植物生理习题集.docx

植物生理习题集.docx

《植物生理习题集.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《植物生理习题集.docx（92页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

植物生理习题集

第一章植物的水分代谢

三、填空题

1.水分在植物体内以______和______两种形式存在。

2.将一个充分饱和的细胞放入比其细胞液低10倍的溶液中，其体积______。

3.植物细胞的水势是由______、______、______等组成的。

4.细胞间水分子移动的方向决定于______，即水分从水势______的细胞流向______的细胞。

5.水分通过叶片的蒸腾方式有两种，即______和______。

6.______和______现象可以证明根压的存在。

7.无机离子泵学说认为，气孔在光照下张开时,保卫细胞内______离子浓度升高，这是因为保卫细胞内含______，在光照下可以产生______,供给质膜上的______作功而主动吸收______离子，降低保卫细胞的水势而使气孔______。

8.影响蒸腾作用最主要的外界条件是______。

9.细胞中自由水越多，原生质粘性______，代谢______，抗性______。

10.灌溉的生理指标有______，细胞汁液浓度，渗透势和______。

11.植物细胞吸水有三种方式，未形成液泡的细胞靠______吸水，液泡形成以后，主要靠______吸水，另外还有______吸水，这三种方式中以______吸水为主。

12.相邻的两个植物细胞，水分移动方向决定于两端细胞的______。

13.干燥种子吸收水分的动力是______。

14.植物对蒸腾的调节方式有______、______和______。

15.某种植物每制造一克干物质需要消耗水分500克，其蒸腾系数为______，蒸腾效率为______。

16.水滴呈球形，水在毛细管中自发上升。

这两种现象的原因是由于水有______。

17.影响气孔开闭的最主要环境因素有四个，它们是______，______，______和______。

18.植物被动吸水的能量来自于______，主动吸水的能量来自于______。

19.影响植物气孔开闭的激素是______、______。

20.将已发生质壁分离的细胞放入清水中，细胞的水势变化趋势是______，细胞的渗透势______，压力势______。

四、问答题

1.温度过高或过低为什么不利于根系吸水？

2.试述气孔运动的机理。

3.试述水对植物生长发育的影响。

4.蒸腾拉力能将水分提升至植物体的各个部位，其途径和机理是什么？

5.解释“烧苗”现象的原因。

6．土壤通气不良造成根系吸水困难的原因是什么？

7.蒸腾作用的强弱与哪些因素有关，为什么？

8.禾谷类作物的水分临界期在什么时期，为什么？

9.合理灌溉在农业生产中的意义，如何做到合理灌溉。

10.简述植物体内水分的存在的状态与代谢的关系。

11.简述蒸腾作用的生理意义。

12.简述保卫细胞的特点。

13.简述外部因素对气孔运动的影响。

一、名词解释

1.水分代谢：

植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。

2.水势（waterpotential）：

每偏摩尔体积的水的化学势差称为水势，用ψw表示。

Ψw=（μw-μow）/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

3.压力势（pressurepotential，ψp）：

由于压力的存在而使体系水势改变的数值。

