整理高中生物竞赛知识点植物生理1.docx
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整理高中生物竞赛知识点植物生理1
1.已知某植物细胞内含有带负电荷的不扩散离子浓度为0.01mol／L，把这样的细胞放在Na＋和Cl－浓度为0.01mol／L的溶液中，这时膜内Na＋浓度为0.01mol／L。
当达到杜南平衡时，膜内〔Na＋〕是膜外〔Na＋〕的多少倍？
（假设膜外体积等于膜内体积）
分析植物细胞的质膜是一个半透膜，细胞内含有许多大分子化合物（如蛋白质，R－），不能扩散到细胞外，成为不扩散离子，它可以与阳离子形成盐类（如蛋白质的钠盐，NaR），设其浓度为Ci。
若把这样的细胞放在浓度为C0的NaCl溶液中，由于细胞内没有Cl－，所以Cl－由外界溶液扩散入细胞中，Na＋同时也跟着进去，否则外界溶液的电位就有差异。
可是R－不能跑到细胞外，因此细胞内的Na＋也就被保留在细胞内。
经过一段时间后，细胞内外离子扩散速度相等，达到杜南平衡状态，即［Na＋i］×［Cl－i］＝［Na＋0］×［Cl－0］。
值得注意的是：
在解答有关杜南平衡的问题时必须是在细胞内电荷（位）先平衡的前提下，再来求平衡时离子浓度。
解：
依题意，起始状态时，细胞［R内］＝0.01mo／L，［Na＋内］＝0.01mo／L，细胞［Na＋外］＝0.01mo／L，〔Cl－外〕＝0.01mol／L。
设由细胞外进入到细胞内的Cl－离子浓度为x，则此时细胞内的〔Cl－内〕＝x，［Na＋内］＝0.01＋x，而细胞外的〔Cl－外〕＝0.01－x，［Na＋外］＝0.01－x，当达到杜南平衡以后，根据杜南平衡原理，即此时应存在［Na＋内］×［Cl－内］＝［Na＋外］×［Cl－外］，即（0.01＋x）×x＝（0.01－x）×（0.01一x）。
解该方程得x＝0.01／3，则细胞内的［Na＋内］＝0.01＋0.01/3，细胞外的［Na＋外］＝0.01－0.01/3，故［Na＋内］/［Na＋外］＝2，则达到杜南平衡时，膜内［Na＋内］是膜外［Na＋外］的2倍。
2.在含有Fe、K、P、Ca、B、Mg、Cu、S．Mn等营养元素的培养液中培养棉花，当棉苗第四片叶展开时，在第一片叶上出现了缺绿症，问该缺乏症是由于上述元素中哪种元素含量不足而引起的？
为什么。
分析在上述元素中，能引起植物缺绿症的元素有Mg、Cu、S、Mn，这四种元素中只有Mg是属于可再利用的元素，它的缺乏症一般首先表现在老叶上，而Cu、S、Mn属于不能再利用的元素，它们的缺乏症一般首先表现在嫩叶上。
当棉苗第四叶（新叶）展开时，在第一片叶（老叶）上出现了缺绿症，可见缺乏的是再利用元素Mg而不是其他元素。
3.下列反应均为光合作用过程的一部分：
（1）将H从NADPH2传给一种有机物；
（2）使CO2与一种有机物结合；（3）将H从H2O传递给NADP＋。
试问，这些反应中哪些是属于光合作用的暗反应的？
A只有
（1）B只有
（2）C只有（3）D
（1）和
（2）
分析光合作用的暗反应是指CO2的固定与还原。
CO2的固定是指CO2与RuBP（1，5–二磷酸核酮糖）结合，产生了2分子的3–磷酸甘油酸。
还原主要是磷酸甘油酸被NADPH和ATP还原成三碳糖。
至于将H从H2O传递给NADP＋形成NADPH则是属于光合作用的光反应的。
【参考答案】
D。
题目!
!
!
