第一章植物的水分生理
一、名词解释
1．水分代谢2．自由水3．束缚水
4．扩散5．集流6．渗透作用
7．水势8．渗透势9．压力势
10．衬质势11．质外体途径12．共质体途径
13．根压14．蒸腾拉力15．内聚力学说
16．蒸腾作用17．蒸腾速率18．蒸腾系数
19．蒸腾比率20．水分临界期21．跨膜途径
二、缩写符号翻译
1. ψw
2. ψp
3. ψm
4. ψs
5. ψπ
6. MPa
7. WUE
三、填空题
1．植物细胞吸水方式有、和。
2．简单扩散是物质依而移动，集流是物质依而移动，而渗透作用是物质依而移动。3．植物散失水分的方式有和。
4．植物细胞内水分存在的状态有和。
5．细胞质含水较多呈状态，含水较少呈状态。
6．自由水/束缚水比值越大，则代谢；其比值越小，则植物的抗逆性。
7．一个典型细胞的水势等于；具有液泡的细胞的水势等于；干种子细胞的水势等于。
8．形成液泡后，细胞主要靠吸水。
9．风干种子的萌发吸水主要靠。
10．溶液的水势就是溶液的。
11．溶液的渗透势决定于溶液中。
12．在细胞初始质壁分离时，细胞的水势等于，压力势等于。
13．当细胞吸水达到饱和时，细胞的水势等于，渗透势与压力势绝对值。
14．相邻两细胞间水分的移动方向，决定于两细胞间的。
15．植物根系吸水方式有：和。
16．证明根压存在的证据有和。
17．叶片的蒸腾作用有两种方式：和。
18．某植物制造10克干物质需消耗5公斤水，其蒸腾系数。
19．小麦的第一个水分临界期是，第二个水分临界期是。
20．常用的蒸腾作用的指标有、和。
21．影响气孔开闭的因子主要有、和。
22．影响蒸腾作用的环境因子主要是、、和。
23．田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称，其原因是土壤溶液水势于作物体的水势，引起水分外渗。
24．可以较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标有、、和。
25．近年来出现的新型的灌溉方式有、和。
四、选择题
1．植物的根系结构中，共质体是指（）。
A.原生质
B.胞间连丝
C.细胞壁
D.导管和管胞
2．一般而言，进入冬季越冬作物组织内自由水/束缚水的比值：（）
A.升高
B.降低
C.不变
D.无规律
3．有一个充分为水饱和的细胞，将其放入比细胞液浓度低10倍的溶液中，则细胞体积：（）
A.变大
B.变小
C.不变
D.可能变小，也可能不变
4．水势单位用帕(Pa)表示，一般用兆帕(MPa)，两者关系为（）
A. 1MPa＝l06Pa
B. 1MPa＝105Pa
C. 1Pa＝106MPa
D. 1Pa＝105Mpa
5．已形成液泡的细胞，其衬质势通常省略不计，其原因是：（）
A.初质势很低
B.衬质势不存在
C.衬质势很高，绝对值很小
D.衬质势很低，绝对值很小
6．充分浸泡大豆和水稻子粒,结果大豆种子膨胀的体积比水稻的大，原因主要是大豆种子（）。
A.原有的含水量比水稻的小
B.种皮具有效强的渗透吸水能力
C.含蛋白质较多，亲水性较强
D.含糖类较多，细胞液浓度大
7．将一个细胞放入与其渗透势相等的外界溶液中，则细胞（）
A.吸水
B.失水
C.既不吸水也不失水
D.既可能失水也可能保持平衡
8. 在土壤水分充足的条件下，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
9．作为确定灌溉时期的灌溉生理指标有：( )
A.叶片水势
B.细胞汁液浓度
C.渗透势
D.气孔开度
10．蒸腾作用快慢，主要决定于（）
A.叶内外蒸汽压差大小
B.气孔开度
C.叶面积大小
D.叶片形状
11．保卫细胞的水势变化与下列无机离子有关（）
A.Ca2+
B.K+
C.Cu2+
D.Mg2+
12.保卫细胞的水势变化与下列有机物质有关（）。
A.丙酮酸
B.脂肪酸
C.苹果酸
D.草酸乙酸
13. 调节植物叶片气孔运动的主要因素是( )
A.光照
B.温度
C.氧气
D.二氧化碳
14．根部吸水主要在根尖进行，吸水能力最大的是（）
A.分生区
B.伸长区
C.根毛区
D.根冠
15．土壤通气不良使根系吸水量减少的原因是（）
A.缺乏氧气
B.水分不足
C.水分太多
D.CO2浓度过高
16. 植物体内水分长距离运输的途径是( )
A.筛管和伴胞
B.导管和管胞
C.通道细胞
D.胞间连丝
17. 植物体内水分向上运输的动力有( )
A.大气温度
B.蒸腾拉力
C. 水柱张力
D. 根压
18．土壤温度过高对根系吸水不利，因为高温会（）
A.加强根的老化
B.使酶钝化
C.使生长素减少
D.原生质粘度增加
五、是非判断题
1．影响植物正常生理活动的不仅是含水量的多少，而且还与水分存在的状态有密切关系。（）2．在植物生理学中被普遍采用的水势定义是水的化学势差。（）
3．植物细胞壁可看作是半透膜。( ）
4．1mol蔗糖溶液和1molNaCl溶液的渗透势是相同的。（）
5．植物细胞吸水方式有主动吸收和被动吸水。（）
6．水分在细胞水平移动时或在高度相差不大时，与渗透势和压力势相比，重力势通常省略不计。
( )
7．在细胞初始质壁分离时，细胞水势等于压力势。（）
8．在细胞为水充分饱和时，细胞的渗透势为零。（）
9．把一个细胞放入某溶液中体积不变，说明该细胞液的浓度与此溶液的浓度相等（）。10．蒸腾效率高的植物，一定是蒸腾量小的植物。（）
11．蒸腾作用与物理学上的蒸发不同，因为蒸腾过程还受植物结构和气孔行为的调节。（）12．空气相对湿度增大，空气蒸汽压增大，蒸腾加强。（）
13．低浓度CO2促进气孔关闭，高浓度CO2促进气孔迅速张开。（）
14．糖、苹果酸和K+、Cl-进入液泡，使保卫细胞压力势下降，吸水膨胀，气孔张开。（）15．高大乔木水分上升的主要动力是根压。（）
16．水分集流与溶质浓度梯度有关。（）
17. 植物轻度缺水时，光合作用尚未受影响，但生长已受抑制。( )
18. 当细胞吸水达到饱和时，渗透势与压力势相等。( )
19. 当叶片剧烈蒸腾时，细脑失水，但并不产生质壁分离，压力势变为负值，水势低于渗透势。
( )
20. 作物一定时期缺水并不一定会降低产量，还可能对作物增产更为有利。( )
六、问答题
1．植物体内水分的存在状态与代谢活动的关系如何？
2．简述蒸腾作用的部位及其生理意义？
3．水分从被植物吸收到蒸腾到体外，需要经过哪些途径？
4．试述植物根系吸收水分的方式与动力。
5．内聚力学说的主要内容是什么？
6．简述影响根系吸水的外界条件？
7．若施肥不当，易产生―烧苗‖现象，原因是什么？
8. 试述水分的生理生态作用。
9. 气孔开关机理假说有哪些？并加以说明。
10. 试述外部因子对气孔运动的影响。
11. 蒸腾作用的强弱与哪些因素有关？为什么?
