植物生理学问答题-整理

53、土壤里的水从植物的哪部分进入植物，双从哪部分离开植物，其间的通道如何？动力如何？水分进入植物主要是从根毛——皮层——中柱——根的导管或管胞——茎的导管或管胞——叶的导管或管胞——叶肉细胞——叶细胞间隙——气孔下腔——气孔，然后到大气中去。

在导管、管胞中水分运输的动力是蒸腾拉力和根压，其中蒸腾拉力占主导地位。

在活细胞间的水分运输主要靠渗透。

54、植物受涝后，叶片为何会萎蔫或变黄？植物受涝后，叶子反而表现出缺水现象，如萎蔫或变黄，是由于土壤中充满着水，短时期内可使细胞呼吸减弱，根压的产生受到影响，因而阻碍吸水；长时间受涝，就会导致根部形成无氧呼吸，产生和累积较多的乙醇，致使根系中毒受害，吸水更少，叶片萎蔫变质，甚至引起植株死亡。

55、植物如何维持其体温的相对恒定？植物在阳光照射下，即使在炎夏，只要水分的吸收与蒸腾作用能正常进行，就可使植物体及叶面保持一定的温度而不受热害。

这是因为水具有高比热、高汽化热，通过蒸腾作用可散失大量热量的缘故。

57、低温抑制根系吸水的主要原因是什么？低温降低根系吸水速度的原因是（1）水分本身的粘度增大，扩散速度降低；原生质粘度增大。

（2）水分不易透过原生质；呼吸作用减弱，影响根压；根系生长缓慢，有碍吸收表面积的增加。

（3）另一方面的重要原因，是低温降低了主动吸水机制中所依赖的活力。

59、简述有关气孔开闭的无机离子（K＋）吸收学说。

七十年代初期研究证明，保卫细胞中K＋的积累量与气孔开关有密切的关系。

在光照下保卫细胞内叶绿体通过光合磷酸化形成ATP，A TP在A TP酶的作用下水解，释放的能量可以启动位于质膜上的H＋/K＋交换主动地把K＋吸收到保卫细胞中，保卫细胞内K＋浓度增加，水势降低，促进其吸水，气孔就张开。

在黑暗中，则K＋从保卫细胞中移出膜外，使保卫细胞水势增高，因而失水引起气孔关闭。

61、有A、B两个细胞，A细胞的4a=－10b Pa，4p=4×105Pa, B细胞的4π=－b×105Pa，4p=3×105，请问：（1）A、B两细胞接触时，水流方向如何？（2）在28o C时，将A细胞放入0.12mol·kg-1（质量摩尔浓度）蔗糖溶液中，B细胞放入0.2mol·kg-1蔗糖溶液中。

假设平衡时两细胞的体积没有变化，平衡后A、B 两细胞的4w、4a和4p各为多少？如果这时它们相互接触，其水流方向如何？（1）由于B细胞水势高于A细胞的，所以水从B细胞流入A细胞；（2）A细胞：4w =－3×105Pa，4π=－10b Pa，4p=7×105Pa ；B细胞：4w =－5×105Pa，4π=－b×105Pa，4p=105Pa，水从细胞流向B细胞。

62、假定土壤的渗透势和衬质势之和为－105Pa，生产在这种土壤中的植物4w 、4s和4p各为多少？如果向土壤中加入盐溶液，其水势变为－5×105Pa ，植物可能会出现什么现象？达到平衡时，根的4w =－105Pa ，4s=－10b Pa，4p=9×105Pa。

当土壤水势为－5×105Pa时，因为根中的水分流向土壤，植物可能全发生萎蔫。

64、简述植物叶片水势的日变化（1）叶片水势随一天中的光照及温度的变化而变化。

（2）从黎明到中午，在光强及温度逐渐增加的同时，叶片失水量逐渐增多，水势亦相应降低；（3）从下午至傍晚，随光照减弱和温度逐渐降低，叶片的失水量减少，叶水势逐渐增高；（4）夜间黑暗条件下，温度较低，叶片水势保持较高水平。

65、植物代谢旺盛的部位为什么自由水较多？（1）因为自由水可使细胞原生质里溶胶状态，参与代谢活动，保证了旺盛代谢的正常进行；（2）水是许多重要代谢过程的反应物质和介质，双是酶催化和物质吸收与运输的溶剂；（3）水能使植物保持固有的姿态，维持生理机能的正常运转。

所以，植物体内自由水越多，它所点的比重越大，代谢越旺盛。

66、简述气孔开闭的主要机理。

气孔开闭取决于保卫细胞及其相邻细胞的水势变化以及引起这些变化的内、外部因素，与昼夜交替有关。

在适温、供水充足的条件下，把植物从黑暗移向光照，保卫细胞的渗透势显著下降而吸水膨胀，导致气孔开放。

反之，当日间蒸腾过多，供水不足或夜幕布降临时，保卫细胞因渗透势上升，失水而缩小，导致气孔关闭。

气孔开闭的机理复杂，至少有以下三种假说：（1）淀粉——糖转化学说，光照时，保卫细胞内的叶绿体进行光合作用，消耗CO2，使细胞内P H值升高，促使淀粉在磷酸化酶催化下转变为1－磷酸葡萄糖，细胞内的葡萄糖浓度高，水势下降，副卫细胞的水进入保卫细胞，气孔便张开。

