植物生理学重点课后习题及名词解释

第一章植物的水分生理

2.从植物生理学角度，分析农谚“有收无收在于水”的道理。

答：水，孕育了生命。陆生植物是由水生植物进化而来的，水是植物的一个重要的“先天”环境条件。植物的一切正常生命活动，只有在一定的细胞水分含量的状况下才能进行，否则，植物的正常生命活动就会受阻，甚至停止。可以说，没有水就没有生命。在农业生产上，水是决定收成有无的重要因素之一。

水分在植物生命活动中的作用很大，主要表现在4个方面：

水分是细胞质的主要成分。细胞质的含水量一般在70~90%，使细胞质呈溶胶状态，保证了旺盛的代谢作用正常进行，如根尖、茎尖。如果含水量减少，细胞质便变成凝胶状态，生命活动就大大减弱，如休眠种子。

水分是代谢作用过程的反应物质。在光合作用、呼吸作用、有机物质合成和分解的过程中，都有水分子参与。

水分是植物对物质吸收和运输的溶剂。一般来说，植物不能直接吸收固态的无机物质和有机物质，这些物质只有在溶解在水中才能被植物吸收。同样，各种物质在植物体内的运输，也要溶解在水中才能进行。

水分能保持植物的固有姿态。由于细胞含有大量水分，维持细胞的紧张度（即膨胀），使植物枝叶挺立，便于充分接受光照和交换气体。同时，也使花朵张开，有利于传粉。

5.植物叶片的气孔为什么在光照条件下会张开，在黑暗条件下会关闭？

保卫细胞细胞壁具有伸缩性，细胞的体积能可逆性地增大40~100%。

保卫细胞细胞壁的厚度不同，分布不均匀。双子叶植物保卫细胞是肾形，内壁厚、外壁薄，外壁易于伸长，吸水时向外扩展，拉开气孔；禾本科植物的保卫细胞是哑铃形，中间厚、两头薄，吸水时，横向膨大，使气孔张开。

保卫细胞的叶绿体在光下会形成蔗糖，累积在液泡中，降低渗透势，于是吸水膨胀，气孔张开；在黑暗条件下，进行呼吸作用，消耗有机物，升高了渗透势，于是失水，气孔关闭。

第二章植物的矿质营养植物生理学

9.根部细胞吸收的矿质元素通过什么途径和动力运输到叶片？

答：根部细胞吸收矿质元素的途径是：1. 离子吸附在根部细胞表面。2.离子进入根的内部。3.离子通过被动扩散或主动运输进入导管或管胞。矿质元素同样通过根压和蒸腾拉力，随着水分运输到叶片。

