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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。
3、分裂和延伸生长都需要足够的水。
第一章：植物的水分生理1．水分的存在状态束缚水—被原生质胶体吸附不易流动的水特性：1.不能自由移动，含量变化小，不易散失2.冰点低，不起溶剂作用3.决定原生质胶体稳定性4.与植物抗逆性有关自由水—距离原生质胶粒较远、可自由流动的水。
特性：1.不被吸附或吸附很松，含量变化大2.冰点为零，起溶剂作用3.与代谢强度有关自由水/束缚水：比值大，代谢强、抗性弱；比值小，代谢弱、抗性强2．植物细胞对水的吸收方式：扩散、集流、渗透作用1）、扩散作用—由分子的热运动所造成的物质从浓度高处向浓度低处移动的过程。
特点：简单扩散是物质顺浓度梯度进行，适于短距离运输（胞内跨膜或胞间）2）、集流—指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动的现象。
特点：物质顺压力梯度进行，通过膜上的水孔蛋白形成的水通道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。
注：渗透作用是物质顺浓度梯度和压力梯度进行3．水势及组成1．Ψw = ψs + ψp + ψm + ψgΨs ：渗透势Ψp ：压力势Ψm ：衬质势Ψg ：重力势1）渗透势—在某系统中由于溶质颗粒的存在而使水势降低的值，又叫溶质势（ψπ）。
ψs大小取决于溶质颗粒总数：1 M蔗糖ψs > 1M NaCl ψs （电解质）测定方法：小液流法2）压力势—ψp 〉0，正常情况压力正向作用细胞，增加ψw；ψp〈0，剧烈蒸腾压力负向作用细胞，降低ψw；ψp = 0，质壁分离时，壁对质无压力3）重力势—当水高1米时，重力势是0.01MP，考虑到水在细胞内的小范围水平移动，通常忽略不计。
4)衬质势—由于亲水性物质和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值，ψm 〈0，降低水势.2.注：亲水物质吸水力：蛋白质〉淀粉〉纤维素*有液泡细胞，原生质几乎已被水饱和，ψm = --0.01 MPa ,忽略不计；Ψg也忽略，水势公式简化为：ψw = ψs+ ψp*没有液泡的分生细胞、风干种子胚细胞：ψw = ψm*初始质壁分离细胞：ψw = ψs*水饱和细胞：ψw = 03．细胞水势与相对体积的关系◆细胞吸水，体积增大、ψsψpψw 增大◆细胞吸水饱和，体积、ψs ψp ψw = 0最大◆细胞失水，体积减小，ψs ψp ψw 减小◆细胞失水达初始质壁分离ψp = 0，ψw = ψs◆细胞继续失水，ψp 可能为负ψw《ψs4．蒸腾作用（气孔运动）小孔扩散律（边缘效应）——气体通过小孔表面的扩散速度不与小孔的面积呈正比，而与小孔的周长呈正比。
第一章植物的水分生理束缚水自由水水分在植物细胞内通常呈束缚水和自由水两种状态。
束缚水——靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不已自由流动的水分。
自由水——距离胶粒较远而可以自由流动的水分。
这两种状态水分的划分是相对的，他们之间没有明显的界限。
扩散集流渗透作用植物细胞吸水主要有三种方式：扩散、集流和渗透作用，最后一种方式是前两种方式的组合，在细胞吸水中占主要地位。
扩散——是一种自发过程，指由于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，扩散是物质顺着浓度梯度向下移动。
不需要能量，适合于水分短距离的（如细胞间）迁徙。
集流——指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动。
（如水分在木质部中远距离运输，水分从土壤溶液流入植物体。
）集流是物质一压力梯度向下移动。
水分集流与溶质浓度梯度无关。
渗透——指溶质分子通过半透膜而移动的现象。
渗透作用是物质依水势梯度而移动。
水势——每偏摩尔体积水的化学势差。
纯水的自由能最大，水势也最高，纯水的水势定为零。
溶液的水势为负值。
