第二章 植物的水分代謝12

1、第二章第二章 植物的水分代謝植物的水分代謝沒有水就沒有生命沒有水就沒有生命 “有收無收在于水有收無收在于水”1水分代謝（水分代謝（water metabolismwater metabolism）水分的吸收水分的吸收水分的散失水分的散失水分的運輸水分的運輸水分的利用水分的利用2-1. 水在植物生命活動中的作用（自學(xué)）水在植物生命活動中的作用（自學(xué)）2-2. 植物植物細(xì)胞對水分的細(xì)胞對水分的吸收吸收2-3. 植物植物根系對水分的根系對水分的吸收吸收2-4. 植物的蒸騰作用植物的蒸騰作用2-5. 植物體內(nèi)水分的植物體內(nèi)水分的運輸運輸2-6. 合理灌溉的生理基礎(chǔ)合理灌溉的生理基礎(chǔ)水分生理的主要內(nèi)容水

2、分生理的主要內(nèi)容本章學(xué)習(xí)重點本章學(xué)習(xí)重點植物細(xì)胞吸水的方式和機(jī)制植物細(xì)胞吸水的方式和機(jī)制水勢的概念和組成水勢的概念和組成氣孔蒸騰，氣孔運動的機(jī)制氣孔蒸騰，氣孔運動的機(jī)制2-1. 水在植物生命活動中的作用（自學(xué)）水在植物生命活動中的作用（自學(xué)） 一一. . 植物的含水量植物的含水量二二. . 植物體內(nèi)水分存在的狀態(tài)植物體內(nèi)水分存在的狀態(tài) 三三. . 水分在植物生命活動中的作用水分在植物生命活動中的作用四、測定植物組織含水量的指標(biāo)四、測定植物組織含水量的指標(biāo)一、水的理化性質(zhì)一、水的理化性質(zhì)（一）在生理溫度下是液體（一）在生理溫度下是液體（二）高比熱（二）高比熱（三）高氣化熱（三）高氣化熱（四）高內(nèi)

3、聚力和親附力（四）高內(nèi)聚力和親附力（五）水是很好的溶劑（五）水是很好的溶劑(一一)植物的含水量植物的含水量1.1.不同植物的含水量不同：水生不同植物的含水量不同：水生 陸生，草本陸生，草本 木本。木本。2.2.不同器官、組織含水量不同：幼嫩的生長旺盛的器官、不同器官、組織含水量不同：幼嫩的生長旺盛的器官、組織的含水量組織的含水量 成熟的代謝較弱的器官、組織的含水量。成熟的代謝較弱的器官、組織的含水量。二、水分在植物生命活動中的作用二、水分在植物生命活動中的作用 一般綠色植物一般綠色植物70%-90%70%-90%細(xì)胞壁含水細(xì)胞壁含水 50%50%原生質(zhì)原生質(zhì) 80-90%80-90%泡泡 液液

4、 主要是水主要是水在細(xì)胞內(nèi)：在細(xì)胞內(nèi)：3.3.環(huán)境條件不同含水量不同：潮濕環(huán)境，陰生植物環(huán)境條件不同含水量不同：潮濕環(huán)境，陰生植物 干干燥，向陽環(huán)境中的植物。燥，向陽環(huán)境中的植物。4.4.年齡不同含水量有差異：幼年年齡不同含水量有差異：幼年 老年。老年。二、植物體內(nèi)水分存在的狀態(tài)二、植物體內(nèi)水分存在的狀態(tài) * *距離膠體顆粒較遠(yuǎn)，可以自由移動的水分。距離膠體顆粒較遠(yuǎn)，可以自由移動的水分。靠近膠粒并被緊密吸附，不易流動的水分?？拷z粒并被緊密吸附，不易流動的水分。1.1.植物體內(nèi)水分存在的狀態(tài)有：植物體內(nèi)水分存在的狀態(tài)有： 自由水自由水束縛水束縛水親水物質(zhì)親水物質(zhì)被吸附的水分子被吸附的水分子2.

