植物生理學(xué)課后練習(xí)題及答案第一章 第二章

1、u 第一章 植物的水分代謝一、名詞解釋 水勢(shì)、滲透作用、水通道蛋白、蒸騰作用、 共質(zhì)體、質(zhì)外體、蒸騰系數(shù)、水分臨界期二、問(wèn)答題1. 簡(jiǎn)述水分在植物生命活動(dòng)中的作用。2. 簡(jiǎn)述植物細(xì)胞水勢(shì)的構(gòu)成。3. 水分在植物體內(nèi)是如何運(yùn)輸?shù)模?. 簡(jiǎn)述蒸騰作用的生理意義。5. 簡(jiǎn)述氣孔運(yùn)動(dòng)機(jī)理之“淀粉-糖轉(zhuǎn)化學(xué)說(shuō)”。u 第二章 植物的礦質(zhì)與氮素營(yíng)養(yǎng)一、名詞解釋 必需元素、被動(dòng)吸收、主動(dòng)吸收、質(zhì)子泵、生理酸性鹽、單鹽毒害與離子拮抗、根外追肥、生物固氮二、問(wèn)答題1. 植物必需的大量元素、微量元素有哪些？ 氮、磷、鉀元素有哪些生理功能？2. 被動(dòng)吸收有哪幾種主要形式？3. 植物根系吸收礦質(zhì)元素有何特點(diǎn)？4. 影響

2、根系吸收礦質(zhì)元素的因素有哪些？5. 試述作物需肥規(guī)律和合理施肥的指標(biāo)。參考答案第一章 植物的水分代謝一、 名詞解釋水勢(shì)：同溫同壓下，每偏摩爾體積的水在體系中的化學(xué)勢(shì)與純水的化學(xué)勢(shì)之差。滲透作用：溶液中的溶劑分子通過(guò)半透膜擴(kuò)散的現(xiàn)象。水通道蛋白：存在于生物膜上的具有通透水分功能的內(nèi)在蛋白，又稱水孔蛋白。蒸騰作用：指水分以氣體狀態(tài)，通過(guò)植物體的表面（主要是葉子），從體內(nèi)散失到體外的現(xiàn)象。共質(zhì)體：指相鄰細(xì)胞間由胞間連絲把原生質(zhì)連成一體的體系。質(zhì)外體：指相鄰細(xì)胞間由細(xì)胞壁和細(xì)胞間隙等空間組成的體系。蒸騰系數(shù)：植物每制造1克干物質(zhì)所消耗的水分的克數(shù)。水分臨界期：指植物生活周期中，對(duì)水分缺乏最敏感最易受傷

3、害的時(shí)期。二、 問(wèn)答題1.答：（1）水是原生質(zhì)的主要成分。無(wú)論在根尖、莖間等植物代謝作用旺盛的部位，還是在休眠的種子中，都具有一定的水分含量，水分與蛋白質(zhì)、核酸等其他物質(zhì)一起，共同構(gòu)成原生質(zhì)的成分。（2）水是代謝過(guò)程的反應(yīng)物質(zhì)。在光合作用、呼吸作用、有機(jī)物質(zhì)合成和分解的過(guò)程中，水分子都是不可或缺的反應(yīng)物質(zhì)，直接參與各項(xiàng)生化反應(yīng)。（3）水是生命活動(dòng)的介質(zhì)。植物對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的吸收、運(yùn)輸和轉(zhuǎn)化，都要在水溶液中進(jìn)行，水是各種生理生化反應(yīng)和物質(zhì)運(yùn)輸?shù)慕橘|(zhì)。（4）水使植物體保持固有的姿態(tài)。水維持細(xì)胞的緊張狀態(tài)，使細(xì)胞膨脹，枝葉挺立，便于充分接受光照和交換氣體。（5）水可以調(diào)節(jié)植物的溫度。水的比熱大，汽化熱高

