《植物生理学习题集》
第一章植物细胞生理
Ⅰ 教学大纲基本要求和知识要点
一、教学大纲基本要求
了解高等植物细胞的特点与主要结构；了解植物细胞原生质的主要特性；熟悉植物细胞壁的组成、结构和功能以及胞间连丝的结构和功能；了解生物膜的化学组成、结构和主要功能；了解植物细胞主要的细胞器如细胞核、叶绿体和线粒体、细胞骨架、内质网、高尔基体、液泡以及微体、圆球体、核糖体等的结构和功能；了解植物细胞信号传导的途径；了解植物细胞的基因组和基因表达的特点。
二、知识要点
细胞是生物体结构和功能的基本单位，可分为原核细胞 ( 如细菌、蓝藻 ) 和真核细胞 ( 其他单细胞和多细胞生物 ) 两大类。原核细胞简单，没有细胞核和高度分化的细胞器。真核细胞结构复杂。植物细胞的细胞壁、质体 ( 包括叶绿体 ) 和液泡是其区别于动物细胞的三大结构特征，细胞是由多糖、脂类、蛋白质、核酸等生物大分子和其他小分子等成分所组成的。原生质的物理特性、胶体性质和液晶性质与细胞的生命活动密切相关。
细胞壁由胞间层、初生壁、次生壁所构成，其化学成分主要是纤维素、半纤维素、果胶、蛋白质等物质。细胞壁不仅是细胞的骨架与屏障，而且在物质运输、抗病抗逆、细胞识别等方面起积极作用。胞间连丝充当了细胞间物质运输与信息传递的通道。
磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构，其中镶嵌的各种膜蛋白决定了膜的大部分功能。“流动镶嵌模型”是最流行的生物膜结构模型。生物膜是细胞实现区域化的屏障，也是细胞同外界、细胞器间以及细胞器同细胞基质间进行物质交换的通道。此外，生物膜还是生化反应的场所，并具有细胞识别、传递信息等功能。细胞核是细胞遗传与代谢的调控中心。染色体由核酸与蛋白构成，它是核内最重要的结构物质。叶绿体和线粒体是植物细胞内能量转换的细胞器，并有环状 DNA 及自身转录 RNA 与翻译蛋白质的体系，被称为第二遗传信息系统。它们与细胞核都具有双层被膜。
微管、微丝、中间纤维等构成了细胞骨架，是植物细胞的蛋白质纤维网架体系，它们在维持细胞形态、保持细胞内部结构的有序性、推动细胞器的运动和物质运输等方面起重要的作用。内膜系统是在结构、功能或发生上有联系的一类亚细胞结构。内质网内接核膜、外连质膜，甚至经胞间连丝与相邻细胞相连，参与细胞间物质运输、交换和信息传递。高尔基体则与内质网密切配合，参与多种生物大分子的合成以及膜结构、壁物质与细胞器的组建。
溶酶体与液泡内都富含水解酶，参与细胞内物质的分解和细胞的自溶反应。此外，液泡还具有物质贮藏、调控细胞水分平衡以及参与多种代谢的作用。过氧化体是光呼吸的场所，而乙醛酸循环体则为脂肪酸代谢所不可少，圆球体为油脂积累和代谢所必需。核糖体是蛋白质合成场所。
在看似无稳定结构的细胞质基质里，进行着一系列复杂而有序的生理生化反应。细胞质基质、细胞器和生物膜系统协调配合，使细胞的结构和功能达到高度的统一。
植物细胞还能感应外界环境的刺激，并且形成或产生某种 ( 些 ) 信号物质，这些信号物质传递到达作用部位，通过胞内信号转导系统最终引起一系列生理生化响应。已确认的胞间信号有脱落酸、吲哚乙酸、细胞分裂素、多胺、乙酰胆碱、水杨酸、寡聚糖等化学信号和电波、水压等物理信号，胞内信号有钙信号系统、肌醇磷脂信号系统和环核苷酸信号系统等。胞间与胞内信号的转化则通过质膜上的受体和 G 蛋白。而引起生理生化反应则需通过蛋白质的磷酸化作用与脱磷酸化作用。蛋白质的可逆磷酸化作用在植物信号转导过程中，有非常重要
的作用 ( 图 1.1) 。
图 1.1 细胞信号传导的主要分子途径
IP 3 ．三磷酸肌醇； DG ．二酰甘油； PKA ．依赖 cAMP 的蛋白激酶； PK Ca 2 ＋ . 依
赖 Ca 2 ＋的蛋白激酶；
PKC ．依赖 Ca 2 ＋与磷脂的蛋白激酶； PK Ca 2 ＋2 CaM ．依赖 Ca 2 ＋2 CaM 的
蛋白激酶
高等植物细胞具有核、叶绿体、线粒体三个基因组，后两组称为核外基因。基因表达包括转录与翻译两个步骤。转录是 RNA 的生物合成，翻译是蛋白质的生物合成，这两个过程受到严格的调节控制。
Ⅱ 习题
一、名词解释
原核细胞内质网质外体 CaM
真核细胞微管与微丝信号转导细胞骨架
生物膜溶胶与凝胶 G 蛋白化学信号
单位膜模型胞间连丝第一信使物理信号
流动镶嵌模型共质体第二信使双信号系统
二、写出下列符号的中文名称
PI PIP PIP 2 IP 3 DG （ DAG ） PKC cAMP
三、填空题
1.环境刺激 - 细胞反应偶联信息系统的细胞信号传导的分子途径可以分为以
下四个阶段：（）、（）、（）及（）。
2.跨膜信号转导主要通过（）和（）。
3.肌醇磷脂信号系统中，产生（）和（）两种胞内信号，因此又称双信号系
统。
4.蛋白质磷酸化和去磷酸化分别由（）酶和（）酶催化。
5.胞内信号系统有多种，主要有三种：（）、（）和（）。
6.按照结构，所有的细胞基本上可以分为两种类型：一类是（），另一类是
（）。
7.整个细胞壁是由（）、（）和（）三层结构组成。
8.初生细胞壁的主要组成物质是（）、（）、（）和（）四大类。
9.细胞壁中的蛋白质包括（）和（）两大类。
10.细胞膜的主要成分是（）和（）。
11.构成植物细胞膜的脂类有（）、（）、（）和（）。
12.在细胞的膜系统中，不饱和脂肪酸如亚油酸、亚麻酸等含双键的脂肪酸，占
脂肪酸总量的百分数称为（）。
13.耐寒性强的植物，膜脂中（）比例较大，而且（）亦高，有助于低温下保
持膜的（）。
14.生物膜流动性的大小决定于（）的不饱和程度，不饱和程度愈（），流动
性愈（）。
15.根据蛋白质在膜中的排列位置及其与膜脂的作用方式，膜蛋白可分为（）
和（）。
16.生物膜的“三夹板”的结构是（）年（）提出的；（）年（）在前人的
基础上，根据电镜观察的结果，提出单位膜模型；（）年（）等人又提出
膜的“流动镶嵌模型”。
17.普遍被人们接受的膜结构模型是（）。
18.内质网有两种类型：即（）和（）。
19.内质网的功能是多方面的，主要有：（）、（）和（）。
20.（）和（）都是微体，其中（）与叶绿体、线粒体一起完成（）作用，
（）能将（）经生糖途径转变为糖类。
21.每个植物细胞含（）个线粒体；线粒体的平均长度为（）μm 。
22.（）被称为细胞的自杀性武器，这是因为它含有各种（）。
23.油料作物种子萌发时，脂类转变为糖的过程在（）和（）两种细胞器中进
行。
24.微管是由（）蛋白所组成，这种蛋白为（）形。
25.微丝的主要作用是（）和（）。
26.微管主要功能有（）；（）；（）。
27.核糖体是细胞中合成（）的场所，每个核糖体是由大小不同的（）所组成。
28.胞间连丝可分为（）、（）和（）三种状态，三者可随细胞发育时期的
不同而变化。
29.用中性红染色洋葱鳞茎表皮细胞，在显微镜下可观察到（）被染成红色，
它占细胞大部分体积。
四、选择题
1. 原核细胞不具备的特征是（）
（ 1 ）细胞核外有两层核膜包裹（ 2 ）具有核糖体
（ 3 ）进行二分体分裂（ 4 ）细胞形态较小，约 1~10μm
2. 在细胞内能起骨架作用，与细胞分裂和细胞运动密切相关，而且在细胞壁形成中起重要作用的是（）
（ 1 ）细胞核（ 2 ）微管（ 3 ）质膜（ 4 ）液泡
3. 植物初生细胞壁中的多糖包括（）
（ 1 ）纤维素、半纤维素和果胶（ 2 ）纤维素和胶原
（ 3 ）果胶、半纤维素和木质素（ 4 ）淀粉、纤维素和角质
4. 细胞膜中哪种物质的含量影响膜脂的流动性和植物的抗寒能力。（）
（ 1 ）蛋白质（ 2 ）磷脂（ 3 ）不饱和脂肪酸（ 4 ）糖脂
5. 由原生质体以外的非生命部分组成的体系称为（）
（ 1 ）外植体（ 2 ）共质体（ 3 ）细胞壁（ 4 ）质外体
6. 细胞生长时，细胞壁表现出一定的（）
（ 1 ）可逆性（ 2 ）可塑性（ 3 ）弹性（ 4 ）刚性
7. （）几乎不能通过细胞的脂双层膜。
（ 1 ）水（ 2 ）带电荷的分子（ 3 ） Na + （ 4 ） H +
五、是非题
1. 伸展蛋白是细胞壁中一种富含精氨酸的糖蛋白。（）
2. 细胞壁的作用就是保护原生质体。（）
3. DNA 存在于细胞核中，细胞质中不存在 DNA 。（）
4. 生物膜中不饱和脂肪酸指数越大，膜的流动性越强。（）
5. 生物膜中固醇可降低膜的流动性。（）
6. 液泡为植物细胞所特有。（）
7. 微管是由单层膜包裹的管状的细胞器。（）
8. 高等植物所有的细胞器都有膜包裹。（）
9. 膜的不对称性是指生物膜两侧在脂质组成和蛋白质分布上的不对称性，以及由此带来的膜功能不对称性。（）
10. 植物激素是植物体内主要的胞间化学信号。（）
11. 植物细胞的细胞壁、质体（包括叶绿体）和液泡是区别于动物细胞的三大结构特征。（）
12. 电波信号是植物感受外界刺激的最初反应。（）
13. CaM 是细胞内信号转导过程中的 Ca 2+ 信号受体。（）
14. IP 3 （肌醇三磷酸）的受体位于质膜。（）
15. G 蛋白与受体结合而发挥作用，只需 ATP 提供能量，与 GTP 无关。（）
六、问答题
1. 原核细胞与真核细胞各有哪些特征？
2. 典型的植物细胞与动物细胞之间的最主要差异是什么？这些差异对植物细胞的生理活动有什么影响？
3. 什么叫单位膜模型？
4. 膜的流动镶嵌模型有哪些基本特征？
5. 液泡有哪些生理功能？
6. 内质网有何生理功能？
7. 细胞膜的功能有哪些？
8. 简述微管的生理功能？
9. 植物胞间连丝有哪些功能？
10. 扼要说明 G 蛋白的生理功能。
11. 简要说明细胞如何感受内外因子变化的刺激，并最终引发生理生化反应。
12. 从细胞壁中蛋白质和酶的发现，谈谈对细胞壁功能的认识。
13. 植物细胞的基因表达有何特点？
Ⅲ 参考答案
一、名词解释
原核细胞是低等生物（细菌、蓝藻）所具有的，无明显的细胞核，缺少核膜，由几条 DNA 构成拟核体，缺少细胞器，只有核糖体，细胞进行二分体分裂，体积小，直径 1~10μm 。
真核细胞是高等植物和动物细胞所具有的，有明显的细胞核，并被两层核膜包裹，具有各种细胞器，进行有丝分裂，细胞体积较大，直径 10 ～ 100μm 。
生物膜细胞内一切膜的总称，包括质膜、核膜、各种细胞器膜及其它内膜。
单位膜模型膜是由蛋白质和磷脂组成。磷脂分子成双层排列，疏水性的尾部向内，亲水性的头部向外，与蛋白质分子结合，呈现出三层结构，将具有这种结构的膜称为单位膜模型。
