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1、第一章植物的水分代謝植物一切正常生命活動，只有在一定的細胞水分含量的狀況下，才能進行；否則，植物的正常生命活動就會受阻，甚至停頓。所以，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，水是決定收成有無的重要因素之一，農(nóng)諺說：“有收無收在于水，收多收少在于肥”，就是這個道理。植物水分代謝（watermetabolism）的三個過程：如何保持水分平衡1.水分的吸收2.水分在植物體內(nèi)的運輸3.水分的散失第一節(jié)植物對水分的需要一、植物的含水量水一般約占植物組織鮮重的70%~90%。水生植物含水量在90%以上。中生植物含水量約占70%~90
2、%。旱生植物含水量可低達6%以下。一般說來，生命活動旺盛的部位其含水量越高二、水對植物的生理作用1.水是原生質(zhì)的主要組分75--90%a.束縛水和自由水的概念束縛水（boundwater）：與細胞組分緊密結(jié)合而不能自由移動、不易散失的水分。自由水（freewater）：與細胞組分吸附力較弱、可自由移動的水分。b.自由水/束縛水比率在代謝過程中的意義自由水/束縛水比率越高，原生質(zhì)溶膠狀，植物代謝強，但抗性弱。自由水/束縛水比率越低，原生質(zhì)凝膠狀，植物代謝弱，但抗性強。自由水束縛水兩者比值原生質(zhì)代謝生
3、長抗逆性高溶膠旺盛快弱低凝膠活性低遲緩強2.水直接參與植物體內(nèi)重要代謝作用過程3.水是各種生理生化反應(yīng)和物資運輸?shù)慕橘|(zhì)4.水能使植物保持固有的姿態(tài)5.細胞分裂和延伸生長都需要足夠的水三、水對植物的生態(tài)作用水是植物體溫調(diào)節(jié)器；水對可見光的通透性；水對植物生存環(huán)境的調(diào)節(jié)第二節(jié)植物細胞對水分的吸收一、水勢的基本概念與計算化學勢與水勢是兩個重要的指標，化學勢差可判定某一物質(zhì)在兩個區(qū)域間移動的方向，水勢差可判定水分在土壤-植物體-大氣間的移動方向。（一）自由能與化學勢1、自由能系統(tǒng)中物質(zhì)總能量=束縛能+自由
4、能束縛能不能用于做有用功的能量，自由能是在恒溫、恒壓條件下能夠做最大有用功的那部分能量。自由能絕對值無法測定，它的變化是判斷系統(tǒng)能否自動進行反應(yīng)的標準。⊿G=G2-G1⊿G<0，系統(tǒng)變化過程中自由能減少，是自動變化。⊿G>0，自由能增加，不能自動進行，須從外界獲取能量。⊿G=0，自由能不變，系統(tǒng)處于動態(tài)平衡。2、化學勢化學勢在物理化學中，是用來描述體系中組分發(fā)生化學反應(yīng)的本領(lǐng)及轉(zhuǎn)移的潛在能力，用μ表示。多組分體系中，組分的化學勢(μj)定義為組分j的偏摩爾自由能，是指在等溫、等壓條件下1mol的組
5、分j的自由能。μj=μjΘ+RTlnαj+zjFE+Vj,mP+mjgh⊿μj<0,物質(zhì)j轉(zhuǎn)移的會自發(fā)的順著電化學勢梯度由高μj區(qū)域向低μj區(qū)域轉(zhuǎn)移；⊿μj>0，必須由外界提供能量才能發(fā)生轉(zhuǎn)移；⊿μj=0，物質(zhì)轉(zhuǎn)移達到平衡。在植物生理學中，把物質(zhì)順著電化學勢梯度的轉(zhuǎn)移稱為被動運輸，逆著電化學勢梯度的轉(zhuǎn)移稱為主動運輸（要消耗外部提供的能量）。（二）水的化學勢與水勢1、水的化學勢水的化學勢用μw表示，其勢力學含義為：當溫度、壓力及物質(zhì)數(shù)量（水分以外）一定時，體系中1mol的水分的自由能。μw=μwΘ+
6、RTlnαw+Vj,mP+mwgh水的化學勢可用來判斷水分參加化學反應(yīng)的本領(lǐng)或在兩相間移動的方向和限度。其表現(xiàn)一般不用絕對值而用相對值⊿μw，在一定條件下，純自由水的化學勢作為參比狀態(tài)，指定為零。⊿μw可判定水分的轉(zhuǎn)移方向。2、水勢為了突出水的化學勢在水分生理中的意義，通常把水的化學勢除以水的偏摩爾體積使其具有了壓力的單位，即水勢。水勢是偏摩爾體積的水在一個系統(tǒng)中的化學勢與純水在相同溫度壓力下的化學勢之間的差。ψw=(μw-μwO)/Vw,m=⊿μw/Vw,mμw-μwO=⊿μw：表示水的化學勢差
7、,單位為J/mol;Vw,m:表示水的偏摩爾體積單位m3/mol。ψw：表示水勢，單位N/m2；所以水勢的單位是壓力單位帕（Pa）。純水的水勢定義為零，由于溶液中溶質(zhì)顆粒會降低水的自由能，所以任何溶液的水勢皆為負值。偏摩爾體積（Vw,m）是指在恒溫恒壓，其他組分濃度不變情況下，混合體系中1mol該物質(zhì)所占據(jù)有效體積。3、含水體系的水勢組成含水體系中能改變水分子μw的因素會引起水勢的改變，主要有溶質(zhì)、襯質(zhì)、壓力、重力、溫度、海拔高度等。它們對水勢的貢獻分別稱為溶質(zhì)勢、襯質(zhì)勢、壓力勢、重力勢等。即體系
8、水勢組成：ψw=ψs+ψm+ψp+ψgψwO：純水的水勢為零。Ψs：溶質(zhì)勢。又稱為滲透勢（Ψπ），指由于溶質(zhì)顆粒的存在而引起體系水勢降低的數(shù)值，表示溶液中水分潛在的滲透能力的大小。溶質(zhì)越多，溶質(zhì)勢愈低。Ψs=Ψπ=-iCRTΨm：襯質(zhì)勢。由于襯質(zhì)的存在引起水勢降低的數(shù)值。襯質(zhì)指表面能夠吸附水分的物質(zhì)如纖維素、蛋白質(zhì)粒、淀粉粒等。襯質(zhì)吸水平衡后，襯質(zhì)對體系水勢沒有影響。Ψp：壓力勢。由于壓力的存在而使體系水勢改變的數(shù)值。正壓力使水勢升高，反之降低。Ψg：重力勢。由于重力存在使體系水勢
