植物生理学习题40页.docx

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植物生理学习题40页

植物生理学

第一章水分生理习题

一、名词解释

1.自由水  2.束缚水 3.水势  4.压力势  5.渗透势

6.衬质势  7.渗透作用  8.水通道蛋白 9.根压 10.吐水现象

 二、填空题

1.植物散失水分的方式有       种，即       和         。

2.植物细胞吸水的三种方式是          、    和     。

3.植物根系吸水的两种方式是       和      。

前者的动力是      ，后者的动力是          。

4.设甲乙两个相邻细胞，甲细胞的渗透势为-16×105Pa，压力势为9×105Pa，乙细胞的渗透势为-13×105Pa，压力势为9×105Pa，水应从     细胞流向      细胞，因为甲细胞的水势是     ，乙细胞的水势是      。

5.某种植物每制造10克干物质需消耗水分5000克，其蒸腾系数为      ，蒸腾效率为      。

6.把成熟的植物生活细胞放在高水势溶液中细胞表现      ，放在低水势溶液中细胞表现      ，放在等水势溶液中细胞表现      。

7.写出下列吸水过程中水势的组分

吸胀吸水，Ψw=       ；渗透吸水，Ψw=      ；

干燥种子吸水，Ψw=      ；分生组织细胞吸水，Ψw=     ；

一个典型细胞水势组分，Ψw=      ；成长植株吸水，Ψw=      。

8.当细胞处于初始质壁分离时，ΨP=      ，Ψw=      ；当细胞充分吸水完全膨胀时，Ψp=      ，Ψw=     ；在初始质壁分离与细胞充分吸水膨胀之间，随着细胞吸水，ΨS      ，ΨP      ，Ψw      。

9.蒸腾作用的途径有     、     和     。

10.细胞内水分存在状态有     和     。

三、选择题

（     ）1.有一充分饱和细胞，将其放入比细胞浓度低10倍的溶液中，则细胞体积

A.不变       B.变小     C.变大      D.不一定

（     ）2.将一个生活细胞放入与其渗透势相等的糖溶液中，则会发生

A.细胞吸水 B.细胞失水C.细胞既不吸水也不失水 D.既可能失水也可能保持动态平衡

（     ）3.已形成液泡的成熟细胞，其衬质势通常忽略不计，原因是

A.衬质势不存在 B.衬质势等于压力势  C.衬质势绝对值很大  D.衬质势绝对值很小

（    ）4.在萌发条件下、苍耳的不休眠种子开始4小时的吸水是属于

A.吸胀吸水 B.代谢性吸水 C.渗透性吸水 D.上述三种吸水都存在

（    ）5.水分在根及叶的活细胞间传导的方向决定于

A.细胞液的浓度 B.相邻活细胞的渗透势大小

C.相邻活细胞的水势梯度 D.活细胞压力势的高低

（    ）7.一般说来，越冬作物细胞中自由水与束缚水的比值

A.大于1 B.小于1C.等于1  D.等于零

（    ）9.植物的水分临界期是指

A.植物需水量多的时期  B.植物对水分利用率最高的时期

C.植物对水分缺乏最敏感的时期    D.植物对水分的需求由低到高的转折时期

（      ）10.用小液流法测定植物组织水势时，观察到小液滴下降观象，这说明

A.植物组织水势等于外界溶液水势。

   B.植物组织水势高于外界溶液水势。

C.植物组织水势低于外界溶液水势。

    D.无法判断。

四、问答题

1.试述气孔开闭机理。

2.植物气孔蒸腾是如何受光、温度、CO2浓度调节的?

