植物生理學-第一章-植物的水分生理

1、第一章植物的水分生理一、名詞解釋1.水分代2.自由水3.束縛水4.擴散5.集流6.滲透作用7.水勢8.滲透勢9.壓力勢10.襯質(zhì)勢11.質(zhì)外體途徑12.共質(zhì)體途徑13.根壓14.蒸騰拉力15.聚力學說16.蒸騰作用17.蒸騰速率18.蒸騰系數(shù)19.蒸騰比率20.水分臨界期21.跨膜途徑、縮寫符號翻譯1.ip w2. W p3p m4. p s5. p n6. MPa7. WUE三、填空題1.植物細胞吸水方式有、和。2 .簡單擴散是物質(zhì)依而移動，集流是物質(zhì)依而移動，而滲透作用是物質(zhì)依而移動。3 .植物散失水分的方式有 和。4 .植物細胞水分存在的狀態(tài)有 和。5. 細胞質(zhì)含水較多呈 狀態(tài)，含水較少

2、呈 狀態(tài)。6 自由水/束縛水比值越大，那么代;其比值越小，那么植物的抗逆性 。7. 一個典型細胞的水勢等于 ;具有液泡的細胞的水勢等于 ;干種子細胞的水勢等于 。8形成液泡后，細胞主要靠 吸水。9 風干種子的萌發(fā)吸水主要靠 。10. 溶液的水勢就是溶液的 。11溶液的滲透勢決定于溶液中 。12在細胞初始質(zhì)壁別離時，細胞的水勢等于 ，壓力勢等于 。13 .當細胞吸水到達飽和時，細胞的水勢等于,滲透勢與壓力勢絕對值。14相鄰兩細胞間水分的移動方向，決定于兩細胞間的 。15.植物根系吸水方式有： 和。16 .證明根壓存在的證據(jù)有 禾廿。仃.葉片的蒸騰作用有兩種方式： 和。18 .某植物制造10克干物

3、質(zhì)需消耗5公斤水，其蒸騰系數(shù) 。19 .小麥的第一個水分臨界期是,第二個水分臨界期20 .常用的蒸騰作用的指標有、和。21 .影 響 氣 孔 開 閉 的 因 子 主 要有、和。22 . 影 響 蒸 騰 作 用 的 環(huán) 境 因 子 主 要是、和。23.田間一次施肥過多，作物變得枯萎發(fā)黃，俗稱，其原因是土壤溶液水勢于作物體的水勢，引起水分外滲。24 . 可以較靈敏地反映出植物的水分狀況的生理指標有、和。25 . 近 年 來 出 現(xiàn) 的 新 型 的 灌 溉 方 式有、和。四、選擇題。1植物的根系結(jié)構(gòu)中，共質(zhì)體是指A.原生質(zhì) B. 胞間連絲 C. 細胞壁 D. 導(dǎo)管和管胞2 .一般而言，進入冬季越冬作

4、物組織自由水/束縛水的比值:A.升高B.降低C. 不變D.無規(guī)律3 .有一個充分為水飽和的細胞，將其放入比細胞液濃度低10倍的溶液中，那么細胞體積:A.變大B.變小C. 不變D.可能變小，也可能不變4 .水勢單位用帕Pa表示，一般用兆帕6A. 1MPa = 10 Pa6C. 1Pa = 10 MPaB. 1MPaD. 1PaMPa，兩者關(guān)系為 =105Pa5=10 Mpa5已形成液泡的細胞，其襯質(zhì)勢通常省略不計，其原因是：A.初質(zhì)勢很低B.襯質(zhì)勢不存在C.襯質(zhì)勢很高，絕對值很小D.襯質(zhì)勢很低，絕對值很小6 充分浸泡大豆和水稻子粒，結(jié)果大豆種子膨脹的體積比水稻的大，原因主要是大豆種子 。A.原有

