水分代谢医学宣教专家讲座.pptx

没有水就没有生命没有水就没有生命 “有收无收在于水有收无收在于水”水分代谢医学宣教专家讲座第1页散失散失吸收吸收运输运输水分代谢医学宣教专家讲座第2页 第一节第一节 水在植物生活中主要性水在植物生活中主要性 一、植物含水量及其存在状态一、植物含水量及其存在状态 植物组织含水量普通为植物组织含水量普通为70%90%。存在状态：存在状态：束缚水和自由水束缚水和自由水 束缚水（束缚水（bound water）：被原生质组：被原生质组分吸附，不能自由移动水分。分吸附，不能自由移动水分。自由水（自由水（free water）：不被原生质组：不被原生质组分吸附，可自由移动水分。分吸附，可自由移动水分。自由水自由水/束缚水束缚水是衡量植物是衡量植物代谢强弱和代谢强弱和抗性抗性生理指标之一。生理指标之一。水分代谢医学宣教专家讲座第3页亲水物质亲水物质水分代谢医学宣教专家讲座第4页 二、水对植物生理生态作用二、水对植物生理生态作用 生理作用：生理作用：1、水是原生质主要组分、水是原生质主要组分 2、水直接参加植物体内主要代谢过程、水直接参加植物体内主要代谢过程 3、水是许多生化反应和物质吸收、运输、水是许多生化反应和物质吸收、运输 良好介质良好介质 4、水使植物保持固有姿态、水使植物保持固有姿态 5、细胞分裂和延长生长需要足够水、细胞分裂和延长生长需要足够水水分代谢医学宣教专家讲座第5页 生态作用：生态作用：1、调整植物体温、调整植物体温 高比热：高比热：(4.187kjkg-1K-1),稳定植物体温稳定植物体温.高汽化热：高汽化热：(25 o oC,C,2.45 kjkg-1)降低体温，降低体温，防止高温危害防止高温危害 2、介电常数高、介电常数高：有利于离子溶解有利于离子溶解 3、水对可见光有良好通透性、水对可见光有良好通透性 4、水可调整植物生存环境、水可调整植物生存环境 水分代谢医学宣教专家讲座第6页 第二节第二节 植物细胞对水分吸收植物细胞对水分吸收 吸胀性吸水吸胀性吸水（未形成液泡（未形成液泡 细胞）细胞）吸水方式吸水方式代谢性吸水代谢性吸水（直接耗能）（直接耗能）渗透性吸水渗透性吸水（具液泡细胞）（具液泡细胞）水分代谢医学宣教专家讲座第7页 一、细胞渗透性吸水一、细胞渗透性吸水（一）自由能、化学势、水势概念（一）自由能、化学势、水势概念 自由能（自由能（G）：物质能用于做功潜在）：物质能用于做功潜在能量。能量。化学势（化学势（）：每摩尔体积某物质自）：每摩尔体积某物质自由能。由能。水分代谢医学宣教专家讲座第8页 水水G 1mol水水G w w 水势（水势（water potential）：每偏摩尔：每偏摩尔体积水化学势差。体积水化学势差。w-wVw，mVw，mw纯水纯水化学势化学势水分代谢医学宣教专家讲座第9页纯水水势最高，定为纯水水势最高，定为0 0 单位单位：J J/mol Nm/mol N w =Vw，m m3/mol m3/mol m2 水势单位是压强单位水势单位是压强单位，帕斯卡（，帕斯卡（PaPa）、兆）、兆帕斯卡（帕斯卡（MpaMpa）、大气压（）、大气压（atmatm）、巴（）、巴（barbar）1bar=101bar=105 5Pa=0.1MPa=0.987atmPa=0.1MPa=0.987atm水分代谢医学宣教专家讲座第10页 Vw，m：偏摩尔体积：偏摩尔体积，指在恒，指在恒温、恒压和其它组分不变条件下，温、恒压和其它组分不变条件下，加入加入1摩尔水所引发体积增量。