植物生理学-植物的水分生理ppt课件

1、第三节第三节 植物根系对水分的吸收植物根系对水分的吸收一、根系吸水的部位一、根系吸水的部位二、根系吸水的途径二、根系吸水的途径三、根系吸水的机制三、根系吸水的机制四、影响吸水的土壤条件四、影响吸水的土壤条件 根系是植物吸水的主要器官根系是植物吸水的主要器官一、根系吸水的部位自学一、根系吸水的部位自学伸长区分生区根冠根毛区土壤中水分土壤中水分根根浸透浸透分散分散根毛根毛导管导管质外体途径质外体途径共质体途径共质体途径中柱细胞中柱细胞内皮层的径向迁移内皮层的径向迁移皮层皮层二、根系吸水的途径二、根系吸水的途径1.1.共质体途径共质体途径apoplast apoplast pathwaypathwa

2、y2.2.质外体途径质外体途径symplast symplast pathwaypathway是指水分从一个细胞的是指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，细胞质经过胞间连丝，挪动到另一个细胞的细挪动到另一个细胞的细胞质。挪动速度较慢。胞质。挪动速度较慢。1.1.共质体途径共质体途径2.2.质外体途径质外体途径水分经过细胞壁、细胞水分经过细胞壁、细胞间隙等没有原生质的部间隙等没有原生质的部分挪动，挪动速度快。分挪动，挪动速度快。根系的质外体被内皮层根系的质外体被内皮层分为两部分：内皮层以分为两部分：内皮层以内的质外体和内皮层以内的质外体和内皮层以外的质外体外的质外体外部质外体外部质外体内皮层外，

3、包括根毛、内皮层外，包括根毛、皮层的胞间层、细胞皮层的胞间层、细胞壁和细胞间隙壁和细胞间隙凯氏带凯氏带木栓化，膜与壁紧贴木栓化，膜与壁紧贴在一同。水、溶质不在一同。水、溶质不能自在经过。能自在经过。内部质外体内部质外体内皮层内，包括成熟的内皮层内，包括成熟的导管和中柱各部分。导管和中柱各部分。内皮层细胞壁上的凯氏带内皮层细胞壁上的凯氏带水分只能水分只能经过内皮经过内皮层的原生层的原生质体进入质体进入细胞。即细胞。即进入共质进入共质体。体。质外体空间质外体空间内皮层细胞原生质层内皮层细胞原生质层(共质体共质体) 质外体空间质外体空间(导管导管)。三、根系吸水的机理三、根系吸水的机理根据吸水的动力

4、植物根系吸水的方式有两种：根据吸水的动力植物根系吸水的方式有两种：主要方式主要方式 两种方式两种方式 动力动力 自动吸水自动吸水 根压根压active absorption of water root pressure 被动吸水被动吸水 蒸腾拉力蒸腾拉力 (passive absorption of water) transpirational pull)( (一一) ) 自动吸水自动吸水1.根压根压root pressure自动吸水是由于根系本身生理活动引起的水分吸收自动吸水是由于根系本身生理活动引起的水分吸收,普通以为自动吸水的动力是根压。普通以为自动吸水的动力是根压。由于植物根系生理活动

5、由于植物根系生理活动( ? )产生的促使水分产生的促使水分从根部上升的压力。从根部上升的压力。伤流伤流吐水吐水证明根压存在的两种景象：证明根压存在的两种景象：假设从植物的茎基部接近地假设从植物的茎基部接近地面的部位切断，不久可看到面的部位切断，不久可看到有液滴从伤口流出。这种从有液滴从伤口流出。这种从受伤或折断的植物组织中溢受伤或折断的植物组织中溢出液体的景象，叫做伤流出液体的景象，叫做伤流bleeding。流出的汁液是。流出的汁液是伤流液伤流液bleeding sap。伤流伤流吐水吐水证明根压存在的两种景象：证明根压存在的两种景象：伤流液的成分有水、无机伤流液的成分有水、无机物、有机物、植物