溶液越浓，水势越低。
细胞水势由渗透势（溶质势）、压力势、重力势和衬质势。
渗透势——（负值）在标准压力下，等于溶液的水势，决定于溶液中溶质颗粒（分子或离子）总数。
温带生长的大多数作物叶组织的渗透势在-1~-2Mpa，而旱生植物叶片的渗透势很低，达-10Mpa。
压力势——（正值）由于细胞壁压力的存在而增加水势的值。
重力势——（正值）水分因重力下移与相反力量相等是的力量，重力组分通常省略不计。
衬质势——（负值）细胞胶体物质如蛋白质、淀粉粒、纤维素等亲水性和毛细管（凝胶内部的空隙）对自由水束缚而引起水势降低的值。
未形成液泡的细胞具有较低的衬质势，已形成液泡的细胞的衬质势只占整个水势的微小部分，也常忽略不计。
根压蒸腾拉力根系吸水有两种动力：根压和蒸腾拉力，后者较为重要。
根压——由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力。
根压把根部的水分压倒地上部，土壤中的水分便不断补充到根部，就形成了根系吸水过程，这是由根部形成力量引起的主动吸水。
植物生理学书第一章植物的细胞结构
1.1 植物细胞的组成
1.2 细胞壁的结构与功能
1.3 细胞膜的结构与功能
1.4 细胞器的种类及功能
第二章植物的营养
2.1 光合作用
2.2 呼吸作用
2.3 矿质营养
2.4 水分营养
第三章植物的生长与发育
3.1 种子萌发
3.2 植物的生长
3.3 植物的分化
3.4 植物的老化
第四章植物的运动
4.1 生长运动
4.2 趋向运动
4.3 日周运动
4.4 植物的信号转导
第五章植物的环境适应5.1 温度适应
5.2 水分适应
5.3 光照适应
5.4 盐分适应
第六章植物的激素调节6.1 生长素
6.2 细胞分裂素
6.3 赤霉素
6.4 其他植物激素。
1（15分）问答题：典型的植物细胞与动物细胞的最主要差异是什么？这些差异对植物生理活动有什么影响？回答：1、大液泡、叶绿体、细胞壁2、大液泡能够让植物细胞有质壁分离的能力3、叶绿体能够让植物细胞有光合作用的能力4、细胞壁起维持细胞形状，控制细胞生长、物质运输与信息传递、防御与抗性、物质合成识别互评模块 (该阶段只有在互评阶段开放后才可使用）得分指导：典型的植物细胞中存在大液泡和质体，细胞膜外还有细胞壁，这些都是动物细胞所没有的，这些结构特点对植物的生理活动以及适应外界环境具有重要的作用。
请给予评分：(满分5分)0分 1分 2分 3分 4分 5分得分指导：例如大液泡的存在使植物细胞与外界环境构成一个渗透系统，调节细胞的吸水机能，维持细胞的挺度，另外液泡也是吸收和积累各种物质的场所。
请给予评分：(满分4分)0分 1分 2分 3分 4分得分指导：质体中的叶绿体使植物能进行光合作用；而淀粉体能合成并贮藏淀粉。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分得分指导：细胞壁不仅使植物细胞维持了固有的形态，而且在物质运输、信息传递、抗逆防病等方面起重要作用。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分点评答题者可见2（9分）问答题：原生质的胶体状态与其生理代谢有什么联系？回答：当原生质处于溶胶状态时，粘性较小，代谢活跃，生长旺盛，但抗逆性较弱；当原生质呈凝胶状态时，细胞生理活性降低，但对低温、干旱等不良环境的抵抗能力提高，有利于植物度过逆境。
互评模块 (该阶段只有在互评阶段开放后才可使用）原生质胶体的两种状态，即溶胶态与凝胶态。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分得分指导：当原生质处于溶胶状态时，粘性较小，细胞代谢活跃，分裂与生长旺盛，但抗逆性较弱。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分得分指导：当原生质呈凝胶状态时，细胞生理活性降低，但对低温、干旱等不良环境的抵抗能力提高，有利于植物度过逆境。
在植物进入休眠时，原生质胶体从溶胶状态转变为凝胶状态。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分点评答题者可见3（15分）问答题：生物膜在结构上的特点与其功能有什么联系？回答：1、膜系统使细胞内部区域化，即形成多种细胞器，从而使细胞的生命活动分室进行。