5、自由水自由水/束縛水比值影響代謝束縛水比值影響代謝 自由水自由水束縛水束縛水兩者比值兩者比值原生質(zhì)原生質(zhì)代謝代謝生長生長抗逆性抗逆性高高溶膠溶膠旺盛旺盛快快弱弱低低凝膠凝膠活性低活性低遲緩遲緩強(qiáng)強(qiáng)自由水自由水 參與各種代謝活動；參與各種代謝活動；束縛水束縛水 不參與代謝活動，主要作用是維持原生不參與代謝活動，主要作用是維持原生質(zhì)膠體穩(wěn)定，也與抗逆性強(qiáng)弱有關(guān)。質(zhì)膠體穩(wěn)定，也與抗逆性強(qiáng)弱有關(guān)。四、測定植物組織含水量的指標(biāo)四、測定植物組織含水量的指標(biāo)（一）水分占鮮重的百分比：含水量（一）水分占鮮重的百分比：含水量= 100100鮮重干重鮮重（二）水分占干重的百分比：（二）水分占干重的百分比：含水量含

6、水量= 100100干重干重鮮重（三）相對含水量（三）相對含水量（Relative Water Content， RWC）：）： RWC = 100100飽和含水量實際含水量2-2. 2-2. 植物細(xì)胞對水分的吸收植物細(xì)胞對水分的吸收* * 水分如何進(jìn)入細(xì)胞水分如何進(jìn)入細(xì)胞?既有物理化學(xué)的作用又有生理作用的復(fù)雜過程。既有物理化學(xué)的作用又有生理作用的復(fù)雜過程。一一. . 水勢的概念水勢的概念二二. . 含水體系的水勢組分含水體系的水勢組分三三. . 水分的移動水分的移動四四. . 植物細(xì)胞的吸水植物細(xì)胞的吸水束縛能束縛能(bound energy)(bound energy)自由能自由能(fre

7、e energy)(free energy)物質(zhì)能量物質(zhì)能量是不能用于做是不能用于做有用功的能量。有用功的能量。是在恒溫、恒壓條件下是在恒溫、恒壓條件下能夠作功的那部分能能夠作功的那部分能量量。一一. . 水勢的概念水勢的概念1 概念概念 物質(zhì)總是從化學(xué)勢高的地方自發(fā)地轉(zhuǎn)物質(zhì)總是從化學(xué)勢高的地方自發(fā)地轉(zhuǎn)移到化學(xué)勢低的地方，而化學(xué)勢相等時，移到化學(xué)勢低的地方，而化學(xué)勢相等時，則呈現(xiàn)動態(tài)平衡。則呈現(xiàn)動態(tài)平衡。每摩爾物質(zhì)所具有的自由能就是該物質(zhì)的化學(xué)勢。每摩爾物質(zhì)所具有的自由能就是該物質(zhì)的化學(xué)勢。 用希臘字母用希臘字母或或Jmol-1表示。表示?；瘜W(xué)勢化學(xué)勢( (chemical potential

8、,) )水的化學(xué)勢？水的化學(xué)勢？水分的移動和其它物質(zhì)一樣也是從化學(xué)勢高的地水分的移動和其它物質(zhì)一樣也是從化學(xué)勢高的地方向低的地方移動。方向低的地方移動。就是說，水溶液的化學(xué)勢就是說，水溶液的化學(xué)勢(w w) )與同溫、同壓、同一與同溫、同壓、同一系統(tǒng)中的純水的化學(xué)勢系統(tǒng)中的純水的化學(xué)勢(w w0 0) )之差之差( (w w) )，除以水，除以水的偏摩爾體積的偏摩爾體積(V(Vw w) )所得的商，稱為水勢。所得的商，稱為水勢。概念概念 如：純水的摩爾體積是18cm3 3,將其加入大量的水和乙醇等摩爾混合的溶液中，體積增加16.5cm3 3，水的偏摩爾體積是多少？（16.5cm3mol-1。

9、） 在一定溫度、壓力和濃度下，在一定溫度、壓力和濃度下，1 摩爾某組摩爾某組分在混合物中所體現(xiàn)出來的體積，稱為該分在混合物中所體現(xiàn)出來的體積，稱為該組分在該條件下的偏摩爾體積。偏摩爾體組分在該條件下的偏摩爾體積。偏摩爾體積的單位是積的單位是m3mol-1?；瘜W(xué)勢是能量概念，水勢是化學(xué)勢是能量概念，水勢是“力學(xué)力學(xué)”概念概念 以能量為單位的化學(xué)勢以能量為單位的化學(xué)勢 轉(zhuǎn)化為以壓力為單位的水勢轉(zhuǎn)化為以壓力為單位的水勢？ J J /mol Nm/mol N w = = = = Vw，m m3/mol m3/mol m2:兆帕（兆帕（MPa) 1Mpa=106 Pa 1bar (巴巴)=0.1 MPa