12. 合理灌溉增产的原因是什么？
习题解答
一、名词解释
1. 水分代谢：植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。
2. 自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。
3. 束缚水：靠近胶粒而被胶粒所束缚，不易自由流动的水分。
4. 扩散：是指分子的随机热运动所造成的物质顺着浓度梯度从浓度高的区域向浓度低的区域移
动，适于水分短距离的(如细胞间)迁徒。
5. 集流：指液体中成群的原子或分子(如组成水溶液的各种物质的分子)在压力梯度作用下共同移
动的现象。例如，水分在木质部中远距离的运输。
6. 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。
7. 水势：每偏摩尔体积水的化学势差。符号：ψw
8. 渗透势：由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值（ψπ）。用负值表示。亦称溶质势（ψs）。
9. 压力势：由于细胞壁压力的存在而增大的水势值（ψp）。一般为正值。始质壁分离时，ψp为0；
剧烈蒸腾时，ψp会呈负值。
10. 衬质势：:由于细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值，以负值表
示。符号：ψm
12. 共质体途径：是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，水分在共质体中移动阻力大，速度较慢。
11. 质外体途径：指水分通过没有细胞质的质外体的移动，水分在质外体中移动阻力小，速度快。
13. 根压：植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。
14. 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。
15. 内聚力学说：又称蒸腾流一内聚力—张力学说。即以水分的内聚力来解释水分沿导管上升的
原因的学说。
16. 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。
17. 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。
（g/dm2·h）
18. 蒸腾比率：植物每消耗1kg水时所形成的干物质重量（g）。
19. 蒸腾系数：植物制造1g干物质所需消耗的水分量（g）。又称为需水量，是蒸腾比率的倒数。
20. 水分临界期：植物对水分缺乏最敏感的时期。一般为花粉母细胞四分体形成期。
21. 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。
二、缩写符号翻译
1. ψW—水势
2. ψp—压力势
3. ψm—衬质势
4. ψs—溶质势
5. ψπ—渗透势
6. MPa—兆帕
7. WUE—蒸腾效率
三、填空题
1. 扩散；集流；渗透作用
2. 浓度梯度；压力梯度；浓度梯度和压力梯度
3. 蒸腾作用；吐水
4．自由水；束缚水
5. 溶胶；凝胶
6. 越旺盛；越强
7. ψπ+ψp+ψm；ψπ+ψp；ψm
8. 渗透作用
9. 吸胀作用
10. 渗透势
11. 溶质颗粒总数
12. 渗透势；零
13. 零；相等
14. 水势差异
15. 主动吸水；被动吸水
16. 吐水；伤流
17. 角质蒸腾；气孔蒸腾
18. 500
19. 孕穗期；灌浆始期—乳熟末期
20. 蒸腾速率；蒸腾比率；蒸腾系数
21. 光；空气相对湿度；温度；CO2浓度
22. 光；温度；CO2 浓度
23. 烧苗现象；低于
24. 叶片相对含水量；叶片渗透势；水势；气孔阻力或开度
25. 精确灌溉；调亏灌溉；控制性分根区交替灌溉
四、选择题
1.A
2.B
3.B
4.A
5.C
6.C
7.D
8.A
9.A,B,C,D 10.A,B,C
11.B 12.C 13.A,B,D 14.C 15.A,D
16.B 17.B,D 18.A,B
五、是非判断题
1-5 √×××√ 6-10 √×××√
11-15 √×××× 16-20 ×√×√√
六、简答题
1．植物体内水分的存在状态与代谢活动的关系如何？
植物体中水分的存在状态与代谢关系极为密切，并且与抗性有关。一般来说，束缚水不参与植物的代谢反应，在植物某些细胞和器官主要含束缚水时，则其代谢活动非常微弱，如越冬植物的休眠芽和干燥种子，仅以极弱的代谢维持生命活动，但其抗性却明显增强，能渡过不良的逆境条件。而自由水主要参与植物体内的各种代谢反应，含量多少还影响代谢强度，含量越高，代谢越旺盛。因此常以自由水/束缚水比值作为衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。
2．简述蒸腾作用的部位及其生理意义？
部位：幼小植物全部表面；皮孔蒸腾；角质蒸腾；气孔蒸腾。
意义：
（1）是植物对水分吸收和运输的主要动力。
（2）促进植物对矿物质和有机物的吸收及其在植物体内的运输。
（3）能够降低叶片的温度，以免灼伤。
3．土壤通气不良造成的根系吸水困难的原因是什么？
主要原因有：（1）根系环境内O2缺乏，CO2积累，呼吸作用受到抑制，影响根系吸水。（2）长期缺O2 条件下根进行无O2呼吸，产生并积累较多的乙醇，使根系中毒受伤。。（3）土壤处于还原状态，加之土壤微生物的活动，产生一些有毒物质，造成―黑根‖或―烂根‖。农业生产中的中耕耘田、排水晒田等措施就是为了增加土壤的透气性。
4．试述植物根系吸收水分的方式与动力。
水分上运的动力有二，根压和蒸腾拉力。
关于根压产生的原因目前认为，土壤溶液沿质外体向内扩散，其中的离子则通过依赖于细胞代谢活动的主动吸收进入共质体中，这些离子通过连续的共质体进入中柱活细胞，然后释放导管中，引起离子积累。其结果是，内皮层以内的质外体渗透势低，而内皮层以外的质外体渗透势高，水分通过渗透作用透过内皮层细胞到达导管内，这样在中柱内就产生了一种静水压力，这就是根压。
当植物进行蒸腾时，水便从气孔蒸腾到大气中，失水的细胞便向水势较高的叶肉细胞吸水，如此传递，接近叶脉导管的细胞向叶脉导管、茎导管、根导管和根部吸水。这样便产生了一个由低到高的水势梯度，使根系再向土壤吸水。这种因蒸腾作用所产生的吸水力量，叫做蒸腾拉力。5．禾谷类作物的水分临界期在什么时期？为什么？