2、生物膜是细胞内许多代谢反应有序进行的场所，如光合作用的光能吸收、电子与质子的传递、同化力的形成、呼吸作用的电子传递及氧化磷酸化过程分别在叶绿体的光合膜和线粒体内膜上进行。
3、生物膜为能量转换提供场所4、生物膜对物质的通透具有选择性，能控制膜内外的物质交换。
5、膜糖的残基分布在膜的外表面，好似“触角”，能够识别外界的某种物质，并将外界的某种刺激转换为胞内信使，诱导细胞反应。
互评模块 (该阶段只有在互评阶段开放后才可使用）得分指导：生物膜主要由蛋白质和脂类组成，膜中脂类大多为极性分子，其疏水尾部向内，亲水头部向外，组成双脂层，蛋白质镶嵌在膜中或分布在膜的表面。
请给予评分：(满分5分)0分 1分 2分 3分 4分 5分得分指导：脂性的膜不仅把细胞与外界隔开，而且把细胞内的空间区域化，从而使细胞的代谢活动有条不紊地“按室分工”。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分得分指导：膜上的蛋白质有的是酶，有的是载体或通道，还有的是能感应刺激的受体，因而生物膜具有进行代谢反应、控制物质进出以及传导信息等功能。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分得分指导：膜中蛋白质和脂类的比值因膜的种类不同而有差异，一般来说，功能多而复杂的生物膜，其蛋白质的种类以及与脂类的比值大，反之，膜的功能简单，其所含蛋白质的种类与数量就少。
请给予评分：(满分4分)0分 1分 2分 3分 4分点评答题者可见4（15分）问答题：从细胞壁中的蛋白和酶的发现，谈谈对细胞壁功能的认识。
回答：伸展蛋白除了作为结构成分外，还有防病抗逆的功能。
互评模块 (该阶段只有在互评阶段开放后才可使用）得分指导：长期以来细胞壁被认为是界定原生质体的僵死的“木头盒子”，只起被动的防御作用。
但随着研究的深入，大量蛋白质尤其是几十种酶蛋白在细胞壁中被发现，人们改变了传统观念，认识到细胞壁是植物进行生命活动不可缺少的部分。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分得分指导：细胞壁至少具有以下生理功能：(1)维持细胞形状，控制细胞生长细胞壁增加了细胞的机械强度，这不仅有保护原生质体的作用，而且维持了器官与植株的固有形态。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分得分指导：(2)运输物质与传递信息细胞壁涉及了物质运输，参与植物水势调节，另外细胞壁也是化学信号(激素等)、物理信号(电波、压力等)传递的介质与通路。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分得分指导：(3)代谢功能细胞壁中的酶类广泛参与细胞壁高分子的合成、转移与水解等生化反应。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分得分指导：(4)防御与抗性细胞壁中的寡糖素能诱导植物抗毒素的形成；壁中的伸展蛋白除了作为结构成分外，还有防御和抗病抗逆的功能。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分点评答题者可见5（10分）问答题：细胞内部的区域化对其生命活动有何重要意义？回答：使细胞内部区域化，即形成多种细胞器，从而使细胞的生命活动分室进行。
膜系统又将各个细胞器联系起来，共同完成各种连续的生理生化反应互评模块 (该阶段只有在互评阶段开放后才可使用）得分指导：细胞内的区域化是指由生物膜把细胞内的空间分隔，形成各种细胞器，这样不仅使各区域内具有的pH值、电位、离子强度、酶系和反应物不同，而且能使细胞的代谢活动“按室进行”，各自执行不同的功能。
请给予评分：(满分5分)0分 1分 2分 3分 4分 5分得分指导：同时由于内膜系统的存在又将多种细胞器联系起来，使得各细胞器之间能协调地进行物质、能量交换与信息传递，有序地进行各种生命活动。
