第二章植物的水分生理复习思考题与答案
(完整版)第二章植物的水分代谢复习题参考答案
第二章植物的水分代谢复习题参考答案1、植物细胞吸水方式有、和。
2、植物调节蒸腾的方式有、和。
3、植物散失水分的方式有和。
4、植物细胞内水分存在的状态有和。
5、水孔蛋白存在于细胞的和上。
水孔蛋白活化依靠作用调节。
6、细胞质壁分离现象可以解决下列问题:、和。
7、自由水/束缚水比值越大,则代谢;其比值越小,则植物的抗逆性。
8、一个典型细胞的水势等于;具有液泡的细胞的水势等于;干种子细胞的水势等于。
9、形成液泡后,细胞主要靠吸水。
10、风干种子的萌发吸水主要靠。
11、溶液的水势就是溶液的。
12、溶液的渗透势决定于溶液中。
13、在细胞初始质壁分离时,细胞的水势等于,压力势等于。
14、当细胞吸水达到饱和时,细胞的水势等于,渗透势与压力势绝对值。
15、将一个ψp=-ψs的细胞放入纯水中,则细胞的体积。
16、相邻两细胞间水分的移动方向,决定于两细胞间的。
17、植物可利用水的土壤水势范围为。
18、植物根系吸水方式有:和。
前者的动力是________后者的动力是。
19、证明根压存在的证据有和。
20、对于大多数植物,当土壤含水量达到永久萎蔫系数时,其水势约为MPa,该水势称为。
21、叶片的蒸腾作用有两种方式:和。
22、某植物制造10克干物质需消耗5公斤水,其蒸腾系数。
23、水分在茎、叶细胞内的运输有两种途径1. 细胞,2. 细胞。
24、小麦的第一个水分临界期是,第二个水分临界期是。
25、常用的蒸腾作用的指标有、和。
26、影响气孔开闭的因子主要有、和。
27、影响蒸腾作用的环境因子主要是、、和。
28、C3植物的蒸腾系数比C4植物。
29、可以较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标有、、和。
30、近年来出现的新型的灌溉方式有、和。
四、选择题1、植物在烈日照射下,通过蒸腾作用散失水分降低体温,是因为()。
A、水具有高比热;B、水具有高气化热;C、水具有表面张力;D、水分子具有内聚力。
2、一般而言,进入冬季越冬作物组织内自由水/束缚水的比值:()。
植物生理学(王忠)复习思考题与答案
第一章植物细胞的结构与功能复习思考题与答案(一)解释名词原核细胞(prokaryotic cell) 无典型细胞核的细胞,其核质外面无核膜,细胞质中缺少复杂的内膜系统和细胞器。
由原核细胞构成的生物称原核生物(prokaryote)。
细菌、蓝藻等低等生物属原核生物。
真核细胞(eukaryotic cell) 具有真正细胞核的细胞,其核质被两层核膜包裹,细胞内有结构与功能不同的细胞器,多种细胞器之间有内膜系统联络。
由真核细胞构成的生物称为真核生物(eukayote)。
高等动物与植物属真核生物。
原生质体(protoplast) 除细胞壁以外的细胞部分。
包括细胞核、细胞器、细胞质基质以及其外围的细胞质膜。
原生质体失去了细胞的固有形态,通常呈球状。
细胞壁(cell wall) 细胞外围的一层壁,是植物细胞所特有的,具有一定弹性和硬度,界定细胞的形状和大小。
典型的细胞壁由胞间层、初生壁以及次生壁组成。
生物膜(biomembrane) 构成细胞的所有膜的总称。
它由脂类和蛋白质等组成,具有特定的结构和生理功能。
按其所处的位置可分为质膜和内膜。
共质体(symplast) 由胞间连丝把原生质(包含质膜,不含液泡)连成一体的体系。
质外体(apoplast) 由细胞壁及细胞间隙等空间(包含导管与管胞)组成的体系。
内膜系统(endomembrane system) 是那些处在细胞质中,在结构上连续、功能上相关,由膜组成的细胞器的总称。
主要指核膜、内质网、高尔基体以及高尔基体小泡和液泡等。
细胞骨架(cytoskeleton) 指真核细胞中的蛋白质纤维网架体系,包括微管、微丝和中间纤维等,它们都由蛋白质组成,没有膜的结构,互相联结成立体的网络,也称为细胞内的微梁系统(microtrabecular system)。
细胞器(cell organelle) 细胞质中具有一定形态结构和特定生理功能的细微结构。
依被膜的多少可把细胞器分为:①双层膜细胞器,如细胞核、线粒体、质体等;②单层膜细胞器,如内质网、液泡、高尔基体、蛋白体等;③无膜细胞器,如核糖体、微管、微丝等。
植物生理学复习思考题答案
一、名词解释第一章植物的水分代谢1.水势:每偏摩尔体积的水的化学势称为水势。
2.渗透作用: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。
3.蒸腾作用:植物体内的水分以气态从植物体表散失到大气中去的过程。
4.蒸腾速率:又称蒸腾强度或蒸腾率,指植物在单位时间内、单位叶面积上通过蒸腾作用散失的水量。
第二章植物的矿质营养1.溶液培养:在含有全部或部分营养元素溶液中培养植物的方法2.载体运输学说:质膜上的载体蛋白属于内在蛋白,它有选择地与质膜一侧的分子或离子结合,形成载体-物质复合物,通过载体蛋白构象的变化,透过质膜,把分子或离子释放到质膜的另一侧。
第三章植物的光合作用5.光合作用:通常是指绿色细胞吸收光能,把二氧化碳和水合成有机物,同时释放氧气的过程。
从广义上讲,光合作用是光养生物利用光能把二氧化碳合成有机物的过程。
6.双光增益效应或爱默生增益效应:在用远红光照射时补红光(例如650nm的光),则量子产额大增,比用这两种波长的光单独照射时的总和还要高。
这种在长波红光之外再加上较短波长的光促进光合效率的现象被称为双光增益效应,因这一现象最初由爱默生(Emerson)发现的,故又叫爱默生效应。
