考研植物生理学

1、第一章植物的水分代谢复习题参考答案名词解释1、水分代谢(watermetabolism):植物对水分的吸收、运输、禾U用和散失的过程。TOCo1-5hz2、水势(waterpotential):每偏摩尔体积水的化学势差。符号：“w3、渗透势(osmoticpotential)：由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值，符号n。用负值表示。亦称溶质势(“s)。4、压力势(waterpotential):由于细胞壁压力的存在而增大的水势值。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。5、衬质势(waterpotential):由于细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水的束

2、缚而引起的水势降低值，以负值表示。符号：“m6、重力势(waterpotential)：由于重力的存在而使体系水势增加的数值。符号g。7、自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。&束缚水：靠近胶粒而被胶粒所束缚，不易自由流动的水分。9、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。10、吸涨作用：亲水胶体吸水膨胀的现象。11、代谢性吸水：禾U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。12、水的偏摩尔体积：在温度、压强及其他组分不变的条件下，在无限大的体系中加入1摩尔水时，对体系体积的增量。符号V-w13、化学势：一种物质每mol的自由能就是该物质的化学势。14、

3、水通道蛋白：存在于生物膜上的一类具有选择性、高效转运水分功能的内在蛋白，亦称水孔蛋白。15、吐水：从未受伤的叶片尖端或边缘的水孔向外溢出液滴的现象。16、伤流：从受伤或折断的植物器官、组织伤口处溢出液体的现象。17、根压：植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。18、蒸腾拉力：由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。19、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。20、蒸腾速率：又称蒸腾强度，指植物在单位时间内，单位叶面积通过蒸腾作用而散失的水分量。(g/dm2?h)21、蒸腾比率：植物每消耗1kg水时所形成的干物质重量(g)。22、蒸腾系数：植物制造1g

4、干物质所需消耗的水分量（g）。又称为需水量。它是蒸腾比率的倒数。23、小孔扩散律：指气孔通过多孔表面的扩散速率不与其面积成正比，而与小孔的周长成正比的规律。24、永久萎蔫：萎蔫植物若在蒸腾速率降低以后仍不能恢复正常，这样的萎蔫就称为永久萎蔫。25、临界水势：气孔开始关闭的水势。26、水分临界期：植物对水分缺乏最敏感的时期。一般为花粉母细胞四分体形成期。27、生理干旱：盐土中栽培的作物，由于土壤溶液的水势低，吸收水分较为困难或者是原产热带的作物遇低于10C的温度时而出现的萎蔫现象。28、内聚力学说：又称蒸腾流一内聚力一张力学说。即以水分的内聚力来解释水分沿导管上升的原因的学说。细胞间隙及气孔下腔

5、不再为水蒸气所29、初干：在蒸腾失水过多或水分供应不足的条件下，饱和，这时即使气孔张开，蒸腾作用也受到抑制的现象。30、节水农业：是充分利用水资源、采取水利和农业措施提高水分利用率和生产效率，并创造出有利于农业可持续发展的生态环境的农业。简答题1、植物水分代谢包括哪些过程？答：植物从环境中不断地吸收水分，并通过茎导管运到叶片及其他器官，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。2、植物体内水分的存在状态与代谢关系如何？答：植物体中水分的存在状态与代谢关系极为密

6、切，并且与抗性有关。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，如越冬植物的休眠芽和干燥种子，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/束缚水比值作为衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之3、植物细胞吸水有哪几种方式？答：植物细胞吸水有三种方式：（1）未形成液泡的细胞，靠吸胀作用去吸水；（2）液泡形成之后，细胞主要靠渗透性吸水；（3）与渗透作用无关，而与代谢过程密切相关的代谢性吸水。4、利用细胞质壁分离现象可以解决哪几

7、个问题？答：（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，则不能产生质壁分离现象。（3）测定细胞的渗透势。5、水分是如何通过膜系统进出细胞的呢？答：水分进出细胞有两种途径：一种是单个水分子通过膜脂间隙扩散进出细胞；另一种是以水集流方式通过质膜上水孔蛋白组成的水通道进出细胞。6、蒸腾作用有什么生理意义？答：（1）是植物对水分吸收和运输的主要动力。（2）促进植物对矿物质和有机物的吸收及其在植物体内的运输。（3）能够降低叶片的温度，以免灼伤。7、水分从被植物吸收至蒸腾到体外，需要经过哪些途径？动力如何？答：水分自根毛t根的皮层t根中柱t

8、根的导管t茎的导管t叶脉导管t叶肉细胞t叶细胞间隙与气孔下腔t气孔t大气。在导管中水分运输的动力是蒸腾拉力和根压，其中蒸腾拉力占主要地位，在活细胞间的水分运输主要为渗透作用。8、简述根系吸收水分的方式与动力。答：根系吸收水分的方式有2种：主动吸水与被动吸水。主动吸水的动力为根压，消耗生物能。而被动吸水的动力为蒸腾拉力，不消耗生物能。9、为什么通过气孔蒸腾的水量为同等面积自由水面蒸发量的几十至一百倍？答：因为气体分子通过气孔扩散时，孔中央水蒸汽分子彼此碰撞，扩散速率很慢；在孔边缘，水分子相互碰撞机会少，扩散速率快。而对于大孔，其边缘周长所占的比例小，故水分子扩散速率与大孔的面积成正比。气孔很小，

