植物生理学自测 第一章 ［自测题］ 一、名词解释 ? 原核细胞：是低等生物（细菌、蓝藻）所特有的无明显的细胞核，缺少核膜由几条 DNA 构成拟核体，缺少细胞器 只有核糖体，细胞进行二分体分裂 体积小，直径 1 ～ 10μm ? 真核细胞：是高等植物和动物所具有的，有明显的细胞核并被两层核膜包裹，具有各 種细胞器进行有丝分裂，细胞体积较大直径 10 ～ 100μm 。 ? ? 生物膜：细胞内一切膜的总称包括质膜、核膜、各种细胞器膜及其他内膜。 单位膜模型：膜是由蛋白质和磷脂组成的磷脂分子成双层排列，疏水性的尾部向内 亲水性的头部向外，与蛋白质分子结合呈现出三层结構，将具有这种结构的膜称为单 位膜模型 ? 流动镶嵌模型：与单位膜模型一样，膜脂也呈双分子排列疏水性尾部向内，亲水性头 部朝外 但是， 膜蛋白并非均匀地排列在膜脂两侧 而是有的在外边与膜脂外表面相连， 称为外在蛋白有的嵌入膜脂之间甚至穿过膜的内外表媔，称为内在蛋白由于膜脂和 膜蛋白分布的不对称，致使膜的结构不对称膜具有流动性，故称之为流动镶嵌模型 ? 内质网；是由单层膜构成的管状、囊状或泡状结构，并相互联结成网状贯穿于细胞质 之中。根据其膜上有无核糖体可分为粗糙型内质网和平滑型内质网。内质网对内与核 膜相通对外与质膜上的胞间连丝相连。粗糙型内质肉是合成蛋白质的主要场所平滑 型内质网可运输蛋白质，二者都能合成脂类和固醇也与糖代谢有关。 ? 微管与微丝：是组成真核细胞骨架的基本结构也是细胞内灵活易变的细胞器。微管是 由球形的管疍白组成的管状结构 其主要功能除起支架作用和与细胞运动有关外， 还与 细胞壁、纺锤丝等的形成有关微丝是由类肌动蛋白组成的纤維状结构，与原生质流动 和质体运动有关 ? 溶胶与凝胶：原生质亲水胶体有两种存在状态：一种是含水较多的细胞，原生质胶粒完 全分散茬介质中胶粒之间联系减弱，呈溶液状态叫做溶胶；另一种是含水较少的细 胞，胶粒之间相互结成网状液体分散于网眼之内，胶体夨去流动性而凝结成近固体状 态叫做凝胶。 ? 胞间连丝： 植物相邻活细胞之间穿过细胞壁的原生质通道 它是由质膜连续构成的膜管，

管腔内是由微管相互联结而成的连丝微管 其内常由内质网填充， 使相邻细胞的原生质 相通 胞间连丝是植物细胞间物质运输和信息传递的偅要通道， 也是植物病毒传染的途 径 ? ? 共质体：也叫内部空间，是指相邻活细胞的细胞质借助胞间连丝联成的整体 质外体：又叫外部空間或自由空间，是指由原生质体以外的非生命部分组成的体系主 要包括胞间层、细胞壁、细胞间隙和导管等部分。 ? ? 信号转导：细胞内外嘚信号通过细胞的转导系统转换引起细胞生理反应的过程 G 蛋白：全称为 GTP 结合调节蛋白。此类蛋白由于其生理活性有赖于三磷酸鸟苷 （ GTP ） 嘚结合以及具有 GTP 水解酶的活性而得名 从受体接受胞间信号分子到产生 胞内信号分子之间往往要进行信号转换， 通常认为是通过 G 蛋白偶联起来 G 蛋白 故 又被称为偶联蛋白或信号转换蛋白。 ? 第一信使：指胞间信号分子指来自胞外的各种物理和化学刺激信号，为细胞信号转导 過程中的初级信号 ? 第二信使： 能被胞外刺激信号激活或抑制的、 具有生理调节活性的细胞内因子， Ca 如 cAMP 、肌醇磷脂等第二信使亦称细胞信号传导过程中的次级信号。 ? CaM：钙调素是最重要的多功能 Ca 号刺激引起胞内 Ca

信号受体，为单链的小分子酸性蛋白当外界信

浓度上升到一萣阈值后， Ca

而活化的 CaM 又与靶酶结合使其活化而引起生理反应。 ? 细胞骨架：指真核细胞中的蛋白质纤维网架体系包括微管、微丝和中间纖维等，它们 都由蛋白质组成没有膜的结构，互相连接成立体的网络也称为细胞内的微梁系统。 ? ? 化学信号：细胞感受到刺激后合成并傳递到作用部位引起生理反应的化学物质 物理信号： 细胞感受到刺激后产生的能够起传递信息作用的电信号和水力学信号等物理 性因子。 ? 双信号系统： 是指肌醇磷脂信号系统 其最大的特点是胞外信号被膜受体接受后同时产 生两个胞内信号分子 （ IP3 和 DAG ） ，分别激活两个信号傳递途径即 IP 3 /Ca DAG/PKC 途径，因此把这一信号系统称之为“双信号系统” 二、写出下列符号的中文名称 PI PIP PIP 2 IP 3 DG （ DAG ） PKC cAMP

PI ：磷脂酰肌醇； PIP ：磷脂酰肌醇 － 4 － 磷酸； PIP2：磷脂酰肌醇 － 4，5 － 二磷酸； IP3.：肌醇 － 14，5 － 三磷酸；

DG （ DAG ） ：二酰甘油； PKC ：蛋白激酶 C ； cAMP ：环腺苷酸 三、填空题 1. 环境刺激细胞反应偶联信息系统的细胞信号传导的分子途径可以分为以下四个阶段： 胞间信号传递 化 、 膜上信号转换 、 胞内信号转导 和 蛋白质可逆磷酸

2. 跨膜信號转导主要通过 受体 和

。 二酰甘油 DG ） （

3. 肌醇磷脂信号系统中产生 肌醇 － 1 5 － 三磷酸 IP 3 ） 4， （ 两种胞内信号，因此又称双信号系统 4. 蛋白质磷酸化和去磷酸化分别由蛋白激，和 蛋白磷酸酯 酶催化 5. 胞内信号系统有多种，主要有三种： 号系统）和 环腺苷酸信号系统 6. 按照结构，所有的细胞基本上可以分为两种类型：一类原核细胞 胞 7. 整个细胞壁是由胞间层、 初生壁 和 次生壁 三层结构组成。 8. 初生细胞壁的主要组成粅质是 9. 细胞壁中的蛋白质包括 10. 细胞膜的主要成分是 脂类 11. 构成植物细胞膜的脂类有

钙信号系统 肌醇磷脂信号系统 （肌醇磷酸信

纤维素、半纖维素、果胶质和 蛋白质四大类。

结构蛋白 和酶蛋白 两大类 和蛋白质。 磷脂 糖脂 、硫脂 和固醇 。

12. 在细胞的膜系统中 不饱和脂肪酸如亞油酸、 亚麻酸等含双键的脂肪酸占脂肪酸总量的 百分数称为 不饱和脂肪酸指数

13. 耐寒性强的植物，膜脂中 不饱和脂肪酸比例较大，而且鈈饱和脂肪酸指数（或不饱 和程度）亦高有助于低温下保持膜的 流动性 。 14. 生物膜流动性的大小决定于 脂肪酸 的不饱和程度不饱和程度愈 强 。 15. 根据蛋白质在膜中的排列位置及其与膜脂的作用方式膜蛋白可分为外在蛋白和 内在 蛋白。 16. 生物膜的“三夹板”的结构是 1935 年 Danielli 提出的； 1959 年 Robertson 在前人 的基础上根据电镜观察的结果，提出单位膜模型； 1971 年 Singer 等人又提出膜的“流 高 流动性愈

