试谈植物的水分生理.pptx
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1、植物物质生产和光植物物质生产和光能利用能利用试谈植物的水分生理第1页n n代谢:维持各种生命活动过程中各种化学改变(包含物质合成和转化、分解)总称。包含合成代谢和分解代谢植物水分生理植物矿质营养光 合 作 用土壤营养空气营养试谈植物的水分生理第2页第二章第二章 植物水分生理植物水分生理试谈植物的水分生理第3页n n植物水分代谢(water metabolism):植物对水分吸收、运输、利用和散失过程。2-1.水在植物生命活动中作用2-2.植物细胞对水分吸收 2-3.植物根系对水分吸收 2-4.植物蒸腾作用2-5.植物体内水分运输 2-6.合理浇灌生理基础试谈植物的水分生理第4页2-1.水在植物
2、生命活动中作用n n一.植物含水量 n n二.植物体内水分存在状态 n n三.水分在植物生命活动中作用试谈植物的水分生理第5页n n一一.植物含水量植物含水量n n不一样植物含水量不一样不一样植物含水量不一样 水生植物水生植物鲜重鲜重9090以上以上 地衣、藓类地衣、藓类仅占仅占6 6左右左右 草本植物草本植物70708585 木本植物木本植物稍低于草本植物。稍低于草本植物。n n一个植物,不一样环境下有差异一个植物,不一样环境下有差异 荫蔽、潮湿荫蔽、潮湿 向阳、干燥环境向阳、干燥环境n n同一植株中,不一样器官、组织含水量不一同一植株中,不一样器官、组织含水量不一样样 根尖、幼苗和绿叶根尖
3、、幼苗和绿叶60609090 树干树干40405050 休眠芽休眠芽4040 风干种子为风干种子为8 81414n n生命活动较旺盛部分,水分含量较多。生命活动较旺盛部分,水分含量较多。试谈植物的水分生理第6页二.植物体内水分存在状态束缚水:束缚水:自由水:自由水:与细胞组分紧密结合而不能自由流动水分未与细胞组分相结合,能够自由流动水分试谈植物的水分生理第7页三.水分在植物生命活动中作用1细胞质主要成份 2代谢作用过程反应物质 3水分是植物对物质吸收和运输溶剂 4维持植物细胞和组织担心度,使植物保持固有姿态 5.高比热和气化热,有利于调整植物体温度。试谈植物的水分生理第8页2-2 植物细胞对水
4、分吸收n n一、扩散(diffusion):是物质分子(包含气体分子、水分子、溶质分子等)从高浓度(高化学势)区域向低浓度(低化学势)区域转移,直到均匀分布现象。n n二、集流(mass flow或bulk flow):指液体中成群原子或分子在压力梯度压力梯度(水势梯度)作用下共同移动现象。试谈植物的水分生理第9页水分子通道(water channel)水分在细胞膜系统内移动路径有2种:单个水分子:经过膜脂双分子层间隙或经过水通道进入细胞 水集流:经过质膜上水孔蛋白中水通道进入细胞。水孔蛋白水孔蛋白是一类含有选择性、高效转是一类含有选择性、高效转运水分膜通道蛋白。运水分膜通道蛋白。试谈植物的水
5、分生理第10页n n三、渗透水分从水势高系统经过半透膜向水势低水分从水势高系统经过半透膜向水势低系统移动现象,就称为渗透作用。系统移动现象,就称为渗透作用。n n是含有液泡细胞吸水主要方式。是含有液泡细胞吸水主要方式。渗透装置条件1、含有半透膜2、半透膜两侧含有浓度差试谈植物的水分生理第11页(一)自由能和水势(一)自由能和水势物质能量物质能量束缚能(bound energy):是不能用于做有用功能量。自由能(free energy):是在恒温、恒压条件下能够作功能量。试谈植物的水分生理第12页化学势chemical potential,:1mol物质自由能为该物质化学势 物质总是从化学势高地
6、方自发地转移到化学势低地方,而化学势相等时,则展现动态平衡。水势水势(water potential):每偏摩尔体积水化学势 即水溶液化学势(w)与同温、同压、同一系统中纯水化学势(w0)之差(w),除以水偏摩尔体积(Vw)所得商,称为水势。概念概念试谈植物的水分生理第13页 偏摩尔体积(partial molal volume)在一定温度、压力和浓度下,1 摩尔某组分在混合物中所表达出来体积,称为该组分在该条件下偏摩尔体积。偏摩尔体积单位是m3mol-1 水势单位水势单位:兆帕(MPa)1Mpa=106 Pa 1bar(巴)=0.1 MPa=0.987(大气压)1标准大气压=1.013105