6、激素，物、有机物、植物激素，可以根据伤流研讨根部的可以根据伤流研讨根部的代谢。代谢。伤流量的多少可做为根系生伤流量的多少可做为根系生理活动的一个目的。理活动的一个目的。伤流伤流吐水吐水证明根压存在的两种景象：证明根压存在的两种景象：没有受伤的植物如处在土壤水分充没有受伤的植物如处在土壤水分充足，气温适宜，天气潮湿的环境中，足，气温适宜，天气潮湿的环境中，叶片的尖端或边缘也有液体外泌的叶片的尖端或边缘也有液体外泌的景象，这种景象称为吐水景象，这种景象称为吐水guttation。2.2.根压产生的机理根压产生的机理主要内容：主要内容： 内皮层、内皮层以外的内皮层、内皮层以外的质外体皮层细胞壁、细胞

7、质外体皮层细胞壁、细胞间隙、内皮层以内的质外间隙、内皮层以内的质外体中柱导管构成一个浸体中柱导管构成一个浸透系统，由于根部的代谢活透系统，由于根部的代谢活动产生内皮层以外质外体和动产生内皮层以外质外体和内皮层以内质外体间的水势内皮层以内质外体间的水势差，水分顺水势差经过内皮差，水分顺水势差经过内皮层浸透到根部导管。层浸透到根部导管。浸透实际浸透实际根部导管与外液之间是如何建立起浸透系统的？根部导管与外液之间是如何建立起浸透系统的？内皮层上具有四面木栓化内皮层上具有四面木栓化加厚的凯氏带加厚的凯氏带, ,不能允许不能允许水分和物质自在经过。水分和物质自在经过。水分只能经过内皮层细胞水分只能经过内

8、皮层细胞原生质向内运输。原生质向内运输。整个内皮层细胞就象一圈整个内皮层细胞就象一圈选择性透膜把中柱与皮层选择性透膜把中柱与皮层隔开。隔开。只需中柱中的水分与皮层只需中柱中的水分与皮层中的水分存在水势差，水中的水分存在水势差，水分便会经过浸透作用进出分便会经过浸透作用进出中柱了。中柱了。为什么导管内的水势能低于外液的水势？为什么导管内的水势能低于外液的水势？ 土壤中的溶质可以土壤中的溶质可以与水分一同经过质外体与水分一同经过质外体向根部分散，当到达内向根部分散，当到达内皮层以后，分散被凯氏皮层以后，分散被凯氏带阻档。带阻档。 由于皮层中由于皮层中O2O2浓度较高，浓度较高，因此可以产生足够强的

9、呼吸，因此可以产生足够强的呼吸，产生的能量以利于离子的自动产生的能量以利于离子的自动吸收。并经过多次的自动转运，吸收。并经过多次的自动转运，将离子经过胞间联丝转运到中将离子经过胞间联丝转运到中柱的薄壁细胞中去。柱的薄壁细胞中去。 中柱内细胞中的离子顺着中柱内细胞中的离子顺着浓度梯度分散到质外体特别浓度梯度分散到质外体特别是导管中，使导管中的离子是导管中，使导管中的离子浓度升高，水势降低。浓度升高，水势降低。 这样就建立了一这样就建立了一个跨越内皮层的水势梯个跨越内皮层的水势梯度，水分就会经过浸透度，水分就会经过浸透进入中柱，产生根压。进入中柱，产生根压。支持浸透实际的实验景象支持浸透实际的实验

10、景象:当把植物根部放在纯水中，伤流加快；当把植物根部放在纯水中，伤流加快；假设把植物根部放在浓溶液中，伤流减少，已假设把植物根部放在浓溶液中，伤流减少，已流出的伤流液甚至会被重新吸回去；流出的伤流液甚至会被重新吸回去；由此可见，根压的产生是一个浸透过程，并与植由此可见，根压的产生是一个浸透过程，并与植物的代谢有关。物的代谢有关。自动吸水通常不是根系自动吸收水本身自动吸水通常不是根系自动吸收水本身而是植物利用代谢能量自动吸收外界溶质，从而是植物利用代谢能量自动吸收外界溶质，从而呵斥导管溶液的水势低于外界溶液的水势，而呵斥导管溶液的水势低于外界溶液的水势，而水那么是被动地顺水势梯度从外部进入导管，

