2植物的水分生理

1、第二章植物的水分生理知識(shí)要點(diǎn)水是生命的“先天”環(huán)境，沒有水就沒有植物。水是植物體的主要組成成分。水除了直接或間接地參與生理生化反應(yīng)之外， 還調(diào)節(jié)植物的生態(tài)環(huán)境。植物體內(nèi)的水分以自由水和束縛水兩種形態(tài)存在，兩者的比例與植物的代謝強(qiáng)度和抗逆性強(qiáng)弱有著密切關(guān) 系。每偏摩爾水的自由能就是水的化學(xué)勢(shì)。每偏摩爾體積水的化學(xué)勢(shì)差就是水勢(shì)。植物細(xì)胞的水勢(shì)由滲透勢(shì)（溶質(zhì)勢(shì)）、壓力 勢(shì)和襯質(zhì)勢(shì)組成，Yw=¥s+Yp+Ym。水勢(shì)單位采用壓力單位（MPa ）。水分從水勢(shì)高處通過半透膜移向水勢(shì)低處，就是滲透作用。細(xì)胞吸水有滲透吸水、吸脹吸水以及代謝性吸水之分。具有液泡的植物細(xì)胞以滲透吸水為主。未形成液泡的嫩細(xì)

2、胞和干燥種子 的吸水主要靠吸脹吸水。細(xì)胞與細(xì)胞Z間的水分移動(dòng)方向，決定于兩處的水勢(shì)差，水分總是從水勢(shì)高處流向水勢(shì)低處，直至兩處水 勢(shì)差為零。土壤屮只有可利用水才能被植物根系吸收。根系吸收水分最活躍的部位是根毛區(qū)。根系吸水可分為主動(dòng)吸水和被動(dòng)吸水，通常 被動(dòng)吸水是主要的。凡是影響根壓形成和影響蒸騰速率的內(nèi)外條件，都影響根的吸水。蒸騰作用在植物生活中具有重要的作用。氣 孔蒸騰是蒸騰作用的主要方式。氣孔開閉機(jī)理可以用無機(jī)離子吸收學(xué)說和蘋果酸生成學(xué)說來解釋。氣孔開閉的關(guān)鍵問題是保衛(wèi)細(xì)胞 屮的溶質(zhì)增加和水勢(shì)的下降，當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞水勢(shì)下降后它周圍細(xì)胞吸水，氣孔就張開，反之氣孔則關(guān)閉。影響氣孔蒸騰的外界因素主

3、要有光照、溫度和濕度，而內(nèi)部因素則以氣孔開度為主。水分在植物體內(nèi)可經(jīng)質(zhì)外體和共質(zhì)體途徑運(yùn)輸。運(yùn)輸?shù)耐緩绞牵和寥繲根毛T皮層T內(nèi)皮層T中柱鞘T根的導(dǎo)管或管胞T莖的導(dǎo)管T葉柄導(dǎo)管T葉脈導(dǎo)管T葉肉細(xì)胞T葉細(xì)胞間隙T氣孔下腔T氣孔T大氣。水分在導(dǎo)管或管胞上升的動(dòng) 力是根壓與蒸騰拉力，并以蒸騰拉力為主。由于水分子之間的內(nèi)聚力和水分子與導(dǎo)管壁之間的吸附力遠(yuǎn)大于水柱張力，因而導(dǎo)管中 的水柱連續(xù)不中斷，這是水分源源不斷上升的保證。灌溉的基本原則是用少量的水取得最大的效果。要進(jìn)一步發(fā)揮灌溉的作用，就需要掌握作物的需水規(guī)律。作物需水量（蒸騰系 數(shù)）因作物種類、生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)期不同而有差異。合理灌溉則要以作物需水量和水

