高级植物营养学考题及答案

1根系的形态及其结构，根的初生结构及其功能1) 根系在形态上分为直根系和须根系，其中直根系由主根与侧根组成，而须根系由若干不定根组成，另外还有许多的特殊根系，如肉质根（萝卜）和支柱根。

2）根系的结构可以从纵、横两个侧面去分析：纵向结构：由上至下依次为根尖、根冠、顶端分生组织、伸长区、根毛区和成熟区。

横向结构：由外向内依次为表皮层、皮层、微管柱、韧皮部、根冠3) 根的功能：表皮层：构成皮组织系统，皮层：通常只由薄壁细胞组成，皮层的最内层分化为内皮层，而靠外的一层或几层分化为外皮层，其中内皮层的主要功能是调节水分及溶质在根中的运输。

微管柱：体内水分和无机物运输，信号传导及机械支持等。

韧皮部：使微管植物将茎叶系统光合产物运输到根、茎、花、果实等器官。

根冠：保护根系分生组织，协助根系向下层穿透，物理与化学信号的感知部位。

2试述侧根及根毛的发生、形成部位和影响因素，及对矿质养分吸收的重要性？1)发生、形成部位:侧根发生于中柱鞘，根毛外表皮；2)影响因素：侧根：a土壤养分状况b土壤微生物，包括一些内生菌c土壤含水量d激素种类及浓度e 病原体根毛：a土壤湿度b土壤通气状况c土壤质地d生长物质3)重要性：除了一些水生植物和特殊情况下的叶面施肥外，植物主要靠根系和根毛吸收养分和水分。

因此，侧根和根毛的发生数量和发生时间决定了植物的生长状况。

一般来说，侧根和根毛发生越多，植物的吸收功能越强，尤其是当养分缺乏的时候，植物生长更多的侧根和根毛，扩大吸收面积，能吸收更大范围的养分。

3内外皮层对根系吸收和运输水分及矿质元素的影响水和矿质养分进入外皮层后，可通过质外体和共质体两条途径向内皮层运输，到达内皮层后由于其有凯氏带的阻隔，不能直接进入中柱，而必须先穿过内皮层细胞原生质膜转入共质体途径，才能进入中柱。

4质外体及其在植物生长发育过程中有何作用1)质外体是细胞壁，质膜与细胞壁间的间隙，以及细胞间隙等空间组成的体系。

2)在植物生长发育过程中的作用：a水分，矿质养分运输的重要途径，可贮存、活化养分。

B其性质影响根系对离子的吸收。

c影响离子行为的因素。

d是微生物的生活空间，有利于抵御真菌入侵。

e叶片质外体是第一个与大气有害物质接触并进行防御的部位。

f 和光合产物运输有关。

5植物如何维持细胞的PH恒定和电荷平衡？以供NO3_和NH4 +说明。

1)细胞通过2种机制来完成这项工作。

一是生物物理方式，以通过质膜或液泡膜上的质子泵将H+ 从细胞质通过质膜运输到质外体或通过液泡膜运输到液泡中来实现的。

二是生物化学方式，包括质子的产生和消耗，通过羧基基团的形成和消耗来完成。

植物过多吸收阳离子与细胞质PH上升有关并诱导有机酸合成，从而产生阴离子(R.COO)来维持PH恒定及电荷平衡。

反之过量的吸收阴离子与细胞PH的下降有关，细胞通过储藏库中的有机酸脱羧来维持PH的恒定及电荷的平衡。

2）供N形态在植物体内阴--阳离子相互关系中起关键作用。

供NH4+时尽管细胞吸收阳离子总量多，但是其同化过程中细胞质PH下降，必须通过质子分泌和有机酸的脱羧来维持PH稳定。

供NO3 _时，NO3 _同化伴有OH_ 的产生或 H+的消耗，植物根中有机酸的合成数量会增加，来维持PH的恒定及电荷的平衡。

6植物对缺铁的适应性反应及其生态意义1)植物对缺铁的适应性反应有两种不同的机制：一是双子叶植物和非禾本科单子叶植物属于机理I型，缺铁时其在形态上表现为根系伸长受阻，根尖部分直径增加并产生大量根毛，有些植物根表皮细胞和皮层细胞会形成转移细胞；在生理上表现为还原能力增强，质子净分泌量增加。

