水分代谢医学宣教培训ppt课件

水分代谢医学宣教水分代谢医学宣教水分代谢医学宣教1没有水就没有生命没有水就没有生命 “有收无收在于水有收无收在于水”2水分代谢医学宣教没有水就没有生命 “有收无收在于水”2水分代谢医学宣教2散失散失吸收吸收运输运输3水分代谢医学宣教散失吸收运输3水分代谢医学宣教3 第一节第一节 水在植物生活中的重要性水在植物生活中的重要性 一、植物的含水量及其存在状态一、植物的含水量及其存在状态 植物组织含水量一般为植物组织含水量一般为70%90%。存在状态：存在状态：束缚水和自由水束缚水和自由水 束缚水（束缚水（bound water）：被原生质组：被原生质组分吸附，不能自由移动的水分。分吸附，不能自由移动的水分。自由水（自由水（free water）：不被原生质组：不被原生质组分吸附，可自由移动的水分。分吸附，可自由移动的水分。自由水自由水/束缚水束缚水是衡量植物是衡量植物代谢强弱和代谢强弱和抗性抗性的生理指标之一。的生理指标之一。4水分代谢医学宣教 第一节 水在植物生活中的重要性 一、植物的含水4亲水物质亲水物质5水分代谢医学宣教亲水物质5水分代谢医学宣教5 二、水对植物的生理生态作用二、水对植物的生理生态作用 生理作用：生理作用：1、水是原生质的主要组分、水是原生质的主要组分 2、水直接参与植物体内重要的代谢过程、水直接参与植物体内重要的代谢过程 3、水是许多生化反应和物质吸收、运输、水是许多生化反应和物质吸收、运输 的良好介质的良好介质 4、水使植物保持固有的姿态、水使植物保持固有的姿态 5、细胞的分裂和延长生长需要足够的水、细胞的分裂和延长生长需要足够的水6水分代谢医学宣教 二、水对植物的生理生态作用6水分代谢医学6 生态作用：生态作用：1、调节植物体温、调节植物体温 高比热：高比热：(4.187kjkg-1K-1),稳定植物体温稳定植物体温.高汽化热：高汽化热：(25 o oC,C,2.45 kjkg-1)降低体温，降低体温，避免高温危害避免高温危害 2、介电常数高、介电常数高：有利于离子的溶解有利于离子的溶解 3、水对可见光有良好的通透性、水对可见光有良好的通透性 4、水可调节植物的生存环境、水可调节植物的生存环境 7水分代谢医学宣教 生态作用：7水分代谢医学宣教7 第二节第二节 植物细胞对水分的吸收植物细胞对水分的吸收 吸胀性吸水吸胀性吸水（未形成液泡（未形成液泡 的细胞）的细胞）吸水方式吸水方式代谢性吸水代谢性吸水（直接耗能）（直接耗能）渗透性吸水渗透性吸水（具液泡细胞）（具液泡细胞）8水分代谢医学宣教 第二节 植物细胞对水分的吸收 8 一、细胞的渗透性吸水一、细胞的渗透性吸水（一）自由能、化学势、水势的概念（一）自由能、化学势、水势的概念 自由能（自由能（G）：物质能用于做功的潜）：物质能用于做功的潜在能量。在能量。化学势（化学势（）：每摩尔体积某物质的）：每摩尔体积某物质的自由能。自由能。9水分代谢医学宣教 一、细胞的渗透性吸水（一）自由能、化学势、水势的概念9水9 水的水的G 1mol水的水的G w w 水势（水势（water potential）：每偏摩尔：每偏摩尔体积水的化学势差。体积水的化学势差。