植物生理期末考試復(fù)習(xí)筆記

1、第一章，植物水分代謝1,植物生理學(xué)定義：研究植物生命活動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。對(duì)象：植物范疇：活動(dòng)規(guī)律、機(jī)制植物生理學(xué)研究的內(nèi)容：1,生長(zhǎng)發(fā)育與形態(tài)建成2,物質(zhì)與能量代謝(轉(zhuǎn)化)3,組織和器官層次的信息傳遞以及細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等三個(gè)方面。注釋：生長(zhǎng)：是指增加細(xì)胞數(shù)目和擴(kuò)大細(xì)胞體積而導(dǎo)致植物體積和質(zhì)量的增加。發(fā)育：是指細(xì)胞不斷分化，形成新組織，新器官，即形態(tài)建成，具體表現(xiàn)為種子萌發(fā)，根、莖、葉生長(zhǎng)，開(kāi)花，結(jié)實(shí)，衰老死亡等過(guò)程。代謝：物質(zhì)與能量轉(zhuǎn)化是生長(zhǎng)發(fā)育的基礎(chǔ)，而物質(zhì)轉(zhuǎn)化與能量轉(zhuǎn)化又緊密聯(lián)系，構(gòu)成統(tǒng)一的整體，統(tǒng)稱為代謝。物質(zhì)轉(zhuǎn)化與能量轉(zhuǎn)化：綠色植物的光合作用將無(wú)機(jī)物CO2DHZS成糖類的同時(shí)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)

2、化為化學(xué)能，貯存于糖類中，這就完成物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)化步驟。2,生命活動(dòng)表征(規(guī)律)：1 .基礎(chǔ)代謝活動(dòng)：水分、礦物質(zhì)吸收，呼吸，光合、物質(zhì)轉(zhuǎn)變等。2 .生長(zhǎng)發(fā)育活動(dòng)：種子萌發(fā)，幼苗生長(zhǎng)，細(xì)胞和組織分化，器官形成，開(kāi)花結(jié)果，休眠等。規(guī)律：在各種環(huán)境因子相互作用下植物的生命活動(dòng)的一般表現(xiàn)(基因在時(shí)空中的有序表達(dá))。3,物質(zhì)和能量代謝代謝過(guò)程：運(yùn)行于植物體內(nèi)的一系列生物化學(xué)和生物物理的變化過(guò)程。物質(zhì)代謝：指物質(zhì)的合成與分解過(guò)程；能量代謝：指能量的貯存、轉(zhuǎn)化、釋放過(guò)程。代謝是生命活動(dòng)的基礎(chǔ)，而生長(zhǎng)發(fā)育是代謝作用的綜合表現(xiàn)與最終結(jié)果。代謝作用遭受破壞，生命過(guò)程就會(huì)受到影響，代謝一旦停止，生命過(guò)程就不復(fù)存

3、在。綠色植物代謝的一個(gè)顯著特點(diǎn)就是它的自養(yǎng)性。代謝(metabolism)：是維持各種生命活動(dòng)過(guò)程中化學(xué)變化的總稱。植物是地球上最重要的自養(yǎng)生物。其代謝特點(diǎn)：植物能把環(huán)境中簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物直接合成為復(fù)雜的有機(jī)物。性質(zhì)上：物質(zhì)代謝，能量代謝方向上：同化(assimilation)或合成(anabolism)異化(disassimilation)或分解(catabolism)同化作用：是指植物將環(huán)境中簡(jiǎn)單無(wú)機(jī)物合成復(fù)雜有機(jī)物的同時(shí)貯存能量的過(guò)程。異化作用：是指植物將體內(nèi)復(fù)雜的有機(jī)物分解為簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)物，同時(shí)釋放能量的過(guò)程。4,信息傳遞和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)信息傳遞(messagetransportation)是指植

4、物將感受到的環(huán)境信息從一個(gè)部位傳遞到另一個(gè)部位的過(guò)程。（信息感受部位將信息傳遞到發(fā)生部位的過(guò)程）主要是指物理或化學(xué)信號(hào)在細(xì)胞、組織、器官間的傳輸過(guò)程。如根系將感受到的缺水信號(hào)傳遞到葉片，葉片作出氣孔關(guān)閉的運(yùn)動(dòng)反應(yīng)。信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)（signaltransduction）是細(xì)胞外的各種物理或化學(xué)信號(hào)，包括來(lái)自環(huán)境的外部信號(hào)和來(lái)自植物體其他部分的內(nèi)部信號(hào)，在細(xì)胞內(nèi)通過(guò)一系列分子生物學(xué)機(jī)制轉(zhuǎn)變?yōu)橹参锷硇?yīng)的全過(guò)程。（是指單個(gè)細(xì)胞水平上，信號(hào)與受體結(jié)合后，通過(guò)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)系統(tǒng)，產(chǎn)生生理反應(yīng)。）5,植物生理學(xué)的任務(wù)：探索和明了植物在各種自然環(huán)境下生長(zhǎng)發(fā)育的規(guī)律、機(jī)制，尤其是植物特有的一些代謝機(jī)制（如：光合作用）之

5、后，將這些研究成果應(yīng)用到與植物生產(chǎn)業(yè)相聯(lián)系的行業(yè)中去，為國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展服務(wù)。服務(wù)：農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)、畜牧業(yè)、中醫(yī)藥業(yè)、輕工業(yè)、航空航天等；水土保持、環(huán)境凈化、沙漠治理等我國(guó)植物生理學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的任務(wù)是:1,深入基礎(chǔ)理論研究2,大力開(kāi)展應(yīng)用基礎(chǔ)研究與應(yīng)用研究。植物生理學(xué)的發(fā)展大致分為3個(gè)時(shí)期：1 .植物生理學(xué)的孕育時(shí)期（16世紀(jì)至17世紀(jì)）2 .植物生理學(xué)的奠基與成長(zhǎng)時(shí)期（18世紀(jì)至19世紀(jì)）3 .植物生理學(xué)發(fā)展的時(shí)期（20世紀(jì)至今）植物生理學(xué)的發(fā)展有4大特點(diǎn)：1,研究層次越來(lái)越寬廣；2,學(xué)科之間相互滲透；3,理論聯(lián)系實(shí)際；4,研究手段現(xiàn)代化6,植物的水分生理：包括水分的吸收、水分在

6、植物體內(nèi)的運(yùn)輸和水分的排出。植物的水分代謝：植物對(duì)水分的吸收（absorption）、運(yùn)輸（transport）、利用（utilization）、散失（dissipation）的過(guò)程，被稱為植物白水分代謝（watermetabolism）。水是生命起源的先決條件，沒(méi)有水就沒(méi)有生命。植物的一切正常生命活動(dòng)都必須在細(xì)胞內(nèi)含有一定的水分狀況下才能進(jìn)行。農(nóng)諺“有收無(wú)收在于水”7,植物的含水量：植物種類間差異：草本木本植物。生態(tài)環(huán)境差異：水生（90犯上含水量）陸生（40-90%）旱生（6%植物生長(zhǎng)環(huán)境：不同環(huán)境下生長(zhǎng)的同一種植物含水量有差異（陰生陽(yáng)生）。植物組織、器官間差異：生長(zhǎng)點(diǎn)、根尖、幼嫩莖等含水量

7、達(dá)90%Z上功能葉70-90%樹(shù)干40-50%休眠芽40%風(fēng)干種子8-14%=一般來(lái)說(shuō)，凡是生命活動(dòng)越旺盛的部分，含水量也越高?？偨Y(jié)：植物的含水量：1,不同植物的含水量有很大的不同；2,同一種植物生長(zhǎng)在不同的環(huán)境中，含水量也有差異；3,在同一植株中，不同器官和不同組織的含水量的差異也很大。8,水分子的組成及物理，化學(xué)性質(zhì)：水分子由2個(gè)氫原子和1個(gè)氧原子以共價(jià)鍵結(jié)合，呈“V'型結(jié)構(gòu)，鍵角為104.5氧原子的電負(fù)性比氫原子的大，電子云偏向于氧原子，使之成為極性分子。由于分子中正、負(fù)電荷相等，所以水分子仍表現(xiàn)電中性。水分子與水分子之間可借氫鍵（鍵能約為20kJ/mol）相互結(jié)合，產(chǎn)生一定的內(nèi)

