上述公式可简化为： wn=9+w。 现以图13说明细胞水势、渗透势和压力势三者在不同的细胞体积中的变化。在 细胞初始质壁分离时（相对体积=1.0），压力势力零，细胞的水势等于渗透势，两者 都呈最小值（约-2.0MPa)。当细胞吸水，体积增大时，细胞液稀释，渗透势增大，压 力势增大，水势也增大。当细胞吸水达到饱和时（相对体积=1.5），渗透势与压力势 的绝对值相等（约1.5MP),但符号相反，水势便为零，不吸水。蒸腾剧烈时，细胞 虽然失水，体积缩小，但并不产生质壁分离，压力势就变为负值，水势低于渗透势 图1-3植物细胞的相对体积变化与水势（平）人、渗透势（平，）和 压力势（平。）之间的关系的图解 (五)细胞间的水分移动(Water transport betweencell and cel山 上面讨论细胞在清水或溶液中的水分交换过程是从水势高处流向水势低处。那 么，细胞之间的水分流动方向又决定于什么呢？ 相邻两细胞的水分移动方向，决定于两细胞间的水势差异，水势高的细胞中的水 分向水势低的细胞流动。如图1-4所示，虽然细胞X渗透势(-1.4MPa)低于细胞Y 的渗透势(-1.2MPa),但两者的压力势不同，导致前者的水势(-0.6MPa)高于后者 的水势(-O.8MPa)。所以细胞X的水分流向细胞Y。 .■-0.6MP 4.=-0.8MPa 图1-4两个相邻细胞之间水分移动的图解 当有多个细胞连在一起时，如果一端的细胞水势较高，另一端水势较低，顺次下 降，就形成一个水势梯度(water potential gradient),水分便从水势高的一端流向水势 低的一端。植物体内组织和器官之间水分流动方向就是依据这个规律。 第三节植物根系对水分的吸收(Asorption of water by roots)) 根的吸水主要在根尖进行。在根尖中，根毛区的吸水能力最大，根冠、分生区和
11 上述公式可简化为： w = + p 现以图 1-3 说明细胞水势、渗透势和压力势三者在不同的细胞体积中的变化。在 细胞初始质壁分离时（相对体积=1.0），压力势力零，细胞的水势等于渗透势，两者 都呈最小值（约-2.0MPa）。当细胞吸水，体积增大时，细胞液稀释，渗透势增大，压 力势增大，水势也增大。当细胞吸水达到饱和时（相对体积=1.5），渗透势与压力势 的绝对值相等（约 1.5MPa），但符号相反，水势便为零，不吸水。蒸腾剧烈时，细胞 虽然失水，体积缩小，但并不产生质壁分离，压力势就变为负值，水势低于渗透势。 图 1-3 植物细胞的相对体积变化与水势（Ψω）、渗透势（Ψπ）和 压力势（Ψρ）之间的关系的图解 （五）细胞间的水分移动(Water transport between cell and cell) 上面讨论细胞在清水或溶液中的水分交换过程是从水势高处流向水势低处。那 么，细胞之间的水分流动方向又决定于什么呢？ 相邻两细胞的水分移动方向，决定于两细胞间的水势差异，水势高的细胞中的水 分向水势低的细胞流动。如图 1-4 所示，虽然细胞 X 渗透势（-1.4MPa）低于细胞 Y 的渗透势（-1.2MPa），但两者的压力势不同，导致前者的水势（-0.6MPa）高于后者 的水势（-0.8MPa）。所以细胞 X 的水分流向细胞 Y。 图 1-4 两个相邻细胞之间水分移动的图解 当有多个细胞连在一起时，如果一端的细胞水势较高，另一端水势较低，顺次下 降，就形成一个水势梯度（water potential gradient），水分便从水势高的一端流向水势 低的一端。植物体内组织和器官之间水分流动方向就是依据这个规律。 第三节 植物根系对水分的吸收(Asorption of water by roots) 根的吸水主要在根尖进行。在根尖中，根毛区的吸水能力最大，根冠、分生区和
伸长区较小。后3个部分之所以吸水差，与细胞质浓厚，输导组织不发达，对水分移 动阻力大等因素有关。根毛区有许多根毛，增大了吸收面积：同时根毛细胞壁的外部 由果胶质组成，粘性强，亲水性也强，有利于与土壤颗粒粘着和吸水；而且根毛区的 输导组织发达，对水分移动的阻力小，所以根毛区吸水能力最大。 一、根系吸水的途径pathway) 根系吸水的途径有3条（图15），即质外体途径、跨膜途径和共质体途径等。 质外体途径(apoplast pathway)是指水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质的部分 移动，这种移动方式速度快。跨膜途径(transmembrane pathway)是指水分从一个细 胞移动到另一个细胞，要两次通过质膜，还要通过液泡膜，故称跨膜途径。共质体途 径(symplast pathway)是指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个 细胞的细胞质，形成一个细胞质的连续体，移动速度较慢。共质体途径和跨膜途径统 称为细胞途径(cellular pathway)。这3条途径共同作用，使根部吸收水分。 16水的速
