§4.新陈代谢

〔三〕植物对水分的吸收和利用

Ⅰ.吸收

1.吸收部位：植物吸收水分的主要器官是根，最活跃的部位是根尖成熟区的表皮细胞。

2.吸收方式：

(1)吸胀作用吸水

a.细胞结构的特点：未成熟的植物细胞，没有形成大的液泡。如干种子、根尖分生区、顶芽生长点、茎的形成层等;

b.原理：细胞壁和细胞质中含有较多的亲水性物质，如蛋白质、淀粉和纤维素等。

说明：(1)细胞无论死活，都能进行吸胀吸水;(2)蛋白质、淀粉和纤维素亲水能力依次降低。因为一般的小麦种子中含淀粉较多，而大豆种子中含有蛋白质较多，因此，小麦种子吸水能力较大豆种子为小。

(2)渗透作用吸水——植物吸水的主要方式

a.细胞结构特点：成熟的植物细胞，形成了中央大液泡;

b.原理：渗透作用;

c.渗透作用的产生必须具有的两个条件：具有一层半透膜;半透膜两侧的溶液存在浓度差;

d.植物细胞是一个渗透系统。

验证：植物细胞的质壁分离和质壁分离复原现象

a.  质壁分离——是指细胞壁与原生质层之间分离的现象;

b.  质壁分离复原——是指原生质层和液泡逐渐恢复成原状的现象;

c.  关于植物细胞的质壁分离和质壁分离复原实验。

之所以选用紫色洋葱表皮作为实验材料，是因为其细胞的液泡中含有紫色的花青素，细胞失水后，液泡变小，颜色变深;细胞吸水后，液泡变大，颜色变浅，在显微镜下很容易观察。实验材料必须是活的且具有大液泡的植物细胞。

★备注：(1)植物细胞发生质壁分离的原因：

内因(即结构基础)——原生质层比细胞壁的伸缩性大，植物细胞是活细胞(有中央大液泡，原生质层有选择透过性);

外因——外界溶液浓度大于细胞液浓度。

(2)在有些溶液中，细胞发生质壁分离后不久，会自动发生质壁分离复原现象，原因是溶质通过主动运输(如K+、尿素等)或自由扩散(如甘油、乙二醇等)方式进入细胞液，增大了细胞液的浓度，当增大到大于外界溶液浓度时，细胞吸水，质壁分离自动复原。

3.吸收途径：

(1)土壤溶液中的水分，通过渗透作用进入根尖成熟区表皮细胞中并且通过成熟区表皮细胞以内的层层细胞向里渗入，最终进入导管;

(2)土壤溶液中的水分，还可以通过成熟区表皮细胞的细胞壁以及成熟区表皮细胞以内层层细胞之间的细胞间隙向里渗入，最终也进入导管。

4.吸收动力：植物根系吸水有两种动力，一种是由于叶片的蒸腾作用失水所产生的蒸腾拉力;一种是由于根系的生理活动所产生的根压。通常，植物吸水的动力主要是蒸腾拉力。

Ⅱ.水的运输：在植物体内，运输水分的组织是根、茎、叶中的导管。根、茎、叶中的导管是一个连续的管道。

Ⅲ.水分的利用：植物吸收的水分主要用于两个方面

1.留在植物体内，参与光合作用和呼吸作用等生命活动，这部分水约占根吸收水分的1%～5%;

2.用于蒸腾作用。

Ⅳ.水分的散失——途径：1.主要是蒸腾作用，这部分水占根系吸收水分的95%——99%;2.吐水。

★备注：蒸腾作用的意义

a.促进植物体对水分的吸收;

b.促进植物体对水分和无机盐的向上运输;

c.降低植物体特别是叶片的温度。

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