5、的含水量比水稻的小B.種皮具有效強的滲透吸水能力C.含蛋白質(zhì)較多，親水性較強D.含糖類較多，細胞液濃度大7 .將一個細胞放入與其滲透勢相等的外界溶液中，那么細胞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. 在土壤水分充足的條件下，一般植物的葉片的水勢為A.-0.2 0.8 MpaB. - 2 8 Mpa9 作為確定灌溉時期的灌溉生理指標有：A.葉片水勢 B.細胞汁液濃度C. 滲透勢D. 氣孔開度10蒸騰作用快慢，主要決定于A.葉外蒸汽壓差大小B.氣孔開度C. 葉面積大小D.葉片形狀11保衛(wèi)細胞的水勢變化與以下無機離子有關(guān)B.K + C.CuA.Ca 2+2+12. 保

6、衛(wèi)細胞的水勢變化與以下有機物質(zhì)有關(guān)D.Mg2+。A. 丙酮酸B. 脂肪酸C. 蘋果酸D. 草酸乙酸13. 調(diào)節(jié)植物葉片氣孔運動的主要因素是A. 光照B. 溫度C.(氧氣D.氧化碳14根部吸水主要在根尖進展，吸水能力最大的是A. 分生區(qū) B. 伸長區(qū)15土壤通氣不良使根系吸水量減少的原因是C.根毛區(qū)D. 根冠A. 缺乏氧氣B. 水分缺乏C. 水分太多D.C02濃度過高16. 植物體水分長距離運輸?shù)耐緩绞茿. 篩管和伴胞B. 導(dǎo)管和管胞)C .通道細胞D. 胞間連絲)C. 水柱力D. 根壓17. 植物體水分向上運輸?shù)膭恿τ?(A. 大氣溫度 B. 蒸騰拉力18土壤溫度過高對根系吸水不利，因為高溫會

7、D. 原生質(zhì)粘度增加A. 加強根的老化 B. 使酶鈍化 C. 使生長素減少五、是非判斷題1影響植物正常生理活動的不僅是含水量的多少，而且還與水分存在的狀態(tài)有密切關(guān)系。 2在植物生理學中被普遍采用的水勢定義是水的化學勢差。 3植物細胞壁可看作是半透膜。 ( 41mol 蔗糖溶液和 1molNaCl 溶液的滲透勢是一樣的。 5植物細胞吸水方式有主動吸收和被動吸水。 6水分在細胞水平移動時或在高度相差不大時， 與滲透勢和壓力勢相比， 重力勢通常省略不計。( )7在細胞初始質(zhì)壁別離時，細胞水勢等于壓力勢。 8在細胞為水充分飽和時，細胞的滲透勢為零。 9把一個細胞放入某溶液中體積不變，說明該細胞液的濃度

8、與此溶液的濃度相等。10蒸騰效率高的植物，一定是蒸騰量小的植物。11蒸騰作用與物理學上的蒸發(fā)不同， 因為蒸騰過程還受植物結(jié)構(gòu)和氣孔行為的調(diào)節(jié)。 12空氣相對濕度增大，空氣蒸汽壓增大，蒸騰加強。13 低濃度CO促進氣孔關(guān)閉，高濃度 CO促進氣孔迅速開。14糖、蘋果酸和 K、Cl-進入液泡，使保衛(wèi)細胞壓力勢下降，吸水膨脹，氣孔開。15 高大喬木水分上升的主要動力是根壓。16 水分集流與溶質(zhì)濃度梯度有關(guān)。 17. 植物輕度缺水時，光合作用尚未受影響，但生長已受抑制。()18. 當細胞吸水到達飽和時，滲透勢與壓力勢相等。 ()19. 當葉片劇烈蒸騰時，細腦失水，但并不產(chǎn)生質(zhì)壁別離，壓力勢變?yōu)樨撝?，水?/p>

9、低于滲透勢。 20. 作物一定時期缺水并不一定會降低產(chǎn)量，還可能對作物增產(chǎn)更為有利。六、問答題1植物體水分的存在狀態(tài)與代活動的關(guān)系如何？ 2簡述蒸騰作用的部位與其生理意義？ 3水分從被植物吸收到蒸騰到體外，需要經(jīng)過哪些途徑？ 4試述植物根系吸收水分的方式與動力。5聚力學說的主要容是什么？ 6簡述影響根系吸水的外界條件？ 7假設(shè)施肥不當，易產(chǎn)生“燒苗現(xiàn)象，原因是什么？8. 試述水分的生理生態(tài)作用。9. 氣孔開關(guān)機理假說有哪些？并加以說明。10. 試述外部因子對氣孔運動的影響。11. 蒸騰作用的強弱與哪些因素有關(guān)？為什么 ?12. 合理灌溉增產(chǎn)的原因是什么？習題解答一、名詞解釋1. 水分代：植物對

