大學(xué)植物生理第一章緒論及水分代謝

1、植物生理學(xué)植物生理學(xué)Plant Physiology緒論緒論 * 課程內(nèi)容課程內(nèi)容* 學(xué)習程序?qū)W習程序* 我們的方法我們的方法白睡蓮 Nymphaea alba Linn跳舞草 Desmodium gyrans (Linn.)植物生理學(xué)植物生理學(xué) 是研究植物生命活動規(guī)律的是研究植物生命活動規(guī)律的科學(xué)?？茖W(xué)。包括植物的水分代謝、礦質(zhì)包括植物的水分代謝、礦質(zhì)代謝、光合作用、呼吸作用、代謝、光合作用、呼吸作用、中間物質(zhì)代謝等。中間物質(zhì)代謝等。代謝維持各種生命活動過程中化學(xué)變化（物質(zhì)的合成、轉(zhuǎn)化和分解）的總稱。合成代謝分解代謝（光合作用）（呼吸作用）體內(nèi)物質(zhì)代謝外界吸收物質(zhì)代謝（糖、蛋白質(zhì)、脂類和核酸

2、）水分礦質(zhì)元素空氣（光合作用）植物的物質(zhì)代謝18.2 18.2 各種內(nèi)部信號影響植物細胞的代謝、生長和發(fā)育各種內(nèi)部信號影響植物細胞的代謝、生長和發(fā)育生長調(diào)節(jié)劑未知發(fā)育信號溫度病原體(真菌、細菌、病毒)激素膨壓電信號多肽糖、氨基酸壁斷片壁的機械壓力礦質(zhì)光轉(zhuǎn)播放大發(fā)散到多個目標改變離子流細胞骨架改變改變細胞生長和代謝調(diào)節(jié)代謝途徑基因表達調(diào)節(jié)傷害* Primary electron donor: * Primary electron acceptor: Mn clusterH2OPS680680e-e-e-O2QA, QBPhotomorphogenesis Skotomorphogenesis (

3、etiolation) 暗形態(tài)建成暗形態(tài)建成 （黃化）（黃化）光形態(tài)建成光形態(tài)建成植物生理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展植物生理學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展1 1：植物生理學(xué)的孕育階段：植物生理學(xué)的孕育階段2 2：植物生理學(xué)誕生與成長的階段：植物生理學(xué)誕生與成長的階段3 3：植物生理學(xué)發(fā)展、分化與壯大階：植物生理學(xué)發(fā)展、分化與壯大階段段描述性描述性比較性比較性實驗性實驗性Why?植物生理學(xué)近三十年的發(fā)展特點生理學(xué)近三十年的發(fā)展特點1.1.研究層次越來越廣（微觀；宏觀）研究層次越來越廣（微觀；宏觀）2.2.學(xué)科間的相互滲透學(xué)科間的相互滲透3.3.理論聯(lián)系實際理論聯(lián)系實際4.4.研究手段現(xiàn)代化研究手段現(xiàn)代化植物生理學(xué)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

4、植物生理學(xué)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn) 植物生理學(xué)是合理農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)植物激素的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致了植物生長調(diào)節(jié)劑和除草劑的普遍應(yīng)用“綠色革命”，使稻麥產(chǎn)量獲得了新的突破 植物細胞全能性理論的確立，組織培養(yǎng)技術(shù)迅猛發(fā)展為植物基因工程的開展和新種質(zhì)的創(chuàng)造提供了條件。組織培養(yǎng)以下幾方面可能成為今后與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相結(jié)合的重要研究領(lǐng)域： （一）作物產(chǎn)量形成與高產(chǎn)理論（二）環(huán)境生理與作物抗逆性 （三）設(shè)施農(nóng)業(yè)中的作物生理（四）植物生理學(xué)與育種學(xué)相結(jié)合作物生理育種工廠化育苗48學(xué)時第一篇：植物的物質(zhì)生產(chǎn)和光能利用第一篇：植物的物質(zhì)生產(chǎn)和光能利用第二篇：植物體內(nèi)物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)變第二篇：植物體內(nèi)物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)變第三篇：植物的生長和發(fā)育第三篇：植

