文档介绍：植物生理课件
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植物水分代谢（water metabolism）
的三个过程：如何保持水分平衡
1. 水分的吸收
第2页，共64页，系的水势组成
含水体系中能改变水分子μw的因素会引起水势的改变，主要有溶质、衬质、压力、重力、温度、海拔高度等。它们对水势的贡献分别称为溶质势、衬质势、压力势、重力势等。
即体系水势组成：ψw=ψs+ψm+ψp+ψg
ψwO：纯水的水势为零。
Ψs：溶质势。又称为渗透势（Ψπ），指由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值，表示溶液中水分潜在的渗透能力的大小。溶质越多，溶质势愈低。 Ψs= Ψπ=-iCRT
Ψm：衬质势。由于衬质的存在引起水势降低的数值。衬质指表面能够吸附水分的物质如纤维素、蛋白质粒、淀粉粒等。衬质吸水平衡后，衬质对体系水势没有影响。
Ψp：压力势。由于压力的存在而使体系水势改变的数值。正压力使水势升高，反之降低。
Ψg：重力势。由于重力存在使体系水势增加的数值。高位置的水比低位置的水有较高水势。高度相关不大，可忽略。
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水势变化示意图
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二、植物细胞的水势
（一）细胞水势的组分
植物细胞受细胞壁、大液泡、液泡内溶质、胞内亲水物质影响，主要有三个组分：溶质势（ψs）、压力势（ψp）、衬质势（ψm）。即ψw=ψs+ψm+ψp
1、细胞的溶质势
细胞内的无机离子、糖类、有机酸、色素、蛋白质、核酸等溶质引起的水势降低。陆生叶片ψs为-2,-1MPa，旱生叶片可达-10 MPa，细胞溶液浓度高，溶质势较低。
2、细胞的压力势
原生质体吸水对胞壁产生压力（膨压），胞壁产生的大小相等、方向相反的壁压，即压力势。常为正值，初始质壁分离时为零。
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3、细胞的衬质势
细胞中亲水物质（蛋白质、淀粉粒、纤维素和膜系统等）对自由水的束缚而引起水势降低值。呈负值。
4. 纯水水势的性质
在标准压力下，与体系的温度、高度相同时，纯水的水势为0，0为最高值，表示水分移动的潜势最大。
5. 水势的单位----压力单位（与化学势单位不同）
巴（bar）、大气压（atm）、兆帕（Mpa）
1bar= 1atm= 1Mpa=106pa=10bar=
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（二）细胞的吸水形式
植物细胞的水势主要ψs、ψm和ψp由组成，植物细胞的吸水方式主要三种：渗透吸水、吸胀吸水、代谢吸水。
1、渗透吸水
指由于的ψs下降而引起的细胞吸水。含有液泡的细胞吸水主要是渗透吸水（如根系吸水、保卫细胞吸水等）。
成熟细胞中,原生质层(包括原生质膜、原生质和液泡膜）相关半透膜。原生质层、胞外溶液和胞内构成一个渗透系统。质壁分离与复原现象是其证明。
质壁分离指植物细胞由于液泡失水使原生质体和细胞壁分离的现象。反之原生质体恢复原状称为质壁分离复原。
质壁分离现象应用：确定细胞是否存活；测定细胞的渗透势；观察物质透过原生质层的难易程度。
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质壁分离复原示意图
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2、吸胀吸水
指依赖于低的衬质势ψm而引起的吸水；是无液泡分生组织和干燥种子的主要吸水方式。
亲水胶体物质吸水膨胀的现象称为吸胀作用，是由胶体吸引水分子的力量（吸胀力）产生的。
蛋白质类物质>淀粉类>纤维素类=>豆类种子>禾谷类种子
一般来说，细胞在形成中央液泡之前主要靠吸胀作用吸水。
细胞吸水饱和时， ψm =0
3、代谢性吸水
指利用细胞呼吸释放的能量，使水分经过质膜进入细胞的过程。
4、水分跨膜运输与水通道蛋白(water channel protein)
处于生物膜上的具有通透水分功能的内在蛋白，能够使细胞间水分迁移的速率加快。
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（三）细胞吸水过程中水势组分的变化
1、植物细胞吸水取决于细胞与外界环境之间水势差⊿ψw。
细胞水势>外界水势 细胞失水
细胞水势<外界水势 细胞吸水
细胞水势=外界水势 水分交换平衡状态
2、植物细胞在吸水和失水过程中，体积发生变化，由此引起水势、溶质势、压力势的改变。
Ⅰ、常态下ψw 、ψp 、ψs如图。
Ⅱ、细胞吸水达紧张状态：ψp增高；ψs上升；ψw升高；细胞体积最大时，ψw =0；ψp