10、 =0.987 atm (大氣壓大氣壓) 1標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)atm=1.013105 Pa =1.013 bar帕（帕（PaPa）、巴）、巴(bar)(bar)、大氣壓、大氣壓(atm)(atm)。純水的水勢定為零，純水的水勢定為零，溶液的水勢就成溶液的水勢就成 。溶液越濃，水勢溶液越濃，水勢 。 水分移動需要能量。水分移動需要能量。 水分水分越低越低水勢高水勢高 水勢低水勢低 負(fù)值負(fù)值溶液溶液水勢水勢/MPa純水純水0Hoagland營養(yǎng)液營養(yǎng)液 -0.05海水海水-2.501mol/L 蔗糖蔗糖-2.691mol/L KCl-4.50幾種常見化合物幾種常見化合物 水溶液的水勢范圍水溶液的水勢范圍

11、典型細(xì)胞的水勢組分典型細(xì)胞的水勢組分w = s +p+ m + g 水水勢勢滲滲透透勢勢重重力力勢勢壓壓力力勢勢襯襯質(zhì)質(zhì)勢勢二二. . 含水體系的水勢組分含水體系的水勢組分 由于溶質(zhì)顆粒的存在而引起體系水勢降低的數(shù)值。由于溶質(zhì)顆粒的存在而引起體系水勢降低的數(shù)值。用用s s表示。表示。 s s = =-(=-(滲透壓滲透壓)=-iCRT )=-iCRT 1. 1. 溶質(zhì)勢溶質(zhì)勢(solute potential) 滲透勢滲透勢i:解離系數(shù)，C：溶質(zhì)濃度 R：氣體常數(shù)，T：絕對溫度液泡液泡典型細(xì)胞的水勢組分典型細(xì)胞的水勢組分溶質(zhì)勢（溶質(zhì)勢（S S）溶質(zhì)勢表示了溶液中水分潛在的滲透能力的溶質(zhì)勢表示了

12、溶液中水分潛在的滲透能力的大小，大小，也叫也叫滲透勢滲透勢( ) )細(xì)胞中含有大量溶質(zhì)，其溶質(zhì)勢為各溶質(zhì)勢的總和。凡細(xì)胞中含有大量溶質(zhì)，其溶質(zhì)勢為各溶質(zhì)勢的總和。凡是影響細(xì)胞液濃度的外界條件都會影響細(xì)胞的水勢是影響細(xì)胞液濃度的外界條件都會影響細(xì)胞的水勢溫帶生長的大多數(shù)作物葉組織的滲透勢在溫帶生長的大多數(shù)作物葉組織的滲透勢在1 2MPa，而旱生植物葉片的滲透勢可達(dá)而旱生植物葉片的滲透勢可達(dá)10MPa. 由于壓力的存在而使體系水勢改變的數(shù)值，由于壓力的存在而使體系水勢改變的數(shù)值，p p。 原生質(zhì)吸水膨脹，對細(xì)胞壁產(chǎn)生壓力，而細(xì)胞壁對原生原生質(zhì)吸水膨脹，對細(xì)胞壁產(chǎn)生壓力，而細(xì)胞壁對原生質(zhì)會產(chǎn)生一個反

13、作用力，這就是細(xì)胞的壓力勢。質(zhì)會產(chǎn)生一個反作用力，這就是細(xì)胞的壓力勢。2. 2. 壓力勢壓力勢 一般情況下，壓力勢為正值； 質(zhì)壁分離時，壓力勢為零； 劇烈蒸騰時，壓力勢為負(fù)值。 細(xì)胞壁細(xì)胞壁典型細(xì)胞的水勢組分典型細(xì)胞的水勢組分膨壓膨壓壓力壓力3. 3. 襯質(zhì)勢襯質(zhì)勢干燥種子的水勢：干燥種子的水勢：w = m液泡的成熟細(xì)胞液泡的成熟細(xì)胞：w = s +p m m ：由于襯質(zhì)的存在而引起的：由于襯質(zhì)的存在而引起的水勢的降低值。水勢的降低值。m 0m 0原生質(zhì)體原生質(zhì)體典型細(xì)胞的水勢組分典型細(xì)胞的水勢組分襯質(zhì)勢的存在和大小與襯質(zhì)的吸水性和吸水程度有關(guān)，襯質(zhì)勢的存在和大小與襯質(zhì)的吸水性和吸水程度有關(guān)，