w-wVw，mVw，mw纯水的纯水的化学势化学势10水分代谢医学宣教 水的G 水势（water p10纯水的水势最高，定为纯水的水势最高，定为0 0 单位单位：J J/mol Nm/mol N w =Vw，m m3/mol m3/mol m2 水势的单位是压强的单位水势的单位是压强的单位，帕斯卡（，帕斯卡（PaPa）、）、兆帕斯卡（兆帕斯卡（MpaMpa）、大气压（）、大气压（atmatm）、巴）、巴（barbar）1bar=101bar=105 5Pa=0.1MPa=0.987atmPa=0.1MPa=0.987atm11水分代谢医学宣教纯水的水势最高，定为0 单位：水势的单位是压强的11 Vw，m：偏摩尔体积：偏摩尔体积，指在恒，指在恒温、恒压和其它组分不变的条件温、恒压和其它组分不变的条件下，加入下，加入1摩尔的水所引起的体积摩尔的水所引起的体积增量。增量。如：纯水的摩尔体积是如：纯水的摩尔体积是18cm18cm3 3,将将其加入其加入100cm100cm3 3的乙醇中，最终体积的乙醇中，最终体积是是118.07cm118.07cm3 3，水的偏摩尔体积是多，水的偏摩尔体积是多少？（少？（18.07cm18.07cm3 3）12水分代谢医学宣教 Vw，m：偏摩尔体积，指在恒温、恒压和其它组12 几种常见化合物的水势 溶液溶液 w/Mpa 纯水纯水 0 Hoagland营养液营养液 -0.05 海水海水 -2.50 1molL-1蔗糖蔗糖 -2.69 1molL-1 KCl -4.5013水分代谢医学宣教 几种常见化合物的水势13水分代谢医学宣教13 （二）渗透作用（二）渗透作用 渗透作用（渗透作用（osmosis）：水分从水：水分从水势高的系统通过势高的系统通过半透膜半透膜向水势低的系统向水势低的系统移动的现象。移动的现象。纯水纯水 糖水糖水 半透膜半透膜14水分代谢医学宣教 （二）渗透作用 渗透作用（osmos14 植物细胞就是一个渗透植物细胞就是一个渗透系统系统 成熟细胞的成熟细胞的原生质层原生质层（原生质膜、原生质和（原生质膜、原生质和液泡膜）相当于液泡膜）相当于半透膜半透膜。液泡液、原生质层和液泡液、原生质层和细胞外溶液构成了一个细胞外溶液构成了一个渗透系统。渗透系统。15水分代谢医学宣教 植物细胞就是一个渗透系统15水分代谢医学宣教15质壁分离现象可以解决下列问题：质壁分离现象可以解决下列问题：1、判断细胞死活、判断细胞死活2、测定细胞的渗透势、测定细胞的渗透势3、观察物质通过原生观察物质通过原生质层的速率。质层的速率。16水分代谢医学宣教质壁分离现象可以解决下列问题：1、判断细胞死活3、观察物质通16（三）植物细胞的水势构成（三）植物细胞的水势构成 w w =+p p+m m :渗透势，也称溶质势（渗透势，也称溶质势（s s）由于溶质颗粒的存在而引起的水势由于溶质颗粒的存在而引起的水势降低值。降低值。恒为负值恒为负值。=-=-iCRTiCRTi:i:解离系数，解离系数，C C：溶质浓度：溶质浓度 R R：气体：气体常数，常数，T T：绝对温度：绝对温度17水分代谢医学宣教（三）植物细胞的水势构成 w =+17p p ：压力势：压力势，由于细胞壁压力，由于细胞壁压力的存在而引起的水势增加值。的存在而引起的水势增加值。一般情况下，压力势为一般情况下，压力势为正值正值；质壁分离时，压力势为质壁分离时，压力势为零零；剧烈蒸腾时，压力势为剧烈蒸腾时，压力势为负值负值。18水分代谢医学宣教p：压力势，由于细胞壁压力的存在而引起的水势增加值。1818 mm ：衬质势，：衬质势，由于细胞胶体物质亲由于细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水的束缚而引起的水水性和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值。