7.光合磷酸化:光下在叶绿体把ADP与无机磷合成ATP,并形成高能磷酸键的过程。
8.光补偿点:同一叶片在同一时间内,光合过程中吸收的CO2和呼吸过程释放的CO2等量时的光照强度。
9.光呼吸:植物的绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的过程,由于这种反应仅在光下发生,需叶绿体参与,并与光合作用同时发生,故称作为光呼吸。
因为光呼吸的底物乙醇酸和其氧化产物乙醛酸,以及后者经转氨作用形成的甘氨酸皆为C2化合物,因此光呼吸途径又称为C2循环。
第四章植物的呼吸作用1.呼吸商:简称RQ,指植物在一定时间内,呼吸作用所释放的CO2的量与吸收的O2的量的比值。
2.温度系数:是指在生理温度范围内,温度每升高10 ℃所引起呼吸速率增加的倍数。
植物生理作业答案(最新整理)
(Mg)
白,叶脉上出现各色斑点,最后全叶变黄
嫩叶绿且皱缩,叶缘上卷并有白色条纹,花朵受阻,新 钙(Ca) 嫩叶 叶难以展开或呈病状扭曲
镁
植株生长不旺盛。老叶由下至上从叶缘至中央渐失绿变
老叶
(Mg)
白,叶脉上出现各色斑点,最后全叶变黄
硫(S) 嫩叶
嫩叶从叶脉开始黄化,最后直至全叶发黄,根系发育不 正常。
⑵ 小麦、水稻等均属于植物的种子结构,种子是有生命的有机体,不断地进 行着呼吸作用。呼吸速率快,会引起有机物的大量消耗;呼吸放出的水分,又会 使粮堆湿度增大,粮食“出汗”,呼吸加强;呼吸放出的热量,又使粮温增高, 反过来又促使呼吸增强,最后导致发热霉变,使粮食变质变量,因此,可以通过 晒干,减少种子的水分,降低呼吸速率,更利于贮藏;还可有效抑制微生物繁殖, 确保粮食种子不发热霉变。
细胞的细胞质,形成一个细胞质的连续体,移动速度较慢。 ③ 渗透作用:水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。 ④ 水分临界期:指植物对水分不足特别敏感的时期。
二. 思考题 1. 将植物细胞分别放在纯水和 1 mol·L-1 蔗糖溶液中,细胞的渗透势、压力势、
水势及细胞体积各会发生什么变化? 答:渗透势是由于溶质颗粒的存在,降低了水的自由能;而压力势是指细胞
酶称为诱导酶。 ③ 临界浓度:是获得最高产量的最低养分浓度。
二. 思考题 1. 植物进行正常的生命活动需要哪些矿质元素?如何用实验方法证明植物
生长需要这些矿质元素? 答:植物正常生命活动所需的元素有:①大量元素:N、P、K、Ca、Mg、S、Si
等;②微量元素:Cl、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Ni、Na 等。 通过用完全和缺素培养的方法可以证明植物生长是否需要这些矿质元素。
植物的水分生理复习思考题与答案
第二章植物的水分生理复习思考题与答案(一)名词解释束缚水(bound water) 与细胞组分紧密结合不能自由移动、不易蒸发散失的水。
自由水(free water) 与细胞组分之间吸附力较弱,可以自由移动的水。
化学势(chemical potential) 偏摩尔自由能被称为化学势,以希腊字母μ表示,组分j的化学势(μj)为:μj=( G/ nj)t.p. ni.ni≠nj,其含义是:在等温等压保持其它组分不变时,体系自由能随组分j的摩尔变化率。
换句话说,在一个庞大的体系中,在等温等压以及保持其他各组分浓度不变时,加入1摩尔j物质所引起体系自由能的增量。
体系内j组分的化学势μj则用下式各项之和表示:?μj=μo-j+RTlna j+Z j FE+Vj,mP+m j gh式中μo-j:标准状态下体系内j组分的化学势;R:气体常数;T:绝对温度; a j:物质j的相对活度;Z j:物质j所带电荷数; F:法拉第常数; E:物质j所处体系的电势; Vj,m:物质j的偏摩尔体积;P:压力(或溶液静水压力); g:重力加速度;h:体系的高度;m j:物质j的摩尔质量。
通常将包括电项ZjFE的μj称为电化学势(electrochemical potential);而将不包括电项,即物质j不带电荷或电势E为0,即ZjFE=0的μj称为化学势。
水势(water potential)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。
溶质势ψs(solute potential,ψs) 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,因此,溶质势又可称为渗透势(osmotic potential,ψπ)。
植物生理学第三版课后思考题答案
植物生理学第三版课后思考题答案第一章植物的水分生理一、选择题1.水孔蛋白的n端的和c端的部分都所含高度激进的(c )序列。
2.典型的植物细胞水势公式是 (a )。
3.在以下三种情况中,当(a )时细胞变硬。
a、外界溶液水势为-0.6mpa,细胞水势-0.7mpab、外界溶液水势为-0.7mpa,细胞水势-0.6mpac、两者水势均为-0.9mpa4.在相同温度和相同压力的条件下,溶液中水的民主自由比得上纯水的 ( b)。
a、高b、低c、相等5.把一个高细胞液浓度的细胞放进比其浓度低的溶液中,其体积(b )。
a、变大b、变小c、不变6.在正常情况下,测得洋葱鳞茎表皮细胞的ψw大约为 (a )。
a、 -0.9mpab、 -9mpa c 、-90mpa7.在植物水分运输中,占到主要边线的运输动力就是 (b )。
a、根压b、蒸腾拉力c、渗透作用8.水分以气体状态从植物体的表面散失到外界的现象,称作 ( b)。
a、吐水现象b、蒸腾作用c、伤流9.蒸腾速率的则表示方法为 ( b)。
