基本介紹
- 中文名：代謝性吸水
- 學科：植物學-植物生理學
- 方式：植物細胞吸水
- 功用：增強代謝過程
釋義,細胞吸水方式,
釋義
利用細胞呼吸釋放出的能量，使水分經過質膜而進入細胞的過程，叫做代謝性吸水。不少試驗證明，當通氣良好以引起細胞呼吸加強時，細胞吸水便增強，減少氧氣或以呼吸抑制劑處理時，細胞呼吸速度降低細胞吸水也就減少。由此可見，原生質代謝過程與細胞吸水有著密切共系。
不過，關於這種機制是否真實存在，尚無可靠說法。
細胞吸水方式
細胞吸水有三種方式：吸脹作用吸水（未形成液泡的細胞的吸水方式），滲透性吸水（細胞形成液泡後的主要吸水方式）；代謝性吸水（直接消耗能量的吸水方式）。滲透性吸水為主。 一、植物細胞的滲透性吸水 水分從水勢高的系統通過半透膜向水勢低的系統移動的現象，稱之為滲透作用（osmosis）。滲透作用發生的條件主要有二個：半透膜及其兩側的溶液具有水勢差。 細胞壁水和溶質都可以通過；質膜和液泡膜為選擇性膜，水易過，其它溶質分子或離子具有選擇性，成熟的細胞，原生質層（包括原生質膜、原生質和液泡膜）就相當於一個半透膜。若細胞置於水或溶液中，則含多種溶質液泡液，原生質層及細胞外溶液構成滲透系統。 具有液泡的細胞放入蔗糖溶液中，液泡失水質壁分離。質壁分離的細胞浸在水勢較高溶液或蒸餾水中質壁分離復原，這兩個現象證明植物細胞是一個滲透系統。
質壁分離現象是生活細胞的典型特徵，可以用來：（1）確定細胞是否存活。（2）測定細胞的滲透勢。（3）觀察物質透過原生質層的難易程度。同時可以比較原生質粘度大小。 2、植物細胞的水勢構成
典型植物細胞水勢(Ψw)組成為：ψw=ψπ+ψp+ψm （ψπ滲透勢，ψp壓力勢，ψm襯質勢）。 滲透勢ψπ：因溶質的存在而使水勢降低的值，負值。ψπ=-iCRT（C溶液的摩爾濃度，T 為絕對溫度，R為氣體常數，i為解離係數）。
壓力勢：由於細胞壁壓力的存在而引起的細胞水勢增加的值叫壓力勢，一般為正值。當細胞失水，細胞膨壓降低，原生質體收縮，壓力勢則為負值。剛發生質壁分離時壓力勢為零。 襯質勢：細胞膠體物質親水性和毛細管對自由水的束縛而引起的水勢降低值ψm只占整個水勢的微小部分，通常一般忽略不計。
細胞的水勢不是固定不變的，ψs、ψp、ψw隨含水量的增加而增高；反之，則降低 二、細胞之間的水分運移動 水勢差決定水流的方向。水勢影響水分移動的速度。細胞間水勢梯度越大，移動越快；反之則慢。不同器官或同一器官不同部位的細胞水勢大小不同；環境條件對水勢的影響也很大。一般說來，在同一植株上，地上器官和組織的水勢比地下組織的水勢低，生殖器官的水勢更低；就葉片而言，距葉脈愈遠的細胞，其水勢愈低。
三、植物細胞的吸脹吸水 吸漲作用即親水膠體吸水膨脹。乾燥種子細胞質、細胞壁、澱粉粒、蛋白質等等生物大分子都是親水性的，而且都處於凝膠狀態，它們對水分子的吸引力很強，這種吸引水分子的力稱為吸脹力。因吸脹力的存在而吸收水分子的作用稱為吸脹作用。蛋白質類物質吸脹力量最大，澱粉次之，纖維素較小。 吸脹力實際上就是襯質勢，乾燥種子的ψm總是很低， 一般地說，細胞形成中央液泡之前主要靠吸脹作用吸水。例如乾燥種子的萌發吸水、果實、種子形成過程中的吸水、根尖和莖尖分生區細胞的吸水等等。 四、植物細胞的代謝性吸水 利用細胞呼吸釋放的能量，使水分經過質膜進入細胞的過程，當通氣良好引起細胞呼吸加劇時，細胞吸水便增強；相反細胞呼吸速率降低，細胞吸水減少。
五、水分的跨膜運送與水孔蛋白 水分進入細胞的途徑。一是單個水分子通過膜脂雙分子層的間隙進入，二是水集流通過質膜上的水孔蛋白中的水通道進入。水孔蛋白是有選擇性、高效轉運水分的膜通道蛋白。其存在便於水分在細胞內的運輸和水分長距離的運輸，也參與細胞的滲透調節。分布於雄蕊、花葯等生殖器官；擬南芥分布於根尖的伸長區和分生區