摩尔水所引发体积增量。如：纯水摩尔体积是如：纯水摩尔体积是18cm18cm3 3,将其将其加入加入100cm100cm3 3乙醇中，最终体积是乙醇中，最终体积是118.07cm118.07cm3 3，水偏摩尔体积是多少？，水偏摩尔体积是多少？（18.07cm18.07cm3 3）水分代谢医学宣教专家讲座第11页 几个常见化合物水势 溶液溶液 w/Mpa 纯水纯水 0 Hoagland营养液营养液 -0.05 海水海水 -2.50 1molL-1蔗糖蔗糖 -2.69 1molL-1 KCl -4.50水分代谢医学宣教专家讲座第12页 （二）渗透作用（二）渗透作用 渗透作用（渗透作用（osmosis）：水分从水：水分从水势高系统经过势高系统经过半透膜半透膜向水势低系统移动向水势低系统移动现象。现象。纯水纯水 糖水糖水 半透膜半透膜水分代谢医学宣教专家讲座第13页 植物细胞就是一个渗透植物细胞就是一个渗透系统系统 成熟细胞成熟细胞原生质层原生质层（原生质膜、原生质和（原生质膜、原生质和液泡膜）相当于液泡膜）相当于半透膜半透膜。液泡液、原生质层和液泡液、原生质层和细胞外溶液组成了一个细胞外溶液组成了一个渗透系统。渗透系统。水分代谢医学宣教专家讲座第14页质壁分离现象能够处理以下问题：质壁分离现象能够处理以下问题：1、判断细胞死活、判断细胞死活2、测定细胞渗透势、测定细胞渗透势3、观察物质经过原生观察物质经过原生质层速率。质层速率。水分代谢医学宣教专家讲座第15页（三）植物细胞水势组成（三）植物细胞水势组成 w w =+p p+m m :渗透势，也称溶质势（渗透势，也称溶质势（s s）因为溶质颗粒存在而引发水势降低因为溶质颗粒存在而引发水势降低值。值。恒为负值恒为负值。=-=-iCRTiCRTi:i:解离系数，解离系数，C C：溶质浓度：溶质浓度 R R：气体：气体常数，常数，T T：绝对温度：绝对温度水分代谢医学宣教专家讲座第16页p p ：压力势：压力势，因为细胞壁压力，因为细胞壁压力存在而引发水势增加值。存在而引发水势增加值。普通情况下，压力势为普通情况下，压力势为正值正值；质壁分离时，压力势为质壁分离时，压力势为零零；猛烈蒸腾时，压力势为猛烈蒸腾时，压力势为负值负值。水分代谢医学宣教专家讲座第17页 mm ：衬质势，：衬质势，因为细胞胶体物质亲因为细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引发水势降水性和毛细管对自由水束缚而引发水势降低值。低值。恒为负值恒为负值。未形成液泡细胞水势等于衬质势，未形成液泡细胞水势等于衬质势，w w=mm 已形成液泡细胞，衬质势很大，但绝对已形成液泡细胞，衬质势很大，但绝对值很小（趋于零），可忽略不计。值很小（趋于零），可忽略不计。故：故：w w=+p p水分代谢医学宣教专家讲座第18页w ws sp p 0.9 0.9 1.01.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.5 相对体积相对体积 1.5 1.0 0.5 0-0.5-1.0-1.5-2.0-2.5 cellcell水势、溶质势、压力势水势、溶质势、压力势/MPa/MPa水分代谢医学宣教专家讲座第19页 （1）初始质壁分离时初始质壁分离时，V=1.0，p p=0，w w=s s=-2.0MPa （2）充分膨胀时充分膨胀时，V=1.5，w w=0 s s =p p （3）猛烈蒸腾时猛烈蒸腾时，p