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1、植物生理学课后习题答案第一章植物的水分生理（重点）水势：水溶液的化学势与纯水的化学势之差，除以水的偏摩尔体积所得商。渗透势：亦称溶质势，是由于溶质颗粒的存在，降低了水的自由能，因而其水势低于纯水水势的水势下降值。压力势：指细胞的原生质体吸水膨胀，对细胞壁产生一种作用力相互作用的结果，与引起富有弹性的细胞壁产生一种限制原生质体膨胀的反作用力。质外体途径：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，移动速度快。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，形成一个细胞质的连续体，移动速度较慢。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
2、。根压：由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力。蒸腾作用：指水分以气体状态，通过植物体的表面（主要是叶子），从体内散失到体外的现象。蒸腾速率：植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。内聚力学说：以水分具有较大的内聚力足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断来解释水分上升原因的学说。水分临界期：植物对水分不足特别敏感的时期。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
3、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7090%,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
4、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
5、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。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。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
6、 .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40100%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。6 .气孔的张开与保卫细胞的什么结构有关？细胞壁具有伸缩性，细胞的体积能可逆性地增大40100%。细胞壁的厚度不同，分布
7、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。第二章植物的矿质营养（重点）矿质营养：植物对矿物质的吸收、转运和同化。大量元素：植物需要量较大的元素。微量元素：植物需要量极微，稍多即发生毒害的元素。溶液培养：是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。透性：细胞膜质具有的让物质通过的性质。选择透性：细胞膜质对不同物质的透性不同。胞饮作用：细胞通过膜的内陷从外界直接摄取物质进入细胞的过程。被动运输：转运过程顺电化学梯度进行，不需要代谢供给能量。主动运输：转运过程逆电化学梯度
8、进行，需要代谢供给能量。单向运输载体：能催化分子或离子单方向地顺着电化学势梯度跨质膜运输。生物固氮：某些微生物把空气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。诱导酶：是指植物本来不含某种酶，但在特定外来物质的诱导下生成的酶。生物膜：细胞的外周膜和内膜系统。1.植物进行正常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这些元素？答：分为大量元素和微量元素两种：大量元素：CHONPSKCaMgSi微量元素：FeMnZnCuNaMoPClNi实验的方法：使用溶液培养法或砂基培养法证明。通过加入部分营养元素的溶液，观察植物是否能够正常的生长。如果能正常生长，则证明缺少的元素不是植物生长必须的元素；
9、如果不能正常生长，则证明缺少的元素是植物生长所必须的元素。3 .生物膜有何结构特点？生物膜中有哪些类型的运输蛋白？4 .植物细胞通过哪些方式来吸收溶质以满足正常生命活动的需要？（一）扩散1.简单扩散：溶质从高浓度的区域跨膜移向浓度较低的邻近区域的物理过程。2.易化扩散：又称协助扩散，指膜转运蛋白易让溶质顺浓度梯度或电化学梯度跨膜转运，不需要细胞提供能量。（二）离子通道：细胞膜中，由通道蛋白构成的孔道，控制离子通过细胞膜。（三）载体：跨膜运输的内在蛋白，在跨膜区域不形成明显的孔道结构。1.单向运输载体：（uniportcarrier）能催化分子或离子单方向地顺着电化学势梯度跨质膜运输。2.同向运