14、當(dāng)襯質(zhì)吸水達(dá)到飽和時，襯質(zhì)勢可以認(rèn)為是當(dāng)襯質(zhì)吸水達(dá)到飽和時，襯質(zhì)勢可以認(rèn)為是0 0。4.g 重力勢（重力勢（gravitational potential）w = s + p + m +g 是重力對水勢的影響。是重力對水勢的影響。 重力作用使水向下移動，使處于較高位置的水比較低位置重力作用使水向下移動，使處于較高位置的水比較低位置的水有高的水勢。的水有高的水勢。當(dāng)體系中的兩個區(qū)域高度相差不大時，當(dāng)體系中的兩個區(qū)域高度相差不大時，重力勢可忽略不計。重力勢可忽略不計。典型細(xì)胞的水勢組分典型細(xì)胞的水勢組分植物細(xì)胞水勢組成的幾種情況：植物細(xì)胞水勢組成的幾種情況：典型植物細(xì)胞的水勢：典型植物細(xì)胞的水勢：

15、W W S S P P m m有液泡的細(xì)胞有液泡的細(xì)胞 W W S S P P未形成液泡的細(xì)胞未形成液泡的細(xì)胞分生組織細(xì)胞分生組織細(xì)胞 W W S S P P m m風(fēng)干種子細(xì)胞風(fēng)干種子細(xì)胞 W W m m初始質(zhì)壁分離時細(xì)胞初始質(zhì)壁分離時細(xì)胞：p = 0 , w =sp = 0 , w =s充分飽和時細(xì)胞充分飽和時細(xì)胞：w = 0 w = 0 ， s = s = - -pp等滲溶液等滲溶液：滲透勢相等但成分可能不同的溶液。通滲透勢相等但成分可能不同的溶液。通常是指某溶液的滲透勢與植物細(xì)胞或組織的水勢相等。常是指某溶液的滲透勢與植物細(xì)胞或組織的水勢相等。外液水勢高于細(xì)胞水勢，外側(cè)水分向細(xì)胞內(nèi)滲透

16、，外液水勢高于細(xì)胞水勢，外側(cè)水分向細(xì)胞內(nèi)滲透，細(xì)胞吸水，體積變大，此外液稱細(xì)胞吸水，體積變大，此外液稱低滲溶液低滲溶液或或高水勢溶高水勢溶液液；將植物置于濃外液水勢低于細(xì)胞水勢，水從細(xì)胞內(nèi)將植物置于濃外液水勢低于細(xì)胞水勢，水從細(xì)胞內(nèi)向外滲透，細(xì)胞失水，體積變小，此外液稱向外滲透，細(xì)胞失水，體積變小，此外液稱高滲溶液高滲溶液或或低水勢溶液低水勢溶液；如腌菜、腌肉等。；如腌菜、腌肉等。三、水的移動三、水的移動水的移動形式有兩種：水的移動形式有兩種：集流集流和和擴(kuò)散擴(kuò)散1.1.集流集流液體中成群的液體中成群的原子和分子在壓力梯度作原子和分子在壓力梯度作用下共同移動的現(xiàn)象。用下共同移動的現(xiàn)象。集流與物

17、質(zhì)的濃度無關(guān)，即集流與物質(zhì)的濃度無關(guān)，即與溶質(zhì)勢無關(guān)與溶質(zhì)勢無關(guān)是植物體中的水經(jīng)是植物體中的水經(jīng)木質(zhì)部導(dǎo)管木質(zhì)部導(dǎo)管或或韌皮部篩管韌皮部篩管作長距離移動的主要機(jī)制。作長距離移動的主要機(jī)制。動力：濃度差（化學(xué)勢差）動力：濃度差（化學(xué)勢差）2.擴(kuò)散：擴(kuò)散：物質(zhì)分子由物質(zhì)分子由高濃度（化學(xué)勢高）高濃度（化學(xué)勢高）的地方向的地方向低濃度低濃度（化（化 學(xué)勢低）學(xué)勢低）的地方均勻分布的現(xiàn)象的地方均勻分布的現(xiàn)象滲透是擴(kuò)散的特殊形式，即通過選擇透性膜的滲透是擴(kuò)散的特殊形式，即通過選擇透性膜的擴(kuò)散作用。水分通過選擇透性膜從高水勢處向擴(kuò)散作用。水分通過選擇透性膜從高水勢處向低水勢處移動的現(xiàn)象稱為滲透作用。低水勢