流动镶嵌模型与单位膜模型一样，膜脂也呈双分子排列，疏水性尾部向内，亲水性头部朝外。但是，膜蛋白并非均匀地排列在膜脂两侧，而是有的在外边与膜脂外表面相连，称为外在蛋白，有的嵌入膜脂之间甚至穿过膜的内外表面，称为内在蛋白。由于膜脂和膜蛋白分布的不对称，致使膜的结构不对称。膜具有流动性，故称之为流动镶嵌模型。
内质网是由单层膜构成的管状、囊状或泡状结构，并相互连结成网状，贯穿于细胞质之中。根据其膜上有无核糖体，可分为粗糙型内质网和平滑型内质网。内质网对内与核膜相通，对外与质膜上的胞间连丝相连。粗糙型内质肉是合成蛋白质的主要场所，平滑型内质网可运输蛋白质，二者都能合成脂类和固醇，也与糖代谢有关。
微管与微丝是组成真核细胞骨架的基本结构，也是细胞内灵活易变的细胞器。微管是由球形的管蛋白组成的管状结构。其主要功能除起支架作用和与细胞运动有关外，还与细胞壁、
纺锤丝等的形成有关。微丝是由类肌动蛋白组成的纤维状结构，与原生质流动和质体运动有关。
溶胶与凝胶原生质亲水胶体有两种存在状态：一种是含水较多的细胞，原生质胶粒完全分散在介质中，胶粒之间联系减弱，呈溶液状态，叫做溶胶；另一种是含水较少的细胞，胶粒之间相互结成网状，液体分散于网眼之内，胶体失去流动性而凝结成近固体状态，叫做凝胶。
胞间连丝植物相邻活细胞之间穿过细胞壁的原生质通道。是由质膜连续构成的膜管，管腔内是由微管相互连结而成的连丝微管，其内常由内质网填充，使相邻细胞的原生质相通。胞间连丝是植物细胞间物质运输和信息传递的重要通道，也是植物病毒传染的途径。
共质体也叫内部空间，是指相邻活细胞的细胞质借助胞间连丝联成的整体。
质外体又叫外部空间或自由空间，是指由原生质体以外的非生命部分组成的体系，主要包括胞间层、细胞壁、细胞间隙和导管等部分。
信号转导细胞内外的信号，通过细胞的转导系统转换，引起细胞生理反应的过程。
G 蛋白全称为 GTP 结合调节蛋白。此类蛋白由于其生理活性有赖于三磷酸鸟苷（ GTP ）的结合以及具有 GTP 水解酶的活性而得名。在受体接受胞间信号分子到产生胞内信号分子之间往往要进行信号转换，通常认为是通过 G 蛋白偶联起来，故 G 蛋白又被称为偶联蛋白或信号转换蛋白。
第一信使指胞间信号分子，指来自胞外的各种物理和化学刺激信号，为细胞信号转导过程中的初级信号。
第二信使能被胞外刺激信号激活或抑制的、具有生理调节活性的细胞内因子如 Ca 2+ 、cAMP 、肌醇磷脂等。第二信使亦称细胞信号传导过程中的次级信号。
CaM 钙调素，是最重要的多功能 Ca 2+ 信号受体，为单链的小分子酸性蛋白。当外界信号刺激引起胞内 Ca 2+ 浓度上升到一定阈值后， Ca 2+ 与 CaM 结合，引起 CaM 构像改变。而活化的 CaM 又与靶酶结合，使其活化而引起生理反应。
细胞骨架指真核细胞中的蛋白质纤维网架体系，包括微管、微丝和中间纤维等，它们都由蛋白质组成，没有膜的结构，互相连接成立体的网络，也称为细胞内的微梁系统。
化学信号细胞感受刺激后合成并传递到作用部位引起生理反应的化学物质。
物理信号细胞感受到刺激后产生的能够起传递信息作用的电信号和水力学信号等物理性因子。
双信号系统是指肌醇磷脂信号系统，其最大的特点是胞外信号被膜受体接受后同时产生两个胞内信号分子（ IP 3 和 DAG ），分别激活两个信号传递途径，即 IP 3 /Ca 2+ 和 DAG/PKC 途径，因此把这一信号系统称之为“双信号系统”。
二、写出下列符号的中文名称
PI ：磷脂酰肌醇； PIP ：磷脂酰肌醇 - 4 - 磷酸；
PIP 2 ：磷脂酰肌醇 - 4,5 - 二磷酸； IP 3 ：肌醇 - 1,4,5 - 三磷酸；
DG （ DAG ）：二酰甘油； PKC ：蛋白激酶 C ；
cAMP ：环腺苷酸
三、填空题
1.胞间信号传递，膜上信号转换，胞内信号转导，蛋白质可逆磷酸化
2.受体， G 蛋白
3.肌醇 - 1,4,5 - 三磷酸（ IP 3 ），二酰甘油（ DG ）
4.蛋白激，蛋白磷酸酯
5.钙信号系统，肌醇磷脂信号系统（肌醇磷酸信号系统），环腺苷酸信号系统
6.原核细胞，真核细胞
7.胞间层，初生壁，次生壁
8.纤维素，半纤维素，果胶质，蛋白质
9.结构蛋白，酶蛋白
10.脂类，蛋白质
11.磷脂，糖脂，硫脂，固醇
12.不饱和脂肪酸指数
13.不饱和脂肪酸，不饱和脂肪酸指数（或不饱和程度），流动性
14.脂肪酸，高，强
15.外在蛋白，内在蛋白
16.1935 ， Danielli ， 1959 ， Robertson ， 1971 ， Singer
17.流动镶嵌模型
18.粗糙型内质网，平滑型内质网
19.蛋白质的合成的场所，合成亲脂性物质的场所，细胞内和细胞间物质与信息
进行交换或运输的通道
20.过氧化体，乙醛酸体，过氧化体，光呼吸，乙醛酸体，脂肪酸
21.100 ～ 3000 ， 1 ～ 5
22.溶酶体，水解酶类
23.乙醛酸体，圆球体
24.微管，球
25.细胞骨架，利用 ATP 驱使细胞质流动
26.控制成壁物质向成壁处沉积，有丝分裂时形成纺锤丝，在细胞质中起着骨骼
的作用
27.蛋白质，两个亚基
28.封闭态，可控态，开放态
29.液泡
四、选择题
1. （ 1 ）
2. （ 2 ）
3. （ 1 ）
4. （ 3 ）
5. （ 4 ）
6. （ 2 ）
7. （ 2 ）
五、是非题
1. 3
2. 3
3. 3
4. √
5. √
6. √
7. 3 8. 39. √ 10. √ 11. √ 12. √
13. √ 14. 3 15. 3
六、问答题
1. 原核细胞低等生物（细菌、蓝藻）所特有的，无明显的细胞核，无核膜，由几条 DNA 构成拟核体，缺少细胞器，只有核糖体，细胞进行二分体分裂，细胞体积小，直径为 1~10μm 。
真核细胞具有明显的细胞核，有两层核膜，有各种细胞器，细胞进行有丝分裂，细胞体积较大，直径 10 ～ 100μm 。高等动、植物细胞属真核细胞。
2. 典型的植物细胞中存在大液泡和质体，比如叶绿体，细胞膜外还有细胞壁。这些结构是动物细胞所没有的。叶绿体使植物能进行光合作用，细胞壁使植物细胞的刚性增加。
3. 膜是由蛋白质和磷脂所组成，磷脂分子成两层排列，疏水性尾部向内，亲水性头部朝外，与蛋白质分子相结合，呈三层结构，将具有这种结构的膜称之为单位膜模型。
4. 膜的流动镶嵌模型有两个基本特征：
（ 1 ）膜的不对称性。这主要表现在膜脂和膜蛋白分布的不对称性。
①膜脂在膜脂的双分子层中外半层以磷脂酰胆碱为主，而内半层则以磷脂酰丝氨酸和磷脂酰乙醇胺为主；同时不饱和脂肪酸主要存在于外半层。
②膜蛋白膜脂内外两半层所含的内在蛋白与膜两侧的外在蛋白其种类及数量不同，膜蛋白分布不对称性是膜功能具有方向性的物质基础。
③膜糖糖蛋白与糖脂只存在于膜的外半层，而且糖基暴露于膜外，呈现出分布上的绝对不对称性。
（ 2 ）膜的流动性
①膜蛋白可以在膜脂中自由侧向移动。
②膜脂膜内磷脂的凝固点较低，通常呈液态，因此具有流动性，且比蛋白质移动速度大得多。膜脂流动性大小决定于脂肪酸不饱和程度，不饱和程度愈高，流动性愈强。
5. （ 1 ）调节功能液泡内含有无机离子、蔗糖、有机酸和氨基酸等，再加上液泡膜的选择透性，因而具有调节功能。通过水势变化调节细胞的吸水能力，通过缓冲体系调节细胞内的 pH 值。
（ 2 ）类似溶酶体的作用液泡内含有一些水解酶类，一方面可将液泡内大分子化合物水解为小分子化合物，供细胞代谢之用；另一方面待细胞衰老或因其它损伤而使液泡膜破坏时，这些水解酶进入细胞质，使细胞发生自溶作用。
（ 3 ）代谢库的功能由于液泡膜富含各种载体和 ATP ，因此可选择性地吸收无机物与有机物，同时能贮藏一些次生代谢物质。
6. 内质网有两种：即粗糙型内质网和平滑型内质网。其生理功能为：
（ 1 ）合成蛋白质的主要场所；
（ 2 ）合成亲脂性物质的场所；
（ 3 ）细胞内和细胞间物质与信息进行交换或运输的通道。
7. 细胞膜的功能：
（ 1 ）分室作用细胞的膜系统不仅把细胞与外界环境隔开，而且把细胞内的空间分隔成许多微小的区域，即形成各种细胞器，从而使细胞的生命活动有了适当分工，并有条不紊的进行。
（ 2 ）反应场所细胞内的生化反应具有特异性、高效性和连续性。某些代谢途径是在膜上进行的，前一个反应的产物就是下一反应的底物。
（ 3 ）吸收功能细胞膜可通过简单扩散、离子通道、主动吸收（通过膜中的离子载体、离子泵等）、胞饮作用与分泌等方式调控各种物质的吸收与转移。
（ 4 ）识别功能膜糖的残基严格地分布在膜的外表面，如似“触角”能够识别外界的某种物质，并对外界的某种刺激产生反应。
8. 微管的生理功能：
（ 1 ）控制成壁物质向成壁处沉积；
（ 2 ）有丝分裂时形成纺缍丝；
（ 3 ）在细胞质中起着骨架的作用。
9. 植物胞间连丝的生理功能：
（ 1 ）电解质的运输通道；
（ 2 ）运输光合作用的中间产物；
（ 3 ）多肽类物质的迁移；
（ 4 ）细胞器的穿壁运动；
（ 5 ）传递信息；
（ 6 ）病毒胞间运动的通道。
10. G 蛋白生理功能，主要是细胞膜受体与其所调节的相应生理过程之间的信号转导者，即将胞间信号转换为胞内信号。 G 蛋白的信号转导功能主要靠 GTP 的结合或水解而产生的变构作用：当其与受体结合而被激活时， G 蛋白同时结合上 GTP （形成受体 - G 蛋白 - GTP 复合体），进而触发效应器，把胞间信号转换为胞内信号；当 GTP 水解为 GDP 时， G 蛋白便回到原初构像，失去转换信号的功能。
11. 植物感受内外环境因子变化的刺激并最终引发生化生理反应的过程大致如下：
（ 1 ）胞间信号的产生植物细胞感受内外环境因子变化的刺激后，能产生起传递信息作用的胞间信号，可分为物理信号（电波信号与水力学信号）和化学信号（内源激素与生长调节物质）。
（ 2 ）胞间信号的传递由于胞间信号的产生位点与发挥效应的作用位点处在不同部位时，需要进行长距离传递。主要包括如下四种方式：电波信号的传递、水力学信号的传递、化学信号的维管束传递（如 ABA ）、化学信号的气相传递（如 ETH ），最终传递至作用部位—靶细胞。
（ 3 ）在靶细胞膜中信号的转换目前认为，在靶细胞膜中存在着信号受体，这是一种能感受信号，与信号特异结合，并引发胞内产生刺激信号（即信号的转换）的蛋白质类活性物质，如钙调蛋白（ CaM ）、蛋白激酶 C （ PKC ）等，在信号的转换过程中，起关键作用的是 G 蛋白，其过程是：当 G 蛋白与受体结合而被激活时， G 蛋白同时结合上 GTP （形成受体 - G 蛋白 - GTP 复合体），进而触发效应器，把胞间信号转换为胞内信号；当 GTP 水解为 GDP 时， G 蛋白回复到原初构象，失去转换信号的功能。
