1、1第一章 植物的水分代谢一、名词解释 1自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。 2束缚水：靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水分。 3渗透作用: 水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。 4水势（ w）：每偏摩尔体积水的化学势差。符号：w。 5渗透势（ ）：由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值，符号 。用负值表示。亦称溶质势（s）。 6压力势（ p）：由于细胞壁压力的存在而增加的水势值。一般为正值。符号 p。初始质壁分离时，p 为 0，剧烈蒸腾时， p 会呈负值。 7衬质势（ m）：细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值，以负值表示。符号 m 。 8
2、吸涨作用：亲水胶体吸水膨胀的现象。 9代谢性吸水：利用细胞呼吸释放出的能量，使水分经过质膜进入细胞的过程。 10蒸腾作用：水分以气体状态通过植物体表面从体内散失到体外的现象。 11根压：植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。 12蒸腾拉力：由于蒸腾作用产主的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。 13蒸腾速率：又称蒸腾强度，指植物在单位时间内，单位面积通过蒸腾作用而散失的水分量。（gdm2h） 14蒸腾比率：植物每消耗 l 公斤水时所形成的干物质重量（克）。 15蒸腾系数：植物制造 1 克干物质所需的水分量（克），又称为需水量。它是蒸腾比率的倒致。 16内聚力学说：又称蒸腾流-内聚力-张力
3、学说。即以水分的内聚力解释水分沿导管上升原因的学说。 二、填空题 1植物细胞吸水有 、 和 三种方式。渗透性吸水 吸涨吸水 代谢性吸水22植物散失水分的方式有 和 。蒸腾作用 吐水3植物细胞内水分存在的状态有 和 。自由水 束缚水4植物细胞原生质的胶体状态有两种，即 和 。凝胶 溶胶5一个典型的细胞的水势等于 ；具有液泡的细胞的水势等于 ；形成液泡后，细胞主要靠 吸水；干种子细胞的水势等于 。 + p + m； 渗透性 p + m； 吸涨作用 m6植物根系吸水方式有： 和 。主动吸水 被动吸水7根系吸收水的动力有两种： 和 。根压 蒸腾拉力8证明根压存在的证据有 和 。吐水 伤流9叶片的蒸腾作
4、用有两种方式： 和 。角质蒸腾 气孔蒸腾10某植物制造 1 克干物质需消耗水 400 克，则其蒸腾系数为 ；蒸腾效率为 。400 2.5 克 /公斤11影响蒸腾作用的环境因子主要是 、 、 和 。光 温度 CO 212C 3植物的蒸腾系数比 C4植物 。大13可以比较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标主要有： 、 、 和 。叶片相对合水量 叶片渗透势 水势 气孔阻力或开度14目前认为水分沿导管或管胞上升的动力是 和 。根压 蒸腾拉力三、选择题 1植物在烈日照射下，通过蒸腾作用散失水分降低体温，是因为：（ ） A水具有高比热 B水具有高汽化热 C水具有表面张力2一般而言，冬季越冬作物组织内自由