10.在作物栽培时，为什么不能施用过量的化肥，怎样施肥才比较合理？

过量施肥时，可使植物的水势降低，根系吸水困难，烧伤作物，影响植物的正常生理过程。同时，根部也吸收不了，造成浪费。

合理施肥的依据：

根据形态指标、相貌和叶色确定植物所缺少的营养元素。

通过对叶片营养元素的诊断，结合施肥，使营养元素的浓度尽量位于临界浓度的周围。

测土配方，确定土壤的成分，从而确定缺少的肥料，按一定的比例施肥。

11.植物对水分和矿质元素的吸收有什么关系？是否完全一致？

关系：矿质元素可以溶解在溶液中，通过溶液的流动来吸收。

两者的吸收不完全一致

相同点：①两者都可以通过质外体途径和共质体途径进入根部。

②温度和通气状况都会影响两者的吸收。

不同点：①矿质元素除了根部吸收后，还可以通过叶片吸收和离子交换的方式吸收矿物质。

②水分还可以通过跨膜途径在根部被吸收。

13.自然界或栽种作物过程中，叶子出现红色，为什么？

缺少氮元素：氮元素少时，用于形成氨基酸的糖类也减少，余下的较多的糖类形成了较多的花色素苷，故呈红色。

缺少磷元素：磷元素会影响糖类的运输过程，当磷元素缺少时，阻碍了糖分的运输，使得叶片积累了大量的糖分，有利于花色素苷的形成。

缺少了硫元素：缺少硫元素会有利于花色素苷的积累。

自然界中的红叶：秋季降温时，植物体内会积累较多的糖分以适应寒冷，体内的可溶性糖分增多，形成了较多的花色素苷。

15.引起嫩叶发黄和老叶发黄的分别是什么元素？请列表说明。

引起嫩叶发黄的：S Fe，两者都不能从老叶移动到嫩叶。

引起老叶发黄的：K N Mg Mo，以上元素都可以从老叶移动到嫩叶。

Mn既可以引起嫩叶发黄，也可以引起老叶发黄，依植物的种类和生长速率而定。

16.叶子变黄可能是那些因素引起的？请分析并提出证明的方法。

缺乏下列矿质元素：N Mg F Mn Cu Zn。证明方法是：溶液培养法或砂基培养法。

分析：N和Mg是组成叶绿素的成分，其他元素可能是叶绿素形成过程中某些酶的活化剂，在叶绿素形成过程中起间接作用。

光照的强度：光线过弱，会不利于叶绿素的生物合成，使叶色变黄。

证明及分析：在同等的正常条件下培养两份植株，之后一份植株维持原状培养，另一份放置在光线较弱的条件下培养。

比较两份植株，哪一份首先出现叶色变黄的现象。

温度的影响：温度可影响酶的活性，在叶绿素的合成过程中，有大量的酶的参与，因此

过高或过低的温度都会影响叶绿素的合成，从而影响了叶色。

证明及分析：在同等正常的条件下，培养三份植株，之后其中的一份维持原状培养，一份放置在低温下培养，另一份放置在高温条件下培养。比较三份植株变黄的时间。

第三章植物的光合作用

1.植物光合作用的光反应和碳反应是在细胞的哪些部位进行的？为什么？

答：光反应在类囊体膜（光合膜）上进行的，碳反应在叶绿体的基质中进行的。

原因：光反应必须在光下才能进行的，是由光引起的光化学反应，类囊体膜是光合膜，为光反应提供了光的条件；碳反应是在暗处或光处都能进行的，由若干酶催化的化学反应，基质中有大量的碳反应需要的酶。

答：光反应在类囊体膜（光合膜）上进行的，碳反应在叶绿体的基质中进行的。

原因：光反应必须在光下才能进行的，是由光引起的光化学反应，类囊体膜是光合膜，为光反应提供了光的条件；碳反应是在暗处光处都能进行的，由若干酶催化的化学反应，基质中有大量的碳反应需要的酶。

3.

PSII PSI

位于类囊体的堆叠区，颗粒较大位于类囊体非堆叠区，颗粒小

由12种不同的多肽组成由11种蛋白组成

反应中心色素最大吸收波长680nm 反应中心色素最大吸收波长700nm

水光解，释放氧气将电子从PC传递给Fd

含有LHCII 含有LHCI

6.光合作用的碳同化有哪些途径？试述水稻、玉米、菠萝的光合碳同化途径有什么不同？

答：有三种途径C3途径、C4途径和景天酸代谢途径。

水稻为C3途径；玉米为C4途径；菠萝为CAM。

C3 C4 CAM

植物种类温带植物热带植物干旱植物

固定酶Rubisco PEPcase/Rubisco PEPcase/Rubisco

CO2受体RUBP RUBP/PEP RUBP/PEP

初产物PGA OAA OAA

7.

C3 C4

叶片结构无花环结构，只有一种叶绿体有花环结构，两种叶绿体

叶绿素a/b 2.8+-0.4 3.9+-0.6

CO2固定酶Rubisco PEPcase/Rubisco

CO2固定途径卡尔文循环C4途径和卡尔文循环

最初CO2接受体RUBP PEP

光合速率低高

CO2补偿点高低

饱和光强全日照1/2 无

光合最适温度低高

羧化酶对CO2亲和力低高，远远大于C3

光呼吸高低