㈠ 植物的蒸腾作用在什么条件下进行
1、蒸腾作用是水分从活的植物体表面(主要是叶子)的气孔以水蒸汽状态散失到大气中的过程,是与物理学的蒸发过程不同,蒸腾作用不仅受外界环境条件的影响,而且还受植物本身的调节和控制,因此它是一种复杂的生理过程。植物幼小时,暴露在空气中的全部表面都能蒸腾。其主要生理意义在于为植物从根部吸收的矿物质向叶片运输提供动力,以保证叶肉细胞光合作用的原料供给。
2、理论上说,植物体暴露在大气中任何部分,只要它的表面不存在绝对不透水的任何覆被体,都可以蒸腾。成熟的树木枝条,由于表皮木栓化,水分很难通过,所以蒸腾主要通过叶面进行。通常把蒸腾途径分成三类。
皮孔蒸腾:木本植物经由枝条的皮孔和木栓化组织的裂缝而散失的水分属于皮孔蒸腾(lenticulartranspiration),据估计它只占树冠蒸腾总量的0.1%。
角质层蒸腾:通过叶片和草本植物茎的角质层进行的水分散失称为角质层蒸腾(cuticulartranspiration),一般只占总蒸腾的5%~10%。
气孔蒸腾:植物体内的水分通过叶片上张开的气孔扩散到体外的过程为气孔蒸腾(stomataltranspiration),占蒸腾总量的80%~90%。
3、影响因素
(1)
光:光促进气孔的开启,蒸腾增加。
(2)
水分状况:足够的水分有利于气孔开放,过多的水分反而使气孔关闭。
(3)
温度:气孔开度一般随温度的升高而增大,但温度过高失水增大也可使气孔关闭。
(4)
风:微风有利于蒸腾,强风蒸腾降低。
(5)CO2
浓度:
CO2
浓度低促使气孔张开,蒸腾增强。
蒸腾的指标:蒸腾强度(蒸腾速率),蒸腾效率,蒸腾系数
降低蒸腾的途径:
(1)
减少蒸腾面积;
(2)
改善植物生态环境;
(3)
应用抗蒸腾剂。
㈡ 植物蒸腾作用的意义
植物蒸腾作用的意义分两方面:
一、对植物自身的意义:
1、蒸腾作用散失大量的水分,吸收热量,使气温降低,降低植物体特别是叶片的温度,避免灼烧;
2、蒸腾作用是根吸水的动力,促进了水和无机盐向上的运输.
二、对自然界的意义:
1、蒸腾作用为大气提供大量的水蒸气,增加空气湿度,降雨量增多;
2、同时也降低环境的温度,调节气候;
蒸腾作用能够降低叶片的温度。太阳光照射到叶片上时,大部分能量转变为热能,如果叶子没有降温的本领,叶温过高,叶片会被灼伤。
而在蒸腾过程中,水变为水蒸气时需要吸收热能(1g水变成水蒸气需要能量,在20℃时是2444.9J,30℃时是2430.2J),因此,蒸腾能够降低叶片表面的温度,使叶子在强光下进行光合作用而不致受害。
蒸腾作用方式有两种:
一、是通过角质层的蒸腾,称为角质蒸腾;
通过叶片和草本植物茎的角质层的蒸腾,叫做角质层蒸腾,约占蒸腾作用的5%~10%。幼嫩叶子的角质蒸腾可达总蒸腾量的1/3到1/2。
二、是通过气孔的蒸腾,称为气孔蒸腾。
气孔是植物进行体内外气体交换的重要门户。水蒸气(H2O)、二氧化碳(CO₂)、氧气(O2)都要共用气孔这个通道,气孔的开闭会影响植物的蒸腾、光合、呼吸等生理过程。
与物理学的蒸发过程不同,蒸腾作用不仅受外界环境条件的影响,而且还受植物本身的调节和控制,因此它是一种复杂的生理过程。
㈢ 生物:蒸腾作用的定义和原理
蒸腾作用 是水分从活的植物体表面(主要是叶子)以水蒸汽状态散失到大气中的过程。与物理学的蒸发过程不同,蒸腾作用不仅受外界环境条件的影响,而且还受植物本身的调节和控制,因此它是一种复杂的生理过程。植物幼小时,暴露在空气中的全部表面都能蒸腾。
成长植物的蒸腾部位主要在叶片。叶片蒸腾有两种方式:一是通过角质层的蒸腾,叫做角质蒸腾;二是通过气孔的蒸腾,叫做气孔蒸腾,气孔蒸腾是植物蒸腾作用的最主要方式。蒸腾作用的生理意义:它是植物吸收和运输水分的主要动力,可加速无机盐向地上部分运输的速率,可降低植物体的温度,使叶子在强光下进行光合作用而不致受害。植物蒸腾丢失的水量是很大的。据估计1株玉米从出苗到收获需消耗四、五百斤水。自养的绿色植物在进行光合作用过程中,必须和周围环境发生气体交换。因此,植物体内的水分就不可避免地要顺着水势梯度丢失,这是植物适应陆地生活的必然结果。适当地抑制蒸腾作用,不仅可减少水分消耗,而且对植物生长也有利。在高湿度条件下,植物生长比较茂盛。蔬菜等作物生产中,采用喷灌可提高空气湿度,减少蒸腾,一般比土壤灌溉可增产。