（三）判断
1.在无氧低温条件下，细胞对环境中离子的吸收将导致细胞内外可扩散离子浓度的乘积。
2.硝酸还原酶是一种适应酶，它催化NO3-－NH3的反应。
3.酰胺是植物体内NH3的最常见与最有效的贮存形式。
4.植物细胞吸附矿质离子，实际上是细胞的H+和HCO3-与环境中的阳离子和阴离子等价交换的过程。
5.NO2-的还原只在叶中进行驶，原因是光反应形成的Fd还是NO2-还原的唯一还原力。
6.杜南平衡属于植物主动吸收矿质元素的一种方式。
7.生物固氮只有在无氧条件下才能进行，因为氢化酶怕氧。
8.植物缺Mo时，即使增施NO3-态氮，亦表现出缺N症状。
9.缺N时植物幼叶首先变黄。
10.硝酸盐还原速率，夜间快于白天。
11.土壤施磷过多时会导致玉米出现花白叶病。
12.N不是矿质元素，而是灰分元素。
13.K在植物体内一般不形成稳定的结构物质。
14.在植物体内大量积累的元素，必定是植物必需的元素。
15.达到杜南平衡时是指细胞内外的阴阳离子浓度相等时的平衡。
16.灰分元素就是植物必需的矿质元素。
17.向土壤中施入过是的磷肥，易引起植物缺锌症。
18.生长在同一培养液中的任何植物，其灰分中各种元素的含量完全相同。
19.进入根表观自由空间的矿质元素完全可以被水提取出来。
20.CaM在植物体内可起第二信使的作用。
（四）概念
必需元素稀土元素协合作用与竞争载体学说
大量元素可再利用元素作用离子泵学说
微量元素不可再利用元素浓缩效应与稀释离子通道学说
有益元素胞饮作用效应正负离子平衡学
水培法与砂培法平衡溶液杜南平衡说
生理酸性盐钙调蛋白运输酶根外追肥
生理碱性盐单盐毒害外连丝缺素培养
生理中性盐离子拮抗载体跨膜电位。
（五）问题
1．列举出10种元素，说明它们在光合过程中的作用。
2．请设计一实验，证明Mg是植物必需营养元素。
3．请设计一实验，证明根系吸盐是主动的生理过程。
4．简述土壤状况对根系吸收矿质元素的影响。
5．简述采用水培法确定必需营养元素实验时应注意的事项。
6．简述硝酸盐（NO3-）同化到氨基酸水平的生化过程。
·
7．简述硝酸盐同化与光合作用的关系。
8．概要说明必需营养元素的生理作用。
9．简述确定必需营养元素的标准。
（五〉问题
①N:
叶绿素、Cyt类。
酶类、光合胲等的组分，参与光反应和暗反应。
②P:
同化力（ATP、NADPH2）的组分，参与光反应与暗反应，尤其是在光合碳循环中的中间产物均含磷酸基，与淀粉合成有关的ADPG，与蔗糖合成有关的UDPG与C3环代谢调节有关的Pi运转。
③K:
调节气孔幵放运动，以利C02进人叶绿体，合成有机物和促进光合产物运输。
@Mg:
叶绿素组分，参与光反应（光能的吸收、传递与转换）；某些酶的激活剂，参与暗反应；作为2H+的对应体，形成挎膜的质子动力势差（Apmf）。
⑤Fe:
Cyt类、Fd.Fe_S蛋白的组分，促进叶绿素合成，参与光反应。
⑥Cu:
PC组分，稳定叶绿素，参与光反应。
⑦Mn:
参与02的释放（水的光解）。
⑤S:
Fe_S蛋白组分，光合月莫组分，酶蛋白组分，参与光、暗反应。
®B:
参与UDPG的生成，以利蔗糖合成；与糖分子结合，以利光合产物运输。
⑩C1:
参与光合放02。
（11）Zn：
碳酸酥酶的组分，促进C02的同化。
①按Knop营养湳配方，配制完全营养湳与玦Mg营养液，装于容积相同的容器咅2个，前者为对照（CK），后者为处理（TR〉；②每个容器栽植根系无损、叶片完整、大小一致的向曰葵1株，罝于温室观察；©3TR组下部叶片变黄时，采取两种措施。
按Knon配方中的Ms盐浓度，一是加入溶湳中（TR1），二是喷洒叶片（TR2）;④结果：
经过Mg处理后，经过一段时间（3〜5天），已黄叶片又变成绿色。
根据必需元素的标©Mg是植物的必需元素。
主动吸收是植物消耗代谢能的生理过程，必然与呼吸作用有关。
采用水培法（营养液中加入一定浓度的32P）培养向日葵植株，分三种处理：
一是正常条件，作为对照（CK），二是培养液中加根系呼吸抑制剂（如NaN3）
（TR1）;三是培养湳中加冰块（t=0tO（TR2）。
处理后经过一段时间（1〜2h），切断茎技，收集伤流，并分别测定伤流体积和伤流中32P的量。
结果是：
