水分生理
第一章植物的水分生理(共54张PPT)

水分通过胞间连丝的吸收。移动速度较慢。
•
由于水势梯度引起水分进入中柱后产生 的压力。
和 现象可以证明根压的存在。
伤流(bleeding)
吐水(guttation)
从受伤或折断的植物组织溢 从未受伤叶片尖端或边缘向
出液体的现象
外溢出液滴的现象
水、无机盐、有机物、植物激素(细胞 分裂素)。
伤流液的数量和成分,可以作为根系活 力强弱的指标。
lower epidermis more than in the upper epidermis.
• In grain plants, those distribution is nearly equal in the lower epidermis to in
the upper epidermis.
• T—absolute temperature
• 植物细胞膜的特点—生物膜(质膜、液泡
膜),半透膜,选择透性,水分子易于通 过,而对溶质则有选择性;而且细胞液与 外界溶液具有Ψw 差。
• 质壁分离(Plasmolysis)和质壁分离复原
( Deplasmolysis)现象可以验证之。
高浓度溶液中, 细胞失水,质壁 分离。
扩散 依浓度梯度进行,短距离运输 集流 依压力梯度进行,长距离运输
A. 单个水分子通过膜 脂双分子层进入细胞
B.多个水分子通过水孔蛋白形成的水
通道进入细胞
水分移动需要能量做功,该动力来自于 渗透作用。
渗透作用:
通过半透膜移动的现象。
发生条件:半透膜,膜两边有浓度差。
1 mol物质的自由能。
每偏摩尔体积水的化学势,用Ψ表示,
0.5
0
-0.5
名词解释00403

名词解释第一章水分生理1.渗透势:也称溶质势,渗透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的水势。
2.压力势:是指细胞的原生质体吸水膨胀,对细胞壁产生一种作用力,与此同时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。
3.质外体:是指植物体中的细胞壁、细胞间隙和木质部导管的连续系统。
4.共质体:是指由胞间连丝将细胞的原生质联系起来的连续系统。
5.质外体途径:是指水分或溶质只通过质外体,即细胞壁、细胞间隙和木质部的导管,为被动运输,速度快。
6. 共质体途径:是指水分或溶质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,形成细胞质的连续体,移动速率较慢。
7.跨膜途径:是指水分或溶质从一个细胞,移动到另一个细胞,要两次通过液泡膜,故称之为跨膜途径。
移动速率较慢。
8.细胞途径:共质体途径和跨膜途径同称为细胞途径。
移动速率较慢。
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。
,称为渗透作用。
渗透作用是水分跨膜运输的动力。
10.蒸腾作用:是指水分以气体状态,通过植物体的表面(主要是叶片),从体内散失到体外的现象。
11.蒸腾速率:植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。
一般以每小时没平方米叶面积蒸腾水量的质量表示。
12.水分临界期:植物对水分不足特别敏感的时期。
一般为孕穗期和灌浆期。
13.水分生理:水分的吸收、水分在质外体内的运输和水分的排出,称为水分生理。
14. 质壁分离:植物细胞由于液泡失水而使原生质体和细胞壁分离的现象称为质壁分离。
第二章矿质营养1.矿质营养:植物对矿物质的吸收、转运和同化,称为矿质营养。
2.被动运输:是指离子(或溶质)跨过生物膜不需要能量,是顺电化学势梯度进行运输的方式。
被动运输包括简单扩散和协助扩散。
3. 主动运输:是指离子(或溶质)跨过生物膜需要代谢供给能量,是逆电化学势梯度进行运输的方式。
被动运输包括质子泵和离子泵。
4.离子通道:是细胞膜中有通道蛋白构成的孔道,控制离子通过细胞膜。
水分生理

衬 质 势
图2-1 植物细 胞的相对体积 变化与水势 (ψw)渗透势(ψs) 和压力势(ψp) 之间的关系的 图解
细胞初始质壁分离时:
ψp =0, ψw = ψs
充分饱和的细胞:
ψw = 0 ψs = -ψp
蒸腾剧烈时: ψp < 0, ψw < ψs
例题:
1、将充分饱和的细胞放入比其细胞液浓度低10倍的溶液中, 其体积会如何变化? 2、将细胞放入与其渗透势相等的糖溶液中,则细胞是吸水、 失水还是保持平衡? 3、若细胞的ψw = ψs ,将其放入纯水中,则体积如何变 化? 4、一个细胞的ψw=-0.8MPa,在初始质壁分离时ψs=1.6MPa,设该细胞在初始初始质壁分离时比原来体积 缩小4%,计算其原来的ψs和ψp各为多少?
