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1、Chapter1WaterRelationshipinPlant植物的水分的吸收、體內(nèi)運(yùn)輸分配以及的排出的過(guò)程——水分代謝。“有收無(wú)收在于水,多收少收在于肥”。Section1Roleofwaterinplantlife1.1.Structureandphysi-chemicalcharactersofwaterOHH104.9oHHHOHHOHHhydrogenbondA.Waterisapolarmoleculewithhydrogenbondbetweenthemδ-δ+δ+B.Highspecificheatandlatentheato
2、fevaporation(高比熱和高氣化熱)C.Greatsurfacetension(大的表面張力)andcohesion(內(nèi)聚力)水分子沿壁上升示意圖D.Highdielectricconstant(高介電常數(shù))andagoodsolvent(良好的溶劑)帶電顆粒帶電顆粒++++++++++++++++++親水膠粒與水化層示意圖1.2Watercontentandstatusinplant(植物的含水量及水分存在狀態(tài))1.2.1Watercontent。植物種類:水生90%以上>陸生40-90%>旱生(沙漠)植物6%。木本<草本植物。植物生
3、長(zhǎng)環(huán)境:陰生>陽(yáng)生。植物器官:生長(zhǎng)點(diǎn)、根尖、幼嫩莖等達(dá)90%以上>功能葉70-90%>樹(shù)干為40-50%>休眠芽為40%>風(fēng)干種子為8-14%。凡是生命活動(dòng)越旺盛的部分,含水量也越高。1.2.2Status。Freewaterandboundwater。freewater:不與細(xì)胞的組分緊密結(jié)合,易自由移動(dòng)的水分,稱為自由水。其特點(diǎn)是參與代謝,能作溶劑,易結(jié)冰。boundwater:與細(xì)胞的組分緊密結(jié)合不易自由移動(dòng)的水分,稱為束縛水。其特點(diǎn)是不參與代謝,不能作溶劑,不易結(jié)冰。自由水/束縛水增加時(shí),植物細(xì)胞原生質(zhì)體處于溶膠(sol)狀態(tài),代謝活動(dòng)
4、旺盛,生長(zhǎng)快,但抗逆性弱;自由水/束縛水減少時(shí),植物細(xì)胞原生質(zhì)常趨于凝膠(gel)狀態(tài),代謝活動(dòng)減弱,生長(zhǎng)變慢,但抗逆性卻增強(qiáng)。1.3Roleofwaterinplantlife(1)Componentofprotoplasm植物細(xì)胞原生質(zhì)含水量一般在70-90%。(2)Substrateforplantmetabolism光合、呼吸、有機(jī)物合成與分解。(3)Solutionforplantabsorptionandtransportation(4)Keepingplantinposture(extension)(5)Balanceplantt
5、emperatureSection2Waterabsorptionbyplantcell三種方式:Osmosisabsorption;imbibitionabsorption;metabolismabsorption。其中以滲透性吸水為主.2.1Osmosisabsorptionbyplantcell細(xì)胞的滲透性吸水2.1.1Freeenergy,chemicalpotentialandwaterpotentialboundenergy和freeenergy。自由能是指能夠作功的能量和參與反應(yīng)的本領(lǐng)。自由能/每摩爾物質(zhì)?化學(xué)勢(shì),是一種物質(zhì)能夠
6、用于作功或發(fā)生反應(yīng)的能量度量。植物生理學(xué)?水勢(shì)。waterpotential:水勢(shì)是指同溫同壓同一系統(tǒng)中,一偏摩爾體積(V)水(含溶質(zhì)的水)的自由能(μw)與一摩爾體積(V)純水的自由能(μ0w)的差值(Δμw)。Waterpotentialisdefinedasthedifferenceinfreeenergyperunitvolume,betweenmatrically-bound,pressurized,orosmotically-constrainedwaterandpurewater。Ψw=(μw/Vw)-(μ0w/Vw)=(μw-μ
7、0w)/Vw=Δμw/Vw代表水參與化學(xué)反應(yīng)和移動(dòng)的本領(lǐng)。人為地設(shè)定在等溫等壓條件下,純水的水勢(shì)為零Ψw0=0。溶液的水勢(shì)就小于0,為負(fù)值。溶液越濃,其水勢(shì)的負(fù)值越大。Ψw的單位是MPa=106Pa=10bar。海水為-2.5MPa、1MNaCl為–4.46MPa、植物細(xì)胞在-0.1~1.5MPa。2.1.2OsmosisandosmoticpotentialDiffusion(擴(kuò)散):濃度較高?濃度較低遷移。Osmosis(滲透作用)是指溶劑分子通過(guò)半透膜(semipermeablemembrane)的擴(kuò)散作用。半透性膜半透性膜:動(dòng)物膀胱、蠶
8、豆種皮、透析袋。Osmoticpotential(滲透勢(shì)—Ψ?,Solutepotential、溶質(zhì)勢(shì)—Ψs)。由于溶質(zhì)的存在而降低的水勢(shì)。Ψs(Mp