12 伸长区较小。后 3 个部分之所以吸水差，与细胞质浓厚，输导组织不发达，对水分移 动阻力大等因素有关。根毛区有许多根毛，增大了吸收面积；同时根毛细胞壁的外部 由果胶质组成，粘性强，亲水性也强，有利于与土壤颗粒粘着和吸水；而且根毛区的 输导组织发达，对水分移动的阻力小，所以根毛区吸水能力最大。 一、根系吸水的途径(pathway) 根系吸水的途径有 3 条（图 1-5），即质外体途径、跨膜途径和共质体途径等。 质外体途径（apoplast pathway）是指水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质的部分 移动，这种移动方式速度快。跨膜途径（transmembrane pathway）是指水分从一个细 胞移动到另一个细胞，要两次通过质膜，还要通过液泡膜，故称跨膜途径。共质体途 径（symplast pathway）是指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个 细胞的细胞质，形成一个细胞质的连续体，移动速度较慢。共质体途径和跨膜途径统 称为细胞途径（cellular pathway）。这 3 条途径共同作用，使根部吸收水分
二、根系吸水的动力(Driving force) 根系吸水有两种动力：根压和蒸腾拉力，后者较为重要。 (一)根压(root pressure) 由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力称为根压(root pressure)。根压把 根部的水分压到地上部，土壤中的水分便不断补充到根部，这就形成根系吸水过程， 这是由根部形成力量引起的主动吸水。 从植物茎的基部把茎切断，由于根压作用，切口不久即流出液滴。从受伤或折， 的植物组织溢出液体的现象，称为伤流(bleeding.流出的汁液是伤流液(bleeding sap): 这种由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力称为根压(root pressure)。根压把 根部的水分压到地上部，土壤中的水分便不断补充到根部，这就形成根系吸水过程。 各种植物的根压大小不同，大多数植物的根压为0.05~0.5MPa。 从植物茎的基部把茎切断，由于根压作用，切口不久即流出液滴。从受伤或折断 的植物组织溢出液体的现象，称为伤流(bleeding)。流出的汁液是伤流液bleeding sap): 从未受伤叶片尖端或边缘向外溢出液滴的现象，称为吐水(guttation)。吐水也是 由根压所引起的。 (二)蒸腾拉力(transpirational pull) 叶片蒸腾时，气孔下腔附近的叶肉细胞因蒸腾失水而水势下降，所以从旁边细胞 取得水分。同理，旁边细胞又从另一个细胞取得水分，如此下去，便从导管要水，最 后根部就从环境吸收水分，这种吸水的能力完全是由蒸腾拉力(transpirational pull) 所引起的，是由枝叶形成的力量传到根部而引起的被动吸水。 根压和蒸腾拉力在根系吸水过程中所占的比重，因植株蒸腾速率而异。通常蒸腾 强的植物的吸水主要是由蒸腾拉力引起的。只有春季叶片未展开时，蒸腾速率很低的 植株，根压才成为主要吸水动力。 三、影响根系吸水的土壤条件(External factors affecting the asorption of water) (一)土壤中可用水分(avalable water) 土壤中的水分对植物来说，并不是都能被利用的。 (二)土壤通气状况(Air in soil) 土壤通气不良之所以使根系吸水量减少，是因为土壤缺氧和二氧化碳浓度过高， 短期内可使细胞呼吸减弱，继而阻碍吸水：时间较长，就形成无氧呼吸，产生和累积 较多酒精，根系中毒受伤，吸水更少。作物受涝，反而表现出缺水现象，也是因为士 13
