导图社区 植物的水分生理思维导图
现代植物生理学(第四版)思维导图,包含了水分在植物生命活动中的作用、化学势,水势、植物细胞对水分的吸收。
这是一篇关于矿质营养的思维导图,从研究植物矿质营养的方法及无土栽、植物必需元素及其生理作用、有益元素和有害元素、植物细胞对矿物质元素的吸收、叶片营养、矿质元素在植物体内的运输和分配合理施肥的生理基础几个方面介绍。
植物生理学(第四版)复习资料,包含了水分再植物生命活动中的作用、植物细胞对水分的吸收、细胞间水分移动等内容。
这是一篇关于植物的水分生理的思维导图,包含了水分在植物生命活动中的作用、化学势,水势、植物细胞对水分的吸收、细胞间水分移动等内容。
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植物的水分生理1
水分在植物生命活动中的作用
含水量和存在状态
含水量
一般占组织鲜重的65%~90%
含水量不是固定的
植物种类
外界环境条件
发育时期
不同器官,组织
含水量不同,生命活动状态也不同
例如风干种子为9%~14%,代谢活动弱
萌发时随着干燥种子含水量的增加,生命活动也随之增加
状态
自由水
概念
不被,或者吸引力很小
特点
相反
束缚水
凡事被植物细胞的胶体颗粒或渗透物质亲水基团所吸收,且被紧紧束缚在其周围,不能随意移动的水分。
当温度升高时束缚水不能挥发,当温度降低到冰点以下也不结冰
自由水与束缚水的比例
高,代谢活跃,生长较快,抗逆性较差
低,相反
一般休眠种子,越冬植物以及在干旱或盐渍等逆境下
生理作用
水是细胞原生质的主要组分
原生质含水量一般在80%以上,可以保证原生质保持溶胶状态,以保证生理生化过程的正常进行
含水量减少,变为凝胶状,生命活动微弱
失水过多,原生质胶体破坏,细胞死亡
原生质中蛋白质等生物大分子表面存在大量亲水基团,吸引着大量水分子形成一层水膜,维系着膜系统及生物大分子的正常结构和功能。
水直接参与植物体内代谢过程
光和作用、呼吸作用以及许多有机物质合成、转化分解的过程中均有水直接参与。
水是各种生化反应和物质吸收、运输的良好介质
光合作用中的碳同化、呼吸作用的底物分解代谢、蛋白质和核酸代谢都发生在水中。
植物根系吸收、运输无机物质和有机物质,光合产物的运输分配都是以水作为运输介质的。
水能使植物保持固有的姿态
水能使植物保持固有的姿态足够的水分可使细胞保持一定的紧张度
因而使植物枝叶挺立,便于充分吸收阳光和进行气体交换;同时也可使花朵开放,利于传粉。
细胞的分裂和延伸生长都需要足够的水
植物细胞的分裂和延伸生长都需要充足的水分;生长需要一定的膨压
缺水可使膨压降低甚至消失,植物生长就会受到抑制,植株矮小。
生态作用
水是植物体温调节器
水分子具有很高的汽化热和比热,因此,在环境温度波动的情况下,植物体内大量的水分可维持体温相对稳定。
在烈日曝晒下,通过蒸腾散失水分以降低体温,使植物不易受高温伤害。
水对植物生存微环境的调节作用
水分可以增加大气湿度、改善土壤及土壤表面大气的温度等。在作物栽培中,利用水来调节作物周围小气候是农业生产中行之有效的措施。
例如,早春寒潮降临时给秧田灌水可保温抗寒;盛夏给大田喷雾(水)或给水稻灌“跑马水”可以改变作物周围的湿度,降低大气温度,减少或消除午休现象。
化学势,水势
自由能和化学势
物质的总能量
自由能
自由能是在恒温、恒压条件下能够做最大有用功(非膨胀功)的那部分能量
自由能的变化是判断系统能否自动进行反应的标准。
束缚能
束缚能是不能用于做有用功的能量
化学势
常被用来描述体系中组分发生化学反应的“本领”及转移的潜在能力
其热力学含义是指在等温、等压条件下,1 mol的组分j的自由能。
水的化学势和水势
其热力学含义为:当温度、压力及物质数量(水以外)一定时,体系中1 mol水的自由能。
植物细胞对水分的吸收
渗透性吸水
含义
指具中心液泡的成熟细胞,依靠渗透作用,沿着水势梯度进行的吸水过程
质壁分离与复原
①判定细胞是否存活:因为已发生膜破坏的死细胞不产生质壁分离现象。
②测定细胞的渗透势:将植物组织或细胞置于一系列已知水势的溶液中,那种恰好使细胞处于初始质壁分离状态的溶液水势值与该组织或细胞的渗透势相等
③观察物质透过原生质层的难易程度:利用质壁分离复原的速度来测定物质进入细胞的速率。
细胞水势组成
溶质势
由于溶质的存在而使水势降低的值称为溶质势( solute potential)或渗透势osmotic potential )。在标准压力下,溶液的压力势为零,溶液的溶质势等于溶液的水势。溶液的溶质势决定于溶液中溶质颗粒(分子或离子)总数,与溶质的解离系数相关。溶质势值按下式计算:
式中,c为溶液的浓度(mol/L),T为热力学温度,R为摩尔气体常数,i为解离系数。
压力势
重力势
衬质势
互相的关系
植物细胞的水势变化
一般说来,在同一植株上,地上器官和组织的水势比地下组织的水势低,生殖器官的水势更低;就叶片而言,距叶脉愈远的细胞,其水势愈低。
吸胀吸水
蛋白质类物质吸胀力大,淀粉次之,纤维素较小。因此,大豆及其他富含蛋白质的豆类种子吸胀力很大,禾谷类淀粉种子的吸胀力较小。干燥种子的ym总是很低,如豆类种子中胶体的衬质势可低于-100 MPa,细胞吸水饱和时,ym= 0。
果实和种子形成过程中的吸水、分生区细胞的吸水等
代谢性吸水
细胞利用呼吸作用释放的能量,使水分通过质膜进入细胞的过程
不是主要的吸水方式