11、而水那么是被动地顺水势梯度从外部进入导管，水流的真正动力是水势差。水流的真正动力是水势差。二被动吸水二被动吸水经过蒸腾拉力进展的吸水方式称为被动吸水。经过蒸腾拉力进展的吸水方式称为被动吸水。1.蒸腾拉力蒸腾拉力transpirational pull 由于蒸腾作用产生一系列水势梯度使由于蒸腾作用产生一系列水势梯度使导管中水分上升的力量称为蒸腾拉力。导管中水分上升的力量称为蒸腾拉力。 自动吸水和被动吸水在植物吸水的过程中所占的自动吸水和被动吸水在植物吸水的过程中所占的比重，因植物生长情况和蒸腾速率而异。比重，因植物生长情况和蒸腾速率而异。 通常正在蒸腾着的植株，尤其是高大的树木，其吸通常正在蒸腾

12、着的植株，尤其是高大的树木，其吸水的主要方式为被动吸水。水的主要方式为被动吸水。 只需春季叶片未展开或树木落叶后，以及蒸腾速率只需春季叶片未展开或树木落叶后，以及蒸腾速率很底的夜晚，自动吸水才是主要的吸水方式。很底的夜晚，自动吸水才是主要的吸水方式。自动吸水和被动吸水自动吸水和被动吸水暂时萎蔫暂时萎蔫temporary wiltingtemporary wilting永久萎蔫永久萎蔫permanent wiltingpermanent wilting永久萎蔫系数永久萎蔫系数permanent wilting coefficient：指植物：指植物刚发生永久萎蔫时，土壤水分与土壤干重的百分比。刚

13、发生永久萎蔫时，土壤水分与土壤干重的百分比。与土壤颗粒粗细、土壤胶体数量，作物种类等有关，粗砂、与土壤颗粒粗细、土壤胶体数量，作物种类等有关，粗砂、细砂、壤土、粘土依次递增。细砂、壤土、粘土依次递增。萎蔫萎蔫四、影响根系吸水的条件四、影响根系吸水的条件(自学自学)一、蒸腾作用的概念、生理意义和方式一、蒸腾作用的概念、生理意义和方式 二、气孔蒸腾二、气孔蒸腾 三、蒸腾作用的目的和测定方法三、蒸腾作用的目的和测定方法四、蒸腾作用的人工调理四、蒸腾作用的人工调理植物吸收的水分植物吸收的水分用于代谢用于代谢散失散失1595%99%一、蒸腾作用的概念、生理意义和途径一、蒸腾作用的概念、生理意义和途径 水

14、分以气态方式经过植物体外表散失到体外的过程水分以气态方式经过植物体外表散失到体外的过程叫做蒸腾作用叫做蒸腾作用(transpiration)。一概念一概念蒸腾与蒸发是两个不同的过程：蒸腾与蒸发是两个不同的过程：蒸腾是一个生理过程。蒸腾是一个生理过程。 蒸发是一个纯物理过程。蒸发是一个纯物理过程。二蒸腾作用的生理意义二蒸腾作用的生理意义1、蒸腾作用产生的蒸腾拉力是植物吸水的主要动力。、蒸腾作用产生的蒸腾拉力是植物吸水的主要动力。2、可以促进木质部汁液中物质的运输。、可以促进木质部汁液中物质的运输。3、降低植物体的温度。、降低植物体的温度。4 4、蒸腾作用的正常进展、蒸腾作用的正常进展有利于有利于

15、CO2CO2的同化。的同化。气孔气孔三蒸腾的途径或部位三蒸腾的途径或部位幼小的植株幼小的植株成年植株主要经过三种途径，以叶片为主。成年植株主要经过三种途径，以叶片为主。1.皮孔蒸腾皮孔蒸腾(lenticular transpiration) 2.叶片蒸腾叶片蒸腾1)角质层蒸腾角质层蒸腾(cuticular transpiration)2)气孔蒸腾气孔蒸腾(stomatal transpiraton)占的比例较小，大占的比例较小，大约约0.1%。2.叶片蒸腾叶片蒸腾1)角质层蒸腾角质层蒸腾(cuticular transpiration)2)气孔蒸腾气孔蒸腾(stomatal transpira