8、聚力。1 .極性：水分子有很強(qiáng)的極性，水分子之間通過(guò)氫鍵形成很強(qiáng)的內(nèi)聚力，在高大喬木的木質(zhì)部導(dǎo)管中，水柱在受到上部枝葉的蒸騰拉力和水柱本身重力（地球引力）的作用下（兩種作用力方向相反），正是由于內(nèi)聚力的存在，確保水流不會(huì)中斷。2 .液體：由于水分子有很強(qiáng)的分子間力（氫鍵的作用），所以，雖然分子很?。ǚ肿恿?8）,但在生理溫度下是液體，是細(xì)胞中原生質(zhì)（極性分子）的很好溶劑，根據(jù)相似相溶原理，水極容易與其它極性的原生質(zhì)分子結(jié)合。這對(duì)于生命過(guò)程非常重要。3 .高比熱：水的比熱為4.187J-g-1-C-1o因?yàn)樾枰芨叩哪芰縼?lái)破壞氫鍵，所以，水的比熱很高。由于植物體含有大量的水分，所以當(dāng)環(huán)境溫度變化

9、較大，植物體吸收或散失較多熱能時(shí)，植物仍能維持相當(dāng)恒定的溫度。4 .高氣化熱：這同樣是由于水分之間的氫鍵造成的，破壞氫鍵需要很高的能量。在炎熱的更天植物通過(guò)蒸騰作用散失水分，同時(shí)帶走大量熱能，可以降低溫度。5 .水是很好的溶劑：由于水分子的極性，它是電解質(zhì)和極性分子如糖、蛋白質(zhì)和氨基酸等強(qiáng)有力的溶劑。水分子還可結(jié)合在帶電荷的離子的周圍，使其成為高度可溶的水化離子。水溶液中Cl-和Na的圍的水分子排列取向屏蔽了各離子本身的電場(chǎng)，該屏蔽效應(yīng)減少了離子重新結(jié)合形成晶體的可能性。9,植物體水分的存在狀態(tài)細(xì)胞質(zhì)組成：蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂類、礦質(zhì)鹽、水等。束縛水（Boundwater）:是指與細(xì)胞的組分

10、緊密結(jié)合不易自由移動(dòng)的水分。（靠近植物膠體微粒而被膠體微粒吸附束縛不易自由流動(dòng)的水分）不參與代謝作用；其含量高低與植物抗脫水能力（抗逆性）密切相關(guān)。束縛水不參與代謝作用，但植物要求低微的代謝強(qiáng)度去度過(guò)不良的外界條件，因此束縛水含量與植物抗性大小有密切關(guān)系。自由水（Freewater）:是指不與細(xì)胞的原生質(zhì)組分緊密結(jié)合，能在細(xì)胞內(nèi)微空問(wèn)中自由移動(dòng)的水分。（距離植物膠體微粒較遠(yuǎn)而可以自由流動(dòng)的水分）參與代謝作用；其含量高低與植物代謝強(qiáng)度密切相關(guān)。當(dāng)自由水/束縛水比值高時(shí)，原生質(zhì)呈溶膠狀態(tài)，植物的代謝旺盛，生長(zhǎng)較快，但是抗逆性弱；反之，原生質(zhì)呈凝膠狀態(tài)，代謝活性低，生長(zhǎng)遲緩，但抗逆性強(qiáng)。10,溶膠（

11、sol）與凝膠（gel）由于細(xì)胞內(nèi)水分含量不同，原生質(zhì)的狀態(tài)也有兩種狀態(tài)：溶膠狀態(tài)與凝膠狀態(tài)。溶膠狀態(tài)：水分含量高時(shí)，自由水含量高，原生質(zhì)膠體顆粒完全分散在水分介質(zhì)中，膠粒之間聯(lián)系弱，原生質(zhì)膠體呈溶液狀態(tài)，稱為溶膠狀態(tài)。凝膠狀態(tài)：自由水含量少時(shí)，膠粒與膠粒相互連接成網(wǎng)狀，原生質(zhì)膠體失去流動(dòng)性而形成近似固體的狀態(tài)，這種狀態(tài)稱為凝膠狀態(tài)。正常代謝的組織，其原生質(zhì)呈溶膠狀態(tài)；代謝弱的干種子（休眠種子），原生質(zhì)呈凝膠狀態(tài)。11,水分在植物生命活動(dòng)中的作用1 .水分是細(xì)胞質(zhì)的主要成分。2 .水分是代謝作用過(guò)程的反應(yīng)物。3 .水是各種生理生化反應(yīng)和物質(zhì)運(yùn)輸?shù)慕橘|(zhì)(優(yōu)良的溶劑)。(水分是植物對(duì)物質(zhì)吸收與運(yùn)輸

12、的溶劑)4 .水分能夠保持植物的固有姿態(tài)。12,水分跨膜物質(zhì)運(yùn)輸?shù)耐緩接袃煞N：1 ，跨膜脂雙分子層的擴(kuò)散：?jiǎn)蝹€(gè)水分子通過(guò)膜脂雙分子層的間隙擴(kuò)散入細(xì)胞內(nèi)，速率較慢；2 ,跨膜水孔蛋白的擴(kuò)散：許多水分子通過(guò)膜的水通道呈線形擴(kuò)散，水分流速快。細(xì)胞吸水的三種方式：擴(kuò)散(diffusion);集流(massflow)；滲透作用(osmosis)1 .擴(kuò)散(diffusion)方式吸水?dāng)U散是物質(zhì)順濃度梯度進(jìn)行的，適合于水分短距離運(yùn)輸。2 .集流(massflow)方式吸水集流是溶液中成群的原子或分子在壓力梯度下的共同移動(dòng)。植物細(xì)胞間的水分集流是通過(guò)質(zhì)膜上的水孔蛋白形成的水通道實(shí)施的。水孔蛋白(aquapo

13、ris)是水分進(jìn)出細(xì)胞的通道蛋白。3 .滲透作用(osmosis)方式吸水是水分依水勢(shì)梯度而移動(dòng)的現(xiàn)象。滲透作用是溶劑分子通過(guò)半透膜而移動(dòng)的現(xiàn)象。13,水孔蛋白(aquaporis)原生質(zhì)膜和液泡膜中存在的一種蛋白，起著選擇性使水通過(guò)的作用，被稱為水孔蛋白或水通道蛋白。水孔蛋白家族成員屬于整合(內(nèi)在)膜蛋白。水孔蛋白構(gòu)成選擇性水分通道。(水孔蛋白是膜整合蛋白，組成了水分選擇性跨膜運(yùn)輸?shù)目椎?它們?cè)试S水分自由通過(guò)，有些也允許小分子的非電解質(zhì)通過(guò)，但排斥離子。水孔蛋白能讓水分通過(guò)，但并不起泵的作用。水分運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力在本質(zhì)上是水壓或滲透壓。在植物體中，水孔蛋白存在于液泡膜和原生質(zhì)膜中。水孔蛋白的活性

14、受磷脂化和去磷脂化作用調(diào)節(jié)：1,依賴于Ca離子的蛋白激酶可使特殊絲氨酸殘基磷酸化，水孔蛋白組成的水通道加寬，水?dāng)U散通過(guò)量就劇增。2,如果殘基去磷酸化，則水通道變窄，水通過(guò)量就減少。14,系統(tǒng)中物質(zhì)的總能量可分為束縛能(boundenergy)和自由能(freeenergy)束縛能：是不能轉(zhuǎn)化為用于作功的能量；自由能：是在溫度恒定的條件下可以用于作功的能量。自由能：在熱力學(xué)當(dāng)中，自由能指的是在某一個(gè)熱力學(xué)過(guò)程中，系統(tǒng)減少的內(nèi)能(總能量)中可以轉(zhuǎn)化為對(duì)外作功的部分。它衡量的是：在一個(gè)特定的熱力學(xué)過(guò)程中，系統(tǒng)可對(duì)外輸出的“有用能量”?；瘜W(xué)勢(shì)(chemicalpotential)：1mol物質(zhì)的自由能

