植物生理学复习资料
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第一章植物的水分生理
一、名词解释
1、水势：指在同温度同压强下每偏摩尔体积水的化学势与纯水的化学势的差值。单位Pa。
2、渗透势Ψs：由于细胞液中溶质的存在引起细胞水势降低的数值，为负值。
3、压力势Ψp：由于细胞壁的压力的存在引起细胞水势变化的数值。
4、衬质势Ψm：有图细胞胶体物质的亲水性和毛细管作用对自由水的束缚而引起水势降低的
值，为负值。
5、蒸腾作用：植物体内的水分以气态方式通过植物体表面散失到外界坏境的过程称为蒸腾
作用。
6、蒸腾拉力：由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度而使水分沿导管上升的力量称蒸腾拉力。
作用力>>根压。
7、永久萎蔫系数：当植物刚好发生永久萎蔫时土壤尚存留的含水量。（占土壤干重的百分数）。
二、简答、填空、判断等
（一）
2、水在植物生命中的作用
（1）水是原生质的主要组分
（2）一切代谢物质的吸收运输都必须在水中才能进行
（3）水可以保持植物的固有姿态
（4）水作为原料参与代谢：水是光合作用、呼吸作用、有机物合成与分解的底物 （5）水可以调节植物的体温、调节植物的生存环境
3、水势：指在同温度同压强下每偏摩尔体积水的化学势与纯水的化学势的差值。单位Pa。（1）在任何情况下。水分流动的方向总是由水势高的地方流向水势低的地方。
（2）典型细胞水势（Ψw）包含三部分：
Ψw = Ψs（渗透势）+ Ψp（压力势）+ Ψm(衬质势）
成熟细胞则Ψw = Ψs（渗透势）+ Ψp（压力势）
（3）当细胞处于质壁分离时：水势 = 渗透势；细胞吸水饱和时：水势 = 0.
4、植物细胞吸水的方式
（1）渗透式吸水（具液泡细胞）
（2）吸胀式吸水（无液泡的细胞及干种子、依赖衬质势
（3）代谢性吸水（直接耗能）
发生频率（1）>（2）>（3）
（二）植物根系对水分的吸收
1、根系是植物吸水的主要器官，，其中根毛区为主要的吸水区域。
2、根系吸水方式及其动力：根系吸水有主动吸水（根压）和被动吸水（蒸腾拉力）两种形式。
第一章 植物的水分生理
一、名词说明 (Explain the glossary)
1．半透膜 2．衬质势 3．压力势 4．水势 5．渗透势 6．自由水 7．束缚水 8．质外体途径 9．渗透作用 10．根压 11．共质体途径 12．吸涨作用 13．跨膜途径
14．水的偏摩尔体积 15．化学势 16．内聚力学说 17．皮孔蒸腾 18．气孔蒸腾 19．气孔频度 20．水分代谢 21．蒸腾拉力 22．蒸腾作用 23．蒸腾速度 24．蒸腾系数
25．水分临界期 26. 水分子内聚力 27．水孔蛋白 28．吐水 29．伤流 30．生理干旱 31．萎蔫 32．质壁分离 33．质壁分离恢复 34．喷灌技术 35．滴灌技术 36．重力势
二、是非题 （True or False）
1．当细胞内的ψw等于0时，该细胞的吸水能力很强。( )
2．细胞的ψg很小，但仍不可忽略。( )
3．将ψp=0的细胞放入等渗溶液中，细胞的体积会发生转变。( )
4．压力势(ψp)与膨压的概念是一样的。( )
5．细胞间水分的流动取决于它的ψπ差。( )
6．土壤中的水分在根内是不可通过质外体进入导管的。( )
7．蒸腾拉力引发被动吸水，这种吸水与水势梯度无关。( )
8．植物根内是因为存在着水势梯度才产生根压。( )
9．捍卫细胞进行光合作历时，渗透势增高，水分进入，气孔张开。( )
10．气孔频度大且气孔大时，内部阻力大，蒸腾较弱；反之阻力小，蒸腾较强。( )
11．溶液的浓度越高，ψπ就越高，ψw也越高。( )
12．捍卫细胞的k+含量较高时，对气孔张开有增进作用。( )
13．ABA诱导气孔开放，CTK诱导气孔关闭。( )
植物生理学中的水分利用效率研究
水分是植物生长发育必不可少的资源，但水分资源的稀缺性和不平均分布性导致水分是植物生产中的关键环节。水分利用效率指的是植物通过光合作用形成单位干物质量的蒸腾水量，是反映植物水分利用效率水平的重要指标，对世界各地的农业生产和自然生态系统的正常运转均具有重要意义。本文将从水分利用效率的定义、影响因素、研究方法和应用前景等方面展开讨论。
一、水分利用效率的定义
水分利用效率（Water Use Efficiency，WUE）是指植物通过光合作用形成单位干物质量的蒸腾水量，即干物质与蒸腾量的比值，常用单位是μmol CO2 mmol
H2O-1， WUE通常被认为是植物的水分利用效率。从植株角度来看，WUE越高代表着单位蒸腾量产生更多的干物质，相应的生长速度也会增加。在一定程度上，这也意味着植物需要摄取的水分量相对较少，能适应较干旱的环境。
二、影响因素
植物的水分利用效率受到多种影响因素的调节，主要包括植物的内部水分调控机制和外界环境因素两方面。
对于内部因素，光合物质积累、小气孔密度、细胞膜透性和细胞渗透压调节等均可以影响WUE的水平。部分植物会借助行星微生物来进行氮素固定，这也能在一定程度上影响植物的WUE表现。植物内部调节机制和使用程度的 种类也是对WUE影响比较大的内部因素。
环境因素对植物的WUE影响更加明显。例如温度、光照、CO2浓度和土地类型等因素都是直接影响植物WUE的环境因素。温度的上升会降低气孔开度，减少蒸腾量，从而提高WUE；而随着CO2浓度的升高，植物的WUE水平会有所下降。
三、研究方法 WUE的研究方法多种多样，主要包括水分利用效率的测定与模型预测两种主要方法。
水分利用效率的测定主要通过实验室测量法、野外测量法和生态系统模拟等方法来进行。其中，实验室测量法主要通过对植物的光合同步测量和根吸收量来确定WUE水平；野外测量法则通过在野外利用碳同位素标记技术和适用的计算模型来测定WUE。在大规模生态系统模拟中，WUE多采用经验公式和计算模型等方法进行研究。
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？
