第一章 植物的水分代謝

第一章植物的水分代謝第1頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月水勢（waterpotential，

w）：指每偏摩爾體積水的化學勢（差）。用

w表示?！骋幌到y(tǒng)中水的化學勢與處于相同溫度和壓力的純水的化學勢之差，除以水的偏摩爾體積所得的商。它是水分轉(zhuǎn)移本領(lǐng)大小的指標。純水的水勢(

w0)最大

w0=0，水溶液的水勢都為負值。溶液越濃，水勢越低。水勢的單位：帕（Pa）、巴(bar)、大氣壓(atm)。1bar=0.987atm=105Pa（帕）=0.1MPa（兆帕）

μw—μ。w

Ψw=

Vw

第2頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）滲透作用（現(xiàn)象）滲透作用（osmosis）：水分（或其他溶劑分子）從水勢高的系統(tǒng)通過半透膜向水勢低的系統(tǒng)移動的現(xiàn)象。滲透系統(tǒng)是由一個半透膜和半透膜兩側(cè)不同濃度（水勢）的溶液所組成。滲透作用是水跨膜運輸?shù)膭恿Φ?頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月滲透裝置滲透裝置的條件：1、具有半透膜2、半透膜兩側(cè)具有濃度差第4頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）植物細胞是一個滲透系統(tǒng)原生質(zhì)層（質(zhì)膜、原生質(zhì)和液泡膜）可近似地看作一個半透膜。滲透性吸水是由于ψw的下降而引起細胞吸水，是含有液泡的細胞吸水的主要方式。細胞的質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復原證明植物細胞是一個滲透系統(tǒng)。質(zhì)壁分離及其復原現(xiàn)象的利用。第5頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月質(zhì)壁分離(plasmolysis)植物細胞由于液泡失水而使原生質(zhì)體和細胞壁分離的現(xiàn)象稱為質(zhì)壁分離(plasmolysis)第6頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月Figure1-2-1第7頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月細胞壁原生質(zhì)層細胞液細胞空腔原生質(zhì)層和細胞壁分離的現(xiàn)象。細胞膜液泡膜細胞質(zhì)當外界溶液濃度大于細胞液濃度時(高滲溶液），細胞發(fā)生質(zhì)壁分離。第8頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月質(zhì)壁分離復原(deplasmolysis)把發(fā)生質(zhì)壁分離的細胞浸入水勢較高的溶液或純(蒸餾)水中，外界的水分逐漸進入細胞，液泡變大，整個原生質(zhì)體慢慢地恢復原狀，這種現(xiàn)象叫質(zhì)壁分離復原(deplasmolysis)。第9頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月

當外界溶液濃度小于細胞液濃度時（低滲溶液），細胞發(fā)生質(zhì)壁分離復原。質(zhì)壁分離質(zhì)壁分離復原第10頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月利用質(zhì)壁分離及其復原現(xiàn)象可以解決下列問題：確定原生質(zhì)層具有選擇透性膜的性質(zhì)判斷細胞的死活測定細胞（液）的滲透勢測定物質(zhì)進入原生質(zhì)體的速度、原生質(zhì)的粘性第11頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）植物細胞的水勢典型植物細胞的水勢

=滲透勢+壓力勢+重力勢+襯質(zhì)勢Ψw=Ψs(Ψπ)+Ψp+Ψg+Ψm第12頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月1、滲透勢（osmoticpotential，Ψs）：溶液中溶質(zhì)顆粒的存在而引起的水勢降低值。用負值表示。亦稱溶質(zhì)勢（

s）。細胞中含有大量溶質(zhì)，其溶質(zhì)勢為各溶質(zhì)勢的總和。Ψπ=Ψs=-iCRTi:解離系數(shù)，C：溶質(zhì)濃度R：氣體常數(shù)，T：絕對溫度第13頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月2、壓力勢

