植物生理学复习资料
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植物生理学复习资料植物生理学是研究植物的生命过程和功能的科学领域,它涉及植物的生长、发育、营养吸收、代谢、激素调节、环境适应等各个方面。
本文将为您提供植物生理学复习资料,帮助您深入理解植物的生理过程和相关机制。
一、植物的生长和发育生长是植物生命的重要过程,包括细胞分裂、细胞扩张和细胞分化等过程。
植物生长受到激素、光照、温度、水分等环境因素的调节。
激素是植物生长和发育的内源调节因子,包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、细胞分化素等。
植物的发育包括种子萌发、幼苗生长和植株形成等阶段。
在种子萌发过程中,种子吸收水分后,活化生理过程,例如蛋白质合成和呼吸作用。
幼苗生长是种子萌发后的主要阶段,包括根系生长、茎轴生长和叶片展开等。
植株形成是植物发育的终极目标,包括茎蔓延、分枝、开花和结果等过程。
二、植物的营养吸收和代谢植物通过根系吸收水分、无机盐和有机物等营养物质。
水分的吸收和传输是植物生理学中的重要研究内容。
根系吸水是由于根毛吸水、根内压力和蒸腾作用等因素共同作用的结果。
植物通过根系吸收的营养物质主要包括:氮、磷、钾、镁、钙等无机盐,以及葡萄糖、脂肪酸等有机物。
植物的代谢过程包括光合作用、呼吸作用和分子合成等。
光合作用是植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程,其产物为葡萄糖和氧气。
呼吸作用是植物将有机物质氧化分解为二氧化碳和水释放能量的过程,其产物为能量和水。
分子合成是植物利用有机物质合成蛋白质、核酸、脂肪等细胞组分的过程。
三、植物的激素调节植物激素主要包括生长素、赤霉素、细胞分裂素、细胞分化素、脱落酸和乙烯等。
植物激素能够调节植物的生长、发育和适应环境的能力。
例如,生长素能促进植物的细胞分裂和伸长,赤霉素能促进植物的伸长和开花,细胞分裂素和细胞分化素能调节植物的组织和器官的形成。
植物激素的合成和作用受到环境因素的调控。
例如,光照能够影响生长素的合成和分布,温度能够调节赤霉素的合成和作用,水分能够影响细胞分裂素和细胞分化素的合成和传输。
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。
植物生理学名词解释:水势:每偏摩尔体积水的化学势差。
渗透势: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的水势。
根压:靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力。
水分临界期:植物对水分不足特别敏感的时期。
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。
矿质营养:植物对矿物质的吸收、转运、和同化。
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。
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。
诱导酶:指植物本来不含某种酶,但在特定外来物质的诱导下,可以生成这种酶。
营养元素临界含量:作物获得最高产量的最低养分含量。
光合作用:绿色植物吸收阳光的能量,同化二氧化碳和水,制造有机物质并释放氧气的过程。
吸收光谱:反映某种物质吸收光波的光谱。
增益效应:两种波长的光协同作用而增加光和效率的现象。
希尔反应:离体叶绿体在光下进行水解并放出氧的反应。
反应中心:是光能转变化学能的膜蛋白复合体,包含参与能量转换的特殊叶绿素a.聚光色素:聚光复合物中的色素(没有光化学活性,只有吸收和传递光能的作用)。