9、数目很多，边缘效应显著，故蒸腾速率很高。10、内聚力学说的主要内容是什么？答：此学说又叫蒸腾一内聚力一张力学说。是解释水分在导管内连续不断上运的学说。其内容主要是水分子间有很大的内聚力，可达30MPa,它远远大于水柱的张力（约0.53.0Mpa）。同时水分子与导管纤维素分子间还有很强的附着力，故导管或管胞中的水流可成为连续的水柱。11、土壤温度过低为什么对根系吸水不利？答：（1）原生质粘度增大，水不易透过生活组织，植物吸水减弱。（2）水分运动减慢，渗透作用降低。（3）根系生长受抑，吸收面积减少。（4）根系呼吸速率降低，主动吸水减弱。12、与表皮细胞相比，保卫细胞有什么特点?答：（1）细胞体积很

10、小，并有特殊结构，有利于膨压迅速而显著的改变。而表皮细胞大，又无特别形状；（2）胞壁中有径向排列的辐射状微纤束与内壁相连，便于对内壁施加作用；（3）细胞质中有一整套细胞器，且数目多；（4）叶绿体有明显的基粒构造，而表皮细胞无叶绿体。13、根据性质和作用方式，抗蒸腾剂可分为哪三类？举例说明。答：（1）代谢型抗蒸腾剂：如阿特拉津，可使气孔开度减小，苯汞乙酸可改变膜透性，使水分不易向外界扩散。（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。14、若施肥不当，会产生“烧苗”现象，原因是什么？答：一般土壤溶液的水势都

11、高于根细胞水势，根系顺利吸水。若施肥太多或过于集中，会造成土壤溶液水势低于根细胞水势，根系不但不能吸水还会丧失水分，故引起“烧苗”现象。15、用小液流法测得某细胞在0.3mol/L蔗糖溶液中体积不变。已知细胞的渗透势为0.93MPa，求该细胞的水势及压力势（t=27C）。答：根据公式：2w=CRTi溶液水势w=-0.3X0.008314X300-0.75（MPa）因为细胞水势与溶液水势等，所以：细胞水势为-0.75MPa,细胞压力势0.18MPa。论述题1、水分子的理化性质与植物生理活动有何关系？答：水分子是一个极性分子，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

12、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，不易受高温危害。水分子是植物体内很好的溶剂，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，使水与细胞胶体物质产生吸附作用，并借毛细管力进行运动。2、试述水分的生理生态作用。答：（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）水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的一种良好溶剂；（5）水分能使植物保持固有的姿态，有利于光合和传粉；（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也有

13、重要作用。3、气孔开关机理假说有哪些？并加以说明。答：（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CO2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。K+积累学说：在光照下，保卫细胞质膜上具有光活化H+泵ATP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+通过膜上的内流钾通道吸收到细胞中来，CI也伴随着K+进入，Cl-与苹果酸负离子平衡K+电性。保卫细胞中积累较多的K+、Cl-和苹果酸，降低水势而吸水

14、，气孔就张开，反之，则气孔关闭。苹果酸代谢学说：在光下保卫细胞内的CO2被利用，pH值就上升(8.08.5),从而活化PEPC剩余的CO2就转变成重碳酸盐(HCO-3),PEP与HCO3作用形成草酰乙酸，然后还原成苹果酸，苹果酸解离为2H+和苹果酸根，在H+/K+泵驱使下，K+与H+交换，K+进入保卫细胞，CI-也伴随进入与苹果酸负离子一起平衡K+电性。同时苹果酸也可作为渗透调节物与K+、CI-共同降低保卫细胞的水势。保卫细胞吸水，气孔打开。反之，气孔关闭。4、试述外部因子对气孔运动的影响。答：许多因子都能调节气孔运动，可归纳为以下几方面：CO2叶片内低CO2分压，可使气孔打开，高CO2分压，

15、使气孔关闭。光一般情况下，光照使气孔打开，黑暗使气孔关闭，但CAM植物则相反。另外，光质对气孔运动的影响与对光合作用的影响相似，即蓝光和红光最有效。温度气孔开度一般随温度上升而增大，25C以上气孔开度最大，但30-35C会引起气孔开度减小，低温下气孔关闭。水分叶水势下降时气孔开度减小或关闭。但久雨天气叶表皮细胞含水量高，体积增大，挤压保卫细胞引起气孔关闭。(5)风微风有利气孔打开，大风可使气孔关闭。(6)植物激素CTK促使气孔张开，ABA可促进气孔关闭。5、禾谷类作物的水分临界期在什么时期？为什么？答：禾谷类作物有2个水分临界期，一个在孕穗期，即花粉母细胞四分体到花粉粒形成阶段。因为此阶段小穗

16、正在分化，茎、叶、穗迅速发育，叶面积快速扩大，代谢较旺盛，耗水量最多，若缺水，小穗发育不良、植株矮小、产量低。另一个是在开始灌浆到乳熟末期。此时主要进行光合产物的运输与分配，若缺水，有机物运输受阻，造成灌浆困难，功能叶早衰，籽粒瘦小，产量低。6、蒸腾作用的强弱与哪些因素有关？为什么？答：蒸腾速率与扩散力成正比与扩散阻力成反比。因此，凡是影响二因子的内外条件均影响蒸腾速率。概括如下二方面：（1）内部因素：气孔和气孔下腔都直接影响蒸腾速率。气孔频度和开度大。气孔下腔容积大等都促进蒸腾作用。（2）外部因素：a光照光照对蒸腾起决定性的促进作用，叶片吸收的辐射能大部分用于蒸腾。光能促使气孔张开，又能提高

