【文档说明】水分代谢医学宣教培训课件.ppt，共(62)页，1.199 MB，由小橙橙上传

转载请保留链接：https://www.ichengzhen.cn/view-253039.html

以下为本文档部分文字说明：

水分代谢医学宣教没有水就没有生命“有收无收在于水”2水分代谢医学宣教散失吸收运输3水分代谢医学宣教第一节水在植物生活中的重要性一、植物的含水量及其存在状态植物组织含水量一般为70%~90%。存在状态：束缚水和自由水束

缚水（boundwater）：被原生质组分吸附，不能自由移动的水分。自由水（freewater）：不被原生质组分吸附，可自由移动的水分。自由水/束缚水是衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。4水分代谢医学宣教亲水物质5水分代谢医学宣教

二、水对植物的生理生态作用生理作用：1、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3、水是许多生化反应和物质吸收、运输的良好介质4、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6水分代谢医学宣教生态作用：1、调节植物体温高比热：(4.187kj•kg-1K-1),

稳定植物体温.高汽化热：(25oC,2.45kj•kg-1)降低体温，避免高温危害2、介电常数高：有利于离子的溶解3、水对可见光有良好的通透性4、水可调节植物的生存环境7水分代谢医学宣教第二节植物细胞对水分的吸收※吸胀性吸水（未

形成液泡的细胞）吸水方式代谢性吸水（直接耗能）渗透性吸水（具液泡细胞）8水分代谢医学宣教一、细胞的渗透性吸水（一）自由能、化学势、水势的概念自由能（G）：物质能用于做功的潜在能量。化学势（μ）：每摩尔体积某物质的自由能。9水分代谢医学宣教水的G1mol水的

GμwΨw＝水势（waterpotential）：每偏摩尔体积水的化学势差。μw-μ˚w＝Vw，mVw，m△μw纯水的化学势10水分代谢医学宣教纯水的水势最高，定为0单位：ΔμJ/molN·m/molNΨw====Vw，mm3/molm3/molm2水势的单位是压强的

单位，帕斯卡（Pa）、兆帕斯卡（Mpa）、大气压（atm）、巴（bar）1bar=105Pa=0.1MPa=0.987atm11水分代谢医学宣教Vw，m：偏摩尔体积，指在恒温、恒压和其它组分不变的条件下，加入1摩尔的水所引起的体积增量。如：纯水的摩尔体积是18cm3,将其

加入100cm3的乙醇中，最终体积是118.07cm3，水的偏摩尔体积是多少？（18.07cm3）12水分代谢医学宣教几种常见化合物的水势溶液Ψw/Mpa纯水0Hoagland营养液-0.05海水-2.501mol·L-1蔗糖-2.691mol·L-

1KCl-4.5013水分代谢医学宣教（二）渗透作用渗透作用（osmosis）：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。纯水糖水半透膜14水分代谢医学宣教植物细胞就是一个渗透系统成熟细胞的原生质层（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构成了一个渗透系统。15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2、测定细胞的渗透势3、观察物质通过原生质层的速率。16水分代谢医学宣教（三）植物细胞的水势构成※Ψw=Ψπ+Ψ

p+ΨmΨπ:渗透势，也称溶质势（Ψs）由于溶质颗粒的存在而引起的水势降低值。恒为负值。Ψπ=-iCRTi:解离系数，C：溶质浓度R：气体常数，T：绝对温度17水分代谢医学宣教Ψp：压力势，由于细胞壁压力的存在

而引起的水势增加值。一般情况下，压力势为正值；质壁分离时，压力势为零；剧烈蒸腾时，压力势为负值。18水分代谢医学宣教Ψm：衬质势，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势降低值。恒为负值。未形成液泡的细胞的水势等于衬质势，Ψw=Ψm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。故：Ψw=Ψπ+Ψp19水分代谢医学宣教ΨwΨsΨp0.91.01.11.21.31.41.5相对体积1.51.00.50-0.5-1.0-1.5-2.0-2.5cell水势、溶质势、压力势/MPa20水分代谢医学宣教（1）初始质壁分离时，V=1.0

