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第一章植物的水分生理第一节植物对水分的需要一、植物的含水量（几-90以上%）主要影响因素：植物种类：水生植物、肉质植物>90%以上,草本植物为70-85%,在干旱环境中生长的低等植物（地衣、藓类）为6%。
生长环境：生长于阴蔽、潮湿环境中的植物较向阳、干燥环境中的高。
器官、组织种类：幼嫩>衰老。
根尖、茎尖、嫩幼苗、绿叶为60-90%，树干为40%，休眠芽为40%，风干种子为10-14%。
二、植物体内水分的存在状态1、束缚水—植物体内距离亲水物质（蛋白质、核酸等）较近而被之吸咐束缚不易自由移动的水分子。
2、自由水—植物体内距离亲水物质（蛋白质、核酸等）较远而不被吸咐束缚易自由移动的水分子。
自由水/束缚水：高，植物代谢旺，抗逆能力弱；低，植物代谢弱，抗逆能力强。
如：越冬植物和休眠的干燥种子，自由水/束缚水低，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。
松、竹、梅，被称作“岁寒三友”，抗寒能力极强，也与体内束缚水多有关。
三、水分在植物生命活动中的作用1、水分是细胞质的主要成分2、水分是代谢过程的反应物质3、水分是植物对物质吸收和运输的溶剂4、水分能保持植物的固有姿态第二节植物细胞对水分的吸收吸水方式：扩散集流渗透性吸水（主要方式）三、渗透性吸水（一）概念1、渗透性吸水：细胞通过渗透作用吸水。
2、渗透作用：（广义）—物质由浓度高处向浓度低处扩散移动的现象。
（狭义）—水分子通过半透膜由水势高处向水势低处移动的现象。
3、半透膜：只能让水分子、葡萄糖分子等小分子物质自由通过，而不能让大分子物质自由通过的膜。
种子的种皮、细胞膜、猪膀胱等。
反之称为透性膜，如细胞壁。
4、水势—每偏摩尔体积水的化学势或水的偏摩尔自由能。
符号：ψ国际单位：兆帕（Mpa=106pa），1atm=1.013×103pa重要用途：衡量一个系统中水分子自由扩散能力的强弱，水势高，水分子自由扩散力强，反之则弱。
第一章植物的水分生理名词解释水势：每偏摩尔体积水的化学势差。
渗透压：恰好能够使从半透膜一侧通过到另一侧的水分子数目平衡的在较高浓度溶液的液面上施加的额外压强称为渗透压。
质外体：由细胞壁及细胞间隙等空间（包含导管与管胞）组成的体系。
渗透作用：指两种不同浓度的溶液隔以半透膜（允许溶剂分子通过，不允许溶质分子通过的膜），水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的现象。
思考题4.水分是如何进入根部导管？水分优势如何运输到叶片？答：进入根部导管有三种途径：①质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动，阻力小，移动速度快。
②跨膜途径：水分从一个细胞移动到另一个细胞，要两次通过质膜，还要通过液泡膜。
③共质体途径：水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质，形成一个细胞质的连续体，移动速度较慢。
这三条途径共同作用，使根部吸收水分。
根系吸水的动力是根压和蒸腾拉力。
运输到叶片的方式：蒸腾拉力是水分上升的主要动力，使水分在茎内上升到达叶片，导管的水分必须形成连续的水柱。
造成的原因是：水分子的内聚力很大，足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断，从而使水分不断上升。
5.植物叶片的气孔为什么在光照条件下会张开，在黑暗条件下会关闭？答：气孔运动主要受保卫细胞的液泡水势的调节。
调节保卫细胞水势的渗透调节物有下列几种。
因为光照时保卫细胞内的叶绿体进行光合作用，水势降低，周围的水分流向保卫细胞，气孔就开（1）K+：在保卫细胞质膜上有ATP质子泵，分解由氧化磷酸化或光合磷酸化产生的ATP，将H+分泌到保卫细胞外，使得保卫细胞的pH升高。
