植物生理学 第一章 植物的水分生理

植物生理学复习资料植物生理学复习资料第一章植物的水分生理一、名词解释1、水势：指在同温度同压强下每偏摩尔体积水的化学势与纯水的化学势的差值。

单位Pa。

2、渗透势Ψs：由于细胞液中溶质的存在引起细胞水势降低的数值，为负值。

3、压力势Ψp：由于细胞壁的压力的存在引起细胞水势变化的数值。

4、衬质势Ψm：有图细胞胶体物质的亲水性和毛细管作用对自由水的束缚而引起水势降低的值，为负值。

5、蒸腾作用：植物体内的水分以气态方式通过植物体表面散失到外界坏境的过程称为蒸腾作用。

6、蒸腾拉力：由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度而使水分沿导管上升的力量称蒸腾拉力。

作用力>>根压。

7、永久萎蔫系数：当植物刚好发生永久萎蔫时土壤尚存留的含水量。

（占土壤干重的百分数）。

二、简答、填空、判断等（一）2、水在植物生命中的作用（1）水是原生质的主要组分（2）一切代谢物质的吸收运输都必须在水中才能进行（3）水可以保持植物的固有姿态（4）水作为原料参与代谢：水是光合作用、呼吸作用、有机物合成与分解的底物（5）水可以调节植物的体温、调节植物的生存环境3、水势：指在同温度同压强下每偏摩尔体积水的化学势与纯水的化学势的差值。

单位Pa。

（1）在任何情况下。

水分流动的方向总是由水势高的地方流向水势低的地方。

（2）典型细胞水势（Ψw）包含三部分：Ψw = Ψs（渗透势）+ Ψp（压力势）+ Ψm(衬质势）成熟细胞则Ψw = Ψs（渗透势）+ Ψp（压力势）（3）当细胞处于质壁分离时：水势= 渗透势；细胞吸水饱和时：水势 = 0.4、植物细胞吸水的方式（1）渗透式吸水（具液泡细胞）（2）吸胀式吸水（无液泡的细胞及干种子、依赖衬质势（3）代谢性吸水（直接耗能）发生频率（1）>（2）>（3）（二）植物根系对水分的吸收1、根系是植物吸水的主要器官，，其中根毛区为主要的吸水区域。

2、根系吸水方式及其动力：根系吸水有主动吸水（根压）和被动吸水（蒸腾拉力）两种形式。

植物生理学总结.第一章植物的水分生理1、植物体内的水分存在形式自由水：参与各种代谢作用，它的含量制约着植物的代谢强度。

自由水占总含水量的百分比越大，则植物代谢越旺盛。

束缚水：不参与代谢作用，但植物要求低微的代谢强度去度过不良的外界条件，因此束缚水含量与植物抗性大小有密切关系2、水势的概念（必考）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的商3、渗透作用水分子通过半透膜，由水势高的系统向水势低的系统移动的现象，称为渗透（osmosis）。

4、根系吸水的部分，途径，动力部位：根尖，吸水能力依次为根毛区，根冠，分生区，伸长区。

途径：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，所以这种移动方式速度快跨膜途径：水分从一个细胞移动到另一个细胞，要通过两次质膜，还要通过液泡膜，故称跨膜途径共质体途径：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，移动速度较慢共质体途径和跨膜途径统称为细胞途径，这三条途径共同作用是根部吸收水分动力：根压、蒸腾拉力。

（根内外水势差产生原因）根压：根系生理活动引起液体从根部上升的压力。

蒸腾拉力：蒸腾作用产生的吸水力。

叶片蒸腾时，气孔下腔附近的叶肉细胞因蒸腾失水而水势下降，所以从旁边细胞取得水分。

蒸腾拉力为主要原因。

5、蒸腾作用的概念、指标（蒸腾系数、蒸腾速率）概念：植物体内的水分以气体状态向外界扩散的生理过程。

指标：蒸腾系数：形成1g干物质所消耗的水分克数。

蒸腾速率：单位时间单位叶面积散失的水量。

蒸腾效率（比率）：形成干物质g / 消耗1Kg水。

6、脱落酸对气孔运动脱落酸促使气孔关闭，其原因是：脱落酸会增加胞质Ca2+浓度和胞质溶胶pH，一方面抑制保卫细胞质膜上的内向K+通道蛋白活性，抑制外向K+通道蛋白活性。

促使细胞内K+浓度减少，与此同时，脱落酸活化外向Cl—通道蛋白，Cl—外流，保卫细胞内Cl—浓度减少，保卫细胞膨压就下降，气孔关闭7、气孔运动的三个学说（1）淀粉－糖互变学说保卫细胞的水势变化是由淀粉糖的变化影响的。