a、g·kg-1b、g·m-2·h-1c、g·g-110.影响蒸腾作用的最主要外界条件就是 (a )。
a、光照b、温度c、空气的相对湿度11.水分经胞间连丝从一个细胞步入另一个细胞的流动途径就是 ( b)。
a、质外体途径b、共质体途径c、跨膜途径12.等滤渣溶液就是指 ( b)。
a、压力势相等但溶质成分可不同的溶液b、溶质势相等但溶质成分可不同的溶液c、溶质势成正比且溶质成分一定必须相同的溶液13.蒸腾系数指 ( c)。
a、一定时间内,在单位叶面积上所水气的水量b、植物每消耗1kg水时所构成的干物质克数c、植物生产1g干物质所消耗水分的克数14.木质部中水分运输速度比薄壁细胞间水分运输速度 (a ) 。
a、慢b、快c、一样15.植物的水分临界期是指 (a )。
16.水分在绿色植物中就是各组分中占到比例最小的,对于生长强劲的植物非政府和细胞其水分含量大约占鲜重的 (c )。
植物生理学答案(1)
植物生理学答案(1)第一章植物的水分生理一、名词解释。
渗透势(solute potential):由于溶液中溶质颗粒的存在,降低了水的自由能而引起的水势低于纯水水势的值,此值为负值.其也称为溶质势.质外体途径(apoplast pathway): 指水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动,阻力小,移动方式速度快。
共质体途径(symplast pathway): 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,形成一个细胞质的连续体,移动速度较慢。
渗透作用(osmosis):物质依水势梯度而移动,指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,就是指水分子从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象.蒸腾作用(transpiration): 指水分以气体状态,通过植物体的表面,从体内散失到体外的现象。
二、思考题1、将植物细胞分别放在纯水和1mo l/L蔗糖溶液中,细胞的渗透势、压力势、水势及细胞体积各会发生什么变化?答:在正常情况下,植物细胞的水势为负值,在土壤水分充足的条件下,一般植物的叶片水势为-0.8~-0.2MPa。
将植物细胞放在纯水中时,纯水的水势为0,故植物细胞会吸水,渗透势、压力势及水势均上升,细胞体积变大。
当吸水达到饱和时,细胞体积达最大,水势最终变为0,渗透势和压力势绝对值相等、符号相反,各组分不再变化。
当植物细胞放于1mo l /L蔗糖溶液中时,根据公式计算蔗糖溶液的水势(设温度为27 ℃,已知蔗糖的解离系数i=1)=-icRT=-1mol /L×0.0083L·MPa/(mol·K)×(273+27)K=-2.49MPa,由于细胞的水势大于蔗糖溶液的水势,因此细胞放入溶液后会失水,渗透势、压力势及水势均减少,体积也缩小,严重时还会发生质壁分离现象。
如果细胞处于初始质壁分离状态,其压力势为0,水势等于渗透势。
植物生理学第二章-植物水分生理-六节-复习题
第二章水分生理第一节水分在植物生命活动中的作用(一)填空1. 植物细胞中自由水与束缚水之间的比率增加时,原生质胶体的粘性,代谢活性,抗逆性。
(二)选择题2.植物的下列器官中,含水量最高的是。
A.根尖和茎尖 B.木质部和韧皮部 C.种子 D.叶片(三)名词解释水分生理束缚水自由水(四)问答题1.简述水分在植物生命活动中的作用。
2.植物体内水分存在的形式与植物的代谢、抗逆性有什么关系?第二节植物细胞对水分的吸收(一)填空1.在标准状况下,纯水的水势为。
加入溶质后其水势,溶液愈浓其水势愈。
2.利用细胞质壁分离现象,可以判断细胞,测定细胞的。
3.由于的存在而引起体系水势降低的数值叫做溶质势。
溶质势表示溶液中水分潜在的渗透能力的大小,因此,溶质势又可称为。
溶质势也可按范特霍夫公式Ψs=Ψπ=来计算。
4.具有液泡的细胞的水势Ψw=。
干种子细胞的水势Ψw=。
5.干燥种子吸水萌发时靠作用吸水,干木耳吸水靠作用吸水。
形成液泡的细胞主要靠作用吸水。
6.植物细胞处于初始质壁分离时,压力势为,细胞的水势等于其。
当吸水达到饱和时,细胞的水势等于。
7.设甲乙两个相邻细胞,甲细胞的渗透势为-1.6MPa,压力势为0.9MPa,乙细胞的渗透势为-1.3MPa,压力势为0.9MPa,甲细胞的水势是,乙细胞的水势是,水应从细胞流向细胞。
(二)选择题8.当细胞在0.25mol/L蔗糖溶液中吸水达动态平衡时,将该细胞置纯水中会。
A.吸水 B.不吸水也不失水 C.失水9.当植物细胞溶质势与压力势绝对值相等时,这时细胞在纯水中:。
A.吸水加快 B.吸水减慢 C.不再吸水 D.开始失水10.植物分生组织的吸水依靠:。
A.吸胀吸水 B.代谢性吸水 C.渗透性吸水 D.降压吸水11.将Ψp为0的细胞放入等渗溶液中,其体积。
A.不变 B.增大 C.减少12.压力势呈负值时,细胞的Ψw 。
A.大于Ψs B.等于Ψs C.小于Ψs D.等于013.呼吸抑制剂可抑制植物的。
04专科植物生理复习思考题.doc
植物生理复习思考题第一章细胞生理1.名词解释:共质体、质外体、束缚水、自由水、膜电位2.细胞壁由哪些物质组成?构成细胞壁的蛋白质有哪几类?细胞壁有哪些特点?3.质膜有哪些重要的组分?按照流动镶嵌模型这些组分是如何形成质膜的基本结构的?4.生物膜有哪些方面的功能?环境条件对膜结构和功能有哪些影响?5.束缚水、自由水的含义是什么?各有哪些特点?6.原生质的胶体状态与生理代谢有什么联系?7.膜电位、静息电位、膜电位的去极化、反极化、超极化分别是什么含义?当膜电位处于超极化状态时,对细胞有什么意义?哪些反应可以造成细胞超极化状态?8.维持原生质胶体稳定性的因素有哪些?9.哪些细胞器构成细胞的微梁系统?第二章植物的水分代谢1.水分有哪些方面的生理作用?2.细胞水势的构成因素及来源。