质膜内侧的电势变得更负，驱动K+从表皮细胞经过保卫细胞质膜上的钾通道进入保卫细胞，再进入液泡。
在K+进入细胞内时，还伴随着少量氯离子的进入，以保持保卫细胞的电中性。
保卫细胞中积累较多的钾离子和氯离子，水势降低，水分进入保卫细胞，气孔就张开。
（2）苹果酸：照光下，保卫细胞内的二氧化碳用于光合碳循环，pH升高，导致淀粉分解生成PEP与二氧化碳反应，形成草酰乙酸转变成苹果酸，苹果酸和氯离子共同平衡钾离子。
植物水分生理的名词解释植物水分生理是研究植物如何获取、传输和利用水分的学科。
水分对于植物的生存和发展起着至关重要的作用，它参与植物的新陈代谢、光合作用、营养物质运输等各个方面。
本文将解释与植物水分生理相关的重要名词，以便更好地了解植物的水分调节机制。
1. 渗透压：渗透压是指溶液中的溶质造成的水分子浓度差异所导致的压力差别。
植物细胞内含有许多溶解物质，而外界土壤和环境中的水也是含有各种溶质的溶液。
当植物体内的渗透物质浓度高于外界环境时，植物细胞就会吸收外界水分进入细胞内，实现渗透调节和维持细胞内稳定的渗透压。
2. 蒸腾作用：蒸腾作用是植物通过气孔散发水分的过程。
在植物叶片的气孔开放状态下，由于气孔内外的水蒸气压差使得水分从植物体内的根系流向叶片表面，并由气孔排出。
蒸腾作用在植物体内形成了一条连续的水分通道，不仅用于水分供应，还起到调节温度、输送养分和维持细胞形态等重要生理功能。
3. 根压力：根压力是细胞内的物质代谢以及根系对水分的吸收带来的压力。
当土壤的水分供应充足时，根系吸收更多的水分并通过细胞间隙向上输送，产生一定的正压力。
根压力的存在有助于推动水分在植物体内的上升运输，并提供足够的水分供应，以应对干旱和蒸腾作用等环境压力。
4. 叶片水势：叶片水势是指植物叶片内的水分压力。
它可以反映植物体内的水分状况，并与渗透调节、蒸腾作用和水分传输等密切相关。
叶片水势的变化对植物的生长、开花和落叶等生理过程具有重要影响。
通过合理控制和调节叶片水势可以提高植物对水分的利用效率，保持植物体内的稳定状态。
5. 温度胁迫：温度胁迫是指植物由于环境温度过高或过低而产生的生理反应。
高温胁迫会导致植物体内水分的丧失加剧，加速蒸腾作用和蒸散速率，严重时甚至引发植物脱水和凋萎等问题。
低温胁迫则会影响植物根系吸收和传输水分的能力，导致植物体内水分的紧缺，甚至引发冻害。
6. 水分利用效率：水分利用效率是指植物在获取和利用水分时所产生的生物量和产量之间的关系。
植物生理学水分生理水是生命的源泉，是植物重要的生存条件之一。
水分对植物的生命活动有极其重要的生理和生态作用。
植物通过不断的从环境中吸取水分，保持其正常的含水量，参与各项生理代谢活动。
而植物吸收的绝大多数水分主要通过蒸腾作用散失至大气，就是通过蒸腾作用产生的“蒸腾拉力”以及根系主动吸水所产生的“根压”发挥其生物学功能，来促进植物对土壤矿质元素的吸收和运输，促进体内有机物运输。
植物正常的生命活动就是建立在对水分不断地吸收、运输、利用和散失的过程中。
水分在植物体内有自由水和束缚水两种存在形式，两种水分存在形式不是固定不变的。
自由水起到溶剂的作用，直接参与植物的生理过程和生化反应；束缚水则是被植物细胞的胶体颗粒或渗透物质亲水基团所吸引而不能自由移动。
因此，自由水/束缚水比值较高时，植物代谢活跃生长较快，抗逆性较差；反之则代谢活性低生长缓慢，抗逆性较强。
植物水势是偏摩尔体积的水在一个系统中的化学式与纯水在相同温度、压力下的化学式之间的差。
植物细胞和土壤溶液水势的组分均由溶质势（Ψs）、衬质势（Ψm）、压力势（Ψp）和重力势（Ψg）组成，即：Ψw=Ψm+Ψs+Ψp+Ψg。
其中，溶质势恒为负值、衬质势趋于零、压力势一般为正值、重力势为正值但可忽略不计，所以水势可表示为Ψw=Ψs+Ψp。
