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1、福建农林大学 2014 级茶学等专业 植 物 生 理 学 复习材料之 2 3 第 第 2 2 章 植物的章 植物的水分生理 水分生理 一 一 教学大纲基本要求教学大纲基本要求 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
2、 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 w s p m 水势单位采用压力单位 MPa 水分从水势高处
3、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 开孔的关键问题是保卫细
4、胞中的溶质增加和水势的下降 当保卫细胞水势下降后它周围 细胞吸水 气孔就张开 反之气孔则关闭 影响气孔蒸腾的外界因素主要有光照 温度和湿度 而内部因素则以气孔 开度为主 水分在植物体内可经质外体和共质体途径运输 运输的途径是 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 水分在导管或管胞上升 的动力是根压与蒸腾拉力 并以蒸腾拉力为主 由于水分子之间的内聚力和水分子与导管壁之间的吸附力远大于水柱 张力 因而导管中的水柱连续不中断 这是水分源源不断上升的保证 灌溉的基本原则是用少量的水取得最大的效果 要进一步发挥灌溉的
5、作用 就需要掌握作物的需水规律 作物需 水量 蒸腾系数 因作物种类 生长发育时期不同而有差异 合理灌溉则要以作物需水量和水分临界期为依据 参照 生理指标制定灌溉方案 采用先进的灌溉方法及时地进行灌溉 合理灌溉可取得良好的生理效应和生态效应 增产效 果显著 三 自测题 三 自测题 一 名词解释 一 名词解释 1 水分代谢 2 自由水 3 束缚水 4 渗透作用 5 吸胀作用 6 水势 7 溶质势 8 压力势 9 衬质势 10 水通道蛋白 11 根压 12 伤流 13 吐水 14 蒸腾作用 15 蒸腾拉力 16 小孔扩散律 17 蒸腾速率 18 蒸腾效率 19 蒸腾系数 20 内聚力 21 内聚力学
6、说 22 水分临界期 23 水分利用率 24 节水农业 25 调亏灌溉 二 写出下列符号的中文名称 二 写出下列符号的中文名称 1 W 2 w 3 m 4 s 5 6 g 7 p 8 atm 9 AQP 10 bar 11 MPa 12 Pa 13 RH 14 SPAC 15 RDI 三 填空题 三 填空题 1 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 s 来计算 2 具有液泡的细胞的水势 w 干种子细胞的水势 w 福建农林大学 2014 级茶学等专业 植 物 生 理 学 复习材料之 2 4 3
7、盐碱地或灌溉水中的盐分浓度高 可引起作物 干旱 4 某种植物每制造一克干物质需要消耗水分 500g 其蒸腾系数为 蒸腾效率为 5 通常认为根压引起的吸水为 吸水 而蒸腾拉力引起的吸水为 吸水 6 植物从叶尖 叶缘分泌液滴的现象称为 它是 存在的体现 7 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 8 永久萎蔫是 引起的 暂时萎蔫则是暂时的 引起的 相当于土壤永久萎蔫 系数的水 其水势约为 MPa 9 植物的吐水是以 状态散失水分的过程 而蒸腾作用以 状态散失水分的过程 10 田间一次施肥过多 作物变得枯萎发黄 俗称 苗 其原因是土壤溶液水势 于作 物体的水势 引起水分外渗
8、11 种子萌发时靠 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 12 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 13 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 14 气孔开放时 水分通过气孔扩散的速度与小孔的 成正比 不与小孔的 成正比 15 气孔在叶面上所占的面积一般为 但通过气孔蒸腾可散失植物体内的大量水分 这是 因为气孔蒸腾符合 原理 16 移栽树木时 常常将叶片剪去一部分 其目的是减少 17 植物激素中的 促进气孔的张开 而 则促进气孔的关闭 18 常用的蒸腾作用指标是 和 1
9、9 C4 植物的蒸腾系数要 于 C3 植物 20 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 21 利用细胞质壁分离现象 可以判断细胞 测定细胞的 22 蒸腾旺盛时 木质部导管和叶肉细胞的细胞壁都因失水而收缩 使 势下降 从而引起这 些细胞水势下降而吸水 23 根系吸水的部位主要在根的尖端 其中以 区的吸水能力为最强 24 根中的质外体常常是不连续的 它被内皮层的 分隔成为内外两个区域 25 共质体途径是指水分从一个细胞的细胞质经过 进入另一个细胞的