10、水分的吸收、運輸、利用和散失的過程。2. 自由水：距離膠粒較遠而可以自由流動的水分。3. 束縛水：靠近膠粒而被膠粒所束縛，不易自由流動的水分。4. 擴散：是指分子的隨機熱運動所造成的物質(zhì)順著濃度梯度從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域移 動，適于水分短距離的 如細胞間 遷徒。5. 集流：指液體中成群的原子或分子 如組成水溶液的各種物質(zhì)的分子 在壓力梯度作用下共同移動的現(xiàn)象。例如，水分在木質(zhì)部中遠距離的運輸。6. 滲透作用：水分從水勢高的系統(tǒng)通過半透膜向水勢低的系統(tǒng)移動的現(xiàn)象。7. 水勢：每偏摩爾體積水的化學勢差。符號："w8. 滲透勢：由于溶液中溶質(zhì)顆粒的存在而引起的水勢降低值“n。用負值表

11、示。亦稱溶質(zhì)勢" s。9. 壓力勢：由于細胞壁壓力的存在而增大的水勢值“p。一般為正值。始質(zhì)壁別離時，"p為0；劇烈蒸騰時，"p會呈負值。10. 襯質(zhì)勢： :由于細胞膠體物質(zhì)親水性和毛細管對自由水的束縛而引起的水勢降低值，以負值 表示。符號：" m12. 共質(zhì)體途徑： 是指水分從一個細胞的細胞質(zhì)經(jīng)過胞間連絲， 移動到另一個細胞的細胞質(zhì)， 形 成一個細胞質(zhì)的連續(xù)體，水分在共質(zhì)體中移動阻力大，速度較慢。11. 質(zhì)外體途徑： 指水分通過沒有細胞質(zhì)的質(zhì)外體的移動， 水分在質(zhì)外體中移動阻力小， 速度快。13. 根壓：植物根部的生理活動使液流從根部上升的壓力。14.

12、 蒸騰拉力：由于蒸騰作用產(chǎn)生的一系列水勢梯度使導(dǎo)管中水分上升的力量。15. 聚力學說： 又稱蒸騰流一聚力力學說。 即以水分的聚力來解釋水分沿導(dǎo)管上升的原因的學 說。16. 蒸騰作用：水分以氣體狀態(tài)通過植物體外表從體散失到體外的現(xiàn)象。17. 蒸騰速率：又稱蒸騰強度，指植物在單位時間，單位葉面積通過蒸騰作用而散失的水分量。2g/dm h18. 蒸騰比率：植物每消耗1kg水時所形成的干物質(zhì)重量g。19. 蒸騰系數(shù)：植物制造1g干物質(zhì)所需消耗的水分量g。又稱為需水量，是蒸騰比率的倒數(shù)。20. 水分臨界期：植物對水分缺乏最敏感的時期。一般為花粉母細胞四分體形成期。21. 跨膜途徑：水分從一個細胞移動到另

13、一個細胞，要兩次通過質(zhì)膜，還要通過液泡膜。二、縮寫符號翻譯1. “ w水勢2. “ p壓力勢3. “ m襯質(zhì)勢4. “ s溶質(zhì)勢5. n滲透勢 6. MPa 兆帕 7. WUE 蒸騰效率三、填空題1. 擴散；集流；滲透作用2. 濃度梯度；壓力梯度；濃度梯度和壓力梯度3. 蒸騰作用；吐水4自由水；束縛水5. 溶膠；凝膠6. 越旺盛；越強7. 2 n + ® p+ 2 m；p n + ® P m8. 滲透作用9. 吸脹作用10. 滲透勢11. 溶質(zhì)顆?？倲?shù)12. 滲透勢；零13. 零；相等14. 水勢差異15. 主動吸水；被動吸水16. 吐水；傷流17. 角質(zhì)蒸騰；氣孔蒸騰18