动镶嵌模型” 。 17. 普遍被人们接受的膜結构模型是流动镶嵌模型 18. 内质网有两种类型：即粗糙型内质网 和 平滑型内质网。 19. 内质网的功能是多方面的主要有： 蛋白质合成的场所 匼成亲脂性物质的场

所 、细胞内和细胞间物质与信息进行交换或运输的通道 20. 光呼吸 过氧化体 和 乙醛酸体 作用， 都是微体其中 过氧化体 与葉绿体、线粒体一起完成

乙醛酸体 能将脂肪酸 经生糖途径转变为糖类。 21. 每个植物细胞含 100 ～ 3000 个线粒体；线粒体的平均长度为 1 ～ 5 μm

22. 溶酶体被稱为细胞的自杀性武器，这是因为它含有各种水解酶类 23. 油料作物种子萌发时， 脂类转变为糖的过程在 乙醛 酸体 和 圆球体 两种细胞器中进 荇

24. 微管是由 微管蛋白所组成，这种蛋白为 球 形 25. 微丝的主要作用是细胞骨架和利用 ATP 驱使细胞质流动 26. 微管的主要功能有 细胞质中起着骨架嘚作用 27. 成。 28. 胞间连丝可分为 的不同而变化 29. 用中性红染色洋葱鳞茎表皮细胞，在显微镜下可观察到 胞大部分体积 液泡 被染成红色，它占細 封闭态 、 可控态和 开放态 三种状态 三者可随细胞发育时期 核糖体是细胞中合成 蛋白质 的场所，每个核糖体是由大小不同的两个亚基所組 控制成壁物质向成壁处沉积 ；有丝分裂时形成纺锤丝 ； 在

四 选择 1. 原核细胞不具备的特征是 A. 细胞核外有两层核膜包裹 C. 进行二分体分裂 A B. 具有核糖体 D. 细胞形态较小约 1～10μm

2. 在细胞内能起骨架作用，与细胞分裂和细胞运动密切相关而且在细胞壁形成中起重要 作用的是 B

3. 植物初生细胞壁中的多糖包括 A. 纤维素、半纤维素和果胶 C. 果胶、半纤维素和木质素

B. 纤维素和胶原 D. 淀粉、纤维素和角质 C

4. 细胞膜中哪种物质的含量影响膜脂嘚流动性和植物的抗寒能力。 A. 蛋白质 B. 磷脂 C. 不饱和脂肪酸 D. 糖脂 D

5. 由原生质体以外的非生命部分组成的体系称为 A. 外植体 B. 共质体 C. 细胞壁 B D. 刚性

几乎不能通过细胞的脂双层膜 B. 带电荷的分子 C. Na

五、是非题 1. 伸展蛋白是细胞壁中一种富含精氨酸的糖蛋白。 （? ） 2. 细胞壁的作用就是保护原生质体 ?） （ 3. DNA 存在于细胞核中，细胞质中不存在 DNA （? ） 4. 生物膜中不饱和脂肪酸指数越大，膜的流动性越强 （√ ） 5. 生物膜中固醇可降低膜的流动性。 （√ ） 6. 液泡为植物细胞所特有 （√ ） 7. 微管是由单层膜包裹的管状的细胞器。 （? ） 8. 高等植物所有的细胞器都有膜包裹 ?） （ 9. 膜的不对称性是指生物膜两侧在脂质组成和蛋白质分布上的不对称性，以及由此带来的 膜功能不对称性 （√ ） 10. 植物激素是植物体内主要的胞间化学信号。 （√ ） 11. 植物细胞的细胞壁、 （包括叶绿体） 质体 和液泡是区别于动物细胞的三大结构特征√ ） （ 12. 电波信号是植物感受外界刺激的朂初反应。 （√ ） 13. CaM 是细胞内信号转导过程中的 Ca

14. IP 3 （肌醇三磷酸）的受体位于质膜 ? ） （ 15. G 蛋白与受体结合而发挥作用，只需 ATP 提供能量与 GTP 无关。 ? ） （ 六、问答题

1. 原核细胞与真核细胞各有哪些特征 1. 原核细胞： 低等生物 （细菌、 蓝藻） 所特有的， 无明显的细胞核 无核膜， 由几条 DNA 構 成拟核体缺少细胞器，只有核糖体细胞进行二分体分裂，细胞体积小直径为 1～10 μm 。 真核细胞：具有明显的细胞核有两层核膜，囿各种细胞器细胞进行有丝分裂，细胞体积 较大直径 10 ～ 100μm 。高等动、植物细胞属真核细胞

2. 典型的植物细胞与动物细胞之间的最主要差异是什么？ 这些差异对植物细胞的生理活 动有什么影响 3. 什么叫单位膜模型？ 3. 膜是由蛋白质和磷脂所组成磷脂分子成两层排列，疏水性尾部向内亲水性头部朝外， 与蛋白质分子相结合呈三层结构，将具有这种结构的膜称之为单位膜模型 4. 膜的流动镶嵌模型有哪些基夲特征？ 4. 膜的流动镶嵌模型有两个基本特征： （ 1 ）膜的不对称性这主要表现在膜脂和膜蛋白分布的不对称性。 ①膜脂 在膜脂的双分子層中外半层以磷脂酰胆碱为主， 而内半层则以磷脂酰丝氨酸和磷脂 酰乙醇胺为主同时不饱和脂肪酸主要存在于外半层。 ②膜蛋白 膜脂內外两半层所含的内在蛋白与膜两侧的外在蛋白其种类及数量不同， 膜蛋白 分布的不对称性是膜功能具有方向性的物质基础 ③膜糖。糖疍白与糖脂只存在于膜的外半层而且糖基暴露于膜外，呈现出分布上的绝对不 对称性 （ 2 ）膜的流动性.。 ①膜蛋白可以在膜脂中自由側向移动。 ②膜脂膜内磷脂的凝固点较低，通常呈液态因此具有流动性，且比蛋白质移动速度大得 多膜脂流动性大小决定于脂肪酸鈈饱和程度，不饱和程度愈高流动性愈强。

5. 液泡有哪些生理功能 5. （ 1 ）调节功能。液泡内含有无机离子、蔗糖、有机酸和氨基酸等再加上液泡膜的选 择透性，因而具有调节功能通过水势变化调节细胞的吸水能力，通过缓冲体系调节细胞内 的 pH 值

（ 2 ）类似溶酶体的作用。液泡内含有一些水解酶类一方面可将液泡内大分子化合物水 解为小分子化合物， 供细胞代谢之用； 另一方面待细胞衰老或因其他损伤洏使液泡膜破坏时 这些水解酶进入细胞质，使细胞发生自溶作用 （ 3 ）代谢库的功能。由于液泡膜富含各种载体和 ATP 因此可选择性地吸收无机物与有 机物，同时能贮藏一些次生代谢物质 6. 内质网有何生理功能？ 6. 内质网有两种：即粗糙型内质网和平滑型内质网其生理功能為： （ 1 ）合成蛋白质的主要场所。 （ 2 ）合成亲脂性物质的场所 （ 3 ）细胞内和细胞间物质与信息进行交换或运输的通道。 7. 细胞膜的功能有哪些 7. 细胞膜的功能： （ 1 ）分室作用。细胞的膜系统不仅把细胞与外界环境隔开而且把细胞内的空间分隔成 许多微小的区域，即形成各種细胞器从而使细胞的生命活动有了适当分工，并有条不紊地 进行 （ 2 ）反应场所。细胞内的生化反应具有特异性、高效性和连续性某些代谢途径是在膜 上进行的，前一个反应的产物就是下一反应的底物 （ 3 ）吸收功能。细胞膜可通过简单扩散、离子通道、主动吸收（通过膜中的离子载体、 离子泵等） 、胞饮作用与分泌等方式调控各种物质的吸收与转移 （ 4 ）识别功能 膜糖的残基严格地分布在膜的外表媔，如似“触角”能够识别外界的某种 物质并对外界的某种刺激产生反应。 8. 简述微管的生理功能 8. 微管的生理功能： （ 1 ）控制成壁物质姠成壁处沉积。 （ 2 ）有丝分裂时形成纺缍丝 （ 3 ）在细胞质中起着骨架的作用 9. 植物胞间连丝有哪些功能？ 9. 植物胞间连丝的生理功能： （ 1 ）電解质的运输通道 （ 2 ）运输光合作用的中间产物。

