植物生理学答案

一、水分代谢一、名词解释1.水势：物系中的水势是同温度下物系中的水与纯水间每偏摩尔体积的化学势差。

2.渗透势：溶质势Ψs于溶质颗粒的存在而使水势的降低。

Ψs小于03.自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分4.束缚水：靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分5.渗透作用：水分子通过半透膜的由水势高的系统向水势低的系统移动的现象。

6.根压：根系生理活动而引起的吸水过程，与地上部分的活动无关。

7.气孔蒸腾P198.蒸腾拉力：由于地上部分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。

9.蒸腾作用：植物体内的水分以气体状态向外界扩散的生理过程。

10.蒸腾速率：又称蒸腾强度，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。

11.蒸腾系数：又称为需水量植物制造1g干物质所需消耗的水分量（g）。

二、简述1.水分在根内的运输途径。

质外体途径共质体途径跨膜途径2.气孔运动的机理。

，保卫细胞细胞质pH （1）.淀粉与糖转化学说。

在光下，光合作用消耗了CO2增高到7，淀粉磷酸化酶催化正向反应，使淀粉水解为糖，引起保卫细胞渗透势下降，水势降低，从周围细胞吸取水分，保卫细胞膨大，因而气孔张开。

黑暗中，积累pH下降到5左右，淀粉磷保卫细胞光合作用停止，而呼吸作用仍进行，CO2酸化酶催化逆向反应，使糖转化成淀粉，溶质颗粒数目减少，细胞渗透势升高，水势亦升高，细胞失水，膨压丧失，气孔关闭。

（ 2.）K+积累学说。

研究表明K+从副卫细胞转运到保卫细胞中引起渗透势下降，气孔张开；K+反向转运，则气孔关闭。

即在光下保卫细胞叶绿体通过光合磷酸化合成ATP，活化了质膜H+-ATP酶，使K+主动吸收到保卫细胞中，K+浓度增高引起渗透势下降，水势降低，促进保卫细胞吸水，气孔张开。

平衡K+电性的阴离子是苹果酸根，而其H+则与K+发生交换转运到保卫细胞之外，Cl-进入保卫细胞内，导致保卫细胞渗透势下降而吸收水分，气孔张开。

在黑暗中，K+从保卫细胞扩散出去，细胞水势提高，失去水分，气孔关闭。

（ 3.）果酸代谢学说。

在光照下，保卫细胞内的部分CO被利用时，pH值就上2升至8.0～8.5，从而活化了PEP羧化酶，它可催化由淀粉降解产生的PEP与HCO-3结合形成草酰乙酸，并进一步被NADPH还原为苹果酸。

苹果酸解离为2 H+和苹果酸根，在H+ /K+泵驱使下，H+与K+交换，保卫细胞内K+浓度增加，水势降低；苹果酸根进入液泡和Cl-共同与K+在电学上保持平衡。

同时，苹果酸也可作为渗透物质降低水势，促使保卫细胞吸水，气孔张开。

当叶片由光下转入暗处时，过程逆转。

3.试述蒸腾作用的生理意义。

蒸腾作用在植物生命活动中具有重要的生理意义：（1）蒸腾作用失水所造成的水势梯度是植物吸收和运输水分的主要驱动力，即蒸腾拉力是植物被动吸水的主要动力；（2）蒸腾作用能够降低植物体和叶片温度。

叶片在吸收光辐射进行光合作用的同时，吸收了大量热量，通过蒸腾作用散热，可防止叶温过高，避免热害。

（3）蒸腾作用引起木质部的上升液流，有助于根部吸收的无机离子以及根中合成的有机物转运到植物体的各部分，满足生命活动需要。

（4）蒸腾作用正常进行的吸收和同化。

时，气孔是开放的，有利于CO2二、矿质营养一、名词解释必需元素：指在植物完成生活史中，起着不可替代的直接生理作用的、不可缺少的元素离子通道：细胞膜中一类内在蛋白构成的孔状结构，多肽链中若干疏水区段在膜的脂双层结构中形成的跨膜孔道结构。

