植物生理学 第一章
- 格式：wps
- 大小：14.50 KB
- 文档页数：2
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。大多数植物的根压为0.05~0.5Mpa。
蒸腾拉力——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。同理，旁边细胞又从另一细胞去的水分，如此下去，便从导管药水，最后根部
从环境吸收水分，这种吸水的能力完全是由蒸腾拉力所引起的，是由枝叶形成的力量传达到
根部而引起的被动吸水。
根压和蒸腾拉力在根系吸水过程中所占的比重，因植株蒸腾速率而异。通常蒸腾强的植物的
吸水主要是由蒸腾拉力引起的。只有春季叶片未展开时，蒸腾速度很低的植物，根压才成为
主要吸水动力。
内聚力学说
内聚力——相同分子之间有相互吸引的力量。植物细胞中水分子的内聚力竟达20Mpa以上。
张力——叶片蒸腾失水后，便从下部吸水，所以水珠一端总受到拉力；与此同时，水柱本身
的质量又使水柱下降，这样上拉下坠使水柱产生张力。木质部水柱张力为0.5~3Mpa。
内聚力学说——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，亦称蒸腾-内聚力-张力学说。
蒸腾作用
蒸腾作用——是指水分以气体状态，通过植物体的表面（主要是叶子），从体内散失到体外
的现象。蒸腾过程还受植物气孔结构和气孔开度的调节。
蒸腾作用的生理意义：
1. 蒸腾作用（产生蒸腾拉力）是植物对水分吸收和运输的主要动力
2. 蒸腾作用（促进木质部汁液中物质的运输）有助于植物对矿物质和有机物的吸收
3. 蒸腾作用能够降低叶片的温度
蒸腾作用的指标：
1. 蒸腾速率 即植物在单位时间单位叶面积蒸腾的水量。
2. *蒸腾比率 指光合作用童虎每摩尔CO2所需蒸腾散失的H2O的摩尔数。
3. 水分利用效率（WUE） 指光合作用同化CO2的速率与同事蒸腾丢失水分的速率的比值。
