《植物生理学》第七版课后习题答案

第一章植物的水分生理●水势：水溶液的化学势与纯水的化学势之差，除以水的偏摩尔体积所得商。

●渗透势：亦称溶质势，是由于溶质颗粒的存在，降低了水的自由能，因而其水势低于纯水水势的水势下降值。

●压力势：指细胞的原生质体吸水膨胀，对细胞壁产生一种作用力相互作用的结果，与引起富有弹性的细胞壁产生一种限制原生质体膨胀的反作用力。

●质外体途径：指水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动，阻力小，移动速度快。

●共质体途径：指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质，形成一个细胞质的连续体，移动速度较慢。

●渗透作用：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。

●根压：由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力。

●蒸腾作用：指水分以气体状态，通过植物体的表面（主要是叶子），从体内散失到体外的现象。

●蒸腾速率：植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。

●蒸腾比率：光合作用同化每摩尔CO2所需蒸腾散失的水的摩尔数。

●水分利用率：指光合作用同化CO2的速率与同时蒸腾丢失水分的速率的比值。

●内聚力学说：以水分具有较大的内聚力足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断来解释水分上升原因的学说。

●水分临界期：植物对水分不足特别敏感的时期。

1.将植物细胞分别放在纯水和1mol/L 蔗糖溶液中，细胞的渗透势、压力势、水势及细胞体积各会发生什么变化？答：在纯水中，各项指标都增大；在蔗糖中，各项指标都降低。

2.从植物生理学角度，分析农谚“有收无收在于水”的道理。

答：水，孕育了生命。

陆生植物是由水生植物进化而来的，水是植物的一个重要的“先天”环境条件。

植物的一切正常生命活动，只有在一定的细胞水分含量的状况下才能进行，否则，植物的正常生命活动就会受阻，甚至停止。

可以说，没有水就没有生命。

在农业生产上，水是决定收成有无的重要因素之一。

水分在植物生命活动中的作用很大，主要表现在4个方面：水分是细胞质的主要成分。

细胞质的含水量一般在70~90%使细胞质呈溶胶状态，保证了旺盛的代谢作用正常进行，如根尖、茎尖。

如果含水量减少，细胞质便变成凝胶状态，生命活动就大大减弱，如休眠种子。

水分是代谢作用过程的反应物质。

在光合作用、呼吸作用、有机物质合成和分解的过程中，都有水分子参与。

水分是植物对物质吸收和运输的溶剂。

一般来说，植物不能直接吸收固态的无机物质和有机物质，这些物质只有在溶解在水中才能被植物吸收。

同样，各种物质在植物体内的运输，也要溶解在水中才能进行。

水分能保持植物的固有姿态。

由于细胞含有大量水分，维持细胞的紧张度（即膨胀），使植物枝叶挺立，便于充分接受光照和交换气体。

同时，也使花朵张开，有利于传粉。

3.水分是如何跨膜运输到细胞内以满足正常的生命活动的需要的？答：通过膜脂双分子层的间隙进入细胞。

膜上的水孔蛋白形成水通道，造成植物细胞的水分集流。

植物的水孔蛋白有三种类型：质膜上的质膜内在蛋白、液泡膜上的液泡膜内在蛋白和根瘤共生膜上的内在蛋白，其中液泡膜的水孔蛋白在植物体中分布最丰富、水分透过性最大。

4.水分是如何进入根部导管的？水分又是如何运输到叶片的？答：进入根部导管有三种途径：质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动，阻力小，移动速度快。

跨膜途径：水分从一个细胞移动到另一个细胞，要两次通过质膜，还要通过液泡膜。

共质体途径：水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质，形成一个细胞质的连续体，移动速度较慢。

这三条途径共同作用，使根部吸收水分。

根系吸水的动力是根压和蒸腾拉力。

运输到叶片的方式：蒸腾拉力是水分上升的主要动力，使水分在茎内上升到达叶片，导管的水分必须形成连续的水柱。

造成的原因是：水分子的内聚力很大，足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断，从而使水分不断上升。

