植物生理学答案

一、水分代谢

一、名词解释

1.水势：物系中的水势是同温度下物系中的水与纯水间每偏摩尔体积的化学势

差。

2.渗透势：溶质势Ψs于溶质颗粒的存在而使水势的降低。Ψs小于0

3.自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分

4.束缚水：靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分

5.渗透作用：水分子通过半透膜的由水势高的系统向水势低的系统移动的现

象。

6.根压：根系生理活动而引起的吸水过程，与地上部分的活动无关。

7.气孔蒸腾P19

8.蒸腾拉力：由于地上部分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。

9.蒸腾作用：植物体内的水分以气体状态向外界扩散的生理过程。

10.蒸腾速率：又称蒸腾强度，指植物在单位时间内，单位叶面积通过蒸腾作用

而散失的水分量。

11.蒸腾系数：又称为需水量植物制造1g干物质所需消耗的水分量（g）。

二、简述

1.水分在根内的运输途径。

质外体途径共质体途径跨膜途径

2.气孔运动的机理。

，保卫细胞细胞质pH （1）.淀粉与糖转化学说。在光下，光合作用消耗了CO

2

增高到7，淀粉磷酸化酶催化正向反应，使淀粉水解为糖，引起保卫细胞渗透势下降，水势降低，从周围细胞吸取水分，保卫细胞膨大，因而气孔张开。黑暗中，

积累pH下降到5左右，淀粉磷保卫细胞光合作用停止，而呼吸作用仍进行，CO

2

酸化酶催化逆向反应，使糖转化成淀粉，溶质颗粒数目减少，细胞渗透势升高，水势亦升高，细胞失水，膨压丧失，气孔关闭。

（ 2.）K+积累学说。研究表明K+从副卫细胞转运到保卫细胞中引起渗透势下降，气孔张开；K+反向转运，则气孔关闭。即在光下保卫细胞叶绿体通过光合磷酸化合成ATP，活化了质膜H+-ATP酶，使K+主动吸收到保卫细胞中，K+浓度增高引起渗透势下降，水势降低，促进保卫细胞吸水，气孔张开。平衡K+电性的阴离子是苹果酸根，而其H+则与K+发生交换转运到保卫细胞之外，Cl-进入保卫细胞内，导致保卫细胞渗透势下降而吸收水分，气孔张开。在黑暗中，K+从保卫细胞扩散出去，细胞水势提高，失去水分，气孔关闭。

（ 3.）果酸代谢学说。在光照下，保卫细胞内的部分CO

被利用时，pH值就上

2

升至8.0～8.5，从而活化了PEP羧化酶，它可催化由淀粉降解产生的PEP与HCO-

3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2 H+和苹果酸根，在H+ /K+泵驱使下，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，苹果酸也可作为渗透物质降低水势，促使保卫细胞吸水，气孔张开。当叶片由光下转入暗处时，过程逆转。

3.试述蒸腾作用的生理意义。

蒸腾作用在植物生命活动中具有重要的生理意义：（1）蒸腾作用失水所造成的水势梯度是植物吸收和运输水分的主要驱动力，即蒸腾拉力是植物被动吸水的主要动力；（2）蒸腾作用能够降低植物体和叶片温度。叶片在吸收光辐射进行光合作用的同时，吸收了大量热量，通过蒸腾作用散热，可防止叶温过高，避免热害。

（3）蒸腾作用引起木质部的上升液流，有助于根部吸收的无机离子以及根中合成的有机物转运到植物体的各部分，满足生命活动需要。（4）蒸腾作用正常进行

的吸收和同化。

时，气孔是开放的，有利于CO

2

二、矿质营养

一、名词解释

必需元素：指在植物完成生活史中，起着不可替代的直接生理作用的、不可缺少的元素

离子通道：细胞膜中一类内在蛋白构成的孔状结构，多肽链中若干疏水区段在膜的脂双层结构中形成的跨膜孔道结构。

载体运输：P37,P38

泵运输

初级主动运输：H+-ATPase（质子泵）执行的主动运输。H+-ATPase利用ATP的能量跨膜转运H+，形成跨膜H+电化学势梯度—质子动力（△μH+）。又称为原处主动运转，原初主动运转在能量形式上把化学能转为渗透能。

