根及水分和无机盐的吸收

.,第三章根及水分和无机盐的吸收,.,（一）水分在植物生命活动中的重要性,一、水在植物生命活动中的作用1.水是细胞的重要组成成分；2.水是代谢过程的反应物质；3.水是各种生理生化反应和运输物质的介质；4.水能使植物保持固有的姿态；5.水具有重要的生态意义：,.,二、植物体内水分存在的状态1.植物体内水分存在的状态有：自由水：距离胶体颗粒较远，可以自由移动的水分。束缚水：较牢固地被细胞胶体颗粒吸附，不易流动的水分。2.自由水/束缚水比值影响代谢自由水/束缚水比值高时，代谢旺盛；自由水/束缚水比值低时。代谢缓慢。,（一）水分在植物生命活动中的重要性,.,一、作物的需水规律.不同作物对水分的需要量不同.同一作物不同生育期对水分的需要量不同.作物的水分临界期水分临界期指植物对水分不足特别敏感的时期。,（一）水分在植物生命活动中的重要性,.,二、灌溉的原则：适时、适量、高质、高效三、灌溉的最适时期：水分临界期，最大需水期。四、灌溉的方式：畦灌、喷灌和滴灌的用水比例大约为10：5：3。,（一）水分在植物生命活动中的重要性,.,根的组成,主根：胚根发育而成的。当种子萌发时，首先突破种皮向外生长，不断垂直向下生长的部分即是主根,侧根：主根上生出的分枝,不定根:从茎或叶上长出的根,（二）根的形态,.,根系,须根系：须根系由不定根构成，其主根不发达，早期即停止生长或枯萎，由茎的基部生出许多较长而粗细大致相同，呈须状或纤维状的根,根的特性：根的向地性、向水性和向肥性,（二）根的形态,直根系：由主根和侧根构成,.,根冠,分生区,伸长区,成熟区（根毛区）,（三）根尖的结构,.,伸长区,分生区,根冠,成熟区,根系吸水的部位：主要在根尖的成熟区。具体的说是在根尖木质部已成熟的伸长区及邻接伸长区的部分成熟区（或称根毛区）。有的植物地上部也可吸收水分。,（三）根尖的结构,.,一、根对水分的吸收：,1、细胞吸水，根毛吸水的原理：一般情况下，根毛细胞的细胞液的浓度大于土壤溶液的浓度，土壤溶液中的水通过根毛的细胞壁，细胞膜和细胞质渗入液泡里。,（四）根的功能,.,观察动物细胞的吸水和失水,失水皱缩,水分进出处于动态平衡,吸水膨胀,.,渗透装置,渗透作用：水分子（其他溶剂分子）通过半透膜扩散的现象。,渗透装置的条件,1、具有半透膜,2、半透膜两侧具有浓度差,.,经过一段时间后，由于水分子可以自由通过半透膜，而蔗糖分子不可以。单位体积内，清水中水分子数多于蔗糖分子中的，因此，单位时间内由清水向蔗糖溶液扩散的水分子数多。故而导致蔗糖溶液的液面升高。,蔗糖分子,半透膜,水分子,.,一个成熟的植物细胞就是一个完整的渗透装置,细胞壁,原生质层,（全透性）,原生质层具有选择透过性，近似于半透膜,细胞膜,液泡膜,细胞质,细胞液,细胞核,.,细胞壁,原生质层,细胞液,细胞空腔,原生质层和细胞壁分离的现象。,细胞膜,液泡膜,细胞质,当外界溶液浓度大于细胞液浓度时(高渗溶液），细胞发生质壁分离。,.,当外界溶液浓度小于细胞液浓度时（低渗溶液），细胞发生质壁分离复原。,.,质壁分离：,现象：液泡缩小；液泡体积变小；液泡颜色变深。,.,质壁分离复原：,现象：液泡变大；液泡体积变大；液泡颜色变浅。