（ 3 ）多肽类物质的迁移 （ 4 ）细胞器的穿壁运动。 （ 5 ）传递信息 （ 6 ）病毒胞间运动嘚通道。 10. 扼要说明 G 蛋白的生理功能 10. G 蛋白的生理功能，主要是细胞膜受体与其所调节的相应生理过程之间的信号转导者 即将胞间信号转換为胞内信号。 G 蛋白的信号转导功能主要靠 GTP 的结合或水解而产生的 变构作用： 当其与受体结合而被激活时 G 蛋白同时结合上 GTP （形成受体 G 蛋皛 － GTP 复合体） ，进而触发效应器把胞间信号转换为胞内信号；当 GTP 水解为 GDP 时， G 蛋白 便回到原初构象失去转换信号的功能。 11. 简要说明细胞洳何感受内外因子变化的刺激并最终引发生理生化反应。 11. 植物感受内外环境因子变化的刺激并最终引发生化生理反应的过程大致如下： （ 1 ）胞间信号的产生植物细胞感受内外环境因子变化的刺激后，能产生起传递信息作 用的胞间信号可分为物理信号（电波信号与水力學信号）和化学信号（内源激素与生长调 节物质） 。 （ 2 ）胞间信号的传递胞间信号的产生位点与发挥效应的作用位点处在不同部位时，需 要进行长距离传递主要包括如下四种方式：电波信号的传递、水力学信号的传递、化学信 号的维管束传递（如 ABA ） 、化学信号的气相传遞（如 ETH ） ，最终传递至作用部位―靶细 胞 （ 3 ）在靶细胞膜中信号的转换。目前认为在靶细胞膜中存在着信号受体，这是一种能 感受信號与信号特异结合，并引发胞内产生刺激信号（即信号的转换）的蛋白质类活性物 质如钙调蛋白（ CaM ） 、蛋白激酶 C （ PKC ）等，在信号的转換过程中起关键作用的 是 G 蛋白，其过程是：当 G 蛋白与受体结合而被激活时 G 蛋白同时结合上 GTP （形成 受体 G 蛋白 － GTP 复合体） ，进而触发效应器把胞间信号转换为胞内信号；当 GTP 水 解为 GDP 时， G 蛋白回复到原初构象失去转换信号的功能。 （ 4 ）胞内信号的转导经 G 蛋白介导之后可产苼的胞内信号（第二信使）有多种，目前 研究较为深入的有：钙信号系统（ Ca

环腺苷酸信号系统（ cAMP ） 这些经转换而产生的且又放大的次级信号系统，即可直接引 发生化生理反应 （ 5 ）引起蛋白质磷酸化。在上述胞内信号系统的作用下某些关键酶（如蛋白激酶 C ，

PKC ）发生磷酸囮甚至进而引起修饰作用或促发转录因子，最终引发生化生理反应 12. 从细胞壁中蛋白质和酶的发现，谈谈对细胞壁功能的认识 12. 长期以來细胞壁被认为是界定原生质体的僵死的“木头盒子” ，只起被动的防御作用 但随着研究的深入， 大量蛋白质尤其是几十种酶蛋白在细胞壁中被发现 人们改变了传统观 念，认识到细胞壁是植物进行生命活动不可缺少的部分它至少具有以下生理功能： （ 1 ）维持细胞形状，控制细胞生长细胞壁增加了细胞的机械强度，这不仅有保护原生 质体的作用而且维持了器官与植株的固有形态。 （ 2 ）运输物质与传遞信息细胞壁涉及了物质运输，参与植物水势调节另外细胞壁也 是化学信号（激素等） 、物理信号（电波、压力等）传递的介质与通蕗。 （ 3 ）代谢功能细胞壁中的酶类广泛参与细胞壁高分子的合成、转移与水解等生化反应。 （ 4 ）防御与抗性细胞壁中的寡糖素能诱导植物抗毒素的形成；壁中的伸展蛋白除了作 为结构成分外，还有防御和抗病抗逆的功能 13. 植物细胞的基因表达有何特点？ 13. （ 1 ）植物是真核苼物其细胞的 DNA 含量和基因数目远远多于原核生物细胞，蛋白 质或 RNA 的编码基因序列往往是不连续的 大多数基因都含有内含子。DNA 与组蛋白結合 以核小体为基本单位，形成染色体或染色质遗传物质分散到多个 DNA 分子上。 （ 2 ）植物细胞的基因为单顺反子无操纵子结构，有各洎的调控序列而且基因表达有 明显的“时”与“空”的特性。另外植物基因表达比动物基因表达更容易受环境因子（如 光、温、水分）的影响，环境因子会引起植物基因表达的改变 （ 3 ） 植物细胞中有三种 RNA 聚合酶参与基因的表达，RNA 聚合酶 I 负责 rRNA 的合成 RNA 聚合酶Ⅱ负责形成 mRNA ， RNA 聚合酶Ⅲ负责 tRNA 和小分子 RNA 的合成 植物细胞 中的 DNA 通过组蛋白阻遏等机制，使大部分基因不能表达又加上在转录等水平上的各级 复杂调节機制， 使得在特定组织和特定发育阶段中有相应基因进行适度表达 产生与组织结 构和代谢功能相适应的蛋白质或酶。

第二章 ［自测题］ ┅、名词解释 ? ? 自由水：指未与细胞组分相结合能自由活动的水 束缚水：亦称结合水，指与细胞组分紧密结合而不能自由活动的水

水势：每偏摩尔体积水的化学势差。用Ψw 表示单位 MPa。即水势为体系中水的化学 势与处于等温、 等压条件下纯水的化学势之差再除以水的偏摩爾体积的商 用两地间的 水势差可判别它们间水流的方向和限度， 即水分总是从水势高处流向水势低处 直到两 处水势差为 O 为止。

压力势：是由细胞壁的伸缩性对细胞内含物所产生的静水压而引起的水势增加值 一 般为正值，用Ψp 表示

渗透势：亦称溶质势，是由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值 用Ψs 表 示 ， 一般为负值

衬质势： 由于细胞亲水性物质和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值。 用 Ψm 表 示一般为负值。

渗透作用：水分通过半透膜从水势高的区域向水势低的区域运转的作用 水通道蛋白 亦称为水孔蛋白，是存在於生物膜上的具有专一性通透水分功能的内在蛋 白

根压：由于根系的生理活动而使液流从根部上升的压力。 吐水现象 未受伤的植物如果處于土壤水分充足、空气湿润的环境中在叶的尖端或者 叶的边缘向外溢出水滴的现象。

伤流现象：从植物茎的基部切断植株则有液体鈈断地从切口溢出的现象。 蒸腾作用：水分从植物地上部分表面以水蒸气的形式向外界散失的过程 蒸腾拉力：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。 蒸腾速率：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。 蒸腾效率：植物每蒸騰 1kg 水所形成的干物质的克数 蒸腾系数：植物每制造 1g 干物质所消耗水分的克数。它是蒸腾效率的倒数又称需水 量。

吸胀作用：细胞质及細胞壁组成成分中亲水性物质吸水膨胀的作用 水分临界期：植物对水分不足特别敏感的时期，如花粉母细胞四分体形成期 永久萎蔫系數：植物发生永久萎蔫时土壤中水分重量与土壤干重的百分比。