植物生理学答案（1）第一章植物的水分生理一、名词解释。

渗透势(solute potential):由于溶液中溶质颗粒的存在,降低了水的自由能而引起的水势低于纯水水势的值,此值为负值.其也称为溶质势.质外体途径(apoplast pathway): 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，移动方式速度快。

共质体途径(symplast pathway): 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(osmosis):物质依水势梯度而移动,指溶液中的溶剂分子通过半透膜扩散的现象.对于水溶液而言,就是指水分子从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象.蒸腾作用(transpiration): 指水分以气体状态,通过植物体的表面，从体内散失到体外的现象。

二、思考题1、将植物细胞分别放在纯水和1mo l／L蔗糖溶液中，细胞的渗透势、压力势、水势及细胞体积各会发生什么变化？答：在正常情况下，植物细胞的水势为负值，在土壤水分充足的条件下，一般植物的叶片水势为-0.8～-0.2MPa。

将植物细胞放在纯水中时，纯水的水势为0，故植物细胞会吸水，渗透势、压力势及水势均上升，细胞体积变大。

当吸水达到饱和时，细胞体积达最大，水势最终变为0，渗透势和压力势绝对值相等、符号相反，各组分不再变化。

当植物细胞放于1mo l ／L蔗糖溶液中时，根据公式计算蔗糖溶液的水势（设温度为27 ℃，已知蔗糖的解离系数i＝1）＝-icRT＝-1mol ／L×0.0083L·MPa／（mol·K）×(273+27)K＝-2.49MPa,由于细胞的水势大于蔗糖溶液的水势，因此细胞放入溶液后会失水，渗透势、压力势及水势均减少，体积也缩小，严重时还会发生质壁分离现象。

