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1、第一章 植物的水分代谢一、名词解释：植物的水分代谢：植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程，被称为植物的水分代谢水势：（w 或 w ）：在一个系统（溶液）中，水的化学势与相同温度压力下纯水的化学势之差，再除以水的偏摩尔体积。1bar=105Pa = 0.1MPa = 0.987atm水势的单位是压强单位，帕斯卡（Pa） 、大气压（atm） 、巴（bar）渗透作用：水分子通过半透膜扩散的现象，是扩散作用的一种特殊形式。渗透压：渗透作用所形成的流体静压叫渗透压渗透吸收：依赖渗透作用的吸水方式为渗透吸水植物根系的主动吸水：由植物根系生理活动而引起的吸水过程称为主动吸水质外体途径：水分通过质外体进入
2、根内部质外体是指由细胞壁、细胞间隙、胞间层以及导管的空腔组成的体系。根中的质外体被内皮层凯氏带分隔成两个区域：外部质外体和内部质外体。共质体途径：土壤水分通过共质体进入根内部导管共质体是指由胞间连丝把一个个生活细胞的原生质体连成一体的体系。水分在共质体内运输时需要跨膜，移动阻力较大。植物根系的被动吸水：由蒸腾作用产生的水势梯度而引起根的吸水称为被动吸水吸胀吸水：依赖于低的衬质势而引起的吸水称为吸胀吸水。蒸腾作用：植物体内的水分以气态方式从植物体的表面向外界散失的过程称为蒸腾作用二、知识点：植物的水分代谢包括哪些内容？水分的吸收水分的运输水分的利用水分的散失自由水/束缚水的生理意义？是衡量植物代
3、谢强弱和抗性强弱的生理指标之一。二者比值越大代谢越旺盛；反之，抗性越强。溶液水势高低与溶液浓度的关系？纯水的水势为零，其他任何溶液的水势为负值。溶液浓度愈大，水势值愈小。若体系存在水势差，则发生水分子转移，水分总是从水势高处向水势低处移动，直至两处水势差为 0。植物细胞水势的组成？溶质势、重力势、衬质势和压力势（ 帕 ）PaN/mJ/molJ 2313 w溶液渗透压与浓度的关系？水分移动方向与渗透压的关系？s = =iCRT溶液越浓=渗透压越大 =水势越低。水分进出细胞，由细胞与周围环境之间的水势差决定。外界溶液 w 细胞 w 细胞正常吸水外界溶液 w 细胞 w 细胞失水外界溶液 w 细胞 w
4、 动态平衡植物器官、组织、细胞之间水分的流动方向和速度的决定因素？植物器官、组织、细胞之间水分的流动方向和速度均决定于水势差。细胞间水势梯度差越大，水分移动越快；反之则慢解释植物细胞吸水的部位和吸水的方式？渗透吸收 液泡干燥种子、根尖、茎尖分生细胞、果实和种子形成过程中靠吸胀吸水。解释植物根系吸水的两种途径及吸水的动力？1、质外体途径质外体是指由细胞壁、细胞间隙、胞间层以及导管的空腔组成的体系。根中的质外体被内皮层凯氏带分隔成两个区域：外部质外体和内部质外体。2、共质体途径共质体是指由胞间连丝把一个个生活细胞的原生质体连成一体的体系。水分在共质体内运输时需要跨膜，移动阻力较大。1、主动吸水由植
5、物根系生理活动而引起的吸水过程称为主动吸水根压是指由于植物根系生理活动而促使液流从根部上升的压力根细胞依赖代谢活动将土壤溶液中的离子主动吸收进入共质体离子通过连续的共质体到达中柱内，造成内皮层内外的水势差水分通过渗透作用透过内皮层细胞进入中柱的导管，从而产生根压2、被动吸水由于蒸腾作用而产生的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量称为蒸腾拉力由蒸腾作用产生的水势梯度而引起根的吸水称为被动吸水蒸腾拉力是蒸腾旺盛季节中植物吸水的主要动力哪些外部因素影响植物根系吸水？如何影响？土壤水分状况土壤通气状况土壤温度土壤溶液浓度植物体内水分向地上部运输的途径及运输动力？土壤 根毛根皮层内皮层中柱鞘根导管或管胞