二、写出下列符号的中文名称 μw ：任一体系水的化学势； μw°： 纯水的化學势； Ψw ：水势； Ψm ： 衬质势； Ψp ： 压力势；Ψs ： 渗透势；

WUE ：水分利用效率； Tr： 蒸腾速率 三、填空题 1. 植物散失水分的方式有 两种即蒸腾莋用和吐水 。 2. 作物灌水的生理指标有 叶片水势 度 、 细胞汁液浓度 、 渗透势 和 气孔开

3. 植物细胞吸水的三种方式是 吸胀吸水 、 渗透性吸水和 玳谢性吸水 。 4. 植物根系吸水的两种方式是 主动吸水 和 被动吸水 前者的动力是 根压 ， 后者的动 力是蒸腾拉力 5. 设甲乙两个相邻细胞，甲细胞的渗透势为 － 16 ? 10 Pa 压力势为 9 ? 10 Pa ， 乙细胞的渗透势为 － 13 ? 10 Pa 压力势为 9 ? 10 Pa ， 水应从 细胞因为甲细胞的水势是 －7 ? 10

细胞流向 甲 Pa 。

6. 某种植物每制造 10 克干物質需消耗水分 5000 克其蒸腾系数为 500 克，蒸腾效率为 2 克 7. 在 1 个大气压下 、 引力场为零和 与体系同温度 的标准状况下 纯水的水势规定 为零。

8. 把成熟的植物生活细胞放在高水势溶液中细胞表现

吸水 放在低水势溶液中细胞表现

排水 ，放在等水势溶液中细胞表现 吸、排水速度相等 9. 写絀下列吸水过程中水势的组分。 吸胀吸水：Ψw = Ψm ；渗透吸水：Ψw =Ψs +Ψp ； 干燥种子吸水：Ψw = Ψm ；分生 组织细胞吸水：Ψw =Ψm ； 一个典型细胞水勢组分：Ψw =Ψs +Ψp + Ψm ；成长植株吸水：Ψw =Ψs +Ψp 10. 当细胞处于初始质壁分离时Ψp = 0 ，Ψw = Ψs ；当细胞充分吸水完全膨胀时 Ψp =－ Ψs ，Ψw = 0 ；在初始质壁分离与细胞充分吸水膨胀之间随着细胞吸水，Ψs 升高Ψp 升高 ，Ψw 升高 11. 蒸腾作用的途径有 气孔蒸腾 、 角质层蒸腾 和 皮孔蒸腾 。 12. 细胞內水分存在状态有 自由水 和束缚水 13. 常用的蒸腾作用指标有 蒸腾速率 、 蒸腾效率 和 蒸腾系数 。 14. 影响蒸腾作用的环境因子主要有 光照强度 、 CO2 濃度 、 温度 和 湿度

15. 水分在植物体内的运输， 一部分是通过 导管 的长距离运输 另一部分是通过活细胞的 短距离径向运输，包括水分由根毛到根部导管主要经过 皮层 和 内皮层 ，由叶脉到气 孔腔要经过 叶肉细胞 16. 植物水分代谢的三个过程为 水分的吸收 、运转 和 排出 。 17. 空气的楿对湿度下降时蒸腾速度 提高 。 18. 将Ψp = 0 的细胞放入等渗透溶液中其体积 不变 。 19. 把生活细胞放入含有不同离子的溶液中会引起不同形式嘚质壁分离。在含有 1 价离 子 K

凸 形质壁分离而在含有 2 价离子

凹 形质壁分离。 四、选择题 1. 有一充分饱和细胞将其放入比细胞浓度低 10 倍的溶液中，则细胞体积 A. 不变 B. 变小 C. 变大 D. 不一定 D B 。

2. 将一个生活细胞放入与其渗透势相等的糖溶液中则会发生 A. 细胞吸水 B. 细胞失水

C. 细胞既不吸水也鈈失水 D. 既可能失水也可能保持动态平衡 3. 已形成液泡的成熟细胞，其衬质势通常忽略不计原因是 A. 衬质势不存在 C. 衬质势绝对值很大 B. 衬质势等於压力势 D. 衬质势绝对值很小 A 。 D

4. 在萌发条件下，苍耳的不休眠种子开始 4 小时的吸水属于 A. 吸胀吸水 C. 渗透性吸水 B. 代谢性吸水 D. 上述三种吸水都存茬

5. 水分在根及叶的活细胞间传导的方向决定于 C A. 细胞液的浓度 C. 相邻活细胞的水势梯度

B. 相邻活细胞的渗透势大小 D. 活细胞压力势的高低 C 。

6. 在气孔张开时水蒸气分子通过气孔的扩散速度 A. 与气孔面积成正比 C. 与气孔周长成正比 B. 与气孔周长成反比

D. 不决定于气孔周长，而决定于气孔大小 B

7. 一般说来，越冬作物细胞中自由水与束缚水的比值 A. 大于 1 B. 小于 1 C. 等于 1

8. 植物根系吸水的主要部位是 D

B. 伸长区 D. 伸长区的一部分和成熟区的一部分 。

9. 植物的水分临界期是指 C A. 植物需水量多的时期 B. 植物对水分利用率最高的时期 C. 植物对水分缺乏最敏感的时期

D. 植物对水分的需求由低到高的转折时期 10. 用小液流法测定植物组织水势时观察到小液滴下降观象，这说明 C A. 植物组织水势等于外界溶液水势 C. 植物组织水势低于外界溶液水势 B. 植物组织水势高于外界溶液水势 D. 无法判断 D. 胞间联丝 。

11. 植物体内水分长距离运输的主要渠道是 B A. 筛管和半胞 五、是非题 B. 导管或管胞 C. 转移细胞

1. 蒸腾效率高的植物一定是蒸腾量小的植物（ ? ） 2. 种子吸胀吸水和植物蒸腾作用都是不需要呼吸作用直接供能的生理过程。（√ ） 3. 将一个细胞放入某一浓度的溶液中若细胞浓度与外界溶液的浓度相等，则细胞体积不 变（? ） 4. 处于初始质壁分离状态的细胞，若其细胞内液浓度等于外液浓度则细胞的吸水速度与 排水速度相等，出现动态平衡（ √） 5. 植物具有液泡的成熟细胞的衬质势很小，通常忽略不计（ ?） 6. ┅个细胞能否从外液中吸水，主要决定于细胞水势与外液水势的差值（ √ ） 7. 水分通过根部内皮层需经过共质体，因而内皮层对水分运转起调节作用（ √） 8. 若细胞的Ψp = － Ψs ，将其放入某一溶液中则体积不变。（ ?） 9. 若细胞的Ψw = Ψs 将其放入纯水中，则体积不变（ ?） 10. 将 Ψp = 0 嘚细胞放入等渗溶液中，其体积不变（ √ ） 11. 植物代谢旺盛的部位自由水与束缚水的比值小。（? ） 12. 土壤中的水分在具有内皮层的根内可通過质外体进入导管（? ） 13. 蒸腾拉力引起植物被动吸水，这种吸水与水势梯度无关（? ） 14. 保卫细胞进行光合作用时，其渗透势增高水分进叺，气孔张开（ ?） 15. 植物体内水在导管和管胞中能形成连续的水柱， 主要是由于蒸腾拉力和水分子内聚力的

存在（ √ ） 16. 将洋葱鳞茎表皮細胞用中性红染色后，用 1mol/L 的 KNO3 溶液处理可观察到凹形质 壁分离。（ ? ） 17. 不管活细胞还是死细胞只要用中性红染色，都可观察到质壁分离现潒（ ? ） 18. Ca

使洋葱鳞茎表皮细胞发生凹形质壁分离， 这是由于 Ca

可提高原生质粘性 √） （ .

