植物生理学:第四节 蒸腾作用
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蒸腾作用是植物生理学中的一个重要概念,指的是水分从植物体内通过叶片的气孔释放到大气中的过程。
它是植物体内水分的输送和水分循环的关键过程之一。
蒸腾作用涉及到植物体内的水分传导系统,包括根系吸水、导管组织和叶片的气孔。
当植物根部吸收到土壤中的水分后,通过导管组织向上输送到叶片。
在叶片上,通过气孔的开放,水分以水蒸气的形式从植物体内释放到空气中。
蒸腾作用对植物有多种重要的功能和作用:
水分吸收和输送:蒸腾作用是植物体内水分循环的驱动力,使得植物能够吸收土壤中的水分,并通过导管组织向上输送到各个部位。
营养物质运输:蒸腾作用通过水分的运输,还能带动溶解在水中的营养物质从根部向上输送到各个组织和细胞。
温度调节:蒸腾作用通过水分的蒸发,能够降低植物体温度,起到类似于动物散热的作用。
气体交换:蒸腾作用在水分的蒸发过程中,同时也会释放氧气并吸收二氧化碳,参与植物的光合作用过程。
蒸腾作用的强度受到多种因素的影响,包括环境条件(如温度、湿度和风速)、土壤水分状况和植物的生理状态等。
适当的蒸腾作用对植物的生长和发育至关重要,但过度的蒸腾作用可能会导致水分蒸发过快,造成植物脱水和萎蔫。
因此,研究蒸腾作用的机制和调控对于理解植物的水分平衡、适应环境和提高作物的耐旱性具有重要意义。
植物经常处于吸水和失水的动态平衡之中。
植物一方面从土壤中吸收水分,另一方面又向大气中蒸发水分。
陆生植物在一生中耗水量很大。
据估算,一株玉米一生需耗水200kg以上。
其中只有极少数(约占1.5%~2%)水分是用于体内物质代谢,绝大多数都散失到体外。
其散失的方式,除了少量的水分以液体状态通过吐水的方式散失外,大部分水分则以气态,即以蒸腾作用的方式散失。
所谓蒸腾作用(transpiration) 是指植物体内的水分以气态散失到大气中去的过程。
与一般的蒸发不同,蒸腾作用是一个生理过程,受到植物体结构和气孔行为的调节。
一、蒸腾作用的生理意义和方式(一)蒸腾作用的生理意义陆生植物在进行光合和呼吸的过程中,以伸展在空中的枝叶与周围环境发生气体交换,然而随之而来的是大量地丢失水分。
蒸腾作用消耗水分,这对陆生植物来说是不可避免的,它既会引起水分亏缺,破坏植物的水分平衡,甚至引起祸害,但同时,它又对植物的生命活动具有一定的意义。
1.蒸腾作用能产生的蒸腾拉力蒸腾拉力是植物被动吸水与转运水分的主要动力,这对高大的乔木尤为重要。
2.蒸腾作用促进木质部汁液中物质的运输土壤中的矿质盐类和根系合成的物质可随着水分的吸收和集流而被运输和分布到植物体各部分去。
3.蒸腾作用能降低植物体的温度这是因为水的气化热高,在蒸腾过程中可以散失掉大量的辐射热。
4.蒸腾作用的正常进行有利于CO2的同化这是因为叶片进行蒸腾作用时,气孔是开放的,开放的气孔便成为CO2进入叶片的通道。
(二)蒸腾作用的方式蒸腾作用有多种方式。
幼小的植物,暴露在地上部分的全部表面都能蒸腾。
植物长大后,茎枝表面形成木栓,未木栓化的部位有皮孔,可以进行皮孔蒸腾(lenticular transpiration)。
但皮孔蒸腾的量甚微,仅占全部蒸腾量的0.1%左右,植物的茎、花、果实等部位的蒸腾量也很有限,因此,植物蒸腾作用绝大部分是靠叶片进行的。
叶片的蒸腾作用方式有两种,一是通过角质层的蒸腾,称为角质蒸腾(cuticular transpiration);二是通过气孔的蒸腾,称为气孔蒸腾(stomatal transpiration)。
一、蒸腾作用(transpiration)的定义:
1.来自百度:是水分从活的植物体表面(主要是叶子)以水蒸气状态散失到大气中的过程。
2.来自CNKI(生物学杂志):水分从活的植物体内通过植物体表面的气孔或皮孔,以气体状态散失到大气中的过程。
3.植物生理学(武维华):水从植物地上部分以水蒸气状态向外界散失的过程。
4.植物生理学第二版(王忠):植物体内的水分以气态散失到大气中去的过程。
5.植物生物学(贺学礼):水分通过植物体表面(主要是叶)以水蒸气状态由体内散失到体外的过程。
综合以上不同来源的概念,蒸腾作用的定义为:植物体内的水分以气体的形式通过植物体的表面(主要是气孔),从体内散失到体外的过程。
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蒸腾作用的生理学意义
1. 水分吸收与输送,蒸腾作用通过叶片的气孔释放水蒸气,形
成负压,促使水从根部吸收并通过植物体内的导管系统向上输送。
这种水分的上升使得植物体内保持一定的水分压力,维持细胞的正
常功能和组织的结构稳定。
2. 养分吸收与转运,蒸腾作用通过水分的上升,带动了溶解在
水中的养分向上输送,使得植物能够吸收到根部周围的土壤中的养分。
这样,植物能够获取到必需的营养物质,维持正常的生长与发育。
3. 温度调节,蒸腾作用通过释放水蒸气,起到了植物体内的散
热作用。
当植物受到高温环境的影响时,通过蒸腾作用释放水蒸气,能够降低叶片温度,防止叶片受热而受损。
4. 气体交换,蒸腾作用通过气孔的开闭调节,使得植物能够进
行氧气的吸收和二氧化碳的释放。
