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11植物的水分代谢一、名词解释1．自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。2．束缚水：靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水分。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．水势（w）：每偏摩尔体积水的化学势差。符号：w。5．渗透势（）：由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值，符号。用负值表示。亦称溶质势（s）。6．压力势（p）：由于细胞壁压力的存在而增加的水势值。一般为正值。符号p。初始质壁分离时，p为0，剧烈蒸腾时，p会呈负值。7．衬质势（m）：细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值，以负值表示。符号m。8．吸涨作用：亲水胶体吸水膨胀的现象。9．代谢性吸水：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。10．蒸腾作用：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。11．根压：植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。12．蒸腾拉力：由于蒸腾作用产主的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。13．蒸腾速率：又称蒸腾强度，指植物在单位时间内，单位面积通过蒸腾作用而散失的水分量。（g／dm2·h）14．蒸腾比率：植物每消耗l公斤水时所形成的干物质重量（克）。15．蒸腾系数：植物制造1克干物质所需的水分量（克），又称为需水量。它是蒸腾比率的倒致。16．内聚力学说：又称蒸腾流-内聚力-张力学说。即以水分的内聚力解释水分沿导管上升原因的学说。二、填空题1．植物细胞吸水有、和三种方式。渗透性吸水吸涨吸水代谢性吸水2．植物散失水分的方式有和。蒸腾作用吐水3．植物细胞内水分存在的状态有和。自由水束缚水4．植物细胞原生质的胶体状态有两种，即和。凝胶溶胶5．一个典型的细胞的水势等于；具有液泡的细胞的水势等于；形成液泡后，细胞主要靠吸水；干种子细胞的水势等于。+p+m；渗透性p+m；吸涨作用m6．植物根系吸水方式有：和。主动吸水被动吸水27．根系吸收水的动力有两种：和。根压蒸腾拉力8．证明根压存在的证据有和。吐水伤流9．叶片的蒸腾作用有两种方式：和。角质蒸腾气孔蒸腾10．某植物制造1克干物质需消耗水400克，则其蒸腾系数为；蒸腾效率为。4002.5克/公斤11．影响蒸腾作用的环境因子主要是、、和。光温度CO212．C3植物的蒸腾系数比C4植物。大13．可以比较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标主要有：、、和。叶片相对合水量叶片渗透势水势气孔阻力或开度14．目前认为水分沿导管或管胞上升的动力是和。根压蒸腾拉力三、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．水具有高汽化热C．水具有表面张力2．一般而言，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．变化不大3．有一为水充分饱和的细胞，将其放入比细胞液浓度低10倍的溶液中，则细胞体积：（）。A．变大B．变小C．不变4．风和日丽的情况下,植物叶片在早上、中午和傍晚的水势变化趋势是()。A．低高低B．高低高C．低低高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7．风干种子的萌发吸水靠（）A．代谢作用B．吸涨作用C．渗透作用8．在同温同压条件下，溶液中水的自由能与纯水相比（）A．要高一些B．要低一些C．二者相等9．在气孔张开时，水蒸汽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310．