Co2补偿点:当光合吸收的co2量等于呼吸放出的co2量,这个时候外界的co2含量就叫做co2补偿点。
呼吸作用:指活细胞内的有机物,再酶的参与下逐步氧化分解并释放能量的过程。
糖酵解:细胞质基质中的己糖经过一系列酶促反应步骤分解成丙酮酸的过程。
呼吸商:植物在一定的时间内,放出二氧化碳的物质的量与吸收氧气的物质的量的比率。
巴斯的效应:氧可以降低糖类的分解代谢和减少糖酵解产物的积累的现象。
能荷:A TP-ADP-AMP系统中可利用的高能磷酸键的度量。
代谢源:能够制造并输出同化物的组织,器官或部位。
代谢库:指消耗或贮藏同化物的组织,器官或部位。
库强度:等于库容量和库活力的乘积。
植物生长物质:一些调节植物生长发育的物质。
生长素的极性运输:指生长素只能从植物体的形态学上端向下端运输。
三重反应:乙烯抑制伸长生长,促进横向生长,地上部分失去负向重力性生长。
植物⽣理学复习资料图⽂版植物⽣理学复习整理植物的⽔分⽣理⼀般植物组织含⽔量占鲜重的75%~90%细胞中的⽔可分为⼆类:束缚⽔(bound water)--与细胞组分紧密结合不能⾃由移动、不易蒸发散失的⽔。
⾃由⽔(free water)--与细胞组分之间吸附⼒较弱,可以⾃由移动的⽔。
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.⽔分是各种⽣理⽣化反应和运输物质的介质4.⽔分能使植物保持固有的姿态植物细胞对⽔分的吸收⼀、扩散(diffusion) 物质分⼦从⾼浓度(⾼化学势)区域向低浓度(低化学势)区域转移,直到均匀分布的现象。
⼆、集流(mass flow) 液体中成群的原⼦或分⼦在压⼒梯度作⽤下共同移动的现象。
三、渗透作⽤(osmosis)溶液中的溶剂分⼦(⽔)通过半透膜⽽移动的现象。
植物细胞吸⽔⽅式分为以下四种:1.吸胀吸⽔2.渗透吸⽔3.降压吸⽔4.代谢吸⽔⽔势(water potential):每偏摩尔体积的⽔在体系中的化学势与纯⽔在相同温度压⼒下的化学势之差。
纯⽔Ψow=零溶液的⽔势为负值,浓度越⼤,⽔势越低。
细胞的⽔势公式:ψw=ψπ+ψp +ψg+ψm溶质势(solute potential ψs;渗透势,ψπ)(负值)压⼒势ψp(⼀般情况下为正,质壁分离为0,强蒸腾为负)重⼒势Ψg(正值)衬质势ψm(负值)(其值对⽆液泡的分⽣组织、⼲燥种⼦来说较⼤)含有液泡细胞⽔势公式可⽤下式表⽰:ψw=ψ液泡=ψπ+ψp根系吸⽔的部位主要在根尖,包括根冠、分⽣区、伸长区、根⽑区(成熟区),以根⽑区的吸⽔能⼒最强因为:①根⽑多,增⼤了吸收⾯积(5~10倍);②细胞壁外层由果胶质覆盖,粘性较强③输导组织发达,⽔分转移的速度快。
根系吸⽔途径:植物根部吸⽔主要通过根⽑⽪层、内⽪层,再经中柱薄壁细胞进⼊导管质外体途径,跨膜途径,共质体途径根系吸⽔的动⼒:根压:是指由于植物根系⽣理活动⽽促使液流从根部上升的压⼒蒸腾拉⼒: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。
植物生理学复习大全一:名词解释自由水:与细胞组分之间吸附力较弱,可以自由移动的水。
压力:植物细胞中由于静水质的存在而引起的水势增加的值。
束缚水:与细胞组分紧密结合不能自由移动、不易蒸发散失的水。
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。
.蒸腾作用:水分通过植物体表面(主要是叶片)以气体状态从体内散失到体外的现象。
蒸腾效率:植物在一定生育期内所积累干物质量与蒸腾失水量之比,常用g·kg-l表示。
蒸腾系数:植物每制造1g干物质所消耗水分的g数,它是蒸腾效率的倒数,又称需水量。