这对于植物的光合作用至关重要,光合作用是植物能够利用阳光能量合成有机物质的过程,而二氧化
碳是光合作用的原料之一。
5. 维持植物体的结构稳定,蒸腾作用通过水分的上升,使得植物体内的细胞、组织和器官能够保持一定的张力,维持植物体的结构稳定性。
这种结构稳定性使得植物能够抵抗外界环境的风吹雨打等压力,保持正常的形态和生长。
总结起来,蒸腾作用在植物生理学中具有重要的意义,它参与水分吸收与输送、养分吸收与转运、温度调节、气体交换以及维持植物体的结构稳定等多个方面。
蒸腾作用的正常进行对于植物的生长、发育和适应环境具有至关重要的作用。
名词解释:蒸腾作用:指水分以气体状态,通过植物体的表面(主要是叶子),从体内散失到体外的现象。
光合作用:绿色植物吸收阳光的能量,同化CO2 和水,制造有机物质并释放氧气的过程。
光呼吸:植物的绿色细胞依赖光照,吸收 O2 和放出 CO2 的过程。
三羧酸循环:糖酵解进行到丙酮酸后,在有氧条件下,通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解,直到形成水和 CO2 为止。
光周期:在一天之中,白天和黑夜的相对长度。
细胞全能性:指植物体的每个细胞都携带着一套完整的基因组,并具有发育成完整植株的潜在能力。
生长大周期:开始时生长缓慢,以后逐渐加快,达到最高点,然后生长速率又减慢以至停止。
呼吸越变:当果实成熟到一定时期,其呼吸速率突然增高,最后又突然下降,这种现象称为呼吸越变生物固氮:某些微生物把空气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。
水势:水溶液的化学势与纯水的化学势之差,除以水的偏摩尔体积所得商。
渗透势:亦称溶质势,是由于溶质颗粒的存在,降低了水的自由能,因而其水势低于纯水水势的水势下降值。
压力势:指细胞的原生质体吸水膨胀,对细胞壁产生一种作用力相互作用的结果,与引起富有弹性的细胞壁产生一种限制原生质体膨胀的反作用力。
质外体途径:指水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动,阻力小,移动速度快。
共质体途径:指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。
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。
根压:由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力。
蒸腾速率:植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。
水分临界期:植物对水分不足特别敏感的时期。
矿质营养:植物对矿物质的吸收、转运和同化。
大量元素:植物需要量较大的元素。
微量元素:植物需要量极微,稍多即发生毒害的元素。
溶液培养:是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法选择透性:细胞膜质对不同物质的透性不同。
蒸腾作用与温度的关系-概述说明以及解释1.引言1.1 概述蒸腾作用是指水分子自植物叶片蒸腾孔排出并蒸发到空气中的过程。
它在植物生理学中扮演着非常重要的角色,不仅能够促进水和营养物质的吸收和输送,还有助于植物体内的物质代谢和能量转化。
温度是影响蒸腾作用的一个重要因素。
温度的变化会直接影响水分的蒸发速率和蒸腾速率。
一般来说,随着温度的升高,水分子的平均动能增加,水分子间的相互作用减弱,从而使水分子更容易从植物表面蒸发出来。
因此,温度的升高会增加蒸腾作用的速率。
而植物叶片上的蒸腾孔也对温度非常敏感。
当温度升高时,蒸腾孔会更广泛地开放,增加水分的蒸发面积,进而增加蒸腾速率。
相反,当温度降低时,蒸腾孔会收缩,减少水分的蒸发面积,从而减少蒸腾速率。
总之,温度对蒸腾作用有直接的影响。
随着温度的升高,蒸腾速率增加;而温度的降低则会减缓蒸腾速率。
深入研究蒸腾作用与温度的关系,对于了解植物生理学和水分利用效率的提高具有重要意义。
在本文中,我们将对蒸腾作用的定义、过程以及温度对蒸腾作用的影响进行详细探讨。
我们希望通过该研究,能够深入了解蒸腾作用与温度之间的关系,并为进一步的研究提供可能的方向和参考。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以描述本篇长文的各个章节和内容安排,让读者对全文有一个整体的了解。
下面是可能的内容:文章结构本篇长文将分为引言、正文和结论三个部分,下面将对各个部分的内容进行简要介绍。
1. 引言引言部分首先会概述本文主题“蒸腾作用与温度的关系”,介绍蒸腾作用和温度的基本概念。
接着,将列出本文的目标和意义,即明确研究“蒸腾作用与温度的关系”的目的,介绍为什么这个主题非常重要和有价值。
2. 正文正文部分将分为两个章节进行论述。
2.1 蒸腾作用的定义与过程这一章节将详细介绍蒸腾作用的定义和过程。
首先,会解释蒸腾作用是植物通过气孔释放水分的过程,介绍蒸腾作用在植物生理中的重要性。
然后,会描述蒸腾作用的具体过程,包括水分的蒸发、气体的扩散和气孔的开闭等关键步骤。