载体运输：P37,P38泵运输初级主动运输：H+-ATPase（质子泵）执行的主动运输。

H+-ATPase利用ATP的能量跨膜转运H+，形成跨膜H+电化学势梯度—质子动力（△μH+）。

又称为原处主动运转，原初主动运转在能量形式上把化学能转为渗透能。

次级主动运输：依赖H+-ATPase建立的跨膜质子电化学梯度△μH+，驱动其它离子或者小分子物质运输。

共运输：两种离子同时被跨膜运输没事逆着电化学势梯度进行的主动运输过程。

二、问答题（Answer the follwing question）1、简述植物必需矿质元素在植物体内的生理作用。

是细胞结构物质的组成部分②是植物生命活动的调节者，参与酶的活动③起电化学作用，即离子浓度的平衡、胶体的稳定和电荷中和等。

有些大量元素同时具备②③作用，大多数微量元素只具有酶促功能。

2、比较植物细胞水分吸收与矿质吸收的机制。

相对独立性：（1）两个不同的过程，矿质呃进入并不与水分成正比；（2）水分吸收是被动为主，矿物吸收则以主动为主。

相关性：蒸腾强度时，水分吸收快，矿质吸收也尽快；矿质必需溶解在水里，随蒸腾液流上运。

矿质的吸收将促进水分的吸收（水分主动吸收）。

3、影响植物吸收矿质元素的条件有哪些？内因：根的表面积，根毛可以增大表面积；根部的代谢活动。

外因：①土温：影响根的呼吸作用；高温→膜透性增大→离子外漏②土壤通气状况：与根系呼吸有关。

一般土壤中的含氧量>3～6％，不影响矿质吸收。

在过于潮湿或坚实的土壤则会缺氧。

③介质的pH值（直接；间接）直接：PH大，有利于阳离子吸收，PH小，有利于阴离子吸收1）影响细胞表面的非扩散性离子的带电情况。

蛋白质 PH >等电点，带负电----吸收阳离子PH<等电点，带正点——吸收阴离子2）氢质子、氢氧根离子与矿质竞争性吸收间接： 1）影响矿质的溶解度2）影响微生物活动过酸性根瘤菌死亡---降低固氮能力过碱性反硝化菌发育好，降低土壤肥力④离子间的相互作用1）协同作用（synergistic action）：一种离子的存在促进另一种离子的吸收利用。

例如磷能促进氮的吸收及利用，因为蛋白质合成需要ATP和核酸。

生产上常施用磷肥增加氮的吸收及利用。

钾也能促进氮的吸收及利用，因为钾促进核酸形成及氮代谢，故生产上氮、磷、钾适当配合对增产有很好的效果。

2）相互抑制作用一些离子的存在或过多常抑制另一些离子的吸收利用，例如磷过多常引起缺锌症状，因为磷与锌形成不溶解的磷酸锌[Zn3（PO4）2]，植物不能吸收。

故施肥时应考虑离子间的平衡。

⑤土壤真菌－菌根根与真菌共生 菌根。

扩大吸收表面积三、光合作用一、名词解释1.原初反应：中心色素分子吸收光能或接受其它色素分子传递能量，被激发的高能电子转移到其它分子，产生电荷分离，发生氧化还原的化学反应。

2.光合单位：3.爱默生效应:在远红光（大于685nm）条件下，产生红降现象，补充较短波长的光（650nm），量子产量将会恢复，并且是增益的，将这种双光促进光合效率的现象称为~~，又叫双光增益效应。

4.光饱和现象的过程，称为光呼5.光呼吸：植物绿色器官在照光条件下吸收氧气和释放CO2吸。

6.CO2补偿点：在CO2饱和点以下，光合作用吸收的CO2与呼吸同光呼吸释放的CO2达动态平衡，这时环境中的CO2浓度称为CO2补偿点。

7.光系统：由不同的中心色素和一些天线色素、电子供体和电子受体组成的蛋白色素复合体，其中PSI的中心色素为叶绿素aP700，PSII的中心色素为叶绿素aP680.8.荧光现象：叶绿素的乙醚溶液在直射光下为翠绿色，在发射光下为棕红色。

这个红光就是叶绿素受光激发后回到基态所发射的光，称为荧光（寿命10-8~10-9s）9.光合磷酸化：叶绿体在光下，通过光合电子传递，将无机磷和ADP转化为ATP，形成高能磷酸键的过程，称为光合磷酸化。