，Ψp=0，Ψw=Ψs=-2.0MPa（2）充分膨胀时，V=1.5，Ψw=0Ψs=Ψp（3）剧烈蒸腾时，Ψp<021水分代谢医学宣教（四）细胞间的水分移动（Ψw，Map）A-0.8B-0.6C-0.4（1）将细胞放入高水势溶液中：（2）将细胞放入低水势溶液中：（3）将细胞放入等水势溶

液中:22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，达到动态平衡后，细胞的渗透势为-0.6MPa，细胞的压力势等于多少？例1：有一为水分充分饱和的细胞，将其放入比细胞液浓度低100倍的溶液中，则其细胞体积（）A、变大B、变小C

、不变23水分代谢医学宣教例3：假设一个细胞的渗透势为-0.8Mpa,将其放入渗透势为-0.3Mpa溶液中，请计算细胞的压力势为何值时才分别发生下列三种情况？1、细胞体积变大2、细胞体积变小3、细胞体积不变(ψp<0.5，≥0)(ψp>0.5，≤0.8)(ψp=0.5)24水

分代谢医学宣教二、细胞的吸胀吸水吸胀作用：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>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

体的衬质势可小于100Mpa。=细胞吸水饱和时ψm=025水分代谢医学宣教三、细胞的代谢性吸水代谢性吸水：利用细胞呼吸释放的能量使水分透过质膜进入细胞的过程。26水分代谢医学宣教四、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隙进入细胞2、水集流通过质膜上水

孔蛋白组成的水通道进入细胞水孔蛋白：是一类具有选择性地、高效转运水分的膜通道蛋白。27水分代谢医学宣教•••••••••••••••水分子水通道类脂水分跨膜移动途径示意图水孔蛋白28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。如依

赖Ca2+的蛋白激酶可使其丝氨酸残基磷酸化，水孔蛋白的水通道加宽，水集流通过量增加。如除去此磷酸基团，则水通道变窄，水集流通过量减少。29水分代谢医学宣教第三节植物根系对水分的吸收※一、根系吸水的部位吸水的主要器官是根系，

根吸水的主要部位是根尖，根尖吸水最活跃的部位是根毛区。二、根系吸水方式及其动力方式：被动吸水和主动吸水1、被动吸水吸水动力：蒸腾拉力30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导管中水分上升的力量。被动吸水是植物吸水的主要方式。2

、主动吸水—以根压为吸水动力根压：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。伤流和吐水是由根压引起的。31水分代谢医学宣教◆根压产生的机理：32水分代谢医学宣教◆根压产生的机理：▽渗透论：根系主动吸收的无机离子进入

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，造成水分向中柱的扩散作用，在中柱内产生一种静水压力，即根压。▽代谢论：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。33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◆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-0.05MPa

~-0.30MPa◆永久萎蔫系数（PWC）：植物刚发生永久萎蔫时土壤中存留的含水量。◆土壤中可利用水=毛细管水-永久萎蔫系数。34水分代谢医学宣教2、土壤通气状况土壤通气不良: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。35水分代谢医学宣教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.根系生长缓慢，吸收面积减少高温：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一般高于根细胞水势，施肥过多产生“烧苗”现象。(ψ土>-0.1Mpa)36水分代谢医学宣教第四节蒸腾作用※一、蒸腾作用的生理意义蒸腾作用（transpiration）：指植物体内的水分以气态方式从植物体表面向外界散失的过程。液态散失—吐水气态散

失—蒸腾作用失水方式：37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输蒸腾拉力是高大树木吸水的主要动力2、有利于矿物质和有机物的吸收和运输3、维持植物体温的恒定38水分代谢医学宣教二、蒸腾作用的部位及指标（一）部位1、植物

幼小时，地面以上的全部表面２、皮孔蒸腾—高大木本植物，约占全部蒸腾的0.1%3、叶片蒸腾（1）角质蒸腾—约占全部蒸腾的5%~10%（2）气孔蒸腾—主要方式39水分代谢医学宣教（二）蒸腾作用的指标1.蒸腾速率（tran

spirationrate）：植物在一定时间内单位叶面蒸腾的水量。（g/dm2·h）。2.蒸腾比率或蒸腾效率：植物每消耗１㎏水所生产的干物质的克数。农作物为２～10g/㎏。3.蒸腾系数或需水量：植物制造1g干物质所消耗的水量（g）。农作物为100～50040水分代谢医学宣教三、气孔蒸腾（一）经过气

