植物水分生理思维导图

这是一篇关于植物水分生理思维导图的思维导图。该思维导图向我们系统介绍了关于这一部分的知识点，，感兴趣的快来看看吧。

植物的水分生理

• 水分在植物生命活动中的作用
  • 水分存在状态： 自由水和束缚水
    • • 定义： 束缚水：指紧密吸附在胶体颗粒或大分子表面,不能自由移动的水 自由水：指不被细胞组织吸附,可以自由移动的水
      • 作用：自由水参与各种代谢作用；束缚水则与植物抗性有关
  • 生理作用
    • 细胞的分裂和延伸生长都需要足够的水； 水能使植物保持固有的姿态； 水是各种生化反应和物质吸收、运输的良好介质； 水直接参与植物体内代谢过程； 水是细胞原生质的主要组分
• 化学势、水势
  • 化学势
    • 含义：在等温、等压条件下，1mol的组分j的自由能
    • 意义：物质根据化学势差判断物质转移方向，小于0则能自发进行总是从电化学势高的区域自发转移到电化学势低的区域
  • 水势
    • 概念：偏摩尔体积的水在一个系统中的化学势与纯水在相同温度、压力下的化学势之间的差（注意：纯水的水势为0，任何溶液的水势比纯水小）
    • 计算公式
• 植物细胞对水分的吸收
  • 细胞吸水的两种类型 （都发生了渗透现象）
    • 渗透性吸水
      • 概念
        • 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
      • 实例
        • 质壁分离与质壁分离复原
    • 吸胀吸水
      • 概念
        • 未形成液泡的细胞依靠吸胀作用,沿着水势梯度进行的吸水过程
      • 实例
        • 干燥种子细胞和植物幼嫩细胞吸水
• 植物细胞水势的构成
  • 溶质势/渗透势：由于溶质的存在而使水势降低的值，一般是负值。
  • 压力势：是指由于细胞壁压力的存在而引起细胞水势增加的值，一般为正值
  • 重力势：由于重力作用引起细胞水势升高的值，以正值表示
    • 注意：研究水分在细胞水平运转时，与压力势和渗透势相比，重力势变化小,可忽略不计
  • 衬质势：由于细胞内胶体物质亲水性和毛细管作用对 自由水的束缚而引起的水势的降低值，一般为负值
    • 未形成液泡的细胞：以衬质势为主 已形成大液泡的细胞：衬质势基本为0
  • 植物细胞水势总结
• 水分的跨膜运输
  • 水分运动的两种方式
    • 水分在细胞膜系统内的移动途径： ①单个水分子通过膜脂双分层的间隙或水通道进入细胞 ②水集流通过质膜上水孔蛋白中的水通道进入细胞
    • 扩散
      • 概念：物质分子从较高化学势区域向较低化学势区域的随机的、累进的运动，通常导致扩散分子的均匀分布
      • 应用：短距离运输水分（通过膜脂双分子层）
      • 实例：水的蒸发、叶片的蒸腾作用
    • 集流
      • 概念：成群的水分子在压力差的作用下通过质膜上的水通道进出细胞的过程。集流是单向的。集流速度与水势差有关。
      • 应用：长距离运输
      • 水分进入方式
        • 通过水通道蛋白/水孔蛋白
          • 概念：细胞质膜上存在的由蛋白质组成的对水具有特异通透性的孔道
          • 注意：①水孔蛋白存在开放、关闭两种状态：受磷酸化(开放)、去磷酸化(关闭) ②水分通过水孔蛋白转移同样取决于水势梯度
• 土壤中的水分与土壤水势
  • 永久萎蔫点：当土壤含水量达到永久萎蔫系数(植物刚刚发生永久萎蔫时，土壤中存留的水分含量)时的水势,称为永久萎蔫点