15、就是該物質(zhì)的化學(xué)勢(shì)(單位：J-mol-1)。引入“化學(xué)勢(shì)”概念的意義：可衡量物質(zhì)反應(yīng)或做功的能量大小。在處理相變和化學(xué)變化的問(wèn)題時(shí)的度量值。物質(zhì)總是從化學(xué)勢(shì)較高的相轉(zhuǎn)移到化學(xué)勢(shì)較低的相。當(dāng)物質(zhì)在兩相中的化學(xué)勢(shì)相等時(shí)，則相變過(guò)程停止，系統(tǒng)達(dá)到平衡。水的偏摩爾體積（？w）:是指在一定溫度和壓力下，在1mol水溶液中，加入1mol純水后，該1mol純水所占的有效體積。例如：純水的摩爾體積=18.00cm3某一水溶液的摩爾體積=17.98cm3混合后的總體積w（18.00+17.98）cm3混合后的總體=（17.99+17.98）cm3該1mol純水所占的有效體積=17.99cm3偏摩爾體積的單位是m

16、3-mol-115,水勢(shì)（wN）:是指每偏摩爾體積水的化學(xué)勢(shì)（差），即水溶液的化學(xué)勢(shì)（ww）與同溫、同壓、同一系統(tǒng)中的純水的化學(xué)勢(shì)（Nw。之差（nW）,除以水的偏摩爾體積（？w）所得的商。（水勢(shì)是用來(lái)衡量水分反應(yīng)或做功能量的高低）人為地設(shè)定：在等溫等壓條件下，純水的化學(xué)勢(shì)為零，其它任一系統(tǒng)中水的化學(xué)勢(shì)與純水的差值定義為該系統(tǒng)中水的水勢(shì)。由于純水中的自由能最大，化學(xué)勢(shì)最大，水勢(shì)也最高，其它任何系統(tǒng)中的水勢(shì)均為負(fù)值。水勢(shì)的大小和單位：純水的水勢(shì)（山w0）最大巾w0=Q植物細(xì)胞的水勢(shì)都為負(fù)值。水勢(shì)的單位：帕（Pa）、巴（bar）、大氣壓（atm）。1巴=0.987大氣壓=105帕純水的自由能最大，水

17、勢(shì)也最高。純水的水勢(shì)定為零，其他溶液就與它相比，溶液中的溶質(zhì)顆粒降低了水的自由能，所以溶液中的水的自由能要比純水低，溶液的水勢(shì)就成負(fù)值，溶液越濃，水勢(shì)越低。16,水勢(shì)也可以通俗理解為水分移動(dòng)的趨勢(shì)。水分總是從高水勢(shì)的地方流向低水勢(shì)的地方。溶液中的溶質(zhì)越多，則水勢(shì)越低。溶質(zhì)的性質(zhì)對(duì)溶液的水勢(shì)影響很大，非極性溶質(zhì)對(duì)水勢(shì)影響不大，極性越強(qiáng)的溶質(zhì)對(duì)水勢(shì)影響越大。17,滲透現(xiàn)象：水分從水勢(shì)高的系統(tǒng)通過(guò)半透膜向水勢(shì)低的系統(tǒng)移動(dòng)的現(xiàn)象。（滲透作用是是水分跨膜運(yùn)輸動(dòng)力）原生質(zhì)體：包括質(zhì)膜、細(xì)胞質(zhì)和液泡膜。整個(gè)原生質(zhì)體可以看作一個(gè)選擇透過(guò)性膜來(lái)看待。植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)，質(zhì)膜和液泡膜均為半透膜。質(zhì)壁分離（pl

18、asmolysis）現(xiàn)象：細(xì)胞由于液泡失水而使原生質(zhì)體與細(xì)胞壁分離的現(xiàn)象稱為質(zhì)壁分離（plasmolysis）現(xiàn)象。質(zhì)壁分離現(xiàn)象可以證明植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原質(zhì)壁分離現(xiàn)象：在高濃度溶液中，植物細(xì)胞液泡失水，原生質(zhì)體與細(xì)胞壁分離的現(xiàn)象。質(zhì)壁復(fù)原現(xiàn)象：在低濃度溶液中，植物細(xì)胞液泡吸水，原生質(zhì)體與細(xì)胞壁重新接觸的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)時(shí)，觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象，可解決或說(shuō)明以下幾個(gè)問(wèn)題：1）說(shuō)明生活細(xì)胞的原生質(zhì)具有選擇透性或具有半透膜的性質(zhì)；2）鑒定細(xì)胞的死活。細(xì)胞死后，原生質(zhì)層的結(jié)構(gòu)被破壞，喪失了選擇透性，滲透系統(tǒng)不復(fù)存在，細(xì)胞不能再發(fā)生滲透作用，細(xì)胞也就不能再發(fā)生質(zhì)壁分離。3）用來(lái)測(cè)定細(xì)胞的

19、水勢(shì)。通過(guò)測(cè)定植物發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象時(shí)等滲溶液的滲透勢(shì)可測(cè)定細(xì)胞的水勢(shì)。18,細(xì)胞水勢(shì)：植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng)。細(xì)胞吸水取決于細(xì)胞水勢(shì)，細(xì)胞水勢(shì)反映細(xì)胞吸水的傾向。水勢(shì)越低，吸水傾向越大；反之，水勢(shì)越高，吸水傾向越小。典型細(xì)胞的水勢(shì)也w巾w=s（溶質(zhì)勢(shì)）+巾p（壓力勢(shì)）+巾m（襯質(zhì)勢(shì)）+巾g（重力勢(shì)）一般水勢(shì)的公式為巾w=巾s（溶質(zhì)勢(shì)）+巾p（壓力勢(shì)），適用有液泡的細(xì)胞（群）。A,細(xì)胞的滲透勢(shì)（山s）:又稱細(xì)胞的溶質(zhì)勢(shì)，由于細(xì)胞液中含有大量的糖，氨基酸以及各種離子，特別是液泡的存在，這些內(nèi)含物的存在使得細(xì)胞的水勢(shì)大大下降。溶質(zhì)勢(shì)常用巾s或巾冗來(lái)表示，為負(fù)值。B,重力勢(shì)（山g）：是由于水分受地球引

20、力作用而產(chǎn)生的重力（重量），尤其是水分在垂直于地面的莖中運(yùn)輸時(shí)，水分因重力下移而使細(xì)胞失水。由于重力使細(xì)胞失水，在細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生一種反作用力，這種反作用力（重力勢(shì)）增加細(xì)胞的水勢(shì)。重力勢(shì)：提高植物細(xì)胞水勢(shì)的值，增加細(xì)胞水分自由能，為正值（山g>0）。水高1m時(shí)，巾g=0.01MPa?？紤]到單個(gè)細(xì)胞的體積很小以及水分在細(xì)胞內(nèi)水平移動(dòng)時(shí)，巾g與巾冗和巾p相比很小，通常忽略不計(jì)（巾g=0）。因此，細(xì)胞水勢(shì)公式：w=山泥+巾p+m+g可簡(jiǎn)化為：w=少泥+巾p+mC,襯質(zhì)勢(shì)（山項(xiàng)：是細(xì)胞內(nèi)膠體分子（蛋白質(zhì)、核酸、纖維素、半纖維素、果膠質(zhì)等）在嚴(yán)重失水狀態(tài)下形成網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生毛細(xì)管作用和膠體分子本身的