10、细胞质的移动过 程 其水分运输阻力较 26 蒸腾作用的生理意义主要有 产生 力 促进 部物质的运输 降 低 和促进 CO2 的同化等 27 保卫细胞的水势变化主要是由 和 等渗透调节物质进出保卫细胞引起的 28 通常认为在引起气孔开启的效应中 红光是通过 效应 而蓝光是通过 效应而起 作用的 红光的光受体可能是 而蓝光的光受体可能是 色素 29 低浓度 CO2 促进气孔 高浓度 CO2 能使气孔迅速 福建农林大学 2014 级茶学等专业 植 物 生 理 学 复习材料之 2 5 30 植物叶片的 等均可作为灌溉的生 理指标 其中 是最灵敏的生理指标 31 影响气孔开闭的最主要环境因素有 和 等
11、32 和纯水比较 含有溶质的水溶液的蒸汽压 沸点 冰点 渗透 压 渗透势 33 适当降低蒸腾的途径有 减少 降低 及使用 等 34 近年来出现的新型的灌溉方式有 和 四 选择题 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 A 升高 B 降低 C 不变 D 无规律 3 一个成熟的植物细胞 它的原生质层主要包括 A 细胞膜 核膜和这两层膜之间的细胞质 B 细胞膜 液泡膜和这两层膜之间的细胞质 C 细胞膜和液泡膜之间的细胞质 D 细胞壁
12、和液泡膜和它们之间的细胞质 4 已形成液泡的植物细胞吸水靠 A 吸涨作用 B 渗透作用 C 代谢作用 D 扩散作用 5 已形成液泡的细胞 其衬质势通常省略不计 其原因是 A 衬质势很低 B 衬质势不存在 C 衬质势很高 绝对值很小 D 衬质势很低 绝对值很小 6 植物分生组织的细胞吸水靠 A 渗透作用 B 代谢作用 C 吸涨作用 D 扩散作用 7 将一个细胞放入与其渗透势相等的外界溶液中 则细胞 A 吸水 B 失水 C 既不吸水也不失水 D 既可能失水也可能保持平衡 8 在土壤水分充足的条件下 一般植物的叶片的水势为 A 0 2 0 8 Mpa B 2 8 Mpa C 0 02 0 08 Mp
13、a D 0 2 0 8 MPa 9 在气孔张开时 水蒸气分子通过气孔的扩散速度 A 与气孔的面积成正比 B 与气孔周长成正比 C 与气孔周长成反比 D 与气孔面积成反比 10 蒸腾作用快慢 主要决定于 A 叶内外蒸汽压差大小 B 气孔长度 C 叶面积大小 D 叶片形状 11 保卫细胞的水势变化与下列无机离子有关 A Ca 2 B K C Cl D Mg 2 12 保卫细胞的水势变化与下列有机物质有关 A 丙酮酸 B 脂肪酸 C 苹果酸 D 草酸乙酸 13 调节植物叶片气孔运动的主要因素是 A 光照 B 温度 C 氧气 D 二氧化碳 14 根部吸水主要在根尖进行 吸水能力最大的是 A 分生区 B
14、 伸长区 C 根毛区 D 根冠 15 土壤通气不良使根系吸水量减少的原因是 A 缺乏氧气 B 水分不足 C 水分太多 D CO2 浓度过高 16 植物体内水分长距离运输的途径是 福建农林大学 2014 级茶学等专业 植 物 生 理 学 复习材料之 2 6 A 筛管和伴胞 B 导管和管胞 C 通道细胞 D 胞间连丝 17 植物体内水分向上运输的动力有 A 大气温度 B 蒸腾拉力 C 水柱张力 D 根压 18 土壤温度过高对根系吸水不利 因为高温会 A 加强根的老化 B 使酶钝化 C 使生长素减少 D 原生质粘度增加 19 植物的水分临界期是指植物 A 对水分缺乏最敏感的时期 B 需水量最多的时期
15、 C 需水终止期 D 生长最快的时期 20 作为确定灌溉时期的灌溉生理指标有 A 叶片水势 B 细胞汁液浓度 C 渗透势 D 气孔开度 21 小液流法测定植物组织的水势 如果小液流向上 表明组织的水势 于外界溶液水势 A 等于 B 大于 C 小于 22 植物带土移栽的目的主要是为了 A 保护根毛 B 减少水分蒸腾 C 增加肥料 D 土地适应 五 简答题 五 简答题 1 植物水分代谢包括哪些过程 2 植物体内水分的存在状态与代谢关系如何 3 植物细胞吸水有哪几种方式 4 水分是如何通过膜系统进出细胞的呢 5 蒸腾作用有什么生理意义 6 水分从被植物吸收至蒸腾到体外 需要经过哪些途径 动力如何 7
16、 简述根系吸收水分的方式与动力 8 为什么通过气孔蒸腾的水量为同等面积自由水面蒸发量的几十至一百倍 9 内聚力学说的主要内容是什么 10 土壤温度过低为什么对根系吸水不利 11 与表皮细胞相比 保卫细胞有什么特点 12 根据性质和作用方式抗蒸腾剂可分为哪三类 各举例说明 13 若施肥不当会产生 烧苗 现象 原因是什么 14 用小液流法测得某细胞在 0 3mol L 蔗糖溶液中体积不变 已知细胞的渗透势为 0 93MPa 求该细胞的水势 及压力势 15 合理灌溉增产的原因是什么 六 论述题 六 论述题 1 水分子的理化性质与植物生理活动有何关系 2 试述水分的生理生态作用 3 气孔开关机理假说有哪些 并加以说明 4 试述外部因子对气孔运动的影响 5 禾谷类作物的水分临界期在什么时期 为什么 6 蒸腾作用的强弱与哪些因素有关 为什么 7 合理灌溉增产的原因是什么 8 试述高等植物体内水分上运的动力及其产生原因 9 土壤通气不良造成根系吸水困难的原因是什么 福建农林大学 2014 级茶学等专业 植 物 生 理 学 复习材料之 2 7 自测 题自测 题参考答 案 参考答 案 一 名词解 一 名