4、分臨界期為依據(jù)，參照生理指標(biāo)制定灌溉方案，采 用先進(jìn)的灌溉方法及時(shí)地進(jìn)行灌溉。合理灌溉可取得良好的生理效應(yīng)和生態(tài)效應(yīng)，增產(chǎn)效果顯著。習(xí)題一、名詞解釋自由水襯質(zhì)勢(shì)傷流現(xiàn)彖蒸騰系數(shù)朿縛水滲透作用蒸騰作用吸脹作用水勢(shì)水通道蛋白蒸騰拉力水分臨界期 壓力勢(shì)根壓蒸騰速率永久萎薦系數(shù)滲透勢(shì)吐水現(xiàn)象蒸騰效率三、填空題1. 植物散失水分的方式有（）種，即（）和（）。2. 作物灌水的生理指標(biāo)有（）、（）、（）和（）。3. 植物細(xì)胞吸水的三種方式是（）、（）和（）o4植物根系吸水的兩種方式是（）和（）。前者的動(dòng)力是（），后者的動(dòng)力是（）。5. 設(shè)甲乙兩個(gè)相鄰細(xì)胞，甲細(xì)胞的滲透勢(shì)為 -16 105 Pa,壓力勢(shì)為9X

5、105 Pa,乙細(xì)胞的滲透勢(shì)為-13 MO5 Pa,壓力勢(shì)為9X105 Pa,水應(yīng)從（）細(xì)胞流向（）細(xì)胞，因?yàn)榧准?xì)胞的水勢(shì)是（），乙細(xì)胞的水勢(shì)是（）。6. 某種植物每制造10克干物質(zhì)需消耗水分5000克,其蒸騰系數(shù)為（），蒸騰效率為（）。7在（）、（）和（）的標(biāo)準(zhǔn)狀況下，純水的水勢(shì)規(guī)定為零。8. 把成熟的植物生活細(xì)胞放在高水勢(shì)溶液屮細(xì)胞表現(xiàn)（），放在低水勢(shì)溶液中細(xì)胞表現(xiàn)（），放在等水勢(shì)溶液中細(xì)胞表現(xiàn)（）。9. 寫出下列吸水過程屮水勢(shì)的組分吸脹吸水，Y w =（）；滲透吸水，Y w =（）；干燥種子吸水，Yw=（）；分生組織細(xì)胞吸水，Yw=（）； 一個(gè)典型細(xì)胞水勢(shì)組分，Yw=（）；成長(zhǎng)植株吸水，

6、Yw =（）O10. 當(dāng)細(xì)胞處于初始質(zhì)壁分離時(shí)，YP （ ）, ' w二（）；當(dāng)細(xì)胞充分吸水完全膨脹時(shí)，Yp二（），w=（）；在初始質(zhì)壁分離與細(xì)胞充分吸水膨脹之間，隨著細(xì)胞吸水，YS （ ）, YP （ ）, Yw（）o11. 蒸騰作用的途徑有（）、（）和（）。12. 細(xì)胞內(nèi)水分存在狀態(tài)有（）和（）。13. 常用的蒸騰作用指標(biāo)有（）、（）和（）。14. 影響蒸騰作用的環(huán)境因子主要有（）、（）、（）和（）。15. 水分在植物體內(nèi)的運(yùn)輸，一部分是通過（）的長(zhǎng)距離運(yùn)輸，另一部分是通過活細(xì)胞的短距離徑向運(yùn)輸，包 括水分由根毛到根部導(dǎo)管，主要經(jīng)過（）和（）,由葉脈到氣孔腔要經(jīng)過（）o16. 植物

7、水分代謝的三個(gè)過程為（）、（）和（）。17. 空氣的相對(duì)濕度下降時(shí)，蒸騰速度（）o18. 將YP = 0的細(xì)胞放入等滲透溶液中，其體積（）。19. 當(dāng)把生活細(xì)胞放入含有不同離子的溶液中時(shí)，會(huì)引起不同形式的質(zhì)壁分離。在含有1價(jià)離子（）的溶液中能引起（）形質(zhì)壁分離，而在含有2價(jià)離子（）的溶液中能引起（）形質(zhì)壁分離。四、選擇題1. 有一充分飽和細(xì)胞，將其放入比細(xì)胞濃度低10倍的溶液中，則細(xì)胞體積A不變B變小C變大D不一定2. 將一個(gè)生活細(xì)胞放入與其滲透勢(shì)相等的糖溶液中，則會(huì)發(fā)生A細(xì)胞吸水B細(xì)胞失水C細(xì)胞既不吸水也不失水D既可能失水也可能保持動(dòng)態(tài)平衡3. 已形成液泡的成熟細(xì)胞，其襯質(zhì)勢(shì)通常忽略不計(jì)，原