21、親水性而引起水勢(shì)降低的值（巾0）0未形成液泡的細(xì)胞巾m常常很低（負(fù)值很大），如干種子巾m=-100MPa這時(shí)也冗和巾p者B為零,巾w二巾m已形成液泡的細(xì)胞巾m=0MPa（-0.01MPa）因此，細(xì)胞水勢(shì)公式：w=山泥+巾p+m可再次簡(jiǎn)化為：w=山冗+巾p（適合于有液泡的細(xì)胞或細(xì)胞群）D,細(xì)胞的巾P是由于具有彈性的細(xì)胞壁對(duì)原生質(zhì)體的壓力造成的。當(dāng)細(xì)胞充分吸水后，原生質(zhì)體膨脹，就會(huì)對(duì)細(xì)胞壁產(chǎn)生一個(gè)壓力，這個(gè)壓力稱為膨壓（turgorpressure）。在原生質(zhì)體對(duì)細(xì)胞壁產(chǎn)生膨壓的同時(shí)，細(xì)胞壁對(duì)原生質(zhì)體產(chǎn)生一個(gè)大小相等方向相反的作用力，這個(gè)作用力就是細(xì)胞的壓力勢(shì)（pressurepotential）

22、壓力勢(shì)一般為正值（巾P>0）,有時(shí)為零（巾P=0）,甚至負(fù)值（山P<0）0當(dāng)細(xì)胞剛剛質(zhì)壁分離時(shí)，巾P為零，則：w=也冗細(xì)胞的壓力勢(shì)是一種限制水分進(jìn)入細(xì)胞的力量，它能增加細(xì)胞的水勢(shì)，一般為正值。但當(dāng)細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離時(shí)，巾P為零。處在強(qiáng)烈蒸發(fā)環(huán)境中的細(xì)胞巾P會(huì)成負(fù)值。19,細(xì)胞間的水分移動(dòng)決定于細(xì)胞間水勢(shì)差異。水勢(shì)高低的不同不僅影響水分移動(dòng)的方向，而且還影響水分移動(dòng)的速度。兩細(xì)胞間水勢(shì)差越大，水分移動(dòng)越快，反之則慢。細(xì)胞之間的水分流動(dòng)方向取決于什么呢？A,相鄰兩細(xì)胞的水分移動(dòng)方向，取決于兩細(xì)胞間的水勢(shì)差異，水勢(shì)高的細(xì)胞中的水分向水勢(shì)低的細(xì)胞流動(dòng)。B,當(dāng)有多個(gè)細(xì)胞連在一起時(shí)，如果一端的細(xì)

23、胞水勢(shì)較高，另一端的水勢(shì)較低，順次下降，就形成一個(gè)水勢(shì)梯度，水分便從水勢(shì)高的一端流向水勢(shì)低的一端?？偨Y(jié)：不同的細(xì)胞或組織的水勢(shì)變化很大。1,在同一植株中，地上器官的細(xì)胞水勢(shì)比根部低。2,同是葉子，水勢(shì)隨著距離地面高度的增加而降低。3,同一葉子，水勢(shì)距離主脈越遠(yuǎn)，水勢(shì)越低。4,在根部，內(nèi)部水勢(shì)低于外部水勢(shì)。20,根系的吸水主要在根尖進(jìn)行，在根尖中，根毛區(qū)的吸水能力最大，根冠、分生區(qū)和伸長(zhǎng)區(qū)較小。后三個(gè)部分之所以吸水差，與細(xì)胞質(zhì)濃厚、輸導(dǎo)組織不發(fā)達(dá)、對(duì)水分移動(dòng)阻力大等因素有關(guān)。根毛區(qū)吸水能力大的原因:1,根毛區(qū)有許多根毛，增大了吸收面積；2,根毛細(xì)胞壁的外部由果膠質(zhì)組成，黏性強(qiáng)，親水性也強(qiáng)，有利于

24、與土壤顆粒黏著和吸水；3,根毛區(qū)的輸導(dǎo)組織發(fā)達(dá)，對(duì)水分移動(dòng)的阻力小，所以根毛區(qū)的吸水能力最大。為什么在移栽苗木時(shí)要將根系周圍的土壤捆綁，并剪去部分枝葉：原因：根的吸水主要在根尖部分進(jìn)行，尤以根毛區(qū)的吸水能力最大。由于植物吸水主要靠根尖，因此，在移栽時(shí)盡量保留細(xì)根，減輕移栽后植株的萎焉程度。剪去部分枝葉也是為了減少水分的蒸騰。根系吸水的兩個(gè)動(dòng)力：蒸騰拉力（Transpirationpull）和根壓（rootpressure）一般來(lái)說(shuō)，蒸騰拉力在根系吸水過(guò)程中是主要的。（蒸騰拉力較為重要）由于蒸騰作用產(chǎn)生的水勢(shì)梯度使水分沿著導(dǎo)管上升的力。蒸騰拉力吸水機(jī)理為滲透理論。植物在蒸騰作用強(qiáng)烈時(shí)植株的吸水主

25、要是由蒸騰拉力引起的。只有植株在春季葉片尚未展開(kāi)以及當(dāng)植物蒸騰受抑制時(shí)，根壓才成為主要吸水動(dòng)力。根壓：由于根系的生理活動(dòng)使液流從根部沿木質(zhì)部導(dǎo)管上升的壓力。（靠根部水勢(shì)梯度使水沿著導(dǎo)管上升的動(dòng)力稱為根壓）根壓機(jī)理：滲透理論。一般認(rèn)為是由于根部細(xì)胞生理活動(dòng)導(dǎo)致皮層細(xì)胞中的離子連續(xù)不斷地通過(guò)內(nèi)皮層細(xì)胞進(jìn)入中柱導(dǎo)致中柱內(nèi)細(xì)胞離子濃度升高，滲透勢(shì)降低，水勢(shì)降低從而吸收水分。蒸騰拉力：也稱為蒸騰牽引力，是由于植物的蒸騰作用而產(chǎn)生一系列水勢(shì)梯度，使導(dǎo)管中的水分上升的一種力量。傷流(Bleeding)汁液從傷口(殘莖)的切口溢出的現(xiàn)象(從受傷或者折斷的植物組織溢出液體的現(xiàn)象)流出的汁液是傷流液(bleedi

26、ngsap)。吐水(Guttation)土壤水分充足、大氣溫度和濕度較高的環(huán)境中或清晨，未受傷葉尖或葉緣向外溢出液滴的現(xiàn)象。(沒(méi)有受傷的植物在土壤水分充足、大氣溫度和濕度較高的環(huán)境中或清晨，葉尖或葉緣向外溢出液滴的現(xiàn)象。)21,水分在根部的運(yùn)輸途徑：根系吸水的途徑有三條：即質(zhì)外體途徑(apoplastpathway)、跨膜途徑(transmembranepathway)、共質(zhì)體途徑(symplastpathway)質(zhì)外體途徑(apoplastpathway)：是指水分通過(guò)細(xì)胞壁、細(xì)胞間隙等沒(méi)有原生質(zhì)的部分移動(dòng)，速度快。跨膜途徑(transmembranepathway):是指水分從一個(gè)細(xì)胞移動(dòng)

27、到另一個(gè)細(xì)胞，要兩次經(jīng)過(guò)質(zhì)膜。共質(zhì)體途徑(symplastpathway):是指水分從一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)經(jīng)過(guò)胞間連絲，移動(dòng)到另一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)。共質(zhì)體途徑和跨膜途徑統(tǒng)稱為細(xì)胞途徑(cellularpathway)根中的質(zhì)外體常常是不連續(xù)的，它被內(nèi)皮層的凱氏帶分隔成為兩個(gè)區(qū)域：一是內(nèi)皮層以外，包括根毛、皮層的胞間層、細(xì)胞壁和細(xì)胞間隙，稱為外部質(zhì)外二是內(nèi)皮層以內(nèi)，包括成熟的導(dǎo)管和中柱各部分細(xì)胞壁及胞間隙，稱為內(nèi)部質(zhì)外體。22,水分在植物體內(nèi)的運(yùn)輸途徑分為兩個(gè)步驟：徑向運(yùn)輸和軸向運(yùn)輸徑向運(yùn)輸：指水分從土壤溶液中運(yùn)輸至木質(zhì)部導(dǎo)管的過(guò)程，即根系吸水。軸向運(yùn)輸：指水分在木質(zhì)部導(dǎo)管向上運(yùn)輸至植物頂部的過(guò)程，即

