水分代谢医学宣教专家讲座.pptx

没有水就没有生命散失第一节水在植物生活中主要性亲水物质第二节植物细胞对水分吸收※一、细胞渗透性吸水水G1mol水GμwΨw＝纯水水势最高，定为0Vw，m：偏摩尔体积，指在恒温、恒压和其它组分不变条件下，加入1摩尔水所引发体积增量。几个常见化合物水势溶液Ψw/Mpa纯水0Hoagland营养液-0.05海水-2.501mol·L-1蔗糖-2.691mol·L-1KCl-4.50（二）渗透作用植物细胞就是一个渗透系统成熟细胞原生质层（原生质膜、原生质和液泡膜）相当于半透膜。液泡液、原生质层和细胞外溶液组成了一个渗透系统。质壁分离现象能够处理以下问题：（三）植物细胞水势组成※Ψp：压力势，因为细胞壁压力存在而引发水势增加值。普通情况下，压力势为正值；质壁分离时，压力势为零；猛烈蒸腾时，压力势为负值。Ψm：衬质势，因为细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引发水势降低值。恒为负值。未形成液泡细胞水势等于衬质势，Ψw=Ψm已形成液泡细胞，衬质势很大，但绝对值很小（趋于零），可忽略不计。故：Ψw=Ψπ+ΨpΨw（1）初始质壁分离时，V=1.0，Ψp=0，Ψw=Ψs=-2.0MPa（四）细胞间水分移动（Ψw，Map）例2：将一个细胞放入渗透势为-0.2MPa溶液中，到达动态平衡后，细胞渗透势为-0.6MPa，细胞压力势等于多少？例3：假设一个细胞渗透势为-0.8Mpa,将其放入渗透势为-0.3Mpa溶液中，请计算细胞压力势为何值时才分别发生以下三种情况？1、细胞体积变大2、细胞体积变小3、细胞体积不变二、细胞吸胀吸水吸胀作用：指亲水胶体吸水膨胀现象。不一样物质吸胀力大小不一样，如：蛋白质>淀粉>纤维素，吸胀力即衬质势。干燥种子、根尖、茎尖分生细胞、果实和种子形成过程中靠吸胀吸水，其水势等于其衬质势，豆类种子胶体衬质势可小于100Mpa。=细胞吸水饱和时ψm=0三、细胞代谢性吸水代谢性吸水：利用细胞呼吸释放能量使水分透过质膜进入细胞过程。四、水分跨膜移动路径1、单个水分子经过膜脂双分子层间隙进入细胞2、水集流经过质膜上水孔蛋白组成水通道进入细胞水孔蛋白：是一类含有选择性地、高效转运水分膜通道蛋白。第三节植物根系对水分吸收※蒸腾拉力：因为蒸腾作用产生一系列水势梯度使导管中水分上升力量。◆根压产生机理：▽渗透论：根系主动吸收无机离子进入共质体达中柱内活细胞，然后释放至导管中，引发离子积累，使其水势降低，而内皮层以外质外体水势较高，因而水分就不停经过渗透作用进入导管，造成水分向中柱扩散作用，在中柱内产生一个静水压力，即根压。▽代谢论：认为呼吸作用所产生能量参加根系吸水过程。比如，当外界温度降低时、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。三、影响根系吸水原因2、土壤通气情况土壤通气不良:A、缺O2，呼吸减弱，影响根压；B、长时间无氧呼吸，根系中毒；C、土壤还原性物质过多，不利于根系生长与吸收。3、土壤温度低温：原生质粘性增大，水分不易透过.酶活性降低，影响主动吸水.水分子运动减慢.根系生长迟缓，吸收面积降低高温：加速根系老化，吸收面积减少.酶钝化，主动吸水下降。4、土壤溶液浓度土壤溶液水势普通高于根细胞水势，施肥过多产生“烧苗”现象。(ψ土>-0.1Mpa)第四节蒸腾作用※蒸腾作用生理意义：二、蒸腾作用部位及指标（二）蒸腾作用指标三、气孔蒸腾※（二）气孔运动机理（1）淀粉—糖改变学说水分代谢医学宣教专家讲座（2）K+积累学说光下光合磷酸化产生ATP活化质膜上H+-ATPE分解ATP，将H+分泌到细胞壁同时，把外面K+吸进保卫细胞，为平衡K+电性，Cl-也伴随进入[K+、Cl-]Ψw下降吸水膨胀气孔打开。（3）苹果酸代谢学说光下保卫细胞光合作用[CO2]降低pH升高PEPC活性增强生成苹果酸保卫细胞Ψw降低细胞吸水膨胀气孔打开。光照保卫细胞进行呼吸作用光合作用[CO2]降低光合磷酸化氧化磷酸化淀粉pH升高水解EMPATPPEP+HCO3-PEPC苹果酸光活化H+-ATPE糖、苹果酸、K+、Cl-保卫细胞水势下降排出H+向周围细胞吸水，膨压升高气孔张开气孔运动机理1.光照：光诱导气孔开放(一些植物除外)，蓝光和红光最有效(与光合作用相同)。光促进光合作用，促进苹果酸形成，促进K+和Cl-吸收等2.CO2：叶片内部低CO2分压可使气孔张开，高CO2则使气孔关闭。3.温度：在一定温度范围内气孔开度普通随温度升高而增大。在25℃以上时气孔开度最大，30-35℃时开度会减小。低温下开度减小或关闭。4.叶片含水量：叶片水势直接影响气孔开度。白天猛烈蒸腾时失水过多，气孔关闭。雨天叶片含水过多，表面细胞体积膨大，挤压保卫细胞，使气孔关闭。5.风：大风使保卫细胞失水过多而促进气孔关闭。微风有利于气孔开放和蒸腾6.植物激素：细胞分裂素