8、因是A襯質(zhì)勢(shì)不存在B襯質(zhì)勢(shì)等于壓力勢(shì)C襯質(zhì)勢(shì)絕對(duì)值很大D襯質(zhì)勢(shì)絕對(duì)值很小4. 在萌發(fā)條件下、蒼耳的不休眠種子開始4小時(shí)的吸水是屬于A吸脹吸水B代謝性吸水C滲透性吸水D上述三種吸水都存在5. 水分在根及葉的活細(xì)胞間傳導(dǎo)的方向決定于A細(xì)胞液的濃度B相鄰活細(xì)胞的滲透勢(shì)大小C相鄰活細(xì)胞的水勢(shì)梯度D活細(xì)胞壓力勢(shì)的高低6. 在氣孔張開時(shí)，水蒸氣分子通過氣孔的擴(kuò)散速度A與氣孔面積成正比 B與氣孔周長(zhǎng)成反比C與氣孔周長(zhǎng)成正比D不決定于氣孔周長(zhǎng)，而決定于氣孔大小7. 一般說來，越冬作物細(xì)胞屮自由水與束待水的比值A(chǔ)大于1 B小于1 C等于1 D等于零8. 植物根系吸水的主要部位是A分生區(qū)B伸長(zhǎng)區(qū)C成熟區(qū)D伸長(zhǎng)區(qū)的

9、一部分和成熟區(qū)的一部分9. 植物的水分臨界期是指A植物需水量多的時(shí)期B植物對(duì)水分利用率最高的時(shí)期C植物對(duì)水分缺乏最敏感的時(shí)期D植物對(duì)水分的需求由低到高的轉(zhuǎn)折時(shí)期10. 用小液流法測(cè)定植物組織水勢(shì)時(shí)，觀察到小液滴下降觀彖，這說明A植物組織水勢(shì)等于外界溶液水勢(shì)。C植物組織水勢(shì)低于外界溶液水勢(shì)。11.植物體內(nèi)水分長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)闹饕朗荁植物組織水勢(shì)高于外界溶液水勢(shì)。D無法判斷。A篩管和半胞B導(dǎo)管或管胞C轉(zhuǎn)移細(xì)胞D胞間聯(lián)絲五、是非題1. 蒸騰效率高的植物，一定是蒸騰量小的植物。（）2. 種子吸脹吸水和植物蒸騰作用都是不需要呼吸作用直接供能的生理過程。（）3. 將一個(gè)細(xì)胞放入某一濃度的溶液中時(shí)，若細(xì)胞濃

10、度與外界溶液的濃度相等，則細(xì)胞體積不變。（）4. 處于初始質(zhì)壁分離狀態(tài)的細(xì)胞，若其細(xì)胞內(nèi)液濃度等于外液濃度，則細(xì)胞的吸水速度與排水速度相等，出現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡。（）5. 植物具有液泡的成熟細(xì)胞的襯質(zhì)勢(shì)很小，通常忽略不計(jì)。（）6. 一個(gè)細(xì)胞能否從外液中吸水，主要決定于細(xì)胞水勢(shì)與外液水勢(shì)的差值。（）7. 水分通過根部?jī)?nèi)皮層，需經(jīng)過共質(zhì)體，因而內(nèi)皮層對(duì)水分運(yùn)轉(zhuǎn)起調(diào)節(jié)作用。（）8. 若細(xì)胞的YP=YS,將其放入某一溶液中時(shí)，則體積不變。（）9. 若細(xì)胞的Yw = Y,S將其放入純水中，則體積不變。010. 將Yp = O的細(xì)胞放入等滲溶液中，其體積不變。（）11. 植物代謝旺盛的部位自由水與束縛水的比值小。