势降低值。恒为负值恒为负值。未形成液泡的细胞的水势等于衬质势，未形成液泡的细胞的水势等于衬质势，w w=mm 已形成液泡的细胞，衬质势很大，但绝已形成液泡的细胞，衬质势很大，但绝对值很小（趋于零），可忽略不计。对值很小（趋于零），可忽略不计。故：故：w w=+p p19水分代谢医学宣教 m：衬质势，由于细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由19w ws sp p 0.9 0.9 1.01.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.1 1.2 1.3 1.4 1.51.5 相对体积相对体积 1.5 1.0 0.5 0-0.5-1.0-1.5-2.0-2.5 cellcell水势、溶质势、压力势水势、溶质势、压力势/MPa/MPa20水分代谢医学宣教wsp 0.9 1.0 1.1 1.2 1.3 1.20 （1）初始质壁分离时初始质壁分离时，V=1.0，p p=0，w w=s s=-2.0MPa （2）充分膨胀时充分膨胀时，V=1.5，w w=0 s s =p p （3）剧烈蒸腾时剧烈蒸腾时，p p 021水分代谢医学宣教 （1）初始质壁分离时，V=1.0，（2）21（四）细胞间的水分移动（四）细胞间的水分移动（w w，Map）A A-0.8-0.8 B B-0.6-0.6 C C-0.4-0.4（1）将细胞放入高水势溶液中：）将细胞放入高水势溶液中：（2）将细胞放入低水势溶液中：将细胞放入低水势溶液中：（3）将细胞放入等水势溶液中）将细胞放入等水势溶液中:22水分代谢医学宣教（四）细胞间的水分移动（w，Map）A B C（1）将22例例2：将一个细胞放入渗透势为将一个细胞放入渗透势为-0.2MPa的溶液中，达到动态平衡后，细胞的渗透的溶液中，达到动态平衡后，细胞的渗透势为势为-0.6MPa，细胞的压力势等于多少？，细胞的压力势等于多少？例例1：有一为水分充分饱和的细胞，将有一为水分充分饱和的细胞，将其放入比细胞液浓度低其放入比细胞液浓度低100倍的溶液中，倍的溶液中，则其细胞体积（则其细胞体积（）A、变大、变大 B、变小、变小 C、不变、不变23水分代谢医学宣教例2：将一个细胞放入渗透势为-0.2MPa的溶液中，达到动23例例3：假设一个细胞的渗透势为假设一个细胞的渗透势为-0.8Mpa,将其放入渗透势为将其放入渗透势为-0.3Mpa溶液中，请计溶液中，请计算细胞的压力势为何值时才分别发生下算细胞的压力势为何值时才分别发生下列三种情况？列三种情况？1、细胞体积变大、细胞体积变大 2、细胞体积变小、细胞体积变小 3、细胞体积不变、细胞体积不变(p 0.5 ，0.8)(p=0.5)24水分代谢医学宣教例3：假设一个细胞的渗透势为-0.8Mpa,将其放入渗透24二、细胞的吸胀吸水二、细胞的吸胀吸水 吸胀作用：吸胀作用：指亲水胶体吸水膨胀的现象。指亲水胶体吸水膨胀的现象。不同物质吸胀力大小不同，如：蛋白质不同物质吸胀力大小不同，如：蛋白质 淀粉淀粉 纤维素，纤维素，吸胀力即衬质势。吸胀力即衬质势。干燥种子、根尖、茎尖分生细胞、干燥种子、根尖、茎尖分生细胞、果果实和种子形成过程中实和种子形成过程中靠吸胀靠吸胀吸水，其吸水，其水势水势等于其衬质势等于其衬质势，豆类种子胶体的衬质势可，豆类种子胶体的衬质势可小于小于100Mpa。