28、水分向上運(yùn)輸。水分在植物體內(nèi)的運(yùn)輸水分運(yùn)輸?shù)耐緩?Pathwayofwatertransport)土壤一根毛一根的皮層一根的中柱鞘一根的導(dǎo)管和管胞一莖的導(dǎo)管和管胞一葉柄的導(dǎo)管和管胞一葉脈的導(dǎo)管和管胞一葉肉細(xì)胞一葉細(xì)胞間隙一氣孔下腔一氣孔一大氣中。水分在莖葉的運(yùn)輸途徑經(jīng)過(guò)死細(xì)胞(導(dǎo)管和管胞)，即輸導(dǎo)系統(tǒng)，具特點(diǎn)是對(duì)水分運(yùn)輸?shù)淖枇π。m于長(zhǎng)距離的運(yùn)輸。經(jīng)過(guò)活細(xì)胞，其特點(diǎn)是對(duì)水分運(yùn)輸?shù)淖枇Υ螅糜诙叹嚯x的運(yùn)輸。23,土壤是由固相、液相和氣相3相物質(zhì)構(gòu)成的。周相：指由礦物質(zhì)、有機(jī)質(zhì)等組成；液相：指土壤中的水分（實(shí)際上是溶液）；氣相：指土壤中的各種氣體；土壤中的水分按照物理狀態(tài)來(lái)分，可以分為3種：重力水

29、、毛細(xì)管水、束縛水重力水：指在重力作用下通過(guò)土壤顆粒間的孔隙下降的水分。土壤中存在重力水并大量長(zhǎng)期停留會(huì)影響植物生長(zhǎng)。毛細(xì)管水：指存在于土壤顆粒間毛細(xì)管內(nèi)的水分。植物吸收的水分主要是毛細(xì)管水。束縛水：指土壤顆?；蛲寥滥z體的親水表面所吸附的水合層，植物一般不能利用。與細(xì)胞的水勢(shì)相似，土壤水勢(shì)也是由滲透勢(shì)巾s和靜水壓巾p,兩個(gè)組分構(gòu)成的。除了少量水分通過(guò)擴(kuò)散作用移動(dòng)外，土壤中的大部分水是在壓力梯度的驅(qū)動(dòng)下，以集流的方式移動(dòng)的：當(dāng)植物從土壤中吸收水分時(shí)，消耗根表面附近的水分，使該處水的壓力下降，便與鄰近區(qū)域之間產(chǎn)生壓力梯度，由于土壤中被水填充的孔隙是連續(xù)的，水便沿著這些孔道順著壓力梯度向根系移動(dòng)。影

30、響根系吸水的土壤條件：1, 土壤中可用水分：土壤中的水分對(duì)植物來(lái)說(shuō)，并不是都能被利用，植物根有吸水的能力，而土壤也有保水的本領(lǐng)，植物與土壤是爭(zhēng)奪水分。2, 土壤通氣狀況：通氣不良影響根的呼吸，從而影響根的吸水。3, 土壤溫度：低溫降低根系吸水的速率，原因：水分本身的黏性增大，擴(kuò)散速率降低；細(xì)胞質(zhì)黏性增大，水分不易通過(guò)細(xì)胞質(zhì)；呼吸作用減弱，影響吸水；溫度過(guò)高對(duì)根系吸水也不利，原因：高溫加速根的老化過(guò)程，使根的木質(zhì)化部位幾乎達(dá)到尖端，吸收面積減少，吸收速率也下降；溫度過(guò)高使酶鈍化，也影響根系的主動(dòng)吸水。4, 土壤溶液濃度：土壤溶液所含鹽分的高低，直接影響其水勢(shì)的大小。張力（的產(chǎn)生）：植物葉片蒸騰失

31、水后，便向?qū)Ч芪?，而水本身又有重量，?huì)受到向下的重力影響，這樣，一個(gè)上拉的力量和一個(gè)下拖的力量共同作用于導(dǎo)管水柱上就會(huì)產(chǎn)生張力。其張力可達(dá)-3.0MPa。24,水分沿導(dǎo)管或管胞上升的動(dòng)力水分是靠什么力量從根部上升到最高葉片的呢？這涉及到兩個(gè)問(wèn)題，一是動(dòng)力問(wèn)題，二是水柱的連續(xù)性問(wèn)題。動(dòng)力：下部的根壓，上部的蒸騰拉力。根壓（正壓力勢(shì)）一般不超過(guò)0.2MPa,至多能使水分上升20.4m。蒸騰拉力（負(fù)壓力勢(shì)）在一般情況下是水分上升的主要?jiǎng)恿?。水柱的連續(xù)性：內(nèi)聚力大于張力，故不會(huì)斷裂水分子之間的內(nèi)聚力可達(dá)20-30MPa以上，而張力為0.5-3MPa。25,蒸騰拉力-內(nèi)聚力-張力學(xué)說(shuō)：水分子由于蒸騰拉

32、力而向葉片輸送，同時(shí)水分子間內(nèi)聚力大于張力使得水柱連續(xù)，這種以蒸騰拉力、內(nèi)聚力和張力來(lái)解釋水分在導(dǎo)管內(nèi)連續(xù)不斷向上輸送的學(xué)說(shuō)，稱為蒸騰拉力-內(nèi)聚力-張力學(xué)說(shuō)。26,蒸騰作用(Transpiration)是指水分以氣體狀態(tài)通過(guò)植物體的表面(葉子)從體內(nèi)散失到體外的現(xiàn)象。蒸騰方式：角質(zhì)蒸騰(cuticulartranspiration)氣孔蒸騰(stomataltranspiration)蒸騰作用生理意義：1. 植物吸收和運(yùn)輸水分的主要?jiǎng)恿Γ?. 礦物質(zhì)和有機(jī)物的吸收和運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力；3. 降低葉片的溫度。氣孔蒸騰(stomataltranspiration)：氣孔是蒸騰過(guò)程中水蒸汽從體內(nèi)排到體外的主

33、要出口，也是光合作用和呼吸作用與外界氣體交換的大門。小孔擴(kuò)散原理1、水分從大表面上蒸發(fā)時(shí)，蒸發(fā)速率與表面積成正比。2、水分從很小表面上蒸發(fā)時(shí)，蒸發(fā)速率與表面的直徑或周長(zhǎng)成正比。3、葉片上眾多氣孔增加了擴(kuò)散水分的總的周長(zhǎng)。27,保衛(wèi)細(xì)胞運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)雙子葉植物腎型保衛(wèi)細(xì)胞外壁薄，內(nèi)壁厚。細(xì)胞中存在以氣孔為中心的扇形輻射狀排列的微纖絲。當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹時(shí)，外壁易于伸長(zhǎng)，連接內(nèi)外壁的微纖絲難以伸長(zhǎng)，微纖絲將作用力傳到內(nèi)壁，使內(nèi)壁背離氣孔口方向運(yùn)動(dòng)。氣孔張開(kāi)。28,氣孑L運(yùn)動(dòng)的機(jī)理(Mechanismforstomatalopeningandclosing)三種學(xué)說(shuō)：淀粉一糖轉(zhuǎn)化學(xué)說(shuō)(Starch-

34、sugarinterconversiontheory)無(wú)機(jī)離子吸收學(xué)說(shuō)(Inorganicionuptaketheory)蘋果酸生成學(xué)說(shuō)(Malateproductiontheory)L淀粉一糖轉(zhuǎn)化學(xué)說(shuō)（20世紀(jì)20年代：Starch-sugarconversiontheary）吁以張開(kāi)過(guò)程為例:1.光照一光合磷酸化一 ATP合2.無(wú)機(jī)離子吸收學(xué)說(shuō)（20世紀(jì)60年代3Inorganicionuptaketheory）成；L版膜上H-AFP前核激活.運(yùn)出H+.產(chǎn)生跨膜射梯度：3.聘膜股榜度一驅(qū)動(dòng)K+透過(guò)質(zhì)膜一液泡膜一Il入液泡中活化質(zhì)膜、液泡膜。通道）：露從胞外運(yùn)入的C1,透過(guò)液泡股進(jìn)入液泡，與