11、（）12. 土壤中的水分在具有內(nèi)皮層的根內(nèi)，可通過質(zhì)外體進(jìn)入導(dǎo)管。（）13. 蒸騰拉力引起植物被動(dòng)吸水，這種吸水與水勢(shì)梯度無關(guān)。（）14. 保衛(wèi)細(xì)胞進(jìn)行光合作用時(shí)，其滲透勢(shì)增高，水分進(jìn)入，氣孔張開。（）15. 植物體內(nèi)水在導(dǎo)管和管胞中能形成連續(xù)的水柱，主要是由于蒸騰拉力和水分子內(nèi)聚力的存在。（）16. 將洋蔥鱗莖表皮細(xì)胞用屮性紅染色后，用 1mol/LKNO3溶液處理，可觀察到凹型質(zhì)壁分離。（）17. 不管活細(xì)胞還是死細(xì)胞，只要用中性紅染色，都可觀察到質(zhì)壁分離現(xiàn)象。（）18. Ca 2+使洋蔥鱗莖表皮細(xì)胞發(fā)生凹形質(zhì)壁分離，這是由于C2+可提高原生質(zhì)粘性。（）19. 用小液流法測(cè)定植物組織水勢(shì)時(shí)

12、，首先需配制不同濃度的CaCI2或蔗糖溶液。（）六、問答題1. 試述氣孔開閉機(jī)理。2. 植物氣孔蒸騰是如何受光、溫度、CO 2濃度調(diào)節(jié)的？3. 植物如何維持其體溫的相對(duì)恒定？4. 植物受澇害后，葉片萎著或變黃的原因是什么？5. 低溫抑制根系吸水的主要原因是什么？6. 化肥施用過多為什么會(huì)產(chǎn)生“燒苗”現(xiàn)象？7. 蒸騰作用的生理意義如何？8. 舉例說明植物存在主動(dòng)吸水和被動(dòng)吸水。9. 試述水分在植物生命活動(dòng)屮的生理生態(tài)作用。10. 植物體內(nèi)水分存在狀態(tài)與代謝關(guān)系如何？11 細(xì)胞質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原有何應(yīng)用價(jià)值？12. 高大樹木導(dǎo)管中的水柱為何可以連續(xù)不中斷？假如某部分導(dǎo)管中水柱中斷了，樹木頂部葉

13、片還能不能得到水分？為什么？13. 合理灌溉在節(jié)水農(nóng)業(yè)屮的意義如何？如何才能做到合理灌溉？14. 合理灌溉為何可以增產(chǎn)和改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)？15. 為什么夏季晴天中午不能用井水澆灌作物？16. 光照如何影響植物根系吸水？參考答案 一、名詞解釋自由水：指未與細(xì)胞組分相結(jié)合能自由活動(dòng)的水。束縛水：亦稱結(jié)合水，指與細(xì)胞組分緊密結(jié)合而不能自由活動(dòng)的 水。水勢(shì)：每偏摩爾體積水的化學(xué)勢(shì)差。用 Y w表示，單位MPao屮w二（卩w卩w o ） /V w , m,即水勢(shì)為體系屮水的化學(xué)勢(shì)與處于等溫、等壓條件下純水的化學(xué)勢(shì)之差，再除以水的偏摩爾體積的商。用兩地間的水勢(shì)差可判別它們間水流的方向和限度，即水分總是從水勢(shì)

14、高處流向水勢(shì)低處，直到兩處水勢(shì)差為壓力勢(shì)：是由細(xì)胞壁的伸縮性對(duì)細(xì)胞內(nèi)含物所產(chǎn)生的靜水壓而引起的水勢(shì)增加值。滲透勢(shì)：亦稱溶質(zhì)勢(shì)，是由于溶液屮溶質(zhì)顆粒的存在而引起的水勢(shì)降低值。襯質(zhì)勢(shì)：由于細(xì)胞親水性物質(zhì)和毛細(xì)管對(duì)自由水束縛而引起的水勢(shì)降低值。O為止。 一般為正值，用YP表示。 用Ys表示，一般為負(fù)值。 用Ym表示，一般為負(fù)值。滲透作用：水分通過半透膜從水勢(shì)高的區(qū)域向水勢(shì)低的區(qū)域運(yùn)轉(zhuǎn)的作用。水通道蛋白：亦稱為水孔蛋白，是存在于生物膜上的具有 專一性通透水分功能的內(nèi)在蛋白。根壓：由于根系的生理活動(dòng)而使液流從根部上升的壓力。吐水現(xiàn)彖：未受傷植物如果處于土壤水分充足、空氣濕潤(rùn)的環(huán)境屮，葉尖端或者葉邊緣向外