（ 4 ）胞内信号的转导经 G 蛋白介导之后可产生胞内信号（第二信使）有多种，目前研究较为深入的有：钙信号系统（ Ca 2+ - CaM ）、肌醇磷脂信号系统（如 IP 3 和 DAG ）、环腺苷酸信号系统（ cAMP ），这些经转换而产生的且又放大的次级信号系统，即可直接引发生化生理反应。
（ 5 ）引起蛋白质磷酸化在上述胞内信号系统的作用下，使某些关键酶（如蛋白激酶 C ，PKC ）发生磷酸化，甚至进而引起修饰作用或促发转录因子，最终引发生化生理反应。
12. 长期以来细胞壁被认为是界定原生质体的僵死的“木头盒子”，只起被动的防御作用。但随着研究的深入，大量蛋白质尤其是几十种酶蛋白在细胞壁中被发现，人们改变了传统观念，认识到细胞壁是植物进行生命活动不可缺少的部分。它至少具有以下生理功能：
（ 1 ）维持细胞形状，控制细胞生长细胞壁增加了细胞的机械强度，这不仅有保护原生质体的作用，而且维持了器官与植株的固有形态。
（ 2 ）运输物质与传递信息细胞壁涉及了物质运输，参与植物水势调节，另外细胞壁也是化学信号（激素等）、物理信号（电波、压力等）传递的介质与通路。
（ 3 ）代谢功能细胞壁中的酶类广泛参与细胞壁高分子合成、转移与水解等生化反应。
（ 4 ）防御与抗性细胞壁中的寡糖素能诱导植物抗毒素的形成；壁中的伸展蛋白除了作为结构成分外，还有防御和抗病抗逆的功能。
13. （ 1 ）植物是真核生物，其细胞的 DNA 含量和基因数目远远多于原核生物细胞，蛋白质或 RNA 的编码基因序列往往是不连续的，大多数基因都含有内含子。 DNA 与组蛋白结合，以核小体为基本单位，形成染色体或染色质，遗传物质分散到多个 DNA 分子上。
（ 2 ）植物细胞的基因为单顺反子，无操纵子结构，有各自的调控序列，而且基因表达有明显的“时”与“空”的特性。另外，植物基因表达比动物更容易受环境因子（如光、温、水分）的影响，环境因子会引起植物基因表达的改变。
（ 3 ）植物细胞中有三种 RNA 聚合酶参与基因的表达， RNA 聚合酶 I 负责 rRNA 的合成，RNA 聚合酶Ⅱ负责形成 mRNA ， RNA 聚合酶Ⅲ负责 tRNA 和小分子 RNA 的合成。植物细胞中的 DNA 通过组蛋白阻遏等机制，使大部分基因不能表达，又加上在转录等水平上的各级复杂调节机制，使得在特定组织和特定发育阶段中有相应基因进行适度表达，产生与组织结构和代谢功能相适应的蛋白质或酶。
《植物生理学习题集》
第二章植物的水分生理
Ⅰ 教学大纲基本要求和知识要点
一、教学大纲基本要求
了解水的物理化学性质和水分在植物生命活动中的作用；了解化学势、水势的基本概念及植物生理学中引入水势的意义；了解植物细胞的水势组成，溶质势、衬质势、压力势的概念及其在植物细胞水势组成中的作用；了解并初步学会植物组织水势的测定方法；了解植物根系对水分吸收的部位、途径、吸水的机理以及影响根系吸水的土壤条件；了解植物的蒸腾作用的生理意义、蒸腾的主要方式、蒸腾作用的指标、测定方法以及适当降低蒸腾速率的途径；了解植物体内水分从地下向地上部分运输的途径和速度、水分沿导管上升的机制；作物的需水规律、合理灌溉指标及灌溉方法以及发展节水农业促进水资源持续利用的重要性。
二、知识要点
水是生命的“先天”环境，没有水就没有植物。水是植物体的主要组成成分。水除了直接或间接地参与生理生化反应之外，还调节植物的生态环境。植物体内的水分以自由水和束缚水两种形态存在，两者的比例与植物的代谢强度和抗逆性强弱有着密切关系。
每偏摩尔水的自由能就是水的化学势。每偏摩尔体积水的化学势差就是水势。植物细胞的水势由渗透势（溶质势）、压力势和衬质势组成，Ψw ＝Ψ s ＋Ψ p ＋Ψ m 。水势单位采用压力单位（ MPa ）。水分从水势高处通过半透膜移向水势低处，就是渗透作用。
细胞吸水有渗透吸水、吸胀吸水以及代谢性吸水之分。具有液泡的植物细胞以渗透吸水为主。未形成液泡的嫩细胞和干燥种子的吸水主要靠吸胀吸水。细胞与细胞之间的水分移动方向，决定于两处的水势差，水分总是从水势高处流向水势低处，直至两处水势差为零。
土壤中只有可利用水才能被植物根系吸收。根系吸收水分最活跃的部位是根毛区。根系吸水可分为主动吸水和被动吸水，通常被动吸水是主要的。凡是影响根压形成和影响蒸腾速率的内外条件，都影响根的吸水。
蒸腾作用在植物生活中具有重要的作用。气孔蒸腾是蒸腾作用的主要方式。气孔开闭机理可以用无机离子吸收学说和苹果酸生成学说来解释。气孔开闭的关键问题是保卫细胞中的溶质增加和水势的下降，当保卫细胞水势下降后它周围细胞吸水，气孔就张开，反之气孔则关闭。影响气孔蒸腾的外界因素主要有光照、温度和湿度，而内部因素则以气孔开度为主。
水分在植物体内可经质外体和共质体途径运输。运输的途径是：土壤→根毛→皮层→内皮层→中柱鞘→根的导管或管胞→茎的导管→叶柄导管→叶脉导管→叶肉细胞→叶细胞间隙→气孔下腔→气孔→大气。水分在导管或管胞上升的动力是根压与蒸腾拉力，并以蒸腾拉力为主。由于水分子之间的内聚力和水分子与导管壁之间的吸附力远大于水柱张力，因而导管中的水柱连续不中断，这是水分源源不断上升的保证。
灌溉的基本原则是用少量的水取得最大的效果。要进一步发挥灌溉的作用，就需要掌握作物的需水规律。作物需水量（蒸腾系数）因作物种类、生长发育时期不同而有差异。合理灌溉则要以作物需水量和水分临界期为依据，参照生理指标制定灌溉方案，采用先进的灌溉方法及时地进行灌溉。合理灌溉可取得良好的生理效应和生态效应，增产效果显著。
Ⅱ 习题
一、名词解释
自由水衬质势伤流现象蒸腾系数
束缚水渗透作用蒸腾作用吸胀作用
水势水通道蛋白蒸腾拉力水分临界期
压力势根压蒸腾速率永久萎蔫系数
渗透势吐水现象蒸腾效率
二、写出下列符号的中文名称
μ w μ w ° Ψ w Ψ m Ψ p Ψ s WUE Tr
三、填空题
1. 植物散失水分的方式有（）种，即（）和（）。
2. 作物灌水的生理指标有（）、（）、（）和（）。
3. 植物细胞吸水的三种方式是（）、（）和（）。
4. 植物根系吸水的两种方式是（）和（）。前者的动力是（），后者的动力是（）。
5. 设甲乙两个相邻细胞，甲细胞的渗透势为 - 16 3 10 5 Pa ，压力势为9 3 10 5 Pa ，乙细胞的渗透势为 - 13 3 10 5 Pa ，压力势为9 3 10 5 Pa ，水应从（）细胞流向（）细胞，因为甲细胞的水势是（），乙细胞的水势是（）。
6. 某种植物每制造 10 克干物质需消耗水分 5000 克，其蒸腾系数为（），蒸腾效率为（）。
7. 在（）、（）和（）的标准状况下，纯水的水势规定为零。
8. 把成熟的植物生活细胞放在高水势溶液中细胞表现（），放在低水势溶液中细胞表现（），放在等水势溶液中细胞表现（）。
9. 写出下列吸水过程中水势的组分
吸胀吸水，Ψ w = （）；渗透吸水，Ψ w = （）；
干燥种子吸水，Ψ w = （）；分生组织细胞吸水，Ψ w = （）；
一个典型细胞水势组分，Ψ w = （）；成长植株吸水，Ψ w = （）。
10. 当细胞处于初始质壁分离时，Ψ P = （），Ψ w = （）；当细胞充分吸水完全膨胀时，Ψ p = （），Ψ w = （）；在初始质壁分离与细胞充分吸水膨胀之间，随着细胞吸水，Ψ S （），Ψ P （），Ψ w （）。
11. 蒸腾作用的途径有（）、（）和（）。
12. 细胞内水分存在状态有（）和（）。
13. 常用的蒸腾作用指标有（）、（）和（）。
14. 影响蒸腾作用的环境因子主要有（）、（）、（）和（）。
15. 水分在植物体内的运输，一部分是通过（）的长距离运输，另一部分是通过活细胞的短距离径向运输，包括水分由根毛到根部导管，主要经过（）和（），由叶脉到气孔腔要经过（）。
16. 植物水分代谢的三个过程为（）、（）和（）。
17. 空气的相对湿度下降时，蒸腾速度（）。
18. 将Ψ P = 0 的细胞放入等渗透溶液中，其体积（）。
19. 当把生活细胞放入含有不同离子的溶液中时，会引起不同形式的质壁分离。在含有 1 价离子（）的溶液中能引起（）形质壁分离，而在含有 2 价离子（）的溶液中能引起（）形质壁分离。
四、选择题
1. 有一充分饱和细胞，将其放入比细胞浓度低 10 倍的溶液中，则细胞体积（）
（ 1 ）不变（ 2 ）变小
（ 3 ）变大（ 4 ）不一定
2. 将一个生活细胞放入与其渗透势相等的糖溶液中，则会发生（）
（ 1 ）细胞吸水（ 2 ）细胞失水
（ 3 ）细胞既不吸水也不失水（ 4 ）既可能失水也可能保持动态平衡
3. 已形成液泡的成熟细胞，其衬质势通常忽略不计，原因是（）
（ 1 ）衬质势不存在（ 2 ）衬质势等于压力势
（ 3 ）衬质势绝对值很大（ 4 ）衬质势绝对值很小
4. 在萌发条件下、苍耳的不休眠种子开始 4 小时的吸水是属于（）
（ 1 ）吸胀吸水（ 2 ）代谢性吸水
（ 3 ）渗透性吸水（ 4 ）上述三种吸水都存在
5. 水分在根及叶的活细胞间传导的方向决定于（）
（ 1 ）细胞液的浓度（ 2 ）相邻活细胞的渗透势大小
（ 3 ）相邻活细胞的水势梯度（ 4 ）活细胞压力势的高低
6. 在气孔张开时，水蒸气分子通过气孔的扩散速度（）
（ 1 ）与气孔面积成正比（ 2 ）与气孔周长成反比
（ 3 ）与气孔周长成正比（ 4 ）不决定于气孔周长，而决定于气孔大小
7. 一般说来，越冬作物细胞中自由水与束待水的比值（）
（ 1 ）大于 1 （ 2 ）小于 1
（ 3 ）等于 1 （ 4 ）等于零
8. 植物根系吸水的主要部位是（）
（ 1 ）分生区（ 2 ）伸长区
（ 3 ）成熟区（ 4 ）伸长区的一部分和成熟区的一部分
9. 植物的水分临界期是指（）
（ 1 ）植物需水量多的时期
（ 2 ）植物对水分利用率最高的时期
（ 3 ）植物对水分缺乏最敏感的时期
（ 4 ）植物对水分的需求由低到高的转折时期
10. 用小液流法测定植物组织水势时，观察到小液滴下降观象，这说明（）
（ 1 ）植物组织水势等于外界溶液水势。（ 2 ）植物组织水势高于外界溶液水势。
（ 3 ）植物组织水势低于外界溶液水势。（ 4 ）无法判断。
11. 植物体内水分长距离运输的主要渠道是（）
（ 1 ）筛管和半胞（ 2 ）导管或管胞
（ 3 ）转移细胞（ 3 ）胞间联丝
五、是非题