（pressurepotential，

p）：由于細胞壁壓力的存在而增加的水勢的值。原生質(zhì)吸水膨脹，對細胞壁產(chǎn)生壓力(膨壓)，而細胞壁對原生質(zhì)會產(chǎn)生一個反作用力，這就是細胞的壓力勢。一般為正值。初始質(zhì)壁分離時，

p=0第14頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月3、重力勢

（gravitypotential，

g）：由于重力的存在而使體系水勢增加的數(shù)值。

g的大小取決于水的高度，水的密度，重力加速度。如，水高1米時，g為0.1MPa。一般我們比較的是水分在細胞中的水平運動，故其通常省略不計：w＝

+p+g+Ψm＝

+p+Ψm（此式適用于有液泡的細胞）第15頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月4、襯質(zhì)勢（matricpotential，

m）：細胞膠體物質(zhì)親水性和毛細管對自由水束縛而引起的水勢降低的值，以負值表示。能夠吸附水分的物質(zhì)即襯質(zhì)（如淀粉粒、蛋白質(zhì)、纖維素等），具有潛在的吸水能力，產(chǎn)生襯質(zhì)勢。干燥襯質(zhì)（例如干種子細胞）

w＝

Ψm<0（可達-100MPa）；襯質(zhì)為水分飽和時，Ψm=0第16頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月吸脹（漲）吸水親水膠體吸水膨脹的現(xiàn)象，無液泡的分生組織和干燥種子細胞、根尖莖尖分生細胞、果實和種子形成過程中靠吸脹吸水。

w＝

Ψm原理：淀粉、纖維素和蛋白質(zhì)這些親水性物質(zhì)吸水而膨脹。不同物質(zhì)分子吸脹力大小是：

蛋白質(zhì)>淀粉>纖維素>脂肪

(幾種種子對比,提問并解答)

補充:

第17頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月5、不同狀態(tài)細胞的水勢：（1）典型（具有液泡的）植物細胞，如薄壁細胞：Ψw=Ψs+Ψp（2）吸水達緊張狀態(tài)細胞：Ψw=0，Ψp＝-Ψs（3）初始(臨界)質(zhì)壁分離的細胞:（因Ψp=0）Ψw=Ψs=Ψ外液(外液水勢)第18頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月6、細胞中水含量與細胞體積的關(guān)系P13，圖1-3環(huán)境狀況體積細胞狀態(tài)ψpψw等滲溶液V＝1松弛狀態(tài)，臨界質(zhì)壁分離?ψp＝0ψw＝Ψ

低滲溶液V>1膨脹狀態(tài)，細胞吸水ψp增大ψp>0ψw＝Ψ

+ψp純水中V最大飽和狀態(tài)，充分膨脹ψp＝-Ψ

ψw＝0高滲溶液V<1萎縮態(tài)，失水，進而質(zhì)壁分離Ψp=0Ψ

降低,ψw下降第19頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月水分總是由水勢高的部位向水勢低的部位運轉(zhuǎn)，故水勢可用于判斷水分遷移的方向:1）相鄰細胞的水分轉(zhuǎn)移：水分由水勢高的細胞沿水勢梯度流向水勢低的細胞2）植物體內(nèi)的水分轉(zhuǎn)移：植株地上部分的水勢低于根系，故根系水分可向地上部分運轉(zhuǎn)。3）土壤-植物體-大氣連續(xù)體系的水分轉(zhuǎn)移：水勢從高到低的順序是：土壤-根系-葉片-大氣，水分也按此順序遷移。三、細胞間的水分移動第20頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月1）相鄰細胞的水分轉(zhuǎn)移例題：判斷題：一個典型植物細胞的溶質(zhì)勢與其所處外界溶液的溶質(zhì)勢相等，則該細胞體積不變。

若一個典型植物細胞的Ψp＝-Ψs，將其放入某一溶液中時，則體積不變。

若細胞的Ψw＝Ψs，將其放入純水中，則體積不變。

第21頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月例題：1mol/L蔗糖溶液的水勢與lmol／LNacl溶液的水勢是相等的。（）當細胞吸水，體積增至最大時(細胞不再吸水時)，其ψp等于：（）A．|ψw|

B．|ψS|C．|ψg|

一個充分吸水的細胞，其ψS=-0.5MPa，將該細胞放入ψS為-0.01MPa的溶液中，該細胞的體積會

，ψp會

，ψS會

。

第22頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)根系吸水分和水分向上運輸水分在植物體內(nèi)的傳輸途徑可分緊密相連兩步：◆徑向運輸：水從土壤至根的木質(zhì)部導管的過程，即根系吸水?！糨S向運輸：由于植物主要通過根從土壤中吸收水分，所以在討論根系吸水之前，我們首先來了解土壤中水分情況:第23頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月一、土壤中的水分土壤是陸生植物生長的介質(zhì)，由固、液、氣三相物質(zhì)構(gòu)成。液相即水分，按物理狀態(tài)可分為以下3種：◆重力水◆毛細管水◆束縛水第24頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月二、根系吸水根系吸水的部位：根系是植物吸水的主要器官，..根尖..其中根毛區(qū)為主要的吸水區(qū)域。Why？_____1、根毛細胞壁含有豐富的果膠質(zhì)，極親水,有利于與土壤黏觸并吸水2、根毛區(qū)有發(fā)達成熟的輸導組織，便于水分運輸3、根毛極大的增加了根的吸收面積應(yīng)用:移栽第25頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月RootCrossSection