4、，植物可以通過(guò)蒸騰作用等方式調(diào)節(jié)體溫，避免環(huán)境溫度劇烈變化帶來(lái)的傷害。2.答：植物細(xì)胞的水勢(shì)（w）主要由溶質(zhì)勢(shì)（s）、襯質(zhì)勢(shì)（m）和壓力勢(shì)（p）組成，即wsmp 。溶質(zhì)勢(shì)是由于細(xì)胞液內(nèi)溶質(zhì)的存在而引起水的自由能下降而降低的水勢(shì)值。襯質(zhì)勢(shì)是由于細(xì)胞的膠體物質(zhì)、細(xì)胞壁和毛細(xì)管吸附水而使水的自由能下降而降低的水勢(shì)值。壓力勢(shì)是由于細(xì)胞壁壓力的存在而使水勢(shì)改變的數(shù)值。對(duì)于具有中央大液泡的成熟細(xì)胞，其襯質(zhì)勢(shì)接近于零對(duì)水分。進(jìn)入細(xì)胞的作用很小，通常忽略不計(jì)，則水勢(shì)公式簡(jiǎn)化為：wsp 。3.答：水分從被植物吸收至蒸騰到體外，大致經(jīng)過(guò)下列途徑：土壤中的水分被根系吸收，首先進(jìn)行橫向運(yùn)輸進(jìn)入根的內(nèi)部，即由表皮經(jīng)皮層

5、薄壁細(xì)胞到中柱，進(jìn)入木質(zhì)部的導(dǎo)管和管胞中；然后，水分沿著木質(zhì)部縱行向上運(yùn)輸?shù)角o和葉的木質(zhì)部；接著，水分在葉的木質(zhì)部末端細(xì)胞，又進(jìn)行橫向運(yùn)輸，經(jīng)過(guò)葉肉細(xì)胞到氣孔下腔，經(jīng)氣孔蒸騰，散失到大氣中。水分在植物體內(nèi)的運(yùn)輸有兩種途徑，一種是經(jīng)過(guò)死細(xì)胞的長(zhǎng)距離運(yùn)輸，導(dǎo)管、管胞是空管狀的死細(xì)胞，運(yùn)輸阻力小、速度快；一種是經(jīng)過(guò)活細(xì)胞的橫向運(yùn)輸，由根毛到根部導(dǎo)管以及由葉部導(dǎo)管到氣孔下腔，這一段距離很短，但水分運(yùn)輸受到的阻力較大，速度慢。4.答：蒸騰作用是植物水分吸收和運(yùn)輸?shù)闹饕獎(jiǎng)恿Γ徊⒛艽龠M(jìn)植物對(duì)礦物質(zhì)和有機(jī)物的吸收和運(yùn)輸；還能通過(guò)水分蒸發(fā)降低葉片的溫度，避免烈日灼傷。5.答：淀粉-糖轉(zhuǎn)化學(xué)說(shuō)認(rèn)為氣孔運(yùn)動(dòng)是由于保

6、衛(wèi)細(xì)胞中可溶性糖和淀粉間的相互轉(zhuǎn)化而引起滲透勢(shì)改變而造成的。保衛(wèi)細(xì)胞的葉綠體在光照下進(jìn)行光合作用，消耗二氧化碳，使細(xì)胞內(nèi)ph增高，淀粉磷酸化酶便水解淀粉為葡萄糖-1-磷酸，細(xì)胞里的水勢(shì)下降，副衛(wèi)細(xì)胞（或周?chē)砥ぜ?xì)胞）的水分進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞，吸水膨脹，氣孔張開(kāi)。在黑暗里則相反，呼吸產(chǎn)生的二氧化碳使保衛(wèi)細(xì)胞的ph下降，淀粉磷酸化酶便將葡萄糖-1-磷酸合成淀粉，細(xì)胞液濃度降低，水勢(shì)升高，水分從保衛(wèi)細(xì)胞流到副衛(wèi)細(xì)胞（或周?chē)砥ぜ?xì)胞），保衛(wèi)細(xì)胞失水收縮，氣孔關(guān)閉。ph增高淀粉 + 磷酸 淀粉磷酸化酶 葡萄糖-1-磷酸 己糖 + 磷酸 ph降低第二章 植物的礦質(zhì)與氮素營(yíng)養(yǎng)一、 名詞解釋必需元素：指在植物生長(zhǎng)發(fā)