抗蒸腾剂:能降低蒸腾作用的物质,它们具有保持植物体中水分平衡,维持植株正常代谢的作用。
抗蒸腾剂的种类很多,如有的可促进气孔关闭。
水分代谢:植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。
水势:相同温度下一个含水的系统中一偏摩尔体积的水与一偏摩尔体积纯水之间的化学势差称为水势。
把纯水的水势定义为零,溶液的水势值则是负值。
渗透势:溶液中固溶质颗粒的存在而引起的水势降低的值。
根压:由于植物根系生理活动而促使液流从根部上升的压力。
伤流和吐水现象是根压存在的证据。
渗透作用: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,是指水分子从水势高处通过半透膜向水势低处扩散的现象。
.衬质势:由于衬质(表面能吸附水分的物质,如纤维素、蛋白质、淀粉等)的存在而使体系水势降低的数值。
.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。
伤流:从受伤或折断的植物组织伤口处溢出液体的现象。
水分临界期:植物在生命周期中,对缺水最敏感、最易受害的时期。
一般而言,植物的水分临界期多处于花粉母细胞四分体形成期,这个时期一旦缺水,就使性器官发育不正常。
作物的水分临界期可作为合理灌溉的一种依据。
吸胀作用:亲水胶体物质吸水膨胀的现象称为吸胀作用。
胶体物质吸引水分子的力量称为吸胀。
永久萎蔫系数:将叶片刚刚显示萎蔫的植物,转移至阴湿处仍不能恢复原状,此时土壤中水分重量与土壤干重的百分比叫做永久萎蔫系数。
植物生理学一.名词解释:1、流动镶嵌模型:认为液态脂质双分子层中镶嵌着可移动的蛋白质,使膜具有不对称性和流动性的用于解释生物膜结构的模型。
要点:(1)不对称性:即脂类和蛋白质在膜中的分布不对称(2)流动性,即组成膜的脂类双分子层或蛋白质都是可以流动或运动的,膜的不对称性和流动性保证了生物膜能经受一定程度的形变而不致破裂,这也可使膜中各种成分按需要重新组合,使之合理分布,有利于表现膜的各种功能,更重要的是它允许膜互相融合而不失去对通透性的控制,确保膜分子在细胞分裂、膜动运输、原生质融合等生命活动中起重要的作用。
2、细胞全能性:每个生活的细胞中都包含有产生一个完整机体的全套基因,在适宜条件下,细胞具有形成一个新的个体的潜在能力。
3、水势:每偏摩尔水的化学势差。
即体系中水的化学势与处于等温、等压条件下纯水的化学势之差,再除以水的偏摩尔体积4、溶质势:由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。
在渗透系统中,溶质势表示了溶液中水分潜在的渗透能力的大小。
5、压力势:由于压力的存在而使体系水势改变的数值。
6、伤流:从受伤或折断的植物组织伤口处溢出液体的现象。
7、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。
8、水分临界期:植物在生命周期中对水分缺乏最敏感最易受害的时期。
9、离子主动吸收:细胞利用呼吸释放的能量逆电化学势梯度吸收矿质的过程。
10、离子的被动吸收:细胞不需要由代谢提供能量的顺电化学势梯度吸收矿质的过程。
11、诱导酶:植物体内本来不含有,但在特定外来物质的诱导下可生成的酶。
12、红降现象:光合作用的量子产额在波长大于680nm时急剧下降的现象。
13、双光增益效应:在长波红光之外再加上较短波长的光促进光合效率的现象。
14、光合链:定位在光合膜上的,由多个电子传递体组成的电子传递的总轨道。
15、光和磷酸化:光下在叶绿体中发生的由ADP与Pi合成ATP的反应。
16、光呼吸:植物绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的过程。