㈣ 植物体的水分蒸腾主要是由叶片的什么来完成的
蒸腾作用的过程:土壤中的水分根毛→根内导管→茎内导管→叶内导管→气孔→大气。植物幼小时,暴露在空气中的全部表面都能蒸腾。成长植物的蒸腾部位主要在叶片。叶片蒸腾有两种方式:一是通过角质层的蒸腾,叫做角质蒸腾;二是通过气孔的蒸腾,叫做气孔蒸腾,气孔蒸腾是植物蒸腾作用的最主要方式。
㈤ 植物是怎样通过蒸腾作用散失大量水分的
成长植物的蒸腾部位主要在叶片。叶片蒸腾有两种方式:
一是通过角质层的蒸腾,叫做角质蒸腾;二是通过气孔的蒸腾,叫做气孔蒸腾,气孔蒸腾是植物蒸腾作用的最主要方式。
蒸腾作用的生理意义:它是植物吸收和运输水分的主要动力,可加速无机盐向地上部分运输的速度,可降低植物体的温度,使叶子在强光下进行光合作用而不致受害。植物蒸腾丢失的水量是很大的。据估计1株玉米从出苗到收获需消耗四、五百斤水。自养的绿色植物在进行光合作用过程中,必须和周围环境发生气体交换。因此,植物体内的水分就不可避免地要顺着水势梯度丢失,这是植物适应陆地生活的必然结果。适当地抑制蒸腾作用,不仅可减少水分消耗,而且对植物生长也有利。在高湿度条件下,植物生长比较茂盛。蔬菜等作物生产中,采用喷灌可提高空气湿度,减少蒸腾,比一般土壤灌溉可增产。
蒸腾作用的过程如下:土壤中的水分根毛→根内导管→茎内导管→叶内导管→气孔→大气
蒸腾作用的部位
植株幼小的时候,暴露在空气中的全部表面都能蒸腾。植物长大后,茎枝形成木栓,这时茎枝上的皮孔可以蒸腾,木本植物特有。但是皮孔蒸腾量极小,约占0.1%。植物的蒸腾作用绝大部分是在叶片上进行的。分为角质蒸腾(5%~10%)和气孔蒸腾(主要形式)。
二、气孔蒸腾
气孔是植物进行体内外气体交换的重要门户。水蒸气、CO2、O2都要共用气孔这个通道,气孔的开闭会影响植物的蒸腾、光合、呼吸等生理过程。
气孔是植物叶片表皮组织的小孔,一般由成对的保卫细胞(guard cell)组成。保卫细胞四周环绕着表皮细胞,毗连的表皮细胞如在形态上和其它表皮细胞相同,就称之为邻近细胞(neighbouring cell),如有明显区别,则称为副卫细胞(subsidiary cell)。保卫细胞与邻近细胞或副卫细胞构成气孔复合体。保卫细胞在形态上和生理上与表皮细胞有显着的差别。
(一) 气孔的形态结构及生理特点
1. 气孔数目多、分布广 气孔的大小、数目和分布因植物种类和生长环境而异(表2-3)。一般单子叶植物叶的上下表皮都有气孔分布,而双子叶植物主要分布在下表皮。浮水植物气孔都分布在上表皮。表2-3 不同类型植物的气孔数目和大小植 物 类 型气孔数/叶面积(mm2)气孔口径(μm)长 宽 气孔面积?占叶面积%阳性植物。
2. 气孔的面积小,蒸腾速率高 气孔一般长约7~30μm ,宽约1~6μm。而进出气孔的CO2和H2O分子的直径分别只有0.46nm和0.54nm,因而气体交换畅通。气孔在叶面上所占面积百分比,一般不到1%,气孔完全张开也只占1%~2%,但气孔的蒸腾量却相当于所在叶面积蒸发量的10%~50%,甚至达到100%。也就是说,经过气孔的蒸腾速率要比同面积的自由水面快几十倍,甚至100倍。这是因为气体通过多孔表面扩散的速率,不与小孔的面积成正比,而与小孔的周长成正比。这就是所谓的小孔扩散律(small pore diffusion law)。这是因为在任何蒸发面上,气体分子除经过表面向外扩散外,还沿边缘向外扩散。在边缘处,扩散分子相互碰撞的机会少,因此扩散速率就比在中间部分的要快些。扩散表面的面积较大时(例如大孔),边缘周长与面积的比值小,扩散主要在表面上进行,经过大孔的扩散速率与孔的面积成正比。然而当扩散表面减小时,边缘周长与面积的比值即增大,经边缘的扩散量就占较大的比例,且孔越小,所占的比例越大,扩散的速度就越快(表2-4)。表2-4 相同条件下水蒸气通过各种小孔的扩散小孔直径(mm)扩散失水(g)相对失水量小孔相对面积小孔相对周长同面积相对失水量。