35、液泡內(nèi)對(duì)保持包化學(xué)平衡：5.液泡內(nèi)K+法度達(dá)0.5X,1降低至2MP&左右，保衛(wèi)細(xì)胞吸水果并。3,畢果酸生成學(xué)說(shuō)<20世紀(jì)70年代：Malntcprudutliun(hcun)也照保衛(wèi)細(xì)胞光合作用產(chǎn)生糖或淀粉I硝酸烯醉丙酮酸蘋%酸I第果酸解離一蘋果酸根離子I蘋屎陂根離子進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞（K，進(jìn)入，中和平衡）水勢(shì)下降氣孔開(kāi)放蜒NE世ClItBW川*NE-1上WH冊(cè)口姮I回忤住”，-f尊?，-VIITitM-蜩*RM*rIMF圖光下氣孔開(kāi)啟的機(jī)理風(fēng)光IR卜興上t麻液泡中的片子枳累.也光合丹苑生或的ATP嬖物H*%/向皮膜外我1UH3套立膜內(nèi)外的H嘴度.至H*電叱學(xué)弟的驅(qū)動(dòng)卜K*feK*i

36、MI.Cl贊共同傳遞體進(jìn)人果£ME胞.另外，光合作用生成尊果酸,K+,CI和單果酸迎人液泡”腎區(qū)保五到鬼的水勢(shì).3大孔開(kāi)啟機(jī)塔圖解.圖光下氣孔開(kāi)啟的機(jī)理光照下保衛(wèi)細(xì)胞液泡中的離子積累。由光合作用生成的ATP驅(qū)動(dòng)H+S,向質(zhì)膜外泵出H+,建立膜內(nèi)外的H+弟度，在H+電化學(xué)勢(shì)的驅(qū)動(dòng)下，K+經(jīng)K+通道、Cl-經(jīng)共向傳遞體進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞。另外，光合作用生成蘋果酸。K+、Cl-和蘋果酸進(jìn)入液泡，降低保衛(wèi)細(xì)胞的水勢(shì)。B.氣孔開(kāi)啟機(jī)理圖解。29,蒸騰速率=擴(kuò)散力/擴(kuò)散途徑的阻力=(氣孔下腔蒸汽壓-葉外蒸汽壓)/(氣孔阻力+擴(kuò)散層阻力)T=(el-ea)/(rs+ra)30,對(duì)蒸騰作用的影響分為外界條

37、件和內(nèi)部因素一，外界條件對(duì)蒸騰作用的影響凡是影響葉片內(nèi)外蒸氣壓差和擴(kuò)散途徑阻力的外界條件，都會(huì)影響蒸騰速率的高低。蒸騰速率T(1)光照：光照T,氣孔開(kāi)度T,氣孔阻力；,光照T,氣溫和葉溫T,但葉溫T更大，葉內(nèi)外的蒸汽壓梯度T,蒸騰速率T。（2）溫度：一定范圍，溫度T,蒸騰T。溫度過(guò)低過(guò)高，蒸騰速率J（氣孔關(guān)閉）。濕度：濕度T,蒸騰J；濕度J，蒸騰T。風(fēng)速：微風(fēng)促進(jìn)蒸騰。強(qiáng)風(fēng)可能會(huì)引起氣孔關(guān)閉或開(kāi)度減小，內(nèi)部阻力加大，蒸騰減弱。二，內(nèi)部因素對(duì)蒸騰作用的影響氣孔頻度氣孔頻度（stomatalfrequency）為1cm2葉片上的氣孔數(shù)，氣孔頻度大有利于蒸騰的進(jìn)行。氣孔大小氣孔孔徑較大，內(nèi)部阻力小，

38、蒸騰較強(qiáng)。（3）氣孔下腔氣孔下腔容積大，葉內(nèi)外蒸氣壓差大，蒸騰快。氣孔開(kāi)度氣孔開(kāi)度大，蒸騰快，反之，蒸騰減弱。（5）氣孔構(gòu)造氣孔構(gòu)造不同也會(huì)影響蒸騰作用，氣孔下陷的（針葉植物），擴(kuò)散層相對(duì)加厚，阻力大，蒸騰較慢。31,蒸騰作用的表示方法蒸騰速率（Transpirationrate）:單位時(shí)間單位葉面積內(nèi)蒸騰的水量（g.m-2.h-1）。蒸騰效率（比率）（Transpirationefficiencyortranspirationratio）:植物在一定時(shí)間內(nèi)積累的干物質(zhì)與蒸騰失水量的比值。蒸騰系數(shù)（需水量）（Transpirationcoefficientorwaterrequirement）

39、:植物制造1g干物質(zhì)所需消耗的水分克數(shù)。32,水分利用效率（efficiencyofwaterutilization）是指植物消耗單位水分所產(chǎn)生的同化物質(zhì)的量，它反映了植物生產(chǎn)中單位水分的能量轉(zhuǎn)化效率，在本質(zhì)上與蒸騰效率完全相同，可以從單葉和群體兩個(gè)水平上表單葉水分利用效率又稱瞬時(shí)水分利用效率：用單葉凈光合速率（Pn）和蒸騰速率（T）之比（Pn/T）表示或用單葉凈光合速率（Pn）與氣孔蒸汽導(dǎo)度（Cs）之比（Pn/Cs,又稱內(nèi)在水分利用效率）表示。即：WUEPn/TorPn/Cs個(gè)體（整株植物）或群體水分利用效率：以一段時(shí)間或整個(gè)生育期內(nèi)地上部生物量（DVV的增加數(shù)與同期蒸騰量（T）之比表示：W

40、UE=DW/T33,合理灌溉的生理基礎(chǔ)一、作物的需水規(guī)律（一）不同作物對(duì)水分的需要量不同一般可根據(jù)蒸騰系數(shù)（需水量）的大小來(lái)估計(jì)某作物對(duì)水分的需要量，即以作物的生物產(chǎn)量乘以蒸騰系數(shù)作為理論最低需水量。（二）同一作物不同生育期對(duì)水分的需要量不同早稻：在苗期，蒸騰面積較小，水分消耗量不大；分英期，蒸騰面積擴(kuò)大，水分消耗量明顯增大；到孕穗開(kāi)花期蒸騰量達(dá)最大值，耗水量也最多；進(jìn)入成熟期后，葉片逐漸衰老脫落，水分消耗量又減少。小麥： 種子萌發(fā)到分英前期，消耗水不多； 分英末期到抽穗期，消耗水最多； 抽穗到乳熟末期，消耗水較多，缺水會(huì)嚴(yán)重減產(chǎn)； 乳熟末期到完熟期，消耗水較少。此時(shí)供水過(guò)多，反而會(huì)使小麥貪青

41、遲熟，籽粒含水量增高，影響品質(zhì)。（三）作物的水分臨界期（criticalperiodofwater）水分臨界期：是指植物在生命周期中，對(duì)水分缺乏最敏感、最易受害的時(shí)期。一般而言，植物的水分臨界期多處于花粉母細(xì)胞四分體形成期，這個(gè)時(shí)期一旦缺水，就使性器官發(fā)育不正常，最終影響授粉受精和結(jié)實(shí)。34,合理灌溉指標(biāo)作物是否需要灌溉可依據(jù)：氣候特點(diǎn)、土壤埔情、作物的形態(tài)、生理性狀和指標(biāo)（一）土壤指標(biāo)一般來(lái)說(shuō)，適宜作物正常生長(zhǎng)發(fā)育的根系活動(dòng)層（090cm）,其土壤含水量應(yīng)保持在60%80%,如果低于此含水量時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行灌溉。（二）形態(tài)指標(biāo)：我國(guó)農(nóng)民自古以來(lái)就有看苗灌水的經(jīng)驗(yàn)。作物缺水的形態(tài)表現(xiàn)為：（1）幼

