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植物细胞的水势决定因素包括 植物细胞培养生理基础

导语:植物细胞的水势决定因素包括植物细胞培养生理基础。水势是衡量水分自由能的指标,影响植物细胞的吸水与排水过程。在植物细胞培养中,水势的调控对于细胞的生长和发育至关重要。了解植物细胞的水势决定因素有助于优化植物细胞培养的条件,提高培养效果。

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  1. 植物细胞的水势决定因素包括
  2. 论述植物细胞水势的组成及各组成的含义
植物细胞的水势决定因素包括

水势ψ:植物生理学中,水势指体系中水的化学势与处于等温、等压条件下纯水的化学势之差,除以水的偏摩尔体积。纯水水势为0,水分从水势高处向水势低处移动。

含水体系的水势:ψw=ψs+ψm+ψp+ψg

其中,溶质势(ψs):溶质存在使水势降低;衬质势(ψm):土壤颗粒、细胞中的纤维素、蛋白质、淀粉粒等吸附水分的物质,使水势降低;干旱土壤、风干种子很低;压力势(ψp):压力存在使水势改变,加正压力,增加水势;反之降低水势;重力势(ψg): 重力存在使水势增加。

使体系水势增高的因素有①正压力;②升高温度;③升高海拔高度。

使体系水势降低的因素有①溶质;②衬质;③负压力;④毛细管力;⑤降低温度; ⑥降低海拔高度。

论述植物细胞水势的组成及各组成的含义

体系中每偏摩尔体积水的自由能与每偏摩尔体积纯水的自由能的差值。典型植物细胞水势(Ψw)由衬质势、渗透势、压力势组成。

成熟的植物细胞中央有大的液泡,其内充满着具有一定渗透势的溶液,所以渗透势肯定是细胞水势的组成之一,它是由于液泡中溶质的存在而使细胞水势的降低值,因此又称为溶质势,用ψs表示。

由于纯水的水势最大,并规定为0,所以任何溶液的水势都比纯水要小,而渗透势却高于纯水,全为负值。当细胞处在高渗透势溶液中时,细胞吸水,体积扩大,由于细胞原生质体和细胞壁的伸缩性不同,前者大于后者,所以细胞的吸水肯定会使细胞的原生质体对细胞壁产生一种向外的推力,即膨压。

反过来细胞壁也会对细胞原生质体、对细胞液产生一种压力,这种压力是促使细胞内的水分向外流的力量,这就等于增加了细胞的水势。这个由于压力的存在而使细胞水势的增加值就称为压力势,用ψp表示。

其方向与渗透势相反,一般情况下为正值。重力势是水分因重力下移与相反力量相等时的力量,它是增加细胞水分自由能,提高水势的值,以正值表示。重力势依赖参比状态下水的高度(h)、水的密度(ρw)和重力加速度(g)而定,即用公式ψg=ρwgh计算。

当水高1m时,重力势是0.01MPa。此外,细胞质为亲水胶体,能束缚一定量的水分,这就等于降低了细胞的水势。这种由于细胞的胶体物质(衬质)的亲水性而引起的水势降低值就称为细胞的衬质势,以ψm表示。

所以说,植物细胞的吸水不仅决定于细胞的渗透势ψs,压力势ψp,而且也决定于细胞的衬质势ψm。一个典型的植物细胞的水势应由三部分组成,即ψw=ψs+ψp+ψm。

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