5.植物叶片的气孔为什么在光照条件下会张开，在黑暗条件下会关闭？答：保卫细胞细胞壁具有伸缩性，细胞的体积能可逆性地增大40~100%。

保卫细胞细胞壁的厚度不同，分布不均匀。

双子叶植物保卫细胞是肾形，内壁厚、外壁薄，外壁易于伸长，吸水时向外扩展，拉开气孔；禾本科植物的保卫细胞是哑铃形，中间厚、两头薄，吸水时，横向膨大，使气孔张开。

保卫细胞的叶绿体在光下会形成蔗糖，累积在液泡中，降低渗透势，于是吸水膨胀，气孔张开；在黑暗条件下，进行呼吸作用，消耗有机物，升高了渗透势，于是失水，气孔关闭。

6.气孔的张开与保卫细胞的什么结构有关？答：细胞壁具有伸缩性，细胞的体积能可逆性地增大40~100%。

细胞壁的厚度不同，分布不均匀。

双子叶植物保卫细胞是肾形，内壁厚、外壁薄，外壁易于伸长，吸水时向外扩展，拉开气孔；禾本科植物的保卫细胞是哑铃形，中间厚、两头薄，吸水时，横向膨大，使气孔张开。

第二章植物的矿质营养●矿质营养：植物对矿物质的吸收、转运和同化。

●大量元素：植物需要量较大的元素。

●微量元素：植物需要量极微，稍多即发生毒害的元素。

●溶液培养：是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。

●透性：细胞膜质具有的让物质通过的性质。

●选择透性：细胞膜质对不同物质的透性不同。

●胞饮作用：细胞通过膜的内陷从外界直接摄取物质进入细胞的过程。

●被动运输：转运过程顺电化学梯度进行，不需要代谢供给能量。

●主动运输：转运过程逆电化学梯度进行，需要代谢供给能量。

●转运蛋白：包括两种通道蛋白和载体蛋白。

通道蛋白：横跨两侧的内在蛋白，分子中的多肽链折叠成通道，内带电荷并充满水。

载体蛋白：跨膜的内在蛋白，形成不明显的通道，通过自身构象的改变转运物质。

●单向运输载体：能催化分子或离子单方向地顺着电化学势梯度跨质膜运输。

●同向运输器：指运输器与质膜外的H结合的同时，又与另一分子或离子结合，同一方向运输。

●反向运输器：指运输器与质膜外侧的H结合的同时，又与质膜内侧的分子或离子结合，两者朝相反的方向运输。

●离子泵：膜内在蛋白，是质膜上的ATP酶，通过活化ATP释放能量推动离子逆化学势梯度进行跨膜转运。

●生物固氮：某些微生物把空气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。

●诱导酶：是指植物本来不含某种酶，但在特定外来物质的诱导下生成的酶。

●临界浓度：在营养元素严重缺乏与适量之间的浓度。

是获得最高产量的最低养分浓度。

●生物膜：细胞的外周膜和内膜系统。

●生理酸性盐：对于（NH4）2SO4一类盐，植物吸收NH4＋较SO4－多而快，这种选择吸收导致溶液变酸，故称这种盐类为生理酸性盐。

●生理碱性盐：对于NaNO3一类盐，植物吸收NO3－较Na＋快而多，选择吸收的结果使溶液变碱，因而称为生理碱性盐。

●生理中性盐：对于NH4NO3一类的盐，植物吸收其阴离子NO3－与阳离子NH4＋的量很相近，不改变周围介质的pH值，因而，称之为生理中性盐。

●单盐毒害：植物被培养在某种单一的盐溶液中，不久即呈现不正常状态，最后死亡。

这种现象叫单盐毒害。

●离子拮抗：在单盐溶液中加入少量其它盐类可消除单盐毒害现象，这种离子间相互消除毒害的现象为离子拮抗。

●养分临界期：作物对养分的缺乏最敏感、最易受伤害的时期叫养分临界期。

●再利用元素：某些元素进入地上部分后，仍呈离子状态，例如钾，有些则形成不稳定化合物，不断分解，释放出的离子（如氮、磷）又转移到其它需要的器官中去。

这些元素就称为再利用元素或称为对与循环的元素。

●诱导酶：又叫适应酶。

指植物体内本来不含有，但在特定外来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，但如将其在硝酸盐溶液中培养，体内即可生成此酶。