5、物的生長和發(fā)育* 預(yù)習預(yù)習(復(fù)習，整理思路復(fù)習，整理思路)* 有重點的聽講有重點的聽講* 落實落實平時成績構(gòu)成：小考平時成績構(gòu)成：小考6次次40%+論文論文3次次40%+考勤考勤20%成績評估：期末成績評估：期末40% +實驗實驗30%+平時平時30%我們的方法：v知識體系化v化繁為簡v重點突出 學(xué)習植物生理學(xué)的基礎(chǔ)學(xué)習植物生理學(xué)的基礎(chǔ)熟悉植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)，學(xué)好植物形態(tài)學(xué)熟悉植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)，學(xué)好植物形態(tài)學(xué)和解剖學(xué)，具備一定的植物分類基礎(chǔ)。和解剖學(xué)，具備一定的植物分類基礎(chǔ)。貫徹三個觀點：1. 辯證唯物主義觀點。植物生長生理過程存在矛盾，如光合，呼吸；吸水，失水2. 進化發(fā)展觀點。了解植物進化史，水

6、生-陸生，裸子-被子3. 實踐觀點。實地調(diào)查，細心觀察，反復(fù)實驗，從理論到實踐，才能指導(dǎo)生產(chǎn)，創(chuàng)造財富。第一章第一章 植物的水分生理植物的水分生理第一篇第一篇 植物的物質(zhì)生產(chǎn)和光能利用植物的物質(zhì)生產(chǎn)和光能利用植物的水分代謝可分植物的水分代謝可分3 3個部分：個部分： 1 1. .水分的吸收水分的吸收 2 2. .水分在體內(nèi)的運輸水分在體內(nèi)的運輸 3 3. .水分排出體外水分排出體外 自由水自由水束縛水束縛水質(zhì)外體途徑質(zhì)外體途徑共質(zhì)體途徑共質(zhì)體途徑淀粉淀粉- -糖轉(zhuǎn)化學(xué)說糖轉(zhuǎn)化學(xué)說無機離子吸收學(xué)說無機離子吸收學(xué)說D DiffusioniffusionWWater ater P Potential

7、otentialC Casparian asparian S StriptripT Transpiration ranspiration R RatioatioOsmosisOsmosisVacuoVacuol le e SymplastSymplast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：不同植物的含水量不同： 水生植物水生植物 90% 干旱中生長的低干旱中生長的低等植物等植物(如地衣如地衣)僅僅6%左右左右草本植物草本植物70-85% （ 大部分植物為鮮重的大部分植物為鮮重的3/43/4左右）左右）2.2.同種植物生長在不同的環(huán)境中，其含水量也同種植物生長在不同的環(huán)境

8、中，其含水量也有差異有差異。 3.同種植物，不同組織和器官中的含水量差異同種植物，不同組織和器官中的含水量差異也很大：根尖、嫩梢、幼苗：也很大：根尖、嫩梢、幼苗：60-90 % ，樹干：，樹干：40-50 % ，干種子：，干種子：10-14 % 凡是生命活動較旺凡是生命活動較旺盛的部分，水分含量都較多盛的部分，水分含量都較多相對含水量（相對含水量（RWC %）水分在植物細胞內(nèi)的存在狀態(tài)常呈兩種水分在植物細胞內(nèi)的存在狀態(tài)常呈兩種: : 二二 植物體內(nèi)水分存在狀態(tài)植物體內(nèi)水分存在狀態(tài)原生質(zhì)膠體微粒具有顯著的親水性，其表面吸引著很多水分子，原生質(zhì)膠體微粒具有顯著的親水性，其表面吸引著很多水分子，形成

