气孔口径 长（μ m） 10～20
15～20 20～30 7～15
气孔数/叶面 积（ mm2） 100～200
40～100 50～100 100～500
宽（μ m） 4～5
5～6 3～4 1～6
气孔面积 占叶面积(%) 0.8～1.0
0.8～1.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 0.5～0.7 0.5～1.2
阳性植物
阴性植物 禾本科植物 冬季落叶树
4.影响根系吸水的土壤因素
1.土壤水分状况
土壤中水分按物理状态可分为束缚水、毛管水和重力水。
2.土壤温度
“午不浇园”是指在中午的烈日下不要用冷水浇灌作物， 骤然降温会使根系吸水减少，引起萎蔫。
适 温 低 温 温度 高 温
3.土壤通气状况 O2 CO2 4.土壤溶液浓度 “烧苗”现象。 盐碱地 可以采用灌水、洗盐等措施来降低土壤 溶液浓度。
(1)水对植物体温的调节
(2)水对植物生存环境的调节 水分可以增加大气湿度、 改善土壤及土壤表面大气的温度、改善田间小气候等。
(3)水的透光性使水生植物的需光反应正常进行 水的透 光性使水生植物的植物色素和光受体能吸收到可见光和紫外光， 有利于光合作用和光形态建成。
生理需水是指用于植物生命活动和 保持植物体内水分平衡所需要的水分。 生态需水是指利用水的理化特性,调 节植物生态环境所需要的水分。
2012年考研题 简述光促进气孔开放的机制
• 光是气孔运动的主要调节因素。光可以促进保 卫细胞内苹果酸的形成和 K+和 Cl-的积累。一 般情况下，光可以促进气孔张开，暗则气孔关 闭。但景天科酸代谢植物例外， 它们的气孔通 常是白天关闭，晚上张开。
2.二氧化碳
低浓度CO2促进气孔张开,高 浓度CO2促使气孔关闭。
• 植物体内水分长距离运输的主要途径是 （ ） • A 筛管和伴胞 • B 转移细胞 • C 胞间连丝 • D 导管和管胞
3.根系吸收水分的机制
(1)主动吸水
由于根系代谢活动而引起的根系吸水的过程称为主动 吸水。伤流和吐水都是主动吸水的表现。
1.根压
根压是木质部中的正压力。根压可使根部吸进的水分 沿导管输送到地上部分，同时土壤中的水分又不断地补充 到根部，这样就形成了根系的主动吸水。 伤流和吐水是证实根压存在的两种生理现象。
(一) 水在植物生命活动中的意义
1.植物的含水量及水在植物体内存在形 式
1.不同植物的含水量不同 2.同一植物不同器官和组织的含水量不同 3.同一器官和组织在不同生育时期含水量不同 4.同一植物生长在不同环境中的含水量不同
束缚水 与细胞组分紧密结合不能自由移动的水。束缚 水含量较为稳定，不易蒸发散失，也不作为溶剂或参与化学 反应。 自由水 与细胞组分之间吸附力较弱,可以自由移动的水。 自由水含量变化较大，可参与各种代谢活动。
把一发生质壁分离的植物细胞放入纯水中，细胞 的体积、水势、渗透势、压力势如何变化？（简 答题，8分）
答案要点：
初始质壁分离细胞的压力势为0，水势等于其渗透势且小于0， 放在纯水中，细胞吸水。随着细胞吸水的进行，细胞的体积、 水势、渗透势、压力势逐渐增大； 达到平衡后，细胞水势等于纯水水势，此时压力势和渗透势 绝对值相等，细胞体积、水势、渗透势、压力势都达到最大。
1.5 1
特例 1、强烈蒸腾下细胞 充 分 吸 水 Ψp为负值
0.5
0
-0.5
-1
2、初始质壁分离细胞
Ψp=0, Ψw= Ψs
-1.5
-2
-2.5 0.9
3、充分吸水细胞 Ψw=0， Ψp= -Ψs
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
初始质 壁分离
Cell volume(times)
2008年考研题
2.吸胀吸水
指依赖于低ψm而引起的吸水。衬质吸引水分子的力量称 为吸胀力，衬质吸水膨胀的现象称为吸胀作用吸胀作用是细胞 吸水的方式之一。
2009年考研题
干种子的吸水力取决于种子的（ ） A重力势；B压力势；C衬质势；D渗透势
3.降压吸水
因ψp的降低而引发的细胞吸水。
细胞吸水过程中水势组分的变化
2.水分在植物生命活动中的生理作用
1.水是细胞原生质的主要组分
植物细胞原生质的含水量为70%～ 90%。
2.水在植物的生理活动中有着重要的作用
(1)水是代谢过程的反应物质
(2)水是物质运输吸收及生化反应的介质
(3)水使细胞维持膨压促进生长
(4)水使植物保持固有的姿态
3.水对植物生存有着重要的生态意义
(3)影响气孔运动的外界因素
1.光
光是影响气孔运动的主要环境因素。多数植物的气孔光 下张开,暗中关闭。 光促进气孔开启的效应有两种： 一种是通过光合作用发生的间接效应，这种效应可被光 合电子传递抑制剂二氯苯基二甲脲（DCMU）所抑制； 另一种是通过光受体感受光信号而发生的直接效应，这 种效应不被DCMU抑制。 红光和蓝光都可引起气孔张开，红光是通过间接效应； 蓝光是调控气孔开放最为有效的光质。