16、ton)角质层：果胶质；孔隙。角质层：果胶质；孔隙。角质层的厚薄影响角质层蒸腾角质层的厚薄影响角质层蒸腾的比重，的比重，生长在遮阴、潮湿地方的植物生长在遮阴、潮湿地方的植物的叶片、幼叶角质蒸腾所占比的叶片、幼叶角质蒸腾所占比例较大，例较大，成熟叶片的角质蒸腾仅占总蒸成熟叶片的角质蒸腾仅占总蒸腾的腾的35%。2.叶片蒸腾叶片蒸腾1)角质层蒸腾角质层蒸腾(cuticular transpiration)2)气孔蒸腾气孔蒸腾(stomatal transpiraton)可占蒸腾总量的可占蒸腾总量的8090。是中生和旱生植物蒸腾作用是中生和旱生植物蒸腾作用的主要方式的主要方式捍卫细胞捍卫细胞表皮细胞表

17、皮细胞付卫细胞付卫细胞成对的捍卫细胞成对的捍卫细胞guard cell副卫细胞副卫细胞subsidiary cell一气孔的构造一气孔的构造捍卫细胞与临近细胞或副捍卫细胞与临近细胞或副卫细胞构成气孔复合体卫细胞构成气孔复合体二、气孔蒸腾二、气孔蒸腾二二 气孔的大小，数目和分布气孔的大小，数目和分布普通占全叶面积的约普通占全叶面积的约1%分布；分布；气孔的数目很多，每平方厘米叶片上少那么有几千气孔的数目很多，每平方厘米叶片上少那么有几千个，多那么达个，多那么达1010万个以上。但一切气孔的总面积不万个以上。但一切气孔的总面积不到叶面积的到叶面积的1 1。分布于叶片的上表皮及下表皮。但不同类型植物

18、叶分布于叶片的上表皮及下表皮。但不同类型植物叶片上下表皮气孔数量不同。片上下表皮气孔数量不同。假设按照蒸腾速率与蒸腾面积成正比思索，那么气孔蒸假设按照蒸腾速率与蒸腾面积成正比思索，那么气孔蒸腾不应超越与叶面积一样面积的自在水面积的腾不应超越与叶面积一样面积的自在水面积的1%。但。但实践可达叶片同面积自在水面的实践可达叶片同面积自在水面的1050%，甚至，甚至100%，即叶片上气孔的蒸腾速率是同等面积自在水面的几十倍，即叶片上气孔的蒸腾速率是同等面积自在水面的几十倍，甚至上百倍，为什么？甚至上百倍，为什么？这一景象可以用小孔分散原理即小孔律去解释。这一景象可以用小孔分散原理即小孔律去解释。小孔律

19、小孔律经过多孔外表的蒸发不与孔的面积成经过多孔外表的蒸发不与孔的面积成正比，而与孔的周长成正比。正比，而与孔的周长成正比。为什么经过小孔为什么经过小孔 的分散比同面积自在水面快？的分散比同面积自在水面快？ 蒸发速度之所以与小孔周长成正比，是由于气体分子向外分散时，蒸发速度之所以与小孔周长成正比，是由于气体分子向外分散时，处在气孔中央的气体分子彼此碰撞，故分散速度较慢，而处在气孔处在气孔中央的气体分子彼此碰撞，故分散速度较慢，而处在气孔边缘的分子向外分散时，彼此碰撞的时机少，分散速率就较快。当边缘的分子向外分散时，彼此碰撞的时机少，分散速率就较快。当分散外表的面积较大时，其边缘所占的比值较少，分

