第二讲 植物细胞对水分的吸收.docx

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第二讲植物细胞对水分的吸收

第二讲植物细胞对水分的吸收

2006年2月23日    

课程名称

植物生理生化

授课顺序

授课教师

课时数

班级

累计课时数

目

的

要

求

1、掌握细胞为什么会吸水

2、掌握水分移动规律

教学方法

讲授,渗透作用演示

主

要

内

容

第一章植物的水分生理

第一节水在植物生命活动中的重要性

1、植物的含水量及水分存在状态

2、水在植物生活中的重要性（水的生理生态作用）：

细胞成分；反应介质；代谢原料；保持姿态；调节体温。

第二节植物细胞对水分的吸收

一、细胞的渗透吸水

1、细胞的水势2、扩散、集流、渗透3、植物细胞的水势4、水分流动方向二、细胞吸涨吸水三、植物细胞吸水与水通道蛋白

教

学

过

程

1、复习提问：

植物生理生化的概念？

（3分钟）

2、导言：

通过绪论的学习，生理生化要解决的问题就是植物体的代谢转化，而代谢转化有三个基本环节--营养的吸收、物质的体内转化、产物的排出，我们从第一个环节入手。

对于任何生物体而言，水都是不可或缺的，植物体更是如此，本节课我们开始学习第一章水分生理。

（2分钟）

3、主要内容：

（40分钟）内容见表后。

4、小结：

这节课同学们了解了水分的存在状态和生理作用，重点学习植物细胞的水势和植物细胞的吸水方式。

（3分钟）

5、作业：

章节复习题（见复习题教案）

教

学

反

思

第一章植物的水分生理

水分代谢：

植物对水分的吸收，转运，利用和散失和过程。

农谚：

有收无收在于水，多收少收在于肥，水是命，肥是劲。

第一节水在植物生活中的重要性

一、植物的含水量P134-135表，5-1几种植物不同器官的含水量通过表中数据：

说明：

1、不同器官含水量不同。

2、幼嫩器官>相应老器官。

二、植物体内水分存在状态。

1、束缚水：

离原生质胶粒近，与之紧密结合，不能自由移动，不参与代谢。

2、自由水：

离原生质胶粒远，参与代谢。

自由水/束缚水，比值高时，原生质胶体呈溶胶状态代谢旺盛。

生长快，抗逆性差，否则反之。

例：

正在成熟过程中的种子，和风+种子，自由水含量不同，则代谢不同，抗性不同，仓库中的种子不易受冻。

越冬的苗木，秋未少淡水，以防长新梢，不易越冬。

三、水要植物生活中的重要性。

P135

小结：

主要说明了水在植物生活中的重要性。

第二节   细胞对水的吸收

提问：

植物吸水器官？

部位？

吸水方式1、吸胀吸水（无液泡的细胞）2、渗透吸水（有液泡的细胞）（主要）

根系吸水是哪种方式？

渗透吸水。

一、植物细胞的水势。

无论通过哪种方式的吸水。

都是由水的自由能差引起。

（即水势差）（板书）：

水的自由能差=水势差

例：

水能发电，水流动，能冲走物体，所以水里边有能量，由自能。

1、水势：

水分子中能够用于做功的能量叫水势。

令纯水的水势为“0”最大（用水势的绝对值无法测得）

符号：

ψW

单位：

帕斯卡，简称：

帕，和压力单位关系是：

压力单位：

“巴”

1巴=105帕=0.987大气压

水势决定于环境因素，例：

增加压力，温度，水势会升高。

否则会降低，所以细胞ψW=ψS+ψp

2、溶质势（ψs）：

由于溶质的存在，使水势发生的改变值，（负值）

标准状况下：

ψw=ψS溶液浓度越大，ψS越低

3、压力势（ψp）：

由于压力的存在，使水势发生的改变值，所以正值，ψP干旱情况，质壁分离，压力势是零。

4、衬质势（ψm）：

原生质胶体颗粒叫衬质，如：

蛋白质，核质，脂等。

有液泡的细胞，衬质势很小，忽略不计。

所以细胞ψW=ψS+ψP

二：

植物细胞的渗透作用，（渗透作用装置）

细胞+环境=渗透系统

细胞液内有溶液（如糖，酸，盐等）具有一定的ψM

活原生质层=透膜

环境内有一定ψW

当外界溶液ψW>细胞ψW细胞吸水

当外界溶液ψW<细胞ψW细胞失水

质壁分离P137

外界ψW细胞ψW动态平衡,既不吸水,也不失水.通过此环境可鉴定细胞死活.

