植物生理学简答题

植物生理学简答题1．简述水分在植物生命活动中的作用。

(1)水是植物细胞的主要组成成分；

(2)水分是植物体内代谢过程的反应物质,参与呼吸作用，光合作用等过程。

(3)细胞分裂和伸长都需要水分。

(4)水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的溶剂。

(5)水分能使植物保持固有姿态。

(6)可以通过水的理化特性以调节植物周围的大气温度、湿度等。对维持植物体温稳定和降低体温也有重要作用。

2、简述影响根系吸水的土壤条件

(1)土壤中可用水量：当土壤中可用水分含量降低时，土壤溶液与根部细胞间的水势差减小，根系吸水缓慢

(2)土壤通气状况：土壤通气状况不好，土壤缺氧和二氧化碳浓度过高，使根系细胞呼吸速率下降，引起根系吸水困难。

(3)土壤温度：低温不利于根系吸水，因为低温下细胞原生质黏度增加，水分扩散阻力加大；同时根呼吸速率下降，影响根压产生，主动吸水减弱。高温也不利于根系吸水，土温过高加速根的老化进程，根细胞中的各种酶蛋白高温变形失活。

(4)土壤溶液浓度：土壤溶液浓度过高引起水势降低，当土壤溶液水势与根部细胞的水势时，还会造成根系失水。

3、导管中水分的运输何以能连续不断？

由于植物体叶片的蒸腾失水产生很大的负净水压，将导管中的水柱向上拉动，形成水分的向上运输；水分子间有相互吸引的内聚力，该力很大，可达20 MPa以上；同时，水柱本身有重量，受向下的重力影响，这样，上拉的力量与下拖的力量共同作用于导管水柱，水柱上就会产生张力，但水分子内聚力远大于水柱张力。此外，水分子与导管或管胞细胞壁纤维素分子间还具有很大的附着力，因而维持了导管中水柱的连续性，使得导管水柱连续不断，这就是内聚力-张力学说。

4．试述蒸腾作用的生理意义。

(1)是植物对水分吸收和运输的主要动力。

(2)促进植物对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。

5、根系吸水有哪些途径并简述其概念。

答：有3条途径：

质外体途径：指水分通过细胞壁，细胞间隙等部分的移动方式。

跨膜途径：指水分从一个细胞移动到另一个细胞，要两次经过质膜的方式。

共质体途径：指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质的方式。

6、简述植物体内水分向上运输的动力和产生原因。（水分和营养物质运输到叶子上的原因）

答：植物体内水分向上运输的动力是根压和蒸腾拉力。

根压产生的原因：植物根系从土壤溶液中吸收离子，离子通过一系列途径被释放到木质部导管中。内皮层细胞相当于皮层和导管间的半透膜。离子在导管内引起导管内渗透压下降，水势也下降，从而在内皮层内外建立了水势梯度，水分沿着水势梯度进入导管，因此而产生净水压，即根压。根压推动水分向上运输。

蒸腾拉力产生的原因：当植物叶片进行蒸腾作用时，水分从气孔蒸腾散失到大气中，气孔下腔附近的叶肉细胞因蒸腾失水而水势下降，失水的细胞便会向相邻的水势较高的叶肉细胞吸水。如此传递，接近叶脉导管的细胞向叶脉导管、茎导管、根导管、根部吸水。这样便从叶片到根系产生了一个由低到高的水势梯度，促使根系从土壤吸水。这种因蒸腾作用所产生的吸水的能力就是蒸腾拉力。

7、影响蒸腾作用的因素有那些？

(1)内部因素：气孔数量、气孔大小和气孔阻力直接影响蒸腾速率。气孔阻力包括气孔和气孔下腔的状况，如气孔的形状、气孔的体积和气孔的开度。在一定范围内，气孔数量多、气孔阻力小，蒸腾作用强。

(2)外部因素：

1）光照：光照能提高大气和叶片的温度，也促使气孔张开，从而增强蒸腾作用；

2）大气相对湿度：大气相对湿度低，蒸腾作用增强，反之则相反；

3）温度：在大气相对湿度相同时，温度增高，蒸腾作用增强。

4）风速：微风能降低气孔外的水蒸气，促进蒸腾作用；强风能引起气孔关闭，蒸腾作用减弱。

8、为什么淹水后植物会发生萎蔫的现象

植物因失水过多或吸水不足会使细胞膨压降低而造成萎蔫。水涝时，土壤往往缺氧，根系有氧呼吸受阻，影响根系对矿物质的吸收。根系对离子的主动吸收受阻，根内外不能形成溶质势差（水势差），从而抑制了根系对水分的吸收；在缺氧时，根系进行无氧呼吸，在根际周围产生、累积乙醇等有害物质，使根系受损，限制根系的生长，减少根的吸收面积，并使根部输导水分的能力丧失。因此，在水涝时，尽管植物根系水分供应充足，但由于根系环境缺氧而不能进行正常的水分吸收，表现出萎蔫现象。

9．试述在光照条件下气孔运动的机理。

气孔运动的渗透调节机制：气孔运动主要与保卫细胞的水势（膨压）变化有关，保卫细胞水势提高则气孔打开，水势降低则气孔关闭。目前主要有淀粉-蔗糖转化学说，K+积累学说和苹果酸代谢学说解释气孔运动机制。

(1)淀粉-糖变化学说。气孔运动是由于保卫细胞中淀粉和蔗糖的转化而形成的渗透势改变造成的。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CO2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，便吸水膨胀使气孔张开。

(2)K+离子吸收学说。在光照下，保卫细胞叶绿体通过光合磷酸化合成ATP，活化了保卫细胞质膜上的H+泵ATP酶，H+泵ATP酶分解光合磷酸化和氧化磷酸化产生的ATP，并将H+分泌到细胞壁，结果产生跨膜的H+浓度梯度和膜电位差，引起保卫细胞质膜上的K+通道打开，外面的K+进入到保卫细胞中来，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Cl-，水势降低。保卫细胞吸水，气孔就张开。

(3)苹果酸生成学说。在光下保卫细胞内的CO2被利用，pH值上升，剩余的CO2就转变成重碳酸盐，淀粉通过糖酵解作用产生的磷酸烯醇式丙酮酸PEP在PEP羧化酶作用下还原成苹果酸，保卫细胞苹果酸含量升高，降低水势，保卫细胞吸水，气孔张开。

10、影响气孔运动的外界因素：

(1)光照：光照引起气孔运动的主要环境因素。多数植物的气孔在光照下张开，黑暗中关闭；景天科植物的气孔例外，白天关闭，晚上张开。

(2)温度：在一定的温度范围内，气孔开度一般随温度的上升而增大，在30度左右达到最大气孔开度，35度以上的高温会使气孔开度变小。

(3)水分：叶片水势下降，其空开度减少或关闭。

(4)CO2：低CO2浓度促使气孔张开，高浓度使气孔迅速关闭。