5、水/束缚水的比值：（ ） A升高 B降低 C变化不大 33有一为水充分饱和的细胞，将其放入比细胞液浓度低 10 倍的溶液中，则细胞体积：（ ）。 A变大 B变小 C不变 4风和日丽的情况下,植物叶片在早上、中午和傍晚的水势变化趋势是( )。 A低 高 低 B高 低 高 C低 低 高 5已形成液泡的细胞，其衬质势通常省略不计，其原因是：（ ） A衬质势很低 B衬质势不存在 C衬质势很高，绝对值很小 6植物分生组织的细胞吸水靠（ ） A渗透作用 B代谢作用 C吸涨作用 7风干种子的萌发吸水靠（ ） A代谢作用 B吸涨作用 C渗透作用 8在同温同压条件下，溶液中水的自由能与纯水相比（ ） A要高一些
6、 B要低一些 C二者相等 9在气孔张开时，水蒸汽分子通过气孔的扩散速度（ ）A与气孔的面积成正比 B与气孔周长成正比 C与气孔周长成反比 10蒸腾作用快慢，主要决定于（ ） A叶内外蒸汽压差大小 B叶片的气孔大小 C叶面积大小 11植物的保卫细胞中的水势变化与下列无机离子有关：（ ） ACa 2+ BK + CCl - 12植物的保卫细胞中的水势变化与下列有机物质有关：（ ） A糖 B脂肪酸 C苹果酸 13根部吸水主要在根尖进行，吸水能力最大的是（ ） A分生区 B伸长区 C根毛区 14土壤通气不良使根系吸水量减少的原因是（ ） A缺乏氧气 B水分不足 CC0 2浓度过高 415植物的水分临界
7、期是指：（ ） A对水分缺乏最敏感时期 B需水最多的时期 C需水最少的时期 16目前可以作为灌溉的生理指标中最受到重视的是：（ ） A叶片渗透势 B叶片气孔开度 C叶片水势 1C 2B 3B 4A 5C 6C 7. B 8B 9A 10. B、C 11A、C 12C 13. A、C 14A 15C四、是非判断与改正 1影响植物正常生理活动的不仅是含水量的多少，而且还与水分存在的状态有密切关系。（ ）（）2在植物生理学中被普遍采用的水势定义是水的化学势差。（ ） 3种子吸涨吸水和蒸腾作用都是需要呼吸作用直接供能的生理过程。（ ） 4根系要从土壤中吸水，根部细胞水势必须高于土壤溶液的水势。（ ）
8、5相邻两细胞间水分的移动方向，决定于两细胞间的水势差。（ ）（）6蒸腾作用与物理学上的蒸发不同，因为蒸腾过程还受植物结构和气孔行为的调节。（ ） 7通过气孔扩散的水蒸气分子的扩散速率与气孔的面积成正比。（ ）（）8空气相对湿度增大，空气蒸汽压增大，蒸腾加强。（ ） 9低浓度的 C02促进气孔关闭，高浓度 C02促进气孔迅速张开。（ ） 10糖、苹果酸和 K+ 、Cl -进入液泡，使保卫细胞压力势下降，吸水膨胀，气孔就张开。（ ） 1（） 2（）每偏摩尔体积水的 3. （）不需 4（）低于 5.（ ） 6.（）与小孔的边缘（周长）成正比 7（） 8. （）蒸腾减弱 9.（）促进气孔张开 促进气孔
9、迅速关闭 10.（）水势下降 五、问答题 1水分子的物理化学性质与植物生理活动有何关系？ 水分子是极性分子，可与纤维素、蛋白质分子相结合。水分子具有高比热，可在环境温度变化较大的条件下，植物体温仍相当稳定。水分子还有较高的气化热，使植物在烈日照射下，通过蒸腾作用散失水分就可降低体温，不易受高温为害。水分子是植物体内很好的溶剂，5可与含有亲水基团的物质结合形成亲水胶体，水还具有很大的表面张力，产主吸附作用，并借毛细管力进行 运动。 2简述水分的植物生理生态作用。 （1）水是细胞原生质的主要组成成分； （2）水分是重要代谢过程的反应物质和产物； （3）细胞分裂及伸长都需要水分； （4）水分是植物对
