水在植物体中的代谢

植物的水分代谢陆生植物是由水生植物进化而来的，因此，水是植物的一个重要的“先天”环境条件。

植物的一切正常生命活动，只有在一定的细胞水分含量的状况下，才能进行，否则，植物的正常生命活动就会受阻，甚至停止。

所以说，没有水，就没有生命。

在农业生产上，水是决定收成有无的重要因素之一，农谚说：“有收无收在于水”，就是这个道理。

植物从环境中不断地吸收水分，以满足正常生命活动的需要。

但是，植物又不可避免地要丢失大量水分到环境中去。

这样就形成了植物水分代谢(water metabolism)的3个过程：水分的吸收、水分在植物体内运输和水分的排出。

植物对水分的需要一、植物的含水量植物体中都含有水分，但是植物体的含水量并不是均一和恒定不变的，因为含水量与植物种类、器官和组织本身的特性和环境条件有关。

不同植物的含水量有很大的不同。

例如，水生植物(水浮莲、满江红、金鱼藻等)的含水量可达鲜重的 90％以上，在干旱环境中生长的低等植物(地衣、藓类)则仅占6％左右。

又如草本植物的含水量为70～85％，木本植物的含水量稍低于草本植物。

同一种植物生长在不同环境中，含水量也有差异。

凡是生长在荫蔽、潮湿环境中的植物，它的含水量比生长在向阳、干燥的环境中的要高一些。

在同一植株中，不同器官和不同组织的含水量的差异也甚大。

例如，根尖、嫩梢、幼苗和绿叶的含水量为60～90％，树干的为40～50％，休眠芽的为40％，风干种子的为10～14％。

由此可见，凡是生命活动较旺盛的部分，水分含量都较多。

二、植物体内水分存在的状态水分在植物体内的作用，不但与其数量有关，也与它的存在状态有关。

水分在植物细胞内通常呈束缚水和自由水两种状态，而这又与原生质有密切联系。

原生质的化学成分，主要是由蛋白质组成的，它占总干重60％以上。

蛋白质的分子很大，其水溶液成为高分子溶液，具有胶体的性质，因此，原生质是一个胶体系统(colloidal system)。

蛋白质分子形成空间结构时，疏水基(如烷烃基、苯基等)包在分子内部，而许多亲水基(如—NH，—COOH，—OH等)则暴露在分子的表面。

第5章植物的水分代谢生命离不开水，没有水就没有生命。

植物的一切正常生命活动，只有在细胞含有足够的水分条件下才能进行。

植物的水分代谢，包括植物对水分的吸收、运转、利用和散失的过程。

这一过程能否顺利进行，直接关系到植物生长的好坏，因此，了解植物水分代谢规律，对指导农业生产有着重要意义。

第一节水在植物生活中的重要性一、植物的含水耀植物的含水量因植物种类、器官和生活环境的不同而差异很大。

如水生植物的含水量可达鲜重的90％以上；而干旱地生长的地衣类仅占6％；草本植物的含水量占其重量的70％~80％，木本植物稍低于草本植物；根尖嫩梢、肉果类的含水量可达60％~90％，树干约为40％~50％；而干燥的种子其含水量只有10％~14％。

一般来说，生长旺盛和代谢活跃的器官水分含量较高，随着器官的衰老，代谢减弱，其含水量也逐渐降低(表5-1)。

表5-1 几种植物不同器官的含水量二、植物体内水分存在的状态水分在植物体内通常呈束缚水和自由水两种状态。

由于原生质胶体是由蛋白质等大分子化合物组成，其表面带有很多亲水基团(如NHl、0)c)H等)，所以能吸附水分子。

那些与原生质胶粒紧密结合而不能自由移动的水分子称为束缚水；而未与原生质胶粒相结合能自由移动的水则称为自由水。

自由水参与生理生化反应，而束缚水则不能。

所以当自由水/束缚水比值高时，细胞原生质呈溶胶状态，植物代谢旺盛，生长较快；反之，细胞原生质呈凝胶状态，代谢减弱，生长减慢，但抗逆性相应增强。

三、水在植物生活中的重要性1水是原生质的重要组分原生质的含水量约为70％~90％左右。

水使原生质呈溶胶状态．从而保证了代谢活动的正常进行。

水分减少，原生质趋向凝胶状态，生命活动减弱．如休眠种子。

如果植物严重失水，可导致原生质破坏而死亡。

2水是代谢作用的介质水分子具有极性，是自然界中能溶解物质最多的良好溶剂。

植物体内离子和气体的交换，有机物的合成和分解，矿物质和有机物的运输都必须在有水条件下进行。

第八章植物的水分代谢一、内容提要（一）基本知识体系水是地球上所有生命得以生存的一个必不可少的条件。

水分在植物体内主要以束缚水和自由水两种状态存在。

自由水含量越大，代谢越旺盛。

束缚水含量相对较多，植物抵抗不良环境的能力增强，常以束缚水／自由水的比率作为衡量植物抗性强弱的指标之一。

细胞是植物水分代谢的基本单位，植物细胞吸收水分的方式有三种：有液泡的植物细胞主要靠渗透作用吸水；没有液泡或未形成液泡的细胞，靠吸涨作用吸水；此外，细胞还有代谢性吸水。