蒸腾作用快慢，主要决定于（）A．叶内外蒸汽压差大小B．叶片的气孔大小C．叶面积大小11．植物的保卫细胞中的水势变化与下列无机离子有关：（）A．Ca2+B．K+C．Cl-12．植物的保卫细胞中的水势变化与下列有机物质有关：（）A．糖B．脂肪酸C．苹果酸13．根部吸水主要在根尖进行，吸水能力最大的是（）A．分生区B．伸长区C．根毛区14．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．C02浓度过高15．植物的水分临界期是指：（）A．对水分缺乏最敏感时期B．需水最多的时期C．需水最少的时期16．目前可以作为灌溉的生理指标中最受到重视的是：（）A．叶片渗透势B．叶片气孔开度C．叶片水势1．C2．B3．B4．A5．C6．C7.B8．B9．A10.B、C11．A、C12．C13.A、C14．A15．C四、是非判断与改正1．影响植物正常生理活动的不仅是含水量的多少，而且还与水分存在的状态有密切关系。（）（）2．在植物生理学中被普遍采用的水势定义是水的化学势差。（）3．种子吸涨吸水和蒸腾作用都是需要呼吸作用直接供能的生理过程。（）4．根系要从土壤中吸水，根部细胞水势必须高于土壤溶液的水势。（）5．相邻两细胞间水分的移动方向，决定于两细胞间的水势差。（）（）6．蒸腾作用与物理学上的蒸发不同，因为蒸腾过程还受植物结构和气孔行为的调节。（）7．通过气孔扩散的水蒸气分子的扩散速率与气孔的面积成正比。（）（）8．空气相对湿度增大，空气蒸汽压增大，蒸腾加强。（）9．低浓度的C02促进气孔关闭，高浓度C02促进气孔迅速张开。（）10．糖、苹果酸和K+、Cl-进入液泡，使保卫细胞压力势下降，吸水膨胀，气孔就张开。（）1．（）2．（）每偏摩尔体积水的3.（）不需4．（）低于5.（）6.（）与小孔的边缘（周长）成正比7．（）8.（）蒸腾减弱9.（）促进气孔张开促进气孔迅速关闭10.（）水势下降4五、问答题1．水分子的物理化学性质与植物生理活动有何关系？水分子是极性分子，可与纤维素、蛋白质分子相结合。水分子具有高比热，可在环境温度变化较大的条件下，植物体温仍相当稳定。水分子还有较高的气化热，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，不易受高温为害。水分子是植物体内很好的溶剂，可与含有亲水基团的物质结合形成亲水胶体，水还具有很大的表面张力，产主吸附作用，并借毛细管力进行运动。2．简述水分的植物生理生态作用。（1）水是细胞原生质的主要组成成分；（2）水分是重要代谢过程的反应物质和产物；（3）细胞分裂及伸长都需要水分；（4）水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的一种良好溶剂；（5）水分能便植物保持固有的姿态；（6）可以通过水的理化特性以调节植物周围的大气湿度、温度等。对维持植物体温稳定和降低体温也有重要作用。3．植物体内水分存在的状态与代谢关系如何？植物体中水分的存在状态与代谢关系极为密切，并且与抗往有关，一般来说，束缚水不参与植物的代谢反应，在植物某些细胞和器官主要含束缚水时，则其代谢活动非常微弱，如越冬植物的休眠和干燥种子，仅以极弱的代谢维持生命活动，但其抗性却明显增强，能渡过不良的逆境条件，而自由水主要参与植物体内的各种代谢反应，含量多少还影响代谢强度，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。4．水分代谢包括哪些过程？植物从环境中不断地吸收水分，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三个过程：（1）水分的吸收；（2）水分在植物体内的运输；（3）水分的排出。5．利用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才是半透膜，才有质壁分离现象，如细胞死亡，则不能产主质壁分窝现象。（3）测定细胞液的渗透势。6．土壤温度过高对根系吸水有什么不利影响？高温加强根的老化过程，使根的木质化部位几乎到达尖端，吸收面识减少，吸收速率下降；同时，温度过高，使酶钝化：细胞质流动缓慢甚至停止。