3.不同细胞的水势组成因素有何不同?4.细胞有哪几种吸水的方式?如何理解它们的吸水过程?5.细胞的水势、渗透势、压力势是否均可表现为正值、负值、零?6.把一个生活细胞放在纯水中,细胞可能有几种水分运动方式?为什么?如果把一个被水分充分饱和的细胞放入浓度等于细胞液浓度10倍的水溶液中,细胞的体积会不会发生变化?为什么?7.何为质壁分离?细胞发生质壁分离的结构基础和条件是什么?为什么依据“能否发生质壁分离现象及复原”①可以判断细胞的死活?②可以判断物质进入细胞的难易?8.为什么盐碱地不适合植物的生长?9.说明气孔可以开闭的结构基础。
.10.关于气孔运动的机理目前有哪些学说?它们各是如何解释气孔运动的?他们的共同点是什么?11.植物根系吸水和运水的动力哪些?12.熟悉蒸腾作用的儿种指标及表达。
13.在小液流法测定细胞的水势中,小液滴的上升和下降分别说明什么问题?14.为什么小液滴不动的溶液的溶质势就等于细胞的水势?15在用小液流法测定细胞的水势时,可能产生误差的环节有哪些?如何避免?16.解释名词:根压、蒸腾拉力、渗透性吸水、吸涨性吸水。
植物生理学思考题与答案
第二章水分生理植物体内水分存在的形式及与代谢核抗逆性的关系、水的生理生态作用;植物细胞吸水的方式、渗透作用、水势的概念、组成及变化规律;根系吸水的部位、方式及动力、根压的表现及产生机理;蒸腾作用的概念、生理意义、部位、指标及计算(蒸腾效率、需水量)、气孔蒸腾的特点、小孔扩散定律及边缘效应、气孔开闭的机理、蒸腾拉力-内聚力-张力学说、合理灌溉的生理基础、水分临界期、灌溉的指标、节水农业、合理灌溉增产的原因。
第三章矿质营养必需元素的概念、确定标准、种类(大量元素、微量元素)、矿质元素、N、P、K的生理作用、肥料三要素、细胞吸收矿质元素的方式、根系吸收矿质元素的特点、可再利用元素及不可再利用元素及其缺素症的表现、合理施肥的生理基础、需肥临界期、施肥的指标、合理施肥增产的原因、提高肥效的措施。
第四章光合作用光合作用的概念、生理意义、光合的细胞器-叶绿体的结构与功能、色素的种类及吸收光区、荧光现象、作用中心色素、光反应与暗反应的场所、光合膜的概念、、光合单位、光合作用的过程及能量是如何转化的、原初反应、光合电子传递链与光合磷酸化的概念、同化力、希尔反应、红降现象及双光增益效应、CO2同化的概念及途径(C3、C4、CAM途径)、C3途径的基本过程、CO2的受体、催化的酶及其特点、形成的产物是磷酸丙糖TP、TP的去路:参与RUBP的再生、在叶绿体间质中合成淀粉、运出叶绿体在细胞质中合成蔗糖;C3途径每同化1分子CO2需要3个ATP和2个NADPH+H+;C4途径CO2的受体、催化的酶、C4与CAM途径的比较、光呼吸的概念、底物、参与的细胞器、生理意义、C4植物为什么是高光效低光呼吸的植物?光合作用的指标及测定方法、影响光合作用的因素、光饱和(点)现象、光补偿点、CO2补偿点、饱和点、光能利用率的概念、光能利用率不高的原因、作物的光合性能(5个方面)、提高光能利用率(产量)的途径。
第五章呼吸作用呼吸作用的概念、类型、指标、生理学意义;糖酵解的概念、生化过程(己糖的活化、己糖的裂解、丙糖的氧化、丙酮酸的生成)、反应部位、生成的丙酮酸的去路;TCA循环进行的部位、生理意义、PPP的场所及生理意义、伤呼吸、呼吸链的概念、传递体的种类、磷酸化的方式、P/O、末端氧化酶、抗氰呼吸的概念及其生理意义、呼吸跃变、安全含水量、呼吸作用与农业生产的关系。
第二章植物的水分代谢复习题参考答案
第二章植物的水分代谢复习题参考答案第二章植物的水分代谢复习题参考答案1、植物细胞吸水方式有、和。
2、植物调节蒸腾的方式有、和。
3、植物散失水分的方式有和。
4、植物细胞内水分存在的状态有和。
5、水孔蛋白存在于细胞的和上。
水孔蛋白活化依靠作用调节。
6、细胞质壁分离现象可以解决下列问题:、和。
7、自由水/束缚水比值越大,则代谢;其比值越小,则植物的抗逆性。
8、一个典型细胞的水势等于;具有液泡的细胞的水势等于;干种子细胞的水势等于。
9、形成液泡后,细胞主要靠吸水。
10、风干种子的萌发吸水主要靠。
11、溶液的水势就是溶液的。
12、溶液的渗透势决定于溶液中。
13、在细胞初始质壁分离时,细胞的水势等于,压力势等于。
14、当细胞吸水达到饱和时,细胞的水势等于,渗透势与压力势绝对值。
15、将一个ψp=-ψs的细胞放入纯水中,则细胞的体积。
16、相邻两细胞间水分的移动方向,决定于两细胞间的。
17、植物可利用水的土壤水势范围为。
18、植物根系吸水方式有:和。
前者的动力是________后者的动力是。
19、证明根压存在的证据有和。
20、对于大多数植物,当土壤含水量达到永久萎蔫系数时,其水势约为MPa,该水势称为。
21、叶片的蒸腾作用有两种方式:和。
22、某植物制造10克干物质需消耗5公斤水,其蒸腾系数。
23、水分在茎、叶细胞内的运输有两种途径1. 细胞,2. 细胞。
24、小麦的第一个水分临界期是,第二个水分临界期是。
25、常用的蒸腾作用的指标有、和。
26、影响气孔开闭的因子主要有、和。
27、影响蒸腾作用的环境因子主要是、、和。
28、C3植物的蒸腾系数比C4植物。
29、可以较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标有、、和。
