高二生物植物的水分代谢PPT优秀课件

1、蒸腾速率： 植物在单位时间内单位 叶面上蒸腾的水量，一般用g/dm².h 表示(或蒸腾强度、蒸腾率)。
2、蒸腾比率： 植物每消耗1㎏水所形 成干物质的克数（或称蒸腾效率）。
3、蒸腾系数： 植物每制造1克干物质 所消耗水分的克数（或称需水量）， 是蒸腾比率的倒数。
作物的需水规律
1、不同作物对水分的需要量不同
土壤温度过高对根系吸水也不利。
原因：
①高温加速根的老化过程，吸收面积 减少，吸收速率也下降。
②温度过高使酶钝化，影响根系主动 吸水。
(4)土壤溶液浓度 根系要从土壤中吸水，根部细胞
的水势必须低于土壤溶液的水势。
植物吸收的水分
用于代谢 散失 1％—5％ 95%—99%
散失方式： 1)以液体状态散失到体外（吐水现象） 2)以气体状态散逸到体外（蒸腾作用）
CO2： 低浓度——促进张开 高浓度——迅速关闭
水分 水分胁迫——气孔开度减小
六 影响蒸腾作用的内外因素
㈠内部因素：气孔频度（每cm2叶片的 气孔数）、气孔大小、 气孔下腔容积的大小、 气孔开度调节（主要） 气孔结构、 叶片内部面积的大小
㈡外部因素：光、温度、 水分、大气 湿度、 风速
蒸腾作用的指标：
水势升高 向周围细胞排水
气孔关闭
②无机离子泵学说
气孔运动和保卫细胞积累K+有密切关系
ψw下降，吸水
K+
Cl-
GC
H+ 光活化
ATP酶
K+
Cl-
质膜
保卫细胞质膜 上具有光活化 ATP酶-H+泵
ψw降低，
水分进入保 卫细胞，气 孔张开
水解ATP， 泵出H+到细 胞壁，造成 膜电位差

（四）细胞吸水原理：
周围水溶液的浓度 < 细胞液浓度
吸水 > 失水 吸水
周围水溶液的浓度 > 细胞液浓度
吸水 < 失水 失水
周围水溶液的浓度 = 细胞液浓度
吸水 = 失水
从水的浓度来考虑，水的 水分子从高浓 移动方向是怎样的呢？ 度到低浓度
水分子的移动方向
细液细细细 外
胞泡胞胞胞 界
液膜 质 膜 壁 溶
— 自动复原 自动复原 诱发复原 不能复原
(1)万年青叶表皮细胞液的浓度为 0.12mol/L 到 0.125mol/L 之间。
（2）用KNO3溶液诱发细胞质壁分离的基本条 件是 KNO3溶液浓度大于万年青叶表皮细胞浓度 。
（3）C和D发生质壁分离的自动复原，其原因
细胞吸收K+和NO3-使表皮细胞液浓度升高，
例题3：撕取紫色万年青的叶表皮，剪成大小
相等的小块，分别浸入不同浓度的KNO3溶 液中，过一段时间后，用显微镜观察到的实
验结果如下表所示。
KNO3
A
溶液
(mol/L) 0.11
质壁分 离程度
—
质壁分离 复原状况
—
BC
D
0.12 0.125 0.13
— 初始分离 分离
E
F
0.14 0.50
显著分离 分离
表皮细胞
功能 单位
细胞吸水的方式
吸胀吸水
渗透吸水
什么细胞、什么情况以何种方式吸水？ 这两种吸水方式的吸水原理是什么？
渗透作用 吸胀作用
吸胀吸水
1.吸胀吸水
亲水性物质（纤维素、淀粉、蛋白质）等， 能够从外界吸水。
分生区细胞、风干种子 亲水性物质：(细胞壁、细胞质)

植物细胞膜的特点—生物膜（质膜、液泡
膜），半透膜，选择透性，水分子易于通过， 而对溶质则有选择性；而且细胞液与外界溶 液具有Ψw 差。
质壁分离（Plasmolysis）和质壁分离复原
（ Deplasmolysis）现象可以验证之。
高浓度溶液中， 细胞失水，质壁 分离。
低浓度溶液中， 细胞吸水，质壁 分离复原。
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。
水分通过胞间连丝的吸收。移动速度较慢。
由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的 压力。
和
现
象可以证明根压的存在。
伤流（bleeding）
吐水（guttation）
从受伤或折断的植物组织溢 从未受伤叶片尖端或边缘向
出液体的现象
外溢出液滴的现象
束缚水/自由水 比值大，原生质呈凝胶态，生 命活动微弱，但抗性强。反则反之。
水分是细胞质的主要成分 水分是代谢作用过程的反应物质
水分是植物对物质吸收和运输的溶剂 水分能保持植物的固有姿态
水分能维持植物体正常的温度
扩散 依浓度梯度进行，短距离运输 集流 依压力梯度进行，长距离运输
渗透 依水势梯度进行
•
水分因重力下移而增加水势
的值。
•
细胞内胶体物质的亲水性而引
起水势降低的值。
Ψp
膨压
Ψπ为负值 Ψp 一般为正值。质壁分离时为零，剧烈蒸腾时
为负值。
Ψg一般为正值，但较小，可忽略不计。 形成液泡的细胞Ψm很小，可以忽略不计。未
形成液泡的细胞具有明显的衬质势。
因此，一般植物细胞水势: （此式适用于有液泡的细胞或细胞群）
A. 单个水分子通过膜脂 双分子层进入细胞