6、茎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沿导管或管胞上升的动力：下部的根压，上部的蒸腾拉力蒸腾-内聚力-张力学说也称内聚力学说，认为由于蒸腾作用和水分子的内聚力远大于张力，使水分在导管内连续不断向上运送植物蒸腾作用的主要方式？气孔蒸腾引起气孔运动的主要原因？蒸腾作用的定量指标？蒸腾速率、蒸腾比率、蒸腾系数环境因素对蒸腾作用的影响？光照、大气湿度、大气温度、风、土壤条件适当降低蒸腾作用的途径？减少蒸腾面积、降低蒸腾速率、使用抗蒸腾剂第二章 植物的矿质营养一、名词解释：植物的矿质营养：通常把植物对矿质元素的吸收、转运和同化称为矿质营养必需元素：对植物生长或生理代谢有直接作用；缺
7、乏时植物不能正常生长发育；其生理功能不可用其他元素代替。现已确定有 17 种元素是植物的必需元素缺素症：当植物缺乏任何一种必需矿质元素时，植物体内的代谢受到影响，进而在植物体外观上产生可见的症状，即营养缺乏症或缺素症。可移动元素：可移动元素的缺素症首先表现在老叶等器官，如 N、Mg2+ 、K+等。非移动因素：非移动元素的缺素症首先表现在嫩叶和茎尖等，如 Fe2+、Ca2+等。单纯扩散：溶液中的溶质从浓度较高的区域跨膜移向浓度较低的邻近区域。易化扩散：小分子物质经膜转运蛋白顺浓度梯度或电化学势梯度跨膜运转的过程，又称协助扩散。初级主动吸收：指细胞直接消耗 ATP 或 PPi 逆浓度转运溶质的过程
8、。次级主动吸收：指以 H+电化学势梯度作为驱动力的离子运转过程。质子泵：水解细胞质中的 ATP 或 PPi，把细胞质中的 H+逆电化学梯度泵入液泡中，建立跨液泡膜的 pmf，驱动次级转运。质子驱动力：在细胞质一侧水解 ATP，同时把细胞质中 H+ 泵至细胞外，形成跨膜 H+电化学势梯度，又称质子驱动力离子泵：主要有 Ca2+-ATP 酶、 Mg2+-ATP 酶。Ca2+-ATP 酶：细胞质中的 Ca2+逆浓度泵出胞外或泵入液泡和内质网中，从而维持细胞质中Ca2+稳态。生理酸性盐：植物根系从溶液中有选择地吸收离子后使溶液酸度增加的盐类。生理碱性盐：植物根系从溶液中有选择地吸收离子后使溶液酸度降低
9、的盐类。离子的选择性吸收：植物根系吸收离子的数量与溶液中离子的数量不成比例的现象，即为根系对离子的选择性吸收。单盐毒害：任何植物，假若培养在某一单盐溶液中，不久即呈现不正常状态，最后死亡。这种现象称为单盐毒害离子拮抗：若在单盐溶液中加入少量其他盐类，这种毒害现象就会减弱或消除，离子间的这种作用称为离子拮抗或离子对抗。平衡溶液：选择几种含植物必需矿质元素的盐分，按一定浓度与比例配制成混合液，植物便可以生长良好，这种对植物生长无毒害作用的溶液称为平衡溶液。根外营养：即植物地上部分对矿物质的吸收。地上部分吸收矿物质的主要器官是叶片，故又称为叶片营养。矿质养料的同化：植物所吸收的矿质养料在体内进一步转