20、散的速度与其分散外表的面积较大时，其边缘所占的比值较少，分散的速度与其面积成正比。当分散经过小孔进展时，小孔的边缘所占的比值加大，面积成正比。当分散经过小孔进展时，小孔的边缘所占的比值加大，孔越小，边缘所占的比值越大，气体分散时遭到的阻力越小。所以孔越小，边缘所占的比值越大，气体分散时遭到的阻力越小。所以经过小孔的分散并不与孔的面积成正比，而与孔的边缘周长成经过小孔的分散并不与孔的面积成正比，而与孔的边缘周长成正比。假设把一个大孔分散成许多小孔，且小孔之间相隔一定间隔，正比。假设把一个大孔分散成许多小孔，且小孔之间相隔一定间隔，其总面积虽然一样，但小孔的总边缘却添加了许多，分散的速度也其总面积

21、虽然一样，但小孔的总边缘却添加了许多，分散的速度也随之而添加。随之而添加。边缘效应边缘效应捍卫细胞的体积小，只需表皮细胞体积的捍卫细胞的体积小，只需表皮细胞体积的1/13或更小。或更小。捍卫细胞具有全套细胞器，特别是含有叶绿体，但片捍卫细胞具有全套细胞器，特别是含有叶绿体，但片层构造发育不良，另外捍卫细胞还含有大量线粒体。层构造发育不良，另外捍卫细胞还含有大量线粒体。三气孔的形状构造和生理特点三气孔的形状构造和生理特点典型资料典型资料 蚕豆和鸭趾草蚕豆和鸭趾草捍卫细胞中有光协作用的全套的酶，在光下能进展捍卫细胞中有光协作用的全套的酶，在光下能进展光协作用。构成淀粉。淀粉含量白天少，夜间多，光协

22、作用。构成淀粉。淀粉含量白天少，夜间多，与叶肉细胞相反。无与叶肉细胞相反。无RubiscoRUBP羧化酶羧化酶捍卫细胞中有淀粉磷酸化酶，捍卫细胞中有淀粉磷酸化酶，PEP羧化酶。羧化酶。典型资料典型资料 蚕豆和鸭趾草蚕豆和鸭趾草质膜上存在质膜上存在H+ATPase、K+通道、通道、 CI-通道，与通道，与副卫细胞或临近细胞间无胞间连丝，有外连丝构造。副卫细胞或临近细胞间无胞间连丝，有外连丝构造。捍卫细胞具有不均匀加厚的细胞壁及微纤丝构造。捍卫细胞具有不均匀加厚的细胞壁及微纤丝构造。衔接细胞壁与质膜的纤丝。衔接细胞壁与质膜的纤丝。外连丝里充溢表皮细胞原生质体的液体分泌物外连丝里充溢表皮细胞原生质体

23、的液体分泌物, ,从原生质从原生质体外表透过壁上的纤细孔道向外延伸体外表透过壁上的纤细孔道向外延伸, ,与质外体相接。当与质外体相接。当溶液经外连丝抵达质膜后溶液经外连丝抵达质膜后, ,就被转运到细胞内部就被转运到细胞内部, ,最后到达最后到达叶脉韧皮部。外连丝是营养物质进入叶内的重要通道叶脉韧皮部。外连丝是营养物质进入叶内的重要通道, ,它它遍及于表皮细胞、捍卫细胞和副卫细胞的外围。遍及于表皮细胞、捍卫细胞和副卫细胞的外围。角质层角质层外连丝外连丝表皮细胞的表皮细胞的质膜质膜叶肉细胞叶肉细胞其他部位其他部位Absorption of mineral elements by leaf自动或被动

24、吸收外连丝外连丝(ectodesmata)(ectodesmata)四气孔运动及其原理四气孔运动及其原理 气孔的运动，即气孔的开关，实践上是构成气孔气孔的运动，即气孔的开关，实践上是构成气孔的捍卫细胞的膨压运动，是由捍卫细胞的吸水膨胀和的捍卫细胞的膨压运动，是由捍卫细胞的吸水膨胀和失水收缩引起的。失水收缩引起的。气孔为什么气孔为什么可以运动？可以运动？与捍卫细胞与捍卫细胞的构造特点的构造特点有关。有关。图图 双子叶植物气孔的运动双子叶植物气孔的运动( (张开、封锁张开、封锁) ) 是什么缘由呵斥了捍卫细胞吸水或者失水呢是什么缘由呵斥了捍卫细胞吸水或者失水呢？压力压力拉力拉力压力压力压压力力3.