植物生理学一、名词解释1 、:每偏摩尔体积水的化学势差。
2 、:距离胶粒较远而可以自由流动的水分。
3 、:挨近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分。
4 、:是指水分以气体状态通过植物体的外表从体内散失到大气的过程。
5 、:植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。
6 、:当水份子从大面积上蒸发时,其蒸发速率与蒸发面积成正比。
但通过气孔外表扩散的速率,不与小孔的面积成正比,而与小孔的周长成正比。
7 、:维持正常生命活动不可缺少的元素.8 、:任何植物,假假设培养在某一单盐溶液中,不久即呈现不正常状态,最后死亡。
9 、:植物惟独在含有适当比例的多种盐的溶液中才干正常生长发育,这种溶液叫平衡溶液。
10、:植物对各种矿质元素的吸收表现出明显的选择性。
假设供给〔NH4〕2SO4,植物对其阳离子的吸收大于阴离子,在吸收NH4 的同时,根细胞会向外释放氢离子,使PH 下降。
11、:供给NANO3 时,植物吸收,NO3-而环境中会积累,NA+,同时也会积累OH- 或者HCO3-,从而使介质PH 升高。
12、:绿色植物吸收太阳光能,同化CO2 和H2O,合成有机化合物质,并释放O2 的过程。
13、:叶绿体利用光能将无机磷酸和ADP 合成ATP 的过程。
14、:随着光强的增加光合速率相应提高,当到达某一光强时,叶片的光合速率等于呼吸速率,即CO2 吸收量等于CO2 释放量,表现光合速率为0。
15、:随着CO2 的浓度增加,当光合作用吸收的CO2 与呼吸释放的CO2 相等时环境中的CO2 浓度。
16, 与这块土地所接受的太阳能的比17 、:是指单位截面积筛份子在单位时间内运输物质的量,常用g/(m2.h)或者g/(mm2.s)表示。
18、:是产生和提供同化物的器官或者组织;是消耗或者积累同化物的器官和组织。
19:是指一切生活在细胞内的有机物,在一系列酶的参预下,逐步氧化分解为简单物质,并释放能量的过程。
20: 、:是指生活细胞在氧气的参预下,把某些有机物质彻底氧化分解,放出二氧化碳并形成水,同时释放能量的过程。
1. 种子萌发过程中有哪些生理生化变化?答:(1) 种子的吸水:三个阶段:急剧吸水、吸水停止、重新迅速吸水,表现出快、慢、快的特点。
(2)呼吸作用的变化和酶的形成1)呼吸的变化在胚根突出种皮之前,种子的呼吸主要是无氧呼吸,在胚根长出之后,便以有氧呼吸为主了。
2)酶的形成:萌发种子中酶的来源有两种:A. 从已经存在的束缚态的酶释放或活化而来;支链淀粉葡萄糖苷酶。
B. 通过蛋白质合成而形成的新酶。
a-淀粉酶。
(3) 有机物的转变(分解淀粉、蛋白质、脂肪等储藏物质)种子中贮存着大量的有机物,主要有淀粉、脂肪和蛋白质,萌发时,他们被分解,分解产物参与种子的代谢活动。
(淀粉转化为糖;脂肪分解为甘油和脂肪酸,进一步转化为糖或氨基酸;蛋白质分解为氨基酸)2. 种子的萌发必需的外界条件有哪些?种子萌发时吸水可分为哪三个阶段?第一、三阶段细胞靠什么方式吸水?答:种子萌发必须有足够的水分、充足的氧气和适宜的温度。
此外,有些种子萌发还受光的影响。
种子吸水分为三个阶段:1)急剧吸水阶段。
2)吸水停止阶段。
3)胚根长出后重新迅速吸水阶段。
第一阶段细胞主要靠吸胀作用。
第二、三阶段是靠渗透性吸水。
3.试述生长、分化与发育三者之间的区别与关系?①在生命周期中,生物细胞、组织和器官的数目、体积或干重等不可逆增加的过程称为生长;②从一种同质的细胞类型转变成形态结构和功能与原来不相同的异质细胞类型的过程成为分化;③发育则指在生命周期中,生物组织、器官或整体在形态结构和功能上的有序变化。
④三者紧密联系,生长是基础,是量变;分化是质变。