10、物质吸收和运输及生化反应的一种良好溶剂； （5）水分能便植物保持固有的姿态； （6）可以通过水的理化特性以调节植物周围的大气湿度、温度等。对维持植物体温稳定和降低体温也有重要作用。 3植物体内水分存在的状态与代谢关系如何？ 植物体中水分的存在状态与代谢关系极为密切，并且与抗往有关，一般来说，束缚水不参与植物的代谢反应，在植物某些细胞和器官主要含束缚水时，则其代谢活动非常微弱，如越冬植物的休眠和干燥种子，仅以极弱的代谢维持生命活动，但其抗性却明显增强，能渡过不良的逆境条件，而自由水主要参与植物体内的各种代谢反应，含量多少还影响代谢强度，含量越高，代谢越旺盛，因此常以自由水束缚水的比值作为衡量植物
11、代谢强弱和抗性的生理指标之一。 4水分代谢包括哪些过程？ 植物从环境中不断地吸收水分，以满足正常的生命活动的需要。但是，植物又不可避免地要丢失大量水分到环境中去。具体而言，植物水分代谢可包括三个过程：（1）水分的吸收；（2）水分在植物体内的运输；（3）水分的排出。 5利用质壁分离现象可以解决哪些问题？ （1）说明原生质层是半透膜。（2）判断细胞死活。只有活细胞的原生质层才是半透膜，才有质壁分离现象，如细胞死亡，则不能产主质壁分窝现象。（3）测定细胞液的渗透势。 6土壤温度过高对根系吸水有什么不利影响？ 高温加强根的老化过程，使根的木质化部位几乎到达尖端，吸收面识减少，吸收速率下降；同时，温度过
12、高，使酶钝化：细胞质流动缓慢甚至停止。 7蒸腾作用有什么生理意义？ （1）是植物对水分吸收和运输的主要动力，（2）促进植物时矿物质和有机物的吸收及其在植物体内的转运。（3）能够降低叶片的温度，以免灼伤。 8气孔开闭机理的假说有哪些？请简述之。 6（1）淀粉-糖变化学说：在光照下保卫细胞进行光合作用合成可溶性糖。另外由于光合作用消耗 C02，使保卫细胞 pH 值升高，淀粉磷酸化酶水解细胞中淀粉形成可溶性糖，细胞水势下降，当保卫细胞水势低于周围的细胞水势时，便吸水迫使气孔张开，在暗中光合作用停止，情况与上述相反，气孔关闭。 （2）无机离子吸收学说：在光照下，保卫细胞质膜上具有光活化 H+泵 ATP
13、 酶，分解光合磷酸化产生的 ATP 并将 H+分泌到细胞壁，同时将外面的 K+吸收到细胞中来，Cl-也伴随着K+进入，以保证保卫细胞的电中性，保卫细胞中积累较多的 K+和，降低水势，气孔就张开，反之，则气孔关闭。 （3）苹果酸生成学说。在光下保卫细胞内的 C02 被利用，pH 值就上升，剩余的 C02 就转变成重碳酸盐（HCO3-），淀粉通过糖酵解作用产生的磷酸烯醇式丙酮酸在 PEP 羧化酶作用下与 HC03-作用形成草酰乙酸，然后还原成苹果酸，可作为渗透物降低水势，气孔张开，反之关闭。 9根据性质和作用方式抗蒸腾剂可分为哪三类？ （1）代谢型抗蒸汤剂：如阿特拉津可使气孔开度变小，苯汞乙酸可改
14、受膜透性使水不易向外扩散。 （2）薄膜型抗蒸腾剂：如硅酮可在叶面形成单分子薄层，阻碍水分散失。 （3）反射型抗蒸腾剂：如高岭土，可反射光，降低叶温，从而减少蒸腾量。 10小麦整个生育期中有哪两个时期为水分临界期？ 第一个水分临界用是分蘖末期到抽穗期（孕穗期）。第二个水分临界期是开始灌浆到乳熟末期。第二章 植物的矿质营养 一、名词解释 1. 矿质营养: 是指植物对矿质元素的吸收、运输与同化的过程。 2灰分元素：亦称矿质元素，将干燥植物材料燃烧后，剩余一些不能挥发的物质称为灰分元素。 3大量元素：在植物体内含量较多，占植物体干重达万分之一以上的元素。包括钙、镁、硫、氮、磷、钾、碳、氢、氧等 9 种