7．蒸腾作用有什么生理意义？（1）是植物对水分吸收和运输的主要动力，（2）促进植物时矿物质和有机物的吸收及其在植物体内的转运。（3）能够降低叶片的温度，以免灼伤。8．气孔开闭机理的假说有哪些？请简述之。（1）淀粉--糖变化学说：在光照下保卫细胞进行光合作用合成可溶性糖。另外由于光合作用消耗C02，使保卫细胞pH值升高，淀粉磷酸化酶水解细胞中淀粉形成可溶性糖，细胞水势下降，当保卫细胞水势低于周围的细胞水势时，便吸水迫使气孔张开，在暗中光合作用停止，情况与上述相反，气孔关闭。5（2）无机离子吸收学说：在光照下，保卫细胞质膜上具有光活化H+泵ATP酶，分解光合磷酸化产生的ATP并将H+分泌到细胞壁，同时将外面的K+吸收到细胞中来，Cl-也伴随着K+进入，以保证保卫细胞的电中性，保卫细胞中积累较多的K+和，降低水势，气孔就张开，反之，则气孔关闭。（3）苹果酸生成学说。在光下保卫细胞内的C02被利用，pH值就上升，剩余的C02就转变成重碳酸盐（HCO3-），淀粉通过糖酵解作用产生的磷酸烯醇式丙酮酸在PEP羧化酶作用下与HC03-作用形成草酰乙酸，然后还原成苹果酸，可作为渗透物降低水势，气孔张开，反之关闭。9．根据性质和作用方式抗蒸腾剂可分为哪三类？（1）代谢型抗蒸汤剂：如阿特拉津可使气孔开度变小，苯汞乙酸可改受膜透性使水不易向外扩散。（2）薄膜型抗蒸腾剂：如硅酮可在叶面形成单分子薄层，阻碍水分散失。（3）反射型抗蒸腾剂：如高岭土，可反射光，降低叶温，从而减少蒸腾量。10．小麦整个生育期中有哪两个时期为水分临界期？第一个水分临界用是分蘖末期到抽穗期（孕穗期）。第二个水分临界期是开始灌浆到乳熟末期。第二章植物的矿质营养一、名词解释1.矿质营养:是指植物对矿质元素的吸收、运输与同化的过程。2．灰分元素：亦称矿质元素，将干燥植物材料燃烧后，剩余一些不能挥发的物质称为灰分元素。3．大量元素：在植物体内含量较多，占植物体干重达万分之一以上的元素。包括钙、镁、硫、氮、磷、钾、碳、氢、氧等9种元素。4．微量元素：植物体内含量甚微，稍多即会发生毒害的元素包括：铁、锰、硼、锌、铜、钼和氯等7种元素。5．杜南平衡：细胞内的可扩散负离子和正离子浓度的乘积等于细胞外可扩散正、负离子浓度乘积时的平衡，叫杜南（道南）平衡。它不消耗代谢能，属于离子的被动吸收方式。6．单盐毒害和离子拮抗：单盐毒害是指溶液中因只有一种金属离子而对植物之毒害作用的现象；在发生单盐毒害的溶液中加入少量其他金属离子，即能减弱或消除这种单盐毒害，离子间的这种作用称为离子拮抗。7．平衡溶液：在含有适当比例的多种盐溶液中，各种离子的毒害作用被消除，植物可以正常生长发育，这种溶液称为平衡溶液。8．胞饮作用：物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质及液体的过程。9．诱导酶：又称适应酶，指植物体内本来不含有，但在特定外来物质的诱导下可以生成的酶。如硝酸还原酶可为NO3-所诱导。10．生物固氮：某些微生物把空气中游离氮固定转化为含氮化合物的过程。二、填空题1．植物生长发育所必需的元素共有种，其中大量元素有种，微量元素有种。16972．植物必需元素的确定是通过法才得以解决的。水培3．解释离子主动吸收的有关机理的假说有和。载体学说质子泵学说64．果树的“小叶病”往往是因为缺元素的缘故。Zn5.缺氮的生理病症首先表现在叶上，缺钙的生理病症首先表现在叶上。老嫩6．根系从土壤吸收矿质元素的方式有两种：和通过土壤溶液得到直接交换得到7．(NH4)2S04属于生理性盐，KN03属于生理性盐、NH4NO3属于生理性盐。酸碱中8．硝酸盐还原成亚硝酸盐的过程由酶催化，亚硝酸盐还原成氨过程是叶绿体中的酶催化的。硝酸还原酶亚硝酸还原酶9．影响根部吸收矿物质的条件有、、和。温度通气状况溶液浓度氢离子浓度离子间的相互作用10．植物地上部分对矿质元素吸收的主要器官是，营养物质可从运入叶内。叶片角质层11．植物体内可再利用元素中以和最典型。磷氮钙12．追肥的形态指标有和等，追肥的生理指标有、和。相貌叶色营养元素含量酰胺含量酶活性13．栽种以果实籽粒为主要收获对象的禾谷类作物可多施些肥，以利于籽粒饱满；栽培根茎类作物则可多施些肥，促使地下部分累积碳水化合物；栽培叶菜类作物可多施些肥，使叶片肥大。磷钾