細胞吸水
谷楓子
滲透作用
自然界中,物質(zhì)由于分子運動的結(jié)果,都有從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域移動的趨勢,這種現(xiàn)象稱為擴散作用。蔗糖溶解在水中形成均勻的蔗糖溶液,生產(chǎn)上各種藥液的配制,都是物質(zhì)分子擴散作用的結(jié)果。半透膜是一種能讓水分子自由通過,而對其他物質(zhì)分子具有選擇透性的特殊的膜,種子表皮、羊皮紙和動物的膀胱膜都具備半透膜的特性。把半透膜包在一個長頸漏斗的口上,漏斗內(nèi)裝進一定量的蔗糖溶液,然后將漏斗倒置于一個盛有蒸餾水的大燒杯中,使漏斗內(nèi)的蔗糖液面與燒杯內(nèi)蒸餾水的液面保持同一水平面,這就形成一個滲透系統(tǒng)。由于水分子可通過半透膜自由運動,而蔗糖分子不能通過半透膜,漏斗內(nèi)蔗糖溶液的水勢低于燒杯中蒸餾水的水勢.,燒杯中的水分子就會通過半透膜向漏斗中擴散,伴隨漏斗中水量的不斷增加,漏斗內(nèi)的液面不斷上升。這種水分子通過半透膜由水勢高向水勢低的區(qū)域移動的現(xiàn)象叫滲透作用。當漏斗內(nèi)、外溶液水勢達到平衡(相等)時,漏斗內(nèi)液面便不再上升。
細胞吸水
植物細胞膜亦稱單位膜,它具有選擇透性,水分子可以自由通過,其他物質(zhì)選擇通過,是典型的半透膜。植物細胞中,細胞膜、液泡膜和其中間的原生質(zhì)三者全可當作半透膜看待,液泡內(nèi)的液體具有一定的濃度,表現(xiàn)一定的水勢,當細胞內(nèi)外溶液由于溶質(zhì)含量多少不同而出現(xiàn)水勢差時,便會出現(xiàn)細胞吸水或失水的現(xiàn)象。把細胞浸在高濃度的溶液(蔗糖溶液)中,外界溶液的水勢低于細胞的水勢,細胞內(nèi)水分外流,原生質(zhì)失水收縮,最終與細胞壁分開,由于細胞失水而使原生質(zhì)與細胞壁分離的現(xiàn)象稱質(zhì)壁分離。如果把發(fā)生了質(zhì)壁分離的細胞移入低濃度溶液或清水中,外界水勢高于細胞水勢,原生質(zhì)吸水膨脹,最終恢復到與細胞壁相接觸的狀態(tài),稱質(zhì)壁分離復原。以上事實說明植物細胞是一個滲透系統(tǒng),植物細胞就是通過滲透作用來吸收水分的
植物吸水
根是植物吸水的主要器官,由于根的生理活動使得根毛細胞吸收養(yǎng)分,細胞液濃度增大,細胞水勢減小低于土壤溶液水勢,根毛細胞吸水并集中于根部導管,水分的不斷增多就造成了一種沿導管上升的力量,稱為根壓。根壓的形成導致水分不斷地向上輸送,根部也在不斷地吸水。將植物的莖從靠近地面的部位切斷,切口不久就會流出汁液,這種現(xiàn)象稱為傷流,流出的汁液稱傷流液。在空氣溫度較大而又無風的早晨,一些植物的葉尖和葉緣也會排出水珠,這種現(xiàn)象稱為吐水,也是植物根部產(chǎn)生根壓的緣故。植物以根壓作為吸水動力進行的吸水方式稱為主動吸水。
植物幼苗時期主要靠主動吸水,植株長成后,主動吸水已不能滿足生長的需求,這時的植物主要靠的是被動吸水。葉片的功能之一是進行蒸騰作用,通過蒸騰作用植物體內(nèi)的水分經(jīng)葉片向空氣中散失。蒸騰作用時,葉肉細胞失水而水勢降低便向葉脈的導管吸水,葉脈的導管連接莖和根的導管,它們都是中空的死細胞,水分在其中形成一個連續(xù)的水柱,由于葉肉細胞向?qū)Ч芪直悴粩嘌貙Ч苌仙?,這種吸水力量一直傳遞到根,使根部細胞內(nèi)水分不足,水勢降低,根細胞就從周圍環(huán)境中吸收水分,這種吸水方式稱被動吸水。由于蒸騰作用而產(chǎn)生的促使植物根系吸水的力量稱蒸騰拉力。