,.,成熟的植物细胞能通过渗透作用发生吸水或失水,外界溶液浓度细胞液浓度细胞失水,外界溶液浓度细胞液浓度细胞吸水,质壁分离:,外界溶液浓度细胞液浓度，细胞失水导致原生质层与细胞壁分离开来的现象,质壁分离复原,把已经发生了质壁分离的细胞放入清水或浓度比细胞液低的外界溶液中，外面的水分就向内渗入，液泡逐渐变大，原生质层和液泡逐渐恢复原状,.,小结:成熟植物细胞的吸水和失水,成熟植物细胞是一个渗透系统,1.原生质层相当于半透膜2.原生质层两侧溶液具有浓度差,细胞壁：全透性原生质层：选择透过性细胞液：一定浓度,.,植物细胞对水分的吸收,吸胀吸水：是无液泡的分生组织和干燥种子细胞的主要吸水方式。,原理：亲水性物质吸水而膨胀。,吸涨能力比较：蛋白质淀粉纤维素,.,二、影响根系吸水的土壤条件1.土壤通气状况：通气状况良好，有利于根吸水；2.土壤温度：适宜的温度范围内土温愈高，根系吸水愈多；3.土壤溶液浓度：根细胞水势小于土壤水势有利于根系吸水,（四）根的功能,.,三、根对无机盐的吸收：,1、由根从土壤溶液中吸收到。（主动运输进入根细胞）2、无机盐在植物生活中的作用：植物在生长过程中需许多微量元素，其中需要量多的有氮、磷、钾。,（四）根的功能,.,.,四、需要量最大的无机盐的作用及缺乏症：,.,另外：苹果的“小叶病”是由于缺锌造成的；而油菜的“花而不实”是缺乏了硼元素造成的。,（四）根的功能,四、需要量最大的无机盐的作用及缺乏症：,.,K是离子状态；N、P、Mg形成不稳定化合物，可以转移；（缺乏是老叶先受害）Ca、Fe形成难溶解的稳定的化合物，不能再度利用。（缺乏是新叶先受害）。,（四）根的功能,五、矿质元素进入植物体后的状态：,.,贮藏根：根的一部分或全部因贮藏营养物质而肉质肥大，是植物最常见的变态根。依据其来源及形态的不同又可分为肉质直根和块根。肉质直根主要由主根发育而成，一般同连接其上的肥大的下胚轴共同构成一个肉质结构，例如胡萝卜、萝卜、甜菜、党参、甘草、丹参等。块根一般是由侧根或不定根发育而成。一个植株常可形成多个块根，如甘薯、何首乌、三七等。,（四）根的功能运输、固定和贮藏,.,气生根：广义地指由植物茎上发生的，生长在地面以上的、暴露在空气中的不定根，一般无根冠和根毛的结构，如吊兰和龟背竹等。此外还有下列4种特化的类型。1、支柱根:也叫支持根，是由茎节上长出的一种具有支持作用的变态根。如甘蔗和玉米茎基部的节上发生的许多不定根，伸入土壤中有支持作用，可防止倒伏。又如我国南方的榕树，其树枝上常产生许多须状的不定根，垂直向下生长，到达地面后即插入土壤中，形成强大的木质支柱，有如树干，起支持和吸收作用。,（五）变态根贮藏根和气生根,.,2、攀援根:如常春藤、凌霄花和络石等的茎细长、不能直立，上生许多很短的气生根，能分泌粘液，固着于其他物体之上，借此向上攀援生长。3、呼吸根:一部分生长在湖沼或热带海滩地带的植物，如海桑、红树和水松等，生在泥水中呼吸十分困难，因而有部分根垂直向上伸出土面，暴露于空气之中，便于进行呼吸。呼吸根的内都有许多气道。4、寄生根:也称吸根。有些寄生植物，如桑寄生和菟丝子等，它们的不定根常发育为吸器，可以钻入寄主的茎内，以吸取寄主的营养为生。,（五）变态根贮藏根和气生根,红树,常春藤,.,2、攀援根:如常春藤、凌霄花和络石等的茎细长、不能直立，上生许多很短的气生根，能分泌粘液，固着于其他物体之上，借此向上攀援生长。3、呼吸根:一部分生长在湖沼或热带海滩地