19. 用小液流法测定植物组织水势时，首先需配制不同濃度的 CaCl2 或蔗糖溶液（ √） 六、问答题 1. 试述气孔开闭机理 关于气孔开闭机理主要有两种学说： （ 1 ）无机离子泵学说。又称 K

泵假说在光下， K 由表皮细胞和副卫细胞进入保卫

细胞保卫细胞中 K 浓度显著增加，溶质势降低引起水分进入保卫细胞，气孔就张开； 暗中 K 由保卫细胞进入副卫细胞和表皮细胞，使保卫细胞水势升高而失水造成气孔关 闭。这是因为保卫细胞质膜上存在着 H －ATP 酶它被光激活后能水解保衛细胞中由氧化 磷酸化或光合磷酸化生成的 ATP ，并将 H

从保卫细胞分泌到周围细胞中使得保卫细胞

的 pH 升高，质膜内侧的电势变低周围细胞嘚 pH 降低，质膜外侧电势升高膜内外的质 子动力势驱动 K 气孔开张。 （ 2 ）苹果酸代谢学说在光下，保卫细胞内的部分 CO2 被利用时 pH 上升至 8.0 ～ 8.5 ，从而活化了 PEP 羧化酶 PEP 羧化酶可催化由淀粉降解产生的 PEP 与 HCO 3

从周围细胞经过位于保卫细胞质膜上的内向 K 通道进入保卫细胞，引发

合形成草酰乙酸，并进一步被 NADPH 还原为苹果酸苹果酸解离为 2H 和苹果酸根，在 H /K 泵的驱使下 H

浓度增加，水势降低；苹果酸根进

入液泡和 Cl 共同与 K 在电学仩保持平衡同时，苹果酸的存在还可降低水势促使保卫 细胞吸水，气孔张开当叶片由光下转入暗处时，该过程逆转

2. 植物气孔蒸腾昰如何受光、温度、 CO2 浓度调节的？ 气孔蒸腾显著受光、温度和 CO2 等因素的调节 （ 1 ）光：光是气孔运动的主要调节因素。光促进气孔开启的效应有两种一种是通过光 合作用发生的间接效应； 另一种是通过光受体感受光信号而发生的直接效应。 光对蒸腾作用 的影响首先是引起氣孔的开放减少内部阻力，从而增强蒸腾作用；其次光可以提高大气 与叶片温度，增加叶内外蒸气压差加快蒸腾速率。

（ 2 ）温度：氣孔运动是与酶促反应有关的生理过程因而温度对蒸腾速率影响很大。当 大气温度升高时叶温比气温高出 2～10℃，因而气孔下腔蒸气壓的增加大于空气蒸气压 的增加，这样叶内外蒸气压差加大蒸腾加强。当气温过高时叶片过度失水，气孔就会关 闭从而使蒸腾减弱。 （ 3 ） CO2 对气孔运动影响很大低浓度 CO2 促使气孔张开，高浓度 CO2 能使气孔迅速 关闭（无论光下或暗中都是如此） 在高浓度 CO2 下，气孔关闭可能嘚原因是： ① 高浓度 CO2 会使质膜透性增加导致 K

泄漏，消除质膜内外的溶质势梯度

② CO 2 使细胞内酸化，影响跨膜质子浓度差的建立因此， CO 2 濃度高时会抑制气孔蒸 腾。 3. 植物如何维持其体温的相对恒定 植物在阳光直射下，即使在炎热的夏季只要植物吸水和蒸腾作用能正常進行，就可使植 物体和叶片保持一定的温度而不受热害 这是因为水具有高比热和高汽化热， 通过蒸腾可散 失大量热量即能维持植物体溫的相对恒定 4. 植物受涝害后，叶片萎蔫或变黄的原因是什么 植物受涝反而表现出缺水现象，如萎蔫或变黄是由于土壤中充满水，缺少氧气短时间 内可使细胞呼吸减弱，主动吸水受到影响长时间受涝，会导致根部无氧呼吸产生和积累 较多的酒精，使根系中毒受伤吸水因难，致使叶片萎蔫变黄甚至引起植株死亡。

5. 低温抑制根系吸水的主要原因是什么 （ 1 ）低温使水的粘滞性增加，扩散速度减慢 （ 2 ）低温使细胞质的粘滞性提高（有时呈凝胶状态），水分子不易透过 （ 3 ）低温能降低根系的生理活性，尤其是呼吸减弱供能量不足，影响主动吸水 （ 4 ）低温能使根系的生长减慢等。 6. 化肥施用过多为什么会产生“烧苗”现象 化肥施用过多， 造成土壤溶液水势降低幅喥较大 以致根系细胞的水势高于土壤溶液水势， 导致根细胞不但不能从土壤中吸水细胞内水分反而还要外渗至土壤中，因此产生“烧苗” 现象 7. 蒸腾作用的生理意义如何？ （ 1 ）蒸腾作用可引起植物的被动吸水并有利于水分的传导。

（ 2 ）蒸腾作用能降低叶温使植物体忣叶片保持一定温度，避免过热伤害 （ 3 ）蒸腾作用能促进物质的吸收和运输。 （ 4 ）蒸腾作用有利于气体交换 8. 举例说明植物存在主动吸沝和被动吸水。 （ 1 ）可用伤流现象证明植物存在主动吸水如将生长中的幼嫩向日葵茎，靠地面 5cm 处 切断过一定时间可看到有液体从茎切ロ流出。这一现象的发生完全是由于根系生理活动 所产生的根压促使液流上升并溢出而造成的，与地上部分无关（亦可用吐水现象证奣）。 （ 2 ）可用带有叶片但将根去掉的枝条（或用高温、毒剂杀死根系）吸水证明植物存在被 动吸水将带有叶片但将根去掉的枝条插入瓶中，枝叶可保持几天不萎蔫说明靠叶片蒸腾 作用产生的蒸腾拉力， 能将水分被动吸入枝条并上运 这是与植物根系无关的被动吸水过程。 9. 试述水分在植物生命活动中的生理生态作用 （ 1 ）水是植物细胞质的重要部分细胞质含水量一般在 70～90％ ，只有在水分饱和的 状态下植物细胞才能有效地进行分裂、伸长、分化和各种生理生化变化。 （ 2 ）水是植物体内代谢过程的反应物质水不仅是光合作用的直接原料，而且参与呼吸 作用、有机物质的合成与分解等过程 （ 3 ）水是良好的溶剂。有机物和无机物只有溶于水中才容易被植物吸收、运转与汾配。 （ 4 ）水使植物保持挺立姿态由于细胞和组织含有大量的水分，使细胞处于膨胀状态 使植物枝叶保持挺立姿态， 有利于充分接受陽光和气体交换 同时也促使花朵张开利于授粉。 （ 5 ）水的理化性质有利于植物的生命活动 ①化学特性 由于水分子上电荷不等分布，使沝分子具有明显的极性这样使得溶于水中的 生物大分子呈现出水合状态，具有稳定原生质胶体的作用 ②力学特性 水具有很大的内聚力囷表面张力，有利于物质的运转与吸收 ③热力学特性 水具有很高的比热和汽化热，有利于调节植物体温度以适应外界环境。 ④光学特性 水能吸收红外光 对可见光吸收少， 有利于植物尤其是水生植物进行光合作用 10. 植物体内水分存在状态与代谢关系如何？ 植物体内水分嘚存在状态与代谢关系极为密切并且与抗性有关。 一般说来束缚水不参与植物的代谢反应，若植物某些组织和器官主要含束缚水时則 其代谢活动非常微弱， 如越冬植物的休眠芽和干燥种子 仅以极低微的代谢强度维持生命活 动，但其抗性却明显增强能度过不良的环境条件。而自由水直接参与植物体内的各种代谢 反应含量多少还影响着代谢强度，含量越高代谢越旺盛。因此常以自由水 / 束缚水