二是对于禾本科机理Ⅱ型植物，在缺铁时表现为根系铁载体的释放增加，而且Fe(Ⅲ)─植物载体复合物的吸收速度也增加，表现出较高的运输能力。

2)禾本科植物对缺铁的适应性机制，对我国北方普遍缺铁的石灰性土壤上作物的生长发育有着非同寻常的生态学意义。

7养分胁迫条件下植物形态会发生什么变化？举例说明1)植物根的形态变化:胁迫条件下，根一般会增长，变细。

但当缺铁时，根生长受阻，根尖增粗。

有的植物会形成排根。

根毛的长度，密度会增加2)地上部的变化，植株矮化，叶面积变小，颜色变化等，如缺锌时会出现小叶病。

3)根冠比的变化，养分胁迫时根冠比会发生变化，缺钾时，根冠比下降，缺氮、磷时根冠比增加。

8木质部的运输的动力及养分供应的意义1）动力：①根压：植物在幼苗期木质部运输的动力主要靠根压，在晚上及环境空气湿度大，蒸腾作用小时，也是主要靠根压。

②水势梯度（即蒸腾作用）纯水的水势设定为0，水势依下列顺序递减并形成水势梯度：土壤液水势 >根细胞 >木质部汁液> 叶细胞 >气孔保卫细胞。

植物的根系吸收的水分和矿质养分在蒸腾拉力作用下，在木质部中沿水势梯度，由地下部的根向地上部单向运输。

2）意义：①根压的作用：有利于在韧皮部移动性弱的元素（如钙）到达蒸腾弱的部位（如幼叶、幼果），有利于养分的循环。

②水势梯度（蒸腾作用）：蒸腾速率影响矿质元素在地上部的分布，矿质元素多分布于地上部蒸腾强的部位，如硼的分布，与蒸腾速率一致。

钙与地上部器官的蒸腾速率呈明显的正相关。

9矿质养分在韧皮部的移动性对其在体内的分布有何影响，试举例说明。

1)矿质营养在韧皮部的移动性强的包括：钾、镁、磷、硫、氯、氮；移动性中等的包括：铁、锌、铜、硼、钼；移动性弱的包括：钙和锰。

2韧皮部中矿质养分的运输在一定程度上弥补了木质部运输的不足，使生长中心能获得所需的养分。

然而，对于在韧皮部中移动性弱的元素来说，韧皮部的这种补偿作用就很难体现。

以钙为例，在茎尖、幼叶、肉质果实等生长部位，由于蒸腾速率低，木质部的输入也低，而钙在韧皮部又难以运输，常常因为缺钙而在这些部位出现缺素症，或引起诸如苹果苦痘病等病害。

对于多年生落叶植物来说，矿质养分在韧皮部中的移动是其再转移、再利用的一个条件。

移动性弱的矿质养分的再转移、再利用显然比移动性强和中等的要困难。

10叶片对溶质的吸收及影响因素1)叶片对溶质的吸收:受叶片表皮细胞的外壁的强烈限制。

叶片表皮细胞外壁结构有三部分组成，由里到外为：角质化层，角质层，蜡质层。

在叶表角质层存在亲水孔，某些低分子溶质(如糖、矿质元素、尿素等)可通过，但是由于这些亲水孔孔径太小，许多大分子溶质（如Fe—EDTA等）不能通过。

大分子溶质主要是通过保卫细胞和副卫细胞之间的细胞壁上的角质孔进入叶片，但是不能直接通过气孔腔。

另外，由于从角质层到角质化层和细胞壁内表面的亲水孔负电荷密度增加，阳离子吸收较阴离子迅速，但是叶片喷施浓度较高时，吸收速率差异变小。

2)影响因素:溶质的浓度、环境的湿度、温度、植物的营养状况、植物的品种、叶龄以及光照。

11试述叶面施肥的优缺点1）缺点：a渗透率低，尤其是角质层的叶片。

b肥料易从疏水表面流失。

c雨水易冲失掉肥料。

d某些矿质养分如钙从叶片向植物其他部位的再转移率有限。

e喷施易迅速干燥。

f叶片损伤。

2）优点：叶面施肥作用明显，可对植物特殊情况下作临时性措施。

12木质部运输与韧皮部运输的比较1）动力：木质部是根压和水势梯度，韧皮部是压力差。

2）部位：木质部是基本在死细胞中进行，韧皮部是活的筛管细胞3）方向：木质部主要朝着蒸腾最强的部位，而不是养分需要最多的部位，韧皮部主要取决于不同器官或组织对养分的需要，即由源到库方向运输4）组成：木质部组成和浓度因植物种类，根部矿质养分供应水平，吸收和养分循环的不同而不同。

