水的生理生态作用
植物在生理上和生态上都需要水.水可直接用于植物生命活动与保持植物体内水分平衡,还可作为生态因子,维持适合植物生长和发育所需的体外环境.水的生理生态作用如下:
1.水是原生质的主要成分
原生质的含水量一般在70%～90%,这样才能保持其溶胶状态,以保证代谢作用的正常进行.如果含水量减少,原生质便由溶胶变为凝胶,生命活动就会大大减弱.如风干种子的含水量低,使其处于静止状态,不能萌发.如果细胞的原生质失水过多,正常的代谢就不能进行,致使植株死亡.
2.水是某些代谢作用过程的反应物质
比如水是植物进行光合作用,生产有机物的重要原料,它与CO2合成碳水化合物.还有其它生物化学反应,如呼吸作用中的许多反应,脂肪,蛋白质等物质的合成和分解反应,也需要水参与.
3.水是植物进行代谢作用的介质
土壤中的无机物和有机物,要溶解在水中才能被植物吸收.许多生化反应,也要在水介质中才能进行.植物体内物质的运输,是与水分在植物体内不断流动同时进行的.
4.水能使植物体保持固有的姿态
水分可维持细胞的紧张度,使植物枝叶挺立,便于接受光照和交换气体,同时也使花朵张开,利于授粉.如水分供应不足,植物便萎蔫,不能正常生活.
5.水具有特殊的理化性质
对植物的生命活动提供许多便利.水可作为生态因子,维持一个适合植物生活的环境.如水的汽化热(2.26kJg-1),比热(4.19Jg-1)较高,导热性好,有利于植物散热,避免在强烈阳光下体温剧烈升高受到灼伤;在寒冷的环境中也可保持体温不下降得太快.水有很大的表面张力和附着力,对于物质和水分的运输有重要作用.水是透明的,可见光和紫外光可透过,这对于植物叶子吸收太阳光进行光合作用很重要.
植物细胞的质壁分离与复原
植物细胞的细胞壁是完全的透性膜,原生质膜和液泡膜具选择透性,可看成是半透性膜.细胞液具有一定的渗透势.如果某种溶液的渗透势与细胞的渗透势相等,这种溶液称为等渗溶液.
如果将植物细胞放在浓度小于细胞液的溶液中,水就扩散进入细胞,细胞将膨胀;而放在浓度大于细胞液的溶液中时,细胞液泡的水就会向外扩散,使原生质与细胞壁分离开,发生质壁分离(plasmolysis)现象.
如果把发生质壁分离的细胞再放到浓度小于细胞液的溶液中,细胞将会获得水分,使细胞原生质恢复原状,这就是质壁分离复原.
原生质膜并不是一种理想的半透性膜,溶质也可以进入细胞,只是速度较慢.因此,在浓度高的溶液中,植物细胞先发生质壁分离,经较长时间后,进入细胞的溶质增多,使细胞液浓度增高,水分又会重新自外界溶液进入细胞.利用质壁分离及其复原的现象,可观察和测定植物的多种生理现象.如观察物质透过质膜和液泡膜的难易程度;鉴定细胞的死活,死细胞的膜丧失了选择半透性,因而不会发生质壁分离现象;测定细胞的渗透势等.
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