15、溢岀水滴的現(xiàn)象。傷流現(xiàn)象：從植物莖 的基部切斷植株，則有液體不斷地從切口溢出的現(xiàn)象。蒸騰作用：水分從植物地上部分表面以水蒸汽的形式向外界散失的過程。蒸騰拉力：由于蒸騰作用產(chǎn)生的一系列水勢(shì)梯度使導(dǎo)管中 水分上升的力量。蒸騰速率：指植物在單位時(shí)間內(nèi)，單位葉面積通過蒸騰作用而散失的水分量。蒸騰效率：植物每蒸騰1 kg水時(shí)所形成的干物質(zhì)的克數(shù)。蒸騰系：植物每制造1 g干物質(zhì)所消耗水分的克數(shù)。它是蒸騰效率的倒 數(shù)，又稱需水量。吸脹作用：細(xì)胞質(zhì)及細(xì)胞壁組成成分中親水性物質(zhì)吸水膨脹的作用。水分臨界期：植物對(duì)水分不足特別敏感的時(shí) 期。如花粉母細(xì)胞四分體形成期。永久萎著系數(shù)：使植物發(fā)生永久萎著時(shí)土壤中水分重量與

16、土壤干重的百分比。三、填空題1. 兩，蒸騰作用，吐水2.葉片水勢(shì)，細(xì)胞汁液濃度，滲透勢(shì)，氣孔開度93. 吸脹吸水，滲透性吸水，代謝性吸水4. 主動(dòng)吸水，被動(dòng)吸水，根壓，蒸騰拉力5. 乙，甲，一7X10 5 Pa, - 4X10 5 Pa6. 500 克，2 克7. I個(gè)大氣壓下，引力場(chǎng)為零，與體系同溫度8. 吸水，排水，吸、排水速度相等9. Wm 屮 s+ ¥, P 14/ m , IVm ,也 s + N P + 平幅 s + W P10. 0, Ws,Ws, 0,升高，升高，升高11. 氣孔蒸騰，角質(zhì)層蒸騰，皮孔蒸騰12. 自由水，束縛水13. 蒸騰速率，蒸騰效率，蒸騰系數(shù)14.

17、 光照強(qiáng)度，CO2濃度，溫度，濕度15. 導(dǎo)管，皮層，內(nèi)皮層，葉肉細(xì)胞16. 水分的吸收，運(yùn)轉(zhuǎn)，排出17. 提高18. 不變19. K + ,凸，Ca2+ ,凹四、選擇題 1B2D3D4A5C6C7B8D9C10C11B五、是非題 1. X 2. V 3. X 4. V 5. X 6. V 7. V 8. X 9. X 10. V 11. X 12. X 13. X 14. X 15. V 16六、問答題1. 關(guān)于氣孔開閉機(jī)理主要有兩種學(xué)說：(1 )無機(jī)離子泵學(xué)說又稱K+泵假說。在光下，K+由表皮細(xì)胞和副衛(wèi)細(xì)胞進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞，保衛(wèi)細(xì)胞中K+濃度顯著增加，溶質(zhì)勢(shì)降低，引起水分進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞，氣孔就張