9、一層很厚的水層。水分子距離膠粒越近，吸附力越強。形成一層很厚的水層。水分子距離膠粒越近，吸附力越強。hydrophylic gel(protein)親水膠體自由水自由水束縛水束縛水2. 2. 束縛水束縛水( bound water) : Water in the tissues of the body bound to hydrophylic gel or macromolecules, can not move freely. 是指靠近原生質(zhì)膠體微粒并被膠粒吸附或存在于大分子結(jié)構(gòu)是指靠近原生質(zhì)膠體微粒并被膠粒吸附或存在于大分子結(jié)構(gòu)空間的水，束縛而不易流動?？臻g的水，束縛而不易流動。不參與代謝

10、作用，但與植物的抗性大小密切相關(guān)。 1. 1. 自由水自由水 ( free water) :That portion of the water in plant body tissues which is not bound by hydrophylic gel, also can be used as solvent. 是指距離原生質(zhì)膠體微粒較遠而可以自由流動的水分。是指距離原生質(zhì)膠體微粒較遠而可以自由流動的水分。參與各種代謝作用，其數(shù)量制約著植物的代謝強度，它的含量越大，代謝越旺盛。1.1.是原生質(zhì)的主要成分，是原生質(zhì)的主要成分，707090%90%2.2.作為代謝過程的反應(yīng)物質(zhì)作為代謝過

11、程的反應(yīng)物質(zhì) 如水解、脫如水解、脫氫反應(yīng)，光合作用。氫反應(yīng)，光合作用。3.3.物質(zhì)吸收和運輸?shù)娜軇┪镔|(zhì)吸收和運輸?shù)娜軇?.4.使植物保持固有的姿態(tài)使植物保持固有的姿態(tài)5.5.水保持植物正常體溫水保持植物正常體溫三、水分在植物生命活動中的作用三、水分在植物生命活動中的作用在植物的生命活動中，在植物的生命活動中，植物不斷的從環(huán)境中植物不斷的從環(huán)境中吸收水分，也不斷的吸收水分，也不斷的向環(huán)境中散失水分。向環(huán)境中散失水分。植物是如何從環(huán)境中植物是如何從環(huán)境中吸收水分的呢？吸收水分的呢？ 水分遷移主要有三種方式：水分遷移主要有三種方式：擴散擴散（Diffusion）: : 濃度驅(qū)動濃度驅(qū)動滲透滲透（Os

12、mosis）: : 濃度壓力共同驅(qū)動濃度壓力共同驅(qū)動集流集流（Bulk flow）: : 壓力驅(qū)動壓力驅(qū)動一、擴散（以濃度為動力）是一種自發(fā)過程，是由于分子的隨機熱運動所造成的，物質(zhì)從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域移動的現(xiàn)象。細胞間水分的遷移（短距離）As the molecular thermodynamic movement, molecules transport from high to low concentration. 磷脂雙分子磷脂雙分子層（質(zhì)膜）層（質(zhì)膜）水孔蛋水孔蛋白白是指液體中成群的原子或分子在壓力梯度下共同移動。水分集流是通過膜上的水孔蛋白形成水通道是水分長距離運輸?shù)闹匾?/p>

13、式二、集流（以壓力為動力）根壓和蒸騰拉力Water can cross plant membranes by diffusion of individual water molecules through the membrane bilayer, and by bulk flow of water molecules through a water selective pore formed by integral membrane protein such as aquaporins. 三、滲透作用（以壓力和濃度兩者為動力）液體液體通過半透膜通過半透膜進行擴散的現(xiàn)象，是擴散作進行擴散的現(xiàn)象

14、，是擴散作用的特殊形式，是指用的特殊形式，是指水分水分從從水勢高水勢高的系統(tǒng)通的系統(tǒng)通過半透膜過半透膜向水勢低向水勢低的系統(tǒng)的系統(tǒng)移動移動。3. Osmosis: molecules of solvent move across a semi-permeable membrane.Which is the diffusion of water through a semi-permeable membrane. More specifically, it is the movement of water across a semi-permeable membrane from an area