7、育中不可缺少、不可替代、作用直接的元素。被動(dòng)吸收：細(xì)胞順電化學(xué)勢(shì)梯度吸收礦質(zhì)的過(guò)程，不需要直接消耗代謝能量。主動(dòng)吸收：細(xì)胞利用代謝提供的能量，逆電化學(xué)勢(shì)梯度吸收礦質(zhì)的過(guò)程。質(zhì)子泵：又稱h+-atp酶，是存在于生物膜上的特殊蛋白復(fù)合體，它能夠催化膜內(nèi)側(cè)的atp水解釋放能量，驅(qū)動(dòng)膜內(nèi)側(cè)的質(zhì)子（h+）向外泵出。生理酸性鹽：根系從溶液中有選擇性地吸收離子后，根細(xì)胞釋放h+與該鹽的陽(yáng)離子進(jìn)行交換，使溶液ph值下降，酸度增加，這類鹽被稱為生理酸性鹽。單鹽毒害與離子拮抗：植物培養(yǎng)在某種單一的鹽溶液中所引起的毒害現(xiàn)象稱為單鹽毒害。若在單鹽溶液中加入少量其他鹽類，即可減弱或消除毒害作用，這種離子間能夠相互消除毒

8、害的現(xiàn)象，稱為離子拮抗。根外追肥：把速效性肥料直接噴灑在葉片上，供植物吸收利用的施肥方法。生物固氮：微生物自生或與植（動(dòng)）物共生，通過(guò)體內(nèi)固氮酶的作用，將大氣中的游離氮固定轉(zhuǎn)化為含氮化合物(氨)的過(guò)程。二、 問(wèn)答題1.答：植物必需的大量元素有：碳、氫、氧、氮、磷、鉀、鈣、鎂、硫、硅；微量元素有：鐵、銅、硼、鋅、錳、鉬、氯 、鑷、鈉。 氮元素的生理功能：（1）是構(gòu)成蛋白質(zhì)、核酸、磷脂等細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成成分；（2）是酶、輔酶、atp、植物激素、維生素、生物堿等細(xì)胞調(diào)節(jié)物質(zhì)的組成成分，與物質(zhì)代謝、能量代謝有關(guān)，調(diào)節(jié)生命活動(dòng)；（3）是葉綠素的組成成分，與光合作用密切相關(guān)。磷元素的生理功能：（1）是細(xì)

9、胞中許多重要化合物（如核酸、核蛋白和磷脂）的主要成分，與蛋白質(zhì)合成、細(xì)胞分裂、生長(zhǎng)有關(guān)；（2）是amp、adp、atp、nad、 fad等能量物質(zhì)的成分，也是多種輔酶和輔基如nad+、nadp+等的組成成分，在物質(zhì)代謝（如碳代謝、氮代謝、脂肪轉(zhuǎn)化等）和能量轉(zhuǎn)化中起重要作用。鉀元素的生理功能：（1）是許多酶的活化劑，如pep激酶、果糖激酶、淀粉合成酶等；（2）促進(jìn)蛋白質(zhì)的合成；（3）促進(jìn)糖類的合成與運(yùn)輸；（4）重要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，參與根系吸水調(diào)節(jié)和氣孔開(kāi)閉，調(diào)節(jié)水分代謝。2.答：植物細(xì)胞對(duì)礦質(zhì)離子的被動(dòng)吸收主要通過(guò)簡(jiǎn)單擴(kuò)散、離子通道運(yùn)輸、載體蛋白運(yùn)輸這三種方式進(jìn)行：（1）簡(jiǎn)單擴(kuò)散：物質(zhì)從高濃度向低

10、濃度移動(dòng)，直至達(dá)到平衡。當(dāng)細(xì)胞外溶液濃度大于細(xì)胞內(nèi)時(shí)，溶質(zhì)就會(huì)由于擴(kuò)散作用進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。（2）離子通道運(yùn)輸：細(xì)胞質(zhì)膜上有內(nèi)在蛋白形成的圓形孔道，橫跨質(zhì)膜的兩側(cè)，控制離子順電化學(xué)勢(shì)梯度、被動(dòng)地、單方向地跨質(zhì)膜運(yùn)輸。（3）載體蛋白運(yùn)輸：質(zhì)膜上的載體蛋白選擇性地與質(zhì)膜一側(cè)的物質(zhì)結(jié)合，形成載體-物質(zhì)復(fù)合物，通過(guò)載體蛋白構(gòu)象的變化透過(guò)質(zhì)膜，把物質(zhì)釋放到質(zhì)膜的另一側(cè)。如果運(yùn)輸方向是順電化學(xué)勢(shì)梯度，則不需直接消耗能量，為被動(dòng)吸收。3.答：(一) 根系吸收礦質(zhì)與吸收水分是既相互關(guān)聯(lián)又相互獨(dú)立的過(guò)程。（1)相互關(guān)聯(lián)：鹽分一定要溶于水中,才能被根系吸收,并隨水流進(jìn)入根部的質(zhì)外體。而礦質(zhì)的吸收，降低了細(xì)胞的滲透勢(shì)，促

