页数：54页文件大小：1.11 MB来源： 植物生理学ppt课件
本课件沿水的含量与生理作用、细胞吸水、根系吸水、蒸腾作用、水分运输到合理灌溉逐层展开，重点讲清水势组分、质壁分离与气孔运动机制，为作物合理灌溉提供理论依据。
第一章植物的水分代谢
目的要求：通过本章学习，主要了解植物对水分的吸收、运输及蒸腾的基本原理，认识维持植物水分平衡的重要性，为作物合理灌溉提供理论基础。本章重点：
水分的吸收水分的运输水分的利用水分的散失水是植物的一个重要的先天环境条件,没有水就没有生命,也就没有植物。
植物的水分代谢包括：
植物的含水量：下表列出不同类型植物的含水量差异。
| 植物类型 | 含水量 |
|---|---|
| 水生植物 | 90%以上 |
| 中生植物 | 70%~90% |
| 旱生植物 | 低于中生植物 |
| 地衣 | 6% |
说明：同一植物在不同环境中、不同发育时期与不同器官组织中的含水量也存在差异。
二、水在植物生命活动中的重要性
三、植物体内水分存在的状态
注：原文此处写作“自由水/束缚水比值高时，代谢旺盛，但抗逆性较强；比值低时，代谢缓慢，但抗逆性较强”，按植物生理学通行结论，比值高时代谢旺盛而抗逆性较弱，比值低时代谢缓慢而抗逆性较强。此处保留原文表述，供对照原课件核对。
第二节植物细胞对水分的吸收一、植物细胞的水势1.概念水势指每偏摩尔体积水的化学势（差）。
即水溶液的化学势（μw）与同温同压同一系统中纯水的化学势（μw0）之差除以水的偏摩尔体积（Vw）所得的商，用ψw表示。
ψw＝＝VwΔμwVwμw-μw0
2.水势的大小和单位：纯水的水势(ψw0)最大ψw0=0，植物细胞的水势都为负值。
水势的单位：兆帕（MPa）、帕（Pa）、巴(bar)、大气压(atm)。
1巴=0.1MPa=0.987大气压=105帕
2)压力势：是指由于细胞壁压力的存在而引起的细胞水势增加的数值，用ψp表示。
原生质吸水膨胀，对细胞壁产生压力，而细胞壁对原生质会产生一个反作用力，这就是细胞的压力势。
压力势等于提高了细胞液的水势。
细胞压力势一般为正值。
3)衬质势：由于压力的存在而使体系水势改变的数值，用ψp表示。
原生质吸水膨胀，对细胞壁产生压力，而细胞壁对原生质会产生一个反作用力，这就是细胞的压力势。
细胞压力势一般为负值，只有在蒸腾过旺时为正值。
细胞吸水过程中水势组分：下表列出细胞在不同溶液中的水势组分变化。
| 环境状况 | 体积 | 细胞状态 | ψp | ψw |
|---|---|---|---|---|
| 等渗溶液 | V＝1 | 松弛状态，临界质壁分离 | ψp＝0 | ψw＝ψs |
| 低渗溶液 | V＞1 | 膨胀状态，细胞吸水 | ψp增大 | ψw＝ψs＋ψp |
| 纯水中 | V最大 | 饱和状态，充分膨胀 | ψp＝-ψs | ψw＝0 |
| 高渗溶液 | V＜1 | 萎蔫状态，失水，质壁分离 | ψp＜0 | ψw下降 |
一、植物细胞的水势5.相邻细胞水分移动的规律：水分总是从水势高的部位向水势低的部位流动。
二、细胞吸水的方式：方式吸胀吸水代谢吸水渗透吸水
1.渗透吸水：由于ψw的下降而引起细胞吸水。
是含有液泡的细胞吸水的主要方式。
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
渗透装置
