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Pflanzenphysiologie Kapitel 1 Wasserphysiologie
Zusammenfassung von Kapitel 1 der Pflanzenphysiologie: Die Dissimilation der Wasserphysiologie: der Prozess, durch den Pflanzen komplexe organische Stoffe im Körper in einfache anorganische Stoffe zerlegen, um Energie zu gewinnen.
Editado a las 2023-11-01 20:51:44,
Pflanzenphysiologie Kapitel 1 Wasserphysiologie
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Kapitel 1 Wasserphysiologie
Glossar
Stoffwechsel: ein allgemeiner Begriff für die chemischen Veränderungen, die Lebensaktivitätsprozesse aufrechterhalten
Assimilation: Ein Prozess, bei dem Pflanzen einfache organische Stoffe aus der Umwelt aufnehmen, verschiedene chemische Veränderungen durchlaufen, um verschiedene komplexe anorganische Stoffe zu bilden, diese in einen Teil von sich selbst zu integrieren, Sonnenenergie in chemische Energie umzuwandeln und sie in der organischen Substanz zu speichern.
Entfremdung: Der Prozess, bei dem Pflanzen komplexe organische Stoffe in ihrem Körper in einfache anorganische Stoffe zerlegen, um Energie zu gewinnen.
1. Feuchtigkeitsstatus sowie physiologische und ökologische Auswirkungen
1.1 Wassergehalt von Pflanzen
Pflanzenwassergehalt: das Verhältnis des in der Pflanze enthaltenen Wassers zum Frischgewicht der Pflanze
Relativer Wassergehalt: Der tatsächliche Wassergehalt der Pflanze als Prozentsatz des Wassergehalts, wenn das Wasser gesättigt ist (im Allgemeinen wird der relative Wassergehalt zur Bestimmung des Bewässerungsbedarfs verwendet).
Unterschied im Feuchtigkeitsgehalt
Verschiedene Pflanzen sind unterschiedlich, aquatisch (>90 %) ist größer als mesophytisch, größer als terrestrisch, größer als xerophytisch (nur 6 %).
Pflanzen derselben Art leben in unterschiedlichen Umgebungen und haben unterschiedliche Wassergehalte.
Verschiedene Organe und Gewebe derselben Pflanze haben unterschiedliche Wassergehalte
Das gleiche Organ hat in verschiedenen Wachstumsstadien unterschiedliche Wassergehalte
Teile mit starker Lebensaktivität und hohem Wassergehalt
1.2 Feuchtigkeitsstatus
Freies Wasser: Wasser, das nicht von kolloidalen Partikeln oder hydrophilen Gruppen osmotischer Substanzen angezogen wird oder nur eine sehr geringe Anziehungskraft aufweist und sich frei bewegen kann
Gebundenes Wasser: Wasser, das von den hydrophilen Gruppen kolloidaler Partikel oder osmotischer Substanzen angezogen wird, fest an die Umgebung gebunden ist und sich nicht frei bewegen kann.
Freies Wasser/gebundenes Wasser ist einer der physiologischen Indikatoren zur Messung des Stoffwechsels und der Widerstandskraft von Pflanzen.
Eigenschaften von gebundenem Wasser: Nimmt nicht am Stoffwechsel teil, ist nicht zum Einfrieren geeignet, wirkt nicht als Lösungsmittel und weist geringe Gehaltsänderungen auf
Flüssigkeitszufuhr
Definition: Wassermoleküle sind aufgrund der ungleichmäßigen Ladungsverteilung polar. Wenn H2O auf geladene Ionen oder Moleküle trifft, werden die Wassermoleküle aufgrund der Ladungswirkung um die Ionen oder Moleküle herum ausgerichtet und angeordnet, um einen Wasserfilm zu bilden.
Funktion: Stabilisierung der intrazellulären Umgebung
Einflussfaktoren: Je kleiner der Ionenradius, desto höher die Ladungszahl und desto stärker die Hydratationsfähigkeit
freies Wasser/gebundenes Wasser
Wenn er höher ist: Die Pflanzenprotoplasten befinden sich im Solzustand, der Pflanzenstoffwechsel ist aktiv, das Wachstum ist schnell und die Stressresistenz ist gering.
Wenn es niedrig ist: Das Pflanzenprotoplasma befindet sich in einem Gelzustand mit geringer Stoffwechselaktivität, langsamem Wachstum und starker Stressresistenz.
2. Wassermigrationsprozess
2.1 Migrationsmethode: die Bewegung von Wasser vom Boden durch Pflanzen und dann in die Atmosphäre
2.1.1 Konvergenz
Als Haupttransportmittel über große Entfernungen hat die Konzentration eine höhere Transportgeschwindigkeit als die Diffusion und erfordert Energie
2.1.2 Diffusion: Osmose ist eine besondere Art der Diffusion
Wie sich Wasser innerhalb des Zellmembransystems bewegt
Aquaporin
Eine Art Kanalprotein, das spezifisch für Wasser ist und den Widerstand des Wassertransports durch Membranen verringern und die Bewegung von Wasser in und aus biologischen Membranen beschleunigen kann.
