植物生理学考研笔记自己总结

水势(water potential)是美国水分生理学家克雷默从物理化学中的化学势引导出并运用于植物生理学的。

? 植物生理学上采用的水势的概念并不就是水的化学势差，而是?每偏摩尔体积的水的化学势差?:

o

? ψw＝ (μw-μw)/ (Vw,m) .

0

? Ψw=0

6

? 1MPa=10Pa=10bar=9.87atm

? 海水为-2.5M Pa、 1M NaCl为–4.46MPa 2.水分的运动方式：扩散、渗透、集流

集流 液体中成群的原子或分子在压力梯度作用下共同移动的现象。依靠水的集流能使土壤中的无机养分和叶片制造的光合产物运往植物体的各个部分。

扩散(diffusion)是物质分子从高化学势区域向低化学势区域转移，直到均匀分布的现象。水的蒸发、叶片的蒸腾作用都是水分子扩散现象。

渗透作用 是指溶液中的溶剂分子通过半透膜的扩散现象。半透膜也称选择透性膜 3.植物细胞的水势

(1)植物细胞的水势组分 ①细胞的溶质势

溶质势 由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。为负值。溶液的溶质愈多，其溶质势愈低。 溶质势又可称为渗透势。

一般陆生植物叶片细胞的溶质势是-2～-1 MPa，旱生植物叶片细胞的溶质势可以低到-10 MPa。 ②细胞的压力势

原生质体吸水膨胀，对细胞壁产生的压力称为膨压。细胞壁在受到膨压作用的同时会产生与膨压大小相等、方向相反的壁压。

压力势 细胞壁对细胞的压力而使细胞水势改变的值。压力势一般为正值。 在特殊情况下，压力势也可为负值或等于零。 ③衬质势

表面能够吸附水分的物质称为衬质，如细胞中的纤维素、蛋白质、染色体属于衬质,由于衬质的存在引起体系水势降低的数值称为衬质势。干燥种子的Ψm可达-100MPa； ④细胞的水势组成

ψ细胞=ψ细胞质=ψs+ψm+ψp

? 已形成液泡的ψ细胞＝ψ液泡＝ψs+ψp ? 未形成液泡的ψ细胞＝ψm

-1

将一植物细胞放入0.1mol.L的蔗糖溶液中，水分交换达到平衡时该细胞的ψw值 （2010） A.等于0.1Mpa B.大于0.1Mpa C.等于0 MPa D.小于0 MPa 4.植物细胞的吸水 (1)渗透吸水

指由于ψs的下降而引起的细胞吸水。

含有液泡的细胞吸水，如根系吸水、气孔保卫细胞的吸水主要为渗透吸水。 (2)吸胀吸水

指依赖于低ψm而引起的吸水。衬质吸引水分子的力量称为吸胀力，衬质吸水膨胀的现象称为吸胀作用。吸胀作用是细胞吸水的方式之一。

干种子的吸水力取决于种子的（ ） A重力势；B压力势；C衬质势；D渗透势 （3）降压吸水

因ψp的降低而引发的细胞吸水

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把一发生质壁分离的植物细胞放入纯水中，细胞的体积、水势、渗透势、压力势如何变化？（简答题，8分）（2008） 答案要点：

初始质壁分离细胞的压力势为0，水势等于其渗透势且小于0，放在纯水中，细胞吸水。随着细胞吸水的进行，细胞的体积、水势、渗透势、压力势逐渐增大；

达到平衡后，细胞水势等于纯水水势，此时压力势和渗透势绝对值相等，细胞体积、水势、渗透势、压力势都达到最大。

5.植物水势的测定方法 (1)液体交换法

（1） ψw=-iCRT=-1.245310Pa，浓度梯度设置为0，0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6

（2）原理：植物体内细胞间和植物与外界环境间的水分移动方向都由水势差来决定。当植物细胞或组织放在外界环境中时，会发生水分交换。即组织水势大于外界水势时，组织失水，外液浓度降低 （2)蒸气压法

6

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(3)压力室法

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(三)植物根系对水分的吸收 1.土壤的水分状态

水分存在形式 束缚水 土壤颗粒所吸附的水分 毛管水 保持在土壤颗粒间毛管内的水分 重力水 水分饱和的土壤中，由于重力的作用，能自上而下渗漏出来的水分 土壤的水势组分

组分 溶质势ψs 衬质势ψm 压力势ψp 重力势ψg 永久萎蔫系数 田间持水量 数值范围(Mpa) 通常0.01 Mpa，盐碱土-0.2 Mpa或更低 潮湿土壤接近0，干旱土壤可低于-3 Mpa 潮湿土壤接近0，干旱土壤可低于-3 Mpa 当土壤水分饱和时，对水分移动起主要作用 -1.5 Mpa(植物发生永久萎蔫时，土壤中尚存留的水分占土壤干重的百分率。是反映土壤中不可利用水的指标，砂壤为6%左右，粘土为15%左右) 稍稍低于零，约为-0.01 Mpa(田间持水量是指当土壤中重力水全部排除，而保留全部毛管水和束缚水时的土壤含水量。)当土壤含水量为田间持水量的70%左右时，最适宜耕作。 水势(Mpa) <-3.1 -3.1-0.01 >-0.01 植物能否利用 否 能，植物吸水的主要来源 影响土壤通气性，旱田应排除，水田可作为生态需水

2.根系吸水的部位与途径

１）部位：主要在根的尖端，从根尖向上约10mm的范围内，包括根冠、根毛区、伸长区和分生区，以根毛区的吸水能力最强，因为：①根毛多，增大了吸收面积(5～10倍)；②细胞壁外层由果胶质覆盖，粘性较强，有利于和土壤胶体粘着和吸水；③输导组织发达，水分转移的速度快。

２）途径：植物根部吸水主要通过根毛皮层、内皮层，再经中柱薄壁细胞进入导管。水分在根内的径向运转有质外体和共质体两条途径：

（1）质外体(apoplast)：细胞壁、细胞间隙、胞间层以及导管等连成一个空间体系。

质外体途径：水分通过质外体部分的移动过程。水分在质外体中移动，不越过膜，移动阻力小，移动速度快。

（2）共质体(symplast)：由胞间连丝把原生质体连成的一个体系。

共质体途径：水分通过共质体部分的移动过程。因共质体运输要跨膜，因此运输阻力较大。 这种穿越细胞壁、连接相邻细胞原生质(体)的管状通道被称为胞间连丝。

胞间连丝的功能：进行相邻细胞间物质交换和信息传递。 植物体内水分长距离运输的主要途径是（ ）

A 筛管和伴胞 B 转移细胞 C 胞间连丝 D 导管和管胞 3.根系吸收水分的机制：被动吸水、主动吸水 (1)主动吸水

由于根系代谢活动而引起的根系吸水的过程称为主动吸水。伤流和吐水都是主动吸水的表现。

①根压根压是木质部中的正压力。根压可使根部吸进的水分沿导管输送到地上部分，同时土壤中的水分又不断地补充到根部，这样就形成了根系的主动吸水。 伤流和吐水是证实根压存在的两种生理现象。

伤流是从植物伤口溢出液体的现象。把丝瓜茎在近地面处切断后，伤流现象可持续数日。如果在切断部位用橡皮管连接一个压力计，可以测量到一个正压力值，这就是根压。

吐水 是从植株的叶片尖端或边缘的水孔向外溢出液滴的现象。在土壤水分充足、潮湿温暖、蒸腾很弱的环