相同点：（1）土壤中构成溶质势的成分主要是无机离子,而细胞中构成溶质势的成分除无机离子外,还有有机溶质；（2）土壤衬质势主要是由土壤胶体对水分的吸附所引起的,而细胞衬质势则主要是由细胞中蛋白质、淀粉、纤维素等亲水胶体物质对水分的吸附而所引起的；（3）土壤溶液是个开放体系中,土壤的压力势易受外界压力的影响,而细胞是个封闭体系,细胞的压力势主要受细胞壁结构和松驰情况的影响。
如将一个植物细胞放在纯水中，因纯水水势永远大于植物细胞水势故植物细胞吸水植物细胞水势升高，有植物细胞壁的存在植物细胞不会吸水涨破，水势升高到一阶段遍不再变化。
在一个成熟的细胞中，原生质层相当于一个半透膜。
第一章植物的水分生理一、名词解释1．自由水 2．束缚水 3．渗透作用 4．水势（ψw） 5．渗透势(ψπ) 6．压力势（ψp） 7．衬质势（ψm） 8．吸涨作用 9．蒸腾作用10．根压 11．蒸腾拉力 12．蒸腾速率 13．蒸腾比率 14．蒸腾系数15．内聚力学说 16．质壁分离与质壁分离复原二、填空题1．植物细胞吸水有、和三种方式。
2．植物调节蒸腾的方式有、和。
3．植物散失水分的方式有和。
4．植物细胞内水分存在的状态有和。
5．植物细胞原生质的胶体状态有两种，即和。
6．一个典型的细胞的水势等于；具有液泡的细胞的水势等于；形成液泡后，细胞主要靠吸水；干种子细胞的水势等于。
7．植物根系吸水方式有：和。
8．根系吸收水的动力有两种：和。
9．证明根压存在的证据有和。
10．叶片的蒸腾作用有两种方式：和。
11．某植物制造1克干物质需消耗水400克，则其蒸腾系数为；蒸腾效率为。
12．影响蒸腾作用的环境因子主要是、、和。
13．C3植物的蒸腾系数比C4植物。
14．可以比较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标主要：、、_____________和。
15．目前认为水分沿导管或管胞上升的动力是和。
三．选择题1．一个成熟的植物细胞，它的原生质层主要包括：。
A．细胞膜、核膜和这两层膜之间的细胞质B．细胞膜、液泡膜和这两层膜之间的细胞质C．细胞膜和液泡膜之间的细胞质D．细胞壁和液泡膜和它们之间的细胞质2．在同一枝条上，上部叶片的水势要比下部叶片的水势。
A．高B．低C．差不多D．无一定变化规律3．植物水分亏缺时。
A．叶片含水量降低，水势降低，气孔阻力增高B．叶片含水量降低，水势升高C．叶片含水量降低，水势升高，气孔阻力增高D．气孔阻力不变4．当植物细胞溶质势与压力势绝对值相等时，这时细胞在纯水中：。
A．吸水加快 B．吸水减慢C．不再吸水 D．开始失水5．将一个细胞放入与其胞液浓度相等的糖溶液中，则：。
A．细胞失水 B．既不吸水，也不失水C．既可能吸水，也可能失水D．是否吸水和失水，视细胞压力势而定6．已形成液泡的细胞，在计算细胞水势时其衬质势可省略不计，其原因是：。
A．衬质势很低 B．衬质势很高 C．衬质势不存在D．衬质势等于细胞的水势7．苍耳种子开始萌芽时的吸水属于：。
A．吸胀吸水B．代谢性吸水 C．渗透性吸水 D．降压吸水8．植物分生组织的吸水依靠：。
A．吸胀吸水 B．代谢性吸水 C．渗透性吸水 D．降压吸水9．当细胞在0.25mol/L蔗糖溶液中吸水达动态平衡时，将该细胞置纯水中会。
A．吸水 B．不吸水也不失水 C．失水10．水分在根或叶的活细胞间传导的方向决定于。
A．细胞液的浓度 B．相邻活细胞的渗透势梯度C．相邻活细胞的水势梯度 D．活细胞水势的高低11．设根毛细胞的Ψs为-0.8MPa，Ψp为0.6MPa，土壤Ψs为-0.2MPa，这时是。
A．根毛细胞吸水 B．根毛细胞失水 C．水分处于动态平衡12．在保卫细胞内，下列哪一组因素的变化是符合常态并能促使气孔开放的________？A．CO2含量上升，pH值升高，K＋含量下降和水势下降B．CO2含量下降，pH值下降，K＋含量上升和水势下降C．CO2含量上升，pH值下降，K＋含量下降和水势提高D．CO2含量下降，pH值升高，K＋含量上升和水势下降13．植物细胞吸水后，体积增大，这时其Ψs 。