若加正压力，使体系水势增加，加负压力，使体系水势下降。

4.渗透势（osmoticpotential,ψπ）：

由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。

溶质势表示溶液中水分潜在的渗透能力的大小，渗透势又可称为溶质势ψs（solutepotential，ψs）。

5.根压（rootpressure）由于植物根系生理活动而促使液流从根部上升的压力。

它是根系与外液水势差的表现和量度。

根系活力强、土壤供水力高、叶的蒸腾量低时，根压较大。

伤流和吐水现象是根压存在证据。

6.自由水（freewater）：

与细胞组分之间吸附力较弱,可以自由移动的水。

7.渗透作用（osmosis）：

溶液中的溶剂分子通过半透膜扩散的现象。

对于水溶液而言，是指水分子从水势高处通过半透膜向水势低处扩散的现象。

8.束缚水（boundwater）：

与细胞组分紧密结合不能自由移动、不易蒸发散失的水。

9.衬质势（matrixpotential，ψm）：

由于衬质（表面能吸附水分的物质，如纤维素、蛋白质、淀粉等）的存在而使体系水势降低的数值。

10.吐水（guttation）：

从未受伤的叶片尖端或边缘的水孔向外溢出液滴的现象。

吐水也是由根压引起的。

作物生长健壮，根系活动较强，吐水量也较多，所以，吐水现象可以作为根系生理活动的指标，并能用以判断苗长势的好坏。

11.伤流（bleeding）：

从受伤或折断的植物组织伤口处溢出液体的现象。

伤流是由根压引起的，是从伤口的输导组织中溢出的。

伤流液的数量和成分可作为根系生理活性高低的指标。

12.蒸腾拉力：

由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。

13.蒸腾作用：

水分通过植物体表面（主要是叶片）以气体状态从体内散失到体外的现象。

14．蒸腾效率：

植物在一定生育期内所积累干物质量与蒸腾失水量之比，常用g·kg-l表示。

15.蒸腾系数（transpirationcoefficient）植物每制造1g干物质所消耗水分的g数，它是蒸腾效率的倒数，又称需水量（waterrequirement）。

16.生态需水：

通过改变栽培环境，特别是土壤条件，从而间接地对植物发生影响的水分。

17.吸胀作用（imbibition）：

亲水胶体物质吸水膨胀的现象称为吸胀作用。

胶体物质吸引水分子的力量称为吸胀力。

蛋白质类物质吸胀力最大，淀粉次之，纤维素较小。

18．永久萎蔫系数：

将叶片刚刚显示萎蔫的植物，转移至阴湿处仍不能恢复原状，此时土壤中水分重量与土壤干重的百分比叫做永久萎蔫系数。

19.水分临界期（criticalperiodofwater）：

植物在生命周期中，对缺水最敏感、最易受害的时期。

一般而言，植物的水分临界期多处于花粉母细胞四分体形成期，这个时期一旦缺水，就使性器官发育不正常。

作物的水分临界期可作为合理灌溉的一种依据。

20.内聚力学说（cohesiontheory）：

该学说由狄克逊（H．H．Dixon，）和伦尼尔（O．Renner，）在20世纪初提出，是以水分的内聚力（相同分子间相互吸引的力量）来解释水分在木质部中上升的学说。

内聚力学说的基本论点是：

①水分子之间有强大的内聚力，当水分被局限于具有可湿性内壁的细管（如导管或管胞）中时，水柱可经受很大的张力而不致断裂；②植物体内的水分是在被水饱和的细胞壁和木质部运输的，水分子从叶的蒸发表面到根的吸水表面形成一个连续的体系；③叶肉细胞蒸腾失水后细胞壁水势下降，使木质部的水分向蒸发表面移动，木质部的水分压力势下降而产生张力；④蒸发表面水势的降低，经连续的导水体系传递到根，使土壤水分通过根部循茎上升，最后到达叶的蒸腾表面。