② 代谢理论 :认为呼吸释放的能量参与根 系的吸水过程。
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。
是由枝叶形成的力量传到根部而 引起的被动吸水
蒸腾作用(transpiration)
是指水分以气体状态,通过植物体的
表面(主要是叶子),从体内散失到体 外的现象。
生理意义:
G1P经糖酵解转化为PEP
苹果酸根使细胞里的 消耗CO2 pH增高(8.0-8.5), 水势下降,同时 ATP 酶-H+泵水解ATP,泵 活化PEP羧化酶 出H+到细胞壁,造成 膜电位差,激活K+ - → 草酰乙 PEP + HCO3 通道和Cl-通道, K+ 酸→ 苹果酸 和Cl-进入GC
水分从 根向地 上部运 输的途 径
水分集流通过水孔蛋白形成的水通道
水势(water potential)就是每偏摩尔体积水的化 学势。 即水溶液的化学势(μw)与同温、同压、同一系统 — 中的纯水的化学势(μw0)之差(△μw),除以水的偏摩 尔体积(Vw)所得的商,称为水势。
简述水分的生理功能。

简述水分的生理功能。
水分是人体中不可或缺的重要组成部分,其在人体内具有多种生理功能。
本文将从保持体液平衡、维持血液循环、参与代谢过程以及调节体温四个方面简述水分的生理功能。
水分在人体内起着保持体液平衡的重要作用。
人体的细胞、组织和器官都需要一定的水分来正常运作。
水分能够通过细胞膜和血管壁进入细胞和血液中,从而维持细胞内外的水分平衡。
如果体内水分不足,会导致细胞脱水,影响细胞的正常功能,甚至导致严重的生理问题。
水分在维持血液循环中起到重要的作用。
血液是人体内运输营养物质和氧气的重要介质,而水分则是血液的主要组成部分。
适量的水分能够保持血液的黏稠度,使得血液在血管内畅通无阻,有利于血液的流动和运输物质的能力。
另外,水分还能够保持血液的循环量,防止血液浓缩和血液循环不畅所引起的健康问题。
水分还参与人体的代谢过程。
代谢是维持人体正常运作的基本生理过程,包括能量代谢、物质代谢和细胞代谢等。
水分在这些代谢过程中起到了重要的媒介作用。
例如,水分能够帮助消化系统中的酶类和酸碱平衡,促进食物消化和营养吸收;水分还能够参与蛋白质和碳水化合物的合成,维持细胞内外的物质平衡。
此外,水分还能够帮助排除代谢产物和毒素,保持身体内部的清洁。
水分在调节体温中发挥着重要的作用。
人体的正常体温范围是维持生理功能正常运作的基础,而水分则是体温调节的重要因素。
当人体运动或环境温度升高时,身体会通过出汗的方式排出多余的热量,从而降低体温。
水分是汗液的主要组成部分,适量的水分能够保持汗液的分泌和蒸发,帮助身体散热,维持体温在正常范围内。
水分在人体内具有多种生理功能,包括保持体液平衡、维持血液循环、参与代谢过程以及调节体温等。
合理地补充水分对于人体的健康和正常运作至关重要。
因此,我们应该保持适量的水分摄入,保证身体的正常功能。
植物生理学

植物生理学第一章水分生理(一)名词解释自由水:远离植物细胞原生质胶体颗粒而可以自由移动的水分。
束缚水:又叫结合水,由于植物细胞原生质胶体颗粒紧密吸附而不易流动和流失的水分。
水势:溶液中每偏摩尔体积水的化学势差。
蒸腾速率:又称蒸腾强度或蒸腾率,是指植物在单位时间、单位叶面积上通过蒸腾作用散失的水量。
蒸腾效率:也称蒸腾比率,是指植物每蒸腾1kg水所形成干物质的克数。