第五章 植物的水分代谢
没有水就没有生命 “有收无收在于水”
第一节

水在植物生命活动中的作用
一、植物的含水量 二、水分在植物体内的存在状态 三、水分在植物生命活动中的作用
一、植物的含水量

1. 不同植物含水量不同
水生＞中生＞旱生

2.植物不同器官、不同发育时期的含水量不同
幼嫩、生命活动旺盛的器官含水量高
有细胞质的移动途径。

2. 越膜途径：水分从一个细胞到另一个细胞，
要两次通过质膜，故称跨膜途径。 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 个细胞质的连续体的途径。


跨膜途径和共质体途径统称为细胞途径。
根系吸水的途径
越膜途径 质外体途径
（三）根系吸水的动力
三 气孔蒸腾
（一）气孔的大小和分布 数目、大小、分布随植物种类而不同 （二）气孔蒸腾的过程 水分子扩散的动力是气孔内部与环境的水蒸 气压差 扩散快慢决定于气孔内外的水蒸气压差气孔 阻力和叶表面的界面层阻力。 （三）气孔扩散的效率 气孔扩散符合小孔扩散规律，扩散速率与小 孔的边缘长度（周长）成正比。
的过程。
（一）腾作用的生理意义
. 生理意义 A 水分吸收和运输的主要动力 B 是矿质元素和有机物运输的动力 C 降低叶温 D有利于气体交换
二、蒸腾作用的部位
（一）部位
1、植物幼小时，地面以上的全部表面
２、皮孔蒸腾 — 高大木本植物，约占全部 蒸腾的0.1% 3、叶片蒸腾 （1）角质蒸腾 — 约占全部蒸腾的5%~10% （2）气孔蒸腾 — 主要方式
第二节
植物对水分的吸收
在植物的生命活 动中，植物不断的从 环境中吸收水分，也 不断的向环境中散失 水分。植物是如何从 环境中吸收水分的呢？

物质总是从化学势高的地方自发地转移到化 学势低的地方，而化学势相等时，则呈现动 态平衡。
水的G(自由能) 1mol水的G
μw △μw= μw - μ˚w
△μw
Ψw ＝ Vw，m
水势（water potential）：用来衡量水分反应 或作功能量的高低，每偏摩尔体积水的化学势差。
偏摩尔体积（partial molal volume） 在 一定温度、压力和浓度下，1 摩尔某组分 在混合物中所体现出来的体积，称为该组 分在该条件下的偏摩尔体积。偏摩尔体积 的单位是m3·mol-1。
6个跨膜螺旋与两个保留的NPA（Asn-Pro-Ala）残基的水孔蛋白的结构
水孔蛋白的生物学意义：
◇快速灵活地调节水孔蛋白的基因表达，调控转录水平， 控制水孔蛋白的合成速度。
◇ 水孔蛋白的活化依靠磷酸化(及脱磷酸化)作用来调节。 如依赖Ca2+的蛋白激酶可使其丝氨酸残基磷酸化，水孔蛋白的 水通道加宽， 水集流通过量增加。如除去此磷酸基团，则水通 道变窄，水集流通过量减少。
农业生产中，水是决定收成有无的重要因素之一， 农谚说：“有收无收在于水，收多收少在于肥”。
1 植物对水分的需要
1 植物的含水量
不同植物含水量不同 水生植物——鲜重的90％以上 地衣、藓类——仅占6％左右 草本植物——70％～85％ 木本植物——稍低于草本植物。 一种植物，不同环境下有差异 荫蔽、潮湿 > 向阳、干燥环境 同一植株中，不同器官、组织不同 根尖、幼苗和绿叶——60％～90％ 树干——40～50％ 休眠芽——40％ 风干种子为8％～14％
偏摩尔体积的单位为m3／mol， 两者相除并化简，得N／m2，成为压力单位帕Pa 这样就把以能量为单位的化学势转化为以压力为