如果细胞处于初始质壁分离状态，其压力势为0，水势等于渗透势。

含答案第一章植物的水分生理一、名词解释1半透膜亦称选择透性膜。

为一类具有选择透性的薄膜其允许一些分子通过限制另一些分子通过。

理想的半透膜是水分子可自由通过而溶质分子不能通过。

2衬质势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^m。

3压力势指细胞吸收水膨胀因膨压和壁压相互作用的结果使细胞液的水势增加的值。

符号tp 4水势每偏摩尔体积水的化学势差。

符号 ^w。

5渗透势指由于溶质的存在而使水势降低的值用书表示。

溶液中的t -CiRT 06自由水距离胶粒较远而可以自由流动的水分。

7束缚水靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水。

8质外体途径指水分不经过任何生物膜而通过细胞壁和细胞间隙的移动过程。

9渗透作用指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。

10根压指植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。

11共质体途径指水分经胞间连丝从一个细胞进入另一个细胞的移动途径。

12吸涨作用指亲水胶体吸水膨胀的现象。

13跨膜途径指水分从一个细胞移动到另一个细胞要两次经过质膜的运输方式。

14水的偏摩尔体积指在一定温度和压力下1mol水中加入1mol某溶液后该1mol水所占的有效体积。

15化学势每摩尔物质所具有的自由能就是该物质的化学势。

16内聚力学说亦称蒸腾-内聚力-张力学说。

是根据水分的内聚力来解释水分在木质部中向上运输的学说为H -H -Dixon与ORene在20世纪初提出的。

17皮孔蒸腾指水分通过树干皮孔进行的蒸腾占植物的水分蒸腾量之比例很小。

18气孔蒸腾是水分通过叶片气孔进行的蒸腾它在植物的水分蒸腾中占主导地位。

19气孔频度指1cm2叶片上的气孔数。

20水分代谢指水分被植物体吸收、运输和排出这三个过程。

21蒸腾拉力由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。

22蒸腾作用指水分以气体状态通过植物表面从体内散失到体外的现象。

23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。

第一章植物的水分生理一、名词解释1.水分代谢：植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。

2.水势：每偏摩尔体积水的化学势差，符号øw。

3.渗透势：由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值，符号øð。

用负值表示，又称溶质势（øs）。

4.压力势：由于细胞壁压力的存在而增大的水势值，一般为正值，符号øｐ。

5.衬质势：由于细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值，以负值表示，符号øm。

6.内聚力学说：又称蒸腾流－内聚力－张力学说。

即以水分的内聚力来解释水分沿导管上升的原因的学说。

7.自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。

8.束缚水：靠近胶粒而被束缚，不易自由流动的水分。

9.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。

10.吸胀作用：亲水胶体吸水膨胀的现象。

11.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。

12.渗透性吸水：（见渗透作用）13.吸涨性吸水：（见吸胀作用）14.水通道蛋白：存在于生物膜上的一类具有选择性、高效运转水分功能的内在蛋白，亦称水孔蛋白。

15.吐水：从未受伤的叶片尖端或边缘的水孔向外溢出液滴的现象。

16.伤流：从受伤或折断的植物器官、组织或伤口溢出液体的现象。

17.根压：植物根部的生理活动使液流从根部上升的动力。

18.蒸腾拉力：由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。

19.蒸腾作用：水分以气体状态通过植物体表面从体内散发到体外的现象。

20.蒸腾速率：又称蒸腾强度。

指植物在单位时间内，单位叶面积通过蒸腾作用而散失的水分量（g/dm2/h）。

21.蒸腾效率：植物每消耗1kg水时所形成的干物质量（g）。

22.蒸腾系数：植物制造1g干物质所需消耗的水分量（g），又称为需水量。

23.小孔扩散律：气孔通过多孔表面的扩散速率不与其面积成正比，而与小孔的周长成正比的规律。

植物生理学第七版名词解释第一章植物的水分生理1.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。

2.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。

3.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。

4.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。

5.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。

6.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。

7.根压：由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力。

8.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。

9.蒸腾速率：植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。

10.内聚力学说：以水分具有较大的内聚力足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断来解释水分上升原因的学说。

11.水分临界期：植物对水分不足特别敏感的时期。

第二章植物的矿质营养1. 矿质营养：植物对矿物质的吸收、转运和同化。

2. 大量元素：植物需要量较大的元素。

3. 微量元素：植物需要量极微，稍多即发生毒害的元素。

4. 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。

5. 透性：细胞膜质具有的让物质通过的性质。

6. 选择透性：细胞膜质对不同物质的透性不同。

7. 胞饮作用：细胞通过膜的内陷从外界直接摄取物质进入细胞的过程。

8. 被动运输：转运过程顺电化学梯度进行，不需要代谢供给能量。

9. 主动运输：转运过程逆电化学梯度进行，需要代谢供给能量。

10. 单向运输载体：能催化分子或离子单方向地顺着电化学势梯度跨质膜运输。

11. 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。

12. 诱导酶：是指植物本来不含某种酶，但在特定外来物质的诱导下生成的酶。

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●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。

●蒸腾速率：植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。

●蒸腾比率：光合作用同化每摩尔CO2所需蒸腾散失的水的摩尔数。

●水分利用率：指光合作用同化CO2的速率与同时蒸腾丢失水分的速率的比值。

●内聚力学说：以水分具有较大的内聚力足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断来解释水分上升原因的学说。

●水分临界期：植物对水分不足特别敏感的时期。

1.将植物细胞分别放在纯水和1mol/L 蔗糖溶液中，细胞的渗透势、压力势、水势及细胞体积各会发生什么变化？答：在纯水中，各项指标都增大；在蔗糖中，各项指标都降低。

2.从植物生理学角度，分析农谚“有收无收在于水”的道理。

答：水，孕育了生命。

陆生植物是由水生植物进化而来的，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。

可以说，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。

水分在植物生命活动中的作用很大，主要表现在4个方面：水分是细胞质的主要成分。

细胞质的含水量一般在70~90%使细胞质呈溶胶状态，保证了旺盛的代谢作用正常进行，如根尖、茎尖。

第一章植物的水分生理一、名词解释1．水分代2．自由水3．束缚水4．扩散5．集流6．渗透作用7．水势8．渗透势9．压力势10．衬质势11．质外体途径12．共质体途径13．根压14．蒸腾拉力15．聚力学说16．蒸腾作用17．蒸腾速率18．蒸腾系数19．蒸腾比率20．水分临界期21．跨膜途径二、缩写符号翻译1. ψw2. ψp3. ψm4. ψs5. ψπ6. MPa7. WUE三、填空题1．植物细胞吸水方式有、和。