30、近年来出现的新型的灌溉方式有、和。
四、选择题1、植物在烈日照射下,通过蒸腾作用散失水分降低体温,是因为()。
A、水具有高比热;B、水具有高气化热;C、水具有表面张力;D、水分子具有内聚力。
2、一般而言,进入冬季越冬作物组织内自由水/束缚水的比值:()。
植物的水分生理汇总
第一章植物的水分生理名词解释水势:每偏摩尔体积水的化学势差。
渗透压:恰好能够使从半透膜一侧通过到另一侧的水分子数目平衡的在较高浓度溶液的液面上施加的额外压强称为渗透压。
质外体:由细胞壁及细胞间隙等空间(包含导管与管胞)组成的体系。
渗透作用:指两种不同浓度的溶液隔以半透膜(允许溶剂分子通过,不允许溶质分子通过的膜),水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的现象。
思考题4.水分是如何进入根部导管?水分优势如何运输到叶片?答:进入根部导管有三种途径:①质外体途径:水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动,阻力小,移动速度快。
②跨膜途径:水分从一个细胞移动到另一个细胞,要两次通过质膜,还要通过液泡膜。
③共质体途径: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,形成一个细胞质的连续体,移动速度较慢。
这三条途径共同作用,使根部吸收水分。
根系吸水的动力是根压和蒸腾拉力。
运输到叶片的方式:蒸腾拉力是水分上升的主要动力,使水分在茎内上升到达叶片,导管的水分必须形成连续的水柱。
造成的原因是:水分子的内聚力很大,足以抵抗张力,保证由叶至根水柱不断,从而使水分不断上升。
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?答:气孔运动主要受保卫细胞的液泡水势的调节。
调节保卫细胞水势的渗透调节物有下列几种。
因为光照时保卫细胞内的叶绿体进行光合作用,水势降低,周围的水分流向保卫细胞,气孔就开(1)K+:在保卫细胞质膜上有ATP质子泵,分解由氧化磷酸化或光合磷酸化产生的ATP,将H+分泌到保卫细胞外,使得保卫细胞的pH升高。
质膜内侧的电势变得更负,驱动K+从表皮细胞经过保卫细胞质膜上的钾通道进入保卫细胞,再进入液泡。
在K+进入细胞内时,还伴随着少量氯离子的进入,以保持保卫细胞的电中性。
保卫细胞中积累较多的钾离子和氯离子,水势降低,水分进入保卫细胞,气孔就张开。
(2)苹果酸:照光下,保卫细胞内的二氧化碳用于光合碳循环,pH升高,导致淀粉分解生成PEP与二氧化碳反应,形成草酰乙酸转变成苹果酸,苹果酸和氯离子共同平衡钾离子。
植物生理学课后习题答案
第一章植物得水分生理1.将植物细胞分别放在纯水与1mol/L蔗糖溶液中,细胞得渗透势、压力势、水势及细胞体积各会发生什么变化?答:在纯水中,各项指标都增大;在蔗糖中,各项指标都降低。
2。
从植物生理学角度,分析农谚“有收无收在于水”得道理。
答:水,孕育了生命、陆生植物就是由水生植物进化而来得,水就是植物得一个重要得“先天"环境条件。
植物得一切正常生命活动,只有在一定得细胞水分含量得状况下才能进行,否则,植物得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,水就是决定收成有无得重要因素之一。
水分在植物生命活动中得作用很大,主要表现在4个方面:●水分就是细胞质得主要成分。
细胞质得含水量一般在70~90%,使细胞质呈溶胶状态,保证了旺盛得代谢作用正常进行,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。
●水分就是代谢作用过程得反应物质。
在光合作用、呼吸作用、有机物质合成与分解得过程中,都有水分子参与。
●水分就是植物对物质吸收与运输得溶剂。
一般来说,植物不能直接吸收固态得无机物质与有机物质,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得运输,也要溶解在水中才能进行、●水分能保持植物得固有姿态、由于细胞含有大量水分,维持细胞得紧张度(即膨胀),使植物枝叶挺立,便于充分接受光照与交换气体。
同时,也使花朵张开,有利于传粉。
3.水分就是如何跨膜运输到细胞内以满足正常得生命活动得需要得?●通过膜脂双分子层得间隙进入细胞、●膜上得水孔蛋白形成水通道,造成植物细胞得水分集流、植物得水孔蛋白有三种类型:质膜上得质膜内在蛋白、液泡膜上得液泡膜内在蛋白与根瘤共生膜上得内在蛋白,其中液泡膜得水孔蛋白在植物体中分布最丰富、水分透过性最大。
4.水分就是如何进入根部导管得?水分又就是如何运输到叶片得?答:进入根部导管有三种途径:●质外体途径:水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分得移动,阻力小,移动速度快。
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。
第二章 植物的水分生理(2)
⒉无机离子泵学说,又称 K+泵假说、钾离子学说
日本学者于1967年发现,照光时,K+从周围细胞进入保卫 细胞,保卫细胞中K+浓度增加,溶质势降低,吸水,气孔张 开;暗中则相反,K+由保卫细胞进入表皮细胞,保卫细胞水 势升高,失水,气孔关闭。 用微型玻璃钾电极插入保卫细胞可直接测定K+浓度变化。 光下保卫细胞逆着浓度梯度积累K+,使K+达到0.5mol·L-1, 溶质势可降低2MPa左右。
第五节 植物体内水分向地上部分的运输
一、水分运输的途径和速度
1.途径:
土壤→根毛→根的皮层→内皮层→ 中柱鞘→根的导管或管胞→茎的导管 →叶柄导管→叶脉导管→叶肉细胞→ 叶细胞间隙→气孔下腔→气孔→大气
2.速度:
共质体运输只有几毫米,水分通过时 阻力大,运输速度慢,一般只有103cm·-1 h 导管是中空长形死细胞,阻力小,水 分运输速度一般3~ 45m·h-1; 管胞中由于管胞分子相连的细胞壁未 打通,水分要经过纹孔才能移动,阻 力较大,运输速度不到0.6m·h-1。 水分运输的速率白天大于晚上,直射 光下大于散射光下。
二、气孔蒸腾 stomatal transpiration (一)气孔的形态结构及生理特点
气孔是植物表皮上一对特化的细胞─保 卫细胞和由其围绕形成的开口的总称, 是植物进行体内外气体交换的门户.
每mm2叶片上有几十到几百个气孔。 气孔所占面积,不到叶面积的1%,但气孔的蒸腾量却相当于 所在叶面积蒸发量的10%~50%,甚至100% 。这是因为气 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 孔的周长成正比。这就是所谓的小孔扩散律。 保卫细胞含有较多的叶绿体和线粒体。 叶绿体内含有淀粉体。 细胞质中含有PEP羧化酶(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶) 催化羧化反应: PEP +HCO3-→草酰乙酸→苹果酸。
植物生理学第六版课后习题答案_(大题目)
植物⽣理学第六版课后习题答案_(⼤题⽬)植物⽣理学第六版课后习题答案(⼤题⽬)第⼀章植物的⽔分⽣理1.将植物细胞分别放在纯⽔和1mol/L蔗糖溶液中,细胞的渗透势、压⼒势、⽔势及细胞体积各会发⽣什么变化?答:在纯⽔中,各项指标都增⼤;在蔗糖中,各项指标都降低。
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。
3.⽔分是如何跨膜运输到细胞内以满⾜正常的⽣命活动的需要的?●通过膜脂双分⼦层的间隙进⼊细胞。
●膜上的⽔孔蛋⽩形成⽔通道,造成植物细胞的⽔分集流。
植物的⽔孔蛋⽩有三种类型:质膜上的质膜内在蛋⽩、液泡膜上的液泡膜内在蛋⽩和根瘤共⽣膜上的内在蛋⽩,其中液泡膜的⽔孔蛋⽩在植物体中分布最丰富、⽔分透过性最⼤。
4.⽔分是如何进⼊根部导管的?⽔分⼜是如何运输到叶⽚的?答:进⼊根部导管有三种途径:●质外体途径:⽔分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动,阻⼒⼩,移动速度快。
植物生理学第二、第三章复习题
第二章水分生理第一节水分在植物生命活动中的作用(一)填空1. 植物细胞中自由水与束缚水之间的比率增加时,原生质胶体的粘性,代谢活性,抗逆性。
(二)选择题2.植物的下列器官中,含水量最高的是。
A.根尖和茎尖 B.木质部和韧皮部 C.种子 D.叶片(三)名词解释水分生理束缚水自由水(四)问答题1.简述水分在植物生命活动中的作用。
2.植物体内水分存在的形式与植物的代谢、抗逆性有什么关系?第二节植物细胞对水分的吸收(一)填空1.在标准状况下,纯水的水势为。
加入溶质后其水势,溶液愈浓其水势愈。
2.利用细胞质壁分离现象,可以判断细胞,测定细胞的。
3.由于的存在而引起体系水势降低的数值叫做溶质势。
溶质势表示溶液中水分潜在的渗透能力的大小,因此,溶质势又可称为。
溶质势也可按范特霍夫公式Ψs=Ψπ=来计算。
4.具有液泡的细胞的水势Ψw=。
干种子细胞的水势Ψw=。
5.干燥种子吸水萌发时靠作用吸水,干木耳吸水靠作用吸水。
形成液泡的细胞主要靠作用吸水。
6.植物细胞处于初始质壁分离时,压力势为,细胞的水势等于其。
当吸水达到饱和时,细胞的水势等于。
7.设甲乙两个相邻细胞,甲细胞的渗透势为-1.6MPa,压力势为0.9MPa,乙细胞的渗透势为-1.3MPa,压力势为0.9MPa,甲细胞的水势是,乙细胞的水势是,水应从细胞流向细胞。
(二)选择题8.当细胞在0.25mol/L蔗糖溶液中吸水达动态平衡时,将该细胞置纯水中会。
A.吸水 B.不吸水也不失水 C.失水9.当植物细胞溶质势与压力势绝对值相等时,这时细胞在纯水中:。
A.吸水加快 B.吸水减慢 C.不再吸水 D.开始失水10.植物分生组织的吸水依靠:。
A.吸胀吸水 B.代谢性吸水 C.渗透性吸水 D.降压吸水11.将Ψp为0的细胞放入等渗溶液中,其体积。
A.不变 B.增大 C.减少12.压力势呈负值时,细胞的Ψw 。
A.大于Ψs B.等于Ψs C.小于Ψs D.等于013.呼吸抑制剂可抑制植物的。
2 第2章 植物的水分生理--复习材料+自测题
第 2 章 植物的水分生理一、 教学大纲基本要求了解水的物理化学性质和水分在植物生命活动中的作用;了解水的化学势、水势的基本概念、植物生理学中引入 水势的意义;了解植物细胞的水势的组成、溶质势、衬质势、压力势等的概念及其在植物细胞水势组成中的作用,了 解并初步学会植物组织水势的测定方法;了解植物根系对水分吸收的部位、途径、吸水的机理以及影响根系吸水的土 壤条件;了解植物的蒸腾作用的生理意义和气孔蒸腾是蒸腾的主要方式、蒸腾作用的指标、测定方法以及适当降低蒸 腾速率的途径;了解植物体内水分从地下向地上部分运输的途径和速度、水分沿导管上升的机制;作物的需水规律、 合理灌溉指标及灌溉方法以及发展节水农业促进水资源持续利用的重要性。
二、本章知识要点水是生命的“先天”环境,没有水就没有植物。
水是植物体的主要组成成分。
水除了直接或间接地参与生理生化 反应之外,还调节植物的生态环境。
植物体内的水分以自由水和束缚水两种形态存在,两者的比例与植物的代谢强度 和抗逆性强弱有着密切关系。
