20、SPACo
三、填空题
1、植物细胞吸水方式有渗透性吸水、吸胀吸水和代谢性吸水。
2、植物调节蒸腾的方式有气孔关闭、初下•和暂时萎鳶。
3、植物散失水分的方式有蒸腾作用和吐水。
4、植物细胞内水分存在的状态有自由水和束缚水。
5、水孔蛋白存在于细胞的液泡膜和质膜上。
水孔蛋白活化依靠磷酸化/脱磷酸化作用调节。
6、细胞质壁分离现象可以解决下列问题:
判断膜的半透性、判断细胞死活和测左细胞渗透势。
7、自由水/束缚水比值越大,则代谢越旺盛:
其比值越小,则植物的抗逆性越强。
8、一个典型细胞的水势等于3兀+Wp+em;具有液泡的细胞的水势等于巾n+>Pp:
干种子细胞的水势等于巾m。
9、形成液泡后,细胞主要靠渗透性吸水。
10、风干种子的萌发吸水主要靠吸胀作用。
11、溶液的水势就是溶液的渗透势。
12、溶液的渗透势决定于溶液中溶质颗粒总数。
13、在细胞初始质壁分离时,细胞的水势等于"“,压力势等于零。
14、当细胞吸水达到饱和时,细胞的水势等于零,渗透势与压力势绝对值相等。
15、将一个Wp二-巾s的细胞放入纯水中,则细胞的体积不变。
16、相邻两细胞间水分的移动方向,决立于两细胞间的水势差异。
17、植物可利用水的土壤水势范围为-0.05MPa〜-0.30MPao
植物根系吸水方式有:
主动吸水和被动吸水。
前者的动力是根压后者的动力是蒸腾拉力。
19、证明根压存在的证据有吐水和伤流。
20、对于大多数植物,当丄壤含水量达到永久萎蔦系数时,苴水势约为-1.5MPa,该水势称为永久萎薦点。
21、叶片的蒸腾作用有两种方式:
角质蒸腾和气孔蒸腾。
22、某植物制造10克干物质需消耗5公斤水,其蒸腾系数500。
23、水分在茎、叶细胞内的运输有两种途径1.经死细胞,2.经活细胞。
24、小麦的第一个水分临界期是孕穗期,第二个水分临界期是灌浆始期一乳熟末期。
25、常用的蒸腾作用的指标有蒸腾速率、蒸腾比率和蒸腾系数。
26、影响气孔开闭的因子主要有光、温度和C02浓度。
27、影响蒸騰作用的环境因子主要是光、空气相对湿度、温度和C02浓度。
28、C3植物的蒸腾系数比C4植物大。
29、可以较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标有叶片相对含水量、叶片渗透势、水势和气孔阻力或开度。
30、近年来岀现的新型的灌溉方式有精确灌溉、调亏灌溉和控制性分根区交替灌溉。
四、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、水具有高气化热;C、水具有表而张力:
D、水分子具有内聚力。
2、一般而言,进入冬季越冬作物组织内自由水/束缚水的比值:
()。
A、升高;B、降低;C、不变;D、无规律。
3、有一个充分水饱和的细胞,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;D、可能变小,也可能不变。
4、已形成液泡的植物细胞吸水靠()。
A、吸涨作用:
B、渗透作用;C、代谢作用:
D、扩散作用。
5、已形成液泡的细胞,其衬质势通常省略不计,英原因是:
()。
A、初质势很低;B、衬质势不存在:
C、衬质势很高,绝对值很小:
D、衬质势很低,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:
D、扩散作用。
7、将一个细胞放入与其渗透势相等的外界溶液中,则细胞()。
A、吸水;B、失水;C、既不吸水也不失水:
D、既可能失水也可能保持平衡。
8、在土壤水分充足的条件下,一般植物的叶片的水势为()。
A^-0.2--0.8Mpa:
B、-2-~8Mpa:
C、-0.02-0.08Mpa:
D、0.2-0.8Mpao
9、在气孔张开时,水蒸气分子通过气孔的扩散速度()。
A、与气孔的而积成正比;B、与气孔周长成正比:
C、与气孔周长成反比:
