植物生理学习题大全——第1章植物的水分代谢

第一章植物的水分代谢一. 名词解释水分代谢(water metabolism)：植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。

自由水(free water)：距离胶粒较远而不被胶粒所束缚，可以自由流动的水分。

束缚水(bound water)：靠近胶粒而被胶粒所束缚、不易自由流动的水分。

扩散(diffusion)：水分通过磷脂双分子层的运输方式。

集流(mass flow)：水分通过膜上的水孔蛋白的运输方式。

水通道蛋白( water channel protein)：存在于生物膜上的一类具有选择性、高效转运水分功能的内在蛋白，亦称水孔蛋白。

束缚能(bound energy)：不能用于做功的能量。

自由能(free energy)：在温度恒定的条件下可用于做功的能量。

化学势( chemical potential)：每摩尔物质所具有的自由能。

水势(water potential )：每偏摩尔体积水的化学势差。

临界水势(critical water potential)：气孔开始关闭的水势。

渗透势(osmotic potential)：由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值。

压力势(pressure potential)：由于细胞壁压力的存在而增大的水势值。

衬质势(matrix potential)：由于细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值。

重力势(gravitational potential)：由于重力的存在而使体系水势增加的数值。

水的偏摩尔体积(partial molar volume)：在温度、压强及其他组分不变的条件下，在无限大的体系中加入1mol水时，对体系体积的增量。

质壁分离(plasmolysis)：植物细胞由于液泡失水，使原生质体收缩与细胞壁分离的现象。

质壁分离复原(deplasmolysis)：把正在质壁分离的细胞移到低渗溶液或水中时，质壁分离的原生质体恢复原状的现象。

质外体(apoplast)：指植物的细胞壁、细胞间隙和木质部的导管和管胞等部分。

质外体途径(apoplast pathway)：指水分和溶质分子沿着质外体运输的途径。

共质体(symplast)：指通过胞间连丝连接的细胞质部分。

共质体途径(symplast pathway)：水分和溶质分子通过胞间连丝从一个细胞移动到另一个细胞的过程。

渗透作用(osmosis)：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。

半透性膜(permeable membrane)：水分等小分子能自由通过，而蔗糖等大分子物质不能透过的膜。

代谢性吸水(metabolic absorption of water)：利用细胞呼吸释放出的能量，使水分经过质膜进入细胞的过程。

吸胀作用(imbibition)：亲水胶体吸水膨胀的现象。

吸胀水(water of imbibition)：细胞内亲水物质通过吸胀力而结合的水。

径向运输(radial transport)：水分从土壤溶液中运输至木质部导管的过程。

轴向运输(axial transport)：水分从木质部导管向上运输至植物顶部的过程。

重力水(gravitational water)：在重力作用下通过土壤颗粒间的孔隙下降的水分。

毛细管水(capillary water)：存在于土壤颗粒间毛细管内的水分。

根压(root pressure)：靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力。

伤流(bleeding)：从受伤或折断的植物器官、组织伤口处溢出液体的现象。

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。

蒸腾拉力(transpirational pull)：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。

内聚力(cohesive force)：相同分子之间有相互吸引的力量。

内聚力学说(cohesion theory)：以水分具有较大的足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断来解释水分沿导管上升的原因的学说。

小孔扩散律(small pore diffusion law)：指气孔通过多孔表面的扩散速率不与其面积成正比，而与小孔的周长成正比的规律。

蒸腾作用(transpiration)：水分以气体状态通过植物体表面从体内散失到体外的现象。

蒸腾速率(transpiration rate)：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。

蒸腾比率(transpiration ratio,TR)：植物蒸腾作用丧失水分与光合作用同化CO2的物质的量(mol)的比值。

水分利用效率(water use efficiency，WUE)：指植物蒸腾作用消耗单位重量水所制造的干物质量。

蒸腾系数(transpiration coefficient)：植物制造1g干物质所需消耗的水分量(g)。

水分平衡(water balance)：植物吸水量足以补偿蒸腾失水量的状态。

水分临界期(critical period of water)：植物对水分缺乏最敏感的时期，一般为花粉母细胞四分体形成期。

永久萎蔫(permanent wilting)：萎蔫植物若在蒸腾速率降低以后仍不能恢复正常，这样的萎蔫就称永久萎蔫。

永久萎蔫系数(permanent wilting coefficient)：指刚刚发生永久萎蔫时，土壤中残留的水分含量。

永久萎蔫点(permanent wilting point)：土壤中含水量达到永久萎蔫系数时的水势。

暂时萎蔫(temporary wilting)：萎蔫植株如果当蒸腾速率降低后，可以恢复正常，这样的萎蔫称为暂时萎蔫。

生理性干旱(physiological drought)：盐土中栽培的作物，由于土壤溶液的水势低，吸收水分较为困难，或者是原产热带的植物遇低于10℃的温度时出现的萎蔫。

节水农业(economize water agriculture)：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。

调亏灌溉(regulated deficit irrigation )：在作物的非临界期较少灌水，处于干旱胁迫状态，减少蒸腾耗水和延缓营养生长，而把有限的水量集中供给作物的水分临界期满足生殖器官的形成和生长要求。