3.植物受涝害后，叶片萎蔫或变黄的原因是什么？

4.化肥施用过多为什么会产生“烧苗”现象？

5.举例说明植物存在主动吸水和被动吸水。

参考答案

一、名词解释

1.自由水指未与细胞组分相结合能自由活动的水。

2.束缚水亦称结合水，指与细胞组分紧密结合而不能自由活动的水。

3.水势每偏摩尔体积水的化学势差。

用Ψw表示，单位MPa。

Ψw＝（μw-μwo）/Vw，m，即水势为体系中水的化学势与处于等温、等压条件下纯水的化学势之差，再除以水的偏摩尔体积的商。

用两地间的水势差可判别它们间水流的方向和限度，即水分总是从水势高处流向水势低处，直到两处水势差为O为止。

4.压力势是由细胞壁的伸缩性对细胞内含物所产生的静水压而引起的水势增加值。

一般为正值，用ΨP表示。

5.渗透势亦称溶质势，是由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值。

用Ψs表示,一般为负值。

6.衬质势由于细胞亲水性物质和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值。

用Ψm表示，一般为负值。

7.渗透作用水分通过半透膜从水势高的区域向水势低的区域运转的作用。

8.水通道蛋白亦称为水孔蛋白，是存在于生物膜上的具有专一性通透水分功能的内在蛋白。

9.根压由于根系的生理活动而使液流从根部上升的压力。

10.吐水现象未受伤的植物如果处于土壤水分充足，空气湿润的环境中，在叶的尖端或者叶的边缘向外溢出水滴的现象。

二、填空题

1.两，蒸腾作用，吐水

2.吸胀吸水，渗透性吸水，代谢性吸水

3.主动吸水，被动吸水，根压，蒸腾拉力

4.乙，甲，﹣7×105Pa，﹣4×105Pa

5.500克，2克

6.吸水，排水，吸、排水速度相等

7.Ψm，Ψs+ΨP，Ψm，Ψm，Ψs+ΨP+Ψm，Ψs+ΨP

8.0，Ψs，-Ψs，0，升高，升高，升高

9.气孔蒸腾，角质层蒸腾，皮孔蒸腾

10.自由水，束缚水

三、选择题

1.B  2.D  3.D 4.A   5.C   6.B  7.C  8.C

四、问答题

 1.试述气孔开闭机理。

答：

（1）无机离子泵学说又称K+泵假说。

在光下，K+由表皮细胞和副卫细胞进入保卫细胞，保卫细胞中K+浓度显著增加，溶质势降低，引起水分进入保卫细胞，气孔就张开；暗中，K+由保卫细胞进入副卫细胞和表皮细胞，使保卫细胞水势升高而失水，造成气孔关闭。

这是因为保卫细胞质膜上存在着H+-ATP酶，它被光激活后能水解保卫细胞中由氧化磷酸化或光合磷酸化生成的ATP，并将H+从保卫细胞分泌到周围细胞中，使得保卫细胞的pH升高，质膜内侧的电势变低，周围细胞的pH降低，质膜外侧电势升高，膜内外的质子动力势驱动K+从周围细胞经过位于保卫细胞质膜上的内向K+通道进入保卫细胞，引发气孔开张。

（2）苹果酸代谢学说在光下，保卫细胞内的部分CO2被利用时，pH上升至8.0～8.5，从而活化了PEP羧化酶，PEP羧化酶可催化由淀粉降解产生的PEP与HCO3-结合，形成草酰乙酸，并进一步被NADPH还原为苹果酸。

苹果酸解离为2H+和苹果酸根，在H+/K+泵的驱使下，H+与K+交换，保卫细胞内K+浓度增加，水势降低；苹果酸根进入液泡和Cl﹣共同与K+在电学上保持平衡。

同时，苹果酸的存在还可降低水势，促使保卫细胞吸水，气孔张开。

当叶片由光下转入暗处时，该过程逆转。

2.植物气孔蒸腾是如何受光、温度、CO2浓度调节的?