D、与气孔而积成反比。
10、蒸腾作用快慢,主要决定于()<■
A、叶内外蒸汽压差大小:
B、气孔长度:
C、叶面积大小:
D、叶片形状。
11、保卫细胞的水势变化与下列无机离子有关()o
A^Ca2+:
B、K+;C、C1-:
D、Mg2+o
12、保卫细胞的水势变化与下列有机物质有关()。
A、丙酮酸:
B、脂肪酸:
C、苹果酸;D、草酸乙酸。
13、调肖植物叶片气孔运动的主要因素是()。
A、光照;B、温度:
C、氧气;D、二氧化碳。
14、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;D、根冠。
15、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;C、水分太多:
D、C02浓度过高。
16、植物体内水分长距离运输的途径是()。
A、筛管和伴胞:
B、导管和管胞:
C、通道细胞;D、胞间连丝。
17、植物体内水分向上运输的动力有()。
A、大气温度:
B、蒸腾拉力;C、水柱张力:
D、根压。
18、上壤温度过髙对根系吸水不利,因为高温会()o
A、加强根的老化;B、使酶钝化;C、使生长素减少:
D、原生质粘度增加。
19、植物的水分临界期是指植物()<.
A、对水分缺乏最敏感的时期:
B、需水量最多的时期:
C、需水终止期:
D、生长最快的时期。
20、作为确定灌溉时期的灌溉生理指标有:
()。
A、叶片水势;B、细胞汁液浓度:
C、渗透势;D、气孔开度。
五、是非判断题
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关系。
(J)
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。
(X)
3、种子吸胀吸水和蒸腾作用都是需要呼吸作用直接供能的生理过程。
(X)
4、植物根系吸水快幔和有无,决左于导管汁液与外界溶液之间的水势差异的大小有无。
(J)
5、植物细胞吸水方式有主动吸收和被动吸水。
(X)
6、植物的临界水势越高,则耐旱性越强。
(X)
7、在细胞初始质壁分离时,细胞水势等于压力势。
(X)
8、在细胞为水充分饱和时,细胞的渗透势为零。
(X)
9、把一个细胞放入某溶液中体积不变,说明该细胞液的浓度与此溶液的浓度相等(X)。
10、蒸腾效率高的植物,一定是蒸腾量小的植物。
(X)
11、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。
(J)
12、空气相对湿度增大,空气蒸汽压增大,蒸腾加强。
(X)
13、低浓度C02促进气孔关闭,髙浓度CO2促进气孔迅速张开。
(X)
14、糖、苹果酸和K+、C1-进入液泡,使保卫细胞压力势下降,吸水膨胀,气孔张开。
(X)
15、就利用同单位的水分所产生的干物质而言,C3植物比C4植物要多1-2倍。
(X)
16、干旱时细胞内磷酸酯酶活性减弱;硝酸还原酶活性增强。
(X)
17、植物轻度缺水时,光合作用尚未受影响,但生长已受抑制。
(V)
18、灌溉的形态指标易于观察,它比生理指标更及时和灵敏。
(X)
19、植物体内的水分平衡是有条件的、短暂的。
(J)
20、作物一定时期缺水并不一定会降低产量,还可能对作物增产更为有利。
(J)
六、简答题
1、植物水分代谢包括哪些过程?
2、植物体内水分的存在状态与代谢活动的关系如何?
3、植物细胞吸水有哪几种方式?
4、利用细胞质壁分离现象可以解决哪些问题?
5、水分是如何通过膜系统进出细胞的呢?
6、蒸腾作用有什么生理意义?
7、水分从被植物吸收到蒸腾到体外,需要经过哪些途径?
动力如何?
8、简述植物根系吸收水分的方式与动力。
9、为什么通过气孔蒸腾的水量是同等而积自由水而蒸发量的几十至一百倍?
10、内聚力学说的主要内容是什么?
11、土壤温度过低为什么对根系吸水不利?
