备课素材（知识点）：水势与植物细胞吸水 高中生物学必修一

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高中生物学中认为，植物细胞是一个渗透体系，当其处于高渗溶液时，细胞失水，原生质体积缩小，发生质壁分离现象。反之，如将已经发生质壁分离的细胞转至低渗溶液中，细胞会重新吸水，质壁分离复原。这里说的其实就是植物细胞的渗透势。
1.植物细胞的渗透势
植物细胞的渗透势主要取决于细胞液的溶质浓度，因此又称溶质势。渗透势与植物水分代谢、生长及抗性等有密切关系。已知在干旱、盐渍等条件下，一些植物常在细胞内主动积累溶质，以降低其渗透势，增加吸水能力，而在一定程度上维持膨压，保障细胞的生长和气孔的开放，这种现象叫渗透调节作用。
渗透调节能力的大小可以用逆境调节下细胞的渗透势的降低值来表示，在水分生理与抗性生理研究中经常需要测定。
2.植物细胞的膨压植物细胞具有细胞壁，细胞内溶液对于细胞壁的压力称为膨压。如图所示：
液泡通过原生质对细胞壁产生的压力。细胞在清水或低渗压溶液中，水分自外界进入细胞的速度超过从细胞内排出的速度，液泡水分逐渐增多，引起液泡容积增大。增大了容积的液泡，通过原生质对细胞壁产生的压力也相应地增加。当细胞液的渗透压与膨压相等时，细胞被水分完全饱和，这种情况在沉水植物中常有。陆生植物由于蒸腾作用的存在，膨压少于渗透压，致使细胞不断地吸收水分。
3.植物细胞的水势
植物细胞吸水固然与其细胞液的渗透势有关，但并不完全决定于渗透势，而是由细胞的水势决定。
一方面是因为原生质体外围还有细胞壁的限制原生质的膨胀；另一方面细胞内的亲水胶体又有吸水的本领，因此典型细胞水势由三部分组成：ψw=ψπ+ψp+ψM。其中ψπ为渗透势，是由于溶质颗粒的存在导致的自由能降低，一般为负值，主要取决于溶液中溶质颗粒（离子或分子）总数；ψp为压力势，是由于细胞壁压力的存在而增加的水势，一般为正值，在特殊情况下会等于零（质壁分离时）或负值（剧烈蒸腾时）；ψM为衬质势，是细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起水势降低的值，以负值表示，为形成液泡的细胞具有一定的衬质势，但已形成液泡的细胞衬质势很小，可忽略不记。
水总是从水势较高之处通向水势较低之处。白天土壤中的水被植物根吸收，通过维管束中的导管到达叶片，并经过气孔散失到空气中去（即进行蒸腾），就是由于白天大气中水势为很低的负值，处于大气与土壤之间的植物体内形成水势梯度。植物细胞之间的渗透也是从水势高的细胞通向水势低的细胞。