15、 of high water potential (low solute concentration) to an area of low water potential (high solute concentration). It is a physical process in which a solvent moves, without input of energy. 自由能和水勢自由能和水勢 1 1 自由能自由能是指在恒溫下用于作功的能量，一種物質(zhì)每 mol 的自由能就是其化學(xué)勢，可衡量物質(zhì)反應(yīng)或轉(zhuǎn)移所用的能量。 2 水勢(Water Potential,w )，可用衡量水分反應(yīng)或

16、轉(zhuǎn)移所用能量的高低來表示： w=(w-w )/ w =w/w w ：水溶液的化學(xué)勢 w：同溫同壓下純水的化學(xué)勢 w ：水的偏摩爾體積 Water potential is the potential energy of water relative to pure free water (e.g. deionized water) in reference conditions. It quantifies the tendency of water to move from one area to another due to osmosis, gravity, mechanical pre

17、ssure, or matrix effects including surface tension. Water potential is measured in units of pressure and is commonly represented by the Greek letter (Psi).1).Water potential純水的自由能最大，水勢也最大,定義為零。 溶液中的溶質(zhì)顆粒降低了水的自由能，其自由能比純水低，所以其水勢就成為負值。溶液越濃，水勢越低。水分移動需要能量，因此水分是由水勢高處流向水勢低處。（二）滲透現(xiàn)象（三）植物細胞可以看作一個滲透系統(tǒng)原生質(zhì)體為看作半透

18、膜，細胞液和周圍環(huán)境可以進行滲透作用。 細胞水勢的構(gòu)成：細胞水勢的構(gòu)成： w=s+p+g+m 細胞的水勢細胞的水勢水勢水勢= 滲透勢滲透勢+壓力勢壓力勢+襯質(zhì)勢襯質(zhì)勢+重力勢重力勢規(guī)定純水的水勢為規(guī)定純水的水勢為 0 01 1、 滲透勢（滲透勢（osmotic potential）就是溶液的水勢，也稱溶質(zhì)勢就是溶液的水勢，也稱溶質(zhì)勢 （solute potential）是由于是由于溶質(zhì)顆粒溶質(zhì)顆粒的存在的存在降低降低了水的自由了水的自由能，其水勢低于能，其水勢低于 純水的水勢。純水的水勢。它決定于溶液中它決定于溶液中顆粒顆粒的總數(shù)。的總數(shù)。 植物細胞的滲透勢因內(nèi)外條件不同而植物細胞的滲透勢因內(nèi)

19、外條件不同而異。異。s s滲透勢或溶質(zhì)勢滲透勢或溶質(zhì)勢: :由于溶質(zhì)的作用使細胞由于溶質(zhì)的作用使細胞水勢降低的值。水勢降低的值。 (0) (0) s s iCRTiCRT i : 等滲系數(shù)，與溶質(zhì)電離有關(guān)等滲系數(shù)，與溶質(zhì)電離有關(guān)C: 溶液的質(zhì)量摩爾濃度溶液的質(zhì)量摩爾濃度 (mol /kg-1)R: 氣體常數(shù)：氣體常數(shù)： 0.00823 kgMPa mol-1 kg-1T : 熱力學(xué)溫度熱力學(xué)溫度(K)： t + 273 2 2、壓力勢、壓力勢（pressure potential）是指由于是指由于細胞壁細胞壁的存在產(chǎn)生的存在產(chǎn)生壓力壓力而使細胞而使細胞增加的水勢，往往是正值。增加的水勢，往往是

20、正值。而在特殊條件下，如質(zhì)壁分離時，壓力勢而在特殊條件下，如質(zhì)壁分離時，壓力勢為零；而劇烈蒸騰時，細胞的壓力勢呈負為零；而劇烈蒸騰時，細胞的壓力勢呈負值。值。 3、襯質(zhì)勢、襯質(zhì)勢（matric potential）是細胞是細胞膠體物膠體物質(zhì)質(zhì)親水親水性和毛細管對自由水束縛而引起水勢降性和毛細管對自由水束縛而引起水勢降低的值，以負值表示。未形成液泡的細胞具有低的值，以負值表示。未形成液泡的細胞具有一定的襯質(zhì)勢，一定的襯質(zhì)勢，-100 M Pa 但有液泡的細胞，其但有液泡的細胞，其M很小，常忽略不計很小，常忽略不計，故，故細胞水勢可簡化為：細胞水勢可簡化為：w = s + p 細胞含水量不細胞含水