42、嫩的莖葉在中午前后易發(fā)生萎焉；（2）葉、莖顏色由于生長(zhǎng)緩慢，葉綠素濃度相對(duì)增大，而呈暗綠色；（3）莖、葉顏色有時(shí)變紅（這是因?yàn)楦珊禃r(shí)碳水化合物的分解大于合成，細(xì)胞中積累較多的可溶性糖，形成較多的花色素，而花色素在弱酸條件下呈紅色的緣故）。（三）生理指標(biāo)：生理指標(biāo)可以比形態(tài)指標(biāo)更及時(shí)、更靈敏地反映植物體的水分狀況。植物葉片的細(xì)胞汁液濃度、滲透勢(shì)、水勢(shì)和氣孔開(kāi)度等均可作為灌溉的生理指標(biāo)。35,灌溉的方法作物需水量和灌溉時(shí)期及指標(biāo)的確立，為制定合理的灌溉制度提供了科學(xué)依據(jù)。在具體進(jìn)行灌溉時(shí)，應(yīng)本著節(jié)約用水，科學(xué)用水的原則，不斷改善灌溉設(shè)施，改進(jìn)灌溉方法，以解決我國(guó)單位面積灌溉用水偏大和灌溉效益不高的

43、問(wèn)題。（一）漫灌（wildfloodingirrigation）是我國(guó)目前應(yīng)用最為廣泛的灌溉方法，它的最大缺點(diǎn)是造成水資源的浪費(fèi)，還會(huì)造成土壤沖刷,肥力流失，土地鹽堿化等諸多弊端。（二）噴灌（sprayirrigation）是借助動(dòng)力設(shè)備把水噴到空中成水滴降落到植物和土壤上。這種方法既可解除大氣干旱和土壤干旱，保持土壤團(tuán)粒結(jié)構(gòu)，防止土壤鹽堿化，又可節(jié)約用水。（三）滴灌（dripirrigation）是通過(guò)埋入地下或設(shè)置于地面的塑料管網(wǎng)絡(luò)，將水分輸送到作物根系周圍，水分（也可添加營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)）從管上的小孔緩慢地滴出，讓作物根系經(jīng)常處在保持在良好的水分、空氣、營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)下。36,合理灌溉的生理基礎(chǔ)合理灌

44、溉的生理效應(yīng)：合理的灌溉可以改善植物的各種生理狀況，改善作物的光合性能(可以從作物的光合能力、光合時(shí)間、光合面積、有機(jī)物質(zhì)的分配、呼吸消耗等五個(gè)方面去分析)。合理灌溉的生態(tài)效應(yīng)：灌溉能改善灌溉地上的氣候條件，改善栽培環(huán)境，問(wèn)接地對(duì)植物產(chǎn)生影響。如：夏季灌溉可以降低株間的氣溫；早春與晚秋季節(jié)灌溉可以保溫；堿地灌溉可以洗鹽壓堿；施肥后灌溉可以溶解肥料1 .若施肥不當(dāng)會(huì)產(chǎn)生“燒苗”現(xiàn)象，試用水分代謝原理說(shuō)明原因？2 .移栽苗木時(shí)為何要將根系周圍的土壤捆綁，并剪去部分枝葉？3 .簡(jiǎn)述光下氣孔開(kāi)啟機(jī)理的三個(gè)學(xué)說(shuō)。4 .填空：寫出下列吸水過(guò)程中影響水勢(shì)的組分吸脹吸水，Ww=();滲透吸水，甲w=();干燥

45、種子吸水，Ww=();分生組織細(xì)胞吸水，Ww=();一個(gè)典型細(xì)胞水勢(shì)組分；ww=();成長(zhǎng)植株吸水，ww=()。5 .選擇題：(1) .有一充分飽和細(xì)胞，將其放入比細(xì)胞濃度低10倍的溶液中，則細(xì)胞體積:A不變B變小C變大(2) .將一個(gè)生活細(xì)胞放入與其滲透勢(shì)相等的糖溶液中，則會(huì)發(fā)生：A細(xì)胞吸水B細(xì)胞失水C細(xì)胞既不吸水也不失水(保持動(dòng)態(tài)平衡)第二章，植物的礦質(zhì)營(yíng)養(yǎng)1,植物體內(nèi)的元素：分析植物體內(nèi)元素的實(shí)驗(yàn)流程：植物水分10-95%干物質(zhì)5-90%干物質(zhì)有機(jī)物呈90%無(wú)機(jī)物三10%植物一烘干一燃燒(C、H、。N、S-CO2、H2ON2、NO2N2OSO邱)灰分(MgOZnQK2OMnO將)?；曳郑?/p>

46、將烘干的植物成分燃燒，燃燒后余下的一些不能揮發(fā)的殘燼稱為灰分。礦質(zhì)元素(mineralelement)：以氧化物的形式存在于灰分中的元素，又稱灰分元素(ashelement)。特殊：N不是灰分元素，但通常從土壤中以硝酸鹽、俊鹽等形式吸收，所以歸并于礦質(zhì)元素一起討論。同樣，S-SO2S不是灰分元素，以但從土壤中硫酸鹽形式被吸收，所以也歸并于礦質(zhì)元素一起討論。必需元素(Essentialelement)：簡(jiǎn)單地說(shuō)就是植物生長(zhǎng)發(fā)育必不可少的元素。2?士培法？成分太復(fù)雜，難以控制！鑒定植物必需元素的方法-溶液培養(yǎng)法。溶液培養(yǎng)法(solutionculturemethod):用人工配制含已知礦質(zhì)元素成分

47、的營(yíng)養(yǎng)液培養(yǎng)植物。優(yōu)點(diǎn)：通過(guò)添加或減少某種元素，從植物生長(zhǎng)狀況判斷該元素是否為植物所必需。國(guó)際植物營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)規(guī)定的植物必需元素的三條標(biāo)準(zhǔn)是：第一，由于缺乏該元素，植物生長(zhǎng)發(fā)育受阻，不能完成其生活史；第二，除去該元素，表現(xiàn)為專一的病癥，這種缺素病癥可用加入該元素的方法預(yù)防或恢復(fù)正常；第三，該元素在植物營(yíng)養(yǎng)生理上能表現(xiàn)直接的效果，而不是由于土壤物理、化學(xué)、微生物條件的改善而產(chǎn)生的間接效果。3,溶液培養(yǎng)法的形式水培法(無(wú)土栽培)：植物直接栽培于營(yíng)養(yǎng)液中。砂培法：支撐物(石英砂、蛭石、珍珠巖)溶液培養(yǎng)法亦稱水培法，是在含有全部或部分營(yíng)養(yǎng)元素的溶液中栽培植物的方法。植物必需礦質(zhì)元素的種類大量元素(Macr

48、oelement)：(Majorelement)是指植物需要量較大，在植物體內(nèi)含量較高(>0.01%<>10mmol/kg)的元素(C、H、QN、P、K、C&MgS、Si)。微量元素(Microelement)(traceelement)：是指植物需要量較少，在植物體中含量較低(<0.01%或<10mmol/kg)的元素(Fe、MrCu、Zn、B、Mo、Cl、Ni、Na）。常見(jiàn)培養(yǎng)液Hoagland營(yíng)養(yǎng)液，Knop培養(yǎng)液，Espino培養(yǎng)液，Arnon營(yíng)養(yǎng)液，B5營(yíng)養(yǎng)液4,植物必須礦質(zhì)元素的生理作用必須礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的生理作用概括起來(lái)有四個(gè)方面：1,細(xì)

49、胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成成分，如NS、P等。2,植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)者，參與酶的活動(dòng)，如K、Ca03,起電化學(xué)作用，即離子濃度的平衡、氧化還原、電子傳遞和電荷中和，如K、Fe、CI。4,作為細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的第二信使，如Ca有些大量元素同時(shí)具備上述二三個(gè)作用，大多數(shù)微量元素只具有酶促功能。氮Nitrogen（N）吸收形式：NH4+,NO3-,CO（NH2）2,Aminoacid.植物吸收的氮素主要是無(wú)機(jī)態(tài)氮，即俊態(tài)氮和硝態(tài)氮，也可以吸收利用有機(jī)態(tài)氮，如尿素等。氮是蛋白質(zhì)（氨基酸、酰胺）、核酸、核甘酸、輔酶等的主要成分，而它們又是原生質(zhì)、細(xì)胞核等的重要組成部分，在生命活動(dòng)中占有特殊作用。因此，氮被稱為生命元素