CK伤流量最多，32P最多；TR1与TR2的伤流量少于CK,伤流中的量也少于CK。
由此证明：
呼吸强，产能多，吸收矿质也多。
©温虔状况：
在一定范围内，随看土温升高根系吸盐速率加快，但土温过高，酶纯化，细胞透性増大，导致矿质外流，同时高温亦能加根系木质化，降低吸盐能力；土温过低，酶的活性下降，细胞质粘性増大，离子难于进入，通常低温的影响大于高温。
©通气状况：
02分压高C02分压低，有利于根系呼吸，促进吸盐；反之，则降低吸盐。
©PH状况：
首先，构成原生质的蛋白质是两性电解质。
在弱酸条件下，氨基酸带正电荷，易于吸收外液的阴离子；在弱碱条件下，氨基酸带负电荷，易于吸收外湳的阳离子。
其次当土填碱性加强时，Fe2+，Ca2+,Mg2+,Zn2+，P043-等逐渐变为不溶状态，不利于植物吸收；当土壇酸性加强时，K'Ca2+，Mg2+，P043-等易溶解，易被雨水淋浴同时某些重金属盐类（Pb2+，Cd2+,Mn2+等）溶解虔加大，导致植物中毒。
@离子状况：
一是协合作用，一种离子的存在促进植物对另一种离子的吸收，如光下N03-促进K+的吸收，NH4+促进P043-的吸收；二是竞争作用，一种离子的存在抑制植物对另一种离子的吸收，如Br-、I-的存在抑制植物对CI-的吸收；此外，尚有浓缩效应与稀释效应。
⑤毒物状况：
土壌中的Fe2++H2S（Cytaa3的抑制剂）、某些有机酸（甲酸、乙酸、丁酸），伤害根系，降低吸收能力。
©溶液状况：
低浓虔下，有利于植物吸收；高浓虔下无明显影响，但对植物易造成生理干旱。
首先，配制营养湳：
①作为必需营养元素的制剂要纯净；©水质应纯净（重蒸或过树脂的无离子水）；©容器为瓷质、破璃、塑料，不能用陶质；@溶液的浓度、矿质比例要适宜（按配方）；⑤PH适宜。
其次，培养管理：
①植株根系完好，大小一致，发肓正常；©移栽时，苗应固定好，根系浸入溶液；©按时通气与更换营养液，调整PH值；@_旦发现杂菌感染根系，立即消毒处理；⑤做好观察记录。
硝酸盐同化到氨基酸水平，大致经历如下生化过程：
①N03-—N02-:
在硝酸还原酶（NR）催化下，由NADH2作为还原力，
N03-+NADH2—N02-+NAD++H20
©N02-—NH3:
在亚硝酸还原酶（MR〉催化下，利用光反应形成的Fd还作为还原力，即：
N02-+Fd还NH3+Fd氧
©NH3—谷酰胺：
在谷酰胺合成酶的催化下进行，即：
谷氨酸+NH3+ATP—谷敌胺+ADP+Pi
©谷酰胺—谷氨酸：
在谷氨酸合成酶的催化下进行，即：
谷酰胺十a__戊二酸十NAD（P）H2—2谷氨酸十NAD（P）+
硝酸盐同化与光合作用的关系表现在如下三个方面：
①光合作用提供还原力：
在叶片中，N03-—N02-时在细胞中进行，直接还原力为NADH2,但光反应形成的则是NADPH2,后者不能透过叶绿体胲进人细胞质，然而可通过四碳二羧酸穿梭式反应（通过二羧酸载体完成〉，即0AA+2H+MAL-2H+可将叶绿体内的NADPH2转换成细胞质中的NADH2。
在叶绿体中，N02-—NH3时，利用光反应形成的Fd还作为还原力。
同时谷酰胺十a—酮戊二酸—2谷氨酸时，利用光反应形成的NADPH2。
或Fd还还作为还原力。
②光合作用提供能量（ATP）：
NH3被同化为氨基酸过程中，要利用ATP的能量，即：
谷氨酸十NH3+ATP—谷自I胺十ADP+Pi
©光合作用提供C架：
结合NH3的有机酸，归根结底来源于光合碳循环。
①作为细胞结构物质的组分，C、H、0、N、P、S等是糖类、脂类、蛋白质、核酸等的组分，参与细胞壁、细胞月莫、细胞质、细胞核的组成；②作为生命活动调节者，如酶、酶的激活剂、生理活性物质等组分，调控代谢过程；©参与_基酿化，如硼酸参与_基酯化，有利于有机物运输；磷酸参与If基酯化，利于物质活化与能量拷化；④电化学作用，维持离子平衡，电荷中和，原生质胶体稳定。
©影响正常生长发肓，如缺乏某种必需元素时，植物不能完成生活史；©如缺乏某种必需元素，植物出现特有的缺素症，只有加入该元素后才能逐渐恢复正常；©凡是必需元素对植物的营养功能都是直接的，并非间接效应。
4.一种植物中，一些生理过程只在植物受到全光谱白光或
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