=细胞吸水饱和时细胞吸水饱和时m=025水分代谢医学宣教二、细胞的吸胀吸水25水分代谢医学宣教25三、细胞的代谢性吸水三、细胞的代谢性吸水 代谢性吸水：代谢性吸水：利用细胞呼吸释放利用细胞呼吸释放的能量使水分透过质膜进入细胞的过的能量使水分透过质膜进入细胞的过程。程。26水分代谢医学宣教三、细胞的代谢性吸水26水分代谢医学宣教26 四、水分跨膜移动的途径四、水分跨膜移动的途径 1、单个水分子通过膜脂双分子层的间、单个水分子通过膜脂双分子层的间隙进入细胞隙进入细胞 2、水集流通过质膜上水孔蛋白组成的、水集流通过质膜上水孔蛋白组成的水通道进入细胞水通道进入细胞 水孔蛋白：水孔蛋白：是一类具有选择性地、是一类具有选择性地、高效转运水分的膜通道蛋白。高效转运水分的膜通道蛋白。27水分代谢医学宣教 四、水分跨膜移动的途径27水分代谢医学宣教27 水分子水分子水通道水通道类脂水分跨膜移动途径示意图水分跨膜移动途径示意图水孔蛋白水孔蛋白28水分代谢医学宣教 28 水孔蛋白的活化依靠磷酸化和脱磷水孔蛋白的活化依靠磷酸化和脱磷酸化作用调节。酸化作用调节。如依赖如依赖Ca2+的蛋白激酶可使其丝的蛋白激酶可使其丝氨酸残基磷酸化，水孔蛋白的水通道氨酸残基磷酸化，水孔蛋白的水通道加宽，加宽，水集流通过量增加。如除去此水集流通过量增加。如除去此磷酸基团，则水通道变窄，水集流通磷酸基团，则水通道变窄，水集流通过量减少过量减少。29水分代谢医学宣教 水孔蛋白的活化依靠磷酸化和脱磷酸化作用调节。29水分代谢29 第三节第三节 植物根系对水分的吸收植物根系对水分的吸收 一、根系吸水的部位一、根系吸水的部位 吸水的主要器官是吸水的主要器官是根系根系，根吸水，根吸水的主要部位是的主要部位是根尖根尖，根尖吸水最活跃，根尖吸水最活跃的部位是的部位是根毛区根毛区。二、根系吸水方式及其动力二、根系吸水方式及其动力 方式：方式：被动吸水和主动吸水被动吸水和主动吸水 1、被动吸水、被动吸水 吸水动力：蒸腾拉力吸水动力：蒸腾拉力30水分代谢医学宣教 第三节 植物根系对水分的吸收 一、根系吸水30 蒸腾拉力蒸腾拉力：由于蒸腾作用产生的：由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使导管中水分上升的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。力量。被动吸水被动吸水是植物吸水的主要方式。是植物吸水的主要方式。2、主动吸水、主动吸水以根压为吸水动力以根压为吸水动力 根压：根压：由于植物根系的生理活动而由于植物根系的生理活动而使液流从根部沿导管上升的压力。使液流从根部沿导管上升的压力。伤流伤流和和吐水吐水是由根压引起的。是由根压引起的。31水分代谢医学宣教 蒸腾拉力：由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使31根压产生的机理根压产生的机理：32水分代谢医学宣教根压产生的机理：32水分代谢医学宣教32根压产生的机理根压产生的机理：渗透论：渗透论：根系主动吸收的根系主动吸收的无机离子无机离子进入进入共质体达中柱内的活细胞，然后释放至导共质体达中柱内的活细胞，然后释放至导管中，引起离子积累，使其水势降低，而管中，引起离子积累，使其水势降低，而内皮层以外的质外体水势较高，因而水分内皮层以外的质外体水势较高，因而水分就不断通过渗透作用进入导管，造成水分就不断通过渗透作用进入导管，造成水分向中柱的扩散作用，在中柱内产生一种静向中柱的扩散作用，在中柱内产生一种静水压力，即根压。