細(xì)胞吸水
谷楓子
滲透作用
自然界中,物質(zhì)由于分子運(yùn)動(dòng)的結(jié)果,都有從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域移動(dòng)的趨勢(shì),這種現(xiàn)象稱為擴(kuò)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(kuò)散作用的結(jié)果。半透膜是一種能讓水分子自由通過(guò),而對(duì)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(dòng)物的膀胱膜都具備半透膜的特性。把半透膜包在一個(gè)長(zhǎng)頸漏斗的口上,漏斗內(nèi)裝進(jìn)一定量的蔗糖溶液,然后將漏斗倒置于一個(gè)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(gè)滲透系統(tǒng)。由于水分子可通過(guò)半透膜自由運(yùn)動(dòng),而蔗糖分子不能通過(guò)半透膜,漏斗內(nèi)蔗糖溶液的水勢(shì)低于燒杯中蒸餾水的水勢(shì).,燒杯中的水分子就會(huì)通過(guò)半透膜向漏斗中擴(kuò)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(guò)半透膜由水勢(shì)高向水勢(shì)低的區(qū)域移動(dòng)的現(xiàn)象叫滲透作用。當(dāng)漏斗內(nèi)、外溶液水勢(shì)達(dá)到平衡(相等)時(shí),漏斗內(nèi)液面便不再上升。
細(xì)胞吸水
植物細(xì)胞膜亦稱單位膜,它具有選擇透性,水分子可以自由通過(guò),其他物質(zhì)選擇通過(guò),是典型的半透膜。植物細(xì)胞中,細(xì)胞膜、液泡膜和其中間的原生質(zhì)三者全可當(dāng)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(shì),當(dāng)細(xì)胞內(nèi)外溶液由于溶質(zhì)含量多少不同而出現(xiàn)水勢(shì)差時(shí),便會(huì)出現(xiàn)細(xì)胞吸水或失水的現(xiàn)象。把細(xì)胞浸在高濃度的溶液(蔗糖溶液)中,外界溶液的水勢(shì)低于細(xì)胞的水勢(shì),細(xì)胞內(nèi)水分外流,原生質(zhì)失水收縮,最終與細(xì)胞壁分開(kāi),由于細(xì)胞失水而使原生質(zhì)與細(xì)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(xì)胞移入低濃度溶液或清水中,外界水勢(shì)高于細(xì)胞水勢(shì),原生質(zhì)吸水膨脹,最終恢復(fù)到與細(xì)胞壁相接觸的狀態(tài),稱質(zhì)壁分離復(fù)原。以上事實(shí)說(shuō)明植物細(xì)胞是一個(gè)滲透系統(tǒng),植物細(xì)胞就是通過(guò)滲透作用來(lái)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(dòng)使得根毛細(xì)胞吸收養(yǎng)分,細(xì)胞液濃度增大,細(xì)胞水勢(shì)減小低于土壤溶液水勢(shì),根毛細(xì)胞吸水并集中于根部導(dǎo)管,水分的不斷增多就造成了一種沿導(dǎo)管上升的力量,稱為根壓。根壓的形成導(dǎo)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(huì)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(wú)風(fēng)的早晨,一些植物的葉尖和葉緣也會(huì)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(dòng)力進(jìn)行的吸水方式稱為主動(dòng)吸水。
植物幼苗時(shí)期主要靠主動(dòng)吸水,植株長(zhǎng)成后,主動(dòng)吸水已不能滿足生長(zhǎng)的需求,這時(shí)的植物主要靠的是被動(dòng)吸水。葉片的功能之一是進(jìn)行蒸騰作用,通過(guò)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(shí),葉肉細(xì)胞失水而水勢(shì)降低便向葉脈的導(dǎo)管吸水,葉脈的導(dǎo)管連接莖和根的導(dǎo)管,它們都是中空的死細(xì)胞,水分在其中形成一個(gè)連續(xù)的水柱,由于葉肉細(xì)胞向?qū)Ч芪直悴粩嘌貙?dǎo)管上升,這種吸水力量一直傳遞到根,使根部細(xì)胞內(nèi)水分不足,水勢(shì)降低,根細(xì)胞就從周圍環(huán)境中吸收水分,這種吸水方式稱被動(dòng)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。