禾谷类作物有2个水分临界期，一个在孕穗期，即花粉母细胞四分体到花粉粒形成阶段。因为此阶段小穗正在分化，茎、叶、穗迅速发育，叶面积快速扩大，代谢较旺盛，耗水量最多，若缺水，小穗发育不良、植株矮小、产量低。另一个是在开始灌浆到乳熟末期。此时主要进行光合产物的运输与分配，若缺水，有机物运输受阻，造成灌浆困难，功能叶早衰，籽粒瘦小，产量低。6．土壤温度过低为什么对根系吸水不利？
①原生质粘度增大，水不易透过生活组织，植物吸水减弱。
②水分运动减慢，渗透作用降低。
③根系生长受抑，吸收面积减少。
④根系呼吸速率降低，主动吸水减弱。
7．若施肥不当，易产生―烧苗‖现象，原因是什么？
一般土壤溶液的水势都高于根细胞水势，根系顺利吸水。若施肥太多或过于集中，会造成土壤溶液水势低于根细胞水势，根系不但不能吸水还会丧失水分，故引起―烧苗‖现象。
8. 试述水分的生理生态作用。
（1）水是细胞原生质的主要组成成分；（2）水分是重要代谢过程的反应物质和产物；（3）细胞分裂及伸长都需要水分；（4）水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的一种良好溶剂；（5）水分能使植物保持固有的姿态，有利于光合和传粉;（6）可以通过水的理化特性以调节植物周围的大气湿度、温度等。对维持植物体温稳定也有重要作用。
9. 气孔开关机理假说有哪些？并加以说明。
（1）淀粉－糖变化学说：在光照下保卫细胞进行光合作用合成可溶性糖。另外由于光合作用消耗CO2使保卫细胞pH值升高，淀粉磷酸化酶水解细胞中淀粉形成可溶性糖，细胞水势下降。当保卫细胞水势低于周围的细胞水势时，便吸水迫使气孔张开，在暗中光合作用停止，情况与上述相反，气孔关闭。
（2）K+积累学说：在光照下，保卫细胞质膜上具有光活化H+泵ATP酶，分解光合磷酸化产生的ATP并将H+分泌到细胞壁，同时将外面的K+通过膜上的内流钾通道吸收到细胞中来，Cl-也伴随着K+进入，Cl-与苹果酸负离子平衡K+电性。保卫细胞中积累较多的K+、Cl-和苹果酸，降低水势而吸水，气孔就张开，反之，则气孔关闭。
（3）苹果酸代谢学说：在光下保卫细胞内的CO2被利用，pH值就上升（8.0～8.5），从而活化PEPC，剩余的CO2就转变成重碳酸盐（HCO-3），PEP与HCO3-作用形成草酰乙酸，然后还原成苹果酸，苹果酸解离为2H+和苹果酸根，在H+／K+泵驱使下，K+与H+交换，K+进入保卫细胞，Cl－也伴随进入与苹果酸负离子一起平衡K+电性。同时苹果酸也可作为渗透调节物与K+、Cl－共同降低保卫细胞的水势。保卫细胞吸水，气孔打开。反之，气孔关闭。
10. 试述外部因子对气孔运动的影响。
①CO2：叶片内低CO2分压，可使气孔打开，高CO2分压，使气孔关闭。
②光：一般情况下，光照使气孔打开，黑暗使气孔关闭，但CAM植物则相反。另外，光质对
气孔运动的影响与对光合作用的影响相似，即蓝光和红光最有效。
③温度：气孔开度一般随温度上升而增大，25℃以上气孔开度最大，但30－35℃会引起气孔开
度减小，低温下气孔关闭。
④水分：叶水势下降时气孔开度减小或关闭。但久雨天气叶表皮细胞含水量高，体积增大，挤
压保卫细胞引起气孔关闭。
⑤风：微风有利气孔打开，大风可使气孔关闭。
⑥植物激素：CTK促使气孔张开，ABA可促进气孔关闭。
11. 蒸腾作用的强弱与哪些因素有关？为什么?
蒸腾速率与扩散力成正比与扩散阻力成反比。因此，凡是影响二因子的内外条件均影响蒸腾速率。概括如下二方面：
（1）内部因素：气孔和气孔下腔都直接影响蒸腾速率。气孔频度和开度大。气孔下腔容积大等都促进蒸腾作用。
（2）外部因素：a.光照光照对蒸腾起决定性的促进作用，叶片吸收的辐射能大部分用于蒸腾。光能促使气孔张开，又能提高叶片温度，使内部阻力减小和叶内外蒸汽压差增大，加速蒸腾。
b.大气相对湿度当大气相对湿度大时，大气蒸汽压也增大，叶内外蒸汽压差就变小，蒸腾变慢；反之，加快。
c.大气温度叶温高于气温，尤其在太阳直射下叶温较气温一般高2～10℃，厚叶更显著。气温增高时，叶内外蒸汽压差增大，蒸腾加快。
d.风微风可吹走气孔外的界面层，补充一些蒸汽压低的空气，外部扩散阻力减小，蒸腾加快。但大风引起气孔关闭。使蒸腾减弱;
e.土壤条件凡是影响根系吸水的各种土壤条件，如土温、土壤通气状况、土壤溶液浓度等均可间接影响蒸腾作用。
12. 合理灌溉增产的原因是什么？
（1）干旱时，灌溉可使植株保持旺盛的生长和光合作用。
（2）减缓―午休‖现象。
（3）促使茎叶输导组织发达，提高同化物的运输速率，改善光合产物的分配利用。
（4）改变栽培环境：如早稻秧田在寒潮来临前深灌，起保暖防寒作用；晚稻在寒露风来临前灌深水，有防风保暖作用；盐碱地灌水，有洗盐和压制盐分上升的作用；施肥后灌水，有溶肥作用。
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。
绪论 一、教学大纲基本要求 通过绪论学习，了解什么是植物生理学以及它主要研究的内容、了解绿色植物代谢活动的主要特点；了解植物生理学的发展历史；了解植物生理学对农业生产的指导作用和发展趋势；为认识和学好植物生理学打下基础。 二、本章知识要点 三、单元自测题 1．与其他生物相比较，绿色植物代谢活动有哪些显著的特点？ 答：植物的基本组成物质如蛋白质、糖、脂肪和核酸以及它们的代谢都与其他生物（动物、微生物）大同小异。但是，植物本身的代谢活动有一些独特的地方，如：①绿色植物代谢活动的一个最大特点，是它的“自养性”，绿色植物不需要摄取现成的有机物作为食物来源，而能以太阳光能作动力，用来自空气中的C02和主要来自土壤中的水及矿物质合成有机物，因而是现代地球上几乎一切有机物的原初生产者；②植物扎根在土中营固定式生活，趋利避害的余地很小，必须能适应当地环境条件并演化出对不良环境的耐性与抗性；③植物的生长没有定限,虽然部分组织或细胞死亡，仍可以再生或更新，不断地生长；④植物的体细胞具全能性，在适宜的条件下，一个体细胞经过生长和分化，就可成为一棵完整的植株。 因此作为研究植物生命活动规律以及与环境相互关系的科学--植物生理学在实践上、理论上都具有重要的意义，是大有可为的。 2．请简述植物生理学在中国的发展情况。 答：在科学的植物生理学诞生之前，我国劳动人民在生产劳动中已积累并记载下了丰富的有关植物生命活动方面的知识，其中有些方法至今仍在民间应用。 比较系统的实验性植物生理学是20世纪初开始从国外引进的。20世纪20～30年代钱崇澍、李继侗、罗宗洛、汤佩松等先后留学回国，在南开大学、清华大学、中央大学等开设了植物生理学课程、建立植物生理实验室，为中国植物生理学的发展奠定了基础。1949年以后，植物生理的研究和教学工作发展很快,设有中国科学院上海植物生理研究所(现改名为中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所)；各大地区的植物研究所及各高等院校中，设有植物生理学研究室（组）或教研室(组)；农林等部门设立了作物生理研究室（组）。