17、叶片温度，使内部阻力减小和叶内外蒸汽压差增大，加速蒸腾。b.大气相对湿度当大气相对湿度大时，大气蒸汽压也增大，叶内外蒸汽压差就变小，蒸腾变慢；反之，加快。大气温度叶温高于气温，尤其在太阳直射下叶温较气温一般高210C，厚叶更显著。气温增高时，叶内外蒸汽压差增大，蒸腾加快。风微风可吹走气孔外的界面层，补充一些蒸汽压低的空气，外部扩散阻力减小，蒸腾加快。但大风引起气孔关闭。使蒸腾减弱；e.土壤条件凡是影响根系吸水的各种土壤条件，如土温、土壤通气状况、土壤溶液浓度等均可间接影响蒸腾作用。7、合理灌溉增产的原因是什么？答：（1）干旱时，灌溉可使植株保持旺盛的生长和光合作用。（2）减缓“午休”现象。（3

18、）促使茎叶输导组织发达，提高同化物的运输速率，改善光合产物的分配利用。（4）改变栽培环境：如早稻秧田在寒潮来临前深灌，起保暖防寒作用；晚稻在寒露风来临前灌深水，有防风保暖作用；盐碱地灌水，有洗盐和压制盐分上升的作用；施肥后灌水，有溶肥作用。8、试述高等植物体内水分上运的动力及其产生原因。答：水分上运的动力有二，根压和蒸腾拉力。关于根压产生的原因目前认为，土壤溶液沿质外体向内扩散，其中的离子则通过依赖于细胞代谢活动的主动吸收进入共质体中，这些离子通过连续的共质体进入中柱活细胞，然后释放导管中，引起离子积累。其结果是，内皮层以内的质外体渗透势低，而内皮层以外的质外体渗透势高，水分通过渗透作用透过内

19、皮层细胞到达导管内，这样在中柱内就产生了一种静水压力，这就是根压。当植物进行蒸腾时，水便从气孔蒸腾到大气中，失水的细胞便向水势较高的叶肉细胞吸水，如此传递，接近叶脉导管的细胞向叶脉导管、茎导管、根导管和根部吸水。这样便产生了一个由低到高的水势梯度，使根系再向土壤吸水。这种因蒸腾作用所产生的吸水力量，叫做蒸腾拉力。9、土壤通气不良造成的根系吸水困难的原因是什么？答：主要原因有：（1）根系环境内02缺乏，C02积累，呼吸作用受到抑制，影响根系吸水。（2）长期缺02条件下根进行无02呼吸，产生并积累较多的乙醇，使根系中毒受伤。（3）土壤处于还原状态，加之土壤微生物的活动，产生一些有毒物质，造成“黑根

20、”或“烂根”。农业生产中的中耕耘田、排水晒田等措施就是为了增加土壤的透气性。10、以下论点是否正确？为什么？（1）将一个细胞放入某一浓度的溶液中，若细胞液浓度与外界溶液的浓度相等，则体积不变。（2）若细胞的“p=-n，将其放入0.001mol/L的溶液中，则体积不变。（3）若细胞的“W=n,将其放入纯水中，则体积不变。（4）有一充分为水饱和的细胞，将其放入比细胞液浓度低50倍的溶液中，则体积不变。答：（1）该论点不完全正确。因为除了处于初始质壁分离状态的细胞（“p=0）之外，当细胞内溶液浓度与外液浓度相等时，由于细胞”p的存在，因而，细胞水势会高于外液水势而发生失水，体积就会变小。（2）该论点

21、不正确。因为2p=-n时，细胞2w=0,把该细胞放入任一溶液时，都会失水，体积会变小。（3）该论点不正确。因为当细胞的“w=2n时，将其放入纯水（2w=0）中，由于该细胞2p=0,而2n为一负值，即其2w低于0,故细胞吸水，体积会变大。（4）该论点也不正确。因为为水充分饱和的细胞2w=0,而任何稀溶液的2w总是低于0,故该细胞会失水，体积变小。11、设一个细胞的2n为-0.8mpa，将其放入2n为-0.3Mpa的溶液中，试问细胞的压力势为何值时，才发生如下三种变化？（1）细胞体积减小；（2）细胞体积增大；（3）细胞体积不变。答：（1）细胞体积减小：8MPa2p5MPa。（2）细胞体积增大：0M

22、Pa2P5MPa。（3）细胞体积不变：2p=5MPa。第二章矿质营养自测试题参考答案名词解释1、矿质营养（mineralnutrition）: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(ashelement):也称矿质元素。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、必需元素(essentialelement):是指在植物完成生活史中，起着不可替代的直接生理作用的、不可缺少的元素。4、大量元素(majorelement):在植物体内含量较多，占植物体干重达千分之一以上的元素。包括碳、氢、氧、氮、磷、硫、钾、钙、镁等9种元素。5、微量元素(minorelemen

23、t,microelement):植物体内含量甚微，占植物体干重达万分之一以下，稍多即会发生毒害的元素。包括铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯、镍等8种元素。6、有利元素(beneficialelement):也称有益元素。指对植物生长表现有益作用，并能部分代替某一必需元素的作用，减缓缺素症的元素。如钠、硅、硒等。7、水培法(waterculturemethod):也称溶液培养法、无土栽培法。是在含有植物所需的全部或部分营养元素、并具有适宜pH的溶液中培养植物的方法。&砂培法(sandculturemethod):也称砂基培养法。在洗净的石英砂或玻璃球等惰性物质的支持中，加入营养液培养植物的方法。9、气