第26頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月(一)根系吸水的途徑1）質(zhì)外體途徑：水分經(jīng)細胞壁和細胞間隙等沒有細胞質(zhì)的部分移動，不越膜，移動快。2）共質(zhì)體途徑：水分依次從一個細胞的細胞質(zhì)經(jīng)過胞間連絲移動到另一細胞的細胞質(zhì)，慢。3）跨膜途徑：水分從一個細胞移動到另一個細胞，要經(jīng)兩次質(zhì)膜，還要通過液泡膜。第27頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第28頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月幾個相關(guān)的概念質(zhì)外體：是一個開放性的連續(xù)自由空間，包括細胞壁、胞間隙及導管等。共質(zhì)體：是通過胞間連絲把無數(shù)原生質(zhì)體聯(lián)系起來形成的一個連續(xù)的整體。

胞間連絲：是穿越細胞壁、連接相鄰細胞原生質(zhì)(體)的管狀通道。（是貫穿胞壁的管狀結(jié)構(gòu)物內(nèi)的連絲微管，其兩端與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連接。）

第29頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月

共質(zhì)體(symplast)－由胞間連絲把原生質(zhì)體連成的一個體系。共質(zhì)體途徑-水分通過共質(zhì)體部分的移動過程。因共質(zhì)體運輸要跨膜，因此運輸阻力較大。這種穿越細胞壁、連接相鄰細胞原生質(zhì)(體)的管狀通道被稱為胞間連絲.

胞間連絲的功能：進行相鄰細胞間物質(zhì)交換和信息傳遞。柿胚乳細胞的胞間連絲第30頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月(二)根系吸水的動力1.根壓根壓——靠根部水勢梯度使水分進入中柱后沿木質(zhì)部導管上升的動力稱為根壓。主動吸水——由于植物根系本身生理活動而引起植物吸水的現(xiàn)象，叫做植物的主動吸水。主動吸水的動力是根壓證明植物根壓存在的現(xiàn)象有傷流(bleeding)和吐水(guttation)第31頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月傷流從受傷或折斷的植物組織溢出液體的現(xiàn)象。傷口流出的汁液叫傷流液(bleedingsap)。▼葫蘆科植物傷流液較多。傷流液中含有大量水分，還含有各種無機物、有機物和植物激素等。凡是能影響植物根系生理活動的因素都會影響傷流液的數(shù)量和成分。所以，傷流液的數(shù)量和成分，可作為根系活動能力強弱的生理指標。不少傷流液是重要的工業(yè)原料，如松脂、生漆、橡膠等。傷流第32頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月松脂一般采自松科植物特別是馬尾松莖干上，生漆是采自漆樹的一種樹脂，耐酸堿，絕緣性好，是一種很好的涂料。橡膠是高分子不飽和碳氫化合物，具有高彈變形的性能。工業(yè)用的橡膠主要采自大戟科的橡膠樹。膠乳的采割與收集第33頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月吐水在土壤水分充足、空氣濕潤的環(huán)境中，植物從沒有受傷葉片的葉尖或葉緣水孔向外吐出水珠的現(xiàn)象。第34頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月