25、气孔运动的机制气孔运动的机制经典的淀粉经典的淀粉糖互变学说糖互变学说K+离子泵学说离子泵学说苹果酸代谢学说苹果酸代谢学说淀粉淀粉糖转变学说糖转变学说(starch-sugar conversion theory) 淀粉淀粉Pi 淀粉磷酸化酶淀粉磷酸化酶 葡萄糖葡萄糖1磷酸磷酸 葡萄糖磷葡萄糖磷酸酸pH值升高光下pH值降低暗中淀粉磷酸化酶淀粉磷酸化酶l实验发现光协作用与气孔运动有关，捍卫细胞缺乏叶实验发现光协作用与气孔运动有关，捍卫细胞缺乏叶绿体的黄化叶片，光下不能进展光协作用，气孔也不张绿体的黄化叶片，光下不能进展光协作用，气孔也不张开，开，l影响光合进程的药剂如敌草隆也影响气孔运动，影响光合

26、进程的药剂如敌草隆也影响气孔运动，l符合察看到的景象符合察看到的景象-淀粉白天消逝，晚上出现。淀粉白天消逝，晚上出现。l但有些植物捍卫细胞内并没有淀粉的积累，也并没有但有些植物捍卫细胞内并没有淀粉的积累，也并没有检测到糖的累积。检测到糖的累积。支持该学说的实验景象：支持该学说的实验景象：捍卫细胞捍卫细胞(GC)在光下进展光协作用在光下进展光协作用耗费耗费CO2，使细胞内，使细胞内pH增高增高淀粉磷酸化酶水解淀粉为淀粉磷酸化酶水解淀粉为G-1P水势下降水势下降从周围细胞吸水从周围细胞吸水气孔张开气孔张开GC在黑暗中进展呼吸作用在黑暗中进展呼吸作用释放释放CO2，使细胞内，使细胞内pH下降下降淀粉

27、磷酸化酶把淀粉磷酸化酶把G-1P合成为淀粉合成为淀粉水势升高水势升高向周围细胞排水向周围细胞排水气孔封锁气孔封锁2 2无机离子泵学说无机离子泵学说inorganic ion pump theoryinorganic ion pump theoryK泵假说，以为气孔张开与泵假说，以为气孔张开与K+进入捍卫细胞严密相关。进入捍卫细胞严密相关。鸭跖草鸭跖草 气孔开时气孔开时K+ 关闭时关闭时K+保卫细胞保卫细胞0.45M0.1 M内副卫细胞内副卫细胞0.29 M0.16 M外副卫细胞外副卫细胞0.10 M0.20 M顶卫细胞顶卫细胞0.17 M0.29 M表皮细胞表皮细胞0.07 M0.45 M气孔

28、运动和气孔运动和GCGC积累积累K+K+有着亲密的关系。有着亲密的关系。 H+ATPaseH+ATPase做功，做功，产生跨膜产生跨膜H+H+浓度梯浓度梯度，捍卫细胞膜超度，捍卫细胞膜超极化极化K+K+内流通道翻开，内流通道翻开， K+K+进入捍卫细胞，进入捍卫细胞，进一步进入液泡进一步进入液泡GC质膜上具质膜上具有光活化有光活化ATP酶酶-H+泵泵水解水解ATP，泵出泵出H+到细到细胞壁，呵斥胞壁，呵斥膜电位差膜电位差激活激活K+ 通道和通道和Cl-通道，通道， K+ 和和Cl-进入进入GC3 3苹果酸代谢学说苹果酸代谢学说malate metabolism theorymalate met