21、量不同，其體積會發(fā)生變化，同，其體積會發(fā)生變化， s和和p也隨之變化。也隨之變化。 4 4 重力勢重力勢: :是水分因是水分因重力下移重力下移而增加而增加細胞水分自由能提高水勢的值，通常細胞水分自由能提高水勢的值，通常為正值，但通常忽略不計。為正值，但通常忽略不計。g g= = P Pwgh wgh P Pw: w: 水的密度水的密度g g： 重力加速度重力加速度h h：水相對參考狀態(tài)時的高度：水相對參考狀態(tài)時的高度10m10m的高度對水勢產(chǎn)生約的高度對水勢產(chǎn)生約0.1Mpa0.1Mpa的影響的影響v不同類型細胞的水勢組成A. 分生組織：w w=+ +p p+m mB. 成熟細胞：w w=+

22、+p p 成熟細胞指已形成中央大液泡的細胞，這種細胞原生質(zhì)被擠壓為一薄層，因此，襯質(zhì)勢（m）很小忽略。C.C.風干種子細胞的水勢：w w= =m m 風干種子細胞原生質(zhì)處于凝膠狀態(tài)，沒有溶液，即沒有滲透勢；膜失去彈性，也沒有壓力勢，只有襯質(zhì)勢。 細胞間的水分移動細胞間的水分移動 相鄰兩細胞的水分移動方向，決定于兩細胞間的水勢相鄰兩細胞的水分移動方向，決定于兩細胞間的水勢差。差。- 高水勢細胞中的水分流向低水勢細胞高水勢細胞中的水分流向低水勢細胞當多細胞連在一起時，依細胞水勢高低順次排列，形成一個水當多細胞連在一起時，依細胞水勢高低順次排列，形成一個水勢梯度，水分便由水勢高處流向水勢低處。勢梯度

23、，水分便由水勢高處流向水勢低處。 C周圍溶液周圍溶液C細胞液細胞液 C周圍溶液周圍溶液C細胞液細胞液 C周圍溶液周圍溶液C細胞液細胞液周圍溶液周圍溶液 細胞液細胞液細胞液細胞液周圍溶液周圍溶液 流動平衡流動平衡判斷甲、乙兩細胞水分的移動方向 -1.4MPap=+0.8MPa -1.2MPap=+0.4MPa甲甲乙乙？w=-0.6MPaw=-0.8MPa00.51.01.5-0.5-1.01.52.02.50.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 不膨脹不膨脹完全膨脹完全膨脹請描繪請描繪植物細植物細胞相對胞相對體積變體積變化時各化時各時能之時能之間的關(guān)間的關(guān)系變化系變化曲線。曲線。

24、Relative volume 植物細胞的相對體積變化與水勢、植物細胞的相對體積變化與水勢、滲透勢、壓力勢之間關(guān)系滲透勢、壓力勢之間關(guān)系fv一、根系吸水區(qū)域v根尖的根毛區(qū)吸水能力最強根毛區(qū)伸長區(qū)分生區(qū)二、根系吸水的途徑二、根系吸水的途徑細胞途徑細胞途徑質(zhì)外體途徑質(zhì)外體途徑內(nèi)皮層內(nèi)皮層表皮表皮凱氏帶凱氏帶導(dǎo)管導(dǎo)管皮層皮層1. 共質(zhì)體途徑：水分從一個細胞的細胞質(zhì)經(jīng)過胞間連絲，移動到另一個細胞的細胞質(zhì)，形成一個細胞質(zhì)的連續(xù)體的途徑。3. 質(zhì)外體途徑：水分通過細胞壁、細胞間隙等沒有 細胞質(zhì)的移動途徑。2. 跨膜途徑：水分從一個細胞到另一個細胞，要至少兩次通過質(zhì)膜，故稱跨膜途徑。跨膜途徑和共質(zhì)體途徑統(tǒng)稱