p 0水分代谢医学宣教专家讲座第20页（四）细胞间水分移动（四）细胞间水分移动（w w，Map）A A-0.8-0.8 B B-0.6-0.6 C C-0.4-0.4（1）将细胞放入高水势溶液中：）将细胞放入高水势溶液中：（2）将细胞放入低水势溶液中：将细胞放入低水势溶液中：（3）将细胞放入等水势溶液中）将细胞放入等水势溶液中:水分代谢医学宣教专家讲座第21页例例2：将一个细胞放入渗透势为将一个细胞放入渗透势为-0.2MPa溶液中，到达动态平衡后，细胞渗透势为溶液中，到达动态平衡后，细胞渗透势为-0.6MPa，细胞压力势等于多少？，细胞压力势等于多少？例例1：有一为水分充分饱和细胞，将其有一为水分充分饱和细胞，将其放入比细胞液浓度低放入比细胞液浓度低100倍溶液中，则倍溶液中，则其细胞体积（其细胞体积（）A、变大、变大 B、变小、变小 C、不变、不变水分代谢医学宣教专家讲座第22页例例3：假设一个细胞渗透势为假设一个细胞渗透势为-0.8Mpa,将将其放入渗透势为其放入渗透势为-0.3Mpa溶液中，请计算溶液中，请计算细胞压力势为何值时才分别发生以下三细胞压力势为何值时才分别发生以下三种情况？种情况？1、细胞体积变大、细胞体积变大 2、细胞体积变小、细胞体积变小 3、细胞体积不变、细胞体积不变(p 0.5 ，0.8)(p=0.5)水分代谢医学宣教专家讲座第23页二、细胞吸胀吸水二、细胞吸胀吸水 吸胀作用：吸胀作用：指亲水胶体吸水膨胀现象。指亲水胶体吸水膨胀现象。不一样物质吸胀力大小不一样，如：蛋不一样物质吸胀力大小不一样，如：蛋白质白质 淀粉淀粉 纤维素，纤维素，吸胀力即衬质势。吸胀力即衬质势。干燥种子、根尖、茎尖分生细胞、干燥种子、根尖、茎尖分生细胞、果果实和种子形成过程中实和种子形成过程中靠吸胀靠吸胀吸水，其吸水，其水势水势等于其衬质势等于其衬质势，豆类种子胶体衬质势可小，豆类种子胶体衬质势可小于于100Mpa。=细胞吸水饱和时细胞吸水饱和时m=0水分代谢医学宣教专家讲座第24页三、细胞代谢性吸水三、细胞代谢性吸水 代谢性吸水：代谢性吸水：利用细胞呼吸释放利用细胞呼吸释放能量使水分透过质膜进入细胞过程。能量使水分透过质膜进入细胞过程。水分代谢医学宣教专家讲座第25页 四、水分跨膜移动路径四、水分跨膜移动路径 1、单个水分子经过膜脂双分子层间隙、单个水分子经过膜脂双分子层间隙进入细胞进入细胞 2、水集流经过质膜上水孔蛋白组成水、水集流经过质膜上水孔蛋白组成水通道进入细胞通道进入细胞 水孔蛋白：水孔蛋白：是一类含有选择性地、是一类含有选择性地、高效转运水分膜通道蛋白。高效转运水分膜通道蛋白。水分代谢医学宣教专家讲座第26页 水分子水分子水通道水通道类脂水分跨膜移动路径示意图水分跨膜移动路径示意图水孔蛋白水孔蛋白水分代谢医学宣教专家讲座第27页 水孔蛋白活化依靠磷酸化和脱磷酸水孔蛋白活化依靠磷酸化和脱磷酸化作用调整。化作用调整。如依赖如依赖Ca2+蛋白激酶可使其丝氨蛋白激酶可使其丝氨酸残基磷酸化，水孔蛋白水通道加宽，酸残基磷酸化，水孔蛋白水通道加宽，水集流经过量增加。如除去此磷酸基水集流经过量增加。如除去此磷酸基团，则水通道变窄，水集流经过量降团，则水通道变窄，水集流经过量降低低。水分代谢医学宣教专家讲座第28页 第三节第三节 植物根系对水分吸收植物根系对水分吸收 一、根系吸水部位一、根系吸水部位 吸水主要器官是吸水主要器官是根系根系，根吸水主，根吸水主要部位是要部位是根尖根尖，根尖吸水最活跃部位，根尖吸水最活跃部位是是根毛区根毛区。