韧皮部以有机溶质为主，主成分是蔗糖，5）pH值：木质部汁液pH较低，5-7，韧皮部pH值高 7-86）速率：木质部较快，韧皮部底13养分再活化对植物生长的重要性养分需要在植物体中经过再活化后才能被再利用，使植物进入不同的生长发育阶段。

养分再活化在植物个体发育的以下四个阶段很重要：①种子萌发期：在种子发芽期间，种子组织内储藏的养分可以被再活化，并通过韧皮部或木质部，或二者同时运输到正在发育的根或地上部。

②营养生长过程中根部养分缺乏期：这一阶段的养分再活化是植物一种典型的适应不利环境条件的机制。

在土壤养分含量低或水分过多过少时，再活化对于植物完成其生活周期有重要的意义；同时，还可以通过再活化程度来判断植物的营养状况，缺素时常常是成熟叶片中的养分被再活化。

③生殖生长时期：存在库竞争，对根部碳水化合物供应减少，营养器官中养分的含量常常急剧下降，所以养分的再活化就显得特别重要。

④多年生落叶植物落叶前期：养分（除了Ca和Mg）由叶片向木质化器官（主要是树干）回流，储藏起来，来年萌发时再用。

14同化物在韧皮部的装载及其调节a 同化物由源叶供应给库时，首先是从单个叶细胞到维管束的短距离运输，然后才是同化物向韧皮部的装载。

b 同化物运输主要是以蔗糖为主，少量为三糖或糖醇（果树）。

c韧皮部中糖装载的主要部位：源叶的支脉。

d装载机理：H+——蔗糖共运输模型, 筛管质膜上质子泵ATP酶在筛管内外形成明显的跨膜势能梯度及PH值梯度。

驱动质外体中蔗糖以H+——蔗糖共运输形式进入筛管中。

e装载受环境中PH值及离子类型（K+、Na+）的影响。

15提高矿质养分的利用效率有什么实际意义1）提高作物产量：a 养分供应不足或者过多会导致作物叶面积指数的减小；叶绿体的形成和功能的各种过程都需要矿质养分，矿质养分的利用会影响到光合作用效率。

B 矿质养分影响作物生殖生长：影响花的形成，花和种子的发育。

c养分供应影响植物内源激素水平，从而间接影响植物的生长发育和产量。

2）提高作物的品质：a氮肥利用率的提高可提高产品蛋白质、氨基酸的含量b磷肥利用率的提高可提高产品的总磷量，增加绿色部分粗蛋白的含量，促进蔗糖淀粉和脂肪的合成c钾肥利用率的提高可改善谷类作物产品的品质，促进豆科类作物根系生长，有利于蔗糖淀粉和脂肪的积累，提高棉花产量。

3）相同施肥水平下有利于减少肥料的投入量，从而减少肥料方面的投资获得经济效益；有利于减轻由于大量使用化肥造成的环境问题和食品安全问题16植物激素在植物库源关系中的调节作用1)概念: 植物激素, 泛指植物体内合成的、对生长发育有显著调节作用的微量有机物质。

植物激素有九大类, 即生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯、油菜素甾醇类、水杨酸类、茉莉酸类和多胺。

植物激素都符合以下特征:a 在植物体内合成, 在化学上特殊, 在植物界广泛分布; b有特异的生物活性, 所需浓度很低; c在调节不同生理现象上有基本作用; 随着发育的进程, 各组织对激素的敏感性不同, 而且不同剂量的激素, 发生的效应并不相同:d各类激素往往不是单一起作用, 而是彼此有相互作用, 不同激素的不同配比可以发生特殊的效应, 有时一种激素可以抑制或刺激另一种激素的合成。

2)植物激素是一类化学信号物质，其合成部位与作用部位常常是分开的。