15、元素。 4微量元素：植物体内含量甚微，稍多即会发生毒害的元素包括：铁、锰、硼、锌、铜、钼和氯等 7 种元素。 5杜南平衡：细胞内的可扩散负离子和正离子浓度的乘积等于细胞外可扩散正、负离子浓度乘积时的平衡，叫杜南（道南）平衡。它不消耗代谢能，属于离子的被动吸收方式。 76单盐毒害和离子拮抗：单盐毒害是指溶液中因只有一种金属离子而对植物之毒害作用的现象；在发生单盐毒害的溶液中加入少量其他金属离子，即能减弱或消除这种单盐毒害，离子间的这种作用称为离子拮抗。 7平衡溶液：在含有适当比例的多种盐溶液中，各种离子的毒害作用被消除，植物可以正常生长发育，这种溶液称为平衡溶液。 8胞饮作用：物质吸附在质膜上，
16、然后通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质及液体的过程。 9诱导酶：又称适应酶，指植物体内本来不含有，但在特定外来物质的诱导下可以生成的酶。如硝酸还原酶可为 NO3-所诱导。 10生物固氮：某些微生物把空气中游离氮固定转化为含氮化合物的过程。 二、填空题 1植物生长发育所必需的元素共有 种，其中大量元素有 种，微量元素有 种。16 9 72植物必需元素的确定是通过 法才得以解决的。水培3解释离子主动吸收的有关机理的假说有 和 。载体学说 质子泵学说4果树的“小叶病”往往是因为缺 元素的缘故。Zn5. 缺氮的生理病症首先表现在 叶上，缺钙的生理病症首先表现在 叶上。老 嫩6根系从土壤吸收矿质元素的
17、方式有两种： 和 通过土壤溶液得到 直接交换得到7(NH 4)2S04属于生理 性盐，KN0 3属于生理 性盐、NH 4NO3属于生理 性盐。酸 碱 中8硝酸盐还原成亚硝酸盐的过程 由 酶催化，亚硝酸盐还原成氨过程是叶绿体中的 酶催化的。硝酸还原酶 亚硝酸还原酶9影响根部吸收矿物质的条件有 、 、 和 。温度 通气状况 溶液浓度 氢离子浓度 离子间的相互作用10植物地上部分对矿质元素吸收的主要器官是 ，营养物质可从 运入叶内。叶片 角质层11植物体内可再利用元素中以 和 最典型。磷 氮 钙812追肥的形态指标有 和 等，追肥的生理指标有 、 和 。相貌 叶色 营养元素含量 酰胺含量 酶活性13
18、栽种以果实籽粒为主要收获对象的禾谷类作物可多施些 肥，以利于籽粒饱满；栽培根茎类作物则可多施些 肥，促使地下部分累积碳水化合物；栽培叶菜类作物可多施些 肥，使叶片肥大。磷 钾 氮三、选择题 1植物生长发育必需的矿质元素有：（ ） A9 种 B13 种 C. 16 种 2高等植物的嫩叶先出现缺绿症，可能是缺乏（ ） A镁 B磷 C. 硫 3高等植物的老叶先出现缺绿症，可能是缺乏（ ） A锰 B氮 C. 钙 4植物根部吸收离子较活跃的区域是：（ ） A.分生区 B. 伸长区 C. 根毛区 5影响植物根毛区主动吸收无机离子最重要的因素是（ ） A.土壤溶液 pH 值 B土壤中氧浓度 C. 土壤中盐含
19、量 6杜南平衡不消耗代谢能但可逆浓度吸收，因而属于（ ） A. 胞饮作用 B主动吸收 C. 被动吸收 7植物吸收矿质元素和水分之间的关系是：（ ） A. 正相关 B负相关 C. 既相关又相互独立 8番茄吸收钙和镁的速率比吸水速率快，从而使培养液中的钙和镁浓度：（ ） A升高 B下降 C.不变 9硝酸还原酶分子中含有：（ ） A. FAD 和 Mn BFMN 和 Mo C. FAD 和 Mo 10下列哪种溶液属于平衡溶液：（ ） 9A. 生理酸性盐与生理碱性盐组成的溶液 BHoagland 溶液 C. N、P、K 三种元素组成的溶液 11植物根部吸收的无机离子向地上部运输时，主要是通过：（ ）