答：

（1）光光是气孔运动的主要调节因素。

光促进气孔开启的效应有两种，一种是通过光合作用发生的间接效应；另一种是通过光受体感受光信号而发生的直接效应。

光对蒸腾作用的影响首先是引起气孔的开放，减少内部阻力，从而增强蒸腾作用；其次，光可以提高大气与叶片温度，增加叶内外蒸气压差，加快蒸腾速率。

（2）温度气孔运动是与酶促反应有关的生理过程，因而温度对蒸腾速率影响很大。

当大气温度升高时，叶温比气温高出2～10℃，因而，气孔下腔蒸气压的增加大于空气蒸气压的增加，这样叶内外蒸气压差加大，蒸腾加强。

当气温过高时，叶片过度失水，气孔就会关闭，从而使蒸腾减弱。

（3）CO2对气孔运动影响很大，低浓度CO2促进气孔张开，高浓度CO2能使气孔迅速关闭（无论光下或暗中都是如此）。

在高浓度CO2下，气孔关闭可能的原因是：

①高浓度CO2会使质膜透性增加，导致K+泄漏，消除质膜内外的溶质势梯度。

②CO2使细胞内酸化，影响跨膜质子浓度差的建立。

因此，CO2浓度高时，会抑制气孔蒸腾。

3.植物受涝害后，叶片萎蔫或变黄的原因是什么？

答：

植物受涝反而表现出缺水现象，如萎蔫或变黄，是由于土壤中充满水，缺少氧气，短时间内可使细胞呼吸减弱，主动吸水受到影响。

长时间受涝，会导致根部无氧呼吸，产生和积累较多的酒精，使根系中毒受伤吸水因难，致使叶片萎蔫变黄，甚至引起植株死亡。

4.化肥施用过多为什么会产生“烧苗”现象？

答：

当化肥施用过多时，造成土壤溶液水势降低幅度较大，以致根系细胞的水势高于土壤溶液水势，导致根细胞不但不能从土壤中吸水，反而细胞内水分还要外渗至土壤中，因此产生“烧苗”现象。

5.举例说明植物存在主动吸水和被动吸水。

答：

（1）可用伤流现象证明植物存在主动吸水。

如将生长中的幼嫩向日葵茎，靠地面5cm处切断，过一定时间可看到有液体从茎切口流出。

这一现象的发生，完全是由于根系生理活动所产生的根压，促使液流上升并溢出而造成，与地上部分无关。

（亦可用吐水现象证明）。

（2）可用带有叶片但将根去掉的枝条（或用高温、毒剂杀死根系）吸水证明植物存在被动吸水。

将带有叶片但将根去掉的枝条插入瓶中，可保持几天枝叶不萎蔫，说明靠叶片蒸腾作用产生的蒸腾拉力，能将水分被动吸入枝条并上运，是与植物根系无关的被动吸水过程。

第二章植物的矿质营养

一、名词解释

1.必需元素     2.微量元素    3.矿质元素的被动吸收    

4.矿质元素的主动吸收5.生理酸性盐   6.生理碱性盐  

7.生理中性盐    8.胞饮作用    9.可再利用元素

10.离子通道    11.载体蛋白   12.单盐毒害     

13.诱导酶      14.生物固氮  15.离子拮抗   16.叶片营养

二、填空题

1.离子扩散的方向取决于           和           。

2.植物细胞吸收矿质元素的三种方式为           、           和           。

3.外界溶液的pH值对根系吸收盐分的影响一般来说，阳离子的吸收随pH值的升高而           ，而阴离子的吸收随pH值的升高而           。

4.缺乏           元素时，果树易得“小叶病”，玉米易得“花白叶病”。

5.缺乏           元素时，禾谷类易得“白瘟病”、果树易得“顶枯病”。

6.缺乏           元素时，油菜“花而不实”，小麦“穗而不实”，棉花“蕾而不花”，甜菜易得“心腐病”，萝卜易得“褐心病”。

7.           和           两类研究结果为矿质元素主动吸收的载体学说提供了实验证据。

8.植物吸吸的NO3－运到叶片后，在           中由           酶催化产生           ，然后以HNO2形式运到           ，由           酶催化，接受           提供的电子而还原成           。

