《植物生理學》第七版課后習題答案

1、第一章植物的水分生理?水勢：水溶液的化學勢與純水的化學勢之差，除以水的偏摩爾體積所得商。?滲透勢：亦稱溶質(zhì)勢，是由于溶質(zhì)顆粒的存在，降低了水的自由能，因而其水勢低于純水水勢的水勢下降值。?壓力勢：指細胞的原生質(zhì)體吸水膨脹，對細胞壁產(chǎn)生一種作用力相互作用的結(jié)果，與引起富有彈性的細胞壁產(chǎn)生一種限制原生質(zhì)體膨脹的反作用力。?質(zhì)外體途徑：指水分通過細胞壁、細胞間隙等沒有細胞質(zhì)部分的移動，阻力小，移動速度快。?共質(zhì)體途徑：指水分從一個細胞的細胞質(zhì)

2、經(jīng)過胞間連絲，移動到另一個細胞的細胞質(zhì)，形成一個細胞質(zhì)的連續(xù)體，移動速度較慢。?滲透作用：水分從水勢高的系統(tǒng)通過半透膜向水勢低的系統(tǒng)移動的現(xiàn)象。?根壓：由于水勢梯度引起水分進入中柱后產(chǎn)生的壓力。?蒸騰作用：指水分以氣體狀態(tài)，通過植物體的表面（主要是葉子），從體內(nèi)散失到體外的現(xiàn)象。?蒸騰速率：植物在一定時間內(nèi)單位葉面積蒸騰的水量。?蒸騰比率：光合作用同化每摩爾CO2所需蒸騰散失的水的摩爾數(shù)。?水分利用率：指光合作用同化CO2的速率與同時蒸

3、騰丟失水分的速率的比值。?內(nèi)聚力學說：以水分具有較大的內(nèi)聚力足以抵抗張力，保證由葉至根水柱不斷來解釋水分上升原因的學說。?水分臨界期：植物對水分不足特別敏感的時期。1.將植物細胞分別放在純水和1molL蔗糖溶液中，細胞的滲透勢、壓力勢、水勢及細胞體積各會發(fā)生什么變化？答：在純水中，各項指標都增大；在蔗糖中，各項指標都降低。2.從植物生理學角度，分析農(nóng)諺“有收無收在于水”的道理。答：水，孕育了生命。陸生植物是由水生植物進化而來的，水是植物

4、的一個重要的“先天”環(huán)境條件。植物的一切正常生命活動，只有在一定的細胞水分含量的狀況下才能進行，否則，植物的正常生命活動就會受阻，甚至停止?？梢哉f，沒有水就沒有生命。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，水是決定收成有無的重要因素之一。水分在植物生命活動中的作用很大，主要表現(xiàn)在4個方面：水分是細胞質(zhì)的主要成分。細胞質(zhì)的含水量一般在70~90%使細胞質(zhì)呈溶膠狀態(tài)，保證了旺盛的代謝作用正常進行，如根尖、莖尖。如果含水量減少，細胞質(zhì)便變成凝膠狀態(tài)，生命活動就大大減弱

5、，如休眠種子。水分是代謝作用過程的反應物質(zhì)。在光合作用、呼吸作用、有機物質(zhì)合成和分解的過程中，都有水分子參與。水分是植物對物質(zhì)吸收和運輸?shù)娜軇?。一般來說，植物不能直接吸收固態(tài)的無機物質(zhì)和有機物質(zhì)，這些物質(zhì)只有在溶解在水中才能被植物吸收。同樣，各種物質(zhì)在植物體內(nèi)的運輸，也要溶解在水中才能進行。水分能保持植物的固有姿態(tài)。由于細胞含有大量水分，維持細胞的緊張度（即膨脹），使植物枝葉挺立，便于充分接受光照和交換氣體。同時，也使花朵張開，有利于傳

6、粉。3.水分是如何跨膜運輸?shù)郊毎麅?nèi)以滿足正常的生命活動的需要的？答：通過膜脂雙分子層的間隙進入細胞。膜上的水孔蛋白形成水通道，造成植物細胞的水分集流。植物的水孔蛋白有三種類型：質(zhì)膜上的質(zhì)膜內(nèi)在蛋白、液泡膜上的液泡膜內(nèi)在蛋白和根瘤共生膜上的內(nèi)在蛋白，其中液泡膜的水孔蛋白在植物體中分布最豐富、水分透過性最大。4.水分是如何進入根部導管的？水分又是如何運輸?shù)饺~片的？答：進入根部導管有三種途徑：質(zhì)外體途徑：水分通過細胞壁、細胞間隙等沒有細胞質(zhì)部

