也谈植物有液泡细胞的水势

关于植物细胞的水势,现在我国比较流行的提法是:植物有液泡细胞的水势,通常是由渗透势(φx)或称溶质势(φs)、压力势(φ?)和衬质势(φm)三个势组成。即:     

植物细胞水势的组成及其加合

1984年第3期《植物生理学通讯》“有液泡细胞的水势究竟等于什么?”一文提出了: ?_w=?_m ?_s ?_p这个公式是否正确,即?_m(衬质势)能否和?_s(渗透势)、?_p(压力势)加合?解决这个问题的关键是正确分析细胞水势组成部分之间的关系。一、物物细胞水势的组成上式如果是用来表达细胞水势包括那些组分,而不作为计算水势的公式,是可以成立的。但这一表达还不完全,应该加上细胞的重力势。因为在讨论细胞的水势时,一般都涉及到细胞之间的水分移     

对《植物生理学实验》中质壁分离法测定植物细胞水势命题的看法

我们今年选用薛应龙先生主编的《植物生理学实验》作为我们植物生理学实验的教材。此教材各方面兼顾,有些实验方法较新,概念、操作过程清楚,与我们以往所用的教材相比,实为一本难得的植物生理学实验好教材。但第二章水分生理实验中“质壁分离法测定植物细胞水势”这一命题,我们认为还有可商榷之处。我们都知道,一个成熟的具有液泡的植物细胞的水势由渗透势(ψ_s),压力势(ψ_p)和衬质势(ψ_m)三种组分组成:ψ_w=ψ_s+ψ_p+ψ_m     

对植物细胞水势的几点看法

植物细胞的吸水活动,决定于细胞和环境间的水势差。任何含水体系的水势,都受到可改变体系内水分自由能的诸因素的影响。植物细胞是一个多组分的复杂的体系,它的水势受那些因素所决定?国内外的植物生理学教科书,以及在《植物生理学通讯》上所开展的关于水势问题的讨论中,对此理解仍有分歧。最近荣文同志就“有液泡细胞的水势究竟应等于什么?”提出了讨论,这很有必要。其     

植物—水分关系和土壤—水分关系的术语学

载于Nature,185,435(1960)的这篇文章的题目是Water Relationships of Plant in Arid and Semi Arid Conditions,作者是F.L.Milthorpe。现将其中关于水的势术语部分摘译于下: 为了明智地求算植物水分关系诸问题的数值并消除普遍混乱起见,土壤-植物-大气体系中各个部分的水分状态必须用等价的术语来表达。合乎逻辑的术语是热力学的术语,会议参加者一致同意今后采用能量术语和单位。应该用水势(土壤体系或植物体系中的水分和一个大气压下纯自由水分之间的自由能的差额)来表示通常与土壤总水分亏缺和扩散庄亏缺或吸水压相联系的量。水势为三个组份所决定:(1)渗透势,它考虑土壤溶液中或植物液汁中的全部溶解物质,通常叫做渗透压;(2)压力势,它与体系的总压力差相联系,就是说与张力计(tensiometer)水中的压力和毗连的土壤中水的压力之间的差值相联系,或者与植物细胞的膨压相联系;(3)衬质势,它取决于固体衬质及衬质的保水力量,它曾经与先前叫做土壤吸力(soil suction)或水分张力(moisture tension)的术语相联系,但在植物体系中它通常被忽略。     

关于细胞水势问题

问题　“有一被水充分饱和的细胞 ,将其放入比细胞液浓度低 5 0倍的溶液中 ,则体积不变。”请问这一说法是否正确 ?现有两种回答。一种认为这个说法错误。因为细胞“被水充分饱和”后 ,水势为 0 ,与纯水水势相等 ,而外界溶液浓度尽管比细胞液浓度低 ,但水势低于 0 ,故水应由细胞向外界溶液运动 ,即细胞失水 ,因此细胞体积应变小。同时其水势降低 ,直至与外界溶液水势 (渗透势 )相等。关于这一点 ,教科书上是这样写的 :“知道任何两个部位的水势 ,就可确定水分运转的方向 ,因此水分运动的动力就是供应水分的部位与接受水分部位之间的水势差。…     