7、 Pa=1.013 bar试谈植物的水分生理第14页几个常见化合物水溶液水势范围几个常见化合物水溶液水势范围 溶液溶液水势水势/MPa纯水纯水0Hoagland营养液营养液-0.05海水海水-2.501mol/L 蔗糖蔗糖-2.691mol/L KCl-4.50试谈植物的水分生理第15页(二)渗透作用(osmosis)水分从水势高系统经过半透膜向水势低系水分从水势高系统经过半透膜向水势低系水分从水势高系统经过半透膜向水势低系水分从水势高系统经过半透膜向水势低系统移动现象,就称为渗透作用。统移动现象,就称为渗透作用。统移动现象,就称为渗透作用。统移动现象,就称为渗透作用。半透膜渗透作用试谈植物的
8、水分生理第16页(三)植物细胞能够组成一个渗透系统(三)植物细胞能够组成一个渗透系统一个成熟植物细胞就是一个完整渗透装置细胞壁(全透性)细胞膜液泡膜细胞质原生质层细胞液细胞核含有选择透过性,近似于半透膜试谈植物的水分生理第17页(四)细胞水势(四)细胞水势细胞吸水情况决定于细胞水势。细胞吸水情况决定于细胞水势。经典细胞水势经典细胞水势w w是由是由4 4个组分组成:个组分组成:w=+p+m+g水势渗透势压力势衬质势重力势试谈植物的水分生理第18页渗透势渗透势渗透势渗透势(osmotic potential)(osmotic potential)亦称溶质势亦称溶质势亦称溶质势亦称溶质势(solu
9、te potential),(solute potential),是因为是因为是因为是因为溶质颗粒存在而降低水势值。溶质颗粒存在而降低水势值。溶质颗粒存在而降低水势值。溶质颗粒存在而降低水势值。是负值。是负值。是负值。是负值。压力势压力势压力势压力势(pressure potential)(pressure potential)p p 是指因为细胞壁压力存在而引发细胞水势增是指因为细胞壁压力存在而引发细胞水势增是指因为细胞壁压力存在而引发细胞水势增是指因为细胞壁压力存在而引发细胞水势增加值。普通是正值加值。普通是正值加值。普通是正值加值。普通是正值 。溶液溶液:w=s 因为因为p=0 衬质势衬
10、质势衬质势衬质势(matric potential)(matric potential)mm 是是是是细细细细胞胞胞胞胶胶胶胶体体体体物物物物质质质质亲亲亲亲水水水水性性性性和和和和毛毛毛毛细细细细管管管管对对对对自自自自由由由由水水水水束束束束缚缚缚缚而引发水势降低值,是而引发水势降低值,是而引发水势降低值,是而引发水势降低值,是负值负值负值负值。重力势重力势g(gravity potential)因为重力存在使体系水势增加数值。试谈植物的水分生理第19页图:植物细胞相对体积图:植物细胞相对体积改变与水势改变与水势(w)渗透势渗透势(s)和压力势和压力势(p)之间关之间关系图解系图解 细胞初
11、始质壁分离时:p=0,w=S 充分饱和细胞:w=0 S=-p蒸腾猛烈时:p 0,w 土壤保水能力,吸水土壤保水能力,吸水根部吸水能力根部吸水能力 土壤保水能力,不吸水土壤保水能力,不吸水植物只能利用土壤中可用水分。试谈植物的水分生理第32页(2)土壤通气情况土壤通气情况土壤土壤通气不良通气不良使根系使根系吸水量降低吸水量降低。原因:原因:土壤缺氧、土壤缺氧、CO2浓度过高浓度过高短期内:可使细胞短期内:可使细胞呼呼吸减弱,影响根压吸减弱,影响根压,继而继而妨碍吸水妨碍吸水;时间较长:形成时间较长:形成无氧无氧呼吸呼吸,产生和累积较,产生和累积较多多酒精酒精,根系中毒受,根系中毒受伤,吸水更少。
12、伤,吸水更少。试谈植物的水分生理第33页(3)土壤温度土壤温度低温低温能降低根系吸水速率能降低根系吸水速率原原因因:水分本身粘性增大,扩散速率降低;细胞质黏性增大,水分不易经过细胞质;呼吸作用减弱,影响根压;根系生长迟缓,有碍吸水表面积增加。试谈植物的水分生理第34页土壤温度过高对根系吸水也不利土壤温度过高对根系吸水也不利!原因:原因:高高温温加加速速根根老老化化过过程程,吸吸收收面面积积降低,吸收速率下降。降低,吸收速率下降。温度过高使温度过高使酶钝化酶钝化,影响根系主,影响根系主动吸水。动吸水。试谈植物的水分生理第35页(4)土壤溶液浓度土壤溶液浓度根根系系要要从从土土壤壤中中吸吸水水,根
13、根部部细细胞胞水水势势必必须须 土壤溶液水势。土壤溶液水势。在普通情况下,土壤溶液浓度较低,水势较高,根系吸水;盐碱土则相反施用化学肥料时不宜过量,产生“烧苗”低于低于试谈植物的水分生理第36页第四节 蒸腾作用n n一、蒸腾作用概念、生理意义和指标一、蒸腾作用概念、生理意义和指标一、蒸腾作用概念、生理意义和指标一、蒸腾作用概念、生理意义和指标 1.1.概念概念概念概念 2.2.生理意义生理意义生理意义生理意义 3.3.指标和部位指标和部位指标和部位指标和部位n n二、气孔蒸腾二、气孔蒸腾二、气孔蒸腾二、气孔蒸腾 1.1.气孔形态结构及生理特点气孔形态结构及生理特点气孔形态结构及生理特点气孔形态
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