仲凯农业工程学院：《植物生理学》课程教学课件（PPT讲稿）第一章 植物的水分代谢

第一章 植物的水分代谢 教学目标 ★ 了解水分在植物体内存在的状况及其主要生理 生态作用； ★ 掌握植物细胞和根系对水分吸收的主要规律； ★ 了解蒸腾作用的生理意义与影响因子； ★ 了解植物体内水分运输的特点及机理； ★ 弄清作物合理灌溉的生理基础

第一章 植物的水分代谢 教学目标 ★ 了解水分在植物体内存在的状况及其主要生理 生态作用； ★ 掌握植物细胞和根系对水分吸收的主要规律； ★ 了解蒸腾作用的生理意义与影响因子； ★ 了解植物体内水分运输的特点及机理； ★ 弄清作物合理灌溉的生理基础

讲授要点之一 1 植物对水分的需要 1.1 植物的含水量 1.2 植物体内水分存在的状态 自由水（free water）：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。 束缚水（bound water）：靠近胶粒而被胶粒束缚不易流动的水分

讲授要点之一 1 植物对水分的需要 1.1 植物的含水量 1.2 植物体内水分存在的状态 自由水（free water）：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。 束缚水（bound water）：靠近胶粒而被胶粒束缚不易流动的水分

亲水物质 被吸附的水分子 自由水 束缚水

亲水物质 被吸附的水分子 自由水 束缚水

植物体内水分状态与代谢的关系 1) 束缚水一般不参与植物的代谢反应。植物某些细胞 和器官主要含束缚水时，则代谢活动非常微弱，如越 冬植物的休眠和干燥种子，仅以极弱的代谢维持生命 活动，但抗性却明显增强，能度过不良的逆境条件； 2) 自由水主要参与植物体内的各种代谢反应。其含量 多少还影响代谢强度，含量越高，代谢越旺盛； 3) 自由水／束缚水的比值可作为衡量植物代谢强弱和 抗性的生理指标之一

植物体内水分状态与代谢的关系 1) 束缚水一般不参与植物的代谢反应。植物某些细胞 和器官主要含束缚水时，则代谢活动非常微弱，如越 冬植物的休眠和干燥种子，仅以极弱的代谢维持生命 活动，但抗性却明显增强，能度过不良的逆境条件； 2) 自由水主要参与植物体内的各种代谢反应。其含量 多少还影响代谢强度，含量越高，代谢越旺盛； 3) 自由水／束缚水的比值可作为衡量植物代谢强弱和 抗性的生理指标之一

1.3 植物体内水分的生理生态作用 （1）水是细胞质的主要成分（含水量一般达70％-90％）； （2）水分是代谢过程的反应物和产物（光合、呼吸等）； （3）细胞分裂及生长都需要水分； （4）水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的溶剂； （5）水分能使植物保持固有的姿态（维持细胞紧张度）； （6）调节植物体温及其大气湿度、温度等（蒸腾失水）

1.3 植物体内水分的生理生态作用 （1）水是细胞质的主要成分（含水量一般达70％-90％）； （2）水分是代谢过程的反应物和产物（光合、呼吸等）； （3）细胞分裂及生长都需要水分； （4）水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的溶剂； （5）水分能使植物保持固有的姿态（维持细胞紧张度）； （6）调节植物体温及其大气湿度、温度等（蒸腾失水）

讲授要点之二 2 植物细胞吸收水分的主要方式 A) 扩散：指分子的随机热运动所造成的物质从浓度高的 区域向浓度低的区域移动。水分子可以扩散方式通过 膜脂双分子层进入细胞内。 B) 集流：指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同 移动。水分从土壤溶液进入植物及其在木质部的运输 就存在集流现象。 C) 渗透性吸水：借助渗透作用，即水分从水势高的系统 通过半透膜向水势低的系统移动进行吸水（最主要方 式）

讲授要点之二 2 植物细胞吸收水分的主要方式 A) 扩散：指分子的随机热运动所造成的物质从浓度高的 区域向浓度低的区域移动。水分子可以扩散方式通过 膜脂双分子层进入细胞内。 B) 集流：指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同 移动。水分从土壤溶液进入植物及其在木质部的运输 就存在集流现象。 C) 渗透性吸水：借助渗透作用，即水分从水势高的系统 通过半透膜向水势低的系统移动进行吸水（最主要方 式）

水分跨过细胞膜的途径 A. 单个水分子通过膜脂双分子层扩散 或通过水通道 B．水分集流通过水孔蛋白形成的水通道 A B

水分跨过细胞膜的途径 A. 单个水分子通过膜脂双分子层扩散 或通过水通道 B．水分集流通过水孔蛋白形成的水通道 A B

细胞的渗透性吸水

细胞的渗透性吸水

渗透性吸水的原理-水势 1. 溶液的水势 A) 红墨水扩散现象 自由能（可用于作功的能量）。化学势：1摩尔物质的自由能。 B) 水势的概念 水势（water potential，w） -某一系统中水的化学势与处于相同温度和压力的纯水 的化学势之差，除以水的偏摩尔体积所得的商。它是 水分转移本领大小的指标

渗透性吸水的原理-水势 1. 溶液的水势 A) 红墨水扩散现象 自由能（可用于作功的能量）。化学势：1摩尔物质的自由能。 B) 水势的概念 水势（water potential，w） -某一系统中水的化学势与处于相同温度和压力的纯水 的化学势之差，除以水的偏摩尔体积所得的商。它是 水分转移本领大小的指标

几种常见化合物的水势 溶液 Ψw /MPa 纯水 0 Hoagland营养液 -0.05 海水 -2.50 1mol·L-1蔗糖 -2.69 1mol·L-1 KCl -4.50

几种常见化合物的水势 溶液 Ψw /MPa 纯水 0 Hoagland营养液 -0.05 海水 -2.50 1mol·L-1蔗糖 -2.69 1mol·L-1 KCl -4.50