1. 蒸腾效率高的植物，一定是蒸腾量小的植物。（）
2. 种子吸胀吸水和植物蒸腾作用都是不需要呼吸作用直接供能的生理过程。（）
3. 将一个细胞放入某一浓度的溶液中时，若细胞浓度与外界溶液的浓度相等，则细胞体积不变。（）
4. 处于初始质壁分离状态的细胞，若其细胞内液浓度等于外液浓度，则细胞的吸水速度与排水速度相等，出现动态平衡。（）
5. 植物具有液泡的成熟细胞的衬质势很小，通常忽略不计。（）
6. 一个细胞能否从外液中吸水，主要决定于细胞水势与外液水势的差值。（）
7. 水分通过根部内皮层，需经过共质体，因而内皮层对水分运转起调节作用。（）
8. 若细胞的Ψ P = - Ψ S ，将其放入某一溶液中时，则体积不变。（）
9. 若细胞的Ψ w = Ψ S ，将其放入纯水中，则体积不变。（）
10. 将Ψ p = 0 的细胞放入等渗溶液中，其体积不变。（）
11. 植物代谢旺盛的部位自由水与束缚水的比值小。（）
12. 土壤中的水分在具有内皮层的根内，可通过质外体进入导管。（）
13. 蒸腾拉力引起植物被动吸水，这种吸水与水势梯度无关。（）
14. 保卫细胞进行光合作用时，其渗透势增高，水分进入，气孔张开。（）
15. 植物体内水在导管和管胞中能形成连续的水柱，主要是由于蒸腾拉力和水分子内聚力的存在。（）
16. 将洋葱鳞茎表皮细胞用中性红染色后，用 1mol/L KNO 3 溶液处理，可观察到凹型质壁分离。（）
17. 不管活细胞还是死细胞，只要用中性红染色，都可观察到质壁分离现象。（）
18. Ca 2+ 使洋葱鳞茎表皮细胞发生凹形质壁分离，这是由于 Ca 2+ 可提高原生质粘性。（）
19. 用小液流法测定植物组织水势时，首先需配制不同浓度的 CaCl 2 或蔗糖溶液。（）
六、问答题
1.试述气孔开闭机理。
2.植物气孔蒸腾是如何受光、温度、 CO 2 浓度调节的 ?
3.植物如何维持其体温的相对恒定？
4.植物受涝害后，叶片萎蔫或变黄的原因是什么？
5.低温抑制根系吸水的主要原因是什么？
6.化肥施用过多为什么会产生“烧苗”现象？
7.蒸腾作用的生理意义如何？
8.举例说明植物存在主动吸水和被动吸水。
9.试述水分在植物生命活动中的生理生态作用。
10.植物体内水分存在状态与代谢关系如何？
11.细胞质壁分离和质壁分离复原有何应用价值？
12. 高大树木导管中的水柱为何可以连续不中断？假如某部分导管中水柱中断了，树木顶部叶片还能不能得到水分？为什么？
13. 合理灌溉在节水农业中的意义如何？如何才能做到合理灌溉？
14. 合理灌溉为何可以增产和改善农产品品质？
15. 为什么夏季晴天中午不能用井水浇灌作物？
16. 光照如何影响植物根系吸水？
Ⅲ 参考答案
一、名词解释
自由水指未与细胞组分相结合能自由活动的水。
束缚水亦称结合水，指与细胞组分紧密结合而不能自由活动的水。
水势每偏摩尔体积水的化学势差。用Ψ w 表示，单位 MPa 。Ψ w ＝ (μ w -μ w o )/V w ， m ，即水势为体系中水的化学势与处于等温、等压条件下纯水的化学势之差，再除以水的偏摩尔体积的商。用两地间的水势差可判别它们间水流的方向和限度，即水分总是从水势高处流向水势低处，直到两处水势差为 O 为止。
压力势是由细胞壁的伸缩性对细胞内含物所产生的静水压而引起的水势增加值。一般为正值，用Ψ P 表示。
渗透势亦称溶质势，是由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值。用Ψs 表示 , 一般为负值。
衬质势由于细胞亲水性物质和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值。用Ψ m 表示，一般为负值。
渗透作用水分通过半透膜从水势高的区域向水势低的区域运转的作用。
水通道蛋白亦称为水孔蛋白，是存在于生物膜上的具有专一性通透水分功能的内在蛋白。
根压由于根系的生理活动而使液流从根部上升的压力。
吐水现象未受伤的植物如果处于土壤水分充足，空气湿润的环境中，在叶的尖端或者叶的边缘向外溢出水滴的现象。
伤流现象从植物茎的基部切断植株，则有液体不断地从切口溢出的现象。
蒸腾作用水分从植物地上部分表面以水蒸汽的形式向外界散失的过程。
蒸腾拉力由于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。
蒸腾速率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。
蒸腾效率植物每蒸腾 1 kg 水时所形成的干物质的克数。
蒸腾系数植物每制造 1 g 干物质所消耗水分的克数。它是蒸腾效率的倒数，又称需水量。
吸胀作用细胞质及细胞壁组成成分中亲水性物质吸水膨胀的作用。
水分临界期植物对水分不足特别敏感的时期。如花粉母细胞四分体形成期。
永久萎蔫系数使植物发生永久萎蔫时土壤中水分重量与土壤干重的百分比。
二、写出下列符号的中文名称
μ w ：任一体系水的化学势；μ w ° ：纯水的化学势；
Ψ w ：水势；Ψ m ：衬质势；
Ψ P ：压力势；Ψ S ：渗透势；
WUE ：水分利用效率； Tr ：蒸腾速率
三、填空题
1. 两，蒸腾作用，吐水
2. 叶片水势，细胞汁液浓度，渗透势，气孔开度
3. 吸胀吸水，渗透性吸水，代谢性吸水
4. 主动吸水，被动吸水，根压，蒸腾拉力
5. 乙，甲，﹣7 3 10 5 Pa ，﹣ 4 3 10 5 Pa
6. 500 克， 2 克
7. 1 个大气压下，引力场为零，与体系同温度
8. 吸水，排水，吸、排水速度相等
9. Ψ m ，Ψ s + Ψ P ，Ψ m ，Ψ m ，Ψ s + Ψ P + Ψ m ，Ψ s + Ψ P
10. 0 ，Ψ s ， - Ψ s ， 0 ，升高，升高，升高
11. 气孔蒸腾，角质层蒸腾，皮孔蒸腾
12. 自由水，束缚水
13. 蒸腾速率，蒸腾效率，蒸腾系数
14. 光照强度， CO 2 浓度，温度，湿度
15. 导管，皮层，内皮层，叶肉细胞
16. 水分的吸收，运转，排出
17. 提高
18. 不变
19. K + ，凸， Ca 2+ ，凹
四、选择题
1. （ 2 ）
2. （ 4 ）
3. （ 4 ）
4. （ 1 ）
5. （ 3 ）
6. （ 3 ）
7. （ 2 ） 8. （ 4 ） 9. （ 3 ） 10. （ 3 ） 11. （ 2 ）
五、是非题
1. 3
2. √
3. 3
4. √
5. 3
6. √
7. √ 8. 3 9. 3 10. √ 11. 3 12. 3
13. 3 14. 3 15. √ 16. 3 17. 3 18. √
19. √
六、问答题
1. 关于气孔开闭机理主要有两种学说：
（ 1 ）无机离子泵学说又称 K + 泵假说。在光下， K + 由表皮细胞和副卫细胞进入保卫细胞，保卫细胞中 K + 浓度显著增加，溶质势降低，引起水分进入保卫细胞，气孔就张开；暗中， K + 由保卫细胞进入副卫细胞和表皮细胞，使保卫细胞水势升高而失水，造成气孔
第一章水分生理 一、选择题 1、每消耗1 kg 的水所生产的干物质克数，称为（）。 A. 蒸腾强度 B. 蒸腾比率 C. 蒸腾系数 D. 相对蒸腾量 2、风干种子的水势为（）。 A . ψW =ψs B. ψW =ψm C. ψW =ψp D. ψW=ψs+ψp 3、微风促进蒸腾，主要因为它能（）。 A. 使气孔大开 B. 降低空气湿度 C. 吹散叶面水汽 D. 降低叶温 4、植物从叶尖、叶缘分泌液滴的现象称为（）。 A. 吐水 B. 伤流 C. 排水 D. 流水 5、一植物细胞的ψw = - 0.37 MPa，ψp = 0.13 MPa，将其放入ψs = - 0.42 MPa的溶液(体积很大)中，平 衡时该细胞的水势为（）。 A. -0.5 MPa B. -0.24 MPa C. -0.42 MPa D. -0.33 MPa 6、在同一枝条上，上部叶片的水势要比下部叶片的水势（）。 A. 高 B. 低 C. 差不多 D. 无一定变化规律 7、植物细胞吸水后，体积增大，这时其Ψ s（）。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 等于零 8、微风促进蒸腾，主要因为它能（）。 A. 使气孔大开 B. 降低空气湿度 C. 吹散叶面水汽 D. 降低叶温 9、一植物细胞的ψW = - 0.3 MPa，ψp = 0.1 MPa，将该细胞放入ψs = - 0.6 MPa的溶液中，达到平衡时 细胞的（）。 A. ψp变大 B. ψp不变 C. ψp变小 D. ψW = -0.45 Mpa 10、植物的水分临界期是指（）。 A. 植物需水最多的时期 B. 植物水分利用率最高的时期 C. 植物对水分缺乏最敏感的时期 D . 植物对水分需求由低到高的转折时期 11、在土壤水分充分的条件下，一般植物的叶片的水势为（）。 A. - 0.2~ - 0.8 MPa B. - 2 ~ - 8 MPa C. - 0.02 ~ - 0.08 MPa D. 0.2~0.8 MPa 12、根据（）就可以判断植物组织是活的。 A. 组织能吸水 B. 表皮能撕下来 C. 能质壁分离 D. 细胞能染色 二、是非题 1、等渗溶液就是摩尔数相等的溶液。（） 2、细胞间水分流动的方向取决于它们的水势差。（） 3、蒸腾拉力引起被动吸水，这种吸水与水势梯度无关。（） 4、将一充分吸水饱和的细胞放入比其细胞浓度低10倍的溶液中，其体积变小。（） 5、蒸腾效率高的植物，一定是蒸腾量小的植物。（） 6、根系是植物吸收水和矿质元素唯一的器官。() 7、空气相对湿度增大，空气蒸汽压增大，蒸腾加强。（） 8、没有半透膜即没有渗透作用。（） 9、植物对水分的吸收、运输和散失过程称为蒸腾作用。（） 10、在正常晴天情况下，植物叶片水势从早晨到中午再到傍晚的变化趋势为由低到高再到低。 （） 11、共质体与质外体各是一个连续的系统。（） 12、在细胞为水充分饱和时，细胞的渗透势为零。（） 三、填空题 1、将一植物细胞放入ψW = -0.8 MPa的溶液（体积相对细胞来说很大）中，吸水达到平衡时测得细胞的 ψs = -0.95 MPa，则该细胞的ψp为（），ψW为（）。 2、水分通过气孔扩散的速度与气孔的（）成正比。 3、植物体内自由水/束缚水比值降低时，植物的代谢活动（）。 4、利用质壁分离现象可以判断细胞（），测定植物的（）以及观测物质透过原生质层的难易程度。 5、植物体内自由水/束缚水比值升高时，抗逆性（）。 6、根系吸水有主动吸水和被动吸水两种方式，前者的动力是（根压），后者的动力 是（）。
