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植物細(xì)胞的吸水

1、細(xì)胞的吸水形式：

(1)滲透吸水：指由于&psis的下降而引起的細(xì)胞吸水。含有液泡的細(xì)胞吸水，主要為滲透吸水。液泡化的植物細(xì)胞可以看作一滲透計(jì)，為了便于討論，常把由液泡膜、質(zhì)膜和其間的細(xì)胞質(zhì)構(gòu)成的原生質(zhì)層看作是一半透膜。

①細(xì)胞置于純水或稀溶液中，外液水勢(shì)高于細(xì)胞水勢(shì)，外側(cè)水分向細(xì)胞內(nèi)滲透，細(xì)胞吸水，體積變大，此外液稱低滲溶液或高水勢(shì)溶液如根系從土壤中吸水。

②外液水勢(shì)等于細(xì)胞水勢(shì)，水分進(jìn)出平衡，細(xì)胞體積不變，此外液稱等滲溶液或等水勢(shì)溶液如生理鹽水(0.85-0.9%),分離細(xì)胞器用的等滲溶液等.

③將植物置于濃溶液中，外液水勢(shì)低于細(xì)胞水勢(shì)，水從細(xì)胞內(nèi)向外滲透，細(xì)胞失水，體積變小，此外液稱高滲溶液或低水勢(shì)溶液如腌菜、腌肉等。

植物置于濃溶液中，由于細(xì)胞壁的伸縮性有限，而原生質(zhì)層的伸縮性較大，當(dāng)細(xì)胞繼續(xù)失水時(shí)，原生質(zhì)層便和細(xì)胞壁慢慢分離開來，這種現(xiàn)象被稱為質(zhì)壁分離。把發(fā)生了質(zhì)壁分離的細(xì)胞浸在水勢(shì)較高的稀溶液或清水中，外液中的水分又會(huì)進(jìn)入細(xì)胞，液泡變大，原生質(zhì)層很快會(huì)恢復(fù)原來的狀態(tài)，重新與細(xì)胞壁相貼,這種現(xiàn)象稱為質(zhì)壁分離復(fù)原。利用細(xì)胞質(zhì)壁分離和質(zhì)壁分離復(fù)原的現(xiàn)象可以判斷細(xì)胞死活，

利用初始質(zhì)壁分離可以測定細(xì)胞的滲透勢(shì)：&psiw=&psis+&psip 當(dāng)&psip = 0， &psiw=&psis 水通道蛋白：生物膜上具有通透水分功能的內(nèi)在蛋白，亦稱水孔蛋白(aquaporin)。

1988年在人體細(xì)胞中首先發(fā)現(xiàn)，不久植物細(xì)胞膜及液泡膜上發(fā)現(xiàn)。其作用是過減小水越膜運(yùn)動(dòng)的阻力而使細(xì)胞間水分遷移的速率加快。

(2)吸脹吸水：依賴于低的&psim而引起的吸水。

蛋白質(zhì)吸脹力最大，淀粉次之，纖維素較小。豆類種子子葉中含蛋白質(zhì)多，而種皮中含纖維素多，吸脹過程中，由于子葉的吸脹力較種皮大而將種皮脹破。

由于吸脹過程與細(xì)胞的代謝活動(dòng)沒有直接關(guān)系，所以又把吸脹吸水稱為非代謝性吸水。

(3)降壓吸水：因&psip的降低而引發(fā)的細(xì)胞吸水

蒸騰旺盛時(shí)，導(dǎo)管和葉肉細(xì)胞的細(xì)胞壁失水收縮，壓力勢(shì)下降，引起水勢(shì)下降而吸水。失水過多時(shí)，還使細(xì)胞壁內(nèi)陷而產(chǎn)生負(fù)壓，這時(shí)&psip<0，細(xì)胞水勢(shì)更低，吸水力更強(qiáng)。水稻開花時(shí)穎殼的張開是由著生在穎花內(nèi)的漿片吸水膨大所致。漿片的吸水膨大是由細(xì)胞壁松弛、壓力勢(shì)下降引起的。

2、細(xì)胞吸水過程中水勢(shì)組分的變化

植物細(xì)胞吸水與失水取決于細(xì)胞與外界環(huán)境之間的水勢(shì)差(△&psiw)。當(dāng)細(xì)胞水勢(shì)低于外界的水勢(shì)時(shí)，細(xì)胞就吸水當(dāng)細(xì)胞水勢(shì)高于外界的水勢(shì)時(shí)，細(xì)胞就失水而當(dāng)細(xì)胞水勢(shì)等于外界水勢(shì)時(shí)，水分交換達(dá)動(dòng)態(tài)平衡。植物細(xì)胞在吸水和失水的過程中，細(xì)胞體積會(huì)發(fā)生變化，其水勢(shì)、溶質(zhì)勢(shì)和壓力勢(shì)等都會(huì)隨之改變。 3)植物細(xì)胞間的水分移動(dòng)

相鄰兩個(gè)細(xì)胞之間水分移動(dòng)的方向，取決于兩細(xì)胞間的水勢(shì)差，水分總是順著水勢(shì)梯度移動(dòng)。

在一排相互連接的薄壁細(xì)胞中，只要胞間存在著水勢(shì)梯度，水分就會(huì)由水勢(shì)高的細(xì)胞移向水勢(shì)低的細(xì)胞。

通常土壤的水勢(shì)>植物根的水勢(shì)>莖木質(zhì)部水勢(shì)>葉片的水勢(shì)>大氣的水勢(shì)，使根系吸收的水分可以源源不斷地向地上部分輸送。

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