12、与表皮细胞相比,保卫细胞有什么特点?
13、根据性质和作用方式,抗蒸腾剂分为哪三类?
举例说明。
14、若施肥不当,会产生“饶苗”现象,原因是什么?
15、用小液流法测得某细胞在0.3mol・L-1蔗糖溶液中体枳不变,已知该细胞的渗透势为
-0.93Mpao求该细胞的水势和压力势(t=27°C)。
七、论述题
1、水分子的理化性质与植物生理活动有何关系?
2、试述水分的生理生态作用。
3、气孔开关机理假说有哪些?
并加以说明。
4、试述外部因子对气孔运动的影响。
5、禾谷类作物的水分临界期在什么时期?
为什么?
6、蒸腾作用的强弱与哪些因素有关?
为什么?
7、合理灌溉增产的原因是什么?
8、试述高等植物体内水分上运的动力及英产生原因。
9、上壤通气不良造成根系吸水困难的原因是什么?
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)若细胞的巾p二-W刃,将其放入0.001mol/L的溶液中,则体积不变。
(3)若细胞的巾W•二血”,将其放入纯水中,则体积不变。
(4)有一充分为水饱和的细胞,将英放入比细胞液浓度低50倍的溶液中,则体积不变。
11、设一个细胞的为-0.8Mpa,将其放入Wn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。
植物的水分代谢复习题参考答案
一、名词解释
I、水分代谢(watermetabolism):
植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。
2^水势(waterpotential):
每偏摩尔体积水的化学势差。
符号:
Ww
3、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,符号巾“。
用负值表示。
亦称溶质势(Ws)。
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:
初始质壁分离时,Wp为0:
剧烈蒸腾时,巾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缚而引起的水势降低值,以负值表示。
符号:
Pm
6、重力势(waterpotential):
由于重力的存在而使体系水势增加的数值。
符号:
巾g。
7、自由水:
距离胶粒较远而可以自由流动的水分。
8、束缚水:
靠近胶粒而被胶粒所朿缚,不易自由流动的水分。
9、渗透作用:
水分从水势髙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。
II、代谢性吸水:
利用细胞呼吸释放岀的能量,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、压强及貝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-w
13、化学势:
一种物质每mol的自由能就是该物质的化学势。
14、水通道蛋白:
存在于生物膜上的一类具有选择性、髙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岀液滴的现象。
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而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,单位叶而积通过蒸腾作用而散失的水分量。
(g/dm:
h)
21、蒸腾比率:
植物每消耗lkg水时所形成的干物质重量(g)o
22、蒸腾系数:
植物制造lg干物质所需消耗的水分量(g)o又称为需水疑。
它是蒸腾比率的倒数。
23、小孔扩散律:
指气孔通过多孔表而的扩散速率不与英而积成正比,而与小孔的周长成正比的规律。
24、永久萎鳶:
萎鶴植物若在蒸腾速率降低以后仍不能恢复正常,这样的萎焉就称为永久萎瓠
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:
盐上中栽培的作物,由于上壤溶液的水势低,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薦现象。
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。
29、初干:
在蒸腾失水过多或水分供应不足的条件下,细胞间隙及气孔下腔不再为水蒸气所饱和,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髙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。
二、写出下列符号的中文名称
1、atm—大气压:
2、bar—巴3、MPa—兆帕:
4、Pa—帕(斯卡):
5、PMA—苯汞乙酸:
6、RH-空气相对湿度;7.RWC一相对含水呈:
;8、uw-化学势:
9.V-W-偏摩尔体积:
lO.Wact-实际含水量:
IKWs一水分饱和时的含水量:
12、WUE—蒸腾效率:
13、巾W-水势;14、巾p-压力势:
15、溶质势;16、Wm—衬质势:
17、Wn—渗透势:
18、AQP—水孔蛋白;19、RDI—调亏灌溉:
20、SPAC-土壤-植物-大气连续体。
三、填空题
1、渗透性吸水,吸胀吸水,代谢性吸水:
2、气孔关闭,初干,暂时萎鳶;3、蒸腾作用,吐水:
4、自由水,束缚水;5、液泡膜,质膜,磷酸化/脱磷酸化;6、判断膜的半透性,判断细胞死活,测泄细胞渗透势:
7、越旺盛,越强;8、巾n+ep+Wm,n+Wp,巾m;9、渗透性;10、吸胀作用;11、渗透势;12、溶质颗粒总数:
13、W”,零;14、零,相等;
15、不变:
16、水势差异;17、-0.05MPa〜-0.30MPa18.主动吸水被动吸水19.吐水伤流20.-1.5MPa永久萎蔦点:
21、角质蒸腾,气孔蒸腾:
22、500;23、经死,经活:
24、孕穗期,灌浆始期一乳熟末期:
25、蒸腾速率,蒸腾比率,蒸腾系数:
26、光,温度,C02浓度:
27、光,空气相对湿度,温度,C02浓度;28、大:
29、叶片相对含水量,叶片渗透势,水势,气孔阻力或开度:
30、精确灌溉,调亏灌溉,控制性分根区交替灌溉。
四、选择题
1B:
2、B;3、B;4、B;5、C:
6、C:
7、D;8、A;9、B:
10、A;11%B»C;12、C;13、
A,B,D;14C;15、A,D;16、B:
17、B,D;18^A»B:
19、A:
20、A,B,C,De
五、是非判断改错题
1、J;2、X(每偏摩尔体积水的化学势差);3、X(不需):
4、J;5、X(植物根系):
6、X(越弱);7、X(等于渗透势):
8、X(水势为零);9、X(水势相等):
10、X(不一泄):
11、V;12.X(蒸腾减弱):
13、X(促进气孔张开,……促进气孔迅速关闭):
14、X(水势下降):
15、X(04植物比C3植物要多1一2倍);16、X(增强减弱);
17、J:
18、X(生理指标更灵敏);19、J;20、J。
六、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疑水分到环境中去。
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,含量越髙,代谢越旺盛。
因此常以自由水/朿缚水比值作为衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。
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:
水分进岀细胞有两种途径:
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:
水分自根毛一根的皮层一根中柱一根的导管一茎的导管一叶脉导管一叶肉细胞一叶细胞间隙与气孔下腔一气孔一大气。
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而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而积成正比。
气孔很小,数目很多,边缘效应显箸,故蒸腾速率很髙。
10、内聚力学说的主要内容是什么?
答:
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。
英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0.5〜3.OMpa)。
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)水分运动减幔,渗透作用降低。
(3)根系生长受抑,吸收而积减少。
(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:
如髙岭上,可反射光,降低叶温,从而减少蒸腾量。
14、若施肥不当,会产生“饶苗”现象,原因是什么?
答:
一般土壤溶液的水势都高于根细胞水势,根系顺利吸水。
若施肥太多或过于集中,会造成上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一0.93MPa,求该细胞的水势及压力势(t二27°C)。
答:
根据公式:
二CRTi溶液水势:
巾w二-0.3X0.008314X3002-0.75(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。
七、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件下,植物体温仍相当稳泄。
水分子还有较髙的气化热,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。
对维持植物体温稳宦也有重要作用。
3、气孔开关机理假说有哪些?
并加以说明。
答:
(1)淀粉一糖变化学说:
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值升髙,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用的细胞水势时,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)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,同时将外而的K+通过膜上的内流钾通道吸收到细胞中来,C1-也伴随着K+进入,C1-与苹果酸负离子平衡K+电性。
保卫细胞中积累较多的K+、C1-和苹果酸,降低水势而吸水,气孔就张开,反之,则气孔关闭。
(3)苹果酸代谢学说:
在光下保卫细胞内的C02被利用,pH值就上升(8.0〜8.5),从而活化PEPC,剩余的C02就转变成重碳酸盐(HC0-3),PEP与HC03-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,C1一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+、C1-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,可归纳为以下几方而:
(1)CO2:
叶片内低CO2分压,可使