一、名词解释（分/词×10词＝15分） 1．生物膜 2．水通道蛋白 3．必需元素 4．希尔反应 5．糖酵解 6．比集转运速率 7．偏上生长 8．脱分化 9．春化作用 10．逆境 二、符号翻译（分/符号×10符号＝5分） 1．ER 2．Ψw 3．GOGAT 4．CAM 5．P/O 6．GA 7．LAR 8．LDP 9．SSI 10．SOD 三、填空题（分/空×40空＝20分） 1．植物细胞区别于动物细胞的三大结构特征是、和。 2．由于的存在而引起体系水势降低的数值叫做溶质势。溶质势表示溶液中水分潜在的渗透能力的大小，因此，溶质势又可称为。溶质势也可按范特霍夫公式Ψs＝Ψπ＝来计算。 3．必需元素在植物体内的生理作用可以概括为三方面：(1) 物质的组成成分，(2) 活动的调节者，(3)起作用。 4．类囊体膜上主要含有四类蛋白复合体，即、、、和。由于光合作用的光反应是在类囊体膜上进行的，所以也称类囊体膜为膜。 5．光合链中的电子传递体按氧化还原电位高低，电子传递链呈侧写的形。在光合链中，电子的最终供体是，电子最终受体是。 6．有氧呼吸是指生活细胞利用，将某些有机物彻底氧化分解，形成和，同时释放能量的过程。呼吸作用中被氧化的有机物称为。 7．物质进出质膜的方式有三种：(1)顺浓度梯度的转运，(2)逆浓度梯度的转运，(3)依赖于膜运动的转运。 8．促进插条生根的植物激素是；促进气孔关闭的是；保持离体叶片绿色的是；促进离层形成及脱落的是；防止器官脱落的是；使木本植物枝条休眠的是；促进无核葡萄果粒增大的是。 9．花粉管朝珠孔方向生长，属于运动；根向下生长，属于运动；含羞草遇外界刺激，小叶合拢，属于运动；合欢小叶的开闭运动属于运动。 10．植物光周期的反应类型主要有3种：植物、植物和植物。 11．花粉的识别物质是，雌蕊的识别感受器是柱头表面的。 四、选择题（1分/题×30题＝30分） 1．一个典型的植物成熟细胞包括。 A．细胞膜、细胞质和细胞核 B．细胞质、细胞壁和细胞核 C．细胞壁、原生质体和液泡 D．细胞壁、原生质体和细胞膜
1.某植物在同样的时间内通过蒸腾耗水2kg，形成干物质5g，其蒸腾系数是（1）。（1） 2.5(2)0.4(3)400(4)0.0025 2.如果外液的水势高于植物细胞的水势，这种溶液称为（２）。（１）等渗溶液（２）高渗溶液（３）平衡溶液（４）低渗溶液 3．在植株蒸腾强烈时测定其根压，根压(4)。(1)明显增大(2)显着下降(3)变化不大(4)测不出 4．下列中(4)方法可克服植物暂时萎蔫。(1)灌水(2)增加光照(3)施肥(4)提高大气湿度 5．缺乏下列元素(1)时，缺素症状首先在老叶表现出来。(1)K(2)Ca(3)Fe(4)Cu 6、植物根部吸收的无机离子向植物地上部运输时主要通过(2)。(1)筛管(2)导管(3)转运细胞(4)薄壁细胞。 7.下列盐类组合中，(2)组属于生理碱性盐。(1)NH4Cl、K2SO4和NH4NO3(2)KNO3、CaNO3和NaH2PO4(3)NH4Cl、K2SO4和CaSO4(4)NH4NO3、NH4H2PO4和NH4HCO38.光合作用合成蔗糖是在（3）里进行的。（1）叶绿体间质（2 9.3）不变（ 10.C3 11. 12. 13.时的呼吸速率是15 14.O2 15.4）多酚 16.4） 17. 18 19. 20. 21 22． 芽(1)。 24．CTK(4)GA 和IAA 25．黑暗(2)16h 光照 用白光中断15分钟 1.引起植物发生生理干旱的土壤因素是土壤缺乏有效水、土壤盐渍等。 2.肉质植物耐热原因之一是其体内含有大量的有机酸。 3.白天，Pr型的光敏素的转变为Pfr型光敏素。其中具有生理活性的是Pfr型光敏素。 4.在水分较少，或氮肥少、或光照强的条件下，都会提高植物的根冠比。 5.植物激素有多种生理效应，例如：GA能解除生理矮生现象，Eth能促进成熟，ABA能抑制叶片的蒸腾作用。6．IAA的运输特点是极性运输，总的方向是向顶向基运输。 7．筛管汁液中，阳离子以K+最多，阴离子以HxPO4为主。 8．环割试验证明有机物是通过韧皮部运输的，这种方法应用于果树的枝条上可促进座果。 9．巴斯德效应是指氧气对EMP的抑制现象；瓦布格效应是指氧气对光合的抑制现象。10．高等植物在正常呼吸
植物生理学重点归纳-标准化文件发布号：（9556-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
第一章 1.代谢是维持各种生命活动（如生长、繁殖、运动等）过程中化学变化（包括物质合成、转化和分 解）的总称。 2.水分生理包括：水分的吸收、水分在植物体内的运输和水分的排出。 3.水分存在的两种状态：束缚水和自由水。束缚水含量与植物抗性大小有密切关系。 4.水分在生命活动中的作用：1，是细胞质的主要成分2，是代谢作用过程的反映物质3是植物对物 质吸收和运输的溶剂4，能保持植物的固有姿态 5.植物细胞吸水主要有三种方式：扩散，集流和渗透作用。 6.扩散是一种自发过程，指分子的随机热运动所造成的物质从浓度高的区域向浓度低的区域移动，扩 散是物质顺着浓度梯度进行的。适合于短距离迁徙。 7.集流是指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动。 8.水孔蛋白包括：质膜内在蛋白和液泡膜内在蛋白。是一类具有选择性、高效转运水分的跨膜通道蛋 白，只允许水通过，不允许离子和代谢物通过。其活性受磷酸化和水孔蛋白合成速度调节。 9.系统中物质的总能量分为；束缚能和自由能。 10.1mol物质的自由能就是该物质的化学势。水势就是每偏摩尔体积水的化学势。纯水的自由能最 大，水势也最高，纯水水势定为零。 11.质壁分离和质壁分离复原现象可证明植物细胞是一个渗透系统。 12.压力势是指原生质体吸水膨胀，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。 13.重力势是水分因重力下移与相反力量相等时的力量。 14.根吸水的途径有三条：质外体途径、跨膜途径和共质体途径。 15.根压；水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力。 16.伤流：从受伤或折断的植物组织溢出液体的现象。流出的汁液是伤流液。 17.吐水：从未受伤叶片尖端或边缘向外溢出液滴的现象。由根压引起。 18.根系吸水的两种动力；根压和蒸腾拉力。 19.影响根系吸水的土壤条件：土壤中可用水分，通气状况，温度，溶液浓度。 20.蒸腾作用：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。 21.蒸腾作用的生理意义：1，是植物对水分吸收和运输的主要动力2，是植物吸收矿质盐类和在体内 运转的动力3，能降低叶片的温度 22.叶片蒸腾作用分为两种方式：角质蒸腾和气孔蒸腾。 23.气孔运动有三种方式：淀粉-糖互变，钾离子吸收和苹果酸生成。 24.影响气孔运动的因素；光照，温度，二氧化碳，脱落酸。 25.影响蒸腾作用的外在条件：光照，空气相对湿度，温度和风。内部因素：气孔和气孔下腔，叶片内 部面积大小。 26.蒸腾速率取决于水蒸气向外的扩散力和扩散途径的阻力。 27.水分在茎叶细胞内的运输有两条途径：经过活细胞和经过死细胞。 28.根压能使水分沿导管上升，高大乔木水分上升的主要动力为蒸腾拉力。 29.这种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， 称为内聚力学说亦称蒸腾-内聚力-张力学说。 第三章 1. 为什么说碳素是植物的生命基础？ 第一，植物体的干物质中90%以上是有机物质，而有机化合物都含有碳素（约占有机化合物重量的45%），碳素成为植物体内含量较多的一种元素；第二，碳原子是组成所有有机物的主要骨架。碳原子与其他元素有各种不同形式的结合，由此决定了这些化合物的多样性。 2. 按照碳素营养方式的不同分为自养植物和异养植物 3. 自养植物吸收二氧化碳，将其转变成有机物质的过程称为植物的碳素同化作用。植物碳素同化作用包括细菌光合作用、绿色植物光合作用和化能合成作用。
植物生理学总结. 第一章植物的水分生理 1、植物体内的水分存在形式 自由水：参与各种代谢作用，它的含量制约着植物的代谢强度。自由水占总含水量的百分比越大，则植物代谢越旺盛。 束缚水：不参与代谢作用，但植物要求低微的代谢强度去度过不良的外界条件，因此束缚水含量与植物抗性大小有密切关系 2、水势的概念（必考） 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的商 3、渗透作用 水分子通过半透膜，由水势高的系统向水势低的系统移动的现象，称为渗透（osmosis）。 4、根系吸水的部分，途径，动力 部位：根尖，吸水能力依次为根毛区，根冠，分生区，伸长区。 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，所以这种移动方式速度快 跨膜途径：水分从一个细胞移动到另一个细胞，要通过两次质膜，还要通过液泡膜，故称跨膜途径 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 共质体途径和跨膜途径统称为细胞途径，这三条途径共同作用是根部吸收水分 动力：根压、蒸腾拉力。（根内外水势差产生原因） 根压：根系生理活动引起液体从根部上升的压力。 蒸腾拉力：蒸腾作用产生的吸水力。叶片蒸腾时，气孔下腔附近的叶肉细胞因蒸腾失水而水势下降，所以从旁边细胞取得水分。 蒸腾拉力为主要原因。 5、蒸腾作用的概念、指标（蒸腾系数、蒸腾速率） 概念：植物体内的水分以气体状态向外界扩散的生理过程。 指标：蒸腾系数：形成1g干物质所消耗的水分克数。 蒸腾速率：单位时间单位叶面积散失的水量。 蒸腾效率（比率）：形成干物质g / 消耗1Kg水。 6、脱落酸对气孔运动 脱落酸促使气孔关闭，其原因是：脱落酸会增加胞质Ca2+浓度和胞质溶胶pH，一方面抑制保卫细胞质膜上的内向K+通道蛋白活性，抑制外向K+通道蛋白活性。促使细胞内K+浓度减少，与此同时，脱落酸活化外向Cl—通道蛋白，Cl—外流，保卫细胞内Cl—浓度减少，保卫细胞膨压就下降，气孔关闭 7、气孔运动的三个学说 （1）淀粉－糖互变学说 保卫细胞的水势变化是由淀粉糖的变化影响的。 （2）无机离子吸收学说 保卫细胞的水势变化是由无机离子调节的。 （3）苹果酸生成学说 K+是保卫细胞渗透势发生变化的重要因素。