二.缩写符号RH：空气相对湿度；RWC：相对含水量；TR：蒸腾比率；AQP：水孔蛋白；RDI：调亏灌溉；CRAI：控制性分根交替灌溉；WUE：水分利用效率SPAC：土壤-植物-大气连续体三.简答题1. 植物水分代谢包括哪些过程?植物从环境中不断地吸收水分，并通过茎导管运到叶片及其他器官，以满足正常的生命活动的需要。

但是，植物又不可避免地要丢失大量水分到环境中去。

具体而言，植物水分代谢可包括四个过程①水分的吸收；②水分在植物体内的运输；③水分在植物体内的利用；④水分的排出。

2. 水分子的理化性质与植物生理活动有何关系?①水分子是一个极性分子，可与纤维素、蛋白质分子相结合。

②水分子具有高比热，可在环境温度变化较大时，植物体温仍相当稳定。

③水分子还有较高的汽化热，使植物在烈日照射下，通过蒸腾作用散失水分就可降低体温，不易受高温危害。

④水分子是植物体内很好的溶剂，可与含亲水基团的物质结合形成亲水胶体。

⑤水还具有很大的表面张力，使水与细胞胶体物质产生吸附作用，并借毛细管力进行运动。

3. 植物的含水量规律。

①不同植物的含水量有很大不同；如水生植物的含水量可达鲜重90%以上，而在干旱环境中生长的低等植物（地衣、藓类）则仅占6%左右。

②同种植物生长在不同环境中，含水率也有差异；生长在荫蔽、潮湿环境中的植物的含水量比生长在向阳、干燥的环境中的植物的含水量高。

③同一植株中，不同器官和不同组织的含水量差异较大；幼芽和绿叶中的含水量为60%-90%，而风干种子含水量为10%-14%。

④同一植物，年龄不同含水量也不同；幼龄时期的含水量大于老龄时期。

4. 植物体内水分的存在状态与代谢的关系如何?植物体中水分的存在状态与代谢关系极为密切，并且与抗性有关。

植物体中水分的存在状态分为自由水和束缚水，一般来说，束缚水不参与植物的代谢反应，当植物某些细胞和器官束缚水含量较高时，其代谢活动非常微弱，但其抗性却明显增强，能渡过不良的逆境条件。

而自由水参与植物体内的各种代谢反应，含量多少影响代谢强度，含量越高，代谢越旺盛。

因此常以自由水/束缚水的比值作为衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。

5. 水分在植物生命活动中的作用。

①水分是植物细胞质的主要成分；②水分是植物代谢过程中的反应物质；③水分是植物对物质吸收和运输的溶剂；④水分能保持植物固有形态；⑤细胞分裂及伸长都需要水分；⑥可以通过水的理化特性来调节植物周围的大气湿度、温度等，对维持植物体温稳定也有重要作用。

6. 水分是如何通过膜系统进出细胞的?①单个水分子通过磷脂双分子层膜脂间隙扩散进出细胞；②以集流方式通过质膜上水孔蛋白组成的水通道进出细胞。

7. 植物细胞吸水有哪几种方式?①未形成液泡的细胞，靠吸胀作用吸水；②液泡形成之后，细胞主要靠渗透作用吸水；③与渗透作用无关，而与代谢过程密切相关的代谢性吸水。

8. 利用细胞质壁分离现象可以解决哪些问题?①说明原生质层是半透膜；②判断细胞死活，只有活细胞的原生质层是半透膜，才有质壁分离现象；③测定细胞的渗透势；④可以观察物质透过细胞膜的的难易程度，即表示膜透性的大小。

9. 简述植物根系吸收水分的方式与动力。

根系吸收水分的方式有两种：主动吸水与被动吸水。

主动吸水的动力为根压，消耗生物能；而被动吸水的动力为蒸腾拉力，不消耗生物能。

10. 干燥的种子为什么会大量而快速的吸水？这是一种亲水胶体吸水膨胀的现象；干燥种子的细胞中，细胞壁的成分纤维素和原生质成分蛋白质等生物大分子都是亲水性的，而且都处于凝胶状态，它们对水分子的吸引力很强。

11. 植物根系吸水的途径①质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质的部分移动，阻力小，速率快；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，还要通过也液泡膜；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，移动速率较慢。

12. 内聚力学说的主要内容是什么?此学说又叫蒸腾-内聚力-张力学说，是解释水分在导管内连续不断上升的学说。

其内容主要是水分子间有很大的内聚力，叶片蒸腾失水后，便从下部吸水，所以水柱一端总是受到拉力，水分子间的内聚力远远大于水柱因本身重力使水柱下降而产生的张力。

同时，水分子与导管纤维素分子间还有很强的附着力，故导管或管胞中的水流可成为连续的水柱。

13. 土壤温度过低或过高为什么对根系吸水不利?①土壤温度过低时，水分本身黏性增大，扩散速率降低；细胞质黏性增大，水分不易透过细胞质；呼吸作用减弱，影响吸水；根系生长缓慢，阻碍吸水表面积增加。