2.蒸騰拉力由于葉片蒸騰作用而產(chǎn)生的一系列水勢梯度使導管中水分上升的力量稱為蒸騰拉力（transpirationpull）。被動吸水定義：由于植物葉片蒸騰作用而引起的吸水過程稱為被動吸水。就大多數(shù)高等植物而言，春季葉片未展開之前，以主動吸水為主（根壓）；一旦葉片展開，蒸騰作用逐漸加強，便以被動吸水為主(蒸騰)。第35頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月(三)影響根系吸水的土壤條件1.土壤中可用水分2,土壤通氣狀況3.土壤溫度4.土壤溶液濃度第36頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）土壤中可用水分土壤水分的類型a、按物理狀態(tài)分類：毛管水、束縛水、重力水。b、能否被植物利用分類：可利用水和不可利用水。c、永久萎蔫系數(shù)指當植物發(fā)生永久萎蔫時，土壤中存留的水分含量（以占土壤干重的百分率計）。達到永久萎蔫時土壤中所含的水分就是植物不能利用的水。第37頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）土壤通氣狀況通氣狀況良好，有利于根吸水。通氣不良，CO2增加和O2減少，導致呼吸降低，主動吸水減弱。甚至產(chǎn)生無氧呼吸，產(chǎn)生、積累有毒物質(zhì)——酒精,…根受傷甚至死亡為何植物受澇反而會表現(xiàn)出缺水癥狀?第38頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）土壤溫度土壤溫度影響根系的生長和生理活動適宜的溫度范圍內(nèi)，土壤溫度愈高，根系代謝活動越強，吸水量增多。低溫下根系吸水緩慢：①水分的黏度增加，水分擴散速度降低，細胞原生質(zhì)粘性增加，對水分阻力增大；②導致根呼吸速率下降根壓降低，酶鈍化，主動吸水減弱；③長期低溫使根系生長緩慢，吸水面積減少第39頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）土壤溶液濃度根細胞水勢小于土壤水勢有利于根系吸水。若土壤溶液濃度過高（如鹽堿土），其水勢就低，甚至低于根的水勢，植物就不但不能吸水，反而會失水，導致“燒苗”農(nóng)業(yè)上:施肥過多或過于集中會導致“燒苗”第40頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月三、水分向上運輸（一）水分在木質(zhì)部運輸?shù)乃俾蕦Ч艿倪\輸：3-45cm/h管胞（裸子植物）：0.6cm/h活細胞運輸：10-3cm/h第41頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）水分沿導管或管胞上升的動力1、動力水分運輸?shù)膭恿Γ合露嗽瓌恿Ω鶋荷隙嗽瓌恿φ趄v拉力中間水分子間的內(nèi)聚力及導管壁附著力。內(nèi)聚力學說認為維持導管中水柱連續(xù)不斷的原因是水分子的內(nèi)聚力大于水柱的張力。第42頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月

2．內(nèi)聚力學說內(nèi)聚力學說，也稱為蒸騰拉力—內(nèi)聚力—張力學說（cohesion—tensiontheory）。IrelandbotanistDixonproposedin1914.這個學說認為導管內(nèi)水柱受到兩種力的作用。一個是內(nèi)聚力，就是水分子之間相互吸引的力量，可達30MPa，另一種力是張力，就是將水柱拉斷的力，是蒸騰拉力與水柱的重力相互作用所產(chǎn)生的力是蒸騰拉力向上拉水柱，重力向下拖水柱，產(chǎn)生張力，大小約為0.5~3MPa。蒸騰拉力內(nèi)聚力重力張力張力比內(nèi)聚力小，因此在蒸騰拉力作用下，不會將水柱拉斷，導管內(nèi)可形成連續(xù)的水柱。此外導管內(nèi)壁的親水物質(zhì)纖維素等，可產(chǎn)生附著力，使得水分沿導管上升。所以在蒸騰力作用下水分可沿導管向上運輸。第43頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月問題及解決：P21.圖1-8導管中溶解的氣體使得水柱張力增加，氣體逸出形成氣泡，水柱中斷，植物通過自身的幾種方式減小這樣的危害：A.通過相鄰的木質(zhì)部分子繞行保持水柱的連續(xù)——部分輸導組織暢通B.夜間，氣體溶解可以解除氣泡對導管的阻擋C.植物次生生長形成新的木質(zhì)部而取代失去功能的老的木質(zhì)部第44頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月1.導管分子相連處的紋孔阻擋氣泡在一條管道中。2.當水分移動遇到氣泡的阻隔時，可以橫向進入相鄰的導管分子，繞過氣泡，形成旁路，從而保持水柱的連續(xù)性。氣穴現(xiàn)象(cavitation)第45頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)蒸騰作用