10、变为有机物的过程。诱导酶：即植物体本身不含有这种酶，但在特定底物的影响下生成的酶。二、知识点：目前确定的植物必需元素有哪些种类？大量元素有哪些？微量元素有哪些？其中必需的矿质元素有哪些？确定的标准？用什么方法确定？现已确定有 17 种元素是植物的必需元素C、 H、O、N、P、K、Ca、Mg、S 为大量元素，占植物干重 0.1%以上。Fe、B、 Mn、Zn 、Cu 、Mo、 Cl 、Ni 为微量元素，占植物干重 0.01%以下。微量元素在植物体中含量稍多即会发生毒害。:N、P、K 、S、Ca、Mg、Si、 Fe、Mn、B、Zn 、Cu、Mo、Cl、Na、NiN 待定植物必需元素的 3 条准则若缺
11、少该元素，植物生长发育受到限制而不能完成其生活史。缺少该元素，植物表现出专一的病症（缺素症） ，提供该元素可预防或消除此症状。该元素在植物营养生理中的作用是直接的在植物的溶液培养中要重点注意哪些问题？保证营养液通气良好盛放溶液的容器不宜透光保证所用的试剂、容器、介质、水等十分纯净经常更换或补充营养液对种子较大的植物，应注意种子内部原有营养物质的影响种子必须严格消毒N、P、K 的生理功能及其缺素病症？氮的主要生理作用生命元素构成蛋白质、核酸、磷脂的主要成分。构成酶、ATP 、多种辅酶和辅基的成分。构成某些植物激素、维生素的成分。构成叶绿素、细胞色素的成分。磷的主要生理作用是核酸、核蛋白和磷脂的主
12、要成分，因而是细胞质、细胞膜和细胞核的组成成分。在植物代谢中起重要作用。是组成许多辅酶的成分，也是构成 ATP、ADP 的成分，参与光合作用、呼吸作用。是糖类、脂肪和氮代谢过程不可缺少的。此外，磷还促进糖类的运输植物细胞液中含有磷酸盐，可构成缓冲系统，并在细胞渗透势的维持中起一定作用。对植物生长发育有很大作用。钾的主要生理作用作为酶的激活剂参与植物体内重要的代谢。能促进蛋白质、糖类的合成，并能促进糖类向贮藏器官的运输。能增加原生质的水和程度，降低其黏性，从而使细胞保水力增强，植物抗旱性提高。是影响细胞渗透势和膨压的重要成分，参与细胞吸水、气孔运动等生理过程。植物缺 N 时，生物大分子合成受阻，
13、植株矮小、叶片黄色、产量降低；N 过多时，叶色深绿，茎叶徒长，成熟期延迟，抗逆性差，易受病虫害侵害，易倒伏。植物缺 P 时，分蘖、分枝减少，矮小，叶色深绿或紫红，生长发育受阻，产量降低；P 过多时，叶片产生小焦斑，会阻碍水稻等植株对 Si 的吸收，易导致缺 Zn。缺 K 时，叶片缺绿，生长缓慢，易倒伏。植物缺素病症有的出现在顶端幼嫩枝叶上，有的出现在下部老叶上，为什么？可移动元素的缺素症首先表现在老叶等器官，如 N、Mg2+、K+等。非移动元素的缺素症首先表现在嫩叶和茎尖等，如 Fe2+、Ca2+等。根系吸收矿质元素的主要部位？根尖的根毛区为植物根部吸收矿质元素的主要部位。质膜 H+-ATP
14、酶？它与植物细胞跨膜吸收矿质元素有何关系？质膜 H+-ATP 酶质子泵水解细胞质中的 ATP 或 PPi，把细胞质中的 H+逆电化学梯度泵入液泡中，建立跨液泡膜的pmf，驱动次级转运。为什么说植物对矿质元素的吸收既是相互联系，又是各自独立的？相互关联：矿质元素要溶于水中才易被吸收，而根系吸收盐分降低水势有利于水分进入根部。相互独立：两者的吸收不成比例；吸收水分与吸收盐分的机制不同；两者的分配方向不同。环境因子如何影响根系对矿质元素的吸收？1、土壤温度高温低温均抑制2、土壤通气状况O2 充足，有利吸收3、土壤溶液浓度生产中施肥不当引发“烧苗”现象发生的原因？施肥过多根细胞失水过多 概述植物根系从土壤中吸收的硝态氮的同化过程及其关键酶？NRP56