Vermittelt den schnellen passiven Transport von Wasser zwischen Zellen oder Organellen und dem Medium. Es ist der Hauptweg für das Wasser, in die Zellen einzudringen.
Alle lebenden Zellen haben Aquapoeine
Struktur: MIP ist eine Gruppe von Kanalproteinen. Das Monomer ist ein schmales Tetramer, das ein Tropfenmodell zeigt.
Typische Merkmale der MIP-Familie: enthalten 6 humane transmembranäre α-helikale Segmente, bestehend aus 5 transmembranen Halbschleifen (LA, HB, LC, LD, HE), von denen HB und HE konservierte NPA-Sequenzen (Asparagin-Prolin-Alanin) enthalten )
Chlorquecksilberbenzolsulfonat hemmt stark die Wasserkanäle und hat keinen Einfluss auf die Harnstoffkanäle.
Funktion
Das Öffnen und Schließen von Wasserkanälen kann die Transmembranbewegung von Wasser wirksam regulieren
Mögliche physiologische Funktionen: Fortpflanzungswachstum, Zellverlängerung und -differenzierung, Schließzellen und Hinterhauptsbewegung usw.
Faktoren, die die Aquaporinaktivität beeinflussen
Die äußere Umgebung und Pflanzenhormone können die Häufigkeit und Verteilung von Aquaporin-Genen beeinflussen, indem sie deren Expression regulieren und dadurch den Wasserstoffwechsel beeinflussen.
Reguliert durch Phosphorylierung, Dephosphorylierung und Synthese
Hg, hohe Konzentrationen externer gelöster Stoffe können dazu führen, dass sich der Kanal schließt
Wasserpotential und Turgordruck beeinflussen das Öffnen und Schließen von Poren
Der Wasserpotentialgradient bestimmt den Wassertransfer
2.1.3 Osmose
Definition: Das Phänomen der Diffusion gelöster Stoffmoleküle durch eine semipermeable Membran, die sich entsprechend dem Wasserpotentialgradienten bewegt
2.2 Wasserpotenzial
Definition
Thermodynamische Definition: Wenn Temperatur, Druck und die Menge anderer Stoffe konstant sind, beträgt die freie Energie von 1 Mol Wasser im System
In einem System bei gleicher Temperatur und gleichem Druck die Differenz zwischen der chemischen Formel des partiellen molaren Wasservolumens im System und dem chemischen Potenzial von reinem Wasser bei gleicher Temperatur und gleichem Druck
Einheit: Atmosphärendruck (atm) oder bar (bar) 1bar=0,1Mpa
Das Wasserpotential von reinem Wasser beträgt 0
Die Komponenten des Wasserpotentials in wässrigen Systemen: osmotisches Potential, Druckpotential, Schwerkraftpotential, Auskleidungspotential und Temperaturpotential
Osmotisches Potenzial: hängt von der Konzentration gelöster Stoffe ab
Druckpotential: Es hängt mit dem Zustand der Zytoplasmawandtrennung zusammen. Unter normalen Umständen verliert der Protoplast schnell Wasser. Wenn es zu einer Plasmolyse kommt ist 0.
Auskleidungspotential: 0 für Zellen mit einer großen zentralen Vakuole. Luftgetrocknete Samen und meristematische Zellen ohne große zentrale Vakuole haben ein sehr niedriges Auskleidungspotential.
2.2.3.1 Osmotische Wasseraufnahme pflanzlicher Zellen
Pflanzenzellen und Lösungsumgebung bilden zusammen ein osmotisches System
Die Vakuolenlösung, die Protoplasmaschicht und die extrazelluläre Flüssigkeit der Zelle bilden ein osmotisches System, das von hohem Wasserpotential zu niedrigem Wasserpotential wechselt.
Änderungen der Volumen- und Wasserpotentialkomponenten während der Zellwasseraufnahme
Unter normalen Bedingungen: Das Druckpotential ist größer als 0, unter vollständiger Spannung: Das Wasserpotential ist 0, anfängliche Massenwandtrennung: Das Druckpotential ist gleich 0, starke Transpiration: Das Druckpotential ist kleiner als 0
Schwellung und Wasseraufnahme: Vor der Bildung von Vakuolen kommt es hauptsächlich auf das metabolische Wasseraufnahmevermögen an: Nutzung der Energie der Zellatmung, um das Eindringen von Wasser in die Zellen zu ermöglichen
2.2.4 Wasserbewegung zwischen Zellen: Wird durch die Wasserpotentialdifferenz bestimmt und bestimmt auch die Bewegungsgeschwindigkeit
3Feuchtigkeitstransport
3.1 und 3.2
Apoplastischer Weg
Apoplast: Ein ganzer Körper, der aus anderen nicht lebenden Substanzen als dem Protoplasma besteht, einschließlich Zellwänden, Interzellularräumen, Interzellularschichten, Xylemgefäßen und anderen nicht lebenden Substanzen, die miteinander verbunden sind. Er durchdringt Membranen nicht und bewegt sich schnell.