24、栽法(aeroponic):将植物根系置于营养液雾气中培养植物方法。10、营养膜技术(nutrientfilmtechnique):是一种营养液循环的液体栽培系统，该系统通过让流动的薄层营养液流经栽培槽中的植物根系来栽培植物。11、离子的被动吸收(ionpassiveabsorption):是指细胞通过扩散作用或其他物理过程而进行的矿物质吸收，也称非代谢吸收。12、离子的主动吸收(ionactiveabsorption):细胞利用呼吸释放的能量逆电化学势梯度吸收矿质元素的过程。13、单盐毒害(toxicityofsinglesalt):植物培养在单种盐溶液中所引起的毒害现象。单盐毒害无论是营养

25、元素或非营养元素都可发生，而且在溶液浓度很稀时植物就会受害。14、离子对抗(ionantagonism):也称离子颉颃,就是在发生单盐毒害的溶液中加入少量价数不同的其它金属离子，即能减轻或消除这种单盐毒害，离子之间的这种作用称为离子对抗。15、平衡溶液(balaneesolution):将植物必需的各种元素按一定比例、一定浓度配成混合溶液,对植物生长发育有良好作用而无毒害的溶液，叫平衡溶液。16、生理酸性盐(physiologicallyacidsalt):植物根系从溶液中有选择地吸收离子后使溶液酸度增加的盐类。如对于(NH4)2SO4根系对于NH4+吸收多于SO42-,由于NH4+同H+交换

26、吸附,导致溶液变酸，这种盐类叫生理酸性盐。17、生理碱性盐(physiologicallyalkalinesalt):植物根系从溶液中有选择地吸收离子后使溶液酸度减低的盐类。如对于NaNO3，根系对于N03-吸收多于Na+,由于N03-同0H-或HCO3-交换吸附，导致溶液pH升高，这种盐类叫生理碱性盐。18、生理中性盐(physiologicallyneutralsalt):对于NH4NO3，植物吸收其阴离子与阳离子的量几乎相等，不改变周围介质的pH值,故称这类盐为生理中性盐。19、胞饮作用(pinocytosis):吸附在质膜上的物质，通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质及液体的过程。20

27、、表观自由空间(apparentfreespace，AFS:指植物体自由空间体积占组织总体积的百分数。豌豆、大豆、小麦等植物根的表观自由空间在8%14%之间。21、叶片营养(foliarnutrition):也称根外营养，是指植物地上部分，尤其是叶片对矿质元素的吸收过程。22、诱导酶(inducedenzyme):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诱导生成的酶。如硝酸还原酶可为NO3-所诱导生成。23、可再利用元素(repetitioususeelement):也称参与循环元素。某些元素进入植物地上部分以后，仍呈离子状态或形成不稳定的化合物，可不断分解，释放出的离子又转

28、移到其他器官中去，可反复被利用，称这些元素为可再利用元素。如：氮、磷、钾。24、还原氨基化作用(reducedamination):还原氨直接使酮酸氨基化而形成相应氨基酸的过程。25、生物固氮(biologicalnitrogenfixation):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。26、初级共运转(primarycotransport):质膜H+-ATPase把细胞质基质的H+向膜外泵出的过程。又称为原初主动运转。原初主动运转在能量形式上把化学能转为渗透能。27、次级共运转(secondarycotransport):也叫次级主动运输，以H+作为驱动力的跨膜离子转运。离子的

29、次级共运转使质膜两边的渗透能增减，而这种渗透能是离子或中性分子跨膜运输的动力。28、易化扩散(facilitateddiffusion):又称协助扩散。是小分子物质经膜转运蛋白顺化学势梯度或电化学势梯度跨膜运转过程。膜运转蛋白可分为通道蛋白和载体蛋白。29、通道蛋白(channelprotein):是细胞膜中一类内在蛋白构成的孔道。通道蛋白可由化学方式及电化学方式激活，控制离子通过细胞膜顺电化学势梯度流动。30、载体蛋白(carrierprotein):又称传递体、透过酶、运输酶。是一种跨膜物质运输蛋白。载体蛋白属膜整合蛋白，它有选择性地在膜一侧与分子或离子结合，形成载体-物质复合物，通过载体

30、蛋白构象变化，透过膜把物质释放到膜的另一侧。31、转运蛋白(transportprotein)：具有物质转运功能的膜内在蛋白的统称。包括通道蛋白和载体蛋白。32、膜片-钳技术(patchclamptechniquePCT):指使用微电极从一小片细胞膜上获取电子信息，测量通过膜的离子电流大小的技术。33、植物营养临界期(criticalperiodofplantnutrition):又称需肥临界期。在作物生育期当中对矿质元素缺乏最敏感时期称为植物营养临界期。34、植物营养最大效率期(maximumefficiencyperiodofplantnutrition):又称最高生产效率期。在作物生育期

31、当中施肥的营养效果最佳时期叫营养最大效率期。35、反向传递体(antiport):将H+转移到膜的一侧的同时，将物质转移到另一侧而进行跨膜物质转运的载体蛋白叫反向传递体。36、同向传递体(symport):膜的一侧与H+结合的同时又与另一种分子或离子结合并将二者横跨膜，释放到膜的另一侧而进行跨膜物质转运的载体蛋白叫同向传递体。37、单向传递体(uniport):载体蛋白在膜的一侧与物质有特异性结合并通过载体蛋白的构象变化顺着电化学势梯度将物质转移到膜的另一侧。载体蛋白构象变化依靠膜电位的过极化或ATP分解产生的能量。38、硝化作用(nitrification):亚硝酸细菌(Nitrosomon

