第二章 植物的水分代谢 教学目的和要求 水和植物的生命活动密切相关，没有水就没有生命。所以水是农业的命脉。研究植物与水分的关系，经常保持植物体内的水分平衡，创造适于各种生理活动的水分环境，是稳产、高产的基础。 本章重点 细胞吸水的三种方式。 细胞的水势组成。 根系吸水的动力。 气孔运动的机理。 蒸腾拉力-内聚力-张力学说。 合理灌溉的生理指标。 本章难点： 气孔运动的机理。 学时：5学时 教学方法和手段： 采用多媒体教学。对于环境因子和应用等问题，可与学生对话，或讨论。 第一节 水在植物生命活动中的作用 一、植物的含水量 二、水在植物体内的状态 束缚水（bound water）、自由水（free water）。 自由水／束缚水：衡量植物代谢强弱的指标之一。 三、水分的生理作用 第二节 植物细胞对水分的吸收 细胞吸收水方式：吸胀性吸水 吸长胀作用 渗透性吸水 渗透作用 （为主） 代谢性吸水 呼吸放能作攻 一、水势 自由能、化学势（chemical potential）、纯水的水势（Water potential）。 溶液的水势：在恒定温度下，l个体系中1偏摩尔容积的水与1偏摩尔容积纯水之间的自由能差数，可用下式表示：  纯水的水势规定为0。 水势的单位： ba（巴），Pa（帕）。 lba＝105Pa，由于1大气压=l.01ba， 1大气压=1.01×105Pa。 典型植物细胞的水势： 水分移动方向：高势区 低势区 二、吸胀吸水——未液泡细胞的吸水 亲水胶体吸水膨胀的现象，叫做吸胀作用（imbibition）。 三、渗透性吸水 （已液泡化细胞的吸水） （一）扩散 （二）渗透作用（osmosis） （三）植物细胞是一个渗透系统： 证明：植物细胞的质壁分离及其复原。质壁分离应用。 成熟细胞的水势=渗透势+压力势。 植物细胞是一个自动调节的渗透系统： （四）细胞之间的水分移动 相邻两个细胞之间水分移动的方向决定于水势。 水分子进入细胞的途径：单个水分子进入；水通道：水孔蛋白。 四、代谢性吸水 第三节 植物根系对水分的吸收 根系吸水的途径 根系吸水的动力 （一）主动吸水—根压：伤流（bleeding）和吐水(guttation) （二）被动吸水—蒸腾拉力 三、土壤状况对根系吸水的影响 土壤水分状况：吸着水；重力水；毛管水。 （二）土壤通气状况 （三）土壤温度状况 （四）土壤溶液状况：烧苗”现象。 植物的蒸腾作用 一、蒸腾作用的概念、意义和指标 二、蒸腾作用的方式 （一）气孔的特点 （二）气孔蒸腾的过程：边缘效应 （三）气孔运动的机理：1．光合作用促进气孔开放的学说；2．淀粉—糖互变学说；3．无机离子泵学说；4．苹果酸代谢学说 （四）气孔运动的调控：1．内源节律对气孔运动的调节；2．环境因子对气孔运动的调节 （五） 植物激素对气孔运动的调节：CTK促气孔开放，ABA使气孔关闭。 第五节 水分在植物体内的运输 一、水分运输的途径 二、水分运输的动力：根压和蒸腾拉力。 三、蒸腾拉力―内聚力-张力学说（transpiran―cohesion―tension theory） 第六节 作物合理灌溉的生理基础 一、植物对水分的需要:（一）生理需水;（二）生态需水 二、植物的需水规律 （一）植物的需水量;（二）植物的水分临界期;（三）植物的最大需水期 三、合理灌溉的时期与指标 （一）合理灌溉的时期 （二）合理灌溉的指标：形态指标、生理指标（细胞汁液浓度、渗透势、水势和气孔开度等）。 四、合理灌溉增产的原因 （一）生理效应 （二）生态效应