細(xì)胞的吸水與失水:
1、滲透作用:水分子或其他溶劑分子通過(guò)半透膜的擴(kuò)散。
2、發(fā)生滲透作用的條件:具半透膜,兩側(cè)溶液具有濃度差。
3、植物細(xì)胞的吸水與失水
(1)植物細(xì)胞就相當(dāng)于滲透裝置。
原生質(zhì)層:細(xì)胞膜和液泡膜以及兩層膜之間的細(xì)胞質(zhì),相當(dāng)于半透膜。
(2)植物細(xì)胞通過(guò)滲透作用吸水和失水。
植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離:當(dāng)細(xì)胞液的濃度小于外界溶液的濃度時(shí),細(xì)胞就會(huì)通過(guò)滲透作用而失水,細(xì)胞液中的水分就透過(guò)原生質(zhì)層進(jìn)入到溶液中,使細(xì)胞壁和原生質(zhì)層都出現(xiàn)一定程度的收縮。由于原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的收縮性大,當(dāng)細(xì)胞不斷失水時(shí),原生質(zhì)層就會(huì)與細(xì)胞壁分離。
質(zhì)壁分離復(fù)原的原理:當(dāng)細(xì)胞液的濃度大于外界溶液的濃度時(shí),細(xì)胞就會(huì)通過(guò)滲透作用而吸水,外界溶液中的水分就通過(guò)原生質(zhì)層進(jìn)入到細(xì)胞液中,整個(gè)原生質(zhì)層就會(huì)慢慢地恢復(fù)成原來(lái)的狀態(tài),緊貼細(xì)胞壁,使植物細(xì)胞逐漸發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。
4、動(dòng)物細(xì)胞的吸水和失水
(1)細(xì)胞膜相當(dāng)于半透膜,濃度差由外界溶液濃度與細(xì)胞質(zhì)的濃度來(lái)體現(xiàn)。
(2)水分子是順相對(duì)含量的梯度進(jìn)出動(dòng)物細(xì)胞的。
①外界溶液濃度小于細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),細(xì)胞吸水膨脹。
、谕饨缛芤簼舛却笥诩(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),細(xì)胞失水皺縮。
③外界溶液濃度等于細(xì)胞質(zhì)濃度時(shí),水分子進(jìn)出細(xì)胞處于動(dòng)態(tài)平衡。
知識(shí)點(diǎn)撥:
1、細(xì)胞吸水或失水的多少取決于細(xì)胞膜兩側(cè)溶液中水的相對(duì)含量的差值。
2、植物分生區(qū)細(xì)胞和干種子細(xì)胞因無(wú)大液泡不能發(fā)生滲透作用,只能依靠吸脹作用吸水。
3、植物細(xì)胞的吸水和失水:
、贊B透作用:是指溶液中的溶劑分子通過(guò)半透膜擴(kuò)散的現(xiàn)象。滲透吸水是指由于溶質(zhì)勢(shì)的下降而引起的細(xì)胞吸水。含有液泡的細(xì)胞吸水,如根系吸水、氣孔開(kāi)閉時(shí)的保衛(wèi)細(xì)胞吸水主要為滲透吸水。