3.保卫细胞体积小,膨压变化迅速 保卫细胞比表皮细胞小得多。一片叶子上所有保卫细胞的体积仅为表皮细胞总体积的1/13或更小。因此, 只要有少量溶质进出保卫细胞,便会引起保卫细胞膨压(turgor pressure)迅速变化,调节气孔开闭。
4. 保卫细胞具有多种细胞器 保卫细胞中细胞器的种类比其他表皮细胞中的多,特别是含有较多的叶绿体。保卫细胞中的叶绿体具有光化学活性,能进行光合磷酸化合成ATP,只是缺少固定CO2的关键酶Rubisco,但是保卫细胞的细胞质中含有PEP羧化酶,能进行PEP的羧化反应,其产物为苹果酸(PEP+HCO3-→苹果酸)。叶绿体内含有淀粉体,在白天光照下淀粉会减少,而暗中淀粉则积累。这和正常的光合组织中恰好相反。此外,保卫细胞中还含有异常丰富的线粒体,为叶肉细胞的5~10倍,推测其呼吸旺盛,能为开孔时的离子转运提供能量。
5. 保卫细胞具有不均匀加厚的细胞壁及微纤丝结构 高等植物保卫细胞的细胞壁具有不均匀加厚的特点。例如水稻、小麦等禾本科植物的保卫细胞呈哑铃形(mbbell shape),中间部分细胞壁厚,两端薄,吸水膨胀时,两端薄壁部分膨大,使气孔张开;棉花、大豆等双子叶植物和大多数单子叶植物的保卫细胞呈肾形(kidney shape),靠气孔口一侧的腹壁厚,背气孔口一侧的背壁薄。并且在保卫细胞壁上有许多以气孔口为中心辐射状径向排列的微纤丝, 它限制了保卫细胞沿短轴方向直径的增大(图2-11)。当保卫细胞吸水,膨压加大时,外壁向外扩展,并通过微纤丝将拉力传递到内壁,将内壁拉离开来,气孔就张开。图 2-11 保卫细胞壁上径向排列的?微纤丝与气孔的运动 实线为气孔开放时,虚线气孔关闭时上图为横切面,下图为表面观
6 .保卫细胞与周围细胞联系紧密 保卫细胞与副卫细胞或邻近细胞间没有胞间连丝,相邻细胞的壁很薄,质膜上存在有ATPase、K+通道,另外在保卫细胞外壁上还有外连丝(ectodesmata)结构,它也可作为物质运输的通道。这些结构有利于保卫细胞同副卫细胞或邻近细胞在短时间内进行H+、K+交换,以快速改变细胞水势。而有胞间连丝的细胞,细胞间的水和溶质分子可经胞间连丝相互扩散,不利于二者间建立渗透势梯度。 另外,保卫细胞能感受内、外信号而调节自身体积,从而控制气孔大小,主宰植物体与外界环境间的水分、气体等交换。因此,保卫细胞可说得上是植物体中奇妙的细胞。够降低叶片表面的温度。
㈥ 蒸腾作用的三个意义是什么
蒸腾作用的三个意义:
1、降低植物的温度
在夏季皮肤上的汗液蒸发掉了人就会感到凉爽,发高烧的病人往往用湿毛巾敷在额头上,这些都是利用水的蒸发带走人体的一部分热量,从而起到降温的目的。同样道理,植物体内水分的蒸腾也能够起到降温的作用。这就是为什么夏季从街道走进一片树林感到凉爽的原因。
2、促进根吸收水分
叶片水分蒸发去后,叶肉细胞缺水,就要依次吸收叶脉导管、茎内导管、根内导管的水分,从而促进根从土壤里吸水。
3、促进水分和无机盐的运输
植物体蒸发蒸腾作用散失的水分,是水分在体内运输的主要动力,由于蒸腾作用散失水分产生的拉力,使水分连同溶于水中的无机盐被送到树冠上,蒸发蒸腾作用产生的拉力,可以把水分由地面送到百米高的树冠上。
植物蒸腾的意义:
1、蒸腾作用是根吸水的动力,促使根从土壤中吸收水分,促进水循环,将土壤中的水蒸发到大气之中,又变成雨回到地面。
2、促进了水和无机盐的运输,使根部吸收的无机物运到植物的各个部分。蒸腾向上的力,使植物抗地心引力,向上伸长。