水压力，即根压。代谢论：代谢论：认为呼吸作用所产生的能量参认为呼吸作用所产生的能量参与根系的吸水过程。例如，当外界温度降与根系的吸水过程。例如，当外界温度降低时、氧分压下降、呼吸抑制剂存在时，低时、氧分压下降、呼吸抑制剂存在时，根压、伤流或吐水会降低或停顿。根压、伤流或吐水会降低或停顿。33水分代谢医学宣教根压产生的机理：33水分代谢医学宣教33 三、影响根系吸水的因素三、影响根系吸水的因素 1、土壤水分状况、土壤水分状况 土壤水分为可利用水和不可利用土壤水分为可利用水和不可利用水。植物可利用水的土壤水势范围为水。植物可利用水的土壤水势范围为-0.05MPa-0.30MPa 永久萎蔫系数永久萎蔫系数（PWC）：植物刚：植物刚发生永久萎蔫时土壤中存留的含水量。发生永久萎蔫时土壤中存留的含水量。土壤中可利用水土壤中可利用水=毛细管水毛细管水-永久永久萎蔫系数。萎蔫系数。34水分代谢医学宣教 三、影响根系吸水的因素 1、土壤水分状况3342、土壤通气状况、土壤通气状况土壤通气不良土壤通气不良:A、缺缺O2，呼吸减弱，影响根压；呼吸减弱，影响根压；B、长时间无氧呼吸，根系中毒；长时间无氧呼吸，根系中毒；C、土壤还原性物质过多，不利于土壤还原性物质过多，不利于根系生长与吸收。根系生长与吸收。35水分代谢医学宣教2、土壤通气状况35水分代谢医学宣教353、土壤温度、土壤温度 低温低温：原生质粘性增大，水分不易透过原生质粘性增大，水分不易透过.酶活性降低，影响主动吸水酶活性降低，影响主动吸水 .水分子水分子运动减慢运动减慢 .根系生长缓慢，吸收面积减根系生长缓慢，吸收面积减少少高温：高温：加速根系老化，加速根系老化，吸收面积减吸收面积减 少少 .酶钝化酶钝化，主动吸水下降。主动吸水下降。4、土壤溶液浓度、土壤溶液浓度 土壤溶液水势一般高于根细胞水势，土壤溶液水势一般高于根细胞水势，施肥过多产生施肥过多产生“烧苗烧苗”现象。现象。(土土-0.1Mpa)36水分代谢医学宣教3、土壤温度 36第四节第四节 蒸腾作用蒸腾作用 一、蒸腾作用的生理意义一、蒸腾作用的生理意义 蒸腾作用（蒸腾作用（transpiration）：指植物：指植物体内的水分以体内的水分以气态方式气态方式从植物体表面向从植物体表面向外界散失的过程。外界散失的过程。液态散失液态散失 吐水吐水 气态散失气态散失 蒸腾作用蒸腾作用失水方式失水方式：37水分代谢医学宣教第四节 蒸腾作用 一、蒸腾作用的生37 蒸腾作用的生理意义：蒸腾作用的生理意义：1、有利于、有利于水分的吸收和运输水分的吸收和运输 蒸腾拉力是高大树木吸水的主蒸腾拉力是高大树木吸水的主要动力要动力 2、有利于、有利于矿物质和有机物的吸收矿物质和有机物的吸收和运输和运输 3、维持植物、维持植物体温的恒定体温的恒定38水分代谢医学宣教 蒸腾作用的生理意义：1、有利于水分的吸收和运38二、蒸腾作用的部位及指标二、蒸腾作用的部位及指标（一）部位（一）部位 1、植物幼小时，地面以上的全部表面、植物幼小时，地面以上的全部表面、皮孔蒸腾、皮孔蒸腾 高大木本植物，约占高大木本植物，约占全部蒸腾的全部蒸腾的0.1%3、叶片蒸腾叶片蒸腾（1）角质蒸腾）角质蒸腾 约占全部蒸腾的约占全部蒸腾的5%10%（2）气孔蒸腾气孔蒸腾 主要方式主要方式39水分代谢医学宣教二、蒸腾作用的部位及指标（一）部位39水分代谢医学宣教39（二）蒸腾作用的指标（二）蒸腾作用的指标 1.