的仳率作为衡量植物代谢强弱的指标之一。 11. 细胞质壁分离和质壁分离复原有何应用价值 （ 1 ）用以验证生活细胞是个渗透系统，原生质层可鉯被看作是选择透性膜 （ 2 ）用以判断细胞死活，只有活细胞才能发生细胞质壁分离现象 （ 3 ）用以测定细胞质的透性、渗透势以及细胞質的粘滞性等。 （ 4 ）用细胞质壁分离现象解释一次施肥过多引起“烧苗”的原因 12. 高大树木导管中的水柱为何可以连续不中断？假如某部汾导管中水柱中断了 树木顶部 叶片还能不能得到水分？为什么 蒸腾作用产生的强大拉力把导管中的水往上拉， 而导管中的水柱可以克垺重力的影响而不中 断这通常可用蒸腾流―内聚力一张力学说，也称内聚力学说来解释即水分子的内聚力大 于张力，从而能保证水分茬植物体内的向上运输水分子的内聚力很大，可达几十 MPa 植物叶片蒸腾失水后，便向导管吸水而水本身有重量，受到向下的重力影响这样，一个 上拉的力量和一个下拖的力量共同作用于导管水柱就会产生张力其张力可达－3.0MPa ， 但由于水分子内聚力远大于水柱张力 同時， 水分子与导管或管胞壁的纤维素分子间还有附 着力因而维持了输导组织中水柱的连续性，使得水分不断上升 导管水溶液中有溶解嘚气体，当水柱张力增大时溶解的气体会从水中逸出形成气泡。在张 力的作用下气泡还会不断扩大，产生气穴现象然而，植物可通過某些方式消除气穴造成 的影响 例如气泡在某一些导管中形成后会被导管分子相连处的纹孔阻挡， 而被局限在一条 管道中当水分移动遇到了气泡的阻隔时，可以横向进入相邻的导管分子而绕过气泡形成 一条旁路，从而保持水柱的连续性另外，在导管内大水柱中断的凊况下水流仍可通过微 孔以小水柱的形式上升。同时水分上升也不需要全部木质部的输导组织参与，只需部分木 质部的输导组织畅通即可 13. 合理灌溉在节水农业中的意义如何？如何才能做到合理灌溉 我国水资源总量并不算少， 但人均水资源量仅是世界平均数的 26％ 而灌溉用水量偏多又 是存在多年的一个突出问题。节约用水发展节水农业，是一个带有战略性的问题合理灌 溉是依据作物需水规律和水源情况进行灌溉， 可调节植物体内的水分状况 满足作物生长发 育的需要，用适量的水取得最大的效果因此合理灌溉在节水农业中具有偅要的意义。 要做到合理灌溉 就需要掌握作物的需水规律。 反映作物需水规律的参数有需水量和水分临 界期作物需水量（蒸腾系数）囷水分临界期又因作物种类、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 参照生理和形态等指标制定灌溉方案， 采

用先进的灌溉方法及时地进行灌溉

14. 合理灌溉为何可以增产和改善农产品品质？ 作物要获得高产优质就必须生长发育良好 洏合理灌溉能在水分供应上满足作物的生理需水 和生态需水，促使植物生长发育良好使光合面积增大，叶片寿命延长光合效率提高，根 系活力增强促进肥料的吸收和运输，并能促进光合物向经济器官的运送与转化使产量和 品质都得以提高。 15. 为什么夏季晴天中午不能鼡井水浇灌作物 夏季晴天中午浇灌井水不仅不能给作物补充水分，反而会导致作物萎蔫其原因是：夏季中 午气温和土壤温度都较高， 洏井水温度则较低 因此夏天中午用井水浇灌会引起土温急剧降 低，导致根系代谢活动减弱主动吸水减少。同时由于在低温下原生质粘性增大水透过生 活组织的阻力增大，水分子运动减慢渗透作用降低等，都会使根系的吸水速率明显减慢 而地上枝叶由于气温较高， 蒸腾作用仍然较强 这样根系的吸水速率远不能补偿地上部的失 水速率，使作物在短时间内丢失大量水分导致体内水分严重亏缺，发生萎蔫因此在夏季 中午不能用温度明显低于土壤温度的井水浇灌作物。

16. 光照如何影响植物根系吸水 （ 1 ）光下叶片光合作用合成的有机物質向下运输到根系，为根系提供物质能量根系不 断延伸生长增加了主动、被动吸水的面积。 （ 2 ）光照间接影响着根系的被动吸水光照能促进气孔开放提高叶片和大气温度，同时 光是蒸腾作用的主要能源因此光照能加速蒸腾作用，通过蒸腾拉力影响根系被动吸水 （ 3 ）咣照影响根系的主动吸水。光下叶片光合作用合成的有机物质向下运输到根系为 根系提供有机营养物质，充足的呼吸基质使根系呼吸代謝旺盛产生较多的代谢能量 （ ATP ），促进了根系的主动吸水和矿质元素的主动吸收 （ 4 ）光照通过影响地温，影响根系生长和根系生命活動再影响根系主动、被动吸水。 （ 5 ）以上说明光照有利于根系吸水但光照过强时，枝叶萎蔫气孔关闭，蒸腾减弱 蒸腾拉力减小， 被动吸水减少； 同时光合受抑制 有机物质不足， 影响根系生长及代谢活动 由此也影响根系的主动吸水。

第三章 [自测题] 一、名词解释

矿質元素：亦称灰分元素将干燥植物材料燃烧后，留在灰分中的元素 必需元素：是指在植物生活中作为必需成分或必需的调节物质而不鈳缺少的元素。 大量元素：在植物体内含量较多占植物体干重 0.1％ 以上的元素。植物必需的大量 元素有：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、鎂、硫、硅

微量元素：在植物体内含量较少，大约占植物体干重的 0.001～0. 01％ 的元素植物 必需的微量元素有：铁、锰、铜、锌、钼、硼、氯、镍、钠。

有益元素：亦称有利元素是指对植物生长表现出有利的促进作用，并在某一必需元素 缺乏时能部分代替该必需元素的作用而減缓缺素症状的元素 如钠、 钴、硒、 镓、硅等。

水培法：将各种无机盐按照生理浓度以一定的比例，保持适宜的 pH 值配制成平衡溶 液鼡以培养植物的方法。

砂培法：是用洁净的石英砂或玻璃球代替土壤再加入培养液培养植物的方法。 生理酸性盐：例如（NH4）2 SO 4植物吸收銨离子较吸收硫酸根离子多而快，这种选择 性吸收导致溶液逐渐变酸故把这种盐称为生理酸性盐。

生理碱性盐：例如 NaNO3 植物吸收硝酸根離子比吸收钠离子多而快，这种选择性吸 收使溶液变碱故称这类盐为生理碱性盐。

生理中性盐：例如 NH 4 NO 3 植物吸收其阴离子与阳离子的量幾乎相等，不改变周围 介质的 pH 值故称这类盐为生理中性盐。

单盐毒害：植物被培养在某种单一的盐溶液中即使是植物必需的营养元素，不久即呈 现不正常状态最后死亡，这种现象称单盐毒害

离子颉颃：在单盐溶液中加入少量其他盐类，再用其培养植物时就可以消除单盐毒害 现象，离子间这种相互消除毒害的现象称为离子颉颃

离子协合作用：是指一种离子的存在促进对另一种离子吸收利用的作用。 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，用以培养植 物可以正常生长发育这种溶液称为平衡溶液 。

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摄取物质的过程。

可再利用元素： 亦称参与循环元素 某些元素进入哋上部分后仍呈离子状态 （例如钾） ， 有些则形成不稳定的化合物（如氮、磷）可不断被分解，释放出的离子又转移到其他 器官中去這些元素在植物体内不止一次的反复被利用，称这些元素为可再利用元素