二、根系吸水方式及其动力二、根系吸水方式及其动力 方式：方式：被动吸水和主动吸水被动吸水和主动吸水 1、被动吸水、被动吸水 吸水动力：蒸腾拉力吸水动力：蒸腾拉力水分代谢医学宣教专家讲座第29页 蒸腾拉力蒸腾拉力：因为蒸腾作用产生一：因为蒸腾作用产生一系列水势梯度使导管中水分上升力量。系列水势梯度使导管中水分上升力量。被动吸水被动吸水是植物吸水主要方式。是植物吸水主要方式。2、主动吸水、主动吸水以根压为吸水动力以根压为吸水动力 根压：根压：因为植物根系生理活动而使因为植物根系生理活动而使液流从根部沿导管上升压力。液流从根部沿导管上升压力。伤流伤流和和吐水吐水是由根压引发。是由根压引发。水分代谢医学宣教专家讲座第30页根压产生机理根压产生机理：水分代谢医学宣教专家讲座第31页根压产生机理根压产生机理：渗透论：渗透论：根系主动吸收根系主动吸收无机离子无机离子进入共进入共质体达中柱内活细胞，然后释放至导管中，质体达中柱内活细胞，然后释放至导管中，引发离子积累，使其水势降低，而内皮层引发离子积累，使其水势降低，而内皮层以外质外体水势较高，因而水分就不停经以外质外体水势较高，因而水分就不停经过渗透作用进入导管，造成水分向中柱扩过渗透作用进入导管，造成水分向中柱扩散作用，在中柱内产生一个静水压力，即散作用，在中柱内产生一个静水压力，即根压。根压。代谢论：代谢论：认为呼吸作用所产生能量参加认为呼吸作用所产生能量参加根系吸水过程。比如，当外界温度降低时、根系吸水过程。比如，当外界温度降低时、氧分压下降、呼吸抑制剂存在时，根压、氧分压下降、呼吸抑制剂存在时，根压、伤流或吐水会降低或停顿。伤流或吐水会降低或停顿。水分代谢医学宣教专家讲座第32页 三、影响根系吸水原因三、影响根系吸水原因 1、土壤水分情况、土壤水分情况 土壤水分为可利用水和不可利用土壤水分为可利用水和不可利用水。植物可利用水土壤水势范围为水。植物可利用水土壤水势范围为-0.05MPa-0.30MPa 永久萎蔫系数永久萎蔫系数（PWC）：植物刚：植物刚发生永久萎蔫时土壤中存留含水量。发生永久萎蔫时土壤中存留含水量。土壤中可利用水土壤中可利用水=毛细管水毛细管水-永久永久萎蔫系数。萎蔫系数。水分代谢医学宣教专家讲座第33页2、土壤通气情况、土壤通气情况土壤通气不良土壤通气不良:A、缺缺O2，呼吸减弱，影响根压；呼吸减弱，影响根压；B、长时间无氧呼吸，根系中毒；长时间无氧呼吸，根系中毒；C、土壤还原性物质过多，不利于土壤还原性物质过多，不利于根系生长与吸收。根系生长与吸收。水分代谢医学宣教专家讲座第34页3、土壤温度、土壤温度 低温低温：原生质粘性增大，水分不易透过原生质粘性增大，水分不易透过.酶活性降低，影响主动吸水酶活性降低，影响主动吸水 .水分子水分子运动减慢运动减慢 .根系生长迟缓，吸收面积降根系生长迟缓，吸收面积降低低高温：高温：加速根系老化，加速根系老化，吸收面积减吸收面积减 少少 .酶钝化酶钝化，主动吸水下降。主动吸水下降。4、土壤溶液浓度、土壤溶液浓度 土壤溶液水势普通高于根细胞水势，土壤溶液水势普通高于根细胞水势，施肥过多产生施肥过多产生“烧苗烧苗”现象。现象。(土土-0.1Mpa)水分代谢医学宣教专家讲座第35页第四节第四节 蒸腾作用蒸腾作用 一、蒸腾作用生理意义一、蒸腾作用生理意义 蒸腾作用（蒸腾作用（transpiration）：指植物：指植物体内水分以体内水分以气态方式气态方式从植物体表面向外从植物体表面向外界散失过程。界散失过程。