10.红降现象：照射波长在586~685nm之间，小球藻量子效率大体相等，当波长超过685nm时，量子产量显著降低。

这种现象称为~~。

二、标出符号名称1.PQ：质体醌2.Chla：叶绿素a3.PSI：光系统I4.PSII：光系统II5.Cyt b/f：细胞色素b/f6.Fd：铁氧化蛋白7.CF0-CF1：磷酸化与电子传递偶联？8.PGA：甘油酸-3-磷酸9.RuBP：核酮糖-1,5-二磷酸10.PEP：磷酸烯醇式丙酮酸11.PC：质体箐12.NAD(P)H：辅酶II13.PGAld：甘油醛-3-磷酸14.DPA：中心色素分子三、简述题1.简要说明高等植物叶绿体色素的组成及其功能。

叶绿素a 和叶绿素b：小部分chla 吸收光能，将光能转化成电能大部分chla Chlb 吸收光能，传递光能胡萝卜素和叶黄素：1）对叶绿素的光氧化起保护作用；2）吸收光能并传递给叶绿素a。

2.光合磷酸化有几种类型？其电子传递有何特点？（光合电子传递几种类型？）①非环式光合磷酸化水光解放出的电子经PSII、PSI，最终传递给NADP+的电子传递H2O水→ PSII → PQ→ Cytb6f→ PC → PSI→ Fd →FNR →NADP+②环式光合磷酸化PSI接受光照发出高能电子，经过一系列传递降低了能位，经过PC回到PSI： P700→Fd→ PQ → Cytb6f→ PC→ P700 ，形成一个闭合回路。

特点：只引起ATP的形成(形成跨膜质子梯度)，不放O2，不还原NADP 在光照不足或者过强形成光抑制条件下，满足ATP合成需要③假环式光合磷酸化电子传递也是一个开放的通路，但其最终电子受体不是NADP + ，而是氧气O2。

H2O → PSII → PQ→ Cytb6f→ PC → PSI→ Fd → O23.C3途径可分为几个阶段？每个阶段有何作用？（1）羧化阶段：CO2固定成羧酸（2）还原阶段（3） RUBP更新阶段4.为什么C4植物比C3植物的光呼吸低？① C4植物－ PEP羧化酶与CO2亲和力高。

C3植物－RUBP羧化酶与CO2亲和力低。

② C4植物 CO2补偿点低（0~10mg/L）——低补偿植物。

C3植物CO2补偿点高（ 50~150mg/L ）——高补偿植物。

③ C4途径CO2泵作用，提高鞘细胞CO2浓度。

C4 植物光呼吸维管束鞘细胞中进行，光呼吸极低——低光呼吸植物。

C3植物光呼吸叶肉细胞中进行，强的光呼吸——高光呼吸植物。

5.比较C3植物和C4植物的光合特征。

6.比较C4植物和CAM植物的光合特征。

5、6共同答案：7.简述C4植物光合速率高于C3植物的原因。

C3植物C4植物叶肉细胞排列松散，淀粉累积，富含RUBP羧化酶整个过程在叶肉细胞进行排列紧密，无淀粉累积，富含PEP羧化酶CO2固定在叶肉细胞细胞质（PEP羧化酶）维管束鞘薄壁细胞细胞小，不含叶绿体，无淀粉累积细胞大，叶绿体大（无基粒），有淀粉累积C4酸→进入维管束鞘薄壁细胞→释放CO2→卡尔文循环→糖类（淀粉）(暗反应)四、呼吸作用一、名词解释1.有氧呼吸：生活细胞在氧气的参与下，把体内的有机物质彻底氧化分解，放出二氧化碳形成水，同时释放能量的过程。

2.无氧呼吸：在无O2条件下，生活细胞将有机物分解成不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。

（微生物——发酵）3.呼吸商：单位时间内植物组织放出CO2的mol数与吸收O2的mol数之比 RQ=释放CO2mol数/吸收O2mol数4.生物氧化：有机物在生物体细胞内进行氧化分解，生成二氧化碳与水和释放能量的过程。