蒸腾系数：植物制造1克干物质所需的水分量，又称需水量，它是蒸腾比率的倒数。蒸腾效率：植物在一定生长期内积累的干物质与同时间内蒸腾消失的水量的比例值。蒸腾拉力：由于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。蒸腾作用：水分以气体状态通过植物体表面从体内散失到体外的现象。杜南平衡：细胞内可扩散的负离子和正离子浓度的乘积等于细胞外可扩散正负离子浓度乘积时的平衡。它不消耗代谢能，属于离子的被动吸收方式。爱默生效应：如果在长波红光（大于685nm）照射时，再加上波长较短的红光（650nm），则量子产额大增，比分别单独用两种波长的光照射时的总和还要高。红降现象：当光波大于685nm时，虽然仍被叶绿素大量吸收，但量子效率急剧下降，这种现象被称为红降现象。双受精现象：在精核与卵细胞互相融合形成合子的同时，另一个精核与胚囊中的极核细胞融合形成具有3N的胚乳核的现象。温周期现象：植物对昼夜温度周期性变化的反应。光周期现象：在一天中，白天和夜晚的相对长度叫光周期。植物对光周期的反应叫光周期现象。光周期诱导：植物只需要一定时间适宜的光周期处理，以后即使处于不适宜的光周期下，仍然可以长期保持刺激的效果的现象。希尔反应：离体叶绿体在光下所进行的分解水并放出氧气的反应。原初反应：包括光能的吸收、传递以及光能向电能的转变，即由光所引起的氧化还原过程。三重反应：乙烯造成的促进茎的加粗生长、抑制伸长生长及横向生长的效应。离子拮抗作用：在发生单盐毒害的溶液中，加入其它离子可以减轻或消除单盐毒害，这种离子之间互相消除单盐毒害的作用。后熟作用：种子在休眠期内发生的生理生化过程。春化作用：低温促进植物开花的作用。去春化作用：春化作用完成之前，将植物置于高温之下，原来的低温处理效果消失。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。吸涨作用：亲水胶体吸水膨胀的过程。胞饮作用：物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的摄取物质及液体的过程。CO2补偿点：当光合作用吸收的CO2量与呼吸释放的CO2量相等时，外界CO2浓度。CO2饱和点：光合速率达到最大时，外界CO2的浓度。光补偿点：植物的光合作用与呼吸作用达到动态平衡，净光和速率为零时的光照强度。光饱和点：增加光照强度，光合速率不再增加时的光照强度。光能利用率：单位面积上的植物光合作用所累积的有机物所含的能量，占照射在相同面积地面上的日光能量的百分比。光形态建成：依靠控制细胞分化、结构功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成。光合作用单位：结合在类囊体膜上，能进行光合作用的最小结构单位。光合磷酸化：叶绿体在光下把无机磷和ADP转化为ATP，并形成高能磷酸键的过程。光呼吸：植物的绿色细胞在光照下吸收氧气，放出CO2的过程。光呼吸的主要代谢途径就是乙醇酸的氧化，乙醇酸来源于RuBP的氧化。光呼吸之所以需要光就是因为RuBP的再生需要光。光敏色素：能吸收红光和远红光并发生可逆装换的光受体。光合色素：指植物体内含有的具有吸收光能并将其用于光合作用的色素，包括叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素。作用中心色素：指具有光化学活性的少数特殊状态的叶绿素a分子。聚光色素：没有化学活性，只能吸收光能并将其传递给作用中心色素的色素分子。聚光色素又叫天线色素。诱导酶：又称适应酶，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。末端氧化酶：是指处于生物氧化作用一系列反应的最末端，将底物脱下的氢或电子传递给氧，并形成H2O或H2O2的氧化酶类。活性氧：植物体内代谢产生的性质活泼、氧化活性很强的含氧物的总称。氧化磷酸化：是指呼吸链上的氧化过程，伴随着ADP 被磷酸化为ATP的作用。有氧呼吸：指生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物质彻底氧化分解，放出CO2并形成水同时释放能量的过程。无氧呼吸：指在无氧条件下，细胞把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，并释放能量的过程，亦称发酵作用。无氧呼吸消失点：又称无氧呼吸熄灭点，使无氧呼吸完全停止时环境中的氧浓度。抗氰呼吸：某些植物组织对氰化物不敏感的那部分呼吸，即在有氰化物存在的情况下仍有一定的呼吸作用。呼吸链：呼吸代谢中间产物随电子和质子，沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总轨道。呼吸峰：果实在成熟过程中，呼吸首先降低，然后突然增高，最后又降低的现象。呼吸商：植物呼吸作用释放CO2量与吸收O2量之比。呼吸速率：单位时间内单位植物组织呼吸作用释放的二氧化碳量或消耗氧量。呼吸跃变：某些果实在成熟到一定阶段时，，呼吸速率最初下降然后突然上升，最后又急剧下降的现象。呼吸作用氧饱和点：当氧气浓度增加到一定程度时对呼吸作用没有促进作用时氧的浓度。程序化细胞死亡：由细胞内已存在的基因编码所控制的细胞自然死亡的过程。细胞信号转导：偶联各种细胞外刺激信号与其相应的生理反应之间的一系列反应机制。细胞全能型：植物体的每个细胞携带一个完整的基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。靶细胞：与激素结合并呈现激素效应部位的细胞。转移细胞：一种特化的转移细胞，其功能是进行短距离的溶质转移。这类细胞的细胞壁凹陷以增加其细胞质膜的表面积，有利于物质的转移。胞间连丝：贯穿胞壁的管状结构物内有连丝微管，其两端与内质网相连。植物生长调节剂：指一些具有植物激素活性的人工合成的物质。植物激素：指一些在植物体内合成，并从产生之处运送到别处，对生长发育起显著作用的微量有机物。激素受体：是能与激素特异结合，并引起特殊生理效应的物质。植保素：是寄主被病原菌侵入后产生的一类对病菌有毒的物质。长（短）日植物：只有在日照长度长于（小于）某一临界值的光周期诱导下才能开花的植物。中日性植物：在任何日照长度下都能开花的植物。生理钟：又称生物钟，指植物内生节奏调节的近似24小时的周期性变化节律。生理酸性盐：如(NH4)2SO4等肥料，由于植物的选择吸收，吸收较多的NH4+，而吸收较少的SO42-，结果导致土壤酸化，故称为生理酸性盐。生理碱性盐：像(NH4)2SO4溶液，由于根系的选择性吸收，吸收较多的NH4+，吸收SO42-较少从而导致土壤酸化的盐。生理平衡溶液：在含有适当比例的多种盐溶液中，各种离子的毒害作用被消除，植物可以正常生长发育，这种溶液称为平衡溶液。生长：细胞、器官或有机体的数目、大小与重量的不可逆增加，即发育过程中量的变化称为生长。生长抑制剂：这类物质主要作用于顶端分生组织区，干扰顶端细胞分裂，引起茎伸长的停顿和顶端优势破坏，其作用不能被赤霉素所恢复。生长延缓剂：抑制节间伸长而不破坏顶芽的化合物。生长大周期：植物在不同生育时期的生长速率表现出慢-快-慢的变化规律，呈现“S”型生长曲线的过程。偏上生长：在乙烯作用下，植物叶柄上端生长较快，下端较慢，叶片逐渐下垂的现象。生物固氮：某些微生物把空气中游离氮固定转化为含氮化合物的过程。生物自由基：生物体内代谢产生的具有不配对电子的分子、离子及原子团。临界日长：诱导短日植物开花所需的最长日照时数，或诱导长日植物能够开花所需最短日照时数。临界暗期：昼夜中短日植物能够开花所必须的最短暗期长度，或长日植物能够开花所必须的最长暗期长度。水分临界期：植物对水分不足最敏感、最易受伤害的时期称为作物的水分临界期。代谢性吸水：利用细胞呼吸释放出的能量，使水分经过质膜进入细胞的过程。自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。束缚水：靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水分。水势：系统中每偏摩尔体积的水与纯水的化学势差。渗透势：由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值，用负值表示，亦称溶质势。衬质势：细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚引起的水势降低值，以负值表示。压力势：由于细胞壁压力的存在而增加的水势值，一般为正值。初始质壁分离时为0，剧烈蒸腾时会呈负值。根压：由于根系生理活动而形成的促进水分沿着导管上升的压力。共质体：是通过胞间连丝把无数原生质体联系起来形成一个连续的整体。质外体：是一个开放性的连续自由空间，包括细胞壁、细胞隙及导管等。外植体：进行组织培养时，从母体分离下来被用来培养的组织、器官或细胞。分化：来自同一分子或遗传上同质的细胞转变为形态上、机能上、化学构成上异质的细胞称为分化。脱分化：外植体在人工培养基上经过多次细胞分裂而失去原来的分化状态，形成无结构的愈伤组织或细胞团的过程。再分化：离体培养基中形成的处于脱分化状态的细胞团再度分化形成另一种或几种类型的细胞、组织、器官甚至最终再形成完整植株的过程。发育：植物生命周期过程中，植物发生大小、形态、结构、功能上的变化，称为发育。衰老：指一个器官或整株植物生命功能逐渐衰退的过程。脱落：植物细胞、组织或器官与植物体分离的过程。萎蔫：植物在水分亏缺严重时，细胞失去紧张，叶片和茎的幼嫩部分下垂的现象。逆境：指对植物生存和生长不