液态散失液态散失 吐水吐水 气态散失气态散失 蒸腾作用蒸腾作用失水方式失水方式：水分代谢医学宣教专家讲座第36页 蒸腾作用生理意义：蒸腾作用生理意义：1、有利于、有利于水分吸收和运输水分吸收和运输 蒸腾拉力是高大树木吸水主要蒸腾拉力是高大树木吸水主要动力动力 2、有利于、有利于矿物质和有机物吸收和矿物质和有机物吸收和运输运输 3、维持植物、维持植物体温恒定体温恒定水分代谢医学宣教专家讲座第37页二、蒸腾作用部位及指标二、蒸腾作用部位及指标（一）部位（一）部位 1、植物幼小时，地面以上全部表面、植物幼小时，地面以上全部表面、皮孔蒸腾、皮孔蒸腾 高大木本植物，约占高大木本植物，约占全部蒸腾全部蒸腾0.1%3、叶片蒸腾叶片蒸腾（1）角质蒸腾）角质蒸腾 约占全部蒸腾约占全部蒸腾5%10%（2）气孔蒸腾气孔蒸腾 主要方式主要方式水分代谢医学宣教专家讲座第38页（二）蒸腾作用指标（二）蒸腾作用指标 1.蒸腾速率（蒸腾速率（transpiration rate）：植物植物 在一定时间内单位叶面蒸腾水量。在一定时间内单位叶面蒸腾水量。（g/dm2h）。）。2.蒸腾比率蒸腾比率或或蒸腾效率蒸腾效率：植物每消：植物每消耗耗水所生产干物质水所生产干物质克数克数。农作物。农作物为为10g/。3.蒸腾系数蒸腾系数或或需水量需水量：植物制造：植物制造1g干物质所消耗水量（干物质所消耗水量（g）。农作物为）。农作物为100500水分代谢医学宣教专家讲座第39页 三、气孔蒸腾三、气孔蒸腾 （一）经过气孔蒸腾速率（一）经过气孔蒸腾速率 气孔很小，但数目很多，气孔面气孔很小，但数目很多，气孔面积普通不超出叶面积积普通不超出叶面积1%，但经过气，但经过气孔蒸腾量却到达叶片一样面积蒸发量孔蒸腾量却到达叶片一样面积蒸发量50%以上。以上。经过小孔扩散速率与孔周长成正经过小孔扩散速率与孔周长成正比比,不与面积成正比。此规率叫不与面积成正比。此规率叫小孔扩小孔扩散率。散率。水分代谢医学宣教专家讲座第40页（二）气孔运动机理（二）气孔运动机理 水分代谢医学宣教专家讲座第41页（1）淀粉）淀粉糖改变学说糖改变学说 pH 7 淀粉淀粉+n Pi nG-1-P 白天白天COCO2 2下降，下降，pHpH上升到上升到7.07.0，淀粉磷酸，淀粉磷酸化酶催化正向反应，淀粉水解成糖，引发化酶催化正向反应，淀粉水解成糖，引发保卫细胞渗透势下降，水势降低，保卫细保卫细胞渗透势下降，水势降低，保卫细胞吸水而膨胀，因而气孔张开。夜晚则相胞吸水而膨胀，因而气孔张开。夜晚则相反。反。淀粉磷酸化淀粉磷酸化EpH 5水分代谢医学宣教专家讲座第42页水分代谢医学宣教专家讲座第43页（2）K+积累学说积累学说 光下光下 光合磷酸化产生光合磷酸化产生ATP 活化质膜上活化质膜上H+-ATPE 分解分解ATP，将将H+分泌到细胞壁同时，把外面分泌到细胞壁同时，把外面K+吸吸进保卫细胞，为平衡进保卫细胞，为平衡K+电性，电性，Cl-也伴也伴随进入随进入 K+、C l-w w下降下降 吸水膨胀吸水膨胀 气孔打开气孔打开。水分代谢医学宣教专家讲座第44页（3）苹果酸代谢学说）苹果酸代谢学说 光下光下 保卫细胞光合作用保卫细胞光合作用 CO2降低降低 pH 升高升高 PEPC活性增强活性增强 生成苹果酸生成苹果酸 保卫细胞保卫细胞w w降低降低 细胞吸水膨胀细胞吸水膨胀 气孔打开。气孔打开。