植物生理学第二章课件.ppt

第二章植物的水分生理 教学目标 一、植物的含水量 植物所含水分的量占鲜重的百分数(％)。 不同植物、不同环境、不同部位的含水量不同。 二、植物组织中水的存在状态 束缚水（bound water）：被原生质组分吸附，不能自由移动的水分。 自由水（free water）：不被原生质组分吸附，可自由移动的水分。 三、水在植物生命活动中的作用 生理作用： 组成成份，参与代谢，物质吸收、运输，维持形态。 生态作用： 调节环境温度湿度，调节植物体温，提高光的通透性等。 水分吸收 一、植物细胞对水分的吸收 二、植物根系对水分的吸收 一、植物细胞对水分的吸收 水势的概念 植物细胞吸水方式 水分进入细胞的途径 （1）自由能、化学势与水势 自由能（G）：物质中可用于做功的潜在能量。 化学势（μ）：体系中组分发生化学反映的本领及转移的潜在能力。 水势(water potential,ψw)：每偏摩尔体积水的化学势或化学势差。 水总是从高水势组分向低水势组分流动 根系吸水 根系吸水的部位 根系吸水的途径 根系吸水方式及其动力 影响根系吸水的土壤因素 2、根系吸水途径 根毛 3、根系吸水方式及其动力 （1）主动吸水——以根压为吸水动力 根压：由于植物根系的生理活动（耗能）而使液流从根部沿导管上升的压力。 （2）被动吸水 ——以蒸腾拉力为吸水动力 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。 叶片水分蒸腾使水势降低，导致水势：叶＜茎＜根，即将蒸腾引起的水势梯度传递到根部。 蒸腾作用 蒸腾作用的概念、意义和指标 蒸腾作用的主要形式——气孔蒸腾 影响蒸腾作用的因素 蒸腾系数与蒸腾效率的关系： 二、气孔蒸腾 1、蒸腾作用的部位 2、气孔的结构和特点 3、气孔运动过程 4、气孔运动的机理 5. 影响气孔运动的因素 2、气孔的结构和特点 植物叶表面的小孔，由两个保卫细胞围成，周围有表皮细胞，可开闭。 保卫细胞主要有两种形态： 保卫细胞的特点 体积小,膨压变化迅速；含多种细胞器，代谢快；细胞壁不均匀加厚，并有定向排列的微纤丝结构牵引细胞壁；与周围的表皮细胞间没有胞间连丝。 气孔的特点 气孔数目多、分布广；每个气孔的面积小，使得蒸腾速率很高——小孔扩散定律 3、气孔运动过程 白天，气孔开放，水从气孔下腔蒸发； 夜间，气孔关闭。 4、气孔运动的机理 通过调节保卫细胞内水势，使其吸水膨胀或失水收缩来开关气孔。 淀粉-糖互变学说 无机离子泵学说（K+离子泵学说） 苹果酸代谢学说 ① 淀粉-糖互变学说： 即： ② 无机离子泵学说： ③ 苹果酸代谢学说： 5. 影响气孔运动的因素 三、影响蒸腾作用的因素 植物体内的水分运输 二 、水分沿导管或管胞上升的动力 合理灌溉生理基础 一、作物的需水规律 二、合理灌溉的指标 三、灌溉方法 四、合理灌溉增产的原因 漫灌 喷灌 滴灌 重点及难点 1．简单了解水分在植物生命活动中的作用。 2．植物细胞水势的组成，水分移动的方向。 3．细胞吸收水分的方式。 4．植物根系吸收水分的动力及过程。 5．气孔蒸腾的机理和影响因素。 6．植物体内水分运输的途径。 7．作物需水规律和合理灌溉。 例题: 一个成熟细胞的ψs=-19Mpa，ψp=9Mpa，将其放入装有纯水的烧杯中。在放入细胞的瞬间(t0)及达到平衡时(t1)，试问杯中的水势和细胞的ψw、ψs、ψp各为多少？（假定细胞体积不变，杯中水的体积无限大，且ψw=0） Ψw Ψw 大分子 小分子 气孔开放 光照 保卫细胞光合作用 产生ATP和苹果酸 质膜 ATPase水解ATP, 苹果酸解离产生H+ H+泵出保卫细胞，K+进入保卫细胞 水势下降 保卫细胞吸水膨压↑ 外侧 内侧 ATPase ATP H+ H+ K+ K+ K+ K+ K+-H+离子泵： 水解ATP转运H+ ，利用H + 电化学势（ H+ 梯度）转运K+。 气孔开放 光照 保卫细胞光合作用 CO2减少，糖合成 糖降解产物转化为苹果酸 苹果酸解离为苹果酸根离子和H+ 水势下降 保卫细胞吸水膨压↑ 温度： 上升——气孔开度增大 10℃以下小，30℃最大，35℃以上变小 光照：光照——张开 黑暗——关闭 景天科植物等例外 CO2 ：低浓度——促进张开 高浓度——迅速关闭 水分：水分胁迫——气孔开度减小 风 ：大风促进气孔关闭 微风有利于气孔开放和蒸腾 植物激素：细胞分裂素促进气孔开放， ABA促进气孔关闭。 扩散力 蒸腾速率 =