中国植物生理学会自1963年成立后,已召开过多次全国性的代表大会，许多省、市、自治区陆续成立了地方性植物生理学会。中国植物生理学会主办了《植物生理学报》(现改名《植物生理与分子生物学学报》)和《植物生理学通讯》两刊物，北京植物生理学会主办有不定期刊物《植物生理生化进展》。 中国植物生理学会会员现在已发展到5000余人，植物生理学的研究队伍在不断壮大，在有关植物生理学的各个领域里,都开展了工作，有些工作在国际植物生理学领域中已经占有一席之地。目前在中国植物生理学主要研究方向有：①功能基因组学研究：水稻及拟南芥的突变群体构建，基因表达谱和DNA芯片，转录因子，细胞分化和形态建成。②分子生理与生物化学研究：光合作用，植物和微生物次生代谢，植物激素作用机理，光信号传导和生物钟，植物蛋白质组学研究。③环境生物学和分子生态学研究：植物-昆虫相互作用，植物－微生物相互作用，共生固氮，植物和昆虫抗逆及对环境的适应机制，现代农业，空间生物学。④基因工程与生物技术：植物遗传转化技术，优质高抗农作物基因工程，植物生物反应器等。 为了更好地适应当今植物生理学领域的发展趋势，中国植物生理学界的广大科技工作者将继承和发扬老一辈的爱祖国、爱科学的优良传统，将分子、生化、生物物理、遗传学等学科结合起来，在植物的细胞、组织、器官和整体水平，研究结构与功能的联系及其与环境因素的相互作用等，以期在掌握植物生理过程的分子机理，促进农业生产、改善生态环境、促
第一章植物的水分代谢 一、名词解释 1．水分代谢2．水势3．压力势4．渗透势5．根压6．自由水7．渗透作用8．束缚水9．衬质势10．吐水11．伤流12．蒸腾拉力13．蒸腾作用14．蒸腾效率15．蒸腾系数16．生态需水17．吸胀作用18．永久萎蔫系数19．水分临界期20．内聚力学说2l．植物的最大需水期22．小孔扩散律23. 重力势24. 水通道蛋白25. 节水农业 二、写出下列符号的中文名称 1. RWC 2.Ψw 3.Ψs 4.Ψm 5. Vw 6.Ψp 7. SPAC 8. RH 9.Mpa 10.AQP 三、填空题 1. 水分在植物体内以______ 和______ 两种形式存在。 2. 将一个充分饱和的细胞放入比其细胞液低10倍的溶液中，其体积______。 3. 植物细胞的水势是由______ 、______ 、______ 等组成的。 4. 细胞间水分子移动的方向决定于______，即水分从水势______的细胞流向______的细胞。 5. 水分通过叶片的蒸腾方式有两种，即______ 和______ 。 6. ______和______现象可以证明根压的存在。 7. 无机离子泵学说认为，气孔在光照下张开时,保卫细胞内______离子浓度升高，这是因为保卫细胞内含______，在光照下可以产生______,供给质膜上的______作功而主动吸收______离子，降低保卫细胞的水势而使气孔______。 8. 影响蒸腾作用最主要的外界条件是______ 。 9. 细胞中自由水越多，原生质粘性______，代谢______，抗性______。 10. 灌溉的生理指标有______ ，细胞汁液浓度，渗透势和______ 。 11. 植物细胞吸水有三种方式，未形成液泡的细胞靠______吸水，液泡形成以后，主要靠______吸水，另外还有______吸水，这三种方式中以______吸水为主。 12. 相邻的两个植物细胞，水分移动方向决定于两端细胞的______。 13. 干燥种子吸收水分的动力是______ 。 14. 植物对蒸腾的调节方式有______、______和______。 15. 某种植物每制造一克干物质需要消耗水分500克，其蒸腾系数为______，蒸腾效率为______。 16. 水滴呈球形，水在毛细管中自发上升。这两种现象的原因是由于水有______。 17. 影响气孔开闭的最主要环境因素有四个，它们是______，______，______和______。 18. 植物被动吸水的能量来自于______，主动吸水的能量来自于______。 19. 影响植物气孔开闭的激素是______、______。 20. 将已发生质壁分离的细胞放入清水中，细胞的水势变化趋势是______，细胞的渗透势______ ，压力势______ 。 四、问答题 1. 温度过高或过低为什么不利于根系吸水？ 2. 试述气孔运动的机理。 3. 试述水对植物生长发育的影响。 4. 蒸腾拉力能将水分提升至植物体的各个部位，其途径和机理是什么？ 5. 解释“烧苗”现象的原因。 6．土壤通气不良造成根系吸水困难的原因是什么？
植物生理学单元测验 第二章植物得水分生理 一、选择题 １。在同一枝条上，上部叶片得水势要比下部叶片得水势。Ｂ A。高B。低Ｃ．差不多Ｄ．无一定变化规律 ２.植物分生组织得吸水依靠.A Ａ.吸胀吸水B.代谢性吸水C.渗透性吸水Ｄ.降压吸水 3。水分在根或叶得活细胞间传导得方向决定于。C A。细胞液得浓度B．相邻活细胞得渗透势梯度 C．相邻活细胞得水势梯度D.活细胞水势得高低 4.植物刚发生永久萎蔫时，下列哪种方法有可能克服永久萎蔫？。A A。灌水B．增加光照C.施肥D.提高大气湿度 5.植物成熟细胞得水势公式为。 C A、ψw =ψｓ B、ψｗ=ψｍ Ｃ、ψw =ψs+ψｐD、ψw=ψs+ψp+ψm 6．单位时间，单位叶面积通过蒸腾作用散失得水量称为。C Ａ、蒸腾系数Ｂ、蒸腾效率C、蒸腾速率D、需水量 7。水分临界期就是指植物得时期.C Ａ．消耗水最多B.水分利用效率最高 C。对缺水最敏感,最易受害D。不大需要水分 ８.植物中水分得长距离运输就是通过。Ｂ A。筛管与伴胞Ｂ.导管与管胞C。转移细胞D.胞间连丝 9。作物灌溉得生理指标有。BCD A、土壤墒情 B、叶片水势Ｃ、叶片渗透势 D、气孔开度 E、植株得长势长相 10。植物每制造1g干物质所消耗水得克数称为 .AD A、蒸腾系数 B、蒸腾效率 C、蒸腾速率 D、需水量 E、耗水量 11．水在植物生命活动中得作用就是.ＡＢCDＥ A、原生质得组分 B、反应介质 C、反应物质 D、调节体温 E、维持细胞得紧张度 1２.当植物细胞溶质势与压力势绝对值相等时，这时细胞在纯水中: 。C A.吸水加快B。吸水减慢C.不再吸水D.开始失水 13。苍耳种子开始萌芽时得吸水属于：。A A。吸胀吸水B.代谢性吸水C。渗透性吸水D.降压吸水 1４.设根毛细胞得Ψs为－0、８MPａ,Ψp为0、6MPa,土壤Ψs为-0、2MPa,这时就是。C A。根毛细胞吸水Ｂ.根毛细胞失水C。水分处于动态平衡 15。在保卫细胞内，下列哪一组因素得变化就是符合常态并能促使气孔开放得？D A。CO2含量上升,pH值升高，K含量下降与水势下降 Ｂ.CO2含量下降，pH值下降,K含量上升与水势下降 C.ＣO２含量上升，pH值下降，Ｋ含量下降与水势提高 Ｄ。ＣO2含量下降,pＨ值升高，Ｋ含量上升与水势下降 16．某植物在蒸腾耗水２kｇ，形成干物质5ｇ,其需水量就是。C A．2、5 B．0、4 Ｃ．４0０ D.0、０0２５