一般认为,发育包含了生长和发育。
4.简述引起种子休眠的原因有哪些?生产上如何打破种子休眠?1) 引起种子休眠的原因:种皮障碍、胚休眠、抑制物质2) 生产上打破种子休眠方法:机械破损、层积处理、药剂处理5.植物地上部分与地下部分的相关性(常言道:“根深叶茂”是何道理?)答:根和地上部分的关系是既互相促进、互相依存又互相矛盾、互相制约的。
一、名词解释1、水分代谢:指植物对水分的吸收、运输、丢失的过程。
2、细胞的全能性:是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。
3、代谢源:是指能够制造并输出同化物的组织、器官或部位。
如绿色植物的功能叶,种子萌发期间的胚乳或子叶,春季萌发时二年生或多年生植物的块根、块茎、种子等。
代谢库:参与代谢的物质在组织及体液中的总和。
如氨基酸代谢库。
4、日中性植物:植物开花对日照长度没有特殊的要求,在任何日照长度下均能开花。
5、平衡溶液:几种盐类按一定比例和浓度配制的不使植物发生单盐毒害的溶液。
6、光合磷酸化:是指在光合作用中由光驱动并贮存在跨类囊体膜的质子梯度的能量把ADP 和磷酸合成为ATP的过程。
7、碳同化:生物体利用二氧化碳固定到细胞内形成各种含碳化合物的同化过程。
8、光抑制:光能超过光合系统所能利用的数量时光合功能下降的现象。
9、光敏色素:存在于植物中并与光周期相了解的一种发色团-蛋白质复合物。
是一种可吸收红光-远红光可逆转换的光受体。
10、细胞信号转导:是指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激,经细胞内信号转导系统转换,从而影响细胞生物学功能的过程。
11、单盐毒害:如果将植物培养在只含一种金属离子的溶液中,即使这种离子是植物生长发育所必需的,如钾离子,而且在培养液中的浓度很低,植物也不能正常生活,不久即受害而死。
12、离子拮抗:若在单盐溶液中加入少量其它盐类,单盐毒害现象就会消除,这种离子间能够互相消除毒害的现象,称离子拮抗。
13、幼年期:是指植物早期生长的阶段。
14、春化作用:低温诱导植物开花的过程。
15、光周期现象:在一天之中,白天和黑夜的相对长度称为光周期。
植物对白天和黑夜的相对长度的反应称为光周期现象。
16、单性结实:是指子房不经过受精作用而形成不含种子果实的现象。
17、植物激素:是指在植物体内合成并从产生之处运送到别处,对生长发育产生显著作用的微量有机物。
绪论1.植物生理学的诞生是从探索植物的营养开始的。
2.植物生理学的第一个实验:凡·海尔蒙特(J.B.van Helmont)做柳枝实验。
3.1771年——光合作用年,普利斯特里发现绿色植物有净化空气的作用。
4.李比希,创立矿质营养学说,标志着植物生理学的诞生。
5.德:萨克斯、诺普、费弗尔:无土栽培技术。
6.《植物生理学讲义》、《植物生理学》三卷,标志着植物生理学达到成熟。
7.Sachs萨克斯被称为植物生理学的奠基人,Sachs和Pfeffer费弗尔被称为植物生理学的两大先驱。
水分生理1.水分代谢(water metabolism):植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程水对植物的生态作用1.调节植物体温2.水对可见光的通透性3. 调节生态环境(植物的生存环境)★植物体内的含水量:植物种类:水生植物:>90%;中生植物:70-90%;旱生植物最低时可达到6%。
环境条件: 阴蔽、潮湿,含水量高;向阳、干燥,含水量低。
植物组织和器官:幼嫩部分:60%-90%;茎杆:40%-50%;休眠芽:40%;风干种子:9%-14%。
★植物体内水分存在的状态:束缚水、自由水。