25、為細胞途徑。(a). Apoplast (freespace) pathway（質(zhì)外體途徑）（質(zhì)外體途徑）: water moves exclusively through the cell wall without crossing any membranes. The apoplast is the continuous system of cell walls and intercellular air spaces in plant tissues. (b). Transmembrane pathway（跨膜途徑）（跨膜途徑）: is the route followed by wat

26、er that sequentially enters a cell on one side, exits the cell on the other side, enters the next in the series, and so on. In this pathway, water crosses at least two membranes for each cell in its path (the plasma membrane on entering and on exiting). Transport across the tonoplast may also be inv

27、olved.(c). Symplast pathway（共質(zhì)體途徑）（共質(zhì)體途徑）: water moves through the symplast, traveling from one cell to the next via the plasmodesmata（胞間連絲）（胞間連絲）. The symplast consists of the entire network of cell cytoplasm interconnected by plasmodesmata.Celluler pathway1. 根壓（葉片未展開時，是主要動力）三、根系吸水的動力傷流吐水證明根壓存在的兩種現(xiàn)

28、象：證明根壓存在的兩種現(xiàn)象：v2. 2. 蒸騰拉力蒸騰拉力( (主要動力主要動力) ) 在蒸騰作用中，首先是氣在蒸騰作用中，首先是氣孔下腔細胞失水，水勢降孔下腔細胞失水，水勢降低，它就向相鄰細胞吸水，低，它就向相鄰細胞吸水，使相鄰細胞水勢降低，這使相鄰細胞水勢降低，這種水勢降低作用，通過一種水勢降低作用，通過一個個細胞傳遞到木質(zhì)部導(dǎo)個個細胞傳遞到木質(zhì)部導(dǎo)管，使導(dǎo)管水勢降低，導(dǎo)管，使導(dǎo)管水勢降低，導(dǎo)管向根系吸水，使根系水管向根系吸水，使根系水勢降低，產(chǎn)生吸水力。勢降低，產(chǎn)生吸水力。四、影響根系吸水的土壤條件土壤中可用水分土壤通氣狀況：根系呼吸土壤溫度：過低，過高土壤溶液濃度：過高，燒苗(一).

29、生理意義a.水分吸收和運輸?shù)闹饕獎恿.是礦質(zhì)元素和有機物運輸?shù)膭恿.降低葉溫第四節(jié)蒸騰作用一、蒸騰作用的生理意義和部位stemleavesCuticle-Stomata-Lenticel- lenticular transpiration皮孔蒸騰（皮孔蒸騰（0.1%）Cuticular transpiration角質(zhì)蒸騰（角質(zhì)蒸騰（5%-10%）Stomatal transpirtion氣孔蒸騰氣孔蒸騰(90%-95%)(二). 蒸騰部位蒸騰速率蒸騰速率 Transpiration rate：植物在一定時間內(nèi)單位葉面積蒸騰的水量。植物在一定時間內(nèi)單位葉面積蒸騰的水量。g.m-2.h-1 蒸

30、騰比率蒸騰比率Transpiration ratio (TR):植物蒸騰丟失水分和光和作用產(chǎn)生的干物質(zhì)植物蒸騰丟失水分和光和作用產(chǎn)生的干物質(zhì)的比值。的比值。g.kg-1 野生植物野生植物1-8，作物，作物2-10蒸騰系數(shù)蒸騰系數(shù)Transpiration coefficient: 也稱水分也稱水分利用效率。植物制造克干物質(zhì)所消耗的水利用效率。植物制造克干物質(zhì)所消耗的水分克數(shù)。分克數(shù)。g.g-1 C3 500,C4 250,CAM 50（三）（三） 蒸騰作用指標蒸騰作用指標 Measurment of transpiration 二、氣孔蒸騰二、氣孔蒸騰(一)氣孔的結(jié)構(gòu)與特點A.結(jié)構(gòu)：B.特點：