7、分的移動，阻力小，移動速度快?？缒ね緩剑核謴囊粋€細胞移動到另一個細胞，要兩次通過質(zhì)膜，還要通過液泡膜。共質(zhì)體途徑：水分從一個細胞的細胞質(zhì)經(jīng)過胞間連絲，移動到另一個細胞的細胞質(zhì)，形成一個細胞質(zhì)的連續(xù)體，移動速度較慢。這三條途徑共同作用，使根部吸收水分。根系吸水的動力是根壓和蒸騰拉力。運輸?shù)饺~片的方式：蒸騰拉力是水分上升的主要動力，使水分在莖內(nèi)上升到達葉片，導管的水分必須形成連續(xù)的水柱。造成的原因是：水分子的內(nèi)聚力很大，足以抵抗張力，保證

8、由葉至根水柱不斷，從而使水分不斷上升。5.植物葉片的氣孔為什么在光照條件下會張開，在黑暗條件下會關(guān)閉？答：保衛(wèi)細胞細胞壁具有伸縮性，細胞的體積能可逆性地增大40~100%。保衛(wèi)細胞細胞壁的厚度不同，分布不均勻。雙子葉植物保衛(wèi)細胞是腎形，內(nèi)壁厚、外壁薄，外壁易于伸長，吸水時向外擴展，拉開氣孔；禾本科植物的保衛(wèi)細胞是啞鈴形，中間厚、兩頭薄，吸水時，橫向膨大，使氣孔張開。保衛(wèi)細胞的葉綠體在光下會形成蔗糖，累積在液泡中，降低滲透勢，于是吸水膨脹

9、，氣孔張開；在黑暗條件下，進行呼吸作用，消耗有機物，升高了滲透勢，于是失水，氣孔關(guān)閉。6.氣孔的張開與保衛(wèi)細胞的什么結(jié)構(gòu)有關(guān)？答：細胞壁具有伸縮性，細胞的體積能可逆性地增大40~100%。細胞壁的厚度不同，分布不均勻。雙子葉植物保衛(wèi)細胞是腎形，內(nèi)壁厚、外壁薄，外壁易于伸長，吸水時向外擴展，拉開氣孔；禾本科植物的保衛(wèi)細胞是啞鈴形，中間厚、兩頭薄，吸水時，橫向膨大，使氣孔張開。缺氮：植物矮小，葉小色淡或發(fā)紅，分枝少，花少，子實不飽滿，產(chǎn)量低

10、。補救措施：施加氮肥。缺磷：生長緩慢，葉小，分枝或分蘗減少，植株矮小，葉色暗綠，開花期和成熟期都延遲，產(chǎn)量降低，抗性減弱。補救措施：施加磷肥。缺鉀：植株莖稈柔弱易倒伏，抗旱性和抗寒性均差，葉色變黃，逐漸壞死，缺綠開始在老葉。補救措施：施加鉀肥。4.植物細胞通過哪些方式來吸收溶質(zhì)以滿足正常生命活動的需要？(一)擴散：1.簡單擴散：溶質(zhì)從高濃度的區(qū)域跨膜移向濃度較低的鄰近區(qū)域的物理過程。2.易化擴散：又稱協(xié)助擴散，指膜轉(zhuǎn)運蛋白易讓溶質(zhì)順濃度

11、梯度或電化學梯度跨膜轉(zhuǎn)運，不需要細胞提供能量。(二)離子通道：細胞膜中，由通道蛋白構(gòu)成的孔道，控制離子通過細胞膜。(三)載體：跨膜運輸?shù)膬?nèi)在蛋白，在跨膜區(qū)域不形成明顯的孔道結(jié)構(gòu)。1.單向運輸載體：（uniptcarrier）能催化分子或離子單方向地順著電化學勢梯度跨質(zhì)膜運輸。2.同向運輸器：（sympter）指運輸器與質(zhì)膜外的H結(jié)合的同時，又與另一分子或離子結(jié)合，同一方向運輸。3.反向運輸器：（antipter）指運輸器與質(zhì)膜外側(cè)的H結(jié)

12、合的同時，又與質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的分子或離子結(jié)合，兩者朝相反的方向運輸。(四)離子泵：膜內(nèi)在蛋白，是質(zhì)膜上的ATP酶，通過活化ATP釋放能量推動離子逆化學勢梯度進行跨膜轉(zhuǎn)運。(五)胞飲作用：細胞通過膜的內(nèi)陷從外界直接攝取物質(zhì)進入細胞的過程。5.簡述植物體內(nèi)銨同化的途徑。答：①谷氨酰胺合成酶途徑。即銨與谷氨酸及ATP結(jié)合，形成谷氨酰胺。②谷氨酸合酶途徑。谷氨酰胺與α酮戊二酸及NADH（或還原型Fd）結(jié)合，形成2分子谷氨酸。③谷氨酸脫氫酶途徑。銨與α