9.在植物生理研究中常用的完整植物培养方法有           、           和           。

10.水培时要选用黑色溶器，这是为了防止           。

11.栽培叶菜类植物时,应多施           肥。

12.主动吸收包括      和        种形式。

13.植物主动吸收矿质元素的主要特点是            和           。

三、选择题

（     ）1.植物根部吸收的无机离子向植物地上部运输时主要通过

A.韧皮部      B.质外体       C.转运细胞        D.共质体

（     ）2.影响根毛区主动吸收无机离子最重要的原因是

A.土壤中无机离子的浓度        B.根可利用的氧

C.离子进入根毛区的扩散速度    D.土壤水分含量

（     ）3.在维管植物的较幼嫩的部分，亏缺下列哪种元素时，缺素症首先表现出来。

A.K          B.Ca          C.P     D.N

（     ）4.植物吸收矿质量与吸水量之间的关系是

A.既有关，又不完全一样       B.直线正相关关系

C.两者完全无关           D.两者呈负相关关系

（     ）5.硝酸还原酶其分子中含有

A.FAD、Mo、Cytf         B.NAD、Mo、Cytb

C.FAD、Mo、Cytb         D.NAD、Mo、Cytc

（     ）6.硝酸还原酶与亚硝酸还原酶

A.都是诱导酶B.硝酸还原酶不是诱导酶，而亚硝酸还原酶是

C.都不是诱导酶D.硝酸还原酶是诱导酶，而亚硝酸还原酶不是

（     ）6.植物缺乏下列元素都会引起缺绿症，若缺绿症首先出现在下部老叶上，是缺乏哪种元素。

A.Fe   B.Mg    C.Cu     D.Mn

（     ）7.高等植物的硝酸还原酶总是优先利用下到哪种物质作为电子供体。

A.FADH2       B.NADPH+H+    C.FMNH2    D.NADH+H+

（     ）8.下列物质仅有哪种不是硝酸还原酶的辅基。

A.黄素腺嘌呤二核苷酸            B.谷胱甘肽

C.钼辅因子（钼—嘌呤）          D.铁离子

（     ）9.下列物质仅有哪种不是硝酸还原酶的辅基。

A.黄素腺嘌呤二核苷酸            B.谷胱甘肽

C.钼辅因子（钼—嘌呤）          D.铁离子

（     ）10.当植物细胞对离子吸收和运输时,膜上起生电质子泵作用的是

A.磷酸酶       B.ATP酶     C.过氧化氢酶          D.NAD

四、问答题

1.确定元素是否是植物必需元素的标准是什么？

2.如何证明矿质元素的主动吸收有载体参加？

3.用离子交换吸附作用解释根系对矿质元素的吸收。

4.植物缺镁和缺铁表现症状有何异同?

为什么？

5.概述植物必需元素在植物体内的生理作用。

6.白天和夜晚硝酸还原速度是否相同?