束缚水:与细胞组分紧密结合不能自由移动、不易蒸发散失的水自由水:与细胞组分之间吸附力较弱,可以自由移动的水自由水直接参与代谢,束缚水不参与代谢。
自由能:根据热力学原理,系统中物质的总能量可分为束缚能和自由能。
束缚能是不能用于做有用功的能量,而自由能是指在等温、等压条件下,能够做最大有用功(非膨胀功)的那部分能量。
化学势:用来衡量物质反应或转移所用的能量一摩尔物质所具有的自由能水的化学势用μw表示。
★水的化学势的热力学含义:当温度、压力及物质数量(水分以外)一定时,由水量(摩尔增量)引起的体系自由能的改变量。
水的化学势可用来判断水分参加化学反应的本领或两相间移动的方向和限度。
热力学中将纯水的化学势规定为零。
水的偏摩尔体积:指在恒温恒压、其它组分浓度不变情况下,混合体系中1mol 物质所占据的有效体积。
绪论1.植物生理学的诞生是从探索植物的营养开始的。
2.植物生理学的第一个实验:凡•海尔蒙特(J.B.van Helmon)做柳枝实验。
3.1771年一一光合作用年,普利斯特里发现绿色植物有净化空气的作用。
4.李比希,创立矿质营养学说,标志着植物生理学的诞生。
5.德:萨克斯、诺普、费弗尔:无土栽培技术。
6.《植物生理学讲义》、《植物生理学》三卷,标志着植物生理学达到成熟。
7.Sachs萨克斯被称为植物生理学的奠基人,Sachs和Pfeffer费弗尔被称为植物生理学的两大先驱。
水分生理1.水分代谢(water metabolism):植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程水对植物的生态作用1.调节植物体温2.水对可见光的通透性3.调节生态环境(植物的生存环境)★植物体内的含水量:植物种类:水生植物:>90%;中生植物:70-90%;旱生植物最低时可达到6%。
环境条件:阴蔽、潮湿,含水量高;向阳、干燥,含水量低。
植物组织和器官:幼嫩部分:60%-90%;茎杆:40%-50%;休眠芽:40%;风干种子:9%-14%0★植物体内水分存在的状态:束缚水、自由水。
束缚水:与细胞组分紧密结合不能自由移动、不易蒸发散失的水自由水:与细胞组分之间吸附力较弱,可以自由移动的水自由水直接参与代谢,束缚水不参与代谢。
自由能:根据热力学原理,系统中物质的总能量可分为束缚能和自由能。
束缚能是不能用于做有用功的能量,而自由能是指在等温、等压条件下,能够做最大有用功(非膨胀功)的那部分能量。
化学势:用来衡量物质反应或转移所用的能量一摩尔物质所具有的自由能水的化学势用卩w表示。
★水的化学势的热力学含义:当温度、压力及物质数量(水分以外)一定时,由水量(摩尔增量)引起的体系自由能的改变量。
水的化学势可用来判断水分参加化学反应的本领或两相间移动的方向和限度。
热力学中将纯水的化学势规定为零。
水的偏摩尔体积:指在恒温恒压、其它组分浓度不变情况下,混合体系中1mol物质所占据的有效体积。
1.水的偏摩尔体积与溶液中溶质的种类及数量有关。
2.所谓偏摩尔是指非纯态而言的。
而纯水的摩尔体积则都是VH20,对纯态而言偏摩尔体积就是它的摩尔体积。
单位:水势二水的化学势/水的偏摩尔体积=N?m ? mol-1/m3 ? mol-1=N ?m-2 =Pa —般用兆帕(MPa,1MPa= 106Pa)△水势是一个相对值,其绝对值不容易测定。
△纯水的自由能最大,因此水势最高,屮ow二零。
△溶液的水势为负值,浓度越大,水势越低★质壁分离:植物细胞由于液泡失水而使原生质体和细胞壁分离的现象。
★质壁分离复原/去质壁分离:发生了质壁分离的细胞吸水后使整个原生质体恢复原状的现象。
