植物生理学绪论二、植物生理学的产生和发展（二）植物生理学的产生与发展1.研究开始时期（16-17世纪）2.奠基与成长时期（18-19世纪）3.飞跃发展时期（20世纪）（三）我国植物生理发展情况起步晚，发展慢。我国植物生理学起业人：钱崇澍（shu）我国植物生理学奠基人：李继侗、罗宗洛、汤佩松现在一些有影响的研究人员：（四）近年来植物生理学发展的特点1.研究层次越来越广2.学科之间相互渗透3.理论联系实际4.研究手段现代化三、植物生理学发展展望第一节植物对水分的需要一、植物的含水量规律二、植物体内的水分存在状态三、水分在植物生命活动中的作用第二节植物细胞对水分的吸收一、细胞的渗透性吸水（二）渗透作用渗透作用（osmosis）：渗透系统：（三）植物细胞是一个渗透系统1.概念：质壁分离：植物细胞由于液泡失水而使原生质体与细胞壁分离的现象。质壁分离复原：把发生质壁分离的植物细胞放入清水或水势较高的溶液中，液泡变大，整个原生质体慢慢恢复原来状态的过程。2.发生质壁分离的条件：（1）外界环境水势低于细胞水势；（2）原生质层具有选择性；（3）细胞壁与细胞质的收缩能力不同。3.质壁分离说明以下问题：（1）原生质层具有半透膜的性质；（2）判断细胞的死活；（3）能测定细胞的渗透势。(四)植物细胞的水势1.典型植物细胞的水势：水势=衬质势+压力势+渗透势2.形成液泡前植物细胞的水势：水势=衬质势3.细胞吸水饱和时水势为0。4.衬质势：细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值（实质是增加吸水力），为负值。5.压力势：由于细胞壁压力的存在而增加的水势（它阻止吸水），一般为正值，但质壁分离时为0，剧烈蒸腾时为负。6.膨压：细胞吸水膨胀而对细胞壁产生的压力。7.渗透势：又叫溶质势，由于溶质颗粒的存在而使水势降低的部分（水的自由能降低），一般为负值。（五）细胞间的水分移动水势差异决定水流方向和速度XY水势梯度：当多个细胞连在一起时，如果一端细胞的水势高，另一端的水势低，顺次下降就形成一个水势梯度。水分从水势高的地方流向水势低的地方。植物器官水分流动就遵循这一规律。二、细胞的吸涨作用三、细胞的代谢性吸水第三节植物根系对水分的吸收一、根系吸水动力产生根压的机理（1）渗透理论（2）代谢理论（二）蒸腾拉力大气——叶片——气孔下腔——下腔叶肉细胞——旁边细胞——导管——根土壤二、影响根系吸收水分的主要外界条件（二）通气状况（三）土壤温度1、高温：加速根的老化和木质化减少吸收面积；酶的活性下降甚至失活，原生质流动缓慢。2、低温：水分粘性增大，扩散速率降低；原生质粘性增大，水分不易透过；呼吸速率下降，影响根压；根系生长缓慢，影响吸水面积。3、适温：（四）土壤溶液浓度第四节蒸腾作用二、气孔运动（一）经过气孔的蒸腾速率1.气孔扩散速率特点：比同面积自由水面的蒸发速率快50倍以上。2.扩散速率快的原因——小孔扩散原理（二）气孔运动1.气孔周期性运动2.气孔运动的原因保卫细胞的吸水和失水（三）气孔运动及机理：1.淀粉-糖变化学说（starch-sugarconversiontheory）:主要内容：认为保卫细胞水势的变化是糖和淀粉互相转化的结果。关键酶为淀粉磷酸化酶（在PH6.1-7.3促进淀粉水解，PH2.9-6.1促进葡萄糖-1磷酸合成淀粉）。在光照条件下由于保卫细胞具有叶绿体进行光合作用消耗二氧化碳细胞PH升高，促进淀粉水解，细胞内可溶物质增加，水势降低，气孔打开吸水。在黑暗条件下，。存在问题：（1）对某些植物的保卫细胞无叶绿体，但气孔仍然开闭，难以解释；（2）气孔开/关在先，糖变化在后。2.无机离子吸收学说（inorganicionuptaketheory）:细胞膜上有H-ATP酶，它可被蓝光和红光激活，利用ATP将H+从保卫细胞运到周围细胞，同时吸收K+和Cl-，降低了细胞的水势，气孔张开。3.苹果酸生成学说（malateproductiontheory）:PEP+HCO-3——OAA+磷酸OAA+NADH——苹果酸+NAD（四）影响气孔运动的因素（1）光照为其主要因素，它促进糖、苹果酸的形成和K+、Cl-的积累。（2）温度影响气孔开度（3）二氧化碳浓度低浓度促进气孔开放，高浓度促进气孔关闭（4）叶片含水量三、影响蒸腾作用的内外条件（二）内部因素对蒸腾作用的影响1.气孔频度2.气孔大小3.气孔开度4.气孔下腔大小5.气孔的特殊构造6.叶片内部面积（三）蒸腾作用的表示法1.蒸腾速率（transpirationrate）：植株在一定时间内单位叶面积蒸腾的水