一、绪论 1、植物生理学就是研究植物生命活动规律与细胞环境相互关系的科学,在细胞结构与功能的基础上研究植物环境刺激的信号转导、能量代谢与物质代谢。 二、植物的水分生理 1、水势:相同温度下一个含水的系统中一偏摩尔体积的水与一偏摩尔体积纯水之间的化学势差称为水势。把纯水的水势定义为零,溶液的水势值则就是负值。水分代谢:植物对水分的吸收、运输、利用与散失的过程。 2.衬质势: 由于衬质(表面能吸附水分的物质,如纤维素、蛋白质、淀粉等)的存在而使体系水势降低的数值。 3、压力势:植物细胞中由于静水质的存在而引起的水势增加的值。 4、渗透势:溶液中固溶质颗粒的存在而引起的水势降低的值。 5、渗透作用: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,就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、质壁分离:植物细胞由于液泡失水而使原生质体与细胞壁分离的现象。 7、吸胀作用: 亲水胶体物质吸水膨胀的现象称为吸胀作用。胶体物质吸引水分子的力量称为吸胀。 8、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。伤流与吐水现象就是根压存在的证据。 9、蒸腾作用:水分通过植物体表面(主要就是叶片)以气体状态从体内散失到体外的现象。 10.蒸腾效率:植物在一定生育期内所积累干物质量与蒸腾失水量之比,常用g·kg-l表示。 11、蒸腾系数:植物每制造1g干物质所消耗水分的g数,它就是蒸腾效率的倒数,又称需水量。12、气孔蒸腾:植物细胞内的水分通过气孔进行蒸腾的方式称为气孔蒸腾。 13、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。 14、保卫细胞:新月形的细胞,成对分布在植物叶气孔周围,控制进出叶子的气体与水分的量。形成气孔与水孔的一对细胞。双子叶植物的保卫细胞通常就是肾形的细胞,但禾本科的气孔则呈哑铃形。气孔的保卫细胞含有叶绿体,因为细胞壁面对孔隙的一侧(腹侧)比较厚,而外侧(背侧)比较薄,所以随着细胞内压的变化,可进行开闭运动。 15、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。 16、水孔蛋白: 存在在生物膜上的具有通透水分功能的内在蛋白。水通道蛋白亦称水通道蛋白。 17、内聚力(the cohesion value)又叫粘聚力,就是在同种物质内部相邻各部分之间的相互吸引力,这种相互吸引力就是同种物质分子之间存在分子力的表现。 18、蒸腾拉力-内聚力-张力学说 19、萎焉:水分亏缺严重时,植物细胞因失水而松弛,靠膨压维持挺立状态的叶片与茎的幼嫩部分下垂,这种现象叫萎焉。 20、暂时萎焉:当蒸腾作用强烈,根系吸水及转运水分的速度较慢,不足以弥补蒸腾失水时, 发生暂时萎焉,当蒸腾速率降低时,根系吸水的水分足以弥补失水,消除水分亏缺,即使不浇水或者通过荫蔽能恢复,这种靠降低蒸腾就能消除的萎焉。
植物生理学练习题 一、名词解释 1. 水势 2. 蒸腾作用 3. 单盐毒害 4. 反应中心色素 5. 量子需要量 6. 光合速率 7. 生理酸性盐8. 同化力 9. 光呼吸10. 顶端优势 11. 乙烯的三重反应12. 植物激素 13. 光合链14. 呼吸商 15. 光形态建成16. 临界日长 17. 休眠18. 交叉适应 二、写出下列英文缩写符号的中文名称 1. Ψs 2. RQ 3. PEP 4. PS I 5. RuBPC 6. CAM 7. LDP 8. OAA 9. OEC 三、判断题 1.缺氮时植物幼叶首先变黄。 2.对向光性最有效的光是可见光中的短波光，红光是无效的。（） 3.ATP和NADH是光反应过程中形成的同化力。（） 4.结合态的赤霉素才具有生理活性。（） 5.主动运输的两个突出特点是：逆浓度梯度进行和需要提供能量。（） 6.抗氰呼吸能释放较多的能量是由于这种呼吸作用合成了较多的ATP。（） 7.提高外界CO2浓度可抑制呼吸作用，因而在果品贮藏期间尽可能提高空气中的CO2浓 度，对贮藏时有利的。（） 8.施肥增产原因是间接的，施肥通过增强光合作用、增加干物质积累而提高产量。（） 9.C3途径中CO2的受体是PEP。（） 10.当细胞内自由水与束缚水比例增加时，细胞的抗性下降。（） 11.在果树开花结实期间对枝干进行适当环割会导致花、果脱落。（） 12.随着生育期的改变，同一叶片可由代谢库转变为代谢源( ) 13.作物的春化作用效应和光周期诱导效应可以通过种子传递给下一代。( ) 四、填空题 1. 植物的水势由渗透势、和组成。 2. 带电荷的溶质跨膜转移是由膜两侧的梯度和梯度共同决定的。
第一章植物水分生理 一、名词解释（写出下列名词的英文并解释） 自由水free water：不与细胞的组分紧密结合，易自由移动的水分，称为自由水。其特点是参与代谢，能作溶剂，易结冰。所以，当自由水比率增加时，植物细胞原生质处于溶胶状态，植物代谢旺盛，但是抗逆性减弱。 束缚水bound water：与细胞的组分紧密结合,不易自由移动的水分，称为束缚水。其特点是不参与代谢，不能作溶剂，不易结冰。所以，当束缚水比率高时，植物细胞原生质处于凝胶状态，植物代谢活动减弱，但是抗逆性增加。 生理需水：直接用于植物生命活动与保持植物体内水分平衡所需要的水称为生理需水 生态需水：水分作为生态因子，创造作物高产栽培所必需的体外环境所消耗的水 水势Water potential：水势是指在同温同压同一系统中，一偏摩尔体积（V）溶液（含溶质的水）的自由能(μw）与一摩尔体积（V）纯水的自由能(μ0w)的差值(Δμw)。 Ψw=(μw /V w) -（μ0w／V w） =(μw-μ0w)／V w=Δμw／V w 植物细胞的水势是由溶质势、压力势、衬质势来组成的。 溶质势Solute potential、渗透势Osmotic potential ：由于溶质的存在而降低的水势，它取决于细胞内溶质颗粒(分子或离子)总和。和溶液所能产生的最大渗透压数值相等，符号相反。 压力势pressure potential：由于细胞膨压的存在而提高的水势。