●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的过程。

●质外体：植物体内原生质以外的部分，是离子可自由扩散的区域，主要包括细胞壁、细胞间隙、导管等部分，因此又叫外部空间或自由空间。

●共质体：指细胞膜以内的原生质部分，各细胞间的原生质通过胞间连丝互相串连着，故称共质体，又称内部空间。

物质在共质体内的运输会受到原生质结构的阻碍，因此又称有阴空间。

1.植物进行正常生命活动需要哪些矿质元素？如何用实验方法证明植物生长需这些元素答：分为大量元素和微量元素两种：大量元素：C H O N P S K Ca Mg Si ，微量元素：Fe Mn Zn Cu Na Mo P Cl Ni ，实验的方法：使用溶液培养法或砂基培养法证明：通过加入部分营养元素的溶液，观察植物是否能够正常的生长。

如果能正常生长，则证明缺少的元素不是植物生长必须的元素；如果不能正常生长，则证明缺少的元素是植物生长所必须的元素。

2.在植物生长过程中，如何鉴别发生缺氮、磷、钾现象；若发生，可采用哪些补救措施？缺氮：植物矮小，叶小色淡或发红，分枝少，花少，子实不饱满，产量低。

补救措施：施加氮肥。

缺磷：生长缓慢，叶小，分枝或分蘖减少，植株矮小，叶色暗绿，开花期和成熟期都延迟，产量降低，抗性减弱。

补救措施：施加磷肥。

缺钾：植株茎秆柔弱易倒伏，抗旱性和抗寒性均差，叶色变黄，逐渐坏死，缺绿开始在老叶。

补救措施：施加钾肥。

4.植物细胞通过哪些方式来吸收溶质以满足正常生命活动的需要？(一)扩散：1.简单扩散：溶质从高浓度的区域跨膜移向浓度较低的邻近区域的物理过程。

2.易化扩散：又称协助扩散，指膜转运蛋白易让溶质顺浓度梯度或电化学梯度跨膜转运，不需要细胞提供能量。

(二)离子通道：细胞膜中，由通道蛋白构成的孔道，控制离子通过细胞膜。

(三)载体：跨膜运输的内在蛋白，在跨膜区域不形成明显的孔道结构。

1.单向运输载体：（uniport carrier）能催化分子或离子单方向地顺着电化学势梯度跨质膜运输。

2.同向运输器：（symporter）指运输器与质膜外的H结合的同时，又与另一分子或离子结合，同一方向运输。

3.反向运输器：（antiporter）指运输器与质膜外侧的H结合的同时，又与质膜内侧的分子或离子结合，两者朝相反的方向运输。

(四)离子泵：膜内在蛋白，是质膜上的ATP酶，通过活化A TP释放能量推动离子逆化学势梯度进行跨膜转运。

(五)胞饮作用：细胞通过膜的内陷从外界直接摄取物质进入细胞的过程。

5.简述植物体内铵同化的途径。

答：①谷氨酰胺合成酶途径。

即铵与谷氨酸及ATP结合，形成谷氨酰胺。

②谷氨酸合酶途径。

谷氨酰胺与α-酮戊二酸及NADH（或还原型Fd）结合，形成2分子谷氨酸。

③谷氨酸脱氢酶途径。

铵与α-酮戊二酸及NAD（P）H结合，形成谷氨酸。

④氨基交换作用途径。

谷氨酸与草酰乙酸结合，在ASP-AT 作用下，形成天冬氨酸和α-酮戊二酸。

谷氨酰胺与天冬氨酸及ATP结合，在AS作用下形成天冬酰胺和谷氨酸。

6.简述植物中硫酸盐的同化过程。

答：硫酸根在ATP硫酸化酶的作用下与ATP结合成APS。

APS在APS磺基转移酶作用下与GSH结合形成S-磺基谷胱苷肽，S-磺基谷胱苷肽与GSH结合形成亚硫酸盐，在亚硫酸盐还原酶作用下，由6Fdred提供电子形成硫化物。