蒸腾速率（蒸腾速率（transpiration rate）：植物植物 在一定时间内单位叶面蒸腾的水在一定时间内单位叶面蒸腾的水量。（量。（g/dm2h）。）。2.蒸腾比率蒸腾比率或或蒸腾效率蒸腾效率：植物每消：植物每消耗耗水所生产的干物质的水所生产的干物质的克数克数。农。农作物为作物为10g/。3.蒸腾系数蒸腾系数或或需水量需水量：植物制造：植物制造1g干物质所消耗的水量（干物质所消耗的水量（g）。农作物为）。农作物为10050040水分代谢医学宣教（二）蒸腾作用的指标 1.蒸腾速率（transpira40 三、气孔蒸腾三、气孔蒸腾 （一）经过气孔的蒸腾速率（一）经过气孔的蒸腾速率 气孔很小，但数目很多，气孔面气孔很小，但数目很多，气孔面积一般不超过叶面积的积一般不超过叶面积的1%，但通过，但通过气孔的蒸腾量却达到叶片同样面积的气孔的蒸腾量却达到叶片同样面积的蒸发量的蒸发量的50%以上。以上。经过小孔的扩散速率与孔的周长经过小孔的扩散速率与孔的周长成正比成正比,不与面积成正比。此规率叫不与面积成正比。此规率叫小小孔扩散率。孔扩散率。41水分代谢医学宣教 三、气孔蒸腾 （一）经过气孔的蒸腾速率41水分代谢医学宣41（二）气孔运动的机理（二）气孔运动的机理 42水分代谢医学宣教（二）气孔运动的机理 42水分代谢医学宣教42（1）淀粉）淀粉糖变化学说糖变化学说 pH 7 淀粉淀粉+n Pi nG-1-P 白天白天COCO2 2下降，下降，pHpH上升到上升到7.07.0，淀粉磷酸，淀粉磷酸化酶催化正向反应，淀粉水解成糖，引起化酶催化正向反应，淀粉水解成糖，引起保卫细胞渗透势下降，水势降低，保卫细保卫细胞渗透势下降，水势降低，保卫细胞吸水而膨胀，因而气孔张开。夜晚则相胞吸水而膨胀，因而气孔张开。夜晚则相反。反。淀粉磷酸化淀粉磷酸化EpH 543水分代谢医学宣教（1）淀粉糖变化学说 4344水分代谢医学宣教44水分代谢医学宣教44水分代谢医学宣教培训ppt课件45（3）苹果酸代谢学说）苹果酸代谢学说 光下光下 保卫细胞光合作用保卫细胞光合作用 CO2降低降低 pH 升高升高 PEPC活性增强活性增强 生成苹果酸生成苹果酸 保卫细胞保卫细胞w w降低降低 细胞吸水膨胀细胞吸水膨胀 气孔打开。气孔打开。46水分代谢医学宣教（3）苹果酸代谢学说46水分代谢医学宣教46 光照光照 保卫细胞进行保卫细胞进行 呼吸作用呼吸作用 光合作用光合作用 CO2降低降低 光合磷酸化光合磷酸化 氧化磷酸化氧化磷酸化 淀粉淀粉 pH升高升高 水解水解 EMP ATP PEP+HCO3-PEPC 苹果酸苹果酸 光活化光活化H+-ATPE 糖、苹果酸、糖、苹果酸、K+、Cl-保卫细胞水势下降保卫细胞水势下降 排出排出 H+向周围细胞吸水，膨压升高向周围细胞吸水，膨压升高 气孔张开气孔张开 气孔运动机理气孔运动机理47水分代谢医学宣教 光照47水分471.1.光照光照：光诱导气孔开放：光诱导气孔开放(一些植物除外一些植物除外)，蓝光和红光最有效，蓝光和红光最有效(与光合作用相似与光合作用相似)。光促进光合作用，促进苹果酸的形光促进光合作用，促进苹果酸的形成，促进成，促进K K+和和ClCl-吸收等吸收等 2.CO2.CO2 2：叶片内部低的：叶片内部低的COCO2 2分压可使气孔分压可使气孔张开，高的张开，高的COCO2 2则使气孔关闭。