水势差决定水分移动速度的概念似属不妥

阅《植物生理学通讯》1981年第3期李合生同志所著《水势与植物》一文,获益颇多。但该文第三节“水势与植物生理”中,有一个概念值得商榷。第59页第14行:“水分总是顺着水势梯度而移动,其速度决定于两者水势差的大小,其差异愈大移动速度愈快,反之愈慢。”此句前半句无疑是正确的,后半句则不然。盖     

关于植物细胞水势的计算问题

“植物的水分代谢”一章中,水势是很重要的概念。往往是学生已经理解了概念的内容,但在计算植物细胞的水势和压力势等问题时,依然会有些迷茫,下面通过分析和几个问题的计算,帮助学生解决实际问题。     

备课卡片

克隆技术克隆：是英文Ｃｌｏｎｅ的音译，意即复制。这个英文词最初起源于植物学。在植物学中，凡是不通过繁殖体（孢子和种子）而生长出的植物都叫做“克隆种”。自然界有许多植物是“克隆”的，如：吊兰、草莓、蛇莓等，它们的茎枝可以落地生根，长成新的植物。在动物学领域，有许多低级动物是不分性别的，它们通过分裂和出芽两种方式进行繁殖，因而也是“克隆”。１８世纪，随着显微镜的发明而兴起了微生物学，科学家们观察到，原细胞的微生物是通过分裂来繁殖后代的，于是它们也被称为“克隆”。严格地说，“克隆”作为名词ｃｌｏｎｅ，…     

关于“渗透势”与“渗透压”、“压力势”与“压力”问题的一些看法

读了前几期有关“水势”的讨论文章之后,觉得在“渗透势”与“渗透压”、“压力势”与“压力”的关系问题上还有些可商讨之处。现仅就自己的一些不成熟的看法,提请诸位指教。我们知道,渗透势(ψx)就是体系中由溶质所决定的那部分水势(ψw),是体系中由于加入溶质后而引起水势降低的一种数量指标,其热力学含义为:     

关于用“小液流法”测定植物组织水势的改进意见

植物水势的研究是近年来植物生理学较为活跃的领域之一。我们在进行油菜不同叶龄幼苗叶片水势的实验时,采用了“小液流法”。(见华东师范大学生物系植物生理教研组主编,植物生理学实验指导,第12—14页。)“小液流法”与“重量法”(见同书第14—16页)比较,具有实验时间短、直观性强、实验结果计算快速、所需仪器简单等优点,宜于在教学实验时采用。但通过大量实践,我们认为该实验步骤中的某些环节需待改进。 1.关于染色剂的使用问题众所周知,溶液的水势受溶质颗粒(离子和分子)与水分子的比例数值所影响。比例越大,则水势值越小,这是因为溶质     

再回顾——读汤佩松和王竹溪的一篇早期论文

本刊自1981年第3期开始讨论“水势”以来,已经整整四个年头了。当时,我们介绍了六十年代初、中期发表的 Slatyer及 Taylor和 Kramer等的两篇文章。两文在国际上被视为当今普遍采用的水势概念的原始文献。四年来的讨论也基本上是在两文的基础上进行的。在这次讨论中,涉及了本刊五十年代下半期(1956—1958)开展的细胞吸水力问题的讨论。在那次讨论中,汤佩松先生和王竹溪先生曾分别重申了他们在四十年代初用热力学原理分析细胞水分关系所提出的“势能”、“化学势差”观点。但是,这些重要的观点当时未获响应,直到这次讨论中才理所当然地肯定了。水势概念的基本内容是,根据平衡态热力学原理用“势能”——水的化学势——来标志细胞水分的状况、运行方向和限度。水势测定的基本原理是蒸气压平衡法。这两点,早在1941年已由汤佩松、王竹溪的论文提出来了。但这篇论文长期以来未引起国内外学术界的重视。为了发扬我国科学家的首创精神,再认识该论文在国际植物生理学史上的重要地位,也鉴于国内同志或恐多有未见该文者,现在我们发表叶绿同志《再回顾》一文,同时特将汤、王的论文译出重载,供大家研究讨论。最近,美国植物生理学家、水势概念提出者之一——Kramer,P.J.撰文高度评价了汤、王(1941)论文的超时代意义,检讨了国外“长期忽视”该文的原因,承认了汤、王的先驱性贡献和首创地位。现将Kramer文也一并译出,供参考。     