孔的蒸腾速率气孔很小，但数目很多，气孔面积一般不超过叶面积的1%，但通过气孔的蒸腾量却达到叶片同样面积的蒸发量的50%以上。经过小孔的扩散速率与孔的周长成正比,不与面积成正比。此规率叫小孔扩散率。41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（1）淀粉—糖变化学说pH7淀粉+nPinG-1-P白天CO2下降，pH上升到7.0，淀粉磷酸化酶催化正向反应，淀粉水解成糖，引起保卫细胞渗透势下降，水势降低，保卫细胞吸水而膨胀，因而气孔张开。夜晚则相反。淀粉磷酸化EpH543水分代谢医学宣教4

4水分代谢医学宣教（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。46水分代谢医学宣教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47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(与光合作用相似)。光促进光合作用，促进苹

果酸的形成，促进K+和Cl-吸收等2.CO2：叶片内部低的CO2分压可使气孔张开，高的CO2则使气孔关闭。◆影响气孔运动的因素48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25℃以上时气孔开度最大，3

0-35℃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，表面细胞体积膨大，挤压保卫细胞，使气孔关闭。49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。微风有利于气孔开放和蒸腾6.植物激素：细胞分裂素促进气孔开放，而ABA促进气孔关闭。干旱时根产生的ABA向上运输到地上部，促进保卫细胞膜上K+外流通道开启，向外运送的K+量增加，使保卫细胞水势增大而失水，从

而促进气孔关闭50水分代谢医学宣教四、影响蒸腾作用的因素蒸腾速率∝气孔下腔蒸气压-大气蒸气压∝气孔阻力+扩散层阻力扩散力扩散阻力51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（一）内部因素1、气孔和气孔下腔气孔频度（气孔数/cm2）和气孔大小直接

影响内部阻力，气孔下腔体积影响内部蒸气压。2、叶片内部面积指内部细胞间隙的面积。内部面积大，有利于蒸腾。53水分代谢医学宣教（二）环境因素1、光照——最主要的外界条件光照提高叶温，叶内外蒸气压差增大，有利蒸腾；光使气孔开放，气孔阻力减小

。2、空气相对湿度大，蒸腾慢3、温度高，有利蒸腾4、风微风促进，强风抑制54水分代谢医学宣教一、水分运输的途径土壤水根毛根皮层根中柱鞘根导管茎导管叶柄导管叶脉导管叶肉细胞叶细胞间隙气孔下腔气孔大气第五节植物体内的水分运输55水分代谢医学宣教56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：根压和蒸腾拉力水分上升的原因：蒸腾—内聚力—张力学说（1）水柱有张力，（0.5~3MPa）（2）水分子间有较大的内聚力（20Mpa），内聚力>＞张力（3）水分子对导管坒有很强的附着力57水

分代谢医学宣教58水分代谢医学宣教第六节合理灌溉的生理基础一、作物的需水规律1、不同作物需水量不同C3植物比C4植物多1～2倍2、同一作物不同生育期需要的水量不同水分临界期：植物对水分不足最敏感、最易受害的时期。小麦：孕穗期和开始灌浆—乳熟末期豆类、花生：开花期果树：开花一果实

生长初期59水分代谢医学宣教二、合理灌溉的指标1、形态指标（1）生长速率下降（2）幼叶调萎（3）茎叶变红2、生理指标：(1)叶片水势(2)细胞汁液浓度或渗透势(3)气孔开度60水分代谢医学宣教三、合理灌溉增产的原因：满足生理需水：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。满足生态需水：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，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。61水分代谢医学宣教思考

题：1.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5.试述根系吸水的方式及动力6.简述根

压产生的原因7.简述气孔运动的机理8.试述合理灌溉作物增产的原因62水分代谢医学宣教