A．增大B．减小 C．不变 D．等于零14．蒸腾旺盛时，在一张叶片中，距离叶脉越远的部位，其水势。
A．越高 B．越低 C．基本不变 D．与距离无关15．在温暖湿润的天气条件下，植株的根压。
A．比较大 B．比较小 C．变化不明显 D．测不出来16．植物刚发生永久萎蔫时，下列哪种方法有可能克服永久萎蔫？A．灌水 B．增加光照 C．施肥 D．提高大气湿度17．蒸腾作用的快慢，主要决定于。
A．叶面积的大小B．叶内外蒸汽压差的大小C．蒸腾系数的大小D．气孔的大小18．微风促进蒸腾，主要因为它能。
A．使气孔大开 B．降低空气湿度 C．吹散叶面水汽 D．降低叶温19．将Ψp为０的细胞放入等渗溶液中，其体积。
A．不变B．增大C．减少20．风和日丽的情况下，植物叶片在早晨、中午和傍晚的水势变化趋势为。
A．低-高-低B．高-低-高C．低-低-高D．高-高-低21．气孔关闭与保卫细胞中下列物质的变化无直接关系：A．ABA B．苹果酸C．钾离子D．GA22．压力势呈负值时，细胞的Ψw 。
A．大于Ψs B．等于Ψs C．小于Ψs D．等于023．植物带土移栽的目的主要是为了。
A．保护根毛 B．减少水分蒸腾 C．增加肥料 D．土地适应24．把植物组织放在高渗溶液中，植物组织。
A．吸水 B．失水 C．水分动态平衡 D．水分不动25．呼吸抑制剂可抑制植物的。
A．主动吸水 B．被动吸水 C．蒸腾拉力加根压 D．叶片蒸腾26．当细胞充分吸水完全膨胀时。
A．Ψp＝Ψs，Ψw＝0 B．Ψp＞0，Ψw＝Ψs＋ΨpC．Ψp＝-Ψs，Ψw＝0 D．Ψp＜0，Ψw＝Ψs-Ψp27．当细胞处于质壁分离时。
A．Ψp＝0，Ψw＝Ψp B．Ψp＞0，Ψw＝Ψs＋ΨpC．Ψp＝0，Ψw＝Ψs D．Ψp＜0，Ψw＝-Ψp28．进行渗透作用的条件是。
A．水势差 B．细胞结构 C．半透膜 D．半透膜和膜两侧水势差29．可克服植物暂时萎蔫。
A．灌水B．遮荫 C．施肥 D．增加光照30．水分临界期是指植物的时期。
A．消耗水最多 B．水分利用效率最高C．对缺水最敏感最易受害 D．不大需要水分31．植物的下列器官中，含水量最高的是。
A．根尖和茎尖 B．木质部和韧皮部 C．种子 D．叶片32．影响蒸腾作用的最主要环境因素组合是。
A．光，风，O2B．光，温，O2 C．光，湿，O2 D．光，温，湿33．生长在岩石上的一片干地衣和生长在地里的一株萎蔫的棉花，一场阵雨后，两者的吸水方式。
A．都是吸胀作用 B．分别是吸胀作用和渗透作用C．都是渗透作用 D．分别是渗透作用和吸胀作用34．植物中水分的长距离运输是通过．A．筛管和伴胞 B．导管和管胞 C．转移细胞 D．胞间连丝35．植物体内水分经的运输速度，一般为3～45m·h-1。
A．共质体 B．管胞 C．导管 D．叶肉细胞间36．施肥不当产生“烧苗”时。
A．土壤溶液水势（Ψ土）＜根毛细胞水势（Ψ细）B．Ψw土＞Ψw细C．Ψw细＝Ψw土四、是非判断与改正1．影响植物正常生理活动的不仅是含水量的多少，而且还与水分存在的状态有密切关系。
（）2．在植物生理学中被普遍采用的水势定义是水的化学势差。
（）3．种子吸涨吸水和蒸腾作用都是需要呼吸作用直接供能的生理过程。
（）4．根系要从土壤中吸水，根部细胞水势必须高于土壤溶液的水势。
（）5．相邻两细胞间水分的移动方向，决定于两细胞间的水势差。
（）6．蒸腾作用与物理学上的蒸发不同，因为蒸腾过程还受植物结构和气孔行为的调节。
（）7．通过气孔扩散的水蒸气分子的扩散速率与气孔的面积成正比。
（）8．空气相对湿度增大，空气蒸汽压增大，蒸腾加强。
（）9．低浓度的C02促进气孔关闭，高浓度C02促进气孔迅速张开。
（）10．糖、苹果酸和K+、Cl-进入液泡，使保卫细胞压力势下降，吸水膨胀，气孔就张开。
（）五、问答题1．水分子的物理化学性质与植物生理活动有何关系？2．简述水分的植物生理生态作用。