31、上表面數(shù)目少下表面多孔口側(cè)厚，背口側(cè)薄輻射狀微纖絲雙子葉半月形雙子葉半月形單子葉啞鈴形單子葉啞鈴形（二）. 氣孔的運動及機制 1）氣孔的運動吸吸水水失失水水單子葉植物單子葉植物吸吸水水失失水水雙子葉植物雙子葉植物2 2）氣孔運動機制）氣孔運動機制A.A.淀粉糖互變學(xué)說淀粉糖互變學(xué)說Starch-sugar interconversion theory光合光合CO2減少減少PH升高升高淀粉磷酸化酶淀粉磷酸化酶淀粉淀粉葡萄糖葡萄糖水勢降低水勢降低吸水吸水氣孔開放氣孔開放OH-光合停止光合停止CO2增加增加PH降低降低淀粉磷酸化酶淀粉磷酸化酶葡萄糖葡萄糖水勢升高水勢升高淀粉淀粉H+失水失水氣孔關(guān)閉氣

32、孔關(guān)閉photosynthesisCO2pHStarch Phosphorylase starchGlucose-1-PWater potential water uptakeStomata openOH-CO2PHStarch Phosphorylase Glucose-1-PWater potential starchH+water lostStoma closephotosynthesisB.B.無機離子泵學(xué)說無機離子泵學(xué)說 Potassium ion uptake theory質(zhì)子泵開放質(zhì)子泵開放細胞內(nèi)細胞內(nèi)K增多增多水勢降低水勢降低氣孔開放氣孔開放光合光合ATP增加增加胞外胞外H+增

33、加增加 K內(nèi)流通道開放內(nèi)流通道開放H+泵出泵出B.B.無機離子泵學(xué)說無機離子泵學(xué)說Potassium ion uptake theory光合停止光合停止ATP減少減少質(zhì)子泵關(guān)閉質(zhì)子泵關(guān)閉細胞內(nèi)細胞內(nèi)K減少減少水勢增加水勢增加氣孔關(guān)閉氣孔關(guān)閉胞內(nèi)胞內(nèi)H+增加增加 K外流通道開放外流通道開放C.蘋果酸學(xué)說vMalate production葡萄糖葡萄糖PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）（磷酸烯醇式丙酮酸）OAA（草酰乙酸）（草酰乙酸）蘋果酸蘋果酸蘋果酸蘋果酸2-+2H+ATP質(zhì)子泵開放質(zhì)子泵開放細胞內(nèi)細胞內(nèi)K增多增多水勢降低水勢降低氣孔開放氣孔開放離子泵離子泵淀粉糖淀粉糖糖酵解作用三、影響蒸騰的因素1.

34、外界因素1）光照）光照葉溫升高葉溫升高內(nèi)外蒸汽內(nèi)外蒸汽壓增大壓增大蒸騰加快蒸騰加快氣孔開放氣孔開放氣孔阻力氣孔阻力變小變小蒸騰加快蒸騰加快2）空氣濕度）空氣濕度增強增強增大增大內(nèi)外蒸汽壓變小內(nèi)外蒸汽壓變小蒸騰變慢蒸騰變慢3）溫度）溫度增大增大內(nèi)外蒸汽壓增大內(nèi)外蒸汽壓增大蒸騰加快蒸騰加快4）風）風微風微風內(nèi)外蒸汽壓增大內(nèi)外蒸汽壓增大蒸騰加快蒸騰加快強風強風氣孔關(guān)閉氣孔關(guān)閉蒸騰變慢蒸騰變慢2. 內(nèi)部因素氣孔葉面積氣孔頻度（多少）氣孔大小多多大大大大蒸騰加快第五節(jié)植物體內(nèi)的水分運輸?shù)谖骞?jié)植物體內(nèi)的水分運輸一、水分運輸?shù)耐緩剑ㄇo、葉）1. 經(jīng)過死細胞：導(dǎo)管和管胞2. 經(jīng)過活細胞：葉脈氣孔下腔二、水分沿