一般为正值；特殊情况下，压力势会等于零或负值。如初始质壁分离时，压力势为零；剧烈蒸腾时，细胞的压力势会呈负值。 衬质势matric potential：细胞内胶体物质（如蛋白质、淀粉、细胞壁物质等）对水分吸附而引起水势降低的值。为负值。未形成液泡的细胞具有明显的衬质势，已形成液泡的细胞的衬质势很小（-0.01MPa左右）可以略而不计。 扩散作用diffusion：任何物质分子都有从某一浓度较高的区域向其邻近的浓度较低的区域迁移的趋势，这种现象称为扩散。 渗透作用osmosis：指溶剂分子（水分子）通过半透膜的扩散作用。 半透膜semipermeable membrane：是指一种具有选择透过性的膜，如动物膀胱、蚕豆种皮、透析袋等。理想的半透膜只允许水分子通过而不允许其它的分子通过。 吸胀作用Imbibition：是亲水胶体吸水膨胀的现象。只与成分有关：蛋白质>淀粉>纤维素> >脂类。豆科植物种子吸胀现象非常显著。未形成液泡的植物细胞，如风干种子、分生细胞主要靠吸胀作用。 代谢性吸水Metabolic absorption of water ：利用细胞呼吸释放出的能量，使水分通过质膜而进入细胞的过程——代谢性吸水。 质壁分离Plasmolysis：高浓度溶液中，植物细胞液泡失水，原生质体与细胞壁分离的现象。 质壁分离复原Deplasmolysis：低浓度溶液中，植物细胞液泡吸水，原生质体与细胞壁重新接触的现象。
植物生理学第一章植物的水分生理
第一章植物的水分生理 一、名词解释 1．水分代谢 2．自由水 3．束缚水 4．扩散 5．集流 6．渗透作用 7．水势 8．渗透势 9．压力势 10．衬质势 11．质外体途径 12．共质体途径 13．根压 14．蒸腾拉力 15．内聚力学说 16．蒸腾作用 17．蒸腾速率 18．蒸腾系数 19．蒸腾比率 20．水分临界期 21．跨膜途径 二、缩写符号翻译 1. ψw 2. ψp 3. ψm 4. ψs 5. ψπ 6. MPa 7. WUE 三、填空题 1．植物细胞吸水方式有、和。 2．简单扩散是物质依而移动，集流是物质依而移动，而渗透作用是物质依而移动。 3．植物散失水分的方式有和。 4．植物细胞内水分存在的状态有和。 5．细胞质含水较多呈状态，含水较少呈状态。 6．自由水/束缚水比值越大，则代谢；其比值越小，则植物的抗逆性。7．一个典型细胞的水势等于；具有液泡的细胞的水势等于；干种子细胞的水势等于。 8．形成液泡后，细胞主要靠吸水。 9．风干种子的萌发吸水主要靠。 10．溶液的水势就是溶液的。 11．溶液的渗透势决定于溶液中。 12．在细胞初始质壁分离时，细胞的水势等于，压力势等于。 13．当细胞吸水达到饱和时，细胞的水势等于，渗透势与压力势绝对 值。 14．相邻两细胞间水分的移动方向，决定于两细胞间的。 15．植物根系吸水方式有：和。 16．证明根压存在的证据有和。 17．叶片的蒸腾作用有两种方式：和。 18．某植物制造10克干物质需消耗5公斤水，其蒸腾系数。 19．小麦的第一个水分临界期是，第二个水分临界期是。 20．常用的蒸腾作用的指标有、和。 21．影响气孔开闭的因子主要有、和。 22．影响蒸腾作用的环境因子主要是、、和。
植物生理学复习题 一、名词解释 1、共质体：由胞间连丝把原生质连成一体的体系称为共质体。 2、质外体：将细胞壁、质膜与细胞壁间的间隙以及细胞间隙等空间称为质外体。 3、质体：植物细胞所特有的细胞器，具有双层被膜，由前质体分化发育而成，包括淀粉体、叶绿体和杂色体等。 4、胞间连丝：穿越细胞壁，连接相邻细胞原生质（体）的管状通道被称为胞间连丝。 5、渗透作用：溶液中的溶剂分子通过半透膜的扩散现象。 6、质外体途径：是指水分经由细胞壁、细胞间隙以及木质部导管等组成的质外体移动途径。 7、共质体途径：是指水分依次从一个细胞的细胞质经过胞间连丝进入另一个细胞的的细胞质的移动途径。 8、蒸腾作用：植物体内的水分以气态形式散失到大气中去的过程称为蒸腾作用。 9、内聚力：相同分子间相互吸引的力。 10、水分临界期：植物在生命周期中，对缺水最敏感、最易受害的时期 11、反应中心色素：是处于光系统中反应中心的一种特殊性质的叶绿素a 分子，它不仅能捕获光能，还具有光化学活性，能将光能转换成电能。 12、光系统：能吸收光能并将吸收的光能转化电能的机构。 13、光合磷酸化：光下在叶绿体中发生的由ADP与Pi合成ATP的反应。 14、光补偿点：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。 15、光形态建成：以光作为环境信号调节细胞生理反应、控制植物发育的过程称为植物的光形态建成。
16、春化作用：有些花卉需要低温条件，才能促进花芽形成和花器发育，使花卉通过春化阶段的这种低温刺激和处理过程则叫做春化作用。 17、初生代谢：蛋白质、脂肪、糖类及核酸等有机物质代谢，是细胞中共有的一些物质代谢过程。初生代谢途径中的产物称为初生代谢产物 18、次生代谢：植物把一些初级产物经过一系列酶促反应转化成为结构更复杂、特殊的物质。由糖类等有机物次生代谢衍生出来的物质称为次生代谢产物。 二、写出下列符号的中文名称 ψw水势Ψs溶质势 Ψm衬质势Ψp压力势 Ψg重力势PGA 3-磷酸甘油酸 PSⅠ光系统ⅠPSⅡ光系统Ⅱ RuBP核酮糖-1，5 -二磷酸Rubisco 1，5 -二磷酸核酮糖羧化酶OAA 草酰乙酸 PGAld=GAP3-磷酸甘油醛 DHAP二羟基丙酮磷酸酯 PEP磷酸烯醇式丙酮酸 P/O磷氧比 IAA生长素 GA赤霉素 CK/CTK细胞分裂素 ABA脱落酸 ETH乙烯 BL油菜素内酯 三、填空 1、次生代谢产物可分3类：萜类、酚类和含氮次生化合物。 2、植物抗盐性的生理基础： （一）御盐性：1拒盐 2排盐 3稀盐 （二）耐盐性：1耐渗透胁迫 2营养元素平衡 3代谢稳定性 4与盐结合（三）SOS信号转导途径抗盐
第一章植物的水分生理 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？ ●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？ ●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？ ●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
