植物细胞吸水方式的教学研究

梁喜龙，鞠世杰，王 伟，梁晓艳，冯乃杰，方淑梅

（黑龙江八一农垦大学，黑龙江 大庆 163319）

植物细胞吸水方式的教学研究

梁喜龙，鞠世杰，王 伟，梁晓艳，冯乃杰，方淑梅

（黑龙江八一农垦大学，黑龙江 大庆 163319）

关于植物细胞的吸水方式，传统分类方法为渗透吸水、吸胀吸水和代谢性吸水。而目前在新版教材中出现了新的分类方式：扩散、集流与渗透作用。对新旧两种分类方式之间的内在关联与区别进行总结，以便于加深学生对植物细胞吸水机制的理解，有利于教师全方位的教学。

植物细胞；吸水方式；植物生理学;教学

随着植物生理学教材的不断发展，有关植物细胞吸水方式的问题出现了新的提法：扩散、集流与渗透作用，这与旧版本教材中的渗透吸水、吸胀性吸水和代谢吸水存在很大的不同［1-3］。虽然教材内容的更新是学科发展的必然，但旧版本教材中的提法曾被广为接受，且当前少数新书仍然沿用了旧版本教材的一些提法［4］。因此，这一知识点的突然改变必然给植物生理学的教学带来难以跨越的障碍，即新的提法是否更为科学，新旧两种提法具有怎样的内在关联？

1 细胞吸水方式问题的深入思考

经过近几年的教学反思和对多部教材的总结，笔者针对前人的研究成果，初步认为讲解植物细胞的吸水方式应从2个层面进行。一个层面是植物细胞吸水的驱动力，另一个层面是水分过膜的途径。

从驱动力的层面来讲，根据水势负差（△ψw）形成的不同，可将植物细胞的吸水方式分为渗透吸水（主要是由于细胞溶质势降低形成水势差）、降压吸水（主要是由于细胞压力势降低形成水势差）和吸胀吸水（主要是由于细胞衬质势降低形成水势差）［5］。由于前两者与细胞的代谢活动有关，而且细胞代谢也能形成并维持水势负差，因此旧版教材中提到的代谢性吸水已不再作为独立的吸水方式专门讲解［6］。从水分过膜的途径来看，植物细胞的吸水方式可以分为扩散和集流，扩散与集流的形成从本质上讲均由水势负差所引起。单个水分子顺着膜脂双分子层的空隙进入细胞即为扩散，而多个水分子顺着膜上的水通道蛋白（也称水孔蛋白）进入细胞即为集流［7-8］。植物根系的水分吸收大约有70%～90%是由水通道蛋白控制的，所以集流方式是水分过膜的重要途径［9］。

集流概念的提出与学者对水通道蛋白功能的逐步解析密切相关［10］，因此，扩散与集流吸水方式的提出并不是对先前广为接受的吸水方式的否定，而是从另一层面对其认识的进一步补充。该补充有利于加深师生对植物细胞吸水机制的广泛认识。所以关于这一知识点的讲授，从两个层面来讲解更易于学生理解和接受。

2 细胞吸水方式问题的实践应用

学习植物生理学知识点对于解决实践问题很重要。从驱动力的层面来讲解植物细胞的吸水方式有利于解释农业生产中为什么不能一次性施肥过多，有利于解释多数植物为什么在盐碱地环境中生长不良。而从水分的过膜途径层面来讲植物细胞的吸水方式则有利于解释在基因工程技术中培育抗旱植物为什么要关注水通道蛋白基因，同时也使学生意识到植物体可能通过改变水孔蛋白的活性与在膜上的丰度来调节膜对水的通透能力。这样从应用的角度来说，分两个层面来讲植物细胞的吸水方式也应成为一种必然。

［1］潘瑞炽.植物生理学［M］.4版．北京：高等教育出版社，2001：9-13.

［2］张继澍.植物生理学［M］.北京：高等教育出版社，2006：32-37.

［3］潘瑞炽.植物生理学［M］.6版．北京：高等教育出版社，2008：9-14.

［4］王三根.植物生理学［M］.北京：科学出版社，2013：56-58.

［5］TAIZ L，ZEIGER E.植物生理学［M］.4 版．北京：科学出版社，2009：36-38.

［6］黄旭明．谈谈细胞代谢性吸水 ［J］.植物生理学通讯，1999，35（4）：312-313.

［7］郑彩霞.植物生理学［M］.北京：中国林业出版社，2013：215-217.

［8］潘瑞炽.植物生理学［M］.7版．北京：高等教育出版社，2012：11-12．

［9］CHRISPEELSM J,MAURELC.Aquaporins:the molecular basis of facilitated water movement through living plant cells? ［J］.Plant Physiology，1994，105（1）：9.

［10］蔡庆生.植物生理学［M］.北京：中国农业大学出版社，2011：36-37.

Teaching Research on the Way of Water-absorbing of Plant Cell

LIANG Xi-long，JU Shi-jie，WANG Wei，LIANG Xiao-yan，FENG Nai-jie，FANG Shu-mei
（Heilongjiang Bayi Agricultural University，Daqing 163319，China）

In traditional classification method,the way of water-absorbing of plant cell is classified as osmosis water-absorbing,imbibition water-absorbing and metabolic water-absorbing.However,the novel classification method in the new version textbook,in which the way of water-absorbing are classified as diffusion,mass flow and osmosis,are introduced.In this paper,internal correlation and difference between the two ways were summarized,so as to make the students better understand the waterabsorbing mechanism of plant cell and contribute to full-dimensional teaching.

plant cell；way of water-absorbing；plant physiology；teaching

G642.0

A文章顺序编号：1672-5190（2016）01-0079-01

2015－12－29

项目来源：国家自然科学基金项目（31201163）；黑龙江省高教学会项目 “高等农业院校植物生理学综合性设计型实验的研究与创新型人才培养”（GBC1211092）。

梁喜龙（1976—），男，副教授，博士，主要从事植物化学调控及抗逆基因工程方面的教学与科研工作。

方淑梅（1977—），女，副教授，主要从事生物化学与分子生物学方面的教学与科研工作。

（责任编辑：贾淑萍）