内聚力学说也称蒸腾流－内聚力－张力学说（transpirationcohesiontensiontheory）。

21.植物的最大需水期：

指植物生活周期中需水最多的时期。

22.小孔扩散律（smallopeningdiffusionlaw）：

指气体通过多孔表面扩散的速率,不与小孔的面积成正比，而与小孔的周长或直径成正比的规律。

气孔蒸腾速率符合小孔扩散律。

23.重力势（gravitypotential，ψg）：

由于重力的存在而使体系水势增加的数值。

24.水孔蛋白（waterchannelprotein）：

存在在生物膜上的具有通透水分功能的内在蛋白。

水通道蛋白亦称水通道蛋白（aquaporins,AQPs）。

25.节水农业（economizewateragricultute）：

是充分利用水资源，采取水利和农业措施提高水分利用率和生产效率，并创造出有利于农业可持续发展的生态环境的农业。

二、写出下列符号的中文名称

1.RWC：

相对含水量2.Ψw：

水势3.Ψs：

溶质势或称渗透势4.Ψm：

衬质势

5.Vw：

纯水的摩尔体积6.Ψp：

压力势7.SPAC：

土壤--植物--大气连续体

8.RH：

空气相对湿度9.Mpa：

兆帕10.AQP：

水孔蛋白

三、填空题

1.自由水束缚水2.变小3.衬质势渗透势压力势4.水势差高低5.气孔蒸腾

角质蒸腾6.伤流吐水7.钾叶绿体ATP钾一氢泵钾张开8.光照9.越小越旺盛越弱10.叶片水势气孔开度11.吸胀作用渗透作用代谢性渗透性12.水势差异13.吸胀作用14.气孔关闭初干植物暂时萎蔫15.500克水／克干物质

2克干物质／公斤水16.表面张力17.光CO2水叶温18.太阳辐射能呼吸作用产生的ATP19.细胞分裂素（CTK）脱落酸（ABA）20.增大增大增大

四、问答题

1.答：

温度尤其是土壤温度与根系吸水关系很大。

过高过低对根系吸水均不利。

（1）低温使根系吸水下降的原因：

①水分在低温下粘度增加，扩散速率降低，同时由于细胞原生质粘度增加，水分扩散阻力加大；②根呼吸速率下降，影响根压产生，主动吸水减弱；③根系生长缓慢，不发达，有碍吸水面积扩大。

（2）高温使根系吸水下降的原因：

①土温过高会提高根的木质化程度，加速根的老化进程；②使根细胞中的各种酶蛋白变性失活。

土温对根系吸水的影响还与植物原产地和生长发育的状况有关。

一般喜温植物和生长旺盛的植物的根系吸水易受低温影响，特别是骤然降温，例如在夏天烈日下用冷水浇灌，对根系吸水很为不利。

2.答：

关于气孔开闭机理主要有两种学说:

⑴无机离子泵学说又称K+泵假说。

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，产生的能量将H+从保卫细胞分泌到周围细胞中,使得保卫细胞的pH值升高，质膜内侧的电势变低，周围细胞的pH值降低，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，引发开孔。

⑵苹果酸代谢学说在光下,保卫细胞内的部分CO2被利用时,pH值上升至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。

3.答：

⑴细胞的重要组成成分一般植物组织含水量占鲜重的75％～90％。

⑵代谢过程的反应物质如果没有水，许多重要的生化过程如光合作用放氧反应、呼吸作用中有机物质的水解都不能进行。

⑶各种生理生化反应和物质运输的介质如矿质元素的吸收、运输、气体交换、光合产物的合成、转化和运输以及信号物质的传导等都需以水作为介质。

⑷使植物保持固有的姿态植物细胞含有大量水分，产生的静水压可以维持细胞的紧张度，使枝叶挺立，花朵开放，根系得以伸展，从而有利于植物捕获光能、交换气体、传粉受精以及对水肥的吸收。

⑸具有重要的生态意义通过水所具有的特殊的理化性质可以调节湿度和温度。

例如：

植物通过蒸腾散热，调节体温，以减轻烈日的伤害；水温的变化幅度小，在水稻育秧遇到寒潮时可以灌水护秧；高温干旱时，也可通过灌水来调节植物周围的温度和湿度，改善田间小气候；此外可以水调肥，用灌水来促进肥料的释放和利用。

因此水在植物的生态环境中起着特别重要的作用。

4.答：

蒸腾作用产生的强大拉力把导管中的水往上拉，而导管中的水柱可以克服重力的影响而不中断,这通常可用蒸腾流－内聚力－张力学说,也称"内聚力学说"来解释，即水分子的内聚力大于张力，从而能保证水分在植物体内的向上运输。