29、abolism theoryPEPPEP磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶PEP + HCO -3 草酰乙草酰乙酸酸 + 磷酸磷酸PEP羧化酶羧化酶草酰乙酸草酰乙酸 + NADPH或或NADH 苹果酸苹果酸 + NADP+苹果酸脱氢酶苹果酸脱氢酶GCGC在光下进展光协作用在光下进展光协作用耗费耗费CO2 pHCO2 pH增高增高(8.0-8.5), (8.0-8.5), 活化活化PEPPEP羧化酶羧化酶气孔张开气孔张开从周围细胞吸水从周围细胞吸水细胞骨架与气孔运动细胞骨架与气孔运动 微管、微丝不仅可以依赖微管、微丝不仅可以依赖K K调控气孔开放，而且调控气孔开放，而且还可以独立于还可

30、以独立于K K起作用。这种调控作用能够与微起作用。这种调控作用能够与微管、微丝调理捍卫细胞原生质体膨胀和调控质膜上管、微丝调理捍卫细胞原生质体膨胀和调控质膜上的水通道蛋白活性有关。的水通道蛋白活性有关。证据主要来源于两个方面：证据主要来源于两个方面：微管专注性解聚剂微管专注性解聚剂: :甲基胺草膦甲基胺草膦APMAPM处置植物，光诱导气孔处置植物，光诱导气孔开放作用也随之降低。同样开放作用也随之降低。同样APMAPM减弱减弱ABAABA诱导气孔封锁作用。诱导气孔封锁作用。微丝聚合专注性抑制剂微丝聚合专注性抑制剂: :细胞松驰素细胞松驰素B BCBCB预处置蚕豆预处置蚕豆叶表皮条叶表皮条50mi

31、n50min，发现，发现ABAABA诱导气孔封锁作用遭到抑制。诱导气孔封锁作用遭到抑制。 微管微丝对气孔开放起着重要调控作用。微管微丝对气孔开放起着重要调控作用。 气孔运动需求有细胞骨架的参与。气孔运动需求有细胞骨架的参与。几个学说之间内在联络：几个学说之间内在联络：淀粉淀粉 葡萄糖葡萄糖 PEP 苹果酸苹果酸 K+ 淀淀 粉粉-糖糖 变变 化化 呼吸作用呼吸作用光协作用光协作用K+离子泵离子泵ATP淀粉磷酸化酶淀粉磷酸化酶PEP羧化酶羧化酶ATPase 降低浸透势，吸水，气孔张开降低浸透势，吸水，气孔张开图图 2-122-12光下气孔开启的机理光下气孔开启的机理光照下捍卫细胞液泡中的离子积累

32、。由光协作用光照下捍卫细胞液泡中的离子积累。由光协作用生成的生成的ATPATP驱动驱动H+H+泵，向质膜外泵出泵，向质膜外泵出H+H+，建立膜内外的，建立膜内外的H+H+梯度，在梯度，在H+H+电化学势的电化学势的驱动下，驱动下，K+K+经经K+K+通道、通道、Cl-Cl-经共向传送体进入捍卫细胞。另外，光协作用生成苹经共向传送体进入捍卫细胞。另外，光协作用生成苹果酸。果酸。K+K+、Cl-Cl-和苹果酸进入液泡，降低捍卫细胞的水势。和苹果酸进入液泡，降低捍卫细胞的水势。 总结总结气孔气孔开启开启机理机理图解图解 1光光光可促进捍卫细胞内苹果酸的构成和光可促进捍卫细胞内苹果酸的构成和K、Cl-

33、的的积累。普通情况下，光可促进气孔张开，暗那么积累。普通情况下，光可促进气孔张开，暗那么气孔封锁。但景天科酸代谢植物例外：它们的气气孔封锁。但景天科酸代谢植物例外：它们的气孔白天封锁，夜晚张开。孔白天封锁，夜晚张开。光促进气孔开放的机制？光促进气孔开放的机制？四影响气孔运动的要素四影响气孔运动的要素光促进气孔开放的机制光促进气孔开放的机制一是经过光协作用产生的间接效应一是经过光协作用产生的间接效应被光合电子传送抑制剂被光合电子传送抑制剂DCMU二氯苯基二甲基二氯苯基二甲基脲所抑制脲所抑制二是经过光受体感受光信号而发生的直接效应二是经过光受体感受光信号而发生的直接效应不被不被DCMU抑制抑制红光

