植物對水分吸收的物理化學基

1、3 植物對水分吸收的物理化學基礎 化學勢、水勢 的概念 植物細胞水勢的組成 植物細胞間水分的流動滲透作用 一些實驗方法一 自由能、化學勢、水勢自由能自由能(free energy):體系內可以用于做功的能量。而束縛能(bound energy)是不能用于做功的能量?；瘜W勢化學勢( chemical potential):指一個體系中，在恒溫恒壓下1mol某組分的自由能(偏摩爾自由能)，也可以說是在同溫同壓和其它物質的濃度不變的情況下，向體系中加入1mol某物質而引起體系自由能的變化，用表示，規(guī)定純水的化學勢為0焦耳/摩 爾。 下面是某一體系中，B組分的化學勢的組成： B=B*+ZBFE+RTl

2、nB+VBmP+mBgh 其中B*是參比態(tài)B組分的化學勢，ZB是B物質的凈電荷數(shù)， F是法拉第常數(shù)，E是B物質所處體系的電位，R是氣體常數(shù)， B是B物質的活度，VBm是B物質的偏摩爾體積， P是B物質所處體系的壓強，mB是B物質的質量，h是B物質所處體系的高度。 B物質從體系1體系2，其化學勢的變化為 B= B2 B1 =ZBF E +RTln(B2 /B2 )+VBm P +mBg h 當 B 0,而在劇烈蒸騰時細胞壓力勢0 。這一負壓是水分沿木質部上升的主要動力。3. g is the gravitational potential（重力勢）（重力勢） 重力勢是指由于高度的存在而使水勢增加

3、的值。規(guī)定海平面上的重力勢為0，則10米高的水其水勢為gh=0.1MPa,從實驗室角度出發(fā)，重力勢比較小因而認為可以忽略。另外，在提到干種子、細胞壁、干土壤時，經常提到水勢的另一組分襯質勢4. m is the matric potential (襯質勢襯質勢) 襯質勢是由于膠體物質的親水性和毛細管對水的束縛而引起水勢降低的值。 事實上，襯質是通過降低滲透勢、壓力勢來降低水勢，不必要也不應該再算進去。一般說，在植物細胞形成液泡前襯質勢很低（數(shù)值很大），而在形成液泡后襯質勢很小。所以，我們考慮植物細胞水勢時只考慮： = s + p; 另外，另外，干種子：=m；質壁分離時：=s三 植物細胞吸水的方

4、式 一般說來，植物細胞在形成液泡前，是靠吸脹作用吸水，即通過親水膠體的低襯質勢吸水，而在形成液泡后靠滲透作用吸水。這些方式都是被動的，不消耗代謝能。 細胞間水流的方向：高水勢細胞低水勢細胞。 質壁分離(plasmolysis)與質壁分離復原(deplasmolysis)高滲溶液質壁分離現(xiàn)象水分的滲透作用通過質壁分離現(xiàn)象可以：判斷細胞死活測定細胞滲透勢判斷物質進入質膜的快慢植物細胞水勢各部分針對細胞體積的動態(tài)變化不膨脹狀態(tài) 問題： （1）甲、乙兩細胞，甲放在0.4M的蔗糖溶液中，充分平衡后，測得其滲透勢為-0.8RT；乙放在0.3M的NaCl溶液中，充分平衡后，測得其滲透勢為0.7RT，假定i蔗糖=1,iNaCl=2,問甲、乙兩細胞誰的壓力勢大：取出兩細胞后緊密接觸，水分流動方向如何？若破壞細胞質膜，水分又如何流動？ （2）甲、乙兩細胞，甲滲透勢為24巴，放入0.5M的蔗糖溶液中平衡后，體積增加了50%；乙細胞滲透勢為30巴，放入0.4M的蔗糖溶液中平衡后，體積增加了100%，問平衡后哪個細胞壓力勢大？四 測定水勢及其組分的方法 測水勢：熱電偶法；壓力室法；