两个植物生理实验的改进

农业学校《植物及植物生理学》教材中的两个实验：“植物组织水势的测定（小液流法）”及“叶绿体色素的提取、分离和光学性质”是教学大纲规定的必做实验。从多年的实验情况看,这两个实验的成功率都不算太高。总结其原因,除学生主观上操作有些问题外,我们认为主要是实验方法本身存在不妥之处。为此我们对实验方法做了些改进,从而提高了实验的成功率。一、植物组织水势的测定（小液流法）本实验有以下三点不当之处：（１）加到１ｍｌ糖液的各指形管中的小圆片的水势存在差异。原因是教材没有对选取的叶片进行特别要求,而叶片的部位、厚…     

平潭岛典型海岸草丛沙堆植物群落水势日变化特征及其影响因素

水势是反映植物受到环境胁迫的重要指标之一,可用来确定其受胁迫的程度和适应能力大小。以福建省平潭岛海岸典型沙生植物老鼠艻(Spinifex littoreus)形成的草丛沙堆为研究对象,选取晴朗无云的天气,采用PSYPRO水势测量系统对其植物叶、茎水势及其所形成的沙堆土壤水势进行测定,同时采用HUMIPORT10手持式温湿度计对当日的气象要素进行同步观测。结果表明:(1)老鼠艻的叶水势呈现出与早晚高午间低相反的反梯度现象,叶、茎水势的日变化均表现为"M"型变化趋势,除18:00后,其它时间均表现为叶片水势下降、茎干水势上升,并且发现叶、茎水势的变化趋势存在位相后移现象;(2)老鼠艻的叶、茎水势在10:00时差异达到最大的0.65MPa,且茎水势高于叶水势,在14:00左右,植物茎水势出现低于叶水势的反常现象,在18:00时叶、茎水势趋于相同;(3)除表层30cm外,其它层土壤水势日变化特征总体表现为从早晨开始下降,14:00达到最低,但总体变化不明显;(4)随着深度增加,草丛沙堆土壤水势呈现为依次增加的趋势,但80cm以下土壤水势变化不显著(P0.1);(5)叶水势与大气水势具有较好的相关性,且变化显著(P0.1),与茎水势及浅层土壤水势有一定相关性,但变化不显著(P0.1),与50cm以下土壤水势均无相关性。     

极端干旱条件下多年生植物水分关系参数变化特性

通过对生长在塔克拉玛干沙漠南缘极端干旱区野外生境条件下的4种多年生植物胡杨、柽柳、沙拐枣和骆驼刺的主要水分关系参数(P100为膨压最大时的渗透势;P0为膨压为零时的渗透势;emax为最大细胞弹性模量;RWCa为细胞在质壁分离点时的相对含水量)在植物生长周期内的变化特征进行了分析,结合对植物清晨水势和土壤含水率变化的系统进行测定。结果表明:4种植物在低水势下保持膨压能力大小的排序为柽柳>胡杨>骆驼刺>沙拐枣。4种植物应对水分胁迫的共同反应是在细胞出现质壁分离时,保持高的体内含水量;在耐旱机理上,沙拐枣和骆驼刺属于高水势延迟脱水类型,胡杨和柽柳属于低水势忍耐脱水类型;在植物生长期内,4种植物清晨水势的变化特征是,骆驼刺的清晨水势值最高,沙拐枣和胡杨的清晨水势值的季节变化较为稳定,柽柳的清晨水势值最低;植物清晨水势的变化趋势同其水分关系参数的变化特性基本一致;4种植物没有受到严重的水分胁迫,灌溉对植物水分关系参数变化的影响不显著;植物处并利用地下水来满足其生存和生长需求,维持地下水位的基本稳定,是保证多年生植物恢复重建的重要前提。     

对“水势是水的化学势”说法的商榷

水势是什么?怎样定义的?这是水势讨论的基本问题。一、水势的几种说法:就目前看主要有三种。第一种说法:水势是水的化学势。如: “水势就是水的化学势,衡量用于反应或移动的能量的高低。人们把相同温度下一个系统中一克分子容积的水与一克分子容积纯水之间的自由能差数,叫做水势。”——引自潘瑞炽、董愚得合编植物生理学第8页; “水势是水的化学势,化学势是每克分子的任何物质,不论是纯的,或存在于溶液中时,或存在于任何复杂体系中时的自由能。水势就是水中可用于     