34、和蓝光都可引起气孔张开红光和蓝光都可引起气孔张开光受体光受体红光的能够是叶绿素红光的能够是叶绿素蓝光的能够是隐花样素蓝光的能够是隐花样素蓝光能活化蓝光能活化HATP酶，不断泵出酶，不断泵出H，构成跨电化学势梯度，它是构成跨电化学势梯度，它是K经过经过K通通道挪动的动力，可使捍卫细胞内道挪动的动力，可使捍卫细胞内K浓度添浓度添加，水势降低，气孔张开。加，水势降低，气孔张开。通常以为红光是经过间接效应，而蓝光是直接对气孔通常以为红光是经过间接效应，而蓝光是直接对气孔开闭起作用的。蓝光使气孔张开的效率是红光的开闭起作用的。蓝光使气孔张开的效率是红光的10倍倍蓝蓝光光对对气气孔孔开开度度的的影影响响2

35、、CO2低浓度低浓度CO2 CO2 促使气孔张开，促使气孔张开，高浓度高浓度CO2CO2引起气孔的封锁。引起气孔的封锁。3、水分、水分4 4、温度、温度 猛烈蒸腾时，捍卫细胞失水气孔封锁；猛烈蒸腾时，捍卫细胞失水气孔封锁；久雨，表皮细胞被水饱和，挤压久雨，表皮细胞被水饱和，挤压GC，气孔封锁。，气孔封锁。 一定范围内温度升高，气孔开度增大一定范围内温度升高，气孔开度增大; ;温度过高气温度过高气孔反而封锁孔反而封锁; ;温度太低气孔也不能很好张开温度太低气孔也不能很好张开. .5植物激素植物激素-ABA水胁迫水胁迫ABAABA添加添加诱导胞浆中诱导胞浆中Ca2Ca2 瞬时添加瞬时添加翻开翻开K

36、+K+通道通道 ss ww水流出，气孔封锁。水流出，气孔封锁。 五影响蒸腾作用的内外要素自学五影响蒸腾作用的内外要素自学扩散阻力扩散力分散层分散层气孔阻力气孔阻力大气蒸汽压大气蒸汽压气孔下腔蒸汽压气孔下腔蒸汽压蒸腾速率蒸腾速率= ReRsCaCINoImage= =Rs :Rs :气孔阻力气孔阻力内部阻力内部阻力Re :Re :界面层阻力界面层阻力或叫分散层阻力或叫分散层阻力 CI CI：气孔下腔的水蒸气压；：气孔下腔的水蒸气压； CaCa：空气的蒸汽压；：空气的蒸汽压；三、蒸腾作用的目的和测定方法三、蒸腾作用的目的和测定方法一蒸腾作用的目的一蒸腾作用的目的1.1.蒸腾速率；蒸腾强度蒸腾速率；

37、蒸腾强度 (transpiration rate) (transpiration rate) 2.2.蒸腾效率蒸腾效率 (transpiration efficiency); (transpiration efficiency);蒸腾比率蒸腾比率3.3.蒸腾系数蒸腾系数(transpiration coefficient)(transpiration coefficient)；需水量；需水量 ( (蒸腾效率的倒数蒸腾效率的倒数) ) 蒸腾作用的目的蒸腾作用的目的指标指标定义定义公式公式一般植物为一般植物为 蒸腾速蒸腾速率率( (蒸蒸腾强度腾强度) )植物在单位时间植物在单位时间内、单位叶面积内、单位叶面积上通过蒸腾作用上通过蒸腾作用散失的水量散失的水量= = 蒸腾失水量蒸腾失水量/ /单位叶面积单位叶面积* *时间时间白天为白天为15155050、夜晚夜晚1 120gm20gm- -2 2hh-1-1蒸腾效蒸腾效率率植物每蒸腾植物每蒸腾1kg1kg水水时所形成的干物时所形成的干物质的质的g g数数。= = 形成干物质形成干物质g/g/蒸腾失水蒸腾失水kgkg1 18gkg8gkg-1-1蒸腾系蒸腾系数数( (需需水量水量) )植物每制造植物每制造1g1g干干物质所消耗水分物质所消耗水分的