11、進(jìn)了植物的吸水。（2)相互獨(dú)立：兩者的吸收不成比例；吸收機(jī)理不同:水分吸收主要是以蒸騰作用引起的被動(dòng)吸水為主,而礦質(zhì)吸收則是主動(dòng)吸收為主。分配方向不同：水分主要分配到葉片，而礦質(zhì)主要分配到當(dāng)時(shí)的生長(zhǎng)中心。(二) 根系對(duì)離子吸收具有選擇性。植物對(duì)同一溶液中不同離子或同一鹽分的陰陽(yáng)離子吸收的比列不同，從而引起外界溶液ph發(fā)生變化。(三) 根系吸收單鹽會(huì)受毒害。任何植物,假若培養(yǎng)在某一單鹽溶液中,不久即呈現(xiàn)不正常狀態(tài),最后死亡。無(wú)論在營(yíng)養(yǎng)元素還是非營(yíng)養(yǎng)元素的單一溶液中，都可發(fā)生，且濃度很稀時(shí)就會(huì)受害。4.答：(一)土壤溫度 在一定范圍內(nèi),根系吸收礦質(zhì)元素的速度,隨土溫的升高而加快，當(dāng)超過(guò)一定溫度時(shí)，

12、吸收速度反而下降。這是因?yàn)橥翜刈兓河绊懞粑绊懜鶎?duì)礦質(zhì)的主動(dòng)吸收。影響酶的活性,影響各種代謝。影響原生質(zhì)膠體狀況低溫下原生質(zhì)膠體粘性增加,透性降低,吸收減少。(二)土壤通氣狀況土壤通氣狀況直接影響到根系的呼吸作用，通氣良好時(shí)根系吸收礦質(zhì)元素速度快。(三)土壤溶液濃度當(dāng)土壤溶液濃度很低時(shí),根系吸收礦質(zhì)元素的速度,隨著濃度的增加而增加,但達(dá)到某一濃度時(shí),再增加離子濃度,根系對(duì)離子的吸收速度不再增加。(四)土壤ph值一般陽(yáng)離子的吸收速率隨土壤ph值升高而加速;而陰離子的吸收速率則隨ph值增高而下降。(五)離子間的相互作用 某些不同離子間存在競(jìng)爭(zhēng)同一載體結(jié)合位點(diǎn)，從而影響另一離子的吸收；還有的離子

13、能促進(jìn)另一種離子的吸收，具有離子協(xié)和作用，如磷能促進(jìn)氮的吸收和利用。5.答：作物需肥規(guī)律：(一)不同作物或同一作物的不同品種需肥情況不同。禾谷類作物需氮較多,同時(shí)又要供給足夠的p、k, 以利于籽粒飽滿；葉菜類 多施氮肥有力于葉片肥大；薯類和甜菜等塊莖、塊根等作物 需多的k、p和一定量的n，有利于地下部分累積糖類；(二) 作物不同,需肥形態(tài)不同。煙草和馬鈴薯用草木灰做k肥比氯化鉀好；水稻宜施銨態(tài)氮不宜施硝態(tài)氮,因水稻體內(nèi)缺乏硝酸還原酶；煙草既需要銨態(tài)氮,又需要硝態(tài)氮,因?yàn)殇@態(tài)n有利于芳香油的形成；硝態(tài)氮有利于有機(jī)酸的形成, 煙草施用nhno效果最好。(三) 同一作物在不同生育期需肥不同不同作物、不同品種、不同生育期對(duì)肥料要求不同, 要針對(duì)作物的具體特點(diǎn),進(jìn)行合理施肥，特別要注意作物的養(yǎng)分臨界期和營(yíng)養(yǎng)最大效率期的肥料供應(yīng)。合理施肥的指標(biāo)：(一)形態(tài)指標(biāo) ：(1)相貌 氮肥多,生長(zhǎng)快,葉片大,葉色濃,株形松散;氮不足,生長(zhǎng)慢,葉短而直,葉色變淡,株形緊湊。(2)葉色 葉色是反映作物體內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)狀況（尤其是氮素水平）和代謝類型（葉色深，氮代謝為主