在黑暗中，则变化相反。

（2）无机离子吸收学说，保卫细胞的渗透系统亦可由钾离子（K＋）所调节。

光合磷酸化产生A TP。

A TP使细胞质膜上的钾－氢离子泵作功，保卫细胞便可逆着与其周围表皮细胞之间的离子浓度差而吸收钾离子，降低保卫细胞水势，气孔张开。

（3）有机酸代谢学说，淀粉与苹果酸存在着相互消长的关系。

气孔开放时，葡萄糖增加，再经过糖酵解等一系列步骤，产生苹果酸，苹果酸解离的H+可与表皮细胞的K＋交换，苹果酸根可平衡保卫细胞所吸入的K＋。

气孔关闭时，此过程可逆转。

总之，苹果酸与K＋在气孔开闭中起着互相配合的作用。

68、什么叫质壁分离现象？研究质壁分离有什么意义？植物细胞由于液泡失水而使原生质体和细胞壁分离的现象称为质壁分离。

在刚发生质壁分离时，原生质与细胞壁之间若接若离。

称为初始质壁分离。

把已发生质壁分离的细胞置于水势较高的溶液和纯水中，则细胞外的水分向内渗透，使液泡体积逐渐增大因而原生质层与细胞壁相接触，恢复原来的状态，这一现象叫质壁分离复原。

研究质壁分离可以鉴定细胞的死活，活细胞的原生质层才具半透膜性质，产生质壁分离现象，而死细胞无比现象；可测定细胞水势，在初始质壁分离时，此时细胞的渗透势就是水势（因为此时压力势为零）：还可用以测定原生质透性、渗透势及粘滞性等。

70、分析产生下列实验结果的机理生长旺盛的麦苗在适温、高温条件下：（1）加水，有吐水现象；（2）加20%Nacl无明显吐水；（3）冷冻处理，无明显吐水（1）根吸水大于蒸腾，叶内水通过水孔排出；（2）外液水势低，影响根系吸水，故不发生吐水现象；（3）冷冻低温使根系呼吸降低、根系吸水减少，不发生吐水现象。

89、在农业生产上对农作物进行合理灌溉的依据有哪些？（1）作物从幼苗到开花结实，在其不同的生育期中的需水情况不同。

所以，在农业生产中根据作物的需水情况合理灌溉，既节约用水，又能保证作物对水分的需要。

（2）其次，要注意作物的水分临界期，一般在花粉母细胞、四分体形成期，一定要满足作物水分的需要。

（3）其三，不同作物对水分的需要量不同，一般可根据蒸腾系数的大小来估计其对水分的需要量。

以作物的生物产量乘以蒸腾系数可大致估计作物的需水量，可作为汇聚灌溉用水量的参数。

77、支持矿质元素主动吸收的载体学说有哪些实验证据？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。

由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＋的存在，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＋的载体对空间和电荷的要求，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。

78、N肥过多时，植物表现出哪些失调症状？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、叶绿素和其它含氮化合物，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，再加上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；由于光合产物大理用于原生质的增加，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。

79、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，对于耕作土壤更是如此。

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。

80、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4N H 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。

81、为什么在石灰性土壤上施用4N H N +-时，作物的长势较施用3N o N --的好？因为在石灰性土壤的高pH 条件下，磷和大部分微量元素的有效性很低，而4N H N +-一般为生理酸性盐，它可使根际的pH 下降，增加这些元素的有效性，3N o N --一般为生理碱性盐，它可使pH 上升，进一步降低这此无元素的有效性，所以在石灰性土壤上施用4N H N +-时，作物的长势较施用3N o N --的好。

82、为什么叶中的天冬酰胺或淀粉含量可作为某些作物施用N 肥的生理指标？因为当N 素供应过量时，某些作物就将多余的N 以天冬酰胺的形式贮备起来，这也可消除NH3对植物的毒害作用；某些作物则大量消耗光合产物用以同化N ，而用以合成淀粉的光合产物减少，叶中淀粉含量下降。

当N 素供应不足时，则叶中天冬酰胺的含量很低或难以测出，有的作物由于用于N 同化的光合产物减少，结果叶中的淀粉含量增加。

正因为某些作物叶片中的天冬酰胺或淀粉的含量随N 素丰缺的变化而变化，所以，叶中的天科酰胺或淀粉含量可用为某些作物施用N 肥的生理指标。

83、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来：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；第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中最可能缺乏的元素吗？第一缸缺K ；第二缸缺Mg ；第三缸缺N ；84、举出10种元素，说明它们在光合作用中的生理作用。