35、導(dǎo)管或管胞上升的動力二、水分沿導(dǎo)管或管胞上升的動力1. 動力是根壓和蒸騰拉力，以蒸騰拉力更為重要。2. 水柱連續(xù)不中斷的原因（1）內(nèi)聚力學(xué)說：A. 張力重力蒸騰拉力（斷裂力）B. 內(nèi)聚力：水分子之間的吸收力C. 附著力：水分子與細胞壁之間的力 BCA水柱連續(xù)不中斷（2）導(dǎo)管存在支路，氣泡的影響不大。第六節(jié)合理灌溉的生理基礎(chǔ)第六節(jié)合理灌溉的生理基礎(chǔ)一、作物的需水規(guī)律1. 水分利用率不同：C4C32. 不同時期需水不同：v禾本科：苗期抽穗期灌漿期小小大需水量：3. 水分臨界期：植物對水分不足最敏感的時期。小麥為孕穗期和乳熟期。二、合理灌溉的指標1形態(tài)指標：萎蔫、變暗、變紅2生理指標：葉片水勢、氣孔

36、開度等。三三 灌溉的方法灌溉的方法1 1 溝渠排灌溝渠排灌2 2 噴灌噴灌: : 利用噴灌設(shè)備將水噴到作物的上空成霧狀,再落到作物或土壤中.3 3 滴灌滴灌: : 在地上或地表裝上管道網(wǎng)絡(luò),讓水分定時定量地流出到作物根系或其它器官附近.第一章 v名詞解釋名詞解釋 自由水自由水、束縛水束縛水、水勢水勢、滲透勢滲透勢、壓力壓力勢勢、襯質(zhì)勢襯質(zhì)勢、滲透作用滲透作用、根壓根壓、蒸騰作蒸騰作用用、蒸騰速率蒸騰速率、蒸騰比率蒸騰比率、蒸騰系數(shù)蒸騰系數(shù)( )( ) 1 1當細胞內(nèi)的當細胞內(nèi)的w w等于等于0 0時，該細胞的吸水能力很強。時，該細胞的吸水能力很強。( )( ) 2 2細胞的細胞的g g很小，可

37、忽略。很小，可忽略。( )( ) 3 3將將p=0p=0的細胞放入等滲溶液中，細胞的體積會發(fā)生變化。的細胞放入等滲溶液中，細胞的體積會發(fā)生變化。( )( ) 4 41mol/L1mol/L蔗糖與蔗糖與1mol/L KCl1mol/L KCl溶液的水勢相等。溶液的水勢相等。( )( ) 5 5細胞間水分的流動取決于它的細胞間水分的流動取決于它的差。差。( )( ) 6 6土壤中的水分在根內(nèi)是不可通過質(zhì)外體進入導(dǎo)管的。土壤中的水分在根內(nèi)是不可通過質(zhì)外體進入導(dǎo)管的。( )( ) 7 7蒸騰拉力引起被動吸水，這種吸水與水勢梯度無關(guān)。蒸騰拉力引起被動吸水，這種吸水與水勢梯度無關(guān)。( )( ) 8 8植物根內(nèi)是因為存在著水勢梯度才產(chǎn)生根壓。植物根內(nèi)是因為存在著水勢梯度才產(chǎn)生根壓。( )( ) 9 9保衛(wèi)細胞進行光合作用時，滲透勢增高，水分進入，氣孔張開。保衛(wèi)細胞進行光合作用時，滲透勢增高，水分進入，氣孔張開。( )( ) 1010氣孔頻度大且氣孔大時，內(nèi)部阻力大，蒸騰較弱；反之阻力小，氣孔頻度大且氣孔大時，內(nèi)部阻力大，蒸騰較弱；反之阻力小，蒸騰較強。蒸騰較強。( )( ) 1111溶液的濃度越高，溶液的濃度越高，就越高，就越高，w w也越高。也越高。( )( ) 1212保衛(wèi)細胞的保衛(wèi)細胞的k+k+含量較高時，對氣孔張開有促進作用。含量較高時，對氣孔張開有