次级主动运输：依赖H+-ATPase建立的跨膜质子电化学梯度△μH+，驱动其它离子或者小分子物质运输。

共运输：两种离子同时被跨膜运输没事逆着电化学势梯度进行的主动运输过程。

二、问答题（Answer the follwing question）

1、简述植物必需矿质元素在植物体内的生理作用。

是细胞结构物质的组成部分

②是植物生命活动的调节者，参与酶的活动

③起电化学作用，即离子浓度的平衡、胶体的稳定和电荷中和等。有些大量元素同时具备②③作用，大多数微量元素只具有酶促功能。

2、比较植物细胞水分吸收与矿质吸收的机制。

相对独立性：

（1）两个不同的过程，矿质呃进入并不与水分成正比；

（2）水分吸收是被动为主，矿物吸收则以主动为主。

相关性：

蒸腾强度时，水分吸收快，矿质吸收也尽快；

矿质必需溶解在水里，随蒸腾液流上运。

矿质的吸收将促进水分的吸收（水分主动吸收）。

3、影响植物吸收矿质元素的条件有哪些？

内因：根的表面积，根毛可以增大表面积；根部的代谢活动。

外因：①土温：影响根的呼吸作用；高温→膜透性增大→离子外漏

②土壤通气状况：与根系呼吸有关。

一般土壤中的含氧量>3～6％，不影响矿质吸收。在过于潮湿或坚实的土壤

则会缺氧。

③介质的pH值（直接；间接）

直接：PH大，有利于阳离子吸收，PH小，有利于阴离子吸收

1）影响细胞表面的非扩散性离子的带电情况。

蛋白质 PH >等电点，带负电----吸收阳离子

PH<等电点，带正点——吸收阴离子

2）氢质子、氢氧根离子与矿质竞争性吸收

间接： 1）影响矿质的溶解度

2）影响微生物活动

过酸性根瘤菌死亡---降低固氮能力

过碱性反硝化菌发育好，降低土壤肥力

④离子间的相互作用

1）协同作用（synergistic action）：一种离子的存在促进另一种离子的吸收利用。

例如磷能促进氮的吸收及利用，因为蛋白质合成需要ATP和核酸。生产上常施用磷肥增加氮的吸收及利用。钾也能促进氮的吸收及利用，因为钾促进核酸形成及氮代谢，故生产上氮、磷、钾适当配合对增产有很好的效果。

2）相互抑制作用

一些离子的存在或过多常抑制另一些离子的吸收利用，例如磷过多常引起缺锌症状，因为磷与锌形成不溶解的磷酸锌[Zn3（PO4）2]，植物不能吸收。故施肥时应考虑离子间的平衡。

⑤土壤真菌－菌根

根与真菌共生 菌根。扩大吸收表面积

三、光合作用

一、名词解释

1.原初反应：中心色素分子吸收光能或接受其它色素分子传递能量，被激发的

高能电子转移到其它分子，产生电荷分离，发生氧化还原的化学反应。

2.光合单位：

3.爱默生效应:在远红光（大于685nm）条件下，产生红降现象，补充较短波长

的光（650nm），量子产量将会恢复，并且是增益的，将这种双光促进光合效率的现象称为~~，又叫双光增益效应。

4.光饱和现象

的过程，称为光呼5.光呼吸：植物绿色器官在照光条件下吸收氧气和释放CO

2

吸。

6.CO2补偿点：在CO2饱和点以下，光合作用吸收的CO2与呼吸同光呼吸释放

的CO2达动态平衡，这时环境中的CO2浓度称为CO2补偿点。

7.光系统：由不同的中心色素和一些天线色素、电子供体和电子受体组成的蛋

白色素复合体，其中PSI的中心色素为叶绿素aP700，PSII的中心色素为叶绿素aP680.

8.荧光现象：叶绿素的乙醚溶液在直射光下为翠绿色，在发射光下为棕红色。

这个红光就是叶绿素受光激发后回到基态所发射的光，称为荧光（寿命10-8~10-9s）

9.光合磷酸化：叶绿体在光下，通过光合电子传递，将无机磷和ADP转化为ATP，