水分子的内聚力很大，可达几十MPa。

植物叶片蒸腾失水后，便向导管吸水,而水本身有重量，受到向下的重力影响，这样，一个上拉的力量和一个下拖的力量共同作用于导管水柱上就会产生张力，其张力可达-3.0MPa，但由于水分子内聚力远大于水柱张力，同时，水分子与导管或管胞壁的纤维素分子间还有附着力，因而维持了输导组织中水柱的连续性,使得水分不断上升

5.答：

一般土壤溶液的水势都高于根细胞水势，根系顺利吸水。

若施肥太多或过于集中，会造成土壤溶液水势低于根细胞水势，根系不但不能吸水还会丧失水分，故引起“烧苗”现象。

6.答：

其主要原因有：

①根系环境内氧气缺乏，二氧化碳积累，呼吸作用受到抑制，影响根系吸水。

②长期在缺氧气条件下根进行无氧呼吸，产生并积累较多的乙醇，使根系中毒受伤。

③土壤处于还原状态，加之土壤微生物的活动，产生一些有毒物质，造成“黑根”或“烂根”。

农业生产中的中耕耘田、排水晒田等措施是为了增加土壤的透气性。

7.答：

蒸腾速率与扩散力成正比，与扩散阻力成反比，因此，凡是二因子的内外条件均影响蒸腾速率。

主要有如下二方面因素：

（1）内部因素：

气孔和气孔下腔都直接影响蒸腾速率。

气孔频度和开度大，气孔下腔容积大等都促进蒸腾作用。

（2）外部因素：

①光照。

光照对蒸腾起决定性的促进作用，叶片吸收的辐射能大部分用于蒸腾。

光能促使气孔张开，又能提高叶片温度，使内部阻力减小和叶内外蒸汽压差增大，加速蒸腾。

②大气相对湿度。

当大气相对湿度大时，大气蒸汽压也增大，叶内外蒸汽压差就变小，蒸腾变慢；反之，加快。

③大气温度。

叶温高于气温，尤其在太阳直射下叶温较气温一般高2—10℃，厚叶更显著。

气温增高时，叶内外蒸汽压差增大，蒸腾加快。

④风。

微风可吹走气孔外的界面层，补充一些蒸汽压低的空气，外部扩散阻力减小，蒸腾加快。

但大风引起气孔关闭，使蒸腾减弱。

⑤土壤条件。

凡是影响根系吸水的各种土壤条件，如土温、土壤通气状况、土壤溶液浓度等均可间接影响蒸腾作用。

8.答：

禾谷类作物有两个水分临界期：

一个在孕穗期，即花粉母细胞四分体到花粉粒形成阶段。

因为此阶段小穗正在分化，茎穗迅速发育，叶面积快速扩大，代谢较旺盛，耗水量最多，若缺水，小穗发育不良，植株矮小，产量低。

另一个是在开始灌到乳熟末期。

此时主要进行光合产物的运输与分配，若缺水机物运输受阻，造成灌浆困难，功能叶早衰，籽粒瘦小，产量低。

9.答：

合理灌溉是依据作物需水规律和水源情况进行灌溉，调节植物体内的水分状况，满足作物生长发育的需要，用适量的水取得最大的效果。

因此合理灌溉在节水农业中具有重要的意义。

要做到合理灌溉，就需要掌握作物的需水规律。

反映作物需水规律的参数有需水量和水分

界期。

作物需水量（蒸腾系数）和水分临界期又因作物种类、生长发育时期不同而有差异。

合理灌溉则要以作物需水量和水分临界期为依据，参照生理和形态等指标制定灌溉方案，采用先进的灌溉方法及时地进行灌溉。

10.答：

植物体内的水分存在两种形式，一种是与细胞组分紧密结合而不能自由移动、不易蒸发散失的水，称为束缚水,另一种是与细胞组分之间吸附力较弱,可以自由移动的水,称为自由水。

