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第一单元···植物水分生理

第一节_植物与水的关系

1、植物体内的水

-水分在植物生命活动中起着极重要的作用。

一般植物组织的含水量大约占鲜重的3/4。水分在植物体中经历吸收、运输和蒸腾等过程。

2、植物细胞的水势

-水势：一个体系中水的化学势是温度、压力和水的摩尔分数的函数，等温条件下水的化学势和水势（Ψw）是压力和水的摩尔分数的函数。

-等温条件下：水势=压力势+渗透势（Ψw=Ψp+Ψπ）

-渗透势是由于水溶液中溶质的存在导致的水势降低值，与是否有半透膜无关；渗透压则必须有半透膜将浓度不同的溶液分割开来才能产生

eg：一个渗透势是-0.8 MPa的植物细胞浸入渗透势是-0.25 MPa并且置放在一个开放容器的溶液中时，保持其体积不变.从上述信息中，我们可以得知：A

A. 这个细胞的压力势为+0.55MPa.

B. 这个细胞的压力势为+0.25MPa.

C. 这个细胞的压力势为+0.8MPa.

D. 这个细胞的水势为-0.8MPa.

3、植物体内的水分移动

-水分移动有4种方式：扩散、集流、渗透和蒸腾作用。

-水分穿越细胞膜和其他膜系统的主要途径是水孔通道（水通道）。水通道由水孔蛋白组成，而水孔蛋白由四个单体组成，每个单体能独立形成一个水孔。水孔蛋白的开闭具有昼夜节律性，一般来说白天蒸腾强烈时水孔蛋白活性最高。

水孔蛋白在膜上的形态

-细胞与环境的水分迁移方向和速度取决于细胞与环境的水势差，水分总是从水势高的相或区域流向水势低的相或区域。 -水分在植物根中的运输方向有两个：径向运输（根系水分吸收）和轴向运输（水分向上运输）。

-根系吸收水分的运输途径有3种：质外体途径，跨膜途径和共质体途径（其中共质体途径可以忽略不计）

三种运输途径示意图

-水分沿茎部导管或管胞上升的主要动力是蒸腾拉力，其次是根压。由于水分子的内聚力很大，降低了空化的危险，使木质部导管系统的水柱能够在蒸腾拉力作用下保持连续上升，这就是内聚力学说。 -陆生植物的根部从土壤中不断地吸收和利用水分，并经过体表蒸发散失。正常生长的植物能够维持体内水分的动态平衡（homeostasis)。 -气孔运动是由于保卫细胞的水势变化导致的体积变化引起，保卫细胞失水皱缩时气孔关闭，吸水膨胀时气孔打开。受到多种环境因素的影响，还受到昼夜节律的调控。蔗糖、钾离子、苹果酸根离子、氯离子等是渗透调节物。

保卫细胞中的四条渗透调节途径（引用自王小菁植物生理学 改自Tallott和Zeiger,1988）

  -影响气孔开闭的几个因素：光、水分、CO₂浓度、环境温度；植物激素，抑制性化学药物。

*光合午休现象就是因为光照过强，为防止蒸腾过盛，气孔关闭，吸收二氧化碳减少，导致暗反应受阻，光合速率下降

4、蒸腾作用及其生理意义 ①蒸腾作用是植物水分的吸收和运输的主要动力，特别是高大的树木。假如没有蒸腾作 用产生的蒸腾拉力，树冠部分将无法获得水分。 ②溶于水中的矿质盐类和根系产生的激素等有机物需要随着蒸腾流被运输到植物地上的器官和组织。 ③蒸腾作用能够降低叶片的温度。叶片吸收太阳光能导致叶温升高。如果叶温过高叶片细胞会受到高温伤害。由于水的汽化热很高，水分从叶片的蒸发将带走大量的热量，使得叶片得到冷却。 ④蒸腾作用伴随着植物与大气交换气体以获得代谢所需要的CO₂或O₂。

5、水分生理在生活中的应用

-作物需水量依作物种类不同而定。同一作物不同生育期对水分的需要以生殖器官形成期和灌浆期最敏感。灌溉的生理指标可客观和灵敏地反映植株水分状况，有助于人们确定灌溉时期。

-节水灌溉的方法：喷灌、滴灌、亏缺灌溉、部分根区干燥。

应用：

洪涝灾害发生时，农作物根系往往因下列哪种原因而受损、发黑甚至坏死，进而导致整株植物的死亡：D

A. 病原菌感染

B. 饥饿

C. 过度吸水

D. 无氧呼吸及发酵

*需要注意这种题的问法，一般回答的都是直接原因

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