  • 田间持水量：当土壤中重力水全部排除，保留全部毛细管水和束缚水时的土壤含水量
• 植物根系对水分的吸收
  • 根部吸水区域：根毛区吸水能力最强
  • 根系吸水方式
    • 主动吸水
      • 概念：以根压为动力引起的根系吸水过程；现象：吐水、伤流
        • 吐水：当植物吸水多于蒸腾失水时 伤流：从受伤或折断的植物茎基部伤口溢出液体的现象
    • 被动吸水：由蒸腾拉力引起的根系吸水（注意：在正常情况下，植物吸水主要靠蒸腾拉力）
  • 根压的产生
    • 与水分吸收途径有关
      • 共质体途径
        • 概念：由细胞壁、细胞间隙、胞间层以及导管的空腔组成的质外体部分的移动过程
        • 特点：不跨膜，移动阻力小，移动速度快
      • 质外体途径
        • 概念：水分依次从一个细胞的细胞质经过胞间连丝进入另一个细胞的胞质的移动过程
        • 特点：要跨膜，水分运输阻力较大
      • 跨膜途径
  • 影响根系吸水的因素
    • 根系自身因素
      • 根系密度、分布、活力、通性（根系密度：单位面积土壤内根系长度）
    • 土壤条件
      • （1）土壤中可用水分：根部吸水能力>土壤保水能力，则吸水；反正则反 （2）土壤通气状况：土壤缺氧和二氧化碳浓度过高，导致根部吸水量减少 （3）土壤温度 （4）土壤溶液浓度：根系要从土壤中吸水，根部细胞水势必然要比土壤水势低
• 蒸腾作用
  • 概念：水从植物地上部分以水蒸汽状态向外界散失的过程
  • 生理意义：(1)蒸腾拉力是植物被动吸水的主要动力 (2)蒸腾作用能够降低植物体和叶片温度 (3)蒸腾作用利于根部吸收转运无机离子 (4)蒸腾作用的负效应是水分大量散失导致利用率降低。
  • 主要方式
    • 整体蒸腾：幼小植物体的表面
    • 皮孔蒸腾：长大的植物茎枝上的皮孔
    • 叶片蒸腾（植物蒸腾的主要部位）
      • 角质蒸腾
      • 气孔蒸腾
        • 小孔定律：气体通过小孔表面的扩散速率不是与小孔的面积成正比，而是与小孔的周长成正比。
        • 关于气孔调节机制的3种假说
          • 淀粉—糖转化假说
          • 钾离子积累假说
          • 苹果酸代谢假说
        • 影响气孔运动的因素： （1）内部因素 （2）外部因素： ①光：光照—气孔张开,黑暗—气孔关闭 ②温度：温度上升—气孔开度增大 10℃以下小，25℃最大，35℃以上变小 ③CO2：低浓度—促进张开,高浓度—迅速关闭 ④水分：水分胁迫(水势下降即渗透压升高)—气孔开度减小 ⑤植物激素细胞分裂素可以促进气孔张开，ABA(脱落酸)可以促进气孔关闭 ⑥风：微风(微风能将气孔边的水蒸气吹走,减少外部阻力,加强蒸腾)—促进蒸腾,强风—使气孔关闭
  • 蒸腾的指标： ①蒸腾速率:指植物在单位时间内单位面积通过蒸腾作用所散失的水量，又称蒸腾强度。 注意：蒸腾速率=水蒸汽浓度差/水蒸汽扩散阻力 ②蒸腾效率:指植物每消耗1kg水所生产干物质的质量(g) 或者说植物在一定时间内干物质的积累量与同期所消耗 的水量之比。 ③蒸腾系数:指植物光合作用固定每摩尔的CO₂所需蒸腾散失的水的摩尔数的比值(是蒸腾效率的倒数)。 注意：蒸腾系数=蒸腾散失的水的量/光合作用固定的CO₂的量
• 合理灌溉
  • 分水临界期：指植物在生命周期中对水分缺乏最敏感、最易受害的时期
  • 合理灌溉的方法： （1）精确农业 （2）调亏灌溉 （3）控制性分根区交替灌溉 （4）干湿交替灌溉