水分代谢医学宣教专家讲座第45页 光照光照 保卫细胞进行保卫细胞进行 呼吸作用呼吸作用 光合作用光合作用 CO2降低降低 光合磷酸化光合磷酸化 氧化磷酸化氧化磷酸化 淀粉淀粉 pH升高升高 水解水解 EMP ATP PEP+HCO3-PEPC 苹果酸苹果酸 光活化光活化H+-ATPE 糖、苹果酸、糖、苹果酸、K+、Cl-保卫细胞水势下降保卫细胞水势下降 排出排出 H+向周围细胞吸水，膨压升高向周围细胞吸水，膨压升高 气孔张开气孔张开 气孔运动机理气孔运动机理水分代谢医学宣教专家讲座第46页1.1.光照光照：光诱导气孔开放：光诱导气孔开放(一些植物除外一些植物除外)，蓝光和红光最有效，蓝光和红光最有效(与光合作用相同与光合作用相同)。光促进光合作用，促进苹果酸形成，光促进光合作用，促进苹果酸形成，促进促进K K+和和ClCl-吸收等吸收等 2.CO2.CO2 2：叶片内部低：叶片内部低COCO2 2分压可使气孔张分压可使气孔张开，高开，高COCO2 2则使气孔关闭。则使气孔关闭。影响气孔运动原因影响气孔运动原因水分代谢医学宣教专家讲座第47页3.3.温度：温度：在一定温度范围内气孔开度普通在一定温度范围内气孔开度普通随温度升高而增大。在随温度升高而增大。在2525以上时气孔开以上时气孔开度最大，度最大，30-3530-35时开度会减小。低温下时开度会减小。低温下开度减小或关闭开度减小或关闭。4.4.叶片含水量叶片含水量：叶片水势直接影响气孔：叶片水势直接影响气孔开度。白天猛烈蒸腾时失水过多，气孔关开度。白天猛烈蒸腾时失水过多，气孔关闭。雨天叶片含水过多，表面细胞体积膨闭。雨天叶片含水过多，表面细胞体积膨大，挤压保卫细胞，使气孔关闭。大，挤压保卫细胞，使气孔关闭。水分代谢医学宣教专家讲座第48页5.5.风：风：大风使保卫细胞失水过多而促进大风使保卫细胞失水过多而促进气孔关闭。微风有利于气孔开放和蒸腾气孔关闭。微风有利于气孔开放和蒸腾6.6.植物激素：植物激素：细胞分裂素促进气孔开放，细胞分裂素促进气孔开放，而而ABAABA促进气孔关闭。干旱时根产生促进气孔关闭。干旱时根产生ABAABA向上运输到地上部，促进保卫细胞膜上向上运输到地上部，促进保卫细胞膜上K K+外流通道开启，向外运输外流通道开启，向外运输K K+量增加，使保量增加，使保卫细胞水势增大而失水，从而促进气孔卫细胞水势增大而失水，从而促进气孔关闭关闭水分代谢医学宣教专家讲座第49页四、影响蒸腾作用原因四、影响蒸腾作用原因蒸腾速率蒸腾速率 气孔下腔蒸气压气孔下腔蒸气压-大气蒸气压大气蒸气压 气孔阻力气孔阻力 +扩散层阻力扩散层阻力扩散力扩散力扩散阻力扩散阻力水分代谢医学宣教专家讲座第50页扩散层扩散层气孔阻力气孔阻力大气蒸汽压大气蒸汽压气孔下腔蒸汽压气孔下腔蒸汽压水分代谢医学宣教专家讲座第51页（一）内部原因（一）内部原因 1、气孔和气孔下腔、气孔和气孔下腔 气孔频度（气孔数气孔频度（气孔数/cm2）和气孔）和气孔大小直接影响内部阻力，气孔下腔体积大小直接影响内部阻力，气孔下腔体积影响内部蒸气压。影响内部蒸气压。2、叶片内部面积、叶片内部面积 指内部细胞间隙面积。内部面积指内部细胞间隙面积。内部面积大，有利于蒸腾。大，有利于蒸腾。水分代谢医学宣教专家讲座第52页（二）环境原因（二）环境原因 1、光照、光照 最主要外界条件最主要外界条件 光照提升叶温，叶内外蒸气压差增光照提升叶温，叶内外蒸气压差增大，有利蒸腾；光使气孔开放，气孔大，有利蒸腾；光使气孔开放，气孔阻力减小。阻力减小。