水分临界期:指植物在生命周期中对水分缺乏最敏感,最易受害的时期。
(二)问答题1、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。
含水体系的水势主要由四部分组成,即水势(ψw)= 溶质势(ψs)+衬质势(ψm)+压力势(ψp) +重力势(ψg)。
对于一个已形成液泡的成熟细胞来说,其ψw=ψs+ψp。
植物细胞吸水或失水,细胞体积会发生变化,渗透势和压力势因之也会发生改变。
在细胞初始质壁分离时(相对体积=1.0),压力势为零,细胞的水势等于渗透势,两者都呈最小值(约-2.0MPa)。
当细胞吸水,体积增大时,细胞液稀释,渗透势増大,压力势増大,水势也増大。
当细胞吸水达到饱和时(相对体积=1.5),渗透势与压力势的绝对值相等(约1.5MPa),但符号相反,水势为零,不吸水。
蒸腾剧烈时,细胞虽然失水,体积缩小,但并不发生质壁分离,压力势就变为负值,水势低于渗透势。
2、简述气孔运动机理的无机离子泵学说。
无机离子泵学说又称K+泵假说。
在光下,K+由表皮细胞和副卫细胞进入保卫细胞,保卫细胞中K+浓度显著增加,溶质势降低,引起水分进入保卫细胞,气孔就张开;暗中,K+由保卫细胞进入副卫细胞和表皮细胞,使保卫细胞水势升高而失水,造成气孔关闭。
这是因为保卫细胞质膜上存在着H+-ATP 酶,它被光激活后能水解保卫细胞中由氧化磷酸化或光合磷酸化生成的ATP ,并将H+从保卫细胞分泌到周围细胞中,使得保卫细胞的pH 升高,质膜内侧的电势变低,周围细胞的pH 降低,质膜外侧电势升高,膜内外的质子动力势驱动K+从周围细胞经过位于保卫细胞质膜上的内向K+通道进入保卫细胞,引发气孔开张。
第二章 水分生理

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3.温度
▵ 气孔开度一般随温度的升高而增大。在30℃左右,气孔
开度达最大。
但35℃的温度会引起气孔开度减小。
低温下(如10℃)长时期光照也不能使气孔张开。 ▵ 温度对气孔开度的影响可能是通过影响呼吸作用和光合 作用,改变叶内CO2 浓度而起作用的。
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4.水分
▵ 缺水可导致植物保卫细胞失水而关闭气孔。
第四节 蒸腾作用 一、蒸腾作用的生理意义和蒸腾部位 二、气孔蒸腾 三、影响蒸腾作用的外、内条件 第五节 植物体内水分的运输 一、水分运输的途径 二、水分运输的速度 三、水分沿导管或管胞上升的动力
第三节 植物根系对水分的吸收
一、根系吸水的途径 二、根系吸水的动力 三、影响根系吸水的土壤条件
第六节 合理灌溉的生理基础
2.压力势Ψp 由于细胞壁压力的存在而引起的细胞水势增加
的值叫压力势,一般为正值。
3.衬质势Ψm 是细胞胶体物质的亲水性和毛细管对自由水的
束缚作用而引起水势降低的值,以负值表示。 一个具有液泡的成熟细胞的水势主要由渗透势和压力势组成, 即 Ψw=Ψπ+Ψp
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㈣ 细胞间的水分移动
▵ 相邻两细胞的水分移动方向,决定于两细胞间的水 势差异,水势高的细胞中的水分向水势低的细胞流动。
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二、细胞的吸涨作用