32、as)和硝酸细菌(Nitrobacter)使土壤中的氨或铵盐氧化成亚硝酸盐和硝酸盐的过程。39、反硝化作用(denitrification):许多微生物，尤其是各种反硝化细菌，在土壤氧气不足的条件下，将硝酸盐还原成亚硝酸盐,并进一步把亚硝酸盐还原为氨基游离氮的过程。结果使土壤中可利用氮消失。40、交换吸附(exchangeabsorption):植物细胞通过H+和HCO3-分别与溶液中的阳离子和阴离子交换吸附在细胞表面的过程叫交换吸附。41、外连丝(ectodesmata):是表皮细胞外边细胞壁的通道，它从角质层的内表面延伸到表皮细胞的质膜，可将胞外营养物质传送至细胞内部。42、缺素症(ele

33、mentdeficiencysymptom):当植物缺乏某些营养元素时表现出的特征性病症。简答题1、植物体内灰分含量与植物种类、器官及环境条件关系如何？答：一般水生植物的灰分含量最低，占干中的1%左右；而盐生植物最高，可达45%以上；大部分中生植物为5%15%,不同器官之间，以叶子的灰分含量最高；不同年龄而论，老年的植株或部位的含量大于幼年的的植株或部位。凡在养分含量较高，质地良好的土壤中栽培的作物其灰分含量都较高。2、植物必需的矿质元素要具备哪些条件？答：（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，而且这种缺乏症是可以预防和恢复的。（3）该元素在植物营

34、养生理上应表现直接的效果而不是间接的。3、简述植物必需矿质元素在植物体内的生理作用。答：（1）是细胞结构物质的组成部分。（2）是植物生命活动的调节者，参与酶的活动。（3）起电化学作用，即离子浓度的平衡、胶体的稳定和电荷中和等。有些大量元素同时具备上述二、三个作用，大多数微量元素只具有酶促功能。4、为什么把氮称为生命元素？答：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、FADFMN、NAD+、NAD

35、P+、铁卟啉等物质的组分。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性物质。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重要元素。5、植物细胞吸收矿质元素的方式有哪些？答：（1）被动吸收：包括简单扩散、易化扩散。不消耗代谢能量。（2）主动吸收：有载体和质子泵参与。需要消耗代谢能量。（3）胞饮作用：是一种非选择性物质吸收。6、Levitt提出的植物主动吸收矿质元素的四条标准是什么？答：（1）转运速度超过根据透性或电化学势梯度所推算出的速度。（2）当转运已达到最终的稳态时，膜两侧的电化学势并不平衡。（3）被转运的离子或分子的

36、量与所消耗的代谢能量之间有一定量的关系。（4）转运机理一定依赖于生活细胞的活动。7、设计两个实验，证明植物根系吸收矿质元素是主动的生理过程。答：（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。8、简述植物吸收矿质元素的特点。答：（1）植物根系吸收盐分与吸收水分之间不成比例。植物对盐分和水分两者的吸收是相对的，既相关，又有相对独立性。（2）植物从环境中吸收营养离子时，还具

37、有选择性，即根部吸收的离子数量不与溶液中的离子浓度成比例。（3）植物根系在任何单一盐分溶液中都会发生单盐毒害，在单盐溶液中，如再加入少量价数不同的其它金属离子，则能消除单盐毒害，即离子对抗。9、简述根部吸收矿质元素的过程。答：（1）通过离子吸附交换，把离子吸附在根部细胞表面。这一过程不需要消耗代谢能，吸附速度很快。（2）离子进入根内部。离子由根部表面进入根内部可通过质外体，也可通过共质体。质外体运输只限与根的内皮层以外；离子和水分只有转入共质体才可进入维管束。共质体运输是离子通过膜系统（内质网等）和胞间连丝，从根表皮细胞经过内皮层进入木质部。（3）离子进入导管。可能是主动地、有选择性地从导管周

38、围薄壁细胞向导管排入，也可能是离子被动地随水分的流动而进入导管。10、外界溶液的pH值对矿物质吸收有何影响？答：（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。在弱减性环境中，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，植物会受害。在酸性环境中，根瘤菌会死亡，固氮菌失去固氮能力。11、为什么土壤温度过低，植物吸收矿质元素的速率下

39、降？答：温度低时，代谢弱，能量不足，主动吸收慢；细胞质粘性增大，离子进入困难。其中，对钾和硅酸的吸收影响最大。12、举出8种元素的任一生理作用。答：（1）N:叶绿素、细胞色素、膜结构的组成部分。P：Con、ATP及光合作用中间产物中含磷。（3）K;气孔开闭受K+泵的调节，K+也是多种酶的激活剂。Mg:叶绿素的组成部分，酶激活剂。Fe：细胞色素、铁硫蛋白等的组成部分。Ca：细胞壁果胶质的组成成分。Mn：参与光合放氧反应。B:促进光合产物的运用。13、白天和夜晚植物对硝酸盐的还原速度是否相同？为什么？答：植物对硝酸盐的还原速度白天显著较夜晚快。这是因为白天光合作用产生的还原力及丙糖能促进硝酸盐的还