自由水可参与各种代谢活动，因此，当自由水/束缚水比值高时，细胞原生质呈溶胶状态，植物的代谢旺盛，生长较快，抗逆性弱；反之，自由水少时，细胞原生质呈凝胶状态，植物代谢活性低，生长迟缓，但抗逆性强。

11.答：

（1）是植物水分吸收和运输的主要动力。

（2）促进植物对矿物质和有机物的吸收及其在植物体内的运输。

（3）能够降低叶片的温度，防止植物灼伤。

12.答：

①保卫细胞体积很小，并有特殊结构，有利于膨压迅速而显著的改变；而表皮细胞大，又无特别形状。

②保卫细胞胞壁中有径向排列的辐射状微纤束与内壁相连，便于对内壁施加作用。

③保卫细胞中有一整套细胞器，且数目多。

④保卫细胞叶绿体有明显的基粒构造，而表皮细胞无叶绿体。

13.答：

许多因子都能调节气孔运动，可归纳为以下几方面：

①二氧化碳。

乙叶片内低二氧化碳分压，可使气孔打开；高二氧化碳分压，使气孔关闭。

②光。

一般情况下，光照使气孔打开，黑暗使气孔关闭，但植物则相反。

另外，光质对气孔运动的影响与对光合作用影响相似，即蓝光和红光最有效。

③温度。

气孔开度一般随温度上升而增大，25℃以上气孔开度最大。

但30-35℃会引起气孔开度减小，低温下气孔关闭。

④水分。

叶中水势下降时气孔开度减小或关闭。

但久雨时叶表皮细胞含水量高，体积增大，挤压保卫细胞引起气孔关闭。

⑤风。

微风有利气孔打开，大风可使气孔关闭。

⑥植物激素。

CTK促使气孔张开，ABA可促进气孔关闭。

第二章植物的矿质及氮素营养

三、填空题

1．在必需元素中能再利用的元素有______，不能再利用的元素有______，引起缺绿症的元素有______。

2.硝酸盐还原速度白天比夜间______，这是因为叶片在光下形成的______和______能促进硝酸盐的还原。

3.供______不足，叶脉仍绿而脉间变黄，有时呈紫红色，严重时形成坏死斑点。

缺______时，玉米易得"花白叶病"，果树易得"小叶病"。

4.土壤中长期施用（NH4）2SO4，会使土壤pH值______。

5.根部吸收的无机离于是通过______向上运输的，但也能横向运输到______，喷在叶面的有机与无机物质是通过______运到植株各部分的。

衰老器官解体的原生质与高分子颗粒还可通过______向新生器官转移。

6.作物追肥的生理指标是：

______、______、______、______、______。

7.植物细胞吸收矿质元素的三种方式分别是：

______、______和______。

8.植物必需的微量元素有______、______、______、______、______、______、______等七种．

9.植物根内表观自由空间（AFS）由两部分组成：

______和______。

10.植物吸收硝酸盐后要经过______酶催化，把硝酸盐还原成______才能被利用。

11.Ca属于______的元素，其缺乏症首先表现在______。

12.多年大量施入NaNO3会使土壤溶液pH值______。

13.促进植物授粉、受精作用的矿物质因素是______。

14.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的______而______，而阴离子的吸收随pH的______而______。