18、開；暗中，K+由保衛(wèi)細(xì)胞進(jìn)入副衛(wèi)細(xì)胞和表皮細(xì)胞，使保衛(wèi)細(xì)胞水勢(shì)升高而失水，造成氣孔關(guān)閉。這是因?yàn)楸Ｐl(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上存在著H+ATP酶，它被光激活后能水解保衛(wèi)細(xì)胞屮由氧化磷酸化或光合磷酸化生成的TP,并將H+從保衛(wèi)細(xì)胞分泌到周圍細(xì)胞屮，使得保衛(wèi)細(xì)胞的pH升高，質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的電勢(shì)變低，周圍細(xì)胞的pH降低，質(zhì)膜外側(cè)電勢(shì)升高，膜內(nèi)外的質(zhì)子動(dòng)力勢(shì)驅(qū)動(dòng)K+從周圍細(xì)胞經(jīng)過位于保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上的內(nèi)向K+通道進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞，引發(fā)氣孔開張。(2) 蘋果酸代謝學(xué)說在光下，保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)的部分CO2被利用時(shí)，pH升至8.0-8.5,從而活化了 PEP竣化酶，PEP竣化酶可催化由淀粉降解產(chǎn)生的PEP與HCO3-結(jié)合，形成草酰乙酸，并進(jìn)

19、一步被NADPH還原為蘋果酸。蘋果酸解離為2H+蘋果酸根，在H+/K+泵的驅(qū)使下，H+與K+交換，保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)K+濃度增加，水勢(shì)降低；蘋果酸根進(jìn)入液泡和CF 共同與K+在電學(xué)上保持平衡。同時(shí)，蘋果酸的存在還可降低水勢(shì)，促使保衛(wèi)細(xì)胞吸水，氣孔張開。當(dāng)葉片由光下轉(zhuǎn)入暗處時(shí)，該過 程逆轉(zhuǎn)。2. 氣孔蒸騰顯著受光、溫度和CO 2等因素的調(diào)節(jié)。(1 )光光是氣孔運(yùn)動(dòng)的主要調(diào)節(jié)因素。光促進(jìn)氣孔開啟的效應(yīng)有兩種，一種是通過光合作用發(fā)生的間接效應(yīng)；另一種是通過光 受體感受光信號(hào)而發(fā)生的直接效應(yīng)。光對(duì)蒸騰作用的影響首先是引起氣孔的開放，減少內(nèi)部阻力，從而增強(qiáng)蒸騰作用；其次，光可 以提高大氣與葉片溫度，增加葉內(nèi)外蒸

20、氣壓差，加快蒸騰速率。(2) 溫度氣孔運(yùn)動(dòng)是與酶促反應(yīng)有關(guān)的生理過程，因而溫度對(duì)蒸騰速率影響很大。當(dāng)大氣溫度升高時(shí)，葉溫比氣溫高出2-10C,因而，氣孔下腔蒸氣壓的增加大于空氣蒸氣壓的增加，這樣葉內(nèi)外蒸氣壓差加大，蒸騰加強(qiáng)。當(dāng)氣溫過高時(shí)， 葉片過度失水，氣孔就會(huì)關(guān)閉，從而使蒸騰減弱。(3) CO2對(duì)氣孔運(yùn)動(dòng)影響很大，低濃度CO2促進(jìn)氣孔張開，高濃度CO2能使氣孔迅速關(guān)閉(無論光下或暗屮都是如此)。在高濃度CO2下，氣孔關(guān)閉可能的原因是： 高濃度CO2會(huì)使質(zhì)膜透性增加，導(dǎo)致K+泄漏，消除質(zhì)膜內(nèi)外的溶質(zhì)勢(shì)梯度。 CO2使細(xì)胞內(nèi)酸化，影響跨膜質(zhì)子濃度差的建立。因此，CO2濃度高時(shí)，會(huì)抑制氣孔蒸騰。3

21、. 植物在陽光直射下，即使在炎熱的夏季，只要植物吸水和蒸騰作用能正常進(jìn)行，就可使植物體和葉片保持一定的溫度而不受熱 害。這是因?yàn)樗哂懈弑葻岷透咂療?，通過蒸騰可散失大量熱量的緣故。即能維持植物體 溫的相對(duì)恒定。4. 植物受澇反而表現(xiàn)岀缺水現(xiàn)彖，如萎著或變黃，是由于土壤屮充滿水，缺少氧氣，短時(shí)間內(nèi)可使細(xì)胞呼吸減弱，主動(dòng)吸水受到影 響。長(zhǎng)時(shí)間受澇，會(huì)導(dǎo)致根部無氧呼吸，產(chǎn)生和積累較多的酒精，使根系屮毒受傷吸水因難，致使葉片萎著變黃，甚至引起植株死 亡。5. （1）低溫使水的粘滯性增加，擴(kuò)散速度減慢。（2）低溫使細(xì)胞質(zhì)的粘滯性提高（有時(shí)呈凝膠狀態(tài)），水分子不易透過。（3）低溫能降低根系的生理活性，尤