▵吸涨:指亲水胶体吸水膨胀的现象。 ▵吸胀力:干燥种子细胞质、细胞壁、淀粉粒、蛋白质等等生 物大分子都是亲水性的,而且都处于凝胶状态,它们对水分子的 吸引力很强,这种吸引水分子的力称为吸胀力。 ▵吸胀作用:因吸胀力的存在而吸收水分子的作用称为吸胀作 用。 吸胀力实际上就是衬质势,即由吸胀力的存在而降低的水势值。
渗 透:是指溶剂分子通过半透膜而移动的现象。
植物生理参考题全(2023年整理)

第一章水分生理参考题一、名词解释:渗透势1.水分临界期2.水通道蛋白(水孔蛋白).3.渗透调节:即调节细胞的渗透势。
在水分胁迫条件下,植物细胞通过主动积累小分子物质,降低渗透势,进而4降低水势,增强吸水。
水分利用效率5..水势6.压力势7膨压与衬质势.8水的偏摩尔体积(2008考研).9二、填空1.根系吸水的动力有______和____两种。
前者与_____吸水有关,后者与____吸水有关。
2.生物膜主要是由 ________和__________两类物质组成。
3.一个充分吸水的细胞,其水势ψP=______。
将该细胞放入比其液泡浓度低100倍的溶液中,细胞体积会________。
4.当细胞在纯水中吸水饱和时,ψw=________;当植物细胞发生质壁分离时,ψp=___;当细胞强烈蒸腾失水时,ψp 为____。
5.干旱条件下,植物为了维持体内水分平衡,一方面要________,另一方面要_______。
6.用质壁分离法可以研究:___________、___________、____________。
7.干燥种子细胞的吸水的主要方式为_____________,成熟叶片叶肉细胞吸水的主要方式为________。
8.表明根压存在的两种生理现象是_______和_______。
9.植物体内水分以_________和_______两种状态存在。
10.叶片的蒸腾作用有两种方式,分别是___________和______________。
(2008考研)11.植物蒸腾作用主要以______________方式为主。
诱导气孔开启最有效的光是____,与气孔运动最密切的金属离子是________。
三、选择题1.将一个充分吸水的细胞转移到比其液泡浓度低100倍的溶液中时,则细胞()。
A.吸水B. 失水C.不失水D.不吸水,也不失水2. 某植物制造100g干物质消耗了75kg的水,其蒸腾系数为(2008联考)A 750B 75C 7.5D 0.753. 已经形成液泡的植物细胞的吸水靠()。
水分生理

三 植物根系吸水途径可分为: 质外体途径:包括壁、细胞间隙、 及中柱内的木质部导管,不包括细胞 质。对水分运输的阻力小。 共质体途径:所有细胞的原生质体 通过胞间连丝联系形成一连续的体系, 对水分运输的阻力较大。 跨膜途径:质外体空间→内皮层细 胞原生质层(共质体) →质外体空间(导 管)。
几个相关的概念
2、水分在细胞间隙的移动
水分进出细胞,由细胞与周围环境之间的水势差决定, 水总是从高水势区域向低水势区域移动。
图1.8 土壤—植物—大气连续体(soil-plant-atmosphere continuum, SPAC)中的水势(引自王忠,2000)
第四节 植物根系对水分的吸收※
一、根系吸水的部位
将一个细胞放入渗透势为-0.2MPa 的溶液中,达到动态平衡后,细胞的 渗透势为-0.6MPa,细胞的压力势等 于多少?