18、處移動的現(xiàn)象稱為滲透作用。3.滲透作用：滲透作用：半透膜半透膜高高W W 低低W W 滲透系統(tǒng)：滲透系統(tǒng)：把選擇透性膜以及由它隔開的兩側(cè)溶液稱為滲把選擇透性膜以及由它隔開的兩側(cè)溶液稱為滲透系統(tǒng)。透系統(tǒng)。構(gòu)成滲透系統(tǒng)的條件：構(gòu)成滲透系統(tǒng)的條件：1 1、選擇透性膜、選擇透性膜 2 2、膜兩側(cè)的溶液。、膜兩側(cè)的溶液。滲透現(xiàn)象滲透現(xiàn)象1.1.實驗開始時實驗開始時2.2.由于滲透作用純水通過選擇由于滲透作用純水通過選擇透性膜向糖溶液移動，使糖溶透性膜向糖溶液移動，使糖溶液液面上升。液液面上升。方式方式吸脹吸水吸脹吸水降壓吸水降壓吸水滲透吸水滲透吸水四、植物細(xì)胞的吸水四、植物細(xì)胞的吸水典型植物細(xì)胞的水勢典

19、型植物細(xì)胞的水勢WSm p植物細(xì)胞與外界溶液形成一個滲透系統(tǒng)：植物細(xì)胞與外界溶液形成一個滲透系統(tǒng)：半透膜半透膜整個原生質(zhì)層整個原生質(zhì)層（質(zhì)膜、液泡膜（質(zhì)膜、液泡膜 以及介以及介 于于它們它們 二者之間的細(xì)胞質(zhì)）二者之間的細(xì)胞質(zhì)）膜兩側(cè)的溶液膜兩側(cè)的溶液外界溶液、外界溶液、液泡中的細(xì)胞液液泡中的細(xì)胞液1 1、滲透性吸水、滲透性吸水指由于指由于s s的下降而引起的細(xì)胞吸水。的下降而引起的細(xì)胞吸水。（一）植物細(xì)胞的吸水方式（一）植物細(xì)胞的吸水方式細(xì)胞滲透吸水的三種情況細(xì)胞滲透吸水的三種情況植物細(xì)胞是與外界溶液形成一個滲透系統(tǒng)：植物細(xì)胞是與外界溶液形成一個滲透系統(tǒng)：植物細(xì)胞質(zhì)壁分離（植物細(xì)胞質(zhì)壁分離（

20、plasmolysis）現(xiàn)象）現(xiàn)象質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離復(fù)原質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離濃液濃液濃液濃液水水水水植物細(xì)胞由于液泡失水，使原生質(zhì)體向內(nèi)收縮與細(xì)胞壁分離的現(xiàn)象稱為植物細(xì)胞由于液泡失水，使原生質(zhì)體向內(nèi)收縮與細(xì)胞壁分離的現(xiàn)象稱為質(zhì)質(zhì)壁分離。壁分離。將已發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞置于水勢較高的溶液或純水中，則細(xì)胞外的水分將已發(fā)生質(zhì)壁分離的細(xì)胞置于水勢較高的溶液或純水中，則細(xì)胞外的水分向內(nèi)滲透，使液泡體積逐漸增大，使原生質(zhì)層也向外擴(kuò)張，又使原生質(zhì)層向內(nèi)滲透，使液泡體積逐漸增大，使原生質(zhì)層也向外擴(kuò)張，又使原生質(zhì)層與細(xì)胞壁相接合，恢復(fù)原來的狀態(tài)，這一現(xiàn)象稱為與細(xì)胞壁相接合，恢復(fù)原來的狀態(tài)，這一現(xiàn)象稱為質(zhì)壁分離復(fù)原。