为什么？

7.土壤理化状况对根系吸收矿质元素有何影响？

8.简述合理施肥的生理基础。

9.为什么在叶菜类植物的栽培中常多施用氮肥，而栽培马铃薯则较多的施用钾肥？

10.为什么水稻秧苗在栽插后有一个叶色先落黄后返青的过程？

11.光照如何影响根系对矿质的吸收？

Ⅲ参考答案

一、名词解释

1.必需元素：

是指在植物生活中作为必需成分或必需的调节物质而不可缺少的元素。

2.微量元素：

在植物体内含量较少，大约占植物体干物重的0.001~0.00001%的元素。

植物必需的微量元素有：

铁、锰、铜、锌、钼、硼、氯、镍。

3.矿质元素的被动吸收：

亦称非代谢吸收。

是指通过不需要代谢能量的扩散作用或其它物理过程而吸收矿质元素的方式。

4.矿质元素的主动吸收：

亦称代谢性吸收。

是指细胞利用呼吸释放的能量作功而逆着电化学势梯度吸收矿质元素的方式。

主动吸收包括初级主动吸收和次级主动吸收。

5.生理酸性盐：

植物根系选择性吸收离子后导致溶液逐渐变酸，故把这种盐称为生理酸性盐。

例如（NH4）2SO4

6.生理碱性盐：

植物根系选择性吸收离子后导致溶液逐渐变碱，故把这种盐称为生理碱性盐。

例如NaNO3

7.生理中性盐：

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。

例如NH4NO3

8.胞饮作用：

物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的摄取物质的过程。

9.可再利用元素：

亦称参与循环元素，某些元素进入地上部分后，仍呈离子状态（例如钾），有些则形成不稳定的化合物（如氮、磷），可不断被分解，释放出的离子又转移到其它器官中去，这些元素在植物体内不止一次的反复被利用，称这些元素为可再利用元素。

10.离子通道：

是指由贯穿质膜的由多亚基组成的蛋白质，通过构象变化而形成的调控离子跨膜运转的门系统，通过门的开闭控制离子运转的种类和速度。

11.载体蛋白：

存在于生物膜上的能携带离子或分子透过膜的蛋白质，它们与离子或分子有专一的结合部位，能选择性的携带物质通过膜，又称透过酶。

12.单盐毒害：

植物被培养在某种单一的盐溶液中，即使是植物必需的营养元素，不久即呈现不正常状态，最后死亡，这种现象称单盐毒害。

13.诱导酶：

亦称适应酶，是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。

如水稻幼苗本来无硝酸还原酶，如果将其培养在硝酸盐溶液中，体内即可生成此酶。

14.生物固氮：

微生物自生或与植物（或动物）共生，通过体内固氮酶的作用，将大气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。

15.离子拮抗：

在单盐溶液中加入少量其它盐类，再用其培养植物时，就可以消除单盐毒害现象，离子间这种相互消除毒害的现象称为离子拮抗。

16.叶片营养：

也称根外营养，是指农业生产中采用给植物地上部分喷是肥料以补充植物对植物对矿质元素需要的措施。

二、填空题

1.化学势梯度，电势梯度2.被动吸收，主动吸收，胞饮作用

3.上升，下降4.Zn

5.Cu6.B

7.饱和效应，离子竞争现象

8.细胞质，硝酸还原，NO2ˉ，叶绿体，亚硝酸还原，Fd，NH3

9.土培法、水培法、砂培法10.藻类滋生

11.氮12.初级主动吸收，次级主动吸收

13.逆浓度梯度吸收，需要载体蛋白参与，消耗代谢能量

三、选择题

1.B  2.B  3.B  4.A   5C 6.A 7.B 8.D  9.C 10.B

四、问答题

1.确定元素是否是植物必需元素的标准是什么？

答：

可根据以下三条标准来判断：

第一如无该元素，则植物生长发育不正常，不能完成生活史；

第二植物缺少该元素时，呈现出特有的病症，只有加入该元素后才能逐渐转向正常；

第三该元素对植物的营养功能是直接的，绝对不是由于改善土壤或培养基的物理、化学和微生物条件所产生的间接效应。

2.如何证明矿质元素的主动吸收有载体参加？

答：

可用饱和效应和离子竞争现象来证明。

细胞吸收离子存在饱和效应，即在一定的离子浓度范围内，细胞吸收离子的速度随外液离子浓度的升高而增加，当外液离子浓度超过一定范围，细胞吸收离子的速率就不再增加了，说明载体全被离子结合，达到饱和；细胞吸收离子存在竞争现象，如细胞对钾、铷离子的吸收，相互间产生竞争抑制，即一种离子浓度的增加，抑制另一种离子的吸收，说明两种离子为同一种载体所运转，并且竞争载体同一结合部位。