14、. 50019. 孕穗期；灌漿始期乳熟末期20. 蒸騰速率；蒸騰比率；蒸騰系數(shù)21. 光；空氣相對濕度；溫度；CO2 濃度22. 光；溫度； CO2 濃度23. 燒苗現(xiàn)象；低于24. 葉片相對含水量；葉片滲透勢；水勢；氣孔阻力或開度25. 準確灌溉；調(diào)虧灌溉；控制性分根區(qū)交替灌溉四、選擇題1.A2.B3.B4.A5.C6.C7.D8.A9.A,B,C,D10.A,B,C11.B12.C13.A,B,D14.C15.A,D16.B17.B,D18.A,B五、是非判斷題I- 5VxxxV 6-10 VxxxVII- 15 Vxxxx 16-20 xVxW六、簡答題1 植物體水分的存在狀態(tài)與代活動的

15、關(guān)系如何？植物體中水分的存在狀態(tài)與代關(guān)系極為密切， 并且與抗性有關(guān)。 一般來說， 束縛水不參與植 物的代反響， 在植物某些細胞和器官主要含束縛水時， 那么其代活動非常微弱， 如越冬植物的休 眠芽和枯燥種子，僅以極弱的代維持生命活動，但其抗性卻明顯增強，能渡過不良的逆境條件。 而自由水主要參與植物體的各種代反響，含量多少還影響代強度，含量越高，代越旺盛。因此常 以自由水 / 束縛水比值作為衡量植物代強弱和抗性的生理指標之一。2簡述蒸騰作用的部位與其生理意義？ 部位：幼小植物全部外表；皮孔蒸騰；角質(zhì)蒸騰；氣孔蒸騰。意義： 1 是植物對水分吸收和運輸?shù)闹饕獎恿Α?2 促進植物對礦物質(zhì)和有機物的吸收與

16、其在植物體的運輸。 3能夠降低葉片的溫度，以免灼傷。 3土壤通氣不良造成的根系吸水困難的原因是什么？主要原因有：1根系環(huán)境 Q缺乏，CQ積累，呼吸作用受到抑制，影響根系吸水。2長期缺Q2條件下根進展無 Q2呼吸，產(chǎn)生并積累較多的乙醇，使根系中毒受傷。3土壤處于復(fù)原狀態(tài)，加之土壤微生物的活動，產(chǎn)生一些有毒物質(zhì)，造成“黑根或“爛根。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的 中耕耘田、排水曬田等措施就是為了增加土壤的透氣性。4試述植物根系吸收水分的方式與動力。水分上運的動力有二，根壓和蒸騰拉力。關(guān)于根壓產(chǎn)生的原因目前認為， 土壤溶液沿質(zhì)外體向擴散， 其中的離子那么通過依賴于細胞 代活動的主動吸收進入共質(zhì)體中， 這些離子通過連續(xù)

17、的共質(zhì)體進入中柱活細胞， 然后釋放導(dǎo)管中， 引起離子積累。其結(jié)果是，皮層以的質(zhì)外體滲透勢低，而皮層以外的質(zhì)外體滲透勢高，水分通過 滲透作用透過皮層細胞到達導(dǎo)管，這樣在中柱就產(chǎn)生了一種靜水壓力，這就是根壓。當植物進展蒸騰時，水便從氣孔蒸騰到大氣中，失水的細胞便向水勢較高的葉肉細胞吸水， 如此傳遞，接近葉脈導(dǎo)管的細胞向葉脈導(dǎo)管、莖導(dǎo)管、根導(dǎo)管和根部吸水。這樣便產(chǎn)生了一個由 低到高的水勢梯度，使根系再向土壤吸水。這種因蒸騰作用所產(chǎn)生的吸水力量，叫做蒸騰拉力。 5禾谷類作物的水分臨界期在什么時期？為什么？禾谷類作物有 2 個水分臨界期， 一個在孕穗期， 即花粉母細胞四分體到花粉粒形成階段。 因 為此階