3．植物体内水分存在的状态与代谢关系如何？4．水分代谢包括哪些过程？5．利用质壁分离现象可以解决哪些问题？6．土壤温度过高对根系吸水有什么不利影响？7．蒸腾作用有什么生理意义？8．气孔开闭机理的假说有哪些？请简述之。
9．小麦整个生育期中有哪两个时期为水分临界期？答案：一、名词解释1．自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。
2．束缚水：靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水分。
3．渗透作用: 水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。
4．水势（ψw）：每偏摩尔体积水的化学势差。
符号：ψw。
5．渗透势（ψπ）：由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值，符号ψπ。
用负值表示。
亦称溶质势（ψs）。
6．压力势（ψp）：由于细胞壁压力的存在而增加的水势值。
一般为正值。
符号ψp。
初始质壁分离时，ψp为0，剧烈蒸腾时，ψp会呈负值。
7．衬质势（ψm）：细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值，以负值表示。
符号ψm。
8．吸涨作用：亲水胶体吸水膨胀的现象。
9．代谢性吸水：利用细胞呼吸释放出的能量，使水分经过质膜进入细胞的过程。
10．蒸腾作用：水分以气体状态通过植物体表面从体内散失到体外的现象。
11．根压：植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。
12．蒸腾拉力：由于蒸腾作用产主的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。
13．蒸腾速率：又称蒸腾强度，指植物在单位时间内，单位面积通过蒸腾作用而散失的水分量。
（g／dm2·h）14．蒸腾比率：植物每消耗l公斤水时所形成的干物质重量（克）。
15．蒸腾系数：植物制造 1克干物质所需的水分量（克），又称为需水量。
它是蒸腾比率的倒致。
16．内聚力学说：又称蒸腾流-内聚力-张力学说。
即以水分的内聚力解释水分沿导管上升原因的学说。
二、填空题1．渗透性吸水吸涨吸水代谢性吸水 2．蒸腾作用吐水 3．自由水束缚水4．凝胶溶胶 5．ψπ+ ψp+ ψm；渗透性ψp+ ψm；吸涨作用ψm6．主动吸水被动吸水 7．根压蒸腾拉力8．吐水伤流 9．角质蒸腾气孔蒸腾 10．400 2.5克 /公斤 11．光温度 CO2 12．大13．叶片相对合水量叶片渗透势水势气孔阻力或开度 14．根压蒸腾拉力三、选择题1.B2.B3.A4.C5.D6.D7.A8.A9.A 10.C 11.C 12.D 13.A 14.B 15.B 16.A 17.B 18.C 19.A 20.B 21.D 22.C 23.A 24.B 25.A 26.A 27.A 28.D 29.B 30.C 31.A 32.D33.B 34.B 35.C 36.A四、是非判断与改正1．（√） 2．（⨯）每偏摩尔体积水的 3. （⨯）不需 4．（⨯）低于 5.（√）6．（√） 7.（⨯）与小孔的边缘（周长）成正比 8. （⨯）蒸腾减弱9.（⨯）促进气孔张开促进气孔迅速关闭 10.（⨯）水势下降五、问答题1．水分子的物理化学性质与植物生理活动有何关系？水分子是极性分子，可与纤维素、蛋白质分子相结合。
水分子具有高比热，可在环境温度变化较大的条件下，植物体温仍相当稳定。
水分子还有较高的气化热，使植物在烈日照射下，通过蒸腾作用散失水分就可降低体温，不易受高温为害。
水分子是植物体内很好的溶剂，可与含有亲水基团的物质结合形成亲水胶体，水还具有很大的表面张力，产主吸附作用，并借毛细管力进行运动。
