首页 > 分享 > 6 植物体内水分的远距离运输.pdf

6 植物体内水分的远距离运输.pdf

花匠小妙招
2025-01-12 04:42

1、植物的生命过程离不开水。陆生植物的地上部分需要大量的水，这些水是由根部吸收并通过木质部向上运输的。径向运输：根系从土壤吸收水分，分别经过根的表皮皮层内皮层木质部，沿根横截面半径方向的运输。纵向运输:进入根木质部的水分沿根长度方向向地上部分或其他部位的运输。木质部由无数个导管和管胞以及内部的纹孔和穿孔板相互连通。水具有高表面张力，使叶片中亲水的细胞壁微孔中因蒸腾失水而形成的毛细作用产生强大的负压力，即蒸腾拉力。蒸腾拉力是根系从土壤吸收水的动力，也是水分从根部向地上部分远程运输的主要动力。内聚力学说（cohesion-tension theory）指蒸腾拉力产生的张力（或称负压力）通过液态水分子之

2、间的内聚力维持导管内的水柱不断裂，使水分在植物体内能够克服重力上升的学说。目前，内聚力张力学说是被广泛接受的用于解释植物体中水分的远距离传输机制。导管栓塞：植物体内的导管一旦处在负压力中，由于空化作用出现气泡，导管就会由于充满空气而失去导水功能。通过蒸腾拉力和木质部导管的负压力向上运输水分是一个较危险的过程。植物体内远距离的水分运输为什么要通过导管而不是通过活细胞逐渐传递？1）假定一个植物细胞大小为50微米，水分沿细胞串列从第一个细胞运输到第100个细胞才有5毫米的距离。2）相邻两个细胞需要明显的水势差水分才会移动，沿细胞串列运输需要很大的水势梯度，这一梯度沿细胞串列衰减非常快，运输距离很短。

3、3）需要通过每个细胞的细胞膜，并在细胞内扩散和运输到达另一侧，并再次穿越细胞膜才能到达下一个细胞的表面，速度缓慢。水分在陆生植物体内的远距离运输需要经过木质部导管植物体内的导管大多数为短导管藤本植物较灌木及乔木拥有更长的导管，灌木与乔木的平均导管长度没有显著差异具环孔材树木的导管较大且较长，水流速度为2040 cmh-1具散孔材树木的导管较短，水流速度约为16 cmh-1裸子植物只有管胞，水流速度低于0.6 cmh-1LtPRQv84泊肃叶定律：当毛细管两端的压力差P和液体的粘度系数不变时，某一段时间t内流过长度为L，半径为R的毛细管的液体的流量Qv为：导管水分经过导管和管胞的运输时，需考虑水分通过毛细管的阻力。管胞由于导管的运输速度与导管半径的4次方成正比，半径较大的导管在植物的水分远程运输中发挥着主导作用。在同一植物中，叶片和根部之间的压力差决定这木质部导管远程运输的速度。树高树高（George W.Koch et al.,Nature,2004,428:851-854）植物体内水分运输和水分状况影响叶片发育及植株高度黎明前中午高于110cm85-113cm（a）红杉树不同品种的株高与小枝木质部压力势呈显著负相关；（b）株高与第二年叶生物量/面积比值呈正相关；（c）随着株高增加，叶面碳同位素组成提高；（d）株高增加，光合速率降低。