每偏摩尔水的自由能就是水的化学势。
每偏摩尔体积水的化学势差就是水势。
植物细胞的水势由渗透势 (溶质势)、 压力势和衬质势组成,Ψw=Ψs+Ψp+Ψm。
水势单位采用压力单位(MPa)。
水分从水势高处通过半透膜移向水势低 处,就是渗透作用。
细胞吸水有渗透吸水、吸胀吸水之分。
具有液泡的植物细胞以渗透吸水为主,未形成液泡的嫩细 胞和干燥种子的吸水主要靠吸胀吸水。
细胞与细胞之间的水分移动方向,决定于两处的水势差,水分总是从水势高处 流向水势低处,直至两处水势差为零。
土壤中只有可利用水才能被植物根系吸收。
根系吸收水分最活跃的部位是根毛区。
根系吸水可分为主动吸水和被 动吸水,通常被动吸水是主要的。
凡是影响根压形成和影响蒸腾速率的内外条件,都影响根的吸水。
蒸腾作用在植物生活中具有重要的作用。
气孔蒸腾是蒸腾作用的主要方式。
气孔关闭机理可以用无机离子吸收学 说和苹果酸生成学说来解释。
第二章-植物生理学 水分生理2
问题?
气孔开闭机制 气孔保卫细胞的信号转导
2.气孔运动机理 ( mechanisms of stomatal
movement)
渗透调节机理
气孔运动是保卫细胞水势的变化引起的,保卫细胞通过调 节其渗透势的变化来实现水分出入的调节。
(1)淀粉-糖转化学说
(2)无机离子泵学说,又称K+学说 (inorganic ion pump theory)
一水分在植物体内运输的途径二水分在植物体内运输的方向三水分在植物体内运输的动力土壤根毛皮层内皮层中柱鞘根的导管或管胞茎的导管叶柄导管叶脉导管叶肉细胞叶细胞间隙气孔下腔气孔大气土壤根导管茎导管叶柄导管气孔植物体内水分向地上部的运输植物体内水分向地上部的运输从高水势区向低水势区水分的迁移是顺水势梯度三水分在植物体内运输的动力水分沿导管上升的机制植物体内水分向地上部的运输动力有两方面
动 力的吸水过程. 的大气中,从而导致叶片细胞水势下降,这样就
吸 水
蒸腾拉力可高达 十几个MPa.
产生了一系列细胞间的水分运输,并造成根冠间 导管中的压力梯度,结果造成根部细胞水分亏缺, 水势降低,从而使根部细胞从周围土壤中吸水。
主动吸水和被动吸水
主动吸水和被动吸水在植物吸水的过程中所占的比重,因 植物生长状况和蒸腾速率而异。通常正在蒸腾着的植株, 尤其是高大的树木,其吸水的主要方式为被动吸水。只有 春季叶片未展开或树木落叶后,以及蒸腾速率很底的夜晚, 主动吸水才是主要的吸水方式。
根部吸水的共质体途径和质外体途径
凯氏带
木栓化,膜与壁紧贴 在一起。水、溶质不 能自由通过。
外部质外体
内皮层外,包括根毛、 皮层的胞间层、细胞 壁和细胞间隙
内部质外体
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第一章植物的水分生理复习思考题与答案(一)名词解释1、束缚水(bound water)与细胞组分紧密结合不能自由移动、不易蒸发散失的水。
2、自由水(free water)与细胞组分之间吸附力较弱,可以自由移动的水。
3、化学势(chemical potential)偏摩尔自由能被称为化学势,以希腊字母μ表示,组分j的化学势(μj)为:μj=( G/ nj)t.p. ni.ni≠nj,在一个庞大的体系中,在等温等压以及保持其他各组分浓度不变时,加入1摩尔j物质所引起体系自由能的增量。
4、水势(water potential)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。
5、溶质势ψs(solute potential,ψs)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,因此,溶质势又可称为渗透势(osmotic potential,ψπ)。
溶质势可用ψs=RTlnNw/Vw.m公式计算,也可按范特霍夫公式ψπ=-π=-iCRT计算。
6、衬质势(matrix potential,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。
7、压力势(pressure potential,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。
8、重力势(gravity potential,ψg)由于重力的存在而使体系水势增加的数值。
集流(mass flow或bulk flow) 指液体中成群的原子或分子(例如组成水溶液的各种物质的分子)在压力梯度(水势梯度)作用下共同移动的现象。
9、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。
10、水通道蛋白(water channel protein)存在在生物膜上的具有通透水分功能的内在蛋白。
水通道蛋白亦称水孔蛋白(aquaporins,AQPs)。
11、吸胀吸水(imbibing absorption of water)依赖于低的衬质势而引起的吸水。
干种子的吸水为典型的吸胀吸水。
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。
12、根压(root pressure)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。
13、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。
14、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。