植物生理学 一章 水孔蛋白：是指细胞膜或液泡膜上具有选择性、高效转运水分的通道蛋白。活性受磷酸化和去磷酸化调节。 水势:在植物生理学中，水势（ψw ）就是每偏摩尔体积水的化学势。即水溶液的化学势（μw ）与同温、同压、同一系统中的纯水的化学势（μ0 w ）之差（△μ w ），除以水的偏摩尔体积（Vw）所得的商。 水势ψw 可用下式表示：ψw= （μw –μ0w ）/ = △μw / 水粉临界期 : 是指植物对水分不足最敏感，最易受害的时期。需水量不一定多。 大题: 一细胞吸水过程中，体积和水势各组分的变化 1、强烈蒸腾下的细胞Ψp为负值 2、初始质壁分离细胞Ψp=0, Ψw=Ψs 3、细胞吸水Ψw=Ψp+Ψs;Ψp ,Ψs ,Ψw 4、充分吸水细胞Ψw=0，Ψp=-Ψs 二蒸腾作用的影响 A外界条件对蒸腾作用的影响 1)光照：光照↑,蒸腾速率↑。气孔开度↑，气孔阻力↓；气温和叶温↑，叶内外的蒸汽压差↑。 (2)温度：一定范围，温度↑，蒸腾↑。温度过低过高，蒸腾↓。 (3)湿度（RH）：RH↓，蒸腾↑；RH太低，气孔关闭，蒸腾反而又下降。 (4)风速：微风促进蒸腾。强风可能会引起气孔关闭或开度减小，内部阻力加大，蒸腾减弱。 (5)昼夜变化 B内部因素对蒸腾作用的影响 (1)气孔频度 (2)气孔大小(3)气孔下腔(4)气孔开度 (5)气孔构造 三根系吸水的动力：根压主动吸水；蒸腾拉力被动吸水 四影响根系吸水的土壤条件 1.土壤可利用水是指能被植物直接吸收利用的水。与土粒粗细和胶体数量有关。砂质土壤大于粘重土壤。 2.土壤通气状况 CO2浓度过高、缺乏O2 ，吸水量降低；供O2 ，吸水量增加 3.土壤温度低温：水和原生质粘度增加，水扩散速率下降；呼吸作用减弱，影响吸水；根系生长缓慢，有碍吸水表面的增加。“午不浇园”高温：根易木质化，导水性下降。 4.土壤溶液浓度根系细胞水势必须低于土壤溶液的水势，才能从土壤中吸水化肥施用过量或过于集中时，产生"烧苗"现象 五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。 六气孔张开机理： 五．气孔运动调节蒸腾:
绪论 1、植物生理学：研究植物生命活动规律及其机理的科学。 2、植物生命活动：植物体物质转化、能量转换、形态建成及信息传递的综合反应。 3、植物生理学的基本内容：细胞生理、代谢生理、生长发育生理和逆境生理。 4、历程：近代植物生理学始于荷兰van Helmont（1627）的柳条试验，他首次证明了水直接参与植物有机体的形成； 德国von Liebig（1840）提出的植物矿质营养学说，奠定了施肥的理论基础； 植物生理学诞生标志是德国von Sachs和Pfeffer所著的两部植物生理学专著； 我国启业人是钱崇澍，奠基人是李继侗、罗宗洛、汤佩松。 第二章植物的水分关系 1、束缚水：存在于原生质胶体颗粒周围或存在于大分子结构空间中被牢固吸附的水分。 2、自由水：存在于细胞间隙、原生质胶粒间、液泡中、导管和管胞内以及植物体其他间隙的水分。 3、束缚水含量增高，有利于提高植物的抗逆性；自由水含量增加，植物的代谢加强而抗逆性降低。 4、水分在植物体内的生理作用：①水分是原生质的主要成分；②水是植物代谢过程中重要的反应物质；③水是植物体内各种物质代谢的介质；④水分能够保持植物的固有姿态；⑤水分能有效降低植物的体温；⑥水是植物原生质良好的稳定剂；⑦水与植物的生长和运动有关。 5、植物细胞的吸水方式：渗透性吸水和吸胀吸水。 6、渗透作用：溶剂分子通过半透膜扩散的现象。 7、水的偏摩尔体积：指加入1mol水使体系的体积发生的变化。 8、水势：溶液中每偏摩尔体积水的化学势差。 9、水通道蛋白调节水分以集流的方式快速进入细胞的细微孔道。 10、溶质势：由于溶质颗粒与水分子作用而引起细胞水势降低的数值。Ψs = -icRT。 11、衬质势：细胞中的亲水物质对水分子的束缚而引起水势下降的数值，为负值。Ψm 12、压力势：由于细胞吸水膨胀时原生质向外对细胞壁产生膨压，细胞壁产生的反作用力——壁压使细胞水势增加的数值。Ψp 13、Ψw = Ψs + Ψm + Ψp + Ψg + …。 14、吸胀吸水：植物细胞壁中的纤维素以及原生质中的蛋白质、淀粉等大分子亲水性物质与极性的水分子以氢键结合而引起细胞吸水膨胀的现象。蛋白质>淀粉>纤维素 15、植物根系由表皮、皮层、内皮层和中柱组成，吸水途径有共质体途径和质外体途径。 16、主动吸水：仅由植物根系本身的生理活动而引起的吸水。分为伤流和吐水。 17、根压：由于植物根系生理活动而促使液流从根部上升的压力。 18、被动吸水（主要方式）：通过蒸腾拉力进行的吸水。枝叶的蒸腾作用使水分沿导管上升的力量称为蒸腾拉力。 19、植物蒸腾作用是产生蒸腾拉力并促进根系吸水的根本原因 20、影响根系吸水的因素：（1）内部：导管水势、根系大小、根系对水的透性、根系对水吸收速率；（2）外部：土壤水分、土壤温度、土壤通气状况、土壤溶液浓度。
植物生理学:研究植物生命活动规律的科学,内容大致分为生长发育与形态建成、物质与能量转化、信息传递与信号转导 水分在植物生命活动中的作用 1) 水分就是细胞质的主要成分2) 水分就是代谢作用过程的反应物质 3) 水分就是植物对物质吸收与运输的溶剂4) 水分能保持植物的固有姿态 水势:就是每偏摩尔体积水的化学势差(水分子从体系中逃逸的能力) 注:纯水的水势定为零,溶液的水势就成负值,溶液越浓,水势越低 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 渗透系统:一个具有液泡的植物细胞,与周围溶液一起,便构成了一个渗透系统 根压:靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力(包括伤流与吐水) 伤流:由于根压作用,从植物伤口或折断的部位流出液体的现象 吐水:由于根压作用,从叶尖或叶边缘的水孔流出液滴的现象 蒸腾拉力:叶片蒸腾时,气孔下腔附近的叶肉细胞因蒸腾失水而水势下降,所以从旁边细胞取得水分。同理,旁边细胞又从另一个细胞取得水分,如此下去,便从导管要水,最后根部就从环境吸收水分,这种吸水的能力完全就是由蒸腾拉力所引起的 影响根系吸水的土壤条件 1) 土壤中可用水分2) 土壤通气状况3) 土壤温度4) 土壤溶液浓度 蒸腾作用:就是指水分以气体状态,通过植物体的表面(主要就是叶片),从体内散失到体外的现象(分为角质膜蒸腾与气孔蒸腾) 蒸腾作用的生理意义 1) 蒸腾作用就是植物对水分吸收与运输的主要动力2) 蒸腾作用对矿物质与有机物的吸收,以及这两类物质在植物体内的运输都就是有帮助的3) 蒸腾作用能够降低叶片的温度 气孔——蒸腾过程中水蒸气从体内排到体外的主要出口,也就是光合作用与呼吸作用与外界气体交换的大门。气孔运动主要受保卫细胞的液泡水势的调节,但调节保卫细胞水势的途径比较复杂。 影响蒸腾作用的因素: 1) 外界条件 a) 光照——光照促使气孔开放,蒸腾作用增强b) 空气相对湿度——空气相对湿度增大,蒸腾作用减弱c) 温度——大气温度增高,蒸腾作用增强d) 风——微风促进蒸腾;强风抑
第一套： 一、选择题 １、促进叶片气孔关闭的植物激素是（Ｄ）。 A．生长素B．赤霉素C．细胞分裂素D．脱落酸 2、植物根系吸收的水分向地上部分运输时，主要通过（Ｃ）。 Ａ．筛管B．共质体C．质外体D．胞间连丝 3、以下关保卫细胞的说法不正确的是（Ｃ）。 A．保卫细胞的叶绿体中含有丰富的淀粉体，黑暗时淀粉积累，而光照时淀粉减少B．气体通过气孔表面的扩散速率不与气孔的面积成正比，而与气孔的周长成正比C．气孔完全关闭时，用无 CO2的空气处理可使气孔张开 D．不是所有的气孔外侧都有副卫细胞 4、下列关于细胞壁蛋白质的说法不正确的是（Ｂ）。 A．伸展蛋白具有丝氨酸羟脯氨酸高度重复的基序 B．纤维素在细胞壁中是纤维素酶的主要底物 C．酸性环境有利于纤维素酶的水解活性 D．扩张蛋白对pH敏感，且具有高度专一性 5、C3、C4、CAM植物的碳固定的CO2受体分别是（Ａ）。 A．RuBP PEP PEP B．RuBP RuBP PEP C．RuBP PEP RuBP D．PEP RuBP PEP 6、在光照弱、温度低的条件下，C4植物的光和速率（Ｂ）C3植物。 A．高于B．低于C．等于D．无法比较 7、下列说法中错误的是（Ａ）。 A．C4植物在低温环境下仍可以很好地生长 B．昼夜温差大，有利于净光合产物的积累，所以北方生长的苹果比较甜 C．在高CO2浓度下，温度是光合作用的主要限制因子 D．水分过多不利于植物生长 8、光呼吸碳氧化循环在以下哪三种细胞器中完成（Ｃ）。 A．叶绿体、核糖体、线粒体B．叶绿体、过氧化物酶体、液胞 C．叶绿体、过氧化物酶体、线粒体D．高尔基体、过氧化物酶体、线粒体 9、氨的同化作用中（A ）植物多利用其绿色组织还原硝酸根。 A．热带B．温带C．寒带D．亚寒带 10、下列不是影响根系吸收矿质元素的因素是（C）。 A．土壤温度B．土壤pH C．土壤水分D．土壤通气情况 11、大部分硝酸还原酶在还原硝酸时的供氢体式（C）。 A．水B．NADPH C．NADH D．NADH 和NADPH 12、利用水泵将营养液循环利用的方法是（B）。 A．溶液培养法B．营养膜培养法C．有氧溶液培养法D．都不是13、下列属于生理酸性盐的是（AD ）。 A．硫酸铵B．硫酸钠C．硝酸钾D．氯化铵 14、具有门控特性的离子跨膜运输蛋白是（A）。 Ａ．离子通道Ｂ．离子载体Ｃ．致电离子泵Ｄ．中性离子泵 15、不属于植物细胞膜上H+-ATP酶的是（B）。