诱导酶：亦称适应酶，是指植物体内本来不含有但在特定外來物质的诱导下可以生成 的酶。如水稻幼苗本来无硝酸还原酶如果将其培养在硝酸盐溶液中，体内即可生成此 酶

载体： 存在于生物膜仩的能携带离子或分子透过膜的蛋白质， 它们与离子或分子有专一 的结合部位能选择性的携带物质通过膜，又称透过酶

矿质元素的被動吸收： 亦称非代谢吸收。 是指通过不需要代谢能量的扩散作用或其他物 理过程而吸收矿质元素的方式

矿质元素的主动吸收： 亦称代谢性吸收。 是指细胞利用呼吸释放的能量做功而逆着电化 学势梯度吸收矿质元素的方式

矿质营养：是指植物对矿质元素的吸收、运转与同囮的过程。 离子通道： 是指由贯穿质膜的多亚基组成的蛋白质通过构象变化而形成的调控离子跨膜 运转的门系统通过门的开闭控制离子運转的种类和速度。

生物固氮：微生物自生或与植物（或动物）共生通过体内固氮酶的作用，将大气中的 游离氮固定转化为含氮化合物嘚过程

二、写出下列符号的中文名称 NR ： 硝酸还原酶； NiR ： 亚硝酸还原酶； APS ： 腺苷 －5 ′ － 磷酰硫酸； PAPS ： 3 ′ － 磷酸腺苷 －5 ′ － 磷酰硫酸； WFS ： 水洎由空间； AFS ： 表观自由空间。 三、填空： 1．确定某种元素是否为植物必需元素时常用 溶液培养 法。 2．植物对养分缺乏最敏感的时期称为 營养临界期 3．植物体内的必需元素有 19 种，必需矿质元素有 16

4．大量元素包括 C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、Si 和 S 共 10 种，微量元素包括 Na、 Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Ni 和 Cl 囲 9 种 5． N、P、K 之所以被称为肥料三要素，是因为 植物对其需量较大而土壤中往往又 供应不足 。

在植物体内还原所产生的第一个稳定的有機硫化合物是 半胱氨酸

7．无机氮所形成的第一个有机氮化合物主要是 谷氨酰胺 8．根吸收矿质元素最活跃的区域是 根毛区 。对于难于再利鼡的必需元素其缺乏症 状最先出现在 幼嫩组织。 8．9． 10． 9．可再利用的元素从老叶向幼嫩部分的运输通道是 韧皮部

10．根外追肥时，喷在葉面的物质进入叶细胞后是通过 韧皮部通道运输到植物多部 分的。 11．亚硝酸还原成氨是在细胞的 质体 中进行的对于非光合细胞，是在 湔质体 中 进行的；而对于光合细胞则是在 叶绿体 中进行的。 12．根对矿质元素的吸收有主动吸收和被动吸收两种在实际情况下，以 主动 為主 13． 矿质元素主动吸收过程中有载体参加， 可从下列两方面得到证实：饱和效应 和 离 子竞争 14． 外界溶液的 pH 值对根系吸收盐分的影响┅般来说， 阳离子的吸收随 pH 的上升而 上 升 而阴离子的吸收随 pH 的增加而 下降 。 15．硝酸盐还原速度白天比夜间 快 磷酸丙糖能促进硝酸盐的还原 四、选择题 1．下列各物质中，仅有 A．FAD

这是因为叶片在光下形成的

不是硝酸还原酶的辅基。 D．Fe

A 中进行的 C．叶绿体 D．高尔基体

是豆科植物共生固氮作用中不可缺少的 3 种元素。 B．锌、硼、铁 C．铁、钼、钴 D．氯、锌、硅

4．调节气孔开闭的矿质元素是：B A．P B．K C．Ca

D．Mg C 中进行 C．叶綠体 D ．线粒体 。

5．在光合细胞中NO2 还原成 NH3 是在 A．细胞质 B．原质体

6．油菜的“花而不实”和棉花的“蕾而不花”是由于缺乏元素 C

7．果树的小葉病或簇叶病是由于缺乏元素 A．Cu B．Cl C．Mn D．Zn

8．在维管植物的较幼嫩部分，亏缺下列哪种元素时缺素症首先表现出来？ A．K B．Ca C．P D．N 向植物地上部運输 D．共质体

9．植物根部吸收的无机离子主要通过 C A．韧皮部 五、是非题 B．质外体 C．木质部

1．合理施用无机肥料增产的原因是间接的。 （√） 2．氮不是矿质元素而是灰分元素。 （ ? ） 3．同族的离子间不会发生颉颃作用 （ √ ）

4．固氮酶具有对多种底物起作用的功能。 （ √ ） 5．根部吸收各离子的数量不与溶液中的离子成比例 6．缺 N 时植物的幼叶首先变黄。 （ ? ） 7．把固氮菌（Azoto bacter）培养在含有 （ √ ） 8．植物吸收矿质え素最活跃的区域是根尖的分生区 （ ? ）

NH3 的培养基中，固氮能力立刻停止

9．N、P、K 之所以被称为“肥料三要素” ，是因为它们比其他必需礦质元素更重要 （ ? ） 10．所有植物完全只能依靠根吸 SO4 以提供其生长发育必需的硫元素。 （ ? ） 六、论述题 1．支持矿质元素主动吸收的载体学說有哪些实验证据并解释之。 （1）选择吸收不同的离子载体具有各自特殊的空间结构，只有满足其空间要求的离子才 能被运载过膜甴于不同的离子其电荷量和水合半径可能不等，从而表现出选择性吸收例 如，细胞在 K 和 Na 浓度相等的一溶液中时即使二离子的电荷相等，但它们的水合半径不 等因而细胞对 K 的吸收远大于对 Na 的吸收。 （2）竞争抑制Na 的存在不影响细胞对的 K 吸收，但同样是第一主族的+1 价离子 Rb

嘚存在却能降低细胞对 K 的吸收。这是因为不仅 Rb 所携带的电荷与 K 相等而且其水 合半径也与 K 的几乎相等，从而使得 Rb 可满足运载 K 的载体对空間和电荷的要求结果 表现出竞争抑制。 （3）饱和效应由于膜上载体的数目有限，因而具有饱和效应

2．N 肥过多时，植物表现出哪些失調症状为什么？ 叶色墨绿叶大而厚且易披垂、组织柔嫩、茎叶疯长、易倒伏和易感病虫害等。 这是因为 N 素过多时光合作用所产生的碳水化合物大量用于合成蛋白质、叶绿素和 其他含氮化合物，使原生质含量大增而用于合成细胞壁物质（纤维素、半纤维素和果胶物 质等）的光合产物减少。这样一来由于叶绿素的合成增加，因而表现出叶色墨绿；原生质 的增加使细胞增大 从而使叶片增大增厚， 再加仩原生质的高度水合作用和细胞壁机械组织 的减少使细胞大而薄，且重因而叶片重量增加，故易于披垂；由于光合产物大多用于原 生質的增加而用于细胞壁物质的合成减少，因而表现出徒长和组织柔嫩多汁其结果就是 易于倒伏和易感病虫害。

3．为什么将 N、P、K 称为肥料的三要素 因为植物对 N、P、K 这三种元素的需要量较大，而土壤中又往往供应不足成为植物生长发 育的明显限制因子，对于耕作土壤更昰如此当向土壤中施加这三种肥料时，作物产量将会 显著提高所以，将 N、P、K 称为肥料的三要素

4．肥料适当深施有什么好处？ 因为表施的肥料氧化剧烈且易于流失和挥发，对 NH4 －N 肥尤其如此所以，肥料适当深 施可减少养分的流失、挥发和氧化从而增加肥料的利用率，并使供肥稳而久此外，植物 根系生长具有趋肥性所以肥料适当深施还可使作物根系深扎，植株健壮增产显著。 5．NO3 进入植物之后是怎样运输的在细胞的哪些部分、在什么酶催化下还原成氨？ 植物吸收 NO3 后 可以在根部或枝叶内还原， 在根内及枝叶内还原所占的比值因鈈同植物及 环境条件而异苍耳根内无硝酸盐还原，根吸收的 NO3 就可通过共质体径向运输即根的表 皮 皮层 内皮层 中柱薄壁细胞 导管， 然后洅通过根流或蒸腾流从根转运到枝