15、暂时萎蔫(temporary wilting)植物在水分亏缺严重时,细胞失去膨压,茎叶下垂的现象称为萎蔫(wilting)。
萎蔫植株如果当蒸腾速率降低后,可恢复正常,则这种萎蔫称为暂时萎蔫。
暂时萎蔫是由于蒸腾失水量一时大于根系吸水量而引起的。
16、永久萎蔫(permanent wilting)萎蔫植物若在蒸腾降低以后仍不能使恢复正常,这样的萎蔫就称为永久萎蔫。
永久萎蔫是由于土壤缺乏可利用的水分引起的。
只有向土壤供水才能消除植株的萎蔫现象。
17、蒸腾作用(transpiration)植物体内的水分以气态散失到大气中去的过程。
蒸腾作用可以促进水分的吸收和运转,降低植物体的温度,促进盐类的运转和分布。
18、小孔扩散律(small opening diffusion law)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。
19、蒸腾速率(transpiration rate)又称蒸腾强度或蒸腾率,指植物在单位时间内、单位叶面积上通过蒸腾作用散失的水量。
20、蒸腾效率(transpiration ratio)植物每蒸腾1kg水时所形成的干物质的g数。
21、蒸腾系数(transpiration coefficient)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(water requirement)。
22、水分临界期(critical period of water)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。
(二)写出下列符号的中文名称,并简述其主要功能或作用1、μw水的化学势(water chemical potential),水的化学势的热力学含义是:当温度、压力及物质数量(水分以外)一定时,由水(摩尔)量变化引起的体系自由能的改变量。
水的化学势之差,可用来判断水分参加化学反应的本领或两相间移动的方向和限度。
2、ψw 水势(water potential)每偏摩尔体积的水的化学势差,即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(μw-μow),再除以水的偏摩尔体积(Vw,m)。
MPa 兆帕,表示水势的单位,1 MPa = 106Pa = 10bar = 9.87atm 。
3、Nw水的摩尔分数(molar numeric of water),Nw = 水的摩尔数/(水的摩尔数+ 溶质的摩尔数),它表示水在水溶液中的含量,Nw大表示水溶液中水分含量高,溶质含量少,水势高。
纯水的Nw≈55.1mol/dm3。
4、RH 相对湿度(relative humidity)为气相中的蒸气压与纯水的饱和蒸气压的百分数,RH高表示气相中的水分含量高,水势高。
5、SPAC土壤-植物-大气连续体(soil-plant-atmosphere continuum), 土壤的水分由根吸收,经过植物,然后蒸发到大气,这样水分在土壤、植物和大气间的运动就构成一个连续体。
一般情况下,土壤的水势>根水势≥茎水势≥叶水势>大气水势,因此,土壤-植物-大气连续体就成为土壤中水分经植物体散失到大气的途径。
(三)问答题1.简述水分在植物生命活动中的作用。
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。
2.植物体内水分存在的形式与植物的代谢、抗逆性有什么关系?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。
3.在植物生理学中引入水势概念有何意义?答:⑴可用热力学知识来分析水分的运动状况不论在生物界、非生物界,还是在生物界与非生物界之间,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。
⑵可用同一单位来判别水分移动水势的单位为压力(Pa),与土壤学、气象学中的压力单位相一致,使在土壤-植物-大气的水分连续系统中,可用同一单位来判别水分移动。
⑶与吸水力联系起来水势概念与传统的吸水力(S)概念有联系,在数值上ψw = -S,使原先前人测定的吸水力数值在加上负号后就变成水势值。
4.土壤溶液和植物细胞在水势的组分上有何异同点?答:(1)共同点:土壤溶液和植物细胞水势的组分均由溶质势、衬质势和压力势组成。
(2)不同点:①土壤中构成溶质势的成分主要是无机离子,而细胞中构成溶质势的成分除无机离子外,还有有机溶质;②土壤衬质势主要是由土壤胶体对水分的吸附所引起的,而细胞衬质势则主要是由细胞中蛋白质、淀粉、纤维素等亲水胶体物质对水分的吸附而所引起的;③土壤溶液是个开放体系中,土壤的压力势易受外界压力的影响,而细胞是个封闭体系,细胞的压力势主要受细胞壁结构和松驰情况的影响。
5.植物吸水有哪几种方式?答:植物吸水主要有三种方式:⑴渗透吸水指由于ψs的下降而引起的细胞吸水。
含有液泡的细胞吸水,如根系吸水、气孔开闭时保卫细胞的吸水主要为渗透吸水。
⑵吸胀吸水依赖于低的ψm而引起的吸水。
无液泡的分生组织和干燥种子中含有较多衬质(亲水物体),它们可以氢键与水分子结合,吸附水分。
⑶降压吸水这里是指因ψp的降低而引发的细胞吸水。
如蒸腾旺盛时,木质部导管和叶肉细胞(特别是萎蔫组织)的细胞壁都因失水而收缩,使压力势下降,从而引起细胞水势下降而吸水。
失水过多时,还会使细胞壁向内凹陷而产生负压,这时ψp<0,细胞水势更低,吸水力更强。
6.温度为什么会影响根系吸水?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。