则使气孔关闭。影响气孔运动的因素影响气孔运动的因素48水分代谢医学宣教1.光照：光诱导气孔开放(一些植物除外)，蓝光和红光最有效483.3.温度：温度：在一定温度范围内气孔开度一般在一定温度范围内气孔开度一般随温度的升高而增大。在随温度的升高而增大。在2525以上时气孔以上时气孔开度最大，开度最大，30-3530-35时开度会减小。低温时开度会减小。低温下开度减小或关闭下开度减小或关闭。4.4.叶片含水量叶片含水量：叶片水势直接影响气孔：叶片水势直接影响气孔开度。白天剧烈蒸腾时失水过多，气孔关开度。白天剧烈蒸腾时失水过多，气孔关闭。雨天叶片含水过多，表面细胞体积膨闭。雨天叶片含水过多，表面细胞体积膨大，挤压保卫细胞，使气孔关闭。大，挤压保卫细胞，使气孔关闭。49水分代谢医学宣教3.温度：在一定温度范围内气孔开度一般随温度的升高而增大。在495.5.风：风：大风使保卫细胞失水过多而促进大风使保卫细胞失水过多而促进气孔关闭。微风有利于气孔开放和蒸腾气孔关闭。微风有利于气孔开放和蒸腾6.6.植物激素：植物激素：细胞分裂素促进气孔开放，细胞分裂素促进气孔开放，而而ABAABA促进气孔关闭。干旱时根产生的促进气孔关闭。干旱时根产生的ABAABA向上运输到地上部，促进保卫细胞膜向上运输到地上部，促进保卫细胞膜上上K K+外流通道开启，向外运送的外流通道开启，向外运送的K K+量增加，量增加，使保卫细胞水势增大而失水，从而促进使保卫细胞水势增大而失水，从而促进气孔关闭气孔关闭50水分代谢医学宣教5.风：大风使保卫细胞失水过多而促进气孔关闭。微风有利于气孔50四、影响蒸腾作用的因素四、影响蒸腾作用的因素蒸腾速率蒸腾速率 气孔下腔蒸气压气孔下腔蒸气压-大气蒸气压大气蒸气压 气孔阻力气孔阻力 +扩散层阻力扩散层阻力扩散力扩散力扩散阻力扩散阻力51水分代谢医学宣教四、影响蒸腾作用的因素气孔阻力 +扩散层阻力扩散力扩51扩散层扩散层气孔阻力气孔阻力大气蒸汽压大气蒸汽压气孔下腔蒸汽压气孔下腔蒸汽压52水分代谢医学宣教扩散层气孔阻力大气蒸汽压气孔下腔蒸汽压52水分代谢医学宣教52（一）内部因素（一）内部因素 1、气孔和气孔下腔、气孔和气孔下腔 气孔频度（气孔数气孔频度（气孔数/cm2）和气孔）和气孔大小直接影响内部阻力，气孔下腔体积大小直接影响内部阻力，气孔下腔体积影响内部蒸气压。影响内部蒸气压。2、叶片内部面积、叶片内部面积 指内部细胞间隙的面积。内部面指内部细胞间隙的面积。内部面积大，有利于蒸腾。积大，有利于蒸腾。53水分代谢医学宣教（一）内部因素 1、气孔和气孔下腔53水分代53（二）环境因素（二）环境因素 1、光照、光照 最主要的外界条件最主要的外界条件 光照提高叶温，叶内外蒸气压差增光照提高叶温，叶内外蒸气压差增大，有利蒸腾；光使气孔开放，气孔大，有利蒸腾；光使气孔开放，气孔阻力减小。阻力减小。2、空气相对湿度、空气相对湿度 大，蒸腾慢大，蒸腾慢 3、温度、温度 高，有利蒸腾高，有利蒸腾 4、风、风 微风促进，强风抑制微风促进，强风抑制54水分代谢医学宣教（二）环境因素 1、光照 最主要的外界条件54 一、水分运输的途径一、水分运输的途径 土壤水土壤水 根毛根毛 根皮层根皮层 根根中柱鞘中柱鞘 根导管根导管 茎导管茎导管 叶叶柄导管柄导管 叶脉导管叶脉导管 叶肉细胞叶肉细胞 叶细胞间隙叶细胞间隙 气孔下腔气孔下腔 气气孔孔 大气大气第五节第五节 