植物生理学习题及答案(本科考试必备).doc
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第一章植物的水分代谢
一、名词解释
1.自由水:
距离胶粒较远而可以自由流动的水分。
2.束缚水:
靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水分。
3.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。
4.水势(yw):
每偏摩尔体积水的化学势差。
符号:
yw。
5.渗透势(yp):
由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值,符号yp。
用负值表示。
亦称溶质势(ys)。
6.压力势(yp):
由于细胞壁压力的存在而增加的水势值。
一般为正值。
符号yp。
初始质壁分离时,yp为0,剧烈蒸腾时,yp会呈负值。
7.衬质势(ym):
细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值,以负值表示。
符号ym。
8.吸涨作用:
亲水胶体吸水膨胀的现象。
9.代谢性吸水:
利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。
10.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。
11.根压:
植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。
12.蒸腾拉力:
由于蒸腾作用产主的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。
13.蒸腾速率:
又称蒸腾强度,指植物在单位时间内,单位面积通过蒸腾作用而散失的水分量。
(g/dm2·h)
14.蒸腾比率:
植物每消耗l公斤水时所形成的干物质重量(克)。
15.蒸腾系数:
植物制造1克干物质所需的水分量(克),又称为需水量。
它是蒸腾比率的倒致。
16.内聚力学说:
又称蒸腾流-内聚力-张力学说。
即以水分的内聚力解释水分沿导管上升原因的学说。
二、填空题
1.植物细胞吸水有、和三种方式。
渗透性吸水吸涨吸水代谢性吸水
2.植物散失水分的方式有和。
蒸腾作用吐水
3.植物细胞内水分存在的状态有和。
自由水束缚水
4.植物细胞原生质的胶体状态有两种,即和。
凝胶溶胶
5.一个典型的细胞的水势等于;具有液泡的细胞的水势等于;
形成液泡后,细胞主要靠吸水;干种子细胞的水势等于。
yp+yp+ym;渗透性yp+ym;吸涨作用ym
6.植物根系吸水方式有:
和。
主动吸水被动吸水
7.根系吸收水的动力有两种:
和。
根压蒸腾拉力
8.证明根压存在的证据有和。
吐水伤流
9.叶片的蒸腾作用有两种方式:
和。
角质蒸腾气孔蒸腾
10.某植物制造1克干物质需消耗水400克,则其蒸腾系数为;蒸腾效率为。
4002.5克/公斤
11.影响蒸腾作用的环境因子主要是、、和。
光温度CO2
12.C3植物的蒸腾系数比C4植物。
大
13.可以比较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标主要有:
、、和。
叶片相对合水量叶片渗透势水势气孔阻力或开度
14.目前认为水分沿导管或管胞上升的动力是和。
根压蒸腾拉力
三、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.水具有高汽化热C.水具有表面张力
2.一般而言,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.变化不大
3.有一为水充分饱和的细胞,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
4.风和日丽的情况下,植物叶片在早上、中午和傍晚的水势变化趋势是()。
A.低à高à低B.高à低à高C.低à低à高
5.已形成液泡的细胞,其衬质势通常省略不计,其原因是:
()
A.衬质势很低B.衬质势不存在C.衬质势很高,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
7.风干种子的萌发吸水靠()
A.代谢作用B.吸涨作用C.渗透作用
8.在同温同压条件下,溶液中水的自由能与纯水相比()
A.要高一些B.要低一些C.二者相等
9.在气孔张开时,水蒸汽分子通过气孔的扩散速度()
A.与气孔的面积成正比B.与气孔周长成正比C.与气孔周长成反比
10.蒸腾作用快慢,主要决定于()
A.叶内外蒸汽压差大小B.叶片的气孔大小C.叶面积大小
11.植物的保卫细胞中的水势变化与下列无机离子有关:
()
A.Ca2+B.K+C.Cl-
12.植物的保卫细胞中的水势变化与下列有机物质有关:
()
A.糖B.脂肪酸C.苹果酸
13.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
14.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.C02浓度过高
15.植物的水分临界期是指:
()
A.对水分缺乏最敏感时期B.需水最多的时期C.需水最少的时期
16.目前可以作为灌溉的生理指标中最受到重视的是:
()
A.叶片渗透势B.叶片气孔开度C.叶片水势
1.C2.B3.B4.A5.C6.C7.B8.B9.A10.B、C11.A、C12.C13.A、C14.A15.C
四、是非判断与改正
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密切关系。
()(Ö)
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。
()
3.种子吸涨吸水和蒸腾作用都是需要呼吸作用直接供能的生理过程。
()
4.根系要从土壤中吸水,根部细胞水势必须高于土壤溶液的水势。
()
5.相邻两细胞间水分的移动方向,决定于两细胞间的水势差。
()(Ö)
6.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。
()
7.通过气孔扩散的水蒸气分子的扩散速率与气孔的面积成正比。
()(Ö)
8.空气相对湿度增大,空气蒸汽压增大,蒸腾加强。
()
9.低浓度的C02促进气孔关闭,高浓度C02促进气孔迅速张开。
()
10.糖、苹果酸和K+、Cl-进入液泡,使保卫细胞压力势下降,吸水膨胀,气孔就张开。
()
1.(Ö)2.(´)每偏摩尔体积水的3.(´)不需4.(´)低于5.(Ö)6.(´)与小孔的边缘(周长)成正比7.(Ö)8.(´)蒸腾减弱9.(´)促进气孔张开促进气孔迅速关闭10.(´)水势下降
五、问答题
1.水分子的物理化学性质与植物生理活动有何关系?
水分子是极性分子,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,不易受高温为害。
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,产主吸附作用,并借毛细管力进行运动。
2.简述水分的植物生理生态作用。
(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)水分能便植物保持固有的姿态;
(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和降低体温也有重要作用。
3.植物体内水分存在的状态与代谢关系如何?
植物体中水分的存在状态与代谢关系极为密切,并且与抗往有关,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/束缚水的比值作为衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。
4.水分代谢包括哪些过程?
植物从环境中不断地吸收水分,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。
5.利用质壁分离现象可以解决哪些问题?
(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,则不能产主质壁分窝现象。
(3)测定细胞液的渗透势。
6.土壤温度过高对根系吸水有什么不利影响?
高温加强根的老化过程,使根的木质化部位几乎到达尖端,吸收面识减少,吸收速率下降;同时,温度过高,使酶钝化:
细胞质流动缓慢甚至停止。
7.蒸腾作用有什么生理意义?
(1)是植物对水分吸收和运输的主要动力,
(2)促进植物时矿物质和有机物的吸收及其在植物体内的转运。
(3)能够降低叶片的温度,以免灼伤。
8.气孔开闭机理的假说有哪些?
请简述之。
(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C02,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。
(2)无机离子吸收学说:
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+吸收到细胞中来,Cl-也伴随着K+进入,以保证保卫细胞的电中性,保卫细胞中积累较多的K+和,降低水势,气孔就张开,反之,则气孔关闭。
(3)苹果酸生成学说。
在光下保卫细胞内的C02被利用,pH值就上升,剩余的C02就转变成重碳酸盐(HCO3-),淀粉通过糖酵解作用产生的磷酸烯醇式丙酮酸在PEP羧化酶作用下与HC03-作用形成草酰乙酸,然后还原成苹果酸,可作为渗透物降低水势,气孔张开,反之关闭。
9.根据性质和作用方式抗蒸腾剂可分为哪三类?
(1)代谢型抗蒸汤剂:
如阿特拉津可使气孔开度变小,苯汞