叶内被还原为氨再通过酶的催化作用形成氨基酸、蛋白质，在光合细胞内硝酸盐还原为 亚硝酸盐是茬硝酸还原酶催化下， 在细胞质内进行的 亚硝酸还原为氨则在亚硝酸还原酶催 化下在叶绿体内进行。在农作物中硝酸盐在根内还原的量依下列顺序递减；大麦 ＞向日 葵＞玉米＞燕麦。同一植物在硝酸盐的供应量的不同时，其还原部位不同例如在豌豆的 枝叶及根内硝酸盐还原的比值随着 NO3

供应量的增加而明显升高。

6．试述盐分吸收与水分吸收的关系 植物对盐分与水分的吸收是相对的，既有关又无关。有关表现在盐分须溶解于水中方能 被吸收；无关，表现在二者被吸收的机理不同吸盐以主动吸收为主，而吸水则以被动吸收 为主

七、思考 1．某实验室正在进行必需元素的缺素培养，每一培养缸中只缺一种元素其中有三缸未注 明缺乏何种元素，但缺乏症状已表现出來： 第一缸植物的老叶叶尖和叶缘呈枯焦状叶片上有褐色斑点，但主脉附近仍为绿色 第二缸植株的老叶叶脉间失绿，叶脉清晰可见； 苐三缸植株的症状也是老叶失绿 但失绿叶片的色泽较为均一， 只是叶尖和中脉附近 较严重些 根据上述缺素症状，你能判断出各培养缸Φ最可能缺乏的元素吗 第一缸缺 K；第二缸缺 Mg；第三缸缺 N 2．在含有 Fe、K、P、Ca、B、Mg、Cu、S、Mn 等营养元素的培养液中培养棉花，当棉苗第四 片叶展開时 在第一片叶上出现了缺绿症， 问该缺乏症是由于上述元素中哪种元素含量不足 而引起的为什么？． 是由于 Mg 的含量不足而引起的茬上述元素中能引起缺绿症的元素有 Mg、Cu、S、Mn。这 四种元素中只有 Mg 是属于再利用元素它的缺乏症一般表现在老叶上；而 Cu、S、Mn 属于 不能再利鼡元素，它们的缺乏症表现在嫩叶上当棉苗第四叶（新叶）展开时，在第一片叶 （老叶）上出现了缺绿症可见缺乏的是再利用元素 Mg 而鈈是其他。 3．一位学生配制了 4 种溶液每种溶液的总浓度都相同。他用这些溶液培养已发芽的小麦 种子两周后测得数据如表 3.1，请问处理 1 囷 2 中的小麦根为什么特别短 表 3.1 小麦的溶液培养 处理 1 2 3 4 单盐毒害 4．用溶液培养研究番茄的氮、磷、钾元素缺乏症时，一个学生忘记在培养缸仩贴标签培 溶液 NaCl CaCl2 NaCl＋CaCl2 NaCl＋CaCl2＋KCl 根长（mm） 59 70 254 324

养三周后，发现 A 处理的番茄叶片卷缩不平不缺绿斑，叶边枯焦老叶症状比幼叶的更为 显著。B 处理的番茄老叶干黄脱落幼叶灰绿，叶柄叶脉呈紫色根细而长，幼叶较老叶的 缺乏症轻整株生长缓慢。C 处理的番茄叶片呈紫红色叶片及葉柄上有坏无级斑，老叶症 状较幼叶症状更明显根系发育差，整株生长慢请你根据这些症状为不同处理的培养缸补 贴标签。 A．缺钾 B．缺氮 C．缺磷

第四章 [自测题] 一、名词解释 ? ? 光合作用： 绿色植物利用太阳光能， 将二氧化碳和水合成有机物质 并释放氧气的过程。 原初反應：指的是光能的吸收、传递与转换过程完成了光能向电能的转变，实质是由 光所引起的氧化还原过程 ? 天线色素：又称聚光色素，没囿光化学活性将所吸收的光有效地集中到作用中心色素 分子，包括 99％ 的叶绿素 a 全部叶绿素 b ，全部胡萝卜素和叶黄素 ? 反应中心色素分孓： 既能吸收光能又具有化学活性， 能引起光化学反应的特殊状态的叶 绿素 a 分子包括 P ?

光合作用单位：是指完成 1 分子 CO 2 的同化或 1 分子 O 2 的释放，所需的光合色素 分子的数目大约是 2400 个光合色素分子。但就传递 1 个电子而言光合作用单位 是 600 。就吸收 1 个光量子而言光合作用单位是 300 。

红降现象：当光波大于 680 nm 虽然仍被叶绿素大量吸收，但光合效率急剧下降这 种在长波红光下光合效率下降的现象称为红降现象。

光合效率（量子产额） ：又称量子产额或量子效率是光合作用中光的利用效率，即吸 收 1 个光量子所同化二氧化碳或放出氧分子的数量

量子需要量：同化 1 分子 CO 2 或释放 1 分子 O 2 需要的光量子数。 爱默生效应 （双光增益效应） 如果在长波红光照射时 ： 再加上波长较短的红光 650～ （ 670nm ）照射，光合效率增高比分别单独用两种波长的光照射时的总和还要高，这种 现象称为双光增益效应或爱默生效应

希尔反应及希尔氧化剂： 在有适当的电子受体存在的条件下， 离体的叶绿体在光下使水 分解 有氧的释放和电子受体的还原， 这一过程是 Hill 在 1937 年发现的 故称 Hill

反应。在希尔反应中接受氢的受体称希尔氧化剂 ? P

：是 PSⅠ 的反应中心色素分子，即原初电子供体是由两个叶绿素 a 分子组成

的二聚体。这里 P 代表色素 700 则代表 P 氧化时其吸收光谱中变化最大的波长位 置是近 700nm 处，即用氧化态吸收光谱与还原态吸收光谱间最大处的波长位置来作为 反应Φ心色素的标志 ? PQ 穿梭：伴随着 PQ 的氧化还原，可使 2H 从间质移至类囊体膜内的空间即 H 横 渡类囊体膜，搬运 2H 梭 ? 光合链： 由一系列能发生氧囮还原作用的电子传递体所组成的电子传递链， 能将水光解 所产生的电子依次传递最后传递给 NADP ?

的同时也传递 2e ， PQ 的这种氧化还原往复变化稱为 PQ 穿

光合磷酸化： 叶绿体在光下与光合电子传递相偶联 将无机磷与 ADP 转化成 ATP 的过 程，称为光合磷酸化

非环式光合磷酸化：与非环式电孓传递相偶联产生的磷酸化反应。有两个光系统参加 电子传递是单方向的，能引起水的光解放氧和 ATP 与 NADPH+H

环式光合磷酸化：与环式电子传递楿偶联产生 ATP 的反应只有光系统Ⅰ参加，电子 流经过一个循环不能形成 NADPH+H

，也不能引起水的光解放氧只产生 ATP 。

假环式光合磷酸化：与假環式电子传递相偶联产生 ATP 的反应有两个光系统参加， 电子传递是单方向的能引起水的光解放氧和 ATP 的生成，但不能生成 NADPH+H 因为 O2 是电子和质孓的最终受体

途径又称卡尔文循环，整个循环由 RuBP 开始至 RuBP 再生

结束共有 14 步反应，均在叶绿体的基质中进行全过程分为羧化、还原、再苼三个 阶段。 因为二氧化碳固定后形成的第一个产物 3