20、A. 韧皮部 B质外体 C. 胞间连丝 12反映植株需肥情况的形态指标中，最敏感是：（ ） A. 株高 B节间长度 C. 叶色 13能反映水稻叶片氮素营养水平的氨基酸是：（ ） A. 蛋氨酸 B天冬酰胺 C丙氨酸 14生物固氮主要由下列微生物实现的，它们是：（ ） A. 非共生微生物 B共生微生物 C. 硝化细菌 四、是非判断与改正 1在植物体内大量积累的元素必定是植物必需元素。（ ）（）不一定2硅对水稻有良好的生理效应，故属于植物的必需元素。（ ）（）有益（有利）3植物对镁的需要是极微的，稍多即发生毒害，所以镁属于微量元素。（ ）（）对硼，所以硼4缺氮时，植物幼叶首先变黄；缺硫时，植物老叶叶
21、脉失绿。（ ）（）老叶嫩叶 5当达到杜南平衡时，细胞内外阴、阳离子的浓度相等。（ ）（）不相等6养分临界期是指植物对养分需要量最大的时期。（ ）（）对养分缺乏最易受害7作物体内养分缺乏都是由于土壤中养分不足。（ ）（）不都是由于8矿质元素中，K 可以参与植物组织组成。（ ）（）不参与9生长在同一培养液中的不同植物，其灰分中各种元素的含量相同。（ ）（）不相同10硝酸还原酶和亚硝酸还原酶都是诱导酶。（ ）（）11在进行硝酸还原酶实验时，光对实验结果无影响。（ ）（）有影响12施肥增产原因是间接的，施肥是通过增强光合作用来增加干物质积累，从而提高产量。（ ）（）10五、问答题 1植物必需的矿质元素
22、要具备哪些条件? （1）缺乏该元素植物生育发生障碍不能完成生活史。（2）除去该元素则表现专一的缺乏症，这种缺乏症是可以预防和恢复的。（3）该元素在植物营养生理上表现直接的效果而不是间接的。 2为什么把氮称为生命元素? 氮在植物生命活动中占据重要地位，它是植物体内许多重要化合物的成分，如核酸（DNA、RNA）、蛋白质（包括酶）、磷脂、叶绿素。光敏色素、维生素 B、IAA、CTK、生物碱等都含有氮。同时氮也是参与物质代谢和能量代谢的ADP、ATP、CoA、CoQ、FAD、FMN、NAD+、NADP+、铁卟琳等物质的组分。上述物质有些是生物膜、细胞质、细胞核的结构物质，有些是调节生命活动的生理活牲物
23、质。因此，氮是建造植物体的结构物质，也是植物体进行能量代谢、物质代谢及各种生理活动所必需的起重要作用的生命元素。 3. 植物细胞吸收矿质元素的方式有哪些？ （1）被动吸收：包括简单扩散、杜南平衡。不消耗代谢能。 （2）主动吸收：有载体和质子泵参与，需消耗代谢能。 （3）胞饮作用：是一种非选择性吸收方式。 4设计两个实验，证明植物根系吸收矿质元素是一个主动的生理过程。 （1）用放射性同位素（如 32P 示踪。用 32P 饲喂根系，然后用呼吸抑制剂处理根系，在呼吸抑 制剂处理前后测定地上部分 32P 的含量，可知呼吸被抑制后，32P 的吸收即减少。 （2）测定溶液培养植株根系对矿质吸收量与蒸腾速率
24、之间不成比例，说明根系吸收矿质元素有选择性，是主动的生理过程。 5. 外界溶液的 pH 值对矿物质吸收有何影响? （1）直接影响，由于组成细胞质的蛋白质是两性电解质，在弱酸性环境中，氨基酸带正电荷，易于吸附外界溶液中阴离子。在弱碱性环境中，氨基酸带负电荷，易于吸附外界溶液中的阳离子。 （2）间接影响：在土壤溶液碱性的反应加强时，Fe、Ca、Mg、Zn 呈不溶解状态，能被植物利用的量极少。在酸性环境中 P、K、Ca、Mg 等溶解，但植物来不及吸收易被雨水冲掉，易缺乏。而 Fe、Al、Mn 的溶解度加大，植物受害。在酸性环境中，根瘤菌会死亡，固氮菌失去固氮能力。 6为什么土壤温度过低，植物吸收矿质元素的速率下降?