21、質(zhì)壁分離復(fù)原。說明原生質(zhì)層是半透膜說明原生質(zhì)層是半透膜判斷細(xì)胞死活判斷細(xì)胞死活觀察物質(zhì)通過細(xì)胞的速率。觀察物質(zhì)通過細(xì)胞的速率。測定細(xì)胞的滲透勢測定細(xì)胞的滲透勢用質(zhì)壁分離現(xiàn)象解決下列幾個問題：用質(zhì)壁分離現(xiàn)象解決下列幾個問題：為什么在某溶液中細(xì)胞發(fā)生初始質(zhì)壁分離，則為什么在某溶液中細(xì)胞發(fā)生初始質(zhì)壁分離，則該溶液的水勢（滲透勢）等于細(xì)胞的滲透勢？該溶液的水勢（滲透勢）等于細(xì)胞的滲透勢？ 外液外液= 依賴于低的依賴于低的m m而引起的吸水。是而引起的吸水。是無液泡無液泡的的分生組織細(xì)胞和干燥種子分生組織細(xì)胞和干燥種子的主要吸水方式。的主要吸水方式。2.2.吸脹吸水吸脹吸水 吸脹作用吸脹作用(imbib

22、ition)是細(xì)胞親水膠體吸水膨脹的現(xiàn)象。是細(xì)胞親水膠體吸水膨脹的現(xiàn)象。親水性大?。旱鞍踪|(zhì)親水性大?。旱鞍踪|(zhì) 淀粉淀粉 纖維素。纖維素。與細(xì)胞的代謝沒有直接關(guān)系，所以又與細(xì)胞的代謝沒有直接關(guān)系，所以又把把吸脹吸水稱為非代吸脹吸水稱為非代謝性吸水謝性吸水。 由由p p的降低而引發(fā)的細(xì)胞吸水。蒸騰的降低而引發(fā)的細(xì)胞吸水。蒸騰過旺盛時，可能導(dǎo)致的細(xì)胞吸水方式。過旺盛時，可能導(dǎo)致的細(xì)胞吸水方式。 3.3.降壓吸水降壓吸水：蒸騰劇烈時：蒸騰劇烈時： p 0p 0， w sw s 1 1、單個水分子通過、單個水分子通過膜脂雙分子層膜脂雙分子層的間隙進(jìn)的間隙進(jìn)入細(xì)胞入細(xì)胞 2 2、水集流通過質(zhì)膜、水集流通過

23、質(zhì)膜上水孔蛋白組成的水通上水孔蛋白組成的水通道道進(jìn)入細(xì)胞進(jìn)入細(xì)胞 （二）水分進(jìn)入細(xì)胞的途徑圖圖 水分跨過細(xì)胞水分跨過細(xì)胞膜的途徑膜的途徑 A. 單個水分子單個水分子通過膜脂雙分子通過膜脂雙分子層擴(kuò)散層擴(kuò)散 或通過水或通過水通道通道 B水分集流通水分集流通過水孔蛋白形成過水孔蛋白形成的水通道的水通道 水孔蛋白水孔蛋白(aquporins；AQPs) 一類具有選擇性地、高一類具有選擇性地、高效轉(zhuǎn)運水分的膜通道蛋白。效轉(zhuǎn)運水分的膜通道蛋白。不具有不具有“水泵水泵”功能，功能，通過減小水分越膜運動的通過減小水分越膜運動的阻力而使細(xì)胞間的水分遷阻力而使細(xì)胞間的水分遷移速度加快。移速度加快。（二）、水分進(jìn)

24、入細(xì)胞的途徑（二）、水分進(jìn)入細(xì)胞的途徑分子量為分子量為2530KDa膜通道蛋白膜通道蛋白水孔蛋白廣泛分布于植物各個組織水孔蛋白廣泛分布于植物各個組織1. 質(zhì)膜水孔蛋白質(zhì)膜水孔蛋白(PIP)植物體內(nèi)主要存在三種類型水孔蛋白：植物體內(nèi)主要存在三種類型水孔蛋白：2. 液泡膜水孔蛋白液泡膜水孔蛋白(TIP)3. 和大豆根瘤菌周膜上水通道蛋白和大豆根瘤菌周膜上水通道蛋白NOD26類似的通道蛋類似的通道蛋白白NLMS(NOD26-like-MIPs) 六個跨膜區(qū)段，分六個跨膜區(qū)段，分別由五個環(huán)相連。別由五個環(huán)相連。（二）、水分進(jìn)入細(xì)胞的途徑（二）、水分進(jìn)入細(xì)胞的途徑水孔蛋白的作用水孔蛋白的作用對水分跨越細(xì)