40、原。14、为什么土壤通气不良会影响作物对肥料的吸收？答：根系吸收肥料是一种生理活动，它需要能量的供应。能量来自呼吸作用中产生的ATP(三磷酸腺苷)。没有氧气，根系呼吸作用不能进行，能量也就不能产生，必然影响到肥料的吸收。另外，当土壤通气不良时，由于厌氧微生物的活动，有机物质被分解并放出二氧化碳，这时二氧化碳不能从土壤中扩散出去，大量积累在土壤中，当超过一定量时，也将抑制根系的呼吸。在冷水田和低洼烂泥田中，由于地下水位高，土壤通气不良，还产生硫化氢(H2S)等还原性物质，这些物质可危害根的生长，甚至引起烂根和死根。因此，加强旱地中耕松土和水田落干晒田是增加土壤通气，促进根系发育和吸收肥料的重要措

41、施。15、喷硼为什么可以促进开花结实？答：硼是一种微量元素，有多方面的生理功能。如，提高光合作用强度，促进糖分的运输和分配，提高植物对磷的吸收利用等，但最突出的生理功能是对开花结实的促进。我国有些地区，曾出现过大面积的甘蓝型油菜的“花而不结实”；也出现过棉花的“蕾而不花”等问题，在生产上造成很大的损失。经过喷硼后，消除了这些病症，取得了较好的收成。硼促进开花结实的原因，在于促进花粉的发育。缺硼的植株，花药和花丝萎缩，绒毡层组织被破坏，花粉发育不良。硼还能促进受精作用，硼营养好的植株，花粉发育好，花粉管生长快、受精顺利、受精后的子房发育正常，结实率高。论述题1、硝态氮(NO3-)进入植物体之后是

42、怎样运输的？如何还原成氨(NH4+)的？答：植物吸收N03后，可以在根部或枝叶内还原。在根内及枝叶内还原所占的比值，因不同植物及环境条件而异。如，苍耳根内无硝酸盐还原。根吸收的NQ就可通过共质体中径向运输，即根的表皮t皮层t内皮层t中柱薄壁细胞t导管，然后在通过蒸腾流从根转运到枝叶内被还原成为氨，再通过酶的催化作用形成氨基酸、蛋白质。在光合细胞内，硝酸盐还原为亚硝酸盐是在硝酸还原酶催化下在细胞质内完成的；亚硝酸还原为氨则是在亚硝酸还原酶催化下在叶绿体内完成的。硝酸盐在根内还原的量以下列顺序递减：大麦向日葵玉米燕麦。同一作物在枝叶与根内硝酸盐还原的比值，随着N03-供应量增加而明显升高。2、试述

43、植物细胞对矿质元素的被动吸收和主动吸收的机理答：被动吸收是指细胞不消耗代谢能量，而通过扩散作用或其它物理过程而进行的吸收过程。02、C02、NH3等气体分子可以穿过膜的脂质双分子层，以简单扩散方式进入细胞，扩散动力是膜两侧的这些物质的化学势差。而带电荷的离被动吸收是顺着电化学势梯度进行的，不消耗代谢能量，而通过扩散作用或其它子不能穿过膜的脂质双分子层，其扩散需要转运蛋白质的协助，所以叫协助扩散或易化扩散，扩散动力是这些离子在膜两侧的电化学势差。离子通道运输就是离子顺着电化学势梯度，通过质膜上由通道蛋白构成的圆形孔道，以易化扩散的方式，被动地和单方向地跨膜运输。单向运输载体也可以催化离子顺着电化

44、学势梯度跨膜运输。主动吸收是指细胞利用代谢能量逆着浓度梯度吸收矿质元素的过程。主动吸收需要转运蛋白的参与。转运蛋白有通道蛋白和载体蛋白之分。载体蛋白又分为单向运输载体、同向运输载体和反向运输载体。单向运输载体催化分子或离子单向跨膜运输。可以是主动的，也可以是被动的。质膜上已知的单向运输载体有FW+、Zn2+、Mn2+、Cu2+等载体。同向运输载体在与H+结合的同时，又与另一个分子或离子（如：Cl、N03-、NH4+、H2PO-、SO2-、氨基酸、肽、蔗糖、己糖等）结合，同一方向运输。反向运输载体是与H+结合的同时与其它分子或离子（如：Na+）结合，两者朝相反方向运输。这两种跨膜运输是逆着电化学

45、势梯度进行的主动运输过程。在这种主动运输的过程中能量来自于跨膜H+电化学势梯度，即质子动力（卩H+）。而H+电化学势梯度是质子泵利用ATP的能量跨膜转运H+而建立的，这过程叫初级主动运输，也叫初级共运转。利用已经建立的质子动力载体将矿物质跨膜运输的过程叫次级主动运输或叫次级共运转。离子也可以通过离子泵（质子泵和钙泵）跨膜运输。3、钼为什么能提高豆科植物的产量？答：给豆科植物叶面喷钼，或根部施钼，都能促进植株生长发育和增加产量。根据报道，给大豆施钼肥，开花期和成熟期均提早，结荚数提高21%28%,三粒荚数增多，占总荚数的25%46%,千粒重也增加，可增加产量30%50%左右。花生应用0.1%钼酸

46、钠浸种，可提高出苗率，增加单株结荚数、百果重以及百仁重。降低空瘪率达20%,可增产44.6%左右。钼肥能增产有两方面的原因：（1）钼是植物同化硝态氮素时的必需元素。因为硝态氮还原成氨态氮时，需要硝酸还原酶参加，而钼是硝酸还原酶的组成成分，没有钼的参加，酶不能产生，所以硝态氮也不能还原。豆科植物的根系吸收硝态氮后，必须将它还原为氨态氮，才能为植株所利用，用它来合成氨基酸和蛋白质。（2）钼是豆科植物固氮作用中的必需元素。豆科植物的根瘤中，产生的固氮酶，是一种复合酶，由两种蛋白组成：一种叫铁蛋白，另一种叫钼铁蛋白。钼铁蛋白中，除含铁外，还含钼。在钼供应充分的情况下，根瘤形成快，酶的活力大，固定的氮素