证明:

一般情况,外ψW>细胞ψW，所以一次施肥过多,水分倒流,烧苗.

三、细胞间水分运转

水分的移动规律：

高-----低P138

四、吸胀吸水（无液泡的细胞）

ψS=0所以ψW=ψMψP=0

蛋白质类的种子衬质势最高,可高达—1000×105帕

小结：

1、水势、压力势、溶质势的概念。

2、细胞的水势？

3、水移动规律？

4、细胞吸水的根本原因？

作业：

1、一个萎软的正在吸水的细胞ψW=？

2、一个被水充分饱合的细胞ψW=？

3、风干种子的细胞ψW=？

4、海水的水势是-0.5*105帕问其溶质是多少？

第三讲植物根系对水分的吸收

2006年2月22日    

课程名称

植物生理生化

授课顺序

授课教师

课时数

班级

累计课时数

目

的

要

求

掌握植物根系吸水的原理和影响植物根系吸水的环境条件

了解根系吸水的途径

教学方法

多媒体演示讲解。

主

要

内

容

第三节植物根系对水分的吸收

一、根系吸水的部位：

根系以根毛区吸水能力最强，根冠、伸长区、分省区次之

二、根系吸水的途径：

质外体途径和共质体途径

三、根系吸水的机理

（一）主动吸水：

根压

（二）被动吸水：

蒸腾拉力

四、影响根系吸水的环境条件

（一）土壤水分状况

（二）土壤温度（三）土壤通气状况（四）土壤溶液浓度

教

学

过

程

复习：

细胞水势的决定因素有哪些？

植物细胞的主要吸水方式？

（5分钟）

导言：

我们已掌握了单个细胞的吸水，对于由多细胞构成的高等植物而言，植物体的吸水又是怎样的？

（2分钟）

正题：

进入植物根系的吸水（90分钟）

小结：

与细胞吸水相结合，总结植物的吸水机理和水分在植物体运转的过程。

作业：

P81复习思考题

名词解释：

表面张力根压小孔扩散定理蒸腾拉力

简答

教

学

反

思

第四讲植物的蒸腾作用和合理灌溉的生理基础

课程名称

植物生理生化

授课顺序

授课教师

课时数

班级

累计课时数

目

的

要

求

一、掌握有关概念：

1、蒸腾速率   2、蒸腾效率3、蒸腾系数4、水分临界期合理灌溉的生理基础

二、了解蒸腾作用气孔开闭机理

教学方法

讲授,条件具备时可用多媒体演示。

主

要

内

容

第四节植物的蒸腾作用

一、蒸腾作用的意义

二、蒸腾作用的部位及指标

三、气孔蒸腾

1、气孔的大小、数目与分布

2、气孔扩散的边缘效应

3、气孔运动与机理

第五节合理灌溉的生理基础

一、作物的需水规律：

1、不同作物的需水规律

2、同一作物不同生育期对水分的需要量不同

3、作物的水分临界期

二、、合理灌溉指标及灌溉方法

教

学

过

程

复习：

根系吸水的动力？

（5分钟）

导言：

植物根系吸水是建立在细胞吸水的基础，根系吸水的动力来源有根压和蒸腾拉力，蒸腾拉力又是如何产生的？

（2分钟）

正题:

（88分钟）说明进入植物体中的水分，98%没有参与生命活动而是以气态散失，这一过程对植物正常活动是有利的。

先讲概念，引出蒸腾的结构基础—气孔（分布、开闭原理、影响因素。

难点讲解）；再了解性介绍影响蒸腾作用的因素。

第二个重点是合理灌溉的指标（作物的需水规律；灌溉指标和灌溉方法。

）

小结：

学习植物细胞水势是为细胞吸水打基础，依次我们又学习了根系的吸水、植物的蒸腾作用，目的是了解植物对水分的需求规律和水分进入植物体及在体内运转的方式，从而掌握作物水分灌溉的合理方法。

（5分钟）

作业：

P81复习思考题

教

学

反

思

领导批阅

第三节植物体内水分的运输——蒸腾作用

一、蒸腾作用的概念

1、水分通过植物体表面，以气体状态散失到大气中去的过程。

（注：

与水分的蒸发有本质的区别）

2、部位：

主要是叶面。

凡是保护组织是表皮的部位。

3、 方式：

（1）角质层蒸腾：

阴生植物，水生，幼嫩叶1/2—1/3

（2）气孔蒸腾：

成年叶片：

90%以上，以气孔蒸腾为主。

二、蒸腾作用的意义

1、 吸水和水分上升的动力

2、 降低叶温

3、 气孔张利于气体交换

三、蒸腾作用的机理

（一）气孔的大小，数目及分布（表5—2）

说明：

1、分布在下表皮，可降低水分的过度蒸腾

2、气孔数目多，但所占面积小。

（二）气孔蒸腾过程

两步：

第一步：

水——叶肉细胞壁——间隙——气室中

第二步：

气室——气孔——大气

通过表5—2：

气孔开放占叶面积0.5—3%，但蒸腾量极大，原因：

1、 小孔蒸腾的近缘效应，即扩散速度与周长成正比。

因小孔边缘扩散出去的水分互相碰撞机会少。

散失快。

2、 气孔密度合理，据测定，小孔间距=小孔直径10倍p140图5—5

（三）气孔开闭原理

两个学说

（1）淀粉与糖转化学说

（2）钾离子吸吸学说 

光

↓

保卫C光合作用

↓

保卫细胞Co2浓度降低

↓

光合磷酸化保卫细胞Ph值升高

↓

生成ATP保卫C糖浓度增高

↓

活化K+原保卫Cψw下降

K+进入保卫细胞↓

吸水

↓

气孔张开

说明：

引起气孔开闭的原因?

保卫C吸水或失水造成的即4a变化引起的。

引起气孔开闭的原因

（1）蒸腾量过大，保卫细胞失水，即使光、气孔开度也很水。

（2）阴雨天等。

四影响蒸腾作用的因素

1、温度：

高温，温度升高，小孔气化快，过高，细胞过度失水，气孔关闭。

2、大气温度：

大气温度和蒸腾量成反比。

3、光：

中午温度过高，蒸腾强,气孔暂关。

4、风：

（1）微风，气孔张开

（2）强风，气孔关闭

5、土壤条件：

干旱，土温、土壤通气等影响吸水条件都影响蒸腾。

五蒸腾作用指标

（一）蒸腾速率（蒸腾强度）

单位时间，单位叶面积，蒸腾水的量。

单位：

g·m-2·h-1

（二）蒸腾效率：

（不同植物不同）

消耗1公斤水形成干物质的克数。

（三）蒸腾系数（需水量）

指植物每制造1克干物质，所消耗水分的克数。

六、合理灌溉的生理基础

（一）作物的需水规律

水分临界期：

花粉母细胞四分体形成期。

（二）合理灌溉指标及灌溉方法

土壤、形态、生理

总结：

1、蒸腾作用部位、方式

2、蒸腾作用的意义

3、蒸腾作用的指标

4、气孔开闭原理

5、影响蒸腾的条件

作业：

1蒸腾方式？

指标？

2、概念：

蒸腾速率，效率，系数？

蒸腾作用？

质壁分离法测定植物组织水势

2006年3月3日

课程名称

植物生理

授课顺序

授课教师

课时数

班级

累计课时数

基本课程

质壁分离法测定植物组织水势

目

的

要

求

掌握植物组织水势测定方法

教学方法

实验操作

主

要

内

容

一原理

二方法步骤

三作业

四注意问题

课

外

作

业

实验报告

备

注