13、酮戊二酸及NAD（P）H結(jié)合，形成谷氨酸。④氨基交換作用途徑。谷氨酸與草酰乙酸結(jié)合，在ASPAT作用下，形成天冬氨酸和α酮戊二酸。谷氨酰胺與天冬氨酸及ATP結(jié)合，在AS作用下形成天冬酰胺和谷氨酸。6.簡述植物中硫酸鹽的同化過程。答：硫酸根在ATP硫酸化酶的作用下與ATP結(jié)合成APS。APS在APS磺基轉(zhuǎn)移酶作用下與GSH結(jié)合形成S磺基谷胱苷肽，S磺基谷胱苷肽與GSH結(jié)合形成亞硫酸鹽，在亞硫酸鹽還原酶作用下，由6Fdred提供電子形成硫化

14、物。與O乙酰絲氨酸結(jié)合，在O乙酰絲氨酸硫解酶作用下形成半胱氨酸。7.植物細胞通過哪些方式來控制胞質(zhì)中的鉀離子濃度？答：鉀離子通道：分為內(nèi)向鉀離子通道和外向鉀離子通道兩種。內(nèi)向鉀離子通道是控制胞外鉀離子進入胞內(nèi)；外向鉀離子控制胞內(nèi)鉀離子外流。載體中的同向運輸器：運輸器與質(zhì)膜外側(cè)的氫離子結(jié)合的同時，又與另一鉀離子結(jié)合，進行同一方向的運輸，其結(jié)果是讓鉀離子進入到胞內(nèi)。8.無土栽培技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有哪些應用？答：可以通過無土栽培技術(shù)，確定植物生

15、長所必須的元素和元素的需要量，對于在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，進行合理的施肥有指導的作用。無土栽培技術(shù)能夠?qū)χ参锏纳L條件進行控制，植物生長的速度快，可用于大量的培育幼苗，之后再栽培在土壤中。10.在作物栽培時，為什么不能施用過量的化肥，怎樣施肥才比較合理？答：過量施肥時，可使植物的水勢降低，根系吸水困難，燒傷作物，影響植物的正常生理過程。同時，根部也吸收不了，造成浪費。合理施肥的依據(jù)：根據(jù)形態(tài)指標、相貌和葉色確定植物所缺少的營養(yǎng)元素。通過對葉片營養(yǎng)

16、元素的診斷，結(jié)合施肥，使營養(yǎng)元素的濃度盡量位于臨界濃度的周圍。測土配方，確定土壤的成分，從而確定缺少的肥料，按一定的比例施肥。11.植物對水分和礦質(zhì)元素的吸收有什么關(guān)系？是否完全一致？答：關(guān)系：礦質(zhì)元素可以溶解在溶液中，通過溶液的流動來吸收。兩者的吸收不完全一致相同點：①兩者都可以通過質(zhì)外體途徑和共質(zhì)體途徑進入根部。②溫度和通氣狀況都會影響兩者的吸收。不同點：①礦質(zhì)元素除了根部吸收后，還可以通過葉片吸收和離子交換的方式吸收礦物質(zhì)。②水分

17、還可以通過跨膜途徑在根部被吸收。12.細胞吸收水分和吸收礦質(zhì)元素有什么關(guān)系？有什么異同？答：關(guān)系：水分在通過集流作用吸收時，會同時運輸少量的離子和小溶質(zhì)調(diào)節(jié)滲透勢。相同點：①都可以通過擴散的方式來吸收。②都可以經(jīng)過通道來吸收。不同點：①水分可以通過集流的方式來吸收。②水分經(jīng)過的是水通道，礦質(zhì)元素經(jīng)過的是離子通道。③礦質(zhì)元素還可以通過載體、離子泵和胞飲的形式來運輸。13.13.自然界或栽種作物過程中，葉子出現(xiàn)紅色，為什么？答：缺少氮元素：

18、氮元素少時，用于形成氨基酸的糖類也減少，余下的較多的糖類形成了較多的花色素苷，故呈紅色。缺少磷元素：磷元素會影響糖類的運輸過程，當磷元素缺少時，阻礙了糖分的運輸，使得葉片積累了大量的糖分，有利于花色素苷的形成。缺少硫元素：缺少硫元素會有利于花色素苷的積累。自然界中的紅葉：秋季降溫時，植物體內(nèi)會積累較多的糖分以適應寒冷，體內(nèi)的可溶性糖分增多，形成了較多的花色素苷。14.14.植株矮小，可能是什么原因？答：缺氮：氮元素是合成多種生命物質(zhì)所需