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2016考研植物生理学冲刺考点:植物细胞对水分的吸收进入阅读模式

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2015-11-27 10:25:09| 来源:考研考试网

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群4

植物细胞吸收水分的三种形式:

1.吸胀吸水:亲水物质吸胀作用,没有液泡细胞

2.渗透吸水:渗透作用吸水,有液泡细胞,主要方式

3 代谢吸水:需代谢提供能量

现用教材:植物细胞吸水的三种方式是扩散、集流、渗透作用

一、 扩散与集流

1、扩散作用—由分子的热运动所造成的物质从浓度处向浓度低处移动的过程。

特点:顺浓度梯度进行;适于短距离运输(胞内跨膜或胞间)

2、集 流—-指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动的现象。

如:水在水管中的移动,水在木质部导管中的远距离运输,水从土壤溶液流入植物体

特点:顺压力梯度进行;膜上的水孔蛋白形成的水通道

二、 植物细胞的渗透性吸水

渗透作用定义:水分从水势的系统半透膜向水势低的系统移动的现象。

半透膜——只允许水等小分子,其它溶质分子或离子不易的膜。

(一) 相关概念

1.自由能—-对生物而言,能用于生物做功的能。

2.化学势—-在恒温、恒压、其它组分不变的条件下,在无限大的体系中加入1mol该物质引起体系自由能的改变量。 1mol该物质所含的自由能。

3、水的偏摩尔体积-—在温度、压强及其它组分不变的条件下,在无限大的体系中加入1mol水时,该1mol水所占的有效体积(Vw)

注:*1mol纯物质所占体积为摩尔体积V,水为18.0cm3

*1mol某物质在一个混合体系中所占的体积为偏摩尔体积V

水势:水势(ψW)—每偏摩尔体积水在一个系统中的化学势与纯水在

相同温度、压力下的化学势之间的差。即每偏摩尔体积水的化学势。

ψW=水的化学势ՄW–纯水的化学势ՄW0/偏摩尔体积VW=ΔՄW / VW。ψW单位:1巴(bar)=0.987 大气压(atm) =105帕(Pa)=0.1兆帕(MPa)

说明:水势是自由能的量度,水的自由能越多水势越大,纯水水势大,为0

水总是从水势处向水势低处流

*温度越,水势越大

*压力越大,水势越大

*溶液越浓,水势越小

(二) 植物细胞是一个渗透系统

细胞壁:透性膜

原生质层:质膜、细胞质、液泡膜组成 ,半透膜

细胞渗透作用的三种情况:

(1)细胞ψW 》外界ψW,细胞失水,质壁分离

(2)细胞ψW《 外界ψW,细胞吸水,质壁分离复原

(3)细胞ψW = 外界ψW,细胞达渗透平衡

植物细胞与外部溶液之间构成一个渗透系统

质壁分离——植物细胞由于液泡失水而使原生质体和细胞壁分离的现象。(观看动画)

质壁分离复原——发生了质壁分离的细胞吸水后使整个原生质体恢复原状的现象,或称去质壁分离。 (观看动画)

(三) 植物细胞水势的组成:

Ψw = ψs + ψp + ψg + ψm

Ψs :渗透势

Ψp :压力势

Ψm :衬质势

Ψg :重力势

1、渗透势—-在某系统中,由于溶质颗粒的存在,而使水势降低的值,又叫溶质势。

对一种溶液来说,ψw = ψs对植物细胞来说,ψs主指液泡中细胞液溶质颗粒存在而降低的水势,ψs〈0,负值

ψs大小取决于溶质颗粒总数

M蔗糖ψs > 1M NaCl ψs (电解质)

测定方法:小液流法(用蔗糖液,它对细胞无毒,不易透过膜,粘度,小液滴不易扩散,便于观察)

2、压力势 -—由于细胞壁压力的存在,而使水势发生的变化。(压力对水势的影响)

(1) ψp 〉0,正常情况压力正向作用细胞,增加 ψw

(2) ψp〈 0,剧烈蒸腾压力负向作用细胞,降低ψw

(3)ψp = 0,质壁分离时,壁对质无压力

3、重力势

重力势Ψg ——指水分因重力存在而使体系水势增加的值,考虑小范围水分移动时可忽略。依水的度、水的度、重力加速度而定。

当水1米时,重力势是0.01MP,考虑到水在细胞内的水平移动,通常忽略不计。

4.衬质势 ——由于亲水性物质和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值

ψm 〈 0,降低水势。亲水物质吸水力:蛋白质〉淀粉〉纤维素

记住:

*有液泡细胞,原生质几乎已被水饱和

ψm = --0.01 MPa ,忽略不计; Ψg也忽略

水势公式简化为:ψw = ψs+ ψp

*没有液泡的分生细胞、风干种子胚细胞:ψw = ψm

*初始质壁分离细胞:ψw = ψs

*水饱和细胞: ψw = 0

(四)细胞水势与相对体积的关系

细胞吸水,体积增大、 ψs 、 ψp 、ψw 增大

细胞吸水饱和,体积、 ψs 、 ψp ,ψw = 0大

细胞失水,体积减小, ψs 、 ψp 、 ψw 减小

细胞失水达初始质壁分离 ψp = 0, ψw = ψs

细胞继续失水, ψs 、 ψp 可能为负 ψw《ψs

(五)细胞间的水分移动

相邻两细胞间水分移动方向取决于两细胞间的水势差,水总是从水势处流向水势低处,势差越大,流速越快 。

思考:以下论点是否正确,为什么?

1、一个细胞溶质势与所处外界溶液的溶质势相等,则细胞体积不变。

2、若细胞的ψp = - ψs,将其放入某一溶液中时,则体积不变

3、将一充分饱和的细胞放于某一比细胞液浓度低50倍的溶液中,则体积变小。

三 、细胞的吸胀作用吸水

吸胀作用——亲水胶体吸水膨胀的现象。

1.风干种子的吸水(种子萌发时的吸水)

2.分生细胞(未形成液泡)的吸水过程

3果实种子形成过程的吸水

问题: 为什么豆科植物种子易吸水胀破种皮而顺利发芽?

四、细胞的代谢性吸水

v代谢性吸水—利用细胞呼吸作用释放的能量,使水分经过质膜进入细胞的过程。

五、水分进入细胞的途径

A单个水分子膜脂双分子层的间隙进入细胞

B水集流质膜上水孔蛋白中的水通道进入细胞

水孔蛋白:在植物细胞质膜和液泡膜上的膜内蛋白,分子量在

25~30KD,其多肽链穿越膜并形成孔道,特异的允许水分子,具有效转运水分子的功能。

(一)根系的吸水部位:根毛区

(二)根系的吸水途径

相关概念

共质体 —-活细胞内的原生质体以胞间连丝互相连续在一起的整体系统。

质外体 —-包括细胞壁、细胞间隙、导管、管胞等无生命部分组成的一个系统,又称自由空间,水分和溶质可在其中自由扩散。

自由空间两个区域:凯氏带内,凯氏带外

 

 

(责任编辑:张梦君)
THE END  

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