蒸騰作用（transpiration）的概念指水分以氣體狀態(tài)，通過植物體的表面，從體內(nèi)散失到體外的現(xiàn)象。

蒸騰作用雖然基本是一個蒸發(fā)過程，但又與蒸發(fā)不同，它是一個生理過程，受植物體（氣孔）結(jié)構(gòu)和氣孔行為的調(diào)節(jié)。第46頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月一、蒸騰作用生理意義、部位和指標（一）生理意義a、植物對水分吸收和運輸?shù)囊粋€主要動力b、促進植物對礦物質(zhì)的吸收和運輸c、使植物體及葉面保持一定的溫度，避免過熱的影響第47頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）蒸騰作用的部位1、蒸騰部位幼小時，整個暴露（于空氣中的）表面皆可長大后：葉片＋皮孔（莖枝木栓化）2、葉片是植物蒸騰的主要部位葉片蒸騰可分為：角質(zhì)層蒸騰(cuticulartranspiration)：通過角質(zhì)層的蒸騰氣孔蒸騰(stomataltranspiration)：通過氣孔的蒸騰第48頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）蒸騰作用的指標1）蒸騰速率（transpirationrate）：又稱蒸騰強度，指植物在單位時間內(nèi)，單位面積蒸騰的水量。（單位：克·米-2·小時-1

g·m-2·h-1

）一般植物白天為15～50、夜晚1～20g·m-2·h-1第49頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月2）蒸騰比率（transpirationratio，TR）：植物蒸騰所失水分與光合作用同化CO2的物質(zhì)的量的比值。（mol/mol）P.23.一般C3植物的TR為400，C4植物的TR150,CAM植物的TR是503）水分利用效率（wateruseeffficiency,WUE）WUE是TR的倒數(shù)，常用于生態(tài)學

第50頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月蒸騰作用的指標指標定義公式一般植物為

蒸騰速率(蒸騰強度)植物在單位時間內(nèi)、單位葉面積上通過蒸騰作用散失的水量=蒸騰失水量/單位葉面積*時間白天為15～50、夜晚1～20g·m-2·h-1蒸騰效率植物每蒸騰1kg水時所形成的干物質(zhì)的g數(shù)。=形成干物質(zhì)g/蒸騰失水kg1～8g·kg-1蒸騰系數(shù)(需水量)植物每制造1g干物質(zhì)所消耗水分的g數(shù)=蒸騰失水g/形成干物質(zhì)g125～1000草本>木本植物C3植物>C4植物第51頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月二、氣孔蒸騰氣孔是水蒸氣出口及與外界氣體交換“大門”（一）氣孔運動1、氣孔的形態(tài)結(jié)構(gòu)（p24.圖1-9）(1)腎形保衛(wèi)細胞(2)啞鈴形保衛(wèi)細胞2、保衛(wèi)細胞的特異性保衛(wèi)細胞壁厚薄不均一細胞壁上有許多以氣孔為中心徑向排列的微纖絲第52頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月熒光顯微鏡下的氣孔第53頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月禾本科植物的保衛(wèi)細胞呈啞鈴形，中間部分細胞壁厚，兩端薄，吸水膨脹時，兩端薄壁部分膨大，使氣孔張開；雙子葉植物和大多數(shù)單子葉植物的保衛(wèi)細胞呈腎形,靠氣孔口一側(cè)的腹壁厚,背氣孔口一側(cè)的背壁薄。當保衛(wèi)細胞吸水，膨壓加大時，外壁向外擴展，并通過微纖絲將拉力傳遞到內(nèi)壁，將內(nèi)壁拉離開來，氣孔就張開。小麥葉氣孔蔓陀蘿葉氣孔腎形氣孔（A）和亞鈴形氣孔（B）的保衛(wèi)細胞和表皮細胞中纖維素的基本排布

第54頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月氣孔的電子顯微照片每一個復合體由兩個繞形成孔道的保衛(wèi)細胞和兩個邊側(cè)的副衛(wèi)細胞構(gòu)成第55頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）氣孔運動的機理氣孔運動主要受保衛(wèi)細胞液泡水勢調(diào)節(jié)。其滲透調(diào)節(jié)物有:K+、蘋果酸、蔗糖1）鉀離子吸收學說（P23，P25圖1-10）2）蘋果酸生成學說光照下,保衛(wèi)細胞內(nèi)的部分CO2被利用時,pH上升至8.0～8.5，從而活化了PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）羧化酶,它可催化由淀粉降解產(chǎn)生的PEP與HCO3-結(jié)合成草酰乙酸,并進一步被NADPH還原為蘋果酸。淀粉→PEP＋HCO3-PEP羧化酶→草酰乙酸＋磷酸草酰乙酸＋NADPH(NADH)蘋果酸還原酶→蘋果酸＋NAPD+(NAD+)蘋果酸可降保衛(wèi)細胞低水勢，促使保衛(wèi)細胞吸水，氣孔張開。當葉片由光下轉(zhuǎn)入暗處時，該過程逆轉(zhuǎn)。3）淀粉—（蔗）糖轉(zhuǎn)化學說保衛(wèi)細胞---→消耗CO2→細胞質(zhì)pH↑---→淀粉----→n(G-1-P)→蔗糖→Ψw↓→保衛(wèi)細胞吸水，氣孔張開。（葉肉細胞合成的蔗糖通過質(zhì)外體進入保衛(wèi)細胞）夜晚相反