经过一段时间后，由于水分子可以自由通过半透膜，而蔗糖分子不可以。
单位体积内，清水中水分子数多于蔗糖分子中的，因此，单位时间内由清水向蔗糖溶液扩散的水分子数多。
故而导致蔗糖溶液的液面升高。
蔗糖分子半透膜水分子
一个成熟的植物细胞就是一个完整的渗透装置细胞壁原生质层（全透性）原生质层具有选择透过性，近似于半透膜细胞膜液泡膜细胞质细胞液细胞核
细胞壁原生质层细胞液细胞空腔原生质层和细胞壁分离的现象。
细胞膜液泡膜细胞质当外界溶液浓度大于细胞液浓度时(高渗溶液），细胞发生质壁分离。
当外界溶液浓度小于细胞液浓度时（低渗溶液），细胞发生质壁分离复原。
第二节植物细胞对水分的吸收二、细胞吸水的方式：2.吸胀吸水：依赖于低的ψm而引起的吸水。
是无液泡的分生组织和干燥种子细胞的主要吸水方式。
原理：淀粉、纤维素和蛋白质这些亲水性物质吸水而膨胀。
3.降压吸水：由ψp的降低而引发的细胞吸水。
蒸腾过旺盛时，可能导致的细胞吸水方式。
第三节植物根系对水分的吸收一、根系吸水的部位：主要在根尖的根毛区。
具体的说是在根尖木质部已成熟的伸长区及邻接伸长区的部分成熟期。
地上部也可吸收水分。
伸长区分生区根冠根毛区
第三节植物根系对水分的吸收二、根系吸水的方式：
三.根系吸水的机理：１.主动吸水的机理：主动吸水的动力是根压：根压：指植物根系的生理活动使液流从根部上升的压力。
伤流和吐水是证实根压存在的两种生理现象。
吐水：未受伤的叶片尖端或边缘向外溢出液滴的现象，是由根压引起的。
伤流：是指从受伤或折断的植物组织溢出液体的现象。
伤流是根压引起的。
第三节植物根系对水分的吸收三.根系吸水的机理：１.主动吸水的机理
第三节植物根系对水分的吸收三.根系吸水的机理：１.主动吸水的机理：根压产生的机理
２.被动吸水的机理被动吸水的动力是蒸腾拉力
主动吸水各被动吸水所占的比例
四、影响根系吸水的土壤条件
第四节植物的蒸腾作用一、概念：蒸腾作用指水分从植物地上部分以水蒸汽状态向外散失的过程叫蒸腾作用。
蒸腾作用与蒸发不同，它是一个生理过程，受植物体结构和气孔行为的调节。
二、蒸腾作用的生理意义
三、蒸腾的器官：叶片（主要）茎及地上部其它器官。
四、蒸腾的方式：气孔蒸腾（主要）角质蒸腾皮孔蒸腾
五、气孔蒸腾
2)离子泵学说。
3)苹果酸代谢学说。
六、影响蒸腾作用的外界因素
七、蒸腾作用的指标：
八、降低蒸腾的途径：
第五节植物体内水分的运输一、水分运输的途径：土壤水分→根毛→皮层→内皮层→木质部薄壁细胞→茎的导管→叶脉导管→叶肉细胞→气孔下腔→气孔→大气。
根毛皮层内皮层木质部薄壁细胞茎的导管叶脉导管叶肉细胞气孔下腔气孔大气
二、水分运输的动力：上端原动力蒸腾拉力下端原动力根压中间原动力水分子间的内聚力及导管壁附着力。
内聚力学说认为维持导管中水柱连续不断的原因是水分子的内聚力大于水柱的张力。
EvaporationCohesionUptakeWater moleculesare “sticky”
第六节合理灌溉的生理基础一、作物的需水规律
二、灌溉的原则：适时、适量、高质、高效三、灌溉的最适时期：水分临界期，最大需水期。
四、灌溉的指标
五、灌溉的需水量：可通过蒸腾系数和田间蒸发量估算。
六、灌溉的方式：漫灌、沟灌、喷灌、滴灌七、灌溉增产的原因：生理效应生态效应
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