50、。氮還參許多酶的活動(dòng)。例如：輔酶（輔基）如NAD+NADP+FA次的構(gòu)成。氮還是某些植物激素（如生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素）、維生素（如B1、B2、B6、PP）、生物堿等的成分；氮是葉綠素的成分，與光合作用有密切關(guān)系。缺氮癥狀：葉小色淡、植株紅紫色、矮小瘦弱、花少、籽粒干癟。癥狀發(fā)生部位：老葉。磷Phosphorus（P）吸收形式：H2PO4-,HPO42-,通常磷呈正磷酸鹽的形式被植物吸收。磷是核酸、核蛋白和磷脂的主要成分，它與蛋白質(zhì)合成、細(xì)胞分裂、細(xì)胞生長(zhǎng)有密切關(guān)系；磷是許多輔酶如NAD+NADP等的成分；磷還參與碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪的代謝和運(yùn)輸；ATPffl成元素之一；肌醇三酸磷為細(xì)胞信息的

51、傳遞體。（對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育有很大的作用，是僅次于氮的第二個(gè)重要元素。）缺磷癥狀：油菜葉紅色或紫色（糖運(yùn)輸受阻一花青素）、有些植物葉色暗綠（細(xì)胞生長(zhǎng)慢、葉綠素含量相對(duì)提高）。癥狀發(fā)生部位：老葉。鉀Potassium（K）吸收形式：K+鉀主要集中在植物生命活動(dòng)最活躍的部位，如生長(zhǎng)點(diǎn)、幼葉、形成層等鉀：是60多種酶的激活劑，如丙酮酸激酶、谷胱甘肽合成酶、淀粉合酶、核酮糖-1,5-二磷酸竣化加氧酶（Robisco）等鉀：（K+作為H+勺反離子）可調(diào)節(jié)細(xì)胞滲透勢(shì)，氣孔運(yùn)動(dòng)，蒸騰作用等。鉀：促進(jìn)物質(zhì)運(yùn)輸（馬鈴薯、甘薯、落花生等）及蛋白質(zhì)和多糖合成。鉀：?jiǎn)翁呛铣?、轉(zhuǎn)化、向貯藏器官轉(zhuǎn)運(yùn)促進(jìn)蔗糖、淀粉、纖維素、木

52、質(zhì)素合成一提高抗性如抗倒、抗病蟲(chóng)一提高產(chǎn)量。缺鉀癥狀：葉片出現(xiàn)褐色斑點(diǎn)、葉片卷曲、葉緣和葉尖焦枯壞死。癥狀發(fā)生部位：老葉。硫sulphur（S）吸收形式：SO42-體內(nèi)存在形式：-SH,-S-S-幾乎所有蛋白質(zhì)都有：含S氨基酸調(diào)節(jié)氧化還原過(guò)程（半胱氨酸-胱氨酸）（硫氧還蛋白）氫傳遞體（半胱氨酸谷胱甘肽）琉基（-SH）是輔酶A（CoA的官能基團(tuán)缺硫癥狀：葉片黃綠色、植株矮小。癥狀發(fā)生部位：嫩葉鈣Calcium（Ca）吸收形式：Ca2+Ca是細(xì)胞壁等的組分（果膠酸鈣），Ca是某些酶類的活化劑（如ATP酶、琥珀酸脫氫酶等）；Ca-CaM（鈣調(diào)素）系統(tǒng)行使第二信使功能；Ca2卷與光合放氧（OECg合物

53、放氧，Ca2+參與調(diào)節(jié)），鈣能提高膜穩(wěn)定性，提高植物適應(yīng)干旱與干熱的能力。缺鉀癥狀：莖尖、嫩葉卷曲。葉尖、葉緣內(nèi)卷、壞死（大白菜干心病、茵苣頂枯病、番茄蒂腐病等）。癥狀發(fā)生部位：嫩葉鎂Magnesium（Mg）吸收形式：Mg2+鎂參與光合作用：葉綠素的組分，促進(jìn)光合磷酸化；活化RubisC。鎂是很多酶的激活劑或組分（活化：磷酸變位酶類、磷酸激酶），促進(jìn)蛋白質(zhì)合成。鎂能促進(jìn)核糖體亞單位穩(wěn)定結(jié)合。缺鎂癥狀：葉片葉脈間（弧形脈）條紋狀失綠，或葉片葉脈間（網(wǎng)狀脈）斑點(diǎn)狀失綠。癥狀發(fā)生部位：嫩葉硼B(yǎng)oron（B）吸收形式：H3B03-硼與甘露醇、甘露聚糖等形成復(fù)合體，這些復(fù)合物是半纖維素的組成成分。缺硼

54、：花藥、花絲、絨氈層、花粉發(fā)育不良，影響授精和結(jié)實(shí)。如：湖北油菜“花而不實(shí)”棉花“有蕾無(wú)鈴”黑龍江小麥不結(jié)實(shí)等。必須元素加上鈉，硅，鉆稱為有益元素。5,作物缺乏礦質(zhì)元素的診斷（一）病征診斷法（二）化學(xué)分析診斷法（三）加入診斷法（一）病征診斷法第一，要分清生理病害（缺乏礦質(zhì)元素）、病蟲(chóng)危害（花葉病毒等）和其它因環(huán)境條件（高溫、干旱等）不適而引起的病癥。第二，若肯定是生理病害，再根據(jù)癥狀歸類分析。第三，結(jié)合土壤及施肥情況加以分析。（二）化學(xué)分析診斷法以葉片為材料來(lái)分析病株的化學(xué)成分，與正常植株的化學(xué)成分進(jìn)行比較。（三）加入診斷法初步確定植物缺乏某種元素后，可補(bǔ)充加入該種元素，如缺素癥狀消失，即可肯

55、定是缺乏該元素。對(duì)于大量元素可采用施肥方法加入，而對(duì)微量元素則可作根外追肥試驗(yàn)。加入診斷需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后才能看出效果。6,植物的缺素癥：由于某種必需元素的缺乏，造成植物體內(nèi)代謝紊亂，進(jìn)而產(chǎn)生外觀上可見(jiàn)的癥狀。組織中養(yǎng)分的濃度對(duì)生長(zhǎng)的影響。臨界濃度：生長(zhǎng)速率低于最大生長(zhǎng)速率10%時(shí)養(yǎng)分的濃度。缺素癥的診斷（病癥檢索表）病癥從老葉開(kāi)始，常缺乏NPMgKZn病癥從新葉開(kāi)始，常缺乏CaBCuMnFeS表現(xiàn)出失綠癥，常缺乏FeMgMnSN7,生物膜：核膜、質(zhì)膜、液泡膜和細(xì)胞器的膜等，在分子結(jié)構(gòu)上是類似的，它們統(tǒng)稱生物膜（biologicalmembrane）。細(xì)胞的外周膜與內(nèi)膜系統(tǒng)稱為生物膜。生物膜組

56、成：主要組分：脂質(zhì)（40-60%）蛋白質(zhì)分（30-40%）次要組分：質(zhì)膜表面的糖類分子（10-20%）生物膜的結(jié)構(gòu)：流動(dòng)鑲嵌模型（fluidmosaicmodel）,流動(dòng)性和不對(duì)稱性。功能：分界（區(qū)域化）；調(diào)控物質(zhì)進(jìn)出；信息傳遞、細(xì)胞識(shí)別和免疫應(yīng)答生物膜結(jié)構(gòu)的基本特點(diǎn)：1,膜一般是由磷脂雙分子層和鑲嵌的蛋白質(zhì)組成；2,磷脂分子的親水性頭部位于膜的表面，疏水性尾部在膜的內(nèi)部；3,膜上的蛋白質(zhì)有些是與膜的外表面相連，稱為外在蛋白，亦稱外周蛋白；有些是鑲嵌在磷脂之間，甚至穿透膜的內(nèi)外表面，稱為內(nèi)在蛋白，亦稱整合蛋白；4,由于蛋白質(zhì)在膜上的分布不均勻，膜的結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，部分蛋白質(zhì)與多糖相連；5,膜脂和膜蛋白是可以運(yùn)動(dòng)的；6,膜厚7-10nm。脂