植物体内的水分运输植物体内的水分运输55水分代谢医学宣教 一、水分运输的途径 土壤水 5556水分代谢医学宣教56水分代谢医学宣教56 二二、水分沿导管或管胞上升的动力、水分沿导管或管胞上升的动力 水分上升的动力：水分上升的动力：根压和蒸腾拉力根压和蒸腾拉力 水分上升的原因：水分上升的原因：蒸腾蒸腾内聚力内聚力张张力学说力学说 （1）水柱有张力，（）水柱有张力，（0.53MPa）（2）水分子间有较大的内聚力（）水分子间有较大的内聚力（20 Mpa），），内聚力内聚力张力张力 （3）水分子对导管坒有很强的附着力）水分子对导管坒有很强的附着力57水分代谢医学宣教 二、水分沿导管或管胞上升的动力 水分上升的动力5758水分代谢医学宣教58水分代谢医学宣教58第六节第六节 合理灌溉的生理基础合理灌溉的生理基础 一、作物的需水规律一、作物的需水规律1、不同作物需水量不同不同作物需水量不同 C3植物比植物比C4植物多植物多12倍倍2、同一作物不同生育期需要的水量不同同一作物不同生育期需要的水量不同 水分临界期水分临界期：植物对：植物对水分不足水分不足最敏感、最敏感、最易最易受害受害的时期。的时期。小麦小麦：孕穗期孕穗期和和开始灌浆开始灌浆乳熟末期乳熟末期豆类、花生豆类、花生：开花期：开花期果树：果树：开花一果实生长初期开花一果实生长初期59水分代谢医学宣教第六节 合理灌溉的生理基础 一、作物的需水59 二、合理灌溉的指标二、合理灌溉的指标1、形态指标、形态指标 （1）生长速率下降）生长速率下降（2）幼叶调萎（）幼叶调萎（3）茎叶变红）茎叶变红2、生理指标：生理指标：(1)叶片水势叶片水势 (2)细胞汁液浓度或渗透势细胞汁液浓度或渗透势(3)气孔开度气孔开度60水分代谢医学宣教 二、合理灌溉的指标2、生理指标：60水分代谢医学宣60三、合理灌溉增产的原因：三、合理灌溉增产的原因：满足生理需水满足生理需水：促进植物生长和光合：促进植物生长和光合作用，减缓午休现象；促进茎叶输导组织作用，减缓午休现象；促进茎叶输导组织发达，提高水分和同化物的运输速率，改发达，提高水分和同化物的运输速率，改善光合产物的分配利用，提高产量。善光合产物的分配利用，提高产量。满足生态需水：满足生态需水：同时还能改变栽培环同时还能改变栽培环境的土壤条件和气候条件。如盐碱地灌水，境的土壤条件和气候条件。如盐碱地灌水，可洗盐和压制盐分上升；旱地施肥后灌水，可洗盐和压制盐分上升；旱地施肥后灌水，起溶肥作用；寒潮来临前灌水，有保暖防起溶肥作用；寒潮来临前灌水，有保暖防冻作用；干热风来临前灌水，可提高大田冻作用；干热风来临前灌水，可提高大田附近的大气湿度，降低温度。附近的大气湿度，降低温度。61水分代谢医学宣教三、合理灌溉增产的原因：61水分代谢医学宣教61思考题：思考题：1.试述水对植物的生理生态作用试述水对植物的生理生态作用 2.试述溶液、具液泡细胞、干种子及分生细试述溶液、具液泡细胞、干种子及分生细胞的水势组成胞的水势组成 3.植体内水分的存在形式与植物代谢和抗逆植体内水分的存在形式与植物代谢和抗逆性强弱有何关系？性强弱有何关系？4.试述细胞的吸水方式及水分跨膜移动途径试述细胞的吸水方式及水分跨膜移动途径 5.试述根系吸水的方式及动力试述根系吸水的方式及动力 6.简述根压产生的原因简述根压产生的原因 7.简述气孔运动的机理简述气孔运动的机理 8.试述合理灌溉作物增产的原因试述合理灌溉作物增产的原因62水分代谢医学宣教思考题：62