10、输器：（symporter）指运输器与质膜外的H结合的同时，又与另一分子或离子结合，同一方向运输。3.反向运输器：（antiporter）指运输器与质膜外侧的H结合的同时，又与质膜内侧的分子或离子结合，两者朝相反的方向运输。（四）离子泵：膜内在蛋白，是质膜上的ATP酶，通过活化ATP释放能量推动离子逆化学势梯度进行跨膜转运。（五）胞饮作用：细胞通过膜的内陷从外界直接摄取物质进入细胞的过程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？10 .在作物栽培时，为什么不能施用过量的化肥，怎样施肥才比较合理？过量施肥时，可使植物的水势降低，根系吸水困难，烧伤作物，影响植物的正常生理过程。同时
11、，根部也吸收不了，造成浪费。合理施肥的依据：形态指标、相貌和叶色确定植物所缺少的营养元素。通过对叶片营养元素的诊断，结合施肥，使营养元素的浓度尽量位于临界浓度的周围。测土配方，确定土壤的成分，从而确定缺少的肥料，按一定的比例施肥。12 .细胞吸收水分和吸收矿质元素有什么关系？有什么异同？关系：水分在通过集流作用吸收时，会同时运输少量的离子和小溶质调节渗透势。相同点：都可以通过扩散的方式来吸收。都可以经过通道来吸收。不同点：水分可以通过集流的方式来吸收。水分经过的是水通道，矿质元素经过的是离子通道。矿质元素还可以通过载体、离子泵和胞饮的形式来运输。第三章植物的光合作用（重点）光合作用：绿色植物吸
12、收阳光的能量，同化CO2和水，制造有机物质并释放氧气的过程。荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色。磷光现象：叶绿素在光照去掉光源后，还能继续辐射出极微弱红光的现象。光反应：必须在光下才能进行的，由光引起的光化学反应。碳反应：在暗处或光处都能进行的，由若干酶所催化的化学反应。光和单位：由聚光色素系统和反应中心组成。聚光色素：没有光化学活性，只有收集光能的作用，将光能聚集起来传给反应中心色素。包括绝大多数的色素。原初反应：指光和作用中从叶绿素分子受光激发到引起第一个光化学反应为止的过程。反应中心：是将光能转换为化学能的膜蛋白复合体。包括特殊状态的叶绿素a。光和链：在类囊体摸上的
13、PSII和PSI之间几种排列紧密的电子传递体完成电子传递的总轨道。光和磷酸化：是指在光合作用中由光驱动并贮存在跨类囊体膜的质子梯度的能量把ADP和磷酸合成为ATP的过程。光和速率：单位时间、单位叶面积吸收CO2的量或放出02的量，或者积累干物质的量。同化力：由于ATP和NADPH用于碳反应中CO2的同化，把这两种物质合称为同化力。卡尔文循环：（Cakincycle）CO2的受体是一种戊糖，CO2的固定的出产物是一种三碳化合物。C4途径：CO2固定最初的稳定产物是四碳化合物。景天酸代谢途径：植物在夜间气孔开放，利用C4途径固定CO2,形成苹果酸，贮存在液泡中，白天气孔关闭，将夜间固定的CO2释放
14、出来，再经C3途径固定CO2的过程。光呼吸：植物的绿色细胞依赖光照，吸收O2和放出CO2的过程。表观光合作用：没有把叶子的线粒体呼吸和光呼吸考虑在内的光和速率。真正光和作用：表观光和作用+呼吸作用+光呼吸。光饱和点：当达到某一光强度时，光和速率不再增加时的光强。CO2补偿点：当光和吸收的CO2量等于呼吸放出的CO2量，这时外界CO2含量。光补偿点：同一叶子在同一时间内，光和过程中吸收的CO2与光呼吸和呼吸作用过程中放出的CO2等量时的光照强度。光能利用率：指植物光合作用所积累的有机物所含的能量，占照射在单位地面上的日光能量的比率。1 .植物光合作用的光反应和碳反应是在细胞的哪些部位进行的？为什
15、么？答：光反应在类囊体膜（光合膜）上进行的，碳反应在叶绿体的基质中进行的。原因：光反应必须在光下才能进行的，是由光引起的光化学反应，类囊体膜是光合膜，为光反应提供了光的条件；碳反应是在暗处或光处都能进行的，由若干酶催化的化学反应，基质中有大量的碳反应需要的酶。2 .在光合作用过程中，ATP和NADPH是如何形成的？又是怎样被利用的？答：形成过程是在光反应的过程中。非循环电子传递形成了NADPH:PSII和PSI共同受光的激发，串联起来推动电子传递，从水中夺电子并将电子最终传递给NADP+,产生氧气和NADPH,是开放式的通路。循环光和磷酸化形成了ATP:PSI产生的电子经过一些传递体传递后，伴随形成腔内外H浓度差，只引起ATP的形成。非循环光和磷酸化时两者都可以形成：放氧复合体处水裂解后，吧H释放到类囊体腔内，把电子传递给PSII,电子在光和电子传递链中传递时，伴随着类囊体外侧的H转移到腔内，由此形成了跨膜的H浓度差，引起ATP的形成；与此同时把电子传递到PSI,进一步提高了能位，形成NADPH,此外，放出氧气。是开放的通路。利用的过程是在碳反应的过程中进行的。C3途径：甘油酸-3-磷酸被ATP磷酸化，在甘油酸-3-磷酸激酶催化下，形成甘油酸-1,3-二磷酸，然后在甘油醛-3-磷酸脱氢酶彳用下被NADPH还原，