毛乌素沙地4种植物叶水势变化及其影响因素分析

对毛乌素沙地旱柳( Salix matsudana Koidz.)、小叶杨( Populus simonii Carr.)、北沙柳( Salix psammophila C. Wang et Chang Y. Yang)和沙蒿(Artemisia desertorum Spreng.)4种植物叶水势的月变化和日变化规律以及不同冠层叶水势的差异进行了研究,并分析了4种植物叶水势与气候因子及树干液流速度的相关性。结果表明：在5月份至8月份,旱柳、小叶杨和北沙柳清晨(5：00)的叶水势波动不明显;但3种植物正午(13：00)的叶水势有一定差异,其中旱柳和小叶杨正午的叶水势差异不明显,而北沙柳7月份和8月份的叶水势则明显小于其5月份和6月份;总体上看,各月份3种植物正午的叶水势均明显小于清晨叶水势。供试4种植物的叶水势日变化曲线均以“单峰型”为主,最高值出现在5：00至6：00,最低值出现在12：00至16：00;日间北沙柳的平均叶水势最低,而其他3种植物的平均叶水势差异不明显,5月份和8月份,北沙柳的平均叶水势分别为-11.9和-17.1 MPa,而旱柳、小叶杨和沙蒿的平均叶水势分别为-6.2和-7.1、-7.7和-7.3、-6.8和-8.4 MPa;但夜间4种植物的平均叶水势无明显变化。4种植物日间均表现出树冠下层叶水势高、上层叶水势低的趋势,而夜间则树冠上层和下层的叶水势几乎一致。相关性分析结果表明：4种植物的叶水势与气温、净辐射量以及树干液流速度负相关、与空气相对湿度正相关,其中,不同月份4种植物的叶水势与净辐射量和树干液流速度均极显著相关(P<0.01)。研究结果显示：毛乌素沙地不同植物叶水势的变化因种类、季节、气候条件的不同而异,但总体上看净辐射量是影响4种植物叶水势变化的最主要气象因子。     

谈谈对水势的一点看法

读了《植物生理通讯》1981年第3、4、6期上几位同志的关于“水势”讨论的文章,受到了很大的教育和启发。通过讨论,对于这一概念的认识在不断的深化,比如,为什么要用“水势”这一概念来代替原有的“吸水力”、“渗透压”、“扩散压亏缺”等旧概念,已为大多数人所接受,开始运用“水势”进行教学和实验以及解决在生产中遇到的一些问题。但是从讨论中可以看到,也还存在一些模糊的、分歧的     

内源脱落酸和赤霉素对番茄发育果实和种子水分关系的影响

利用热偶湿度计（ｔｈｅｒｍｏｃｏｕｐｌｅｐｓｙｃｈｒｏｍｅｔｅｒ）研究了野生型、ＧＡ－缺陷型和ＡＢＡ－缺陷型番茄发育过程中果实种子的水分关系,发现除ＡＢＡ－缺陷型种子胶囊和果肉水势变化特殊外,３种类型果实水分状况变化基本一致;在整个发育时期内．前期种子胶囊和果肉水分流向种子,中期种子水分流向种子胶囊和果肉,后期种子和果实间的水势达到平衡。鉴于种胚脱水是一种主动过程,种胚水势一直低于整个种子、种子胶囊和果肉。内源赤霉素可明显增加果实和种子的重量,但对增加种胚溶质的作用不大。由于内源脱落酸可以促使果实成熟和衰老,促进果实细胞解体,大大降低种子胶囊和果肉水势,因而抑制成熟种子在果实内萌发。     

粪种子库的理论基础、影响因素和生态意义

成熟种子被动物采食和排泄后,沉积在粪便中的有活力的种子称为粪种子库。种子经动物消化道携带而实现传播的过程称为消化道传播,粪种子库是种子消化道传播的必经阶段和关键节点。粪种子库和种子消化道传播一直以来都是生态学家关注的热点。介绍了粪种子库的形成原因和理论基础,指出粪种子库是动-植物互作的结果;讨论了影响粪种子库结构和组成的因素,包括种子形态、动物种类和外界环境对粪种子库生态功能的调控作用;阐述了粪种子库的生态意义,主要表现为种子远距离传播、粪便物质返还以及促进植物群落更新和发展;最后指出将来关于粪种子库的研究需要重点关注的几个方面问题,以期为合理、全面认识粪种子库提供理论参考,并为深刻理解动-植物互作机制提供科学依据。