、谖鼭q吸水:指依賴于低襯質(zhì)勢(shì)而引起的吸水。對(duì)于無(wú)液泡的分生組織和干燥種子來(lái)說(shuō),襯質(zhì)勢(shì)是細(xì)胞水勢(shì)的主要成分。親水膠體吸引水分子的力量稱為吸脹力,親水膠體吸水膨脹的現(xiàn)象叫吸脹作用。細(xì)胞吸脹力的大小,取決于襯質(zhì)勢(shì)的高低。干燥種子襯質(zhì)勢(shì)常低于-10MPa,有的甚至達(dá)到-100MPa,所以吸脹吸水就很容易發(fā)生。當(dāng)種子吸水后,襯質(zhì)勢(shì)很快上升。如將種子放在純水中,當(dāng)種子吸水達(dá)到最大程度時(shí),襯質(zhì)勢(shì)為0。由于吸脹過(guò)程與細(xì)胞的代謝活動(dòng)沒(méi)有直接關(guān)系,所以又把吸脹吸水稱為非代謝性吸水。
③降壓吸水是指由于壓力勢(shì)降低而引發(fā)的細(xì)胞吸水。如蒸騰旺盛時(shí),木質(zhì)部導(dǎo)管和葉肉細(xì)胞的細(xì)胞壁都因失水而收縮,使壓力勢(shì)降低,從而引起這些細(xì)胞水勢(shì)下降而吸水。鏈接“植物細(xì)胞間的水分移動(dòng)”
4、植物根系對(duì)水分的吸收:
、僦参锔滴牟课唬焊滴牟课恢饕诟募舛,從根尖開(kāi)始向上約10mm的范圍內(nèi),包括根冠、根毛區(qū)、伸長(zhǎng)區(qū)和分生區(qū),其中以根毛區(qū)的吸水能力最強(qiáng)。
②植物根部吸水的途徑:植物根部吸水主要通過(guò)根毛、皮層、內(nèi)皮層,再經(jīng)中柱薄壁細(xì)胞進(jìn)入導(dǎo)管。水分在根內(nèi)橫向運(yùn)輸有質(zhì)外體和共質(zhì)體兩條途徑。
5、根系吸水的機(jī)理根據(jù)植物根部的吸水動(dòng)力的不同可分為兩類(lèi):主動(dòng)吸水和被動(dòng)吸水。
、僦鲃(dòng)吸水:由植物根系生理活動(dòng)而引起的吸水過(guò)程稱為主動(dòng)吸水,它與地上部分的活動(dòng)無(wú)關(guān)。根的主動(dòng)吸水主要反映在根壓上。所謂根壓,是指由于植物根系生理活動(dòng)而促使根部吸收水分并使液流從根部上升的壓力。大多數(shù)植物的根壓為0.10~0.2MPa,有些木本植物可達(dá)0.6~0.7MPa。傷流和吐水是證明根壓存在的兩種現(xiàn)象。
②被動(dòng)吸水:植物根系以蒸騰拉力為動(dòng)力的吸水過(guò)程稱為被動(dòng)吸水。所謂蒸騰拉力(teanspirationlpull)是指因葉片蒸騰作用而產(chǎn)生的使導(dǎo)管中水分上升的力量。但葉片蒸騰時(shí),氣孔下腔周?chē)?xì)胞的水以水蒸氣形式擴(kuò)散到水勢(shì)低的大氣中,從而導(dǎo)致葉片細(xì)胞水勢(shì)下降,這樣就產(chǎn)生了一系列相鄰細(xì)胞間的水分運(yùn)輸,使葉導(dǎo)管失水,壓力勢(shì)下降,造成根冠間導(dǎo)管的壓力梯度,使根導(dǎo)管中的水分向上運(yùn)輸,其結(jié)果造成根部細(xì)胞水分虧缺,水勢(shì)降低,向土壤吸水。
細(xì)胞吸水和失水的原理的應(yīng)用:
1、對(duì)農(nóng)作物的合理灌溉,既滿足了作物對(duì)水分的需要,同時(shí)也降低了土壤溶液的濃度,有利于水分的吸收。
2、鹽堿地中的植物不易存活或一次施肥過(guò)多造成“燒苗”現(xiàn)象,都是因?yàn)橥寥廊芤簼舛冗^(guò)高,甚至超過(guò)了根細(xì)胞液濃度,導(dǎo)致根細(xì)胞不易吸水甚至失水造成的。
3、糖漬、鹽漬食品不易變質(zhì)的原因,是在食品外面和內(nèi)部形成很高濃度的溶液,使微生物不能在其中生存和繁殖,所以能較長(zhǎng)時(shí)間的保存。