13 二、根系吸水的动力(Driving force) 根系吸水有两种动力：根压和蒸腾拉力，后者较为重要。 （一）根压（root pressure） 由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力称为根压（root pressure）。根压把 根部的水分压到地上部，土壤中的水分便不断补充到根部，这就形成根系吸水过程， 这是由根部形成力量引起的主动吸水。 从植物茎的基部把茎切断，由于根压作用，切口不久即流出液滴。从受伤或折断 的植物组织溢出液体的现象，称为伤流(bleeding)。流出的汁液是伤流液(bleeding sap)。 这种由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力称为根压（root pressure）。根压把 根部的水分压到地上部，土壤中的水分便不断补充到根部，这就形成根系吸水过程。 各种植物的根压大小不同，大多数植物的根压为 0.05~0.5MPa。 从植物茎的基部把茎切断，由于根压作用，切口不久即流出液滴。从受伤或折断 的植物组织溢出液体的现象，称为伤流(bleeding)。流出的汁液是伤流液(bleeding sap)。 从未受伤叶片尖端或边缘向外溢出液滴的现象，称为吐水（guttation）。吐水也是 由根压所引起的。 （二）蒸腾拉力（transpirational pull） 叶片蒸腾时，气孔下腔附近的叶肉细胞因蒸腾失水而水势下降，所以从旁边细胞 取得水分。同理，旁边细胞又从另一个细胞取得水分，如此下去，便从导管要水，最 后根部就从环境吸收水分，这种吸水的能力完全是由蒸腾拉力（transpirational pull） 所引起的，是由枝叶形成的力量传到根部而引起的被动吸水。 根压和蒸腾拉力在根系吸水过程中所占的比重，因植株蒸腾速率而异。通常蒸腾 强的植物的吸水主要是由蒸腾拉力引起的。只有春季叶片未展开时，蒸腾速率很低的 植株，根压才成为主要吸水动力。 三、影响根系吸水的土壤条件（External factors affecting the asorption of water） （一）土壤中可用水分(avalable water) 土壤中的水分对植物来说，并不是都能被利用的。 （二）土壤通气状况(Air in soil) 土壤通气不良之所以使根系吸水量减少，是因为土壤缺氧和二氧化碳浓度过高， 短期内可使细胞呼吸减弱，继而阻碍吸水；时间较长，就形成无氧呼吸，产生和累积 较多酒精，根系中毒受伤，吸水更少。作物受涝，反而表现出缺水现象，也是因为土
壤空气不足，影响吸水。 (三)土壤温度(Temperature) 低温能降低根系的吸水速率，其原因是：水分本身的黏性增大，扩散速率降低 细胞质黏性增大，水分不易通过细胞质：呼吸作用减弱，影响吸水：根系生长缓慢， 有碍吸水表面的增加。 土壤温度过高对根系吸水也不利。高温加速根的老化过程，使根的木质化部位几 乎达到尖端，吸收面积减少，吸收速率也下降。同时，温度过高使酶钝化，也影响到 根系主动吸水。 (四)土壤溶液浓度(Solution concentration in soil)。 重点：重点讲授植物生理学的定义和任务，植物生理学的产生和发展和植物生理学的展望：细胞 吸水的方式：细胞的水势和根系吸水的途径。 难点：细胞的水势和根系吸水的途轻和机理。 教学过程设计（要求阐明对教学基本内容的展开及教学方法与手段的应用、讨论、作业布置） 教学方法：利用课件结合板书介绍植物生理学的定义和任务：植物对水分的需要：植物对水分的 吸收的方式和动力。 作业和讨论： 1、植物生理学的定义是什么？根据你所知的事实，举例分析讨论之。 2、为什么说“植物生理学是农业的基础学科”？ 3、有些学生反映：“植物生理学是一门引人入胜但不易学好的课程”，你同意这种看法吗？为什 2 4.水分在植物生命活动中有何作用？ 5.水分跨过细胞膜有那些途径 6.细胞质壁分离和质壁分离复原的实验，它可解决哪些问题？ 7. 有A、B两个细胞，A细胞的中，=-0.9MPa,p-0.5MPa:B细胞的 .=-1.2MPa,中，=0.6MPa,试问两细胞之间水流方向如何？为什么？ 8.在27℃时，0.5mol-L的蔗糖溶液和0.5molL的NaC溶液的中w各是多少？(05mol-LNaC 溶液的解离常数是1.⑤