47、也多，给豆科植物提供了丰富的氮素营养，因而促进了植株的生长发育，提高了产量。4、根外营养有什么优点？答：具有许多优点的缘故。植物根外营养的优点，表现在如下几方面：（1）可以大大节约肥料。少量肥料施在土壤里，往往被土壤吸附固定，作物不能吸收利用。如果喷在植株上，特别是用微量元素作追肥，起的作用则大的多。（2）追肥及时方便。如果发现某作物缺乏某营养元素时，用喷肥的方法，可以很快补救。特别在作物生长后期，作物群体高大，在土壤内施肥不便时，根外喷肥就方便多了。（3）对于那些盐渍土、冷土、板结土中的植物根系，生理机能常受到抑制而衰退，吸收能力很差，根外喷肥在一定程度上可以改善其营养不良的状态。（4）根外

48、营养，也是诊断作物缺素症的重要方法。植物的缺素症，除可用叶子汁液进行化学速测诊断外，还可以用根外喷肥方法诊断。把作物分成若干小区，分别喷施某些元素，如果某个小区内症状消失，就可断定它是由于缺乏什么营养元素引起的。根外营养虽有不少优点，但只能作为一种给作物补充营养的方法，它不能代替作物的基肥和按生育期进行的根部追肥。因为它的喷施量不大，肥效不能维持很长。根外喷肥使用的溶液浓度不能太大，否则容易烧苗和引起器官的脱落。通常使用的浓度是：大量元素（氮、磷、钾）浓度以0.5%为宜，微量元素（硼、锰、铁、铜、锌等）则以0.05%0.1%比较合适。5、合理施肥增产的原因是什么？答：肥料是作物的粮食。合理的施

49、肥，能使作物生长发育正常，产量增加。从植物生理方面分析，施肥增产的原因有如下几方面：（1）扩大作物的光合面积。合理增施氮、磷肥料，可以迅速扩大光合作用面积。（2）提高作物的光合能力。在叶面积相同的情况下，光合能力强的作物，产量也相应增加。为了尽可能地提高作物的光合能力，应注意氮（N）、磷（P）、钾（K三要素的配合施用，同时还要注意适当施用一些微量元素。（3）延长光合作用时间。叶片寿命长时，进行光合作用的时间也长，积累的干物质也多，单位面积产量必然增加。如果缺乏肥料，特别是氮肥不足，叶片容易早衰凋落，缩短了光合作用时间。（4）促进物质的运输和分配。合理施用水肥，可以调节光合产物向生殖器官运输分配

50、，使作物穗大粒多，花、果脱落率降低，经济产量增加。（5）改良作物的生活环境。利用秸秆还田、或增施有机肥，可以改良土壤结构、防止土壤板结，增进土壤微生物活动。有了良好的土壤环境，作物才能生长得更健壮。6、固氮酶有哪些特性？简述生物固氮的机理。答：固氮酶的特性：（1）由Fe蛋白和MoFe蛋白组成，两部分同时存在才有活性。（2）对氧很敏感，氧分压稍高就会抑制固氮酶的固氮作用，只有在很低的氧化还原电位条件下，才能实现固氮过程。（3）具有对多种底物起作用的能力。（4）氨是固氮菌的固氮作用的直接产物。NH3的积累会抑制固氮酶的活性。生物固氮的机理：（1）固氮是一个还原过程，要有还原剂提供电子。还原1分子N

51、2为2分子的NH3，需6个电子和6个H+。主要电子供体有丙酮酸、NADH、NADPH、f等，电子载体有铁氧还蛋白（Fd）、黄素氧还蛋白（FId）等。（2）固氮过程需要能量。由于N2具有三价键（N三N）,打开它需很多能量，大约每传递两个电子需4个5个ATP,整个过程至少要12个15个ATP。（3）在固氮酶作用下把氮还原成氨。一叶色深的，单位叶面积内叶绿素含量多，同时内含氮量也高。叶色浅的或发黄的叶片，叶绿素含量和氮含量均低。7、试述矿质元素在光合作用中的生理作用。答：矿质营养在光合作用中的功能极为广泛，归纳起来有以下几方面：（1）叶绿体结构的组成成分。如N、P、SMg是叶绿体机构中构成叶绿素、蛋

52、白质以及光合膜不可缺少的元素。（2）电子传递体的重要成分。如PC（质体兰素）中含Cu,FeS中心、Cytb、Cytf和Fd中都含有Fe,因而缺Fe会影响光合电子传递速率。（3）磷酸基团在光、暗反应中具有突出地位。如，构成同化力的ATP和NADPHo光合碳还原循环中所有的中间产物，合成淀粉的前体ADPG,合成蔗糖的前体UDPG等，这些化合物中都含有磷酸基团。（4）光合作用所必须的辅酶或调节因子。如Rubisco,FBPase的活化需要Mg+;放氧复合体不可缺少Mn2+和C，而K+、Ca2+调节气孔开闭。另外，Fe3+影响叶绿素的合成；K+促进光合作用的转化与运输等。8、试分析植物失绿（发黄）的可