25、胞和組織的長途運輸（集流）及對單細(xì)胞體積對水分跨越細(xì)胞和組織的長途運輸（集流）及對單細(xì)胞體積和滲透勢的調(diào)節(jié)都具有重要作用。和滲透勢的調(diào)節(jié)都具有重要作用。參與了植物細(xì)胞膨壓和體積調(diào)節(jié)參與了植物細(xì)胞膨壓和體積調(diào)節(jié)例如：在種子發(fā)芽或因干旱而脫水例如：在種子發(fā)芽或因干旱而脫水的植物細(xì)胞重新吸漲；以及十字花的植物細(xì)胞重新吸漲；以及十字花科植物花粉粒的水化過程均有水通科植物花粉粒的水化過程均有水通道蛋白的參與。道蛋白的參與。 功能：依存在的部位不同而有所不同。功能：依存在的部位不同而有所不同。 1.維管束薄壁細(xì)胞中：可能參與水分長距離的運輸，參與調(diào)維管束薄壁細(xì)胞中：可能參與水分長距離的運輸，參與調(diào)節(jié)整個細(xì)

26、胞的滲透勢和體積。節(jié)整個細(xì)胞的滲透勢和體積。2.根尖的分生區(qū)和伸長區(qū)中，有利于細(xì)胞生長和分化根尖的分生區(qū)和伸長區(qū)中，有利于細(xì)胞生長和分化3.分布于雄蕊、花藥：可能與生殖有關(guān)分布于雄蕊、花藥：可能與生殖有關(guān)水孔蛋白的作用水孔蛋白的作用（三）細(xì)胞吸水過程中水勢組分變化（三）細(xì)胞吸水過程中水勢組分變化 在細(xì)胞初始質(zhì)壁分離時在細(xì)胞初始質(zhì)壁分離時（相對體（相對體積積1.01.0）, , P P =0, =0, W W = = S S 當(dāng)細(xì)胞吸水時當(dāng)細(xì)胞吸水時當(dāng)當(dāng)細(xì)胞強(qiáng)烈蒸騰細(xì)胞強(qiáng)烈蒸騰時，壓力勢是負(fù)值（圖中虛線部分），時，壓力勢是負(fù)值（圖中虛線部分），失水越多，壓力勢越負(fù)。在這種情況下，水勢低于滲透勢。

27、失水越多，壓力勢越負(fù)。在這種情況下，水勢低于滲透勢。S S增大，增大，P P也增大，也增大，W W也增大。也增大。W W =0= =0= S S + + P P 當(dāng)細(xì)胞吸水達(dá)到飽和時當(dāng)細(xì)胞吸水達(dá)到飽和時（四）細(xì)胞間的水分移動（四）細(xì)胞間的水分移動水分總是從水勢高的部位向水勢低的部位流動。水分總是從水勢高的部位向水勢低的部位流動。s s= -1.5MPa= -1.5MPa p p= 0.7MPa,= 0.7MPa,w w= -0.8MPa= -0.8MPa 甲甲 細(xì)胞細(xì)胞乙細(xì)胞乙細(xì)胞s s = -1.2MPa = -1.2MPap p = 0.6MPa = 0.6MPaw w = -0.6MPa

28、 = -0.6MPa多個細(xì)胞多個細(xì)胞,植物器官之間植物器官之間, 地上比根部低。地上比根部低。 上部葉比下部葉低上部葉比下部葉低在同一葉子中在同一葉子中距離主脈越遠(yuǎn)則越低；距離主脈越遠(yuǎn)則越低；根部根部:內(nèi)部內(nèi)部外部。外部。（四）細(xì)胞間的水分移動（四）細(xì)胞間的水分移動小結(jié)小結(jié) -細(xì)胞的水勢組分細(xì)胞的水勢組分：1.wsmpg5.ws3.wsp4.wm2.wsmp植物細(xì)胞對水分的吸收小結(jié)植物細(xì)胞對水分的吸收小結(jié)一、植物細(xì)胞中水分的移動一、植物細(xì)胞中水分的移動二、細(xì)胞的吸水形式細(xì)胞的吸水形式滲透吸水滲透吸水吸漲吸水吸漲吸水降壓吸水降壓吸水水孔蛋白水孔蛋白水總是沿著水勢梯度由高向低移動的。水總是沿著水勢

