2022年-军队文职专业知识：植物水分代谢

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　　2022年军队文职考试内容包括公共科目和1门相应专业科目，主要考核报考人员的综合素质和专业基础。专业科目考试分为哲学、经济学、法学、教育学、文学、外国语言文学、历史学、理工学、农学、医学、图书档案学、艺术学、管理学等13类44个专业。

　　《植物生物学》之植物的水分代谢

　　1.概念：

　　蒸腾效率：蒸腾效率= 植物在一定时间内形成的干物质 / 同时间内消耗水的量

　　蒸腾系数(需水量)：蒸腾系数=植物蒸腾的水量/同时间内形成干物质量,即：植物每制造一克干物质需要消耗水的克数

　　自由水/束缚水：水分子距离胶粒越近，吸附力越强;反之吸附力越弱。靠近胶粒不易自由流动的水分叫做束缚水。距离胶粒较远可以自由流动的水分叫做自由水

　　水势：就是每偏摩尔体积水的化学势差，即水溶液的化学势与纯水的化学势之差，除以水的偏摩尔体积所得的商

　　吸胀吸水：植物细胞中亲水胶体吸水膨胀的现象叫吸胀作用。吸胀吸水是依赖于低水势而引起的吸水

　　根压：是指由于植物根系生理活动而促使液流从根部上升的压力

　　主动吸水：由于植物根系的生理活动而引起的吸水过程

　　被动吸水：是由于地上部的蒸腾作用而引起的根部吸水方式

　　永久萎焉系数：植物刚刚发生永久萎焉时，土壤的含量

　　生理干旱：过度水分亏缺的现象叫干旱，由于土壤中盐分过多，引起上壤水势降低，使植物根系吸收水分困难，甚至发生体内水分外渗的受旱现多叫生理干旱

　　蒸腾作用：水分以气体状态从植物表面散失到大气中的过程

　　蒸腾速率：是指植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量

　　小孔律：气体经过小孔的扩散速率与孔的周长成正比

　　暂时性萎蔫：是由于蒸腾失水量一时大于根系吸水量而引起的

　　水分临界期：植物在生命周期中，对缺水最敏感、最易受害的时期。

　　2.重要知识点

　　(1)水分在植物生命活动中的作用：①水分是细胞质的主要成分;②水分是许多代谢过程的反应物质;③水分是生化反应和植物对物质吸收和运输的溶剂;④水分能保持植物的固有姿态;⑤水分是细胞分裂和伸长不可缺少的;⑥水分在植物的生态环境中起重要作用。

　　(2)植物细胞水势组成：三个部分组成，①渗透势(又称溶质势)：水势低于纯水的水势;②压力势：由于静水压的存在而使体系水势改变的数值;③衬质势：由于衬质(表面能吸附水分的物质如蛋白质)与水相互作用而引起的水势降低的值。

　　(3)土壤因素如何影响植物根系吸水：

　　①土壤中的水分能否被植物利用，分可利用水和不可利用水。蒸腾作用大于根系吸水时植物发生萎焉，蒸腾作用减弱后萎焉可恢复称为暂时萎焉，若减弱后不可恢复原状称为永久萎焉，由于土壤中缺乏植物可利用的水分造成的，此时的土壤水分含量是土壤永久萎焉系数。表明植物可利用水的下限;

　　②土壤温度：适宜温度范围内，土温越高，对根系吸水越有利。高温，低温都对水分的吸收不利。

　　③土壤通气状况：通气不良导致根系吸水减少，氧气少，细胞呼吸降低，阻碍吸水。

　　④土壤溶液浓度：直接影响水势，从而影响根系吸水。

　　(4)环境因素如何影响气孔运动：

　　①光对保卫细胞内苹果酸的形成和钾离子和氯离子的积累;光对气孔 的张开，红光和蓝光都可引起气孔打开，蓝光更有效，气孔对光的反应有两个不同系统的综合效果，一是促进保卫细胞的光合作用的间接效应，二是受蓝光调控，通过光受体感受光信号而发生的直接效应;

　　②温度，一般温度越高气孔开度越大;

　　③二氧化碳，无论光下还是暗中，低浓度二氧化碳促进大多数植物气孔打开，高浓度使气孔关闭。

　　④水分，叶片水分含量直接影响保卫细胞的膨压从而影响气孔开闭。植物激素，细胞分裂素和生长素促进气孔打开，低浓度的脱落酸会使气孔关闭。

　　(5)环境因素如何影响蒸腾作用：

　　①影响气孔蒸腾相当于影响蒸腾作用

　　②光照，光照是影响蒸腾作用的主要外界条件，通过提高大气温度，同时提高叶温，从而增加叶内外蒸气压差，加快蒸腾速率。光照减少气孔阻力，促进蒸腾

　　③温度，通过调控呼吸作用和光合作用影响气孔开度

　　④湿度，大气相对湿度大，其蒸气压越大使叶片内外蒸气压差下降，气孔下腔的水蒸气不易扩散出去，蒸腾减弱，反之相反

　　⑤风速，微风促进蒸腾，一定的风速可以吹散气孔外的水蒸气扩散层，减小界面层阻力，增大气孔内外的蒸气压差，加快蒸腾速率。强风使气孔开度减小或关闭增大气孔扩散阻力，降低气孔蒸腾。影响气孔运动的因素也影响气孔蒸腾作用

　　3.高等植物对陆地水分环境的适应性

　　细胞结构：植物细胞吸水有多种方式;水分跨膜运输主要有扩散、集流和渗透作用。扩散是指单个水分子依浓度梯度通过膜脂双分子层进人细胞的方式。集流是指多个水分子依压力梯度通过质膜的水孔蛋白进入细胞的方式。渗透是指水分子沿跨膜的水势梯度而移动的方式，是扩散和集流两种方式的组合。植物细胞对水分的吸收可通过渗透性吸水(细胞通过渗透作用的吸水)、吸胀吸水(细胞通过吸胀作用的吸水)和代谢性吸水(细胞通过代谢活动使细胞内溶质增加，水势降低引起的吸水)来进行，其中渗透性吸水最为重要，是细胞吸水的主要方式

　　水分吸收：具有液泡的成熟细胞主要靠渗透作用吸水;未形成液泡的细胞主要靠吸胀作用吸水，细胞的吸胀吸水是由其衬质势引起的。植物细胞是一个渗透系统，水分通过细胞膜的方向和速度不单纯取决于水分子浓度梯度或压力梯度，而是取决于这两种驱动力之和，即依水势梯度而定。细胞吸水与否取决于水势大小。水势可衡量水分自由能或做功能量的高低。纯水的自由能最大，水势最大。植物细胞水势由渗透势、压力势、衬质势、重力势组成。一般具有液泡的细胞水势组成可简化为渗透势和压力势两个组分;不具有液泡的分生组织和风干种子细胞的水势主要由衬质势组成。细胞与细胞(或溶液)间的水分移动方向和速度取决于两者间的水势差，水分总是从水势高处流向水势低处

　　疏导方式：根系吸水和水分向上运输;水分在植物体内的传输途径有两种：径向传输(根系吸水)和轴向传输(水分向上运输)。根的吸水部位主要在根尖的根毛区。植物根系吸水有主动吸水和被动吸水两种方式。根系吸水的途径有质外体途径、跨膜途径和共质体途径三条，后两条途径统称为细胞途径，这三条途径共同作用完成根部对水分的吸收

　　散失控制：伤流和吐水现象都由根压所引起。蒸腾拉力与叶片蒸腾有关，与根系生理活动无直接关系，不需耗能，故为被动吸水的动力

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