请给予评分：(满分5分)0分 1分 2分 3分 4分 5分点评答题者可见6（12分）植物细胞的胞间连丝有哪些功能？回答：共质体(symplast)——将由胞间连丝把原生质体连成一体的体系质外体(apoplast)——将细胞壁、质膜与细胞壁间的间隙以及细胞间隙等空间。
互评模块 (该阶段只有在互评阶段开放后才可使用）得分指导：一是进行物质交换，相邻细胞的原生质可通过胞间连丝进行交换，使可溶性物质（如电解质和小分子有机物）、生物大分子物质（如蛋白质、核酸、蛋白核酸复合物）甚至细胞核发生胞间运输。
请给予评分：(满分6分)0分 1分 2分 3分 4分 5分 6分得分指导：二是进行信号传递，物理信号（电、压力）和化学信号（生长调节剂）都可通过胞间连丝进行共质体传递。
请给予评分：(满分6分)0分 1分 2分 3分 4分 5分 6分点评答题者可见7（3分）名词解释：原生质体回答：原生质体表示植物细胞壁内的原生质，即指细胞通过质壁分离，能够和细胞壁分开的那部分细胞物质，包括细胞膜、细胞质和细胞核，互评模块 (该阶段只有在互评阶段开放后才可使用）得分指导：除细胞壁以外的细胞部分。
包括细胞核、细胞器、细胞质基质以及其外围的细胞质膜。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分点评答题者可见8（3分）名词解释：生物膜回答：生物膜：是指构成细胞的所有膜的总称互评模块 (该阶段只有在互评阶段开放后才可使用）得分指导：即构成细胞的所有膜的总称，它由脂类和蛋白质等组成，具有特定的结构和生理功能。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分点评答题者可见9（3分）名词解释：共质体回答：共质体，是指植物原生质体间通过胞间连丝连接而成的连续体。
互评模块 (该阶段只有在互评阶段开放后才可使用）得分指导：由胞间连丝把原生质（不含液泡）连成一体的体系，包含质膜。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分点评答题者可见10（3分）名词解释：胞间连丝回答：在初生纹孔场上集中分布着许多小孔，细胞的原生质细丝通过这些小孔，与相邻细胞的原生质体相连。
这种穿过细胞壁，沟通相邻细胞的原生质细丝称为胞间连丝。
互评模块 (该阶段只有在互评阶段开放后才可使用）得分指导：穿越细胞壁，连接相邻细胞原生质（体）的管状通道，其通道可由质膜或内质网膜或连丝微管所构成。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分点评答题者可见11（3分）名词解释：细胞全能性回答：任何一个植物细胞都能发育成一株完整的植物体的能力互评模块 (该阶段只有在互评阶段开放后才可使用）得分指导：指每一个细胞中都包含着产生一个完整机体的全套基因，在适宜条件下，都具有能形成一个新个体的能力。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分点评答题者可见12（3分）名词解释：细胞程序化死亡回答：细胞经过产生、发育、生长、死亡的正常死亡互评模块 (该阶段只有在互评阶段开放后才可使用）得分指导：细胞为了自身发育及抵抗不良环境的需要而主动地结束细胞生命。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分点评答题者可见13（3分）问答题：细胞周期回答：细胞周期是指细胞从一次分裂完成开始到下一次分裂结束所经历的全过程，分为间期与分裂期两个阶段。
互评模块 (该阶段只有在互评阶段开放后才可使用）得分指导：从一次细胞分裂结束形成子细胞到下一次分裂结束形成新的子细胞所经历的时期。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分点评答题者可见14（3分）名词解释：内质网回答：内质网(ER)是交织分布于细胞质中的膜层系统，通常可占细胞膜系统的一半左右。
互评模块 (该阶段只有在互评阶段开放后才可使用）得分指导：交织分布于细胞质中的膜层系统，内与细胞核外被膜相连，外与质膜相连，并通过胞间连丝与邻近细胞的内质网相连。
请给予评分：(满分3分)0分 1分 2分 3分点评答题者可见返回互评列表保存提交。