18、段小穗正在分化，莖、葉、穗迅速發(fā)育，葉面積快速擴大，代較旺盛，耗水量最多，假設(shè) 缺水，小穗發(fā)育不良、植株矮小、產(chǎn)量低。另一個是在開場灌漿到乳熟末期。此時主要進展光合 產(chǎn)物的運輸與分配，假設(shè)缺水，有機物運輸受阻，造成灌漿困難，功能葉早衰，籽粒瘦小，產(chǎn)量 低。6土壤溫度過低為什么對根系吸水不利？ 原生質(zhì)粘度增大，水不易透過生活組織，植物吸水減弱。 水分運動減慢，滲透作用降低。 根系生長受抑，吸收面積減少。 根系呼吸速率降低，主動吸水減弱。7假設(shè)施肥不當，易產(chǎn)生“燒苗現(xiàn)象，原因是什么？ 一般土壤溶液的水勢都高于根細胞水勢，根系順利吸水。假設(shè)施肥太多或過于集中，會 造成土壤溶液水勢低于根細胞水勢，根系

19、不但不能吸水還會喪失水分，故引起“燒苗現(xiàn)象。8. 試述水分的生理生態(tài)作用。 1水是細胞原生質(zhì)的主要組成成分； 2水分是重要代過程的反響物質(zhì)和產(chǎn)物； 3細胞分裂與伸長都需要水分； 4水分是植物對物質(zhì)吸收和運輸與生化反響的一種良好溶劑；5水分能使植物保持固有的姿態(tài)， 有利于光合和傳粉 ; 6可以通過水的理化特性以調(diào)節(jié)植物周圍 的大氣濕度、溫度等。對維持植物體溫穩(wěn)定也有重要作用。9. 氣孔開關(guān)機理假說有哪些？并加以說明。 1淀粉糖變化學說：在光照下保衛(wèi)細胞進展光合作用合成可溶性糖。另外由于光合作用消耗CO使保衛(wèi)細胞pH值升高， 淀粉磷酸化酶水解細胞中淀粉形成可溶性糖，細胞水勢下 降。當保衛(wèi)細胞水勢低

20、于周圍的細胞水勢時，便吸水迫使氣孔開，在暗中光合作用停止，情況與 上述相反，氣孔關(guān)閉。2K+積累學說：在光照下，保衛(wèi)細胞質(zhì)膜上具有光活化H+泵ATP酶，分解光合磷酸化產(chǎn)生的ATP并將H+分泌到細胞壁，同時將外面的K通過膜上的流鉀通道吸收到細胞中來，CI-也伴隨著K進入，CI-與蘋果酸負離子平衡 K電性。保衛(wèi)細胞中積累較多的 K、CI-和蘋果酸，降低 水勢而吸水，氣孔就開，反之，那么氣孔關(guān)閉。3蘋果酸代學說：在光下保衛(wèi)細胞的CO被利用，pH值就上升8.08.5，從而活化PEPC剩余的CO就轉(zhuǎn)變成重碳酸鹽HCQ，PEP與HCO作用形成草酰乙酸，然后復(fù)原成蘋 果酸，蘋果酸解離為 2H+和蘋果酸根，在 H/X泵驅(qū)使下，K+與H+交換，X進入保衛(wèi)細胞，C也 伴隨進入與蘋果酸負離子一起平衡X電性。同時蘋果酸也可作為滲透調(diào)節(jié)物與X、CI共同降低保衛(wèi)細胞的水勢。保衛(wèi)細胞吸水，氣孔翻開。反之，氣孔關(guān)閉。10. 試述外部因子對氣孔運動的影響。 CO:葉片低CO分壓，可使氣孔翻開，高 CO分壓，使氣孔關(guān)閉。 光：一般情況下，光照使氣孔翻開，黑暗使氣孔關(guān)閉，但CAM直物那么相反。另外，光質(zhì)對氣孔運動的影響與對光合作用的影響相似，即藍光和紅光最有效。 溫度：氣孔開度一般隨溫度上升而增大，25 C以上氣孔開度最大，但30 - 35 C會引起氣孔開度減小，低溫下氣孔關(guān)閉。 水分：葉水勢下降時氣