发生质壁分离的条件:①外界环境水势低于细胞水势②原生质层具有选择性③细胞壁与细胞质的收缩能力不同质壁分离可解决以下问题:①判定细胞是否存活②测定细胞的渗透势③观察物质透过原生质层的难易程度I严 Z Z5一y1 I 11)初始质壁分离时,V=1.0,W p= 0,W w = W s =-2.0 MPa(2)充分膨胀时, V=1.5, W p 二 W s ,9.反的壁压压力势一般为正值,它提高了细胞的水势。
特殊情况下,压力势也可为等于零或负值。
Eg :初始质壁分离时,细胞的压 力势为零;剧烈蒸腾时,细胞壁出现负压,细胞的压力势呈 负值。
衬质势书m :细胞中的亲水物质对自由水的束缚而引起 细胞水势的降低值,一般 为负值。
对于无液泡的分生组织 和干燥种子来说,书m 是细胞水势的主要组分,其 书w = 书m含有液泡的成熟细胞的水势:细胞水势通常用液泡的水势来代替。
由于具有液泡 的细胞含水量很高,衬质势趋于0,可忽略不计。
含有液泡细胞水势公式:书w = 书液泡=书s + 书p细胞吸水、体积增大,se p ew 增大。
细胞吸水饱和,体积、se pe w 最大。
细胞失水,体积减小,sepew 减小。
失水达初始质壁分离,p =0, e s =e w继续失水,书s 书p 可能为负, e w 《e s细胞吸水过程中水势组分的变化W w = W s + W p = 01」1.2 L3 1.4 相对体积50505 0 5 0 5* ■ J -■ * +!r * "■1 ] O 0 112 2一 ■ - 一- e d 疋/-fe-R 出一 N 耕坯 ST 彖WS屁(3)剧烈蒸腾或质壁分离,V<1.0, W p < 0,W w <W s★一个细胞的溶质势与所处外界溶液的溶质势相等,则细胞体积不变。
(书p)(错误)不完全正确。
一个成熟细胞水势由溶质势和压力势组成, 只有在初始质壁分离书p =0时,上述观点才成立。
通常若细胞溶质势与外界溶液溶质势相等,则细胞水势应高于外界溶液水势,细胞应失水,体积减小。
★若细胞的W p = -W s,将其放入某一溶液中时,则体积不变。
(错误)若细胞的W p = -W s时,该细胞W w =0,这样的细胞往溶液中放置,细胞均会失水,体积变小。
★将一充分饱和的细胞放于某一比细胞液浓度低50 倍的溶液中,则体积变小。
(正确)★若细胞的W w=W s,将其放入纯水中,则体积不变。
(错误)当细胞W w = W s时,W p=0,而W w = W s<0,放入纯水,细胞吸水,体积变大。
★水分的运动方式:扩散、渗透、集流水分的跨膜运输:扩散(短距离)、集流(长距离)★扩散:物质分子从高浓度(高化学势)区域向低浓度(低化学势)区域转移,直到均匀分布的现象。
1.扩散速度与物质的浓度梯度成正比。
2.扩散适合水分的短距离移动。
★集流:液体中成群的原子或分子在压力梯度作用下共同移动的现象。
(这种压力梯度可由重力或机械力产生。
)1.集流的流速与压力差成正比,与集流中溶质浓度关系不大2.集流是植物体内长距离运输的主要方式水通道蛋白(水孔蛋白):质膜内在蛋白、液泡膜内在蛋白。
★土壤水分:物理状态:毛管水、重力水和束缚水(吸湿水)能否被植物利用:可利用水和不可利用水永久萎蔫系数:反映土壤中不可利用水的指标对大多数植物而言,当土壤含水量达到永久萎焉系数(植物刚刚发生永久萎焉时,土壤存留的水分含量)时。
水势约为-1.5MPa,该水势称为永久萎焉点。
土壤保水性能的指标:最大持水量(greatest capacity)和田间持水量(field capacity)土壤中负的屮p是由于土壤中的毛细作用造成的。
土壤中不同种类的水具有不同的水势。
水势低于-100MPa的水为土壤矿物的结晶水低于-3.1MPa的水为土壤束缚水—3.1〜-O.OIMPa的水为毛管水高于-0.01MPa的水为重力水通常土壤溶液浓度很低,溶质势书s约为-0.01MPa。
土壤溶液的衬质势主要是由于土壤胶体对水分子的吸附所引起的。
在潮湿的土壤中,书m和书p接近于0;而干旱土壤的书m和书p可低至-3MPa。