在这三种吸水方式中，以渗透性吸水为主。

典型的植物细胞水势由三部分组成，即ψW = ψS + ψP + ψm 。

植物细胞水分得失情况决定于细胞与其环境之间的水势梯度，如果细胞水势高于环境水势，细胞失水；反之则细胞吸收水分。

植物细胞之间和组织之间的水分流动同样遵循这样的规律。

根系是陆生植物吸收水分的主要器官。

根的各部分吸水能力并不相同，其中根毛区吸水能力最大。

根系吸水方式主要有主动吸水和被动吸水。

主动吸水是由根代谢活动而引起的吸水过程，根压是植物主动吸收水分的主要动力。

被动吸水是由于植物地上部蒸腾作用而引起的根部吸水，蒸腾拉力是植物被动吸水的主要动力。

植物根系主动吸水和被动吸水所占比重因植物蒸腾强度而不同。

植物根系吸水除了受内部因素(如根系发达程度和根系代谢作用强弱等)影响外，还受周围环境因素的影响，如蒸腾速率、土壤水分、土壤温度、土壤通气状况、土壤溶液浓度等。

植物吸收的水分中，绝大部分水都会通过蒸腾作用排出体外。

植物主要通过叶片进行蒸腾作用。

蒸腾作用有皮孔蒸腾、角质层蒸腾和气孔蒸腾三种，气孔蒸腾是植物蒸腾作用的主要形式。

气孔是由叶表皮组织上的一对保卫细胞构成的一个特殊小孔结构，其扩散完全符合小孔扩散定律。

有关气孔运动的机理主要有：淀粉与糖转化学说、K＋泵学说、苹果酸代谢学说、玉米黄素学说。

影响气孔运动的因素有光照、CO2、温度、水分和植物激素。

蒸腾作用的影响因素有气孔频度和大小、气孔下腔体积及叶片内部面积等内部因素及光照、温度、湿度等外部因素。

植物⽣理学第01章植物的⽔分代谢第⼀章植物的⽔分代谢本章内容提要⽔是植物⽣命的基础。

植物⽔分代谢包括⽔的吸收、运输和散失过程。

植物细胞吸⽔有三种⽅式：渗透吸⽔、吸胀吸⽔和代谢性吸⽔，以渗透吸⽔为主。

根系是植物吸⽔的主要器官，吸⽔的主要区域为根⽑区，吸⽔的⽅式有主动吸⽔和被动吸⽔，其吸⽔动⼒分别为根压和蒸腾拉⼒。

蒸腾拉⼒是植物主要的吸⽔动⼒。

⽔分在植物体内连续不断地运输是蒸腾拉⼒—内聚⼒克服⽔柱张⼒的结果。

植物主要通过叶⽚蒸腾散失⽔分，具有重要⽣理意义。

⽓孔蒸腾是植物叶⽚蒸腾的主要形式。

蒸腾速率与⽓孔的开闭关系很⼤。

⽓孔开闭可能是通过保卫细胞内K+的积累学说和苹果酸代谢来调节的。

许多外界因⼦能调节⽓孔开闭。

作物需⽔因作物种类不同⽽异，⼀般⽽论，植物的⽔分临界期是花粉母细胞四分体形成期，合理灌溉要综合考虑⼟壤含⽔量、作物形态指标及⽣理指标。

灌溉的⽣理指标能即使反映植物体内的⽔分状况，是较为科学的。

第⼀节⽔分在植物⽣命活动中的作⽤⼀、植物体内的含⽔量不同植物的含⽔量不同；同⼀种植物⽣长在不同的环境中含⽔量也有差异；在同⼀植株中不同器官和不同组织的含⽔量也不同。

⼆、⽔对植物的⽣理作⽤1、原⽣质的主要组分。

原⽣质⼀般含⽔量在70%～90%以上，这样才可使原⽣质保持溶胶状态，以保证各种⽣理⽣化过程的进⾏。

如果含⽔量减少，原⽣质由溶胶变成凝胶状态，细胞⽣命活动⼤⼤减缓（例如休眠种⼦）。

2、接参与植物体内重要的代谢过程。

在光合作⽤、呼吸作⽤、有机物质合成和分解的过程中均有⽔的参与。

3、多⽣化反应和物质吸收、运输的良好介质。

植物体内绝⼤多数⽣化过程都是在⽔介质中进⾏的。

⽔分⼦是极性分⼦，参与⽣化过程的反应物都溶于⽔，控制这些反应的酶类也是亲⽔性的。

各种物质在细胞内的合成、转化和运输分配，以及⽆机离⼦的吸收和运输在⽔介质中完成的。

4、使植物保持固有的姿态。

细胞含有⼤量的⽔分，维持细胞的紧张度，因⽽使植物枝叶挺⽴、花朵开放等。