第1章植物的水分生理 1. 植物组织中的水分，依据其存在状态可分为自由水和束缚水。两者的含量及比值常与植物的生长和抗性有 密切关系。当自由水/束缚水比值高时，细胞原生质呈溶胶状态，植物的代谢活性旺盛，生长较快，抗逆性弱； 反之，细胞原生质呈凝胶状态，代谢活性低，生长迟缓，但抗逆性强。 2. 水分运动方式包括扩散和集流；植物细胞的三种吸水方式是渗透吸水、吸胀吸水和降压吸水，；有液泡细 胞的主要吸水方式是渗透吸水；无液泡的分生组织和干燥种子细胞的主要吸水方式是吸胀吸水。 3. 一个典型的植物细胞的水势等于Ψw =Ψπ+Ψp+Ψm ；细胞水势不是固定不变的，ψp及ψs随含水量增 加而增加，细胞吸水能力则相应下降。当细胞吸水达紧张状态，ψw=0时，即使细胞在纯水中亦不能吸水。 细胞失水时，随着含水量减少，其水势亦下降，吸水能力又上升。 4. 一个充分吸水的细胞，其ψS=—0.5MPa，将该细胞放入ψS为－0.01 MPa的溶液中，该细胞的体积会增大， ψP会增大，ψS会增大。达到平衡时，细胞的ψW为－0.01 MPa。 5. 写出当植物细胞水势取下列不同值时的细胞水分状态 （1）ψW=0，|ψP|=|ψS|，细胞水分饱和状态； （2）ψP=0，ψW=ψS，初始质壁分离； （3）ψP＞0，ψW＞ψS，细胞吸水； （4）ψP＜0，ψW＜ψS细胞失水状态。 6. 测定植物水势的方法有液相平衡法(包括小液流法,质壁分离法测渗透势)、压力平衡法(压力室法测水势)、 气相平衡（热电偶湿度计，露点法）等。 7. 蛋白质、淀粉和纤维素三者与水分子间相互作用的力量不同，其吸胀能力亦有差异，其中纤维素较小，蛋 白质最大，淀粉次之。 8. 吐水和伤流是植物根压存在的两种表现。根系吸水动力有根压和蒸腾拉力两种。前者与根系的生理活动有 关，后者则与叶片蒸腾作用有关。 9. 植物体内水分运输阻力最大的部位是内皮层，阻力最小的部位是导管。 10.径向传输过程中有三种并列的途径：.质外体途径、共质体途径和跨细胞途径途径。 11.水在植物体内移动有扩散和集流两种形式，水的共质体运输以及叶片的蒸腾作用都是扩散现象，而植物维 管束中水的流动主要是集流现象。 12. 土壤永久萎蔫系数用来表明植物可利用土壤水的下限，田间持水量是大多数植物可利用的土壤水限。 13.土壤中可溶性盐类过多而使根系吸水困难，造成植物体内缺水，这种现象称为生理性干旱。 14.农业生产上造成盐害的原因是大量灌溉后，随着蒸发和植物的蒸腾，带走了土中的纯水，留下大量的盐分 在土壤中，尤其在气候干旱地区，盐溃化日趋严重。 15.植物叶片的蒸腾方式可分为气孔蒸腾和角质层蒸腾。 16.蒸腾作用常用的指标有蒸腾速率、蒸腾效率和蒸腾系数。 17.蒸腾速度大小决定于植物叶肉内的气室和外界空气间的蒸汽压差。蒸汽压差大时，蒸腾即强，反之则弱。 18. 保卫细胞的pH升高，K＋增加，淀粉含量下降，蔗糖含量增加，苹果酸含量增加等，都可导致细胞的Ψs 下降，细胞吸水，膨压发生变化，从而使气孔张开。 19. 与气孔开闭密切相关的激素是ABA和CTK，相关的金属离子是K+和Ca++。参与气孔运动渗透调节的金属 离子是K+，作为第二信使参与气孔运动调节的金属离子是Ca++。 20.某一植物每制造一克干物质需耗水500克，其蒸腾效率与蒸腾系数分别应为2g/kg水和500。 21.土壤中的水分按其存在形态，可分为三种固态水、汽态水、束缚水和自由水。 22.越干旱的土壤其土壤水势越低；一般植物正常生长的土壤，其水势比植物的水势高。 23.水通道蛋白位于植物的质膜和液泡膜上，水通道蛋白的活化和抑制是依靠磷酸化/脱磷酸化作用调节。水 通过水通道蛋白的运动是一种微集流运动。 24.水分的跨膜运输，既包括依赖于依赖于浓度梯度的跨膜扩散，也包括通过膜上水通道蛋白的微集流运动。 第2章植物的矿质营养 1. 大量元素包括C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S共9种，微量元素包括Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl共7种。 2. 在16种植物面必需元素中，只有C、H、O、N 4种不存在于灰分中。 3. N、P、K这所以被称为肥料三要素，这是因为植物对其需量较大，而土壤中往往又供应不足。 4. 缺N和缺K的植物病症相同之处是老叶失绿；不同之处是缺N全叶失绿，缺K叶尖叶缘失绿。
第二章植物的矿质营养 单元自测参考题 一、填空 1．矿质元素中植物必需的大量元素包 括、、、、、。(N，P，K，Ca，Mg，S) 2．植物必需的微量元素 有、、、、、、、。(Fe，Cl，Cu，Zn，Mn，B，Mo，Ni) 3．植物体中，碳和氧元素的含量大致都为干重的%。（45） 4．除了碳、氢、氧三种元素以外，植物体内含量最高的元素是。（氮） 5．植物体干重0.01%为铁元素，与铁元素含量大致相等的是。（氯） 6．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。(细胞结构，植物生命，电化学) 7．氮是构成蛋白质的主要成分，占蛋白质含量的。(16%～18%)。 8．可被植物吸收的氮素形态主要是和。（铵态氮，硝态氮）。 9．N、P、K的缺素症从叶开始，因为这些元素在体内可以。(老叶，移动)。 10．通常磷以形式被植物吸收。(H2P04-) 11．K+在植物体内总是以形式存在。（离子） 12．氮肥施用过多时，抗逆能力，成熟期。（减弱，延迟） 13．植物叶片缺铁黄化和缺氮黄化的区别是，前者症状首先表现在叶而后者则出现 在叶。（新，老） 14．白菜的“干心病”、西红柿“脐腐病”是由于缺引起。（钙） 15．缺时，花药和花丝萎缩，绒毡层组织破坏，花粉发育不良，会出现“花而不实”的现象。（B） 16．必需元素中可以与CaM结合，形成有活性的复合体，在代谢调节中起“第二信使”的作用。（Ca2+） 17．植物老叶出现黄化，而叶脉仍保持绿色是典型的缺症。是叶绿素组成成分中的金属元素。（Mg，Mg） 18．植株各器官间硼的含量以器官中最高。硼与花粉形成、花粉管萌发和过程有密切关系。(花，受精) 19．以叶片为材料来分析病株的化学成分，并与正常植株化学成分进行比较从而判断植物是否缺素的诊断方法称为诊断法。（化学） 20．植物体内的离子跨膜运输根据其是否消耗能量可以分为运输和运输两种。（主动，被动） 21．简单扩散是离子进出植物细胞的一种方式，其动力为跨膜差。(电化学势) 22．离子通道是质膜上构成的圆形孔道，横跨膜的两侧，负责离子的跨膜运输，根据其运输方向可分为、两种类型。（内在蛋白，单向，内向，外向）23．载体蛋白有3种类型分别为、和。(单向运输载体、同向运输器，反向运输器) 24．质子泵又称为酶。（H+-ATP酶） 25．研究植物对矿质元素的吸收，不能只用含一种盐分的营养液培养植物，因为当溶液中只有一种盐类时即使浓度较低，植物也会发生。(单盐毒害) 26．营养物质可以通过叶片表面的进入叶内，也可以经过角质层孔道到达表皮细胞，进一
