
• 活细胞途径
• 根毛至根的微管束（导 管或管胞）；
• 对水分运输的阻力小 适合于长距离运输
• 叶部最小的微管束（叶 脉）至气孔下室 ；
• 阻力大，约2000倍于微 管组织
• 适合于短距离运输
二、水分运输的动力
• 水分运输的动力 ＝根系吸水动力 1 蒸腾拉力 2 根压
95 90 50 20
ψ（MPa） 0
–6.9 -14.2 -93.5 -271.1
大气中水蒸气含量越低，越有利于蒸腾的进行。
5 风速
• 风速对蒸腾的影响
Boundary layer thickness=length of water diffusion path (Triangles) Leaves for 1cm wide; (Circles) Leaves for 5 cm wide
片空气气压梯度的影响（假设大气 中的水分含量保持稳定）
Leaf
Atmosphere
(A) Early morning
T=10℃
T=10℃
e=1.23kPa
e=0.61kPa
RH=100%
RH=50%
(B) Sun comes up
T=20℃
T=20℃
e=2.34kPa
e=0.61kPa
RH=100%
3 叶片上众多气孔增加了扩散水分的总的周长
2 气孔运动
• 植物气孔：2个保卫细胞
• 保卫细胞2种类型：
哑铃型：有一对副卫细胞，禾本科及莎草科等单子叶植物 肾型：无副卫细胞，多数植物
Arabidopsis Vicia faba
wheat maize
• 保卫细胞运动的结构基础
壁中存在径向排列的微纤丝
二、气孔蒸腾
1 气孔的大小和分布
• 长7-40μm (H2O-0.54nm; CO2-0.46nm)
• 主要分布于叶片，另也 存在于花序、果实、叶 柄、卷须及幼茎
• 多数植物下表皮气孔数 目多于上表皮，水生植 物多位于上表皮上
• 通常，气孔总面积为叶 面积的 1－2％
扩散水的速率：气孔>>相同面积的自由水面
质膜和液泡膜进入液泡中 （ K＋通道〕； 3 细胞内由淀粉经代谢产生 苹果酸，并从胞外运入Cl-, 与液泡内K＋保持电学平衡； 4 液泡内 K＋ 浓度达0.5M,
ψ降低至-2MPa左右，吸
水张开
三、影响气孔运动(蒸腾〕的因素（自学）
1光
2 CO2
• 一般植物由暗至光 中，经数分钟滞后 期，气孔开放；
• 微纤丝
难以伸长。以气孔口为中心，限制了保卫细胞沿短轴方向 直径的扩大
• 气孔运动调节蒸腾
保卫细胞吸水膨胀－气孔口张开 保卫细胞失水收缩－气孔口关闭
吸水后，作用于外壁上的（净）压力通过微纤丝传 到内壁，成为作用于内壁、背离气孔口方向的拉力
气孔运动的机理
• 以张开过程为例
1 质膜上H＋-ATP酶，被激 活（光等） ，运出H＋，产 生跨膜H＋梯度； 2 跨膜H＋梯度驱动K＋透过
第四节 蒸腾作用
Transpiration
水分以气体状态通过植 物体表面从体内扩散 到大气中的过程（不 同于自由水面的蒸发）
一、蒸腾的部位和生理意义
植物需要解决的一 对矛盾：
截获光能&水分亏缺
解决矛盾的方式
• 覆盖角质层： 一层蜡样的不透 水的膜，其中间 杂有亲水的果胶 质，并有孔隙， 可使水分子透过
向日葵茎部排列的管胞
• 注：螺旋型加厚的壁 • 右部的管胞未完全伸长
• 直径10-50um; 长1-3cm
导管
• 为独立的细胞
• 大小差异显著，通 常大于管胞。例：
枫树，直径40－60um 长4－30cm 橡树，直径300－ 500um 长最高至10m
• 导管比管胞更为进 化
• 导管的发育过程
植物体内水分运输途径（总结）