光合

淀粉Pi化E第56頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）影響氣孔運動的因素1、光2、溫度3、CO24、植物激素第57頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）影響氣孔運動的因素1.光

通常氣孔在光下張開,暗中關(guān)閉。光促進氣孔開啟：紅光-間接效應(yīng)：葉綠體-光合作用-提供能量，產(chǎn)生蘋果酸；

藍光-直接效應(yīng)：隱花色素-活化質(zhì)膜H+-ATP酶，泵出H+，驅(qū)動K+進入保衛(wèi)細胞內(nèi)。水勢降低，氣孔張開。2.二氧化碳

低濃度促進張開,高濃度下關(guān)閉

低濃度CO2可活化PEP羧化酶；高濃度CO2使質(zhì)膜透性增加，K+泄漏。3.溫度

隨溫度的上升氣孔開度增大，30℃左右開度最大。4.水分

水分脅迫條件下氣孔開度減小，如蒸騰過于強烈，即使在光下，氣孔也會關(guān)閉.5.植物激素

細胞分裂素和生長素促進氣孔張開，

脫落酸促進氣孔關(guān)閉，失水多時，保衛(wèi)細胞中脫落酸增加，促進膜上外向K+通道開放，使K+排出，導致氣孔關(guān)閉。外界較高的光強和溫度、較低的濕度、較大的風速有于氣孔的蒸騰。第58頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月三、影響蒸騰作用的因素（一）氣孔蒸騰的過程蒸發(fā)擴散

第59頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月擴散層氣孔阻力大氣蒸汽壓氣孔下腔蒸汽壓第60頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月蒸騰作用是如何發(fā)生的？蒸騰作用怎樣產(chǎn)生？1.水分蒸發(fā)進入氣孔2.水分通過氣孔散發(fā)出去蒸騰的拉力是怎樣形成的？1.水分從細胞表面失去，

這是細胞內(nèi)部水取代的、

每個細胞然后從自己鄰居獲得水分(通過細胞壁、通過細胞質(zhì)

和液泡)2.最后，水被從木質(zhì)部推到植物的表層；第61頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月氣孔面積只占葉表面的0.5％～1.5％氣孔蒸騰量要比同面積的自由水面的蒸發(fā)量快50倍之多。小孔擴散定律氣孔擴散的小孔定律（小孔擴散定律）

？第62頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月小孔擴散定律水蒸氣通過小孔(氣孔)擴散的速率，不與小孔的面積成正比而與小孔的周長成正比。邊緣效應(yīng)第63頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）影響蒸騰作用的因素影響蒸騰作用的因素擴散動力蒸騰速率=擴散途徑的阻力

氣孔下腔蒸氣壓-大氣蒸氣壓=

氣孔阻力+擴散層阻力第64頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月氣孔口氣孔下腔第65頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月氣孔蒸騰的過程、動力、阻力和效率．氣孔蒸騰的過程氣孔由氣孔口和氣孔下腔構(gòu)成，氣孔口由成對的保衛(wèi)細胞構(gòu)成，氣孔下腔是一個空腔，周圍是葉肉細胞。水水蒸氣大氣蒸發(fā)階段擴散階段第66頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月氣孔分為兩個階段----蒸發(fā)階段和擴散階段，蒸發(fā)階段是氣孔下腔細胞表面和細胞間隙進行水分蒸發(fā)，形成的水汽進入氣孔下腔；擴散階段是氣孔下腔中的水汽通過氣孔口排向大氣。水水蒸氣大氣蒸發(fā)階段擴散階段第67頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月．蒸騰作用的動力是氣孔下腔與大氣的水蒸氣壓差，也就是水勢差。氣孔下腔經(jīng)常為水蒸汽所飽和，而大氣多數(shù)情況下水蒸氣是不飽和的。就產(chǎn)生了水勢差，這個水勢差驅(qū)動葉片水分蒸發(fā)。但是有氣孔下腔與大氣的水勢都為零時，氣孔內(nèi)的水分也可以向外擴散，因為氣孔內(nèi)的水蒸氣壓高于大氣。這時水氣擴散出去后立即凝結(jié)。水水蒸氣大氣水勢高水勢低第68頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月

