植物微納結(jié)構(gòu)水運(yùn)驅(qū)動定位實(shí)驗(yàn)和水運(yùn)模型的理論分析.pdf

1、目前微納流控芯片流體驅(qū)動的方式驅(qū)動效率不高，或者外圍驅(qū)動設(shè)備體積較大，無法實(shí)現(xiàn)微納流控芯片的“原片驅(qū)動”即lab-on-a-chip的設(shè)想。而植物的水分運(yùn)輸效率很高，且導(dǎo)管外形類似于微納流控芯片通道，所以仿造植物水分運(yùn)輸?shù)尿?qū)動可以為微納流控芯片提供新的驅(qū)動理論。 然而植物生理生態(tài)研究對于植物長距離水分運(yùn)輸?shù)臋C(jī)理假說存在爭論。為此，本研究實(shí)驗(yàn)開展了植物枝條木質(zhì)部和葉片兩個(gè)部位水分驅(qū)動力的研究，找出植物水運(yùn)輸主要驅(qū)動部位來源。利用金

2、葉女貞(Ligustrumvicaryi)枝條、垂柳(Salixbabylonica)枝條、活龍爪槐(Sophurajaponicacv.pendula)樹枝與毛細(xì)管結(jié)合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較葉片和木質(zhì)部的驅(qū)動能力。結(jié)果表明植物木質(zhì)部本身存在運(yùn)輸水分的動力源，并且這種動力十分強(qiáng)大，是葉片的驅(qū)動能力(蒸騰拉力)的四倍，在水輸運(yùn)中葉片主要是水分散失的場所。 除此之外，又采用金葉女貞(Ligustrumvicaryi)失水枝條進(jìn)行植物木質(zhì)部的

3、水運(yùn)實(shí)驗(yàn)，說明細(xì)胞活性是木質(zhì)部水分運(yùn)輸?shù)臈l件之一，且木質(zhì)部結(jié)構(gòu)有利于水分由下往上運(yùn)輸。 通過采用玻璃紙模擬細(xì)胞細(xì)胞膜的功能，研究滲透壓在植物水分運(yùn)輸中起的作用，發(fā)現(xiàn)當(dāng)蒸騰速率較低時(shí)，滲透壓可以完成植物水分運(yùn)輸，但至少需要6根導(dǎo)管并列形成木質(zhì)部形成層；當(dāng)蒸騰速率較高時(shí)，滲透壓起的作用不能夠完成植物的水分輸運(yùn)。 通過對導(dǎo)管結(jié)構(gòu)及導(dǎo)管中流體的物理、化學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)毛細(xì)作用最高能夠運(yùn)輸59cm的水柱。滲透壓在光合作用和呼吸作用的過