53、能原因。答：植物呈现绿色是因其细胞内含有叶绿体，而叶绿体中含有绿色的叶绿素的缘故。因而凡是影响叶绿素代谢的因素都会引起植物失绿。可能的原因有：营养元素：氮和镁都是叶绿素的组成成分，铁、锰、铜、锌等则在叶绿素的生物合成过程中有催化功能或其它间接作用。因此，缺少这些元素时都会引起缺绿症，其中尤以氮的影响最大，因此叶色的深浅可作为衡量植株体内氮素水平高低的标志。(2)光：光是影响叶绿素形成的主要条件。从原叶绿素酸酯转变为叶绿素酸酯需要光，而光过强，叶绿素反而会受光氧化而破坏。(3)温度：叶绿素的生物合成是一系列酶促反应，受温度影响很大。叶绿素形成的最低温度约为2C,最适温度约30C，最高温度约40C

54、。高温和低温都会使叶片失绿。高温下叶绿素分解加快，褪色更快。(4)氧：缺氧能引起Mg-原卟啉或区或Mg-原卟啉甲酯的积累，影响叶绿素的合成。(5)水：缺水不但影响叶绿素的生物合成，而且还促使原有叶绿素加快分解。此外，叶绿素的形成还受遗传因素控制，如水稻、玉米的白化苗以及花卉中的斑叶不能合成叶绿素。第三章植物的光合作用复习题参考答案名词解释1、光反应(lightreaction)与暗反应(darkreaction):光合作用中需要光的反应过程，是一系列光化学反应过程，包括水的光解、电子传递及同化力的形成；暗反应是指光合作用中不需要光的反应过程，是一系列酶促反应过程，包括CO2的固定、还原及碳水化

55、合物的形成。2、C3途径(C3pathway)与C4途径(C4pathway):以RUBP为CO2受体、CO2固定后的最初产物为PGA的光合途径为C3途径；以PEP为CO2受体、CO2固定后的最初产物为四碳双羧酸的光合途径为C4途径。3、光系统(photosystem,PS)：由不同的中心色素和一些天线色素、电子供体和电子受体组成的蛋白色素复合体，其中PS啲中心色素为叶绿素aP700,PSII的中心色素为叶绿素aP680.4、反应中心(reactioncenter):由中心色素、原初电子供体及原初电子受体组成的具有电荷分离功能的色素蛋白复合体结构。5、光合午休现象(middaydepressi

56、on):光合作用在中午时下降的现象。6、原初反应(primaryreaction):包括光能的吸收、传递以及光能向电能的转变，即由光所引起的氧化还原过程。7、磷光现象(phosphoresceneephenomenon):当去掉光源后，叶绿素溶液还能继续辐射出极微弱的红光，它是由三线态回到基态时所产生的光。这种发光现象称为磷光现象。&荧光现象(fluoresceneephenomenon):叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色，这种现象称为荧光现象。9、红降现象(reddrop):当光波大于685nm时，虽然仍被叶绿素大量吸收，但量子效率急剧下降，这种现象被称为红降现象。10、量子效率

57、(quantumeffieiency):又称量子产额或光合效率。指吸收一个光量子后放出的氧分子数目或固定二氧化碳的分子数目。11、量子需要量(quantumrequirement):同化1分子的CO2或释放1分子的02所需要的光量子数目。12、爱默生增益效应(Emersonenhancementeffect):如果在长波红光(大于685nm)照射时，再加上波长较短的红光(650nm),则量子产额大增，比分别单独用两种波长的光照射时的总和还要高。13、PQ循环(plastoquinonecycle):伴随PQ的氧化还原，可使2H+从间质移至类囊体膜内空间，即质子横渡类囊体膜，在搬运2H+的同时也

58、传递2e至Fe-SPQ的这种氧化还原往复变化称PQ循环。14、光合色素(photosyntheticpigment):指植物体内含有的具有吸收光能并将其用于光合作用的色素，包括叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等。15、光合作用(photosynthesis):绿色植物吸收光能，同化C02和H20,制造有机物质，并释放02的过程。16、光合作用单位(photosyntheticunit):结合在类囊体膜上，能进行光合作用的最小结构单位。17、反应中心色素(reactioncenterpigment):指具有光化学活性的少数特殊状态的叶绿素a分子。18、聚光色素(lightharvestingpigme

59、nt):指没有光化学活性，只能吸收光能并将其传递给作用中心色素的色素分子。19、激子传递(excitontransfer):激子通常是指非金属晶体中由电子激发的量子，在相同分子内部依靠激子传递来转移能量的方式。20、共振传递(resonancetransfer):在光合色素系统中，依靠高能电子振动在分子内传递能量的方式。21、解偶联剂(uncoupler):能消除类囊体膜(或线粒体内膜)内外质子梯度，解除电子传递与磷酸化反应之间偶联的试剂。22、水氧化钟(wateroxidizingclock):是Kok等根据一系列瞬间闪光处理叶绿体与放02的关系提出的解释水氧化机制的一种模型。每吸收一个光量

60、子推动氧化钟前进一步。23、希尔反应(Hillreaction):离体叶绿体在光下加入氢受体所进行的分解水并放出氧气的反应。24、光合磷酸化(photosyntheticphosphorylation,photophosphorylation)：叶绿体(或载色体)在光下把无机磷和ADP转化为ATP的过程。25、光呼吸(photorespiration):植物的绿色细胞在照光下放出CO2和吸收02的过程。26、光补偿点(lightcompensationpoint):光合过程中吸收的C02和呼吸过程中放出的C02等量时的光照强度。27、C02补偿点(CO2compensationpoint):当