2．简单扩散是物质依而移动，集流是物质依而移动，而渗透作用是物质依而移动。

3．植物散失水分的方式有和。

4．植物细胞水分存在的状态有和。

5．细胞质含水较多呈状态，含水较少呈状态。

6．自由水/束缚水比值越大，则代；其比值越小，则植物的抗逆性。

7．一个典型细胞的水势等于；具有液泡的细胞的水势等于；干种子细胞的水势等于。

8．形成液泡后，细胞主要靠吸水。

9．风干种子的萌发吸水主要靠。

10．溶液的水势就是溶液的。

11．溶液的渗透势决定于溶液中。

12．在细胞初始质壁分离时，细胞的水势等于，压力势等于。

13．当细胞吸水达到饱和时，细胞的水势等于，渗透势与压力势绝对值。

14．相邻两细胞间水分的移动方向，决定于两细胞间的。

15．植物根系吸水方式有：和。

16．证明根压存在的证据有和。

17．叶片的蒸腾作用有两种方式：和。

18．某植物制造10克干物质需消耗5公斤水，其蒸腾系数。

19．小麦的第一个水分临界期是，第二个水分临界期是。

20．常用的蒸腾作用的指标有、和。

21．影响气孔开闭的因子主要有、和。

22．影响蒸腾作用的环境因子主要是、、和。

23．田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称，其原因是土壤溶液水势于作物体的水势，引起水分外渗。

24．可以较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标有、、和。

25．近年来出现的新型的灌溉方式有、和。

四、选择题1．植物的根系结构中，共质体是指（）。

A.原生质B.胞间连丝C.细胞壁D.导管和管胞2．一般而言，进入冬季越冬作物组织自由水/束缚水的比值：（）A.升高B.降低C.不变D.无规律3．有一个充分为水饱和的细胞，将其放入比细胞液浓度低10倍的溶液中，则细胞体积：（）A.变大B.变小C.不变D.可能变小，也可能不变4．水势单位用帕(Pa)表示，一般用兆帕(MPa)，两者关系为（）A. 1MPa＝l06PaB. 1MPa＝105PaC. 1Pa＝106MPaD. 1Pa＝105Mpa5．已形成液泡的细胞，其衬质势通常省略不计，其原因是：（）A.初质势很低B.衬质势不存在C.衬质势很高，绝对值很小D.衬质势很低，绝对值很小6．充分浸泡大豆和水稻子粒,结果大豆种子膨胀的体积比水稻的大，原因主要是大豆种子（）。

植物⽣理学重点整理第⼀章：植物的⽔分⽣理⽔分在⽣命活动中的作⽤：1，是细胞质的主要成分2，是代谢作⽤过程的反应物质3，是植物对物质吸收和运输的溶剂4，能保持植物的固有姿态根吸⽔主要在根尖进⾏，根⽑区吸⽔能⼒最⼤1.根⽑区有许多根⽑，增⼤了吸收⾯积2.同时根⽑细胞壁的外部由果胶质组成，粘性强，亲⽔性也强，有利于与⼟壤颗粒黏着和吸⽔3.根⽑区的输导组织发达，对⽔分移动的阻⼒⼩这种以⽔分具有较⼤的内聚⼒⾜以抵抗张⼒，保证由叶⾄根⽔柱不断来解释⽔分上升原因的学说，称为内聚⼒学说亦称蒸腾-内聚⼒-张⼒学说随着蒸腾的进⾏，叶⾁细胞不断失⽔，同时⼜不断向邻近细胞吸⽔，依次传递下去，便从导管中吸收⽔分直到根部。

由于⽔分⼦的特殊结构，使它们之间能够形成氢键，产⽣很⼤的内聚⼒，同时⽔分⼦与导管和管胞细胞壁的纤维素分⼦之间还有很强附着⼒，此外，由于导管和管胞的孔径很⼩，⽽且细胞壁很厚，有很强的坚韧程度，所以导管在很⾼的张⼒下，也不会向内凹陷，⽽阻⽌⽔分的运输。

导管中产⽣的这种张⼒⼀直传递到与根尖靠近的下端，甚⾄有时还能穿越过根组织传递出去第⼆章:植物的矿质营养必需元素判断标准（Anron和Stout）1.完成植物整个⽣长周期不可缺少的，缺少则植物不能完成其⽣命周期2.在植物体内的功能是不能被其他元素代替的，植物缺乏该元素时会表现专⼀的症状，并且只有补充这种元素症状拜会消失3.这种元素必须直接参与植物体内的新陈代谢，对植物起直接的营养作⽤，⽽不是通过改变⼟壤理化性质、微⽣物⽣长条件等原因所产⽣的间接作⽤⼤量元素：指植物需要量较⼤，在植物体内含量较⾼（≥0.1%DW)的元素，10种。

碳氢氧氮钾钙镁磷硫硅微量元素：指植物需要量较少, 在植物体中含量较低(<0.01%)的元素氯铁硼锰锌铜镍钼确定⽅法：不供给该元素后，观察植物的反应，是否会有缺素症发⽣溶液培养法或⽔培法：将植物根系浸泡在⽆⼟营养液中培养的⽅法（在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的⽅法）。