氣孔蒸騰的阻力氣孔阻力：氣孔開度對水蒸汽擴散的阻礙作用，是蒸騰作用最主要的阻力。氣孔開度越小，阻力越大。界面層阻力：界面層對水蒸汽擴散的阻礙作用，界面層指葉表面一層靜止不動的空氣。界面層赿厚，阻力越大。擴散阻力水水蒸氣大氣氣孔阻力界面層阻力第69頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月1、外部因素影響葉內(nèi)外蒸汽壓差的外界條件都會影響蒸騰作用。1）光照:影響氣孔運動的主導因素。葉溫氣孔開度2）空氣相對濕度：空氣相對濕度越大蒸騰越小.3）溫度:10--30℃。氣孔開度一般隨溫度的升高而增大，但溫度過高失水增大也可使氣孔關(guān)閉。4）風速:微風有利于蒸騰，強風蒸騰降低。第70頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月2、內(nèi)部因素葉片內(nèi)部阻力是影響蒸騰作用的內(nèi)在因素。1）氣孔頻度（氣孔數(shù)/cm2）2）氣孔開度/口大小（內(nèi)部阻力）3）氣孔下腔（葉內(nèi)外蒸汽壓差）4）葉片內(nèi)部面積大?。毎g隙）第71頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月減慢蒸騰速率的途徑

一方面促進根系健壯，增加吸水；另一方面----1、減少蒸騰面積。移栽植物時，去掉一些枝葉，減少蒸騰面積，降低蒸騰失水量，有利其成活。2、改善植物生態(tài)環(huán)境，降低蒸騰速率

（避開促進蒸騰的外界條件）如傍晚或陰天移栽植物；栽后搭棚遮蔭,設(shè)施栽培；田邊種植防風林；地膜覆蓋、秸稈覆蓋（增溫保濕、減少土壤蒸發(fā)）。３.使用抗蒸騰劑

能降低植物蒸騰速率而對光合作用和生長影響不太大的物質(zhì)。補充第72頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)合理灌溉的生理基礎(chǔ)一、作物需水規(guī)律1、不同作物需水量不同：南瓜、豌豆；麥類；2、同一作物不同生育期對水分的需要量不同例如：小麥不同生長發(fā)育期對水分的需要不同P.29作物高粱玉米大麥小麥棉花馬鈴薯水稻菜豆蒸騰系數(shù)322370520540570640680700第73頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月如：小麥的生長發(fā)育期與水分的需要1）第一個時期是從萌芽到分蘗前期。耗水量不大。2）第二個時期是從分蘗末期到抽穗期?！谝粋€水分臨界期★耗水量最大，忌缺水。3）抽穗到灌漿開始。缺水會減產(chǎn)。4）開始灌漿到乳熟末期。——第二個水分臨界期（需水關(guān)鍵期）★耗水量大，忌缺水。5）第五個時期是從乳熟末期到完熟期。

灌水反而有害第74頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月作物的水分臨界期★：植物對水分虧缺特別敏感的時期，若此時缺水將會對植物產(chǎn)生無法彌補的危害，甚至于不能完成生活史，稱為水分臨界期（俗稱需水關(guān)鍵期）。一般植物為花粉母細胞四分體時期，禾谷類作物有孕穗期和灌漿期兩個臨界期。第75頁，課件共83頁，創(chuàng)作于2023年2月二、合理灌溉的指標1）形態(tài)指標：植物是否萎蔫、植物長相，莖葉顏色等。（1）葉片伸長速率：最靈敏指標；（2）顏色變化———葉片暗綠：生長停止，細胞變小葉片變厚，葉綠素積累；莖葉呈現(xiàn)紅色：N代謝受阻，可溶性糖積累，轉(zhuǎn)化為花青素；2）生理指標:水勢、細胞汁液