第一章 、英译中(Translate) 植物的水分生理 7.semipermeable membrane 32.stomatal transpiration 13. matric potential 38.stomatal frequency 14.solute potential 39.transpiration rate 19.plasma membrane-intrinsic prot(ein 44.transpiration-cohesion-tension th(eory 1.water metabolism 26.bleedin g 2.colloidal system 27.guttati on 3.bound energy 28.transpirational pull 4.free energy 29.transpirat ion 5.chemical potential 30.lenticular transpiration 6.water potential 31.cuticular transpiration 8. osmosis 33.stomatal movement 9. plasmolysis 34.starch-sugar conversion theory ( 10. deplasmolysis 35.inorganic ion uptake theory ( 11. osmotic potential 12. pressure potential 36.malate production theory ( 37.light-activated+-Hpumping ATPase ( 15.water potential gradient 40.transpiration ratio 16.imbibiti on 41.transpiration coefficient 17.aquapori n 42.cohesive force 18.tonoplast-intrinsic protein7 43.cohesion theory 20.apoplast pathway 21.transmembrane pathway 46.sprinkling irrigation 22.symplast pathway 47.drip irrigation 23.cellular pathway 48. diffusion 24.casparian strip 25.root 49. mass flow 二、中译英 (Translate) 3 ．束缚能 2．胶体系统4．自由能
第一章植物的水分生理 一、名词解释 1．水分代谢 2．自由水 3．束缚水 4．扩散 5．集流 6．渗透作用 7．水势 8．渗透势 9．压力势 10．衬质势 11．质外体途径 12．共质体途径13．根压 14．蒸腾拉力 15．内聚力学说16．蒸腾作用 17．蒸腾速率 18．蒸腾系数 19．蒸腾比率 20．水分临界期 21．跨膜途径 二、缩写符号翻译 1. ψw 2. ψp 3. ψm 4. ψs 5. ψπ 6. MPa 7. WUE 三、填空题 1．植物细胞吸水方式有、和 。 2．简单扩散是物质依而移动，集流是物质依而移动，而渗透作用是物质依而移动。 3．植物散失水分的方式有和。 4．植物细胞内水分存在的状态有和。 5．细胞质含水较多呈状态，含水较少呈状态。 6．自由水/束缚水比值越大，则代谢；其比值越小，则植物的抗逆性。 7．一个典型细胞的水势等于；具有液泡的细胞的水势等于；干种子细胞的水势等于。 8．形成液泡后，细胞主要靠吸水。 9．风干种子的萌发吸水主要靠。 10．溶液的水势就是溶液的。
11．溶液的渗透势决定于溶液中。 12．在细胞初始质壁分离时，细胞的水势等于，压力势等于。 13．当细胞吸水达到饱和时，细胞的水势等于，渗透势与压力势绝对值。 14．相邻两细胞间水分的移动方向，决定于两细胞间的。 15．植物根系吸水方式有：和。 16．证明根压存在的证据有和。 17．叶片的蒸腾作用有两种方式：和。 18．某植物制造10克干物质需消耗5公斤水，其蒸腾系数。 19．小麦的第一个水分临界期是，第二个水分临界期是。 20．常用的蒸腾作用的指标有、和。21．影响气孔开闭的因子主要有、和 。 22．影响蒸腾作用的环境因子主要是、、和。23．田间一次施肥过多，作物变得枯萎发黄，俗称，其原因是土壤溶液水势于作物体的水势，引起水分外渗。 24．可以较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标有、、和。 25．近年来出现的新型的灌溉方式有、和。 四、选择题 1．植物的根系结构中，共质体是指（）。 A.原生质 B.胞间连丝 C.细胞壁 D.导管和管胞 2．一般而言，进入冬季越冬作物组织内自由水/束缚水的比值：（）
植物生理学》练习题 第一章植物的水分代谢 一、名词解释 1. 水势 2. 水孔蛋白 3. 自由水 4. 束缚水 5. 渗透作用 6. 水分临界期 7. 蒸腾比率 8. 蒸腾系数 二、填空题 1._______ 和________ 两种现象可以证明根压的存在。 2. 植物体中的水分以________ 和________ 两种状态存在。 3. 将一个Ψp=- Ψs的细胞放入0.1mol/L 的蔗糖溶液中，细胞的体积______ 。 4. 将一个Ψp=- Ψs 的细胞放入纯水中，则细胞的体积______ 。 5. 永久萎蔫是由于_______引起的，暂时萎蔫则是由于_______引起的。 6 ．保卫细胞内CO2含量或pH 或K+，都能促使保卫细胞吸水气孔开放。 7. 当植物细胞处于初始质壁分离时，其ΨW =_______；当细胞吸水达到饱和时，其ΨW 为______ 。 8. 在暖湿天气条件下，植物吸水动力主要是______，在干热天气下吸水动力主要是_____。 9. 当叶片失水出现萎蔫状态时，细胞的膨压为_____，其Ψw 等于_____。 10 ．设甲乙两个相邻细胞，甲细胞的渗透势为-1.6MPa ，压力势为0.9MPa ，乙细胞的渗透势为-1.3MPa ，压力势为 0.9MPa ，水应从_____细胞流向_____细胞。如两细胞体积相等，平衡时细胞的水势是_____MPa 。 11. 水分通过气孔扩散的速度与气孔的_____成正比。 12. 干种子主要依靠_____吸水，形成液泡的细胞主要靠_____吸水。 13. 茎叶的水势比根的水势_____；在同一根部，根内侧细胞的水势比外侧细胞的水势_____。 14. 植物细胞间水分移动的快慢，取决于它们之间的_____。