22、其是呼吸減弱，供能量不足，影響主動(dòng)吸水。（4）低溫能使根系的生長(zhǎng)減慢等。6. 當(dāng)化肥施用過多時(shí)，造成土壤溶液水勢(shì)降低幅度較大，以致根系細(xì)胞的水勢(shì)高于土壤溶液水勢(shì)，導(dǎo)致根細(xì)胞不但不能從土壤屮吸水，反而細(xì)胞內(nèi)水分還要外滲至土壤中，因此產(chǎn)生“燒苗”現(xiàn)象。7. （ 1 ）蒸騰作用可引起植物的被動(dòng)吸水，并有利于水分的傳導(dǎo)。（2）蒸騰作用能降低葉溫，使植物體及葉片保持一定溫度，避免過熱傷害。（3）蒸騰作用能促進(jìn)物質(zhì)的吸收和運(yùn)輸。（4）蒸騰作用有利于氣體交換。8. （1）可用傷流現(xiàn)象證明植物存在主動(dòng)吸水。如將生長(zhǎng)屮的幼嫩向日葵莖，靠地面5cm處切斷，過一定時(shí)間可看到有液體從莖切口流出。這一現(xiàn)象的發(fā)生，完全是

23、由于根系生理活動(dòng)所產(chǎn)生的根壓，促使液流上升并溢出而造成，與地上部分 無關(guān)。（亦可用吐水現(xiàn)象證明）。（2）可用帶有葉片但將根去掉的枝條（或用高溫、毒劑殺死根系）吸水證明植物存在被動(dòng)吸水。將帶有葉片但將根去掉的枝條插入 瓶屮，可保持幾天枝葉不萎著，說明靠葉片蒸騰作用產(chǎn)生的蒸騰拉力，能將水分被動(dòng)吸入枝條并上運(yùn)，是與植物根系無關(guān)的被動(dòng)吸 水過程。9. （ 1）水是植物細(xì)胞質(zhì)的重要部分。細(xì)胞質(zhì)含水量一般在70-90% ,只有在水分飽和的狀態(tài)下，植物細(xì)胞才能有效地進(jìn)行分裂、伸長(zhǎng)、分化和各種生理生化變化。（2）水是植物體內(nèi)代謝過程的反應(yīng)物質(zhì)。水不僅是光合作用的直接原料，而且水參與呼吸作用、有機(jī)物質(zhì)的合 成與

24、分解等過 程。（3）水是良好的溶劑。有機(jī)物和無機(jī)物只有溶于水中，才容易被植物吸收、運(yùn)轉(zhuǎn)與分配。（4）水使植物保持挺立姿態(tài)。由于細(xì)胞和組織含有大量的水分，使細(xì)胞處于膨脹狀態(tài)，使植物枝葉保持挺立姿態(tài)，有利于充 分接受陽光和氣體交換，同時(shí)也促使花朵張開利于授粉。（5）水的理化性質(zhì)有利于植物的生命活動(dòng)。 化學(xué)特性由于水分子上電荷不等分布，使水分子具有明顯的極性，這樣使得溶于水屮的生物大分子呈現(xiàn)出水合狀態(tài)，具有 穩(wěn)定原生質(zhì)膠體的作用。 力學(xué)特性水具有很大的內(nèi)聚力和表面張力，有利于物質(zhì)的運(yùn)轉(zhuǎn)與吸收。 熱力學(xué)特性水具有很高的比熱和汽化熱，有利于調(diào)節(jié)植物體溫度，以適應(yīng)外界環(huán)境。 光學(xué)特性水能吸收紅外光，對(duì)可見

