一自由能、化學(xué)勢、水勢自由能(freeenergy):體系內(nèi)可以用于做功的能量。而束縛能(boundenergy)是不能用于做功的能量。化學(xué)勢(chemicalpotential):指一個體系中，在恒溫恒壓下1mol某組分的自由能(偏摩爾自由能)，也可以說是在同溫同壓和其它物質(zhì)的濃度不變的情況下，向體系中加入1mol某物質(zhì)而引起體系自由能的變化，用μ表示，規(guī)定純水的化學(xué)勢為0焦耳/摩爾。下面是某一體系中，B組分的化學(xué)勢的組成：

μB=μB*+ZBFE+RTlnαB+VBmP+mBgh

其中μB*是參比態(tài)B組分的化學(xué)勢，ZB是B物質(zhì)的凈電荷數(shù)，F(xiàn)是法拉第常數(shù)，E是B物質(zhì)所處體系的電位，R是氣體常數(shù)，αB是B物質(zhì)的活度，VBm是B物質(zhì)的偏摩爾體積，P是B物質(zhì)所處體系的壓強(qiáng)，mB是B物質(zhì)的質(zhì)量，h是B物質(zhì)所處體系的高度。

B物質(zhì)從體系1→體系2，其化學(xué)勢的變化為

μB=μB2－μB1=ZBFE+RTln(αB2/αB2)+VBm

P+mBg

h

當(dāng)

μB<0時(shí)，可自發(fā)發(fā)生，不需能，反之不能自發(fā)發(fā)生。3.偏摩爾體積(partialmolarvolume):在恒溫恒壓下，向一足夠大的某一濃度的溶液中加入1mol的物質(zhì)，引起體系體積的變化量；也可以說是在恒溫恒壓下，1mol某組分在體系中所體現(xiàn)出來的體積。

甲醇/水溶液的摩爾分?jǐn)?shù)甲醇的偏摩爾體積140.50.840.40.639.80.439.00.237.8如20℃,1atm下甲醇的體積是40.5cm3,向任何體積的純甲醇中加入1mol甲醇，體積都會增加40.5cm3，但如果是向甲醇的水溶液中加甲醇，體積的增加就不再是40.5cm3，而是小于40.5cm3。故稱為偏摩爾體積。5.水的化學(xué)勢和水勢因?yàn)樗膬綦姾蔀?，所以水的化學(xué)勢：

μw=μw*+

RTlnαw+VwmP+mwgh但在植物生理學(xué)中，通常不用水的化學(xué)勢而用水勢來考慮水流的方向。定義為體系中水的化學(xué)勢與同溫同壓下純水化學(xué)勢的差除以水的偏摩爾體積；或稱為偏摩爾體積水的化學(xué)勢，用Ψ表示。Ψ=(μw-μw*)/Vwm=(RTlnαw+VwmP+mwgh)/Vwm=RTlnαw／

Vwm+P+ρgh=Ψs+Ψp+Ψg(滲透勢+壓力勢+重力勢)單位：帕斯卡(Pa),巴(1bar=105Pa),Mpa,atm

規(guī)定純水的水勢為0，而水總是從水勢高處向水勢低處流。

二植物細(xì)胞水勢的組成

Ψ=Ψs+Ψp+Ψg

Ψsisthesolutepotential(溶質(zhì)勢/滲透勢）由于溶液中溶質(zhì)顆粒的存在而使水勢降低的值。純水的溶質(zhì)勢為0，溶液的滲透勢可根據(jù)

Van‘tHoffEquation計(jì)算：

Ψs=-CiRT

其中C是溶液的摩爾濃度，i是溶質(zhì)的等滲系數(shù)（蔗糖、葡萄糖等不解離物質(zhì)為1，鹽大于1，如低濃度NaCl為1.8），R是氣體常數(shù)（8.314J/mol·K（結(jié)果：帕）或0.082Latm/mol·K(大氣壓）或0.083L·bar/mol·K(巴)），T是絕對溫度(°K).負(fù)號表明溶質(zhì)起降低滲透勢的作用。2.ψpisthepressurepotential（壓力勢）壓力勢是指外界（如細(xì)胞壁）對細(xì)胞的壓力而使水勢增大的值。一般情況下細(xì)胞處于膨脹狀態(tài)，原生質(zhì)體壓迫細(xì)胞壁產(chǎn)生膨壓，而細(xì)胞壁反過來反作用于原生質(zhì)體使產(chǎn)生壓力勢。規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)狀況下（1atm）下溶液的壓力勢為0，膨脹的細(xì)胞其壓力勢>0,而在劇烈蒸騰時(shí)細(xì)胞壓力勢＜0。這一負(fù)壓是水分沿木質(zhì)部上升的主要動力。3.ψgisthegravitationalpotential（重力勢）重力勢是指由于高度的存在而使水勢增加的值。規(guī)定海平面上的重力勢為0，則10米高的水其水勢為ρgh=0.1MPa,從實(shí)驗(yàn)室角度出發(fā)，重力勢比較小因而認(rèn)為可以忽略。另外，在提到干種子、細(xì)胞壁、干土壤時(shí)，經(jīng)常提到水勢的另一組分——襯質(zhì)勢4.ψmisthematricpotential(襯質(zhì)勢)襯質(zhì)勢是由于膠體物質(zhì)的親水性和毛細(xì)管對水的束縛而引起水勢降低的值。事實(shí)上，襯質(zhì)是通過降低滲透勢、壓力勢來降低水勢，不必要也不應(yīng)該再算進(jìn)去。一般說，在植物細(xì)胞形成液泡前襯質(zhì)勢很低（數(shù)值很大），而在形成液泡后襯質(zhì)勢很小。所以，我們考慮植物細(xì)胞水勢時(shí)只考慮：

ψ=ψs+ψp;另外，干種子：Ψ=Ψm；質(zhì)壁分離時(shí)：Ψ=Ψs三植物細(xì)胞吸水的方式一般說來，植物細(xì)胞在形成液泡前，是靠吸脹作用吸水，即通過親水膠體的低襯質(zhì)勢吸水，而在形成液泡后靠滲透作用吸水。這些方式都是被動的，不消耗代謝能。細(xì)胞間水流的方向：高水勢細(xì)胞→低水勢細(xì)胞。質(zhì)壁分離(plasmolysis)與質(zhì)壁分離復(fù)原(deplasmolysis)高滲溶液質(zhì)壁分離現(xiàn)象——水分的滲透作用通過質(zhì)壁分離現(xiàn)象可以：判斷細(xì)胞死活測定細(xì)胞滲透勢判斷物質(zhì)進(jìn)入質(zhì)膜的快慢植物細(xì)胞水勢各部分針對細(xì)胞體積的動態(tài)變化不膨脹狀態(tài)問題：（1）甲、乙兩細(xì)胞，甲放在0.4M的蔗糖溶液中，充分平衡后，測得其滲透勢為-0.8RT；乙放在0.3M的NaCl溶液中，充分平衡后，測得其滲透勢為－0.7RT，假定i蔗糖=1,iNaCl=2,問①甲、乙兩細(xì)胞誰的壓力勢大：②取出兩細(xì)胞后緊密接觸，水分流動方向如何？③若破壞細(xì)胞質(zhì)膜，水分又如何流動？（2）甲、乙兩細(xì)胞，甲滲透勢為－24巴，放入0.5M的蔗糖溶液中平衡后，體積增