對于植物來說水是必不可少的-原生質細胞顯微鏡
植物遭受嚴重干旱時超出了它的耐早性極限就受到損害,直至最后死
亡。
關于干旱引起植物損害的機制和植物及其原生質在遭受干旱脅迫之后
的變化已作過多次討論,這里不再贅述。
原生質和水
對于植物來說水是必不可少的。水具有下述4種重要的功能l
(1)水是細胞原生質的組成部分。在植物的頂端分生組織中,水通常占
鮮重的50"-'800。在樹木組織中水約占50%。
(2)水是一種反應物。在活細胞內發生的化學反應中,水是一種重要的
參與者。在光合作用和水解反應中,水是不可缺少的反應物。
(3)水是固體(鹽,糖)、液體和氣體(--氧化碳和氧)物質的溶劑。植物
體內物質的運轉通常以水溶液的形式進行。就這一功能而言,植物細胞壁
中存在的那部分水也是十分重要的。
(4)水是非木質化草本器官或器官的某些部分的物理穩定性因素。細胞
膨壓的維持使這些植物器官產生機械力,而膨壓只有在液泡中水分充足時
產生。上述水的前3種性質與原生質的完整性和正常功能有關。鑒于原生質
是植物細胞最重要的部分,水的這三種性質具有十分重要的意義。所有這
些過程的作用在于保持植物的生命狀態及合成植物生長和繁殖所需的所有
機物質。這些植物產品通常用于滿足人類的需要。
雖然目前在原生質水的作用方面已進行了不少研究工作,但離這個問
題的徹底解決還相距甚遠。水以不同移動性的方式存在于細胞中。一個極
端的例子是液泡中的自由水——在多數細胞中泡液嚴格遵循滲透定律,因
此,現已證實液泡中的水是不存在分子鍵的完全游離態。另一個極端情況
是結構性束縛水(組成分水),即結晶體中存在的水。原生質干物質中大部
分由大分子組成。借助這種大分子的作用,水被保持住,呈低的可移動狀
態(吸脹水),這是由于水對蛋白質或氫鍵的偶極性吸引產生的不同的力所
致。這種水的功能可能在于維持實現特定反應(主要是酶反應)部位之間必
要的空間關系。原生質膜系統中也含有水。水分子的特定位置的“結合力"
在不同的位置上是不一樣的,且隨H。O分子與這個位置的距離的增加而減
弱。因此,當水因外力(如滲透力,機械壓力)從細胞中失去時,損失的吸
脹水的數量取決于“失水力”(,water-removing force)的強度,即取決于
施加的方法。在測定結合水時,必須考慮外力抽取水的能力和細胞中持留
水的數量之間的這種關系。
原生質的膨脹度可能相當高:在帽狀質壁分離(cap plas-molysis)的
病理條件下,吸脹水的數量可能超過正常含水量的50"--'100倍。但是,由
于膨脹是可逆的,原生質結構不會受到持久性擾動。Stocker認為束縛水對
耐旱性起著十分重要的作用