25、光吸收少，有利于植物尤其是水生植物進(jìn)行光合作用。10. 植物體內(nèi)水分的存在狀態(tài)與代謝關(guān)系極為密切，并且與抗性有關(guān)。一般說來，束縛水不參與植物的代謝反應(yīng)，若植物某些組織 和器官主要含束縛水時(shí)，則其代謝活動(dòng)非常微弱，如越冬植物的休眠芽和干燥種子，僅以極低微的代謝強(qiáng)度維持生命活動(dòng)，但其抗 性卻明顯增強(qiáng)，能渡過不良的環(huán)境條件。而自由水直接參與植物體內(nèi)的各種代謝反應(yīng)，含量多少還影響著代謝強(qiáng)度，含量越高， 代謝越旺盛。因此，常以自由水/束縛水的比率作為衡量植物代謝強(qiáng)弱的指標(biāo)之一。11. （ 1）用以驗(yàn)證生活細(xì)胞是個(gè)滲透系統(tǒng)，原生質(zhì)層可以被看作是選擇透性膜。（2）用以判斷細(xì)胞死活，只有活細(xì)胞才能發(fā)生 細(xì)胞質(zhì)

26、壁分離現(xiàn)象。（3）用以測(cè)定細(xì)胞質(zhì)的透性、滲透勢(shì)以及細(xì)胞質(zhì)的粘滯性等。（4）用細(xì)胞質(zhì)壁分離現(xiàn)彖解釋一次施肥過多引起“燒苗”的原因。12. 蒸騰作用產(chǎn)生的強(qiáng)大拉力把導(dǎo)管中的水往上拉，而導(dǎo)管中的水柱可以克服重力的影響而不中斷，這通常可用蒸騰流一內(nèi)聚力一 張力學(xué)說，也稱內(nèi)聚力學(xué)說來解釋，即水分子的內(nèi)聚力大于張力，從而能保證水分在植物 體內(nèi)的向上運(yùn)輸。水分子的內(nèi)聚力很大， 可達(dá)幾十MPa。植物葉片蒸騰失水后，便向?qū)Ч芪?，而水本身有重量，受到向下的重力影響，這樣，一個(gè)上拉的力量和一個(gè)下 拖的力量共同作用于導(dǎo)管水柱上就會(huì)產(chǎn)生張力，其張力可達(dá)-3.0MPa,但由于水分子內(nèi)聚力遠(yuǎn)大于水柱張力，同時(shí)，水分子與導(dǎo)

27、管 或管胞壁的纖維素分子間還有附著力，因而維持了輸導(dǎo)組織中水柱的連續(xù)性，使得水分不斷上升。導(dǎo)管水溶液屮有溶解的氣體，當(dāng)水柱張力增大時(shí)，溶解的氣體會(huì)從水中逸出形成氣泡。在張力的作用下，氣泡還會(huì)不斷擴(kuò)大， 產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。然而，植物可通過某些方式消除氣穴造成的影響。例如氣泡在某一些導(dǎo)管屮形成后會(huì)被導(dǎo)管分子相連處的紋孔阻 擋，而被局限在一條管道中。當(dāng)水分移動(dòng)遇到了氣泡的阻隔時(shí)，可以橫向進(jìn)入相鄰的導(dǎo)管分子而繞過氣泡，形成一條旁路，從而保 持水柱的連續(xù)性。另外，在導(dǎo)管內(nèi)大水柱屮斷的情 況下，水流仍可通過微孔以小水柱的形式上升。同時(shí)，水分上升也不需要全部木 質(zhì)部的輸導(dǎo)組織參與，只需部分木質(zhì)部的輸導(dǎo)組織暢通即可。13. 我國(guó)水資源總量并不算少，但人均水資源量?jī)H是世界平均數(shù)的26%,而灌溉用水量偏多又是存在多年的一個(gè)突出問題。節(jié)約用水，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，是一個(gè)帶有戰(zhàn)略性的問題。合理灌溉是依據(jù)作物需水規(guī)律和水源情況進(jìn)行灌溉，可調(diào)節(jié) 植物體內(nèi)的水分狀況，滿足作物生長(zhǎng)發(fā)育的需要，用適量的水取得最大的效果。因此合理灌溉在節(jié)水農(nóng)業(yè)中具有重要的意義。要做到