在潮湿的土壤中,土壤溶液的渗透势是决定土壤溶液水势的主要成分。
当土壤含水量达到田间持水量时,土壤溶液水势仅稍稍低于0,约为-0.01MP&土壤中水移动的速率取决于压力梯度的大小及水的传导率(指在单位压力下单位时间内水移动的距离,常用m • h—1• MPa—1表示)水的传导率是测量土壤中水分移动难易程度的指标。
★植物吸水的部位:主要在根的尖端,从根尖向上约10mm 的范围内,包括根冠、根毛区、伸长区和分生区,以根毛区的吸水能力最强根毛区的吸水能力最强。
★植物根部吸水主要通过根毛皮层、内皮层,再经中柱薄壁细胞进入导管.(毛皮层——内皮层——导管)水分在根内的径向运转:★质外体途径:是指水分通过由细胞壁、细胞间隙、胞间层以及导管的空腔组成的质外体部分的移动过程。
★共质体途径:是指水分依次从一个细胞的细胞质经过胞间连丝进入另一个细胞的细胞质的移动过程。
★ 根系吸水的方式:主动吸水+被动吸水(水分上升的动力是根压和蒸腾拉力)被动吸水:蒸腾拉力为动力。
蒸腾拉力是指因叶片蒸腾作用而产生的使导管中水分上升的力量蒸腾拉力是蒸腾旺盛季节中植物吸水的主要动力。
主动吸水:植物根系生理活动而引起的吸水过程。
以根压为动力。
根的主动吸水具体反映在根压上。
根压,是指由于植物根系生理活动而促使液流从根部上升的压力。
伤流和吐水是证实根压存在的两种生理现象。
伤流:从受伤或折断的植物组织伤口处溢出液体的现象(由根压引起的)吐水:叶片尖端或边缘的水孔向外溢出液滴的现象。
根系吸水阻力:1.根系自身因素:根系密度(单位体积土壤内根系长度(cm/cm3))根表面透性:根的透性随根龄和发育阶段及环境条件不同而差别较大★ ★(影响根系吸水的土壤条件)2.土壤条件:a.土壤中可利用水(毛管水是植物吸水的主要来源。
重力水旱田应排除,水田最为生态需水)。
b. 土壤通气状况:C02浓度过高或02不足,根系呼吸减弱,影响根压和根系吸水,而且还会酒精积累使根系中毒。
C土壤温度:土温低使根系吸水下降;土温过高对根系吸水也不利。
D.土壤溶液浓度:通常土壤溶液浓度较低,水势较高,根系易于吸水。
★★ 蒸腾作用:植物体内的水分以气态散失到大气中去的过程。
(名词解释)蒸腾作用受到植物体结构和气孔行为的调节,与一般的蒸发不同。
蒸腾作用的生理学意义:(不一定考,名词解释的概率大)1.蒸腾拉力是植物吸水与转运水分的主要动力2.促进木质部汁液中物质的运输3.降低植物体的温度(夏季,绿化地带的气温比非绿化地带的气温要低3-5 C)4.有利于C02的吸收、同化★★ 蒸腾作用的方式:整体蒸腾、皮孔蒸腾、叶片蒸腾(角质蒸腾、气孔蒸腾)。
气孔蒸腾是蒸腾作用的主要方式。
(属于叶片蒸腾)叶片是植物蒸腾的主要部位。
即气孔蒸腾是植物叶片蒸腾的主要方式。
气孔特点:1.数目多,分布广2.气孔面积小,蒸腾速率高。
O为什么气孔蒸腾的速率比自由水面蒸发速率快几十到一百倍?。
小孔扩散律:气体通过多孔表面扩散的速率,不与小孔的面积成正比,而与小孔的周长成正比。
(名词)气孔蒸腾本质上是一个蒸发过程。
气孔开度对蒸腾有直接影响,现在一般用气孔导度表示气孔开度的量。
保卫细胞具有多种细胞器:含有叶绿体气孔运动特点:大多数植物气孔一般白天张开,夜间关闭,此即气孔运动引起气孔运动的主要原因是:保卫细胞的吸水膨胀或失水收缩。
(由保卫细胞水势的变化)★气孔的形态结构:气孔是植物表皮上一对特化的细胞一保卫细胞和由其围绕形成的开口的总称,是植物进行体内外气体交换的主要通道• ★生理特点:气孔数目多,分布广;气孔的面积小,蒸腾速率高;★★气孔运动机制:1.蔗糖-淀粉假说:保卫细胞中蔗糖和淀粉间的相互转化而引起渗透势改变而造成的。
存在问题:(1)对某些植物的保卫细胞无叶绿体,但气孔仍然开闭(2)气孔开/关在先,糖变化在后。