植物生理学 一、名词解释： 1、流动镶嵌模型：认为液态脂质双分子层中镶嵌着可移动的蛋白质，使膜具有不对称性和流动性的用于解释生物膜结构的模型。 要点：（1）不对称性：即脂类和蛋白质在膜中的分布不对称（2）流动性，即组成膜的脂类双分子层或蛋白质都是可以流动或运动的，膜的不对称性和流动性保证了生物膜能经受一定程度的形变而不致破裂，这也可使膜中各种成分按需要重新组合，使之合理分布，有利于表现膜的各种功能，更重要的是它允许膜互相融合而不失去对通透性的控制，确保膜分子在细胞分裂、膜动运输、原生质融合等生命活动中起重要的作用。 2、细胞全能性：每个生活的细胞中都包含有产生一个完整机体的全套基因，在适宜条件下，细胞具有形成一个新的个体的潜在能力。 3、水势：每偏摩尔水的化学势差。即体系中水的化学势与处于等温、等压条件下纯水的化学势之差，再除以水的偏摩尔体积 4、溶质势：由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。在渗透系统中，溶质势表示了溶液中水分潜在的渗透能力的大小。 5、压力势：由于压力的存在而使体系水势改变的数值。 6、伤流：从受伤或折断的植物组织伤口处溢出液体的现象。 7、吐水：从未受伤的叶片尖端或边缘的水孔向外溢出液滴的现象。 8、水分临界期：植物在生命周期中对水分缺乏最敏感最易受害的时期。 9、离子主动吸收：细胞利用呼吸释放的能量逆电化学势梯度吸收矿质的过程。 10、离子的被动吸收：细胞不需要由代谢提供能量的顺电化学势梯度吸收矿质的过程。 11、诱导酶：植物体内本来不含有，但在特定外来物质的诱导下可生成的酶。 12、红降现象：光合作用的量子产额在波长大于680nm时急剧下降的现象。 13、双光增益效应：在长波红光之外再加上较短波长的光促进光合效率的现象。 14、光合链：定位在光合膜上的，由多个电子传递体组成的电子传递的总轨道。 15、光和磷酸化：光下在叶绿体中发生的由ADP与Pi合成ATP的反应。 16、光呼吸：植物绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的过程。 17、光补偿点：叶片光合速率等于呼吸速率，CO2吸收量等于O2释放量，表观光合速率为零时的光强， 18、光饱和点：当达到某一光强时，光合速率不随光强的增加而增加的现象称为光饱和现象。开始达到光合速率最大值时的光强成为光饱和点。 19、CO2补偿点：光合速率和呼吸速率相等时，即净光合速率为零时环境中的CO2浓度。 20、光和午睡现象：植物的光合速率在中午前后下降的现象。（因素—大气干旱、土壤干旱） 21、EMP糖酵解：己糖在细胞质中分解成丙酮酸的过程。 22、TCAC三羧酸循环：有氧条件下，丙酮酸在线粒体基质中彻底氧化分解的循环途径。 23、PPP戊糖磷酸途径：葡萄糖在细胞质内直接氧化分解，并以戊糖磷酸为重要中间产物的有氧呼吸途径。 24、末端氧化酶：处于生物氧化系列反应最末端的氧化酶。 25、巴斯德效应：当植物组织周围的氧浓度增加时，酒精发酵产物的积累逐渐减少，这种氧气抑制酒精发酵的现象。 26、呼吸商：植物组织在一定时间内，放出CO2的量与吸收O2的量的比值 27、源：产生提供同化物的器官或组织（功能叶，萌发种子的子叶、胚乳） 28、库：消耗积累同化物的器官或组织(生长的根、茎、种子)
一．成花诱导 春化作用（vernalization）：低温诱导促进植物开花的作用。 温度： 相对低温型：低温处理促进植物开花，如冬性一年生植物，种子吸涨后即可感受低温 绝对低温型：若不经低温处理，植物绝对不能开花，如二年生植物，营养体达到一定大小才能感受低温。 低温与条件： 各类植物通过春化时要求低温持续的时间不同，在一定时间内，春化的效应随低温处理时间的延长而增加。 （2）需要充足的氧气、适量的水分和作为呼吸底物的糖分 （3）光照 春化之前，充足的光照可促进二年生和多年生植物通过春化。 时期、部位和刺激传导 （1）时期 大多数一年生植物（冬小麦）在种子吸胀后即可接受低温诱导，在种子萌发和苗期均可进行。而需低温的二年生植物（胡萝卜、月见草等）只有绿苗达到一定大小才能通过春化。 （2）部位 感受低温的部位：茎尖端的生长点 春化过程中的生理生化变化 （1）呼吸速率—春化处理的较高 （2）核酸代谢 在春化过程中核酸（特别是RNA）含量增加，代谢加速，而且RNA性质有所变化。 （3）蛋白质代谢 可溶性Pr及游离AA含量（Pro）增加。 （4）GA含量增加 一些需春化的植物（如天仙子、白菜、胡萝卜等）未经低温处理，若施用GA也能开花。GA 以某种方式部分代替低温的作用。 春化作用的机理 前体物低温中间产物低温最终产物（完成春化） 高温 中间产物分解（解除春化） 春化作用在农业生产中的应用 A、人工春化，加速成花,提早成熟 （1）“闷麦法” —春天补种冬小麦 （2）春小麦低温处理—早熟，躲开干热风，利于后季作物的生长 （3）加速育种过程—冬性作物的育种 B、指导引种 引种时应注意原产地所处的纬度，了解品种对低温的要求。如北种南引，只进行营养生长而不开花结实。
绪论 1.植物生理学：是研究植物生命活动规律的学科（内容分为生长发育与形态建成、物质与能量转化、信息传递和信号转导） 2.植物生理学的任务：研究和了解植物在各种环境条件下进行生命活动的规律和机制，并将这些研究成果应用于植物生产实践中 3.Sachs被称为植物生理学的奠基人（1882年编写了《植物生理学讲义》），Sachs和他的弟子Pfeffer被称为植物生理学的两大先驱 4.植物生理学的研究层次越来越宽广： 1)从生物大分子复杂生命活动 2)代谢调节 3)信号转导 4)植物与环境协同进化
第一章植物的水分生理 1.水分在植物细胞内通常分为束缚水和自由水两种状态 束缚水：靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分 自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分 2.水分在植物生命活动中的作用 1)水分是细胞质的主要成分 2)水分是代谢作用过程的反应物质 3)水分是植物对物质吸收和运输的溶剂 4)水分能保持植物的固有姿态 3.水通道由水孔蛋白组成（水孔蛋白是膜整合蛋白），水通过水通道选择性跨膜运输 4.水分移动需要能量做功，即动力 化学势（浓度差）——扩散 动力集流（压力） 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 5.水势：是每偏摩尔体积水的化学势差（水分子从体系中逃逸的能力） 注：纯水的水势定为零，溶液的水势就成负值，溶液越浓，水势越低 6.相邻两细胞的水分移动方向，取决于两细胞间的水势差异，水势高的细胞中的水分向水势低的细胞流动 7.土壤中的水分分为3种：重力水、毛细管水、束缚水 重力水：是指在重力作用下通过土壤颗粒间的孔隙下降的水分 毛细管水：是指存在于土壤颗粒间毛细管内的水分（植物吸收的水分主要是毛细管水） 束缚水：是土壤颗粒或土壤胶体的亲水表面所吸附的水合层，植物一般不能利用（分为吸湿水和薄膜水） 8.根系吸水的途径有3条：质外体途径、跨膜途径、共质体途径 质外体途径——水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质的部分移动，阻力小，速率快 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，速率慢 9.根系吸水的动力 根压：靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力（包括伤流和吐水） 蒸腾拉力：叶片蒸腾时，气孔下腔附近的叶肉细胞因蒸腾失水而水势下降，所以从旁边细胞取得水分。同理，旁边细胞又从另一个细胞取得水分，如此下去，便从导管要水，
植物生理学学习指南 第一章植物水分生理 没有水就没有生命，水分在植物生命活动中起着极大的作用。一般植物的含水量约占鲜重的四分之三。水分在植物细胞内以自由水和束缚水两种状态存在，两者比值大小与植物代谢强弱以及抗逆性大小有一定的关系。 水分在植物体内的跨膜运输，可分为扩散和渗透，水通道蛋白在水分跨膜运输中起重要作用。液泡化的细胞以渗透性吸水为主。植物细胞是一个渗透系统，细胞吸水是由水势决定的。ψw＝ψs＋ψp＋ψm，但在不同的情况下，某些组分可忽略不计。细胞与细胞（或溶液）之间的水分移动取决于两者的水势差，水分总是从水势高处流向水势低处。 根是植物主要的吸水器官。根压和蒸腾拉力是根系吸水的动力。蒸腾拉力主要取决于叶片的蒸腾速率，根压主要与根系的生理活动有关。一切影响蒸腾速率和根系代谢的内外因素均影响根系的吸水。 植物不仅吸水，而且不断失水。气孔蒸腾是陆生植物的主要失水方式。一切引起保卫细胞水势下降的条件都促进气孔张开。气孔蒸腾速率受内外因素影响，外因中以光照为最主要，内因中以气孔调节为主。 水分在植物体内运输是吸收与蒸腾之间的必不可少的环节，运输途径可分为径向短距离和纵向长距离运输，前者经质外体和共质体途径，后者通过输导组织木质部导管（管胞）途径。前者水分移动阻力大，移动慢；后者的水分运输阻力小，移动快。目前用蒸腾－内聚力－张力学说来解释高大树木体内的水分沿木质部导管上升机制。 生产实践上要创造条件，使植物的水分吸收与散失达到动态平衡。灌溉是防止干旱最可靠的方法。作物需水量因种类、生育期而定。灌溉生理指标可客观、灵敏地反映植株水分状况，有助于人们决定灌溉时期。如何提高水分利用率是植物生理学在农业生产上应用的重大课题。 第二章植物的矿质营养 利用溶液培养和砂基培养法，已知植物的必需元素有19种，C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Si、Fe、Mo、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni和Na。除C、H、O外其他16种元素根据需要数量的多少，分为大量元素和微量元素。
《植物生理学》期末总结:植物生理学实验总结 一、名词解释 1.水势（water potential）： 体系中每偏摩尔体积水的自由能与每偏摩尔体积纯水的自由能之差值，用ψw表示。 2.信号转导（signal transduction）： 指细胞耦联各种刺激信号（包括各种内外刺激信号）与其引起特定生理效应之间的一系列分子反应机制。 3.呼吸跃变（respiratory climacteric）： 果实成熟过程中，呼吸速率随着果龄而降低，但在后期会突然增高，呈现“呼吸高峰”，以后再下降的现象。 4.呼吸跃变（respiration climacteric）： 果实成熟过程中，呼吸速率随着果龄而降低，但在后期会突然增高，呈现“呼吸高峰”，以后再下降的现象。 5.渗透作用（osmosis）：
是一种特殊的扩散，指溶液中的溶剂分子通过半透膜扩散的现象。对于水溶液而言，是指水分子从水势高处通过半透膜向水势低处扩散的现象。 6.集体效应（group effect）： 在一定面积内，花粉数量越多，花粉萌发和花粉管的生长越好的现象。 7.光补偿点（light pensation point）： 随着光强的增高，光合速率相应提高，当到达某一光强时，叶片的光合速率等于呼吸速率，即CO2吸收量等于O2释放量，表观光合速率为零，这时的光强称为光补偿点。 8.矿质营养（mineral nutrition）： 植物对矿质的吸收、转运和同化以及矿质在生命活动中的作用。 9.乙烯的“三重反应”（triple response）： 乙烯对植物生长具有的抑制茎的伸长生长、促进茎或根的增粗和使茎横向生长（即使茎失去负向地性生长）的三方面效应。 10.春化作用（vernalization）： 低温诱导促使植物开花的作用叫春化作用。