2、空气相对湿度、空气相对湿度 大，蒸腾慢大，蒸腾慢 3、温度、温度 高，有利蒸腾高，有利蒸腾 4、风、风 微风促进，强风抑制微风促进，强风抑制水分代谢医学宣教专家讲座第53页 一、水分运输路径一、水分运输路径 土壤水土壤水 根毛根毛 根皮层根皮层 根根中柱鞘中柱鞘 根导管根导管 茎导管茎导管 叶叶柄导管柄导管 叶脉导管叶脉导管 叶肉细胞叶肉细胞 叶细胞间隙叶细胞间隙 气孔下腔气孔下腔 气气孔孔 大气大气第五节第五节 植物体内水分运输植物体内水分运输水分代谢医学宣教专家讲座第54页水分代谢医学宣教专家讲座第55页 二二、水分沿导管或管胞上升动力、水分沿导管或管胞上升动力 水分上升动力：水分上升动力：根压和蒸腾拉力根压和蒸腾拉力 水分上升原因：水分上升原因：蒸腾蒸腾内聚力内聚力张力张力学说学说 （1）水柱有张力，（）水柱有张力，（0.53MPa）（2）水分子间有较大内聚力（）水分子间有较大内聚力（20 Mpa），），内聚力内聚力张力张力 （3）水分子对导管坒有很强附着力）水分子对导管坒有很强附着力水分代谢医学宣教专家讲座第56页水分代谢医学宣教专家讲座第57页第六节第六节 合理浇灌生理基础合理浇灌生理基础 一、作物需水规律一、作物需水规律1、不一样作物需水量不一样不一样作物需水量不一样 C3植物比植物比C4植物多植物多12倍倍2、同一作物不一样生育期需要水量不一同一作物不一样生育期需要水量不一样样 水分临界期水分临界期：植物对：植物对水分不足水分不足最敏感、最敏感、最易最易受害受害时期。时期。小麦小麦：孕穗期孕穗期和和开始灌浆开始灌浆乳熟末期乳熟末期豆类、花生豆类、花生：开花期：开花期果树：果树：开花一果实生长早期开花一果实生长早期水分代谢医学宣教专家讲座第58页 二、合理浇灌指标二、合理浇灌指标1、形态指标、形态指标 （1）生长速率下降）生长速率下降（2）幼叶调萎（）幼叶调萎（3）茎叶变红）茎叶变红2、生理指标：生理指标：(1)叶片水势叶片水势 (2)细胞汁液浓度或渗透势细胞汁液浓度或渗透势(3)气孔开度气孔开度水分代谢医学宣教专家讲座第59页三、合理浇灌增产原因：三、合理浇灌增产原因：满足生理需水满足生理需水：促进植物生长和光合：促进植物生长和光合作用，减缓午休现象；促进茎叶输导组织作用，减缓午休现象；促进茎叶输导组织发达，提升水分和同化物运输速率，改进发达，提升水分和同化物运输速率，改进光合产物分配利用，提升产量。光合产物分配利用，提升产量。满足生态需水：满足生态需水：同时还能改变栽培环同时还能改变栽培环境土壤条件和气候条件。如盐碱地灌水，境土壤条件和气候条件。如盐碱地灌水，可洗盐和压制盐分上升；旱地施肥后灌水，可洗盐和压制盐分上升；旱地施肥后灌水，起溶肥作用；寒潮降临前灌水，有保暖防起溶肥作用；寒潮降临前灌水，有保暖防冻作用；干热风降临前灌水，可提升大田冻作用；干热风降临前灌水，可提升大田附近大气湿度，降低温度。附近大气湿度，降低温度。水分代谢医学宣教专家讲座第60页思索题：思索题：1.试述水对植物生理生态作用试述水对植物生理生态作用 2.试述溶液、具液泡细胞、干种子及分生细胞试述溶液、具液泡细胞、干种子及分生细胞水势组成水势组成 3.植植体内水分存在形式与植物代谢和抗逆性强弱体内水分存在形式与植物代谢和抗逆性强弱有何关系？有何关系？4.试述试述细胞吸水方式及水分跨膜移动路径细胞吸水方式及水分跨膜移动路径 5.试述根系吸水方式及动力试述根系吸水方式及动力 6.简述根压产生原因简述根压产生原因 7.简简述气孔运动机理述气孔运动机理 8.试述合理浇灌作物增产原因试述合理浇灌作物增产原因水分代谢医学宣教专家讲座第61页