29、梯度由高向低移動的。判斷以下論點是否正確，為什么？判斷以下論點是否正確，為什么？1)1) 一個細(xì)胞放于某一濃度的溶液中，如細(xì)胞內(nèi)的濃度與外一個細(xì)胞放于某一濃度的溶液中，如細(xì)胞內(nèi)的濃度與外界溶液濃度相等則體積不變。界溶液濃度相等則體積不變。2)2) 若細(xì)胞的若細(xì)胞的 p p=- =- s s ，將其放入某一溶液中時，體積不變。，將其放入某一溶液中時，體積不變。3) 3) 若細(xì)胞的若細(xì)胞的 w w = = s s ，將其放入純水中時，體積不變。，將其放入純水中時，體積不變。 4) 4) 有一充分飽和的細(xì)胞，將其放入比液泡液濃度低有一充分飽和的細(xì)胞，將其放入比液泡液濃度低1010倍的倍的溶液中，體積

30、不變。溶液中，體積不變。 1、組織水勢的測定、組織水勢的測定六、物細(xì)胞和組織水勢的測定方法六、物細(xì)胞和組織水勢的測定方法a.a. 液體交換法：液體交換法：如：小液流法，折射儀法，電導(dǎo)儀法，重量如：小液流法，折射儀法，電導(dǎo)儀法，重量 法，體積法。法，體積法。0.01M0.03M0.02M0.04M0.05Mb.b.蒸汽壓法蒸汽壓法 如：用熱電偶濕度計、露點熱電偶濕度計、如：用熱電偶濕度計、露點熱電偶濕度計、 熱敏電阻濕度計等熱敏電阻濕度計等c. c. 壓力室法壓力室法將葉片切下，迅將葉片切下，迅速裝入一小室，速裝入一小室，由于導(dǎo)管原來的由于導(dǎo)管原來的負(fù)壓，水縮回，負(fù)壓，水縮回，加壓使之回升到加壓

31、使之回升到口上，可知平衡口上，可知平衡壓，并測擠出水壓，并測擠出水的體積。的體積。a.a.細(xì)胞壓力勢的測定細(xì)胞壓力勢的測定壓力探針法壓力探針法b.b.細(xì)胞滲透勢的測定細(xì)胞滲透勢的測定初始質(zhì)壁分離法初始質(zhì)壁分離法2 2、同一細(xì)胞壓力勢、滲透勢的測定、同一細(xì)胞壓力勢、滲透勢的測定假定將細(xì)胞放在一系列不同濃度的蔗糖溶液假定將細(xì)胞放在一系列不同濃度的蔗糖溶液中，平衡中，平衡3030分鐘，然后用顯微鏡觀察，哪一分鐘，然后用顯微鏡觀察，哪一組細(xì)胞組細(xì)胞50% 50% 發(fā)生初始質(zhì)壁分離，則這一組蔗發(fā)生初始質(zhì)壁分離，則這一組蔗糖溶液的滲透勢等于細(xì)胞的滲透勢。利用公糖溶液的滲透勢等于細(xì)胞的滲透勢。利用公式：式： s s= -iCRT= -iCRT計算。計算。1.1.判斷以下結(jié)論是否正確：判斷以下結(jié)論是否正確：1)1)把一細(xì)胞放入與細(xì)胞液濃度相同的蔗糖液把一細(xì)胞放入與細(xì)胞液濃度相同的蔗糖液中，細(xì)胞體積不變；中，細(xì)胞體積不變；2)2)一為水分充分飽和的細(xì)胞，將其放入比細(xì)一為水分充分飽和的細(xì)胞，將其放入比細(xì)胞液濃度低胞液濃度低100100倍的溶液中，則其細(xì)胞體積倍的溶液中，則其細(xì)胞體積變小。變小。 練習(xí)題練習(xí)題3.將一植物成熟細(xì)胞放入將一植物成熟細(xì)胞放入w=-0.8 MPa 的溶液的溶液(體積相對體積相對細(xì)胞來說很大細(xì)胞來說很大)中，吸