14 壤空气不足，影响吸水。 （三）土壤温度(Temperature) 低温能降低根系的吸水速率，其原因是：水分本身的黏性增大，扩散速率降低； 细胞质黏性增大，水分不易通过细胞质；呼吸作用减弱，影响吸水；根系生长缓慢， 有碍吸水表面的增加。 土壤温度过高对根系吸水也不利。高温加速根的老化过程，使根的木质化部位几 乎达到尖端，吸收面积减少，吸收速率也下降。同时，温度过高使酶钝化，也影响到 根系主动吸水。 （四）土壤溶液浓度(Solution concentration in soil)。 重点:重点讲授植物生理学的定义和任务，植物生理学的产生和发展和植物生理学的展望；细胞 吸水的方式;细胞的水势和根系吸水的途径。 难点：细胞的水势和根系吸水的途径和机理。 教学过程设计（要求阐明对教学基本内容的展开及教学方法与手段的应用、讨论、作业布置）： 教学方法：利用课件结合板书介绍植物生理学的定义和任务；植物对水分的需要；植物对水分的 吸收的方式和动力。 作业和讨论： 1、植物生理学的定义是什么？根据你所知的事实，举例分析讨论之。 2、为什么说“植物生理学是农业的基础学科”？ 3、有些学生反映：“植物生理学是一门引人入胜但不易学好的课程”，你同意这种看法吗？为什 么？ 4．水分在植物生命活动中有何作用？ 5．水分跨过细胞膜有那些途径？ 6．细胞质壁分离和质壁分离复原的实验，它可解决哪些问题？ 7．有 A、B 两个细胞，A 细胞的ψπ=-0.9MPa，ψp=0.5MPa；B 细胞的 ψπ=-1.2MPa，ψp=0.6MPa，试问两细胞之间水流方向如何？为什么？ 8．在 27℃时，0.5mol·L-1 的蔗糖溶液和 0.5mol·L-1 的 NaCl 溶液的ψw 各是多少？(0.5 mol·L-1 NaCl 溶液的解离常数是 1.6)
9.如果土壤温度过高对植物根系吸水有利或是不利？为什么？ 10.根系吸水有哪些途径？ 参考资料（含参考书、文献等）： 王忠主编，植物生理学，北京：中国农业出版社，2000 李合生主编，植物生理学，北京：高等教育出版社，2002 武维华主编，植物生理学，北京：科学出版社，2003 aizLZeiger E,Plant Physiology,3nd edition,Sinauer Associates,Inc.Publishers.Sunderland, Massachusetts,2002 授课题目（教学章、节或主题）： 教学器材 多媒体设施、黑板与 与工具 殖一音 第四节蒸腾作用 蒸腾作用的生理意义和部位 二、气孔蒸腾 三、影响蒸腾的外、内条件 第五节植物体内水分的运输 ，水分运给的涂轻 水分运输的速度 授课时间 按教学计划执行 水分沿导管或管胞上升的动力 第六节合理灌溉的生理基础 一、作物的需水规律 二、合理灌溉的指标 三、灌溉的方法 四、合理灌溉增产的原因 教学目的、要求（例如识记、理解、简单应用、综合应用等层次）： 1、了解蒸腾作用的生理意义和部位，气孔蒸腾的机理，影响蒸腾的外、内条件。 2、认识植物体内水分的运输途径、速度和动力
15 9．如果土壤温度过高对植物根系吸水有利或是不利？为什么？ 10．根系吸水有哪些途径？ 参考资料（含参考书、文献等）： 王忠主编，植物生理学，北京：中国农业出版社，2000 李合生主编，植物生理学，北京：高等教育出版社，2002 武维华主编，植物生理学，北京：科学出版社，2003 Taiz L, Zeiger E, Plant Physiology, 3nd edition, Sinauer Associates, Inc., Publishers, Sunderland, Massachusetts, 2002 授课题目（教学章、节或主题）： 第一章 第四节 蒸腾作用 一、蒸腾作用的生理意义和部位 二、气孔蒸腾 三、影响蒸腾的外、内条件 第五节 植物体内水分的运输 一、水分运输的途径 二、水分运输的速度 三、水分沿导管或管胞上升的动力 第六节 合理灌溉的生理基础 一、作物的需水规律 二、合理灌溉的指标 三、灌溉的方法 四、合理灌溉增产的原因 教学器材 与工具 多媒体设施、黑板与 笔 授课时间 按教学计划执行 教学目的、要求（例如识记、理解、简单应用、综合应用等层次）： 1、了解蒸腾作用的生理意义和部位，气孔蒸腾的机理，影响蒸腾的外、内条件。 2、 认识植物体内水分的运输途径、速度和动力