Ψp
膨压
３.衬质势
表面能够吸附水分的物质称为衬质，如细胞中的
纤维素、蛋白质、染色体属于衬质 ,由于衬质的存
在引起体系水势降低的数值称为衬质势。干燥种子
的Ψm可达-100MPa；
4.细胞的水势组成 ψ细胞=ψ细胞质=ψs+ψm+ψp 已形成液泡的ψ细胞＝ψ液泡＝ψs+ψp 未形成液泡的ψ细胞＝ψm
5.植物水势的测定方法
(1)液体交换法
2011年考研题
用小流液法测定某种植物叶片的水势，得到下列实验数据
试管编号 蔗糖溶液浓度 小液流方向 1 0 ↓ 2 0.20 ↓ 3 0.40 ↓ 4 0.60 ↑ 5 0.80 ↑ 6 1.0 ↑
（1）R=0.0083Mpa L-1K-1,t=27℃,解离素数i=1。请计算出被 测植物叶片的水势。如果要获得更精确的结果，仍然采用小液 流法应该怎样进行进一步的实验？（写出简要实验思路即可） （2）小液流测定植物组织水势的原理是什么？
Ψw0=0 1MPa=106Pa=10bar=9.87atm 海水为-2.5M Pa、 1M NaCl为–4.46MPa
2.水分的运动方式
(1)集流 集流 液体中成群的原子或分子在压力梯度作用下 共同移动的现象。依靠水的集流能使土壤中的无机养 分和叶片制造的光合产物运往植物体的各个部分。
1.细胞的溶质势 溶质势 由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降 低的数值。为负值。溶液的溶质愈多，其溶质势愈 低。 溶质势又可称为渗透势。 一般陆生植物叶片细胞的溶质势是-2～-1 MPa， 旱生植物叶片细胞的溶质势可以低到-10 MPa。
2.细胞的压力势
原生质体吸水膨胀 ，对细 胞壁产生的压力称为膨压。细胞 壁在受到膨压作用的同时会产生 与膨压大小相等、方向相反的壁 压。 压力势 细胞壁对细胞的压 力而使细胞水势改变的值。压力 势一般为正值。 在特殊情况下 ，压力势也 可为负值或等于零。
尼亚加拉瀑布
黄果树瀑布
(2)扩散
扩散(diffusion)是物质分子从高化学势区域向低化学势 区域转移，直到均匀分布的现象。水的蒸发、叶片的蒸腾作用 都是水分子扩散现象。
(3)渗透
渗透作用 是指溶液中的溶剂分子通过半透膜的扩散现象。 半透膜也称选择透性膜
半 透 性 膜
3.植物细胞的水势
(1)植物细胞的水势组分
(2)气孔运动的机理(调节机制)
气孔运动 由于保卫细胞的膨压（水势）变化引
起的。保卫细胞的水势变化是由K+及苹果酸等
渗透调节物质进出保卫细胞引起的。
关于气孔运动的机理有多种学说，如：K+泵学 说、苹果酸代谢学说、淀粉与糖转化学说等。
2010年考研题
下列学说中，不属于解释气孔运动机制的是 A.K+累积学说； B.压力流动学说； C.淀粉-糖互变学说； D.苹果酸代谢学说
(二).植物细胞的水分关系
1.水势的基本概念
水势(water potential)是 美国水分生理学家克雷默从物 理化学中的化学势引导出并运 用于植物生理学的。
植物生理学上采用的水势的概念并不就 是水的化学势差，而是“每偏摩尔体积的水 的化学势差”:
ψw ＝ (μw-μwo)/ (Vw,m) .
2010年考研题
将一植物细胞放入0.1mol.L-1的蔗糖溶液中，水 分交换达到平衡时该细胞的ψw值 A.等于0.1MPa B.大于0.1MPa C.等于0 MPa D.小于0 MPa
4.植物细胞的吸水
1.渗透吸水
指由于ψs的下降而引起的细胞吸水。
含有液泡的细胞吸水，如根系吸水、气孔保卫细胞的吸水 主要为渗透吸水。
参考答案
（1） ψw=-iCRT=-1.245×106Pa，浓度梯度设置为0， 0.1，0.2，0.3，0.4，0.5，0.6
（2）原理：植物体内细胞间和植物与外界环境间的
水分移动方向都由水势差来决定。当植物细胞或组织 放在外界环境中时，会发生水分交换。即组织水势大 于外界水势时，组织失水，外液浓度降低
2.气孔的面积小，蒸腾速率高
气体通过多孔表面扩散的速率,不与小孔的面积成正比， 而与小孔的周缘长度成正比，这就是小孔律。在一定范围内， 孔越小, 边缘效应越明显，扩散的速率就越快。
3.保卫细胞具有多种细胞器
A.双子叶植物烟草一对保卫细胞的电 子显微照片(与叶面垂直)
4.保卫细胞具有不均匀加厚的细胞壁及微纤丝结构
（2)蒸气压法
(3)压力室法
（三）植物根系对水分的吸收
1.土壤的水分状况
毛管水 毛管上升水、毛管悬着水 --植物吸水的主要来源
物理状态
束缚水 土壤胶体吸附，不能利用 重力水
水分饱和的土壤中，由于重力，自上而 下渗漏出来的水分