3、蒸腾作用还能降低植物体表面的温度,蒸腾作用还能增加大气湿度,增加降水,降低大气温度,调节气候。蒸腾作用使植物内部充满了水,给不单独喝水的动物提供了水补给。
㈦ 什么叫做蒸腾作用
蒸腾作用 是水分从活的植物体表面(主要是叶子)以水蒸汽状态散失到大气中的过程。与物理学的蒸发过程不同,蒸腾作用不仅受外界环境条件的影响,而且还受植物本身的调节和控制,因此它是一种复杂的生理过程。植物幼小时,暴露在空气中的全部表面都能蒸腾。
成长植物的蒸腾部位主要在叶片。叶片蒸腾有两种方式:一是通过角质层的蒸腾,叫做角质蒸腾;二是通过气孔的蒸腾,叫做气孔蒸腾,气孔蒸腾是植物蒸腾作用的最主要方式。蒸腾作用的生理意义:它是植物吸收和运输水分的主要动力,可加速无机盐向地上部分运输的速率,可降低植物体的温度,使叶子在强光下进行光合作用而不致受害。植物蒸腾丢失的水量是很大的。据估计1株玉米从出苗到收获需消耗四、五百斤水。自养的绿色植物在进行光合作用过程中,必须和周围环境发生气体交换。因此,植物体内的水分就不可避免地要顺着水势梯度丢失,这是植物适应陆地生活的必然结果。适当地抑制蒸腾作用,不仅可减少水分消耗,而且对植物生长也有利。在高湿度条件下,植物生长比较茂盛。蔬菜等作物生产中,采用喷灌可提高空气湿度,减少蒸腾,一般比土壤灌溉可增产。
生理意义:
(1)是植物吸收和运输水分的主要动力,特别是对于高大的植物,没有蒸腾作用,高处的茎叶就无法得到水分。
(2)能降低植物体和叶片表面的温度,避免高温灼伤(1g水20℃下蒸发,要吸收2.44KJ能量)。
(3)蒸腾引起的上升液流有助于矿质元素和根系中合成的有机物运输,气孔开放有助于呼吸和光合作用。
蒸腾部位
(1)叶片:通过叶片表面上的气孔进行的蒸腾,叫做气孔蒸腾(stommatal trspiration):约占总蒸腾量的90%以上。通过叶片表面的角质层进行的蒸腾叫做角质层蒸腾(cuticular trspiration ):约占5%~10%
(2)茎枝:从茎表皮 的皮孔进行蒸腾称为皮孔蒸腾(lenticular stommatal trspiration ):约占0.1%)。
幼小 植物地上部的全部表面都能蒸腾。
(1)蒸腾速率( transpiration rate): 也称为蒸腾强度,是植物在一定时间之内,单位叶面积上散失的水量。 常用的单位:g /m2-h
一般植物蒸腾速率为:白天:15~250 g / m2-h 夜间:1~20 g / m2-h
(2)蒸腾效率( transpiration ratio):也称蒸腾比率,是植物每消耗1000g水所生产干物质的克数,或植物在一定时间之内干物质累积量与同期所消耗的水量之比。
植物的蒸腾效率一般在1~8之间
(3)蒸腾系数( transpiration coefficient ):也叫需水量,是植物每制造1克干物质所消耗的水量,是蒸腾效率的倒数。
植物的蒸腾系数一般在100~800之间。
㈧ 植物的蒸腾作用对植物有什么用
作用:是植物对水分的吸收和运输的一个主要动力,对吸收矿物质和有机物很有帮助。
植物的蒸腾是植物对水分的吸收和运输的一个主要动力,特别是高大的植物,假如没有蒸腾作用,由蒸腾拉力引起的吸水过程便不能产生,植株较高部分也无法获得水分。
由于矿质盐类要溶于水中才能被植物吸收和在体内运转,既然蒸腾作用是对水分吸收和流动的动力,那么,矿物质也随水分的吸收和流动而被吸入和分布到植物体各部分中去。
植物对有机物的吸收和有机物在体内转运也是如此。所以,蒸腾作用对吸收矿物质和有机物,以及这两类物质在植物体内运输都是有帮助的。
植物蒸腾作用的过程
植物蒸腾的器官主要是叶片气孔,首先水分从叶肉细胞中汽化进入胞间隙,再扩散到叶室,最后通过气孔向大气中输送。在叶片内部,水汽是饱和的,所以水汽的蒸腾主要决定于气孔的开张度(气孔阻抗)以及大气中水汽压和大气中水汽输送阻抗。
可以用类似于欧姆定律来描述叶片气孔蒸腾的速率:叶室水汽压与空气中水汽压差为电动势,气孔阻抗和大气阻抗为电阻,则气孔蒸腾速度为电流。