3.用离子交换吸附作用解释根系对矿质元素的吸收。

答：

（1）根对溶液中矿质离子的吸收根细胞进行呼吸作用，释放出CO2，CO2和H2O生成H2CO3，并解离成氢离子和碳酸氢根离子，这两种离子迅速地分别与其周围环境中的阳离子和阴离子进行等价交换吸附，于是盐类离子便被吸附在根细胞表面。

（2）根系对吸附在土壤颗粒上的矿质元素的吸收有两种方式第一种，通过土壤溶液进行交换，即呼吸过程中产生的CO2释放到土壤溶液中形成氢离子和碳酸氢根离子，可以与土壤表面上的阳离子和阴离子等价交换，使土壤表面上的阴、阳离子被交换到土壤溶液中，再根据第一条使离子被吸附到根细胞表面。

第二种，接触交换，当根与土壤颗粒靠得很近，由于根表面吸附离子与土壤颗粒表面吸附离子都在不停的振动，如果根与土粒的距离小于离子振动的空间，两者所吸附的离子便可直接交换，使土粒表面的离子吸附到根细胞表面。

被吸附到根细胞表面的离子可经细胞对离子的主动吸收，被动吸收或胞饮作用被吸收进入植物体。

4.植物缺镁和缺铁表现症状有何异同?

为什么？

答：

相同点：

缺镁和缺铁都呈现缺绿症。

不同点：

缺镁出现的缺绿症状首先从下部老叶上表现出来，而缺铁的缺绿症状首先从上部新生叶表现出来。

原因是镁是参与循环的元素，即可再利用元素，而铁是不参与循环的元素，即不可再利用元素。

5.概述植物必需元素在植物体内的生理作用。

答：

（1）作为细胞结构物质的组分。

如碳、氢、氧、氮、磷、硫等组成糖类、脂类、蛋白质和核酸等有机物的组分，参与细胞壁、膜系统，细胞质等结构组成。

（2）作为植物生命活动的调节者。

可作为酶组分或酶的激活剂参与酶的活动，还可作为内源生理活性物质（如激素类生长调节物质）的组分，调控植物的发育过程。

（3）参与植物体内的醇基酯化。

例如磷与硼分别形成磷酸酯与硼酸酯，磷酸酯对代谢物质的活化及能量的转换起着重要作用。

而硼酸酯有利于物质运输。

（4）起电化学作用。

如钾、镁、钙等元素能维持离子浓度的平衡，原生质胶体的稳定及电荷中和等。

6.白天和夜晚硝酸还原速度是否相同?

为什么？

答：

（1）光合作用可直接为硝酸盐、亚硝酸盐还原和氨的同化提供还原力FAD（P）H、Fdred和ATP。

（2）光合作用制造同化物，促进呼吸作用，间接为硝酸盐的还原提供能量，也为氮代谢提供碳架。

（3）硝酸还原酶和亚硝酸还原酶是诱导酶，其活性不但被硝酸诱导，而且光能促进NO3-对NR、NiR活性的激活作用。

7.土壤理化状况对根系吸收矿质元素有何影响？

答：

硝酸盐在昼夜的还原速度不同，白天还原速度显著较夜间为快，这是因为：

（1）光合作用可直接为硝酸盐、亚硝酸盐还原和氨的同化提供还原力FAD（P）H、Fdred和ATP。

（2）光合作用制造同化物，促进呼吸作用，间接为硝酸盐的还原提供能量，也为氮代谢提供碳架。

（3）硝酸还原酶和亚硝酸还原酶是诱导酶，其活性不但被硝酸诱导，而且光能促进NO3-对NR、NiR活性的激活作用。

8.简述合理施肥的生理基础。

答：

根据作物的需肥规律进行施肥。

首先，要根据不同作物的特点及不同收获对象进行施肥。

如叶菜类要适当多施氮肥，而收获块根、块茎的作物需多施磷钾肥。

其次，要按作物不同生育期的需肥规