Symplast-Weg
Symtoplasten: Die Protoplasten in lebenden Zellen werden durch Plasmodesmen zu einem zusammenhängenden Ganzen geformt. Da sie die Membran durchdringen müssen, ist der Widerstand gegen die Wasserbewegung groß.
3.3 Mechanismus der Wurzelwasseraufnahme
Wurzeldruck: aktive Wasseraufnahme, Definition: das Phänomen, dass Pflanzen Wasser absorbieren, das durch die physiologischen Aktivitäten des Wurzelsystems selbst verursacht wird, und der Druck, der dazu führt, dass der Flüssigkeitsfluss des Pflanzenwurzelsystems aus den Wurzeln aufsteigt; Phänomen: Wasserspucken; den Fluss verletzen
Produktionsmechanismus: Osmosetheorie, Stoffwechseltheorie, Endothelsprungtheorie
Transpirationssog: passive Wasseraufnahme, Definition: Die Transpiration des oberirdischen Bodens bewirkt eine Wasseraufnahme durch die Wurzeln. Die Antriebskraft ist die Transpirationskraft, also die Kraft, die aufgrund einer Reihe von Wasserpotentialgradienten, die durch die Transpiration erzeugt werden, dazu führt, dass Wasser entlang der Leitung aufsteigt. Die Größe hat nichts mit der Vitalität des Wurzelsystems zu tun.
3.4 Faktoren, die die Wasseraufnahme der Wurzeln beeinflussen
Interne Faktoren: Wurzelwasserpotenzial, Grad der Fersenentwicklung, Wasserdurchlässigkeit usw. Externe Faktoren: Atmosphärische Faktoren beeinflussen die Transpirationsrate und damit indirekt die Wurzelwasseraufnahme, und Bodenfaktoren wirken sich direkt auf die Wurzelwasseraufnahme aus.
Bodenfeuchtigkeitsstatus
Kernpunkt: vorübergehend verdorrt, dauerhaft verdorrt
Bewegung der Bodenfeuchtigkeit: Konvergenz
4. Transpiration
Bedeutung: 1. Die Fähigkeit der Pflanzen, Wasser aufzunehmen und zu transportieren; 2. Der Materialtransport, um die Bedürfnisse des Lebens zu befriedigen;
Teil: Lentizellen-Transpiration, Blatt-Transpiration: Transpiration durch die Kutikula ist Cutin-Transpiration, Transpiration durch Stomata ist Stoma-Transpiration
Die Transpirationsrate aus Stomata ist mehr als 50-mal schneller als die Transpirationsrate aus der freien Wasseroberfläche desselben Gebiets.
Kleinporengesetz: Die Geschwindigkeit, mit der Wasserdampf durch die Oberfläche einer kleinen Pore diffundiert, ist proportional zum Umfang der kleinen Pore.
Stomata-Struktur: Schließzellen bestehen aus benachbarten Zellen oder akzessorischen Zellen; die Poren werden durch die Erweiterung der Wasseraufnahme und die Schrumpfung des Wasserverlusts durch Schließzellen geschlossen.
Grundlagen der Bewegung: Theorie der Stärkezuckerumwandlung; Theorie der K-Ionen-Akkumulation; Theorie des Apfelsäurestoffwechsels
Faktoren, die die Stomata-Bewegung beeinflussen: Licht, CO2, Temperatur, Feuchtigkeit, Stomata-Oszillation, Pflanzenhormone
Indikatoren für die Transpiration: Transpirationsintensität/-rate: die Wassermenge, die pro Blattflächeneinheit innerhalb eines bestimmten Zeitraums transpiriert wird
Möglichkeiten zur Reduzierung der Transpiration: Reduzieren Sie die Transpirationsrate (vermeiden Sie starkes Licht und hohe Temperaturen);
5. Wassertransport in Pflanzen
Transportweg: Boden, Pflanzenatmosphäre; Geschwindigkeit: Apoplast ist schneller als Symplast; Kraft: Wurzeldruck im unteren Teil, Transpirationszug im oberen Teil
6. Feuchtigkeitsanwendung
Sinnvolle Bewässerung: Den Wasserhaushalt der Pflanzen auf der Grundlage eines bestimmten Wassergehalts aufrechterhalten,
Der wasserkritische Zeitraum von Kulturpflanzen: Der wasserkritische Zeitraum bezieht sich auf den Zeitraum, in dem der Wasserbedarf nicht unbedingt groß ist, die Pflanzen jedoch besonders empfindlich auf Wassermangel reagieren und am anfälligsten für Schäden sind Stadium, in dem sich vegetatives Wachstum in reproduktives Wachstum verwandelt
Angemessene Bewässerungsindikatoren: Indikatoren für die Pflanzenmorphologie, Indikatoren für den Bodenfeuchtigkeitsgehalt, physiologische Indikatoren für die Bewässerung: Blattwasserpotential, Zellblattpotentialkonzentration, Spaltöffnung