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水对植物的生理意义

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问题描述:

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解析:

植物生理学的分支。研究和阐明水对植物生活的意义，植物对水的吸收，水在植物体内的运输和向大气的散失（蒸腾作用），以及植物对水分胁迫的响应与适应。

水在生长着的植物体中含量最大。原生质含水量为80％～90％，其中叶绿体和线粒体含50％左右；液泡中则含90％以上。组织或器官的含水量随木质化程度增加而减少。含水最少的是成熟的种子，一般仅10％～14％，或更少。代谢旺盛的器官或组织含水量都很高。原生质只有在含水量足够高时，才能进行各种生理活动。各种生化反应都须以水为介质或溶剂来进行。水是光合作用的基本原料之一，它参加各种水解反应和呼吸作用中的多种反应。植物的生长，通常靠吸水使细胞伸长或膨大。膨压降低，生长就减缓或停止。

水的特有的理化性质给植物带来一些好处。水的汽化热（20℃时为2454J／g）与比热〔4.187J／（g·℃）〕特别高，有利于发散植株所吸收的辐射热；避免体温大幅度上升。水的表面张力、内聚力及与一些物质间的吸附力在植物体内运输中有重要意义。水能透过可见光和紫外光，使日光能透射到叶绿体上供光合作用之用，或被光敏素等吸收，引起光形态发生效应。水分子的极性造成了多种化合物的水合状态，并使原生质亲水胶体得以稳定。

植物细胞中的水分，可分为自由水和束缚水。自由水是可以移动的 。生理上活跃的组织中 ，大部分水（包括液泡水）是自由水。束缚水是通过氢键吸附于细胞中特别是膜上的蛋白质、多糖之上的水分子，成半晶体排列，密度比液态水大。陆生植物根与冠分别处于地下与地上，在通常情况下冠部向大气失去水分，根部则吸收水分，因此水的主要流向是自土壤进入根系，再经过茎到达叶、花、果实等器官，并经过它们的表面、主要是其上的气孔，散失到大气中去。土壤、植物、大气形成一个连续的系统，称为土壤-植物-大气连续系。

水分通过植物表皮向大气扩散的过程称为蒸腾作用。根据扩散的通路又可分为气孔蒸腾 、角质层蒸 腾 、皮孔蒸腾。其中气孔蒸腾在气孔开放时可占总蒸腾量的80％～90％，但气孔的开张度随植株内外环境而变化。夜间或夏天中午炎热干旱时气孔关闭，阻力增加，蒸腾速率很低。

水进入根系后，主要沿着 运 输 阻力较小的质外体运动，但根的内皮层有不透水的凯氏带将质外体的通道阻断，水只能通过属于共质体的细胞质朝木质部方向移动。穿越胞膜时经过的阻力特别大。

除根以外，植物地上部也能吸收水分。在少雨而多雾和露的特殊地区，如智利、秘鲁安第斯山脉海拔1000米高度之处的植物，水的主要来源是通过叶片吸收的。

植物蒸腾失水与根部吸水之间的收支关系称为水分平衡。前者大于后者时，植物含水量下降，水势和膨压也相应降低。超过一定限度时，植物的正常生理过程就会受到干扰，甚至使植物 遭 受损伤，这种水分亏 缺称为水分胁迫或水分逆境。土壤水分过多，使土壤渍水阻断根系的氧气供应，妨碍有氧呼吸，对植物造成损害。