15.所谓的肥料三要素是指______、______和______三种矿质元素。

四、问答题

1.简述根系吸收矿质元素的特点。

2.简要回答农业生产上不能一次施用过多的化肥。

3.温度过低为什么会影响根系吸收矿物质。

4.白天和夜晚的硝酸还原速度是否相同，为什么？

5．高等绿色植物是怎样使硝酸根离子被还原为氨基酸的？

6.简述根外营养的优点。

7．简述施肥增产原因。

8.试分析植物失绿的可能原因。

9.为什么在叶菜类植物的栽培中常多施用氮肥，而栽培马铃薯和甘薯则较多地施用钾肥？

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？

一、名词解释

1.矿质营养（mineralnutrition）：

植物对矿质的吸收、转运和同化以及矿质在生命活动中的作用。

2.灰分元素（ashelement）：

干物质充分燃烧后，剩余下一些不能挥发的灰白色残渣，称为灰分。

构成灰分的元素称为灰分元素。

灰分元素直接或间接来自土壤矿质，所以又称为矿质元素。

3.大量元素（majorelement，macroelement）：

植物生命活动必需的、且需要量较多的一些元素。

它们约占植物体干重的0.01%～10%，有C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S等。

4.微量元素（minorelement，microelement，traceelement）：

植物生命活动必需的、而需要量很少的一类元素。

它们约占植物体干重的10-5%～10-3%，有Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl等。

5.必需元素（essentialelement）：

植物生长发育中必不可少的元素。

国际植物营养学会规定的植物必需元素的三条标准是：

①由于缺乏该元素，植物生长发育受阻，不能完成其生活史；②除去该元素，表现为专一的病症，这种缺素病症可用加入该元素的方法预防或恢复正常；③该元素在植物营养生理上表现直接的效果，不是由于土壤的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果。

6.有益元素（beneficialelement）：

并非植物生命活动必需，但能促进某些植物的生长发育的元素。

如Na、Si、Co、Se、V等。

7.水培法（waterculturemethod）：

亦称溶液培养法或无土栽培法，是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法。

8.砂培法（sandculturemethod）：

全称砂基培养法，在洗净的石英砂或玻璃球等基质中，加入营养液培养植物的方法。

9.生理酸性盐（physiologicallyacidsalt）：

植物根系从溶液中有选择地吸收离子后使溶液酸度增加的盐类。

如供给（NH4）2SO4，植物对其阳离子（NH4+）的吸收大于阴离子（SO42-），根细胞释放的H+与NH4+交换，使介质pH值下降，这种盐类被称为生理酸性盐，如多种铵盐。

10.生理碱性盐（physiologicallyalkalinesalt）：

植物根系从溶液中有选择地吸收离子后使溶液酸度降低的盐类。

如供给NaNO3，植物对其阴离子（NO3-）的吸收大于阳离子（Na+），根细胞释放OH-或HCO3-与NO3-交换，从而使介质pH值升高，，如多种硝酸盐。

11.生理中性盐（physiologicallyneutralsalt）：

对于NH4+NO3-，植物吸收其阴离子和阳离子的量几乎相等，不改变周围介质的pH值，这类盐被称为生理中性盐。

12.单盐毒害（toxicityofsinglesalt）：

植物培养在单种盐溶液中所引起的毒害现象。

单盐毒害无论是营养元素或非营养元素都可发生，而且在溶液很稀时植物就会受害。

13.离子颉颃（ionantagonism）：

离子间相互消除毒害的现象，也称离子对抗。

14.选择吸收：

根对不同盐与同一盐的不同离子的吸收具有选择性，因而称为选择吸收。

15.叶片营养：

植物除了根部吸收矿质元素外，地上部分主要是叶面部分吸收矿质营养的过程叫叶片营养，也称根外营养。

16.硝化作用（nutrification）：

亚硝酸细菌和硝酸细菌使土壤中的氨或铵盐氧化成亚硝酸盐和硝酸盐的过程。

17.反硝化作用（denutrification）：

许多微生物，尤其是各种反硝化细菌，在土壤氧气不足的条件下，将硝酸盐还原成亚硝酸盐，并进一步把亚硝酸盐还原成氨基游离氮的过程，结果使土壤中可利用氮消失。

18.由空间（apparentfreespace，AFS）：

根部的自由空间体积占根的总体积的百分数。

豌豆、大豆、小麦等植物的AFS在8%～14%之间。

19.子的协合作用：

是指一种离子的存在促进另一种离子的吸收、利用。

这种