6 ) 细胞间水分的流动方向
• 细胞间水流的方向:高水势细胞→低水 势细胞 • 一般说来,植物细胞在形成液泡前,是 靠吸胀作用吸水,即通过亲水胶体的低 衬质势吸水,而在形成液泡后靠渗透作 用吸水。
• 水的内聚力和粘附力,十分有利于水分在植 物体内的长距离运输
4)表面张力和毛细作用
表面张力是指处于界面的水分子受着垂直向内 的拉力,这种作用于单位长度表面上的力,称 为表面张力(surface tension)。表面张力使某 一体系趋于向稳定状态变化,即表面积缩小, 减少界面高能分子的数量。 毛细作用(capillarity)指在液体与固体相接触 的表面间的一种相互作用。木质部中的导管就 是一种管壁可湿的毛细管。植物细胞壁的纤维 素微纤丝间有许多空隙,它们形成很多小而弯 曲的毛细管网络。
质外体:是一个开放性的连续自由空间,
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These results suggested that TaASR1 transcript waspatterns strongly of TaASR1 to determine the expression induced by PEG6000,ABA and in different wheat tissue,qRT-PCR was carried 2O2. out with H mRNA from different tissues
The results suggested that TaSAG3 exhibited a resultspattern suggested thatTaASR1 the up- after similar These expression with To various exploreregulation whether theof up-regulation of TaASR1 under TaASR1 by PEG with treatments and that treatment PEG6000 treatment involves ABA H2 O signalling, treatment possibly involves H O tungstate and fluridone had no and effect on the up22 2 signalling regulation of TaSnRK2.7 under PEG treatment. These results implied that up-regulation of TaASR1 by PEG possibly involves ABA signalling
Cloning and bioinformatics analysis of TaASR1 RT-PCR,qRT-PCR Subcellular localization of TaASR1 protein Plant transformation and generation of transgenic plants
TaASR1,a transcription factor gene in wheat confers drought stress tolerance in transgenic tobacco
introduction materials and methods results discussion
Interestingly ,a recent study showed that rice ASR protein OsASR1,could function as an effective reactive oxygen species(ROS)scavenger and its expression in yeast cells enhanced acquired tolerance of ROS-induce doxidative stress through induction of various cell rescue proteins . However , whether ASRs confer drought stress tolerance by regulating ROS homeostasis through the antioxidant system is yet to be elucidated in plants.
Materials and methods
Plant materials and treatments
seed sterilization germination cultured in growth chambers
PEG6000 treatment treatment with signalling molecules(ABA,MeJA,SA,auxin,H2O2) Tungstate fluridone For inhibitor or scavenger treatment (DMTU), imidazole
cultured on MS for 1 week
transplanted to MS with or without 150 or 300 mM mannitol for 1 week
measure root length , ROS accumulation , and SOD and CAT activities.
Generation of transgenic tobacco overexpressing TaASR1
Transgenic tobacco plants overexpressing TaASR1 under the control of CaMV 35S promoter were generated. A total of 14 transgenic lines(T1)were identified by hygromycin-resistance analysis and PCR using primers specific to TaASR1 and GFP. Among the T1 lines , three(OE2,OE5 and OE12)segregated at a ratio of 3:1 based on hygromycin resistance. seedlings from all three transgenic T2 lines grew well on MS medium containing 40 mg L-1 of hygromycin. Among the lines OE5 and OE12 had higher TaASR1 expression levels .
Introduction
Plants are frequently challenged by various harsh environmental factors , among which drought stress is adverse because it limits plant growth, development and crop productivity. The major response of plants to drought stress include perception of stress signals and their transduction that activate various stress-related genes and synthesis of proteins with diverse functions resulting in physiological and metabolic responses .
transplanted in containers for two weeks
water withholding for 30 d
Collection of leaves to measure RWC, IL, MDA, H2O2 ,SOD .CAT , POD.
One hundred and fifty surface-sterilized seeds from each transgenic line or control were sown o00 mM mannitol for 8 d to detect germination rate
conserved regions were observed in TaASR1:a small N-terminal sequence with 18–20 amino acids and a longer C-terminal region with at least 80 amino acids. The N-terminal consensus sequence has a stretch of six His residues in a 10 amino acid sequence that is typical for Zn-binding. In the C-terminal region , there are two Ala-rich regions , one site for N-myristoylation, a putative nuclear targeting signal an ABA/WDS domain that is described in ABA-,water , stressand ripening-induced proteins.
ASR protein have low molecular weight and are heat-stable and highly hydrophilic observed specifically in plants. Although the precise physiological function of ASRs remains unknown , they are presumed to have functional duality in plants. Firstly ,ASRs are classified to group 7in the late embryogenesis abundant(LEA)protein family with high hydrophilicity , which correlates to the high glycinecontent for direct plant protection .Secondly , ASRs have been suggested to be transcriptional regulators because of their ability to bind DNA in a sequence-specific and Zn2+dependent manner during the transition from a disordered to an ordered state.