第1章 植物的水分代谢34

一、名词解释第一章植物的水分代谢1.水势：每偏摩尔体积的水的化学势称为水势。

2.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，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。

3.蒸腾作用：植物体内的水分以气态从植物体表散失到大气中去的过程。

4.蒸腾速率：又称蒸腾强度或蒸腾率，指植物在单位时间内、单位叶面积上通过蒸腾作用散失的水量。

第二章植物的矿质营养1.溶液培养：在含有全部或部分营养元素溶液中培养植物的方法2.载体运输学说：质膜上的载体蛋白属于内在蛋白，它有选择地与质膜一侧的分子或离子结合，形成载体－物质复合物，通过载体蛋白构象的变化，透过质膜，把分子或离子释放到质膜的另一侧。

第三章植物的光合作用5.光合作用：通常是指绿色细胞吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。

从广义上讲，光合作用是光养生物利用光能把二氧化碳合成有机物的过程。

6.双光增益效应或爱默生增益效应：在用远红光照射时补红光(例如650nm的光)，则量子产额大增，比用这两种波长的光单独照射时的总和还要高。

这种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被称为双光增益效应，因这一现象最初由爱默生(Emerson)发现的，故又叫爱默生效应。

7.光合磷酸化：光下在叶绿体把ADP与无机磷合成ATP，并形成高能磷酸键的过程。

8.光补偿点：同一叶片在同一时间内，光合过程中吸收的CO2和呼吸过程释放的CO2等量时的光照强度。

9.光呼吸：植物的绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的过程，由于这种反应仅在光下发生，需叶绿体参与，并与光合作用同时发生，故称作为光呼吸。

因为光呼吸的底物乙醇酸和其氧化产物乙醛酸，以及后者经转氨作用形成的甘氨酸皆为C2化合物，因此光呼吸途径又称为C2循环。

第四章植物的呼吸作用1.呼吸商：简称RQ，指植物在一定时间内，呼吸作用所释放的CO2的量与吸收的O2的量的比值。

2.温度系数：是指在生理温度范围内，温度每升高10 ℃所引起呼吸速率增加的倍数。

第一章植物的水分代谢本章内容提要水是植物生命的基础。

植物水分代谢包括水的吸收、运输和散失过程。

植物细胞吸水有三种方式：渗透吸水、吸胀吸水和代谢性吸水，以渗透吸水为主。

根系是植物吸水的主要器官，吸水的主要区域为根毛区，吸水的方式有主动吸水和被动吸水，其吸水动力分别为根压和蒸腾拉力。

蒸腾拉力是植物主要的吸水动力。

水分在植物体内连续不断地运输是蒸腾拉力—内聚力克服水柱张力的结果。

植物主要通过叶片蒸腾散失水分，具有重要生理意义。

气孔蒸腾是植物叶片蒸腾的主要形式。

蒸腾速率与气孔的开闭关系很大。

气孔开闭可能是通过保卫细胞内K+的积累学说和苹果酸代谢来调节的。

许多外界因子能调节气孔开闭。

作物需水因作物种类不同而异，一般而论，植物的水分临界期是花粉母细胞四分体形成期，合理灌溉要综合考虑土壤含水量、作物形态指标及生理指标。

灌溉的生理指标能即使反映植物体内的水分状况，是较为科学的。

第一节水分在植物生命活动中的作用一、植物体内的含水量不同植物的含水量不同；同一种植物生长在不同的环境中含水量也有差异；在同一植株中不同器官和不同组织的含水量也不同。

二、水对植物的生理作用1、原生质的主要组分。

原生质一般含水量在70%～90%以上，这样才可使原生质保持溶胶状态，以保证各种生理生化过程的进行。

如果含水量减少，原生质由溶胶变成凝胶状态，细胞生命活动大大减缓（例如休眠种子）。

2、接参与植物体内重要的代谢过程。

在光合作用、呼吸作用、有机物质合成和分解的过程中均有水的参与。

3、多生化反应和物质吸收、运输的良好介质。

植物体内绝大多数生化过程都是在水介质中进行的。

水分子是极性分子，参与生化过程的反应物都溶于水，控制这些反应的酶类也是亲水性的。

各种物质在细胞内的合成、转化和运输分配，以及无机离子的吸收和运输在水介质中完成的。

4、使植物保持固有的姿态。

细胞含有大量的水分，维持细胞的紧张度，因而使植物枝叶挺立、花朵开放等。

3、分裂和延伸生长都需要足够的水。

第一章植物的水分代谢一. 名词解释水分代谢(water metabolism)：植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。

自由水(free water)：距离胶粒较远而不被胶粒所束缚，可以自由流动的水分。

束缚水(bound water)：靠近胶粒而被胶粒所束缚、不易自由流动的水分。

扩散(diffusion)：水分通过磷脂双分子层的运输方式。

集流(mass flow)：水分通过膜上的水孔蛋白的运输方式。

水通道蛋白( water channel protein)：存在于生物膜上的一类具有选择性、高效转运水分功能的内在蛋白，亦称水孔蛋白。

束缚能(bound energy)：不能用于做功的能量。

自由能(free energy)：在温度恒定的条件下可用于做功的能量。

化学势( chemical potential)：每摩尔物质所具有的自由能。

水势(water potential )：每偏摩尔体积水的化学势差。

临界水势(critical water potential)：气孔开始关闭的水势。

渗透势(osmotic potential)：由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值。

压力势(pressure potential)：由于细胞壁压力的存在而增大的水势值。

衬质势(matrix potential)：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。

重力势(gravitational potential)：由于重力的存在而使体系水势增加的数值。

水的偏摩尔体积(partial molar volume)：在温度、压强及其他组分不变的条件下，在无限大的体系中加入1mol水时，对体系体积的增量。

质壁分离(plasmolysis)：植物细胞由于液泡失水，使原生质体收缩与细胞壁分离的现象。

质壁分离复原(deplasmolysis)：把正在质壁分离的细胞移到低渗溶液或水中时，质壁分离的原生质体恢复原状的现象。

第一章植物的水分代谢水是植物的一个重要的“先天”环境条件。

“有收无收在于水”第一节植物对水分的需要※一、植物的含水量因种类、器官、组织、环境条件等有关种类：水生90％以上；旱生6％器官、组织：根尖、茎尖、幼嫩；种子、树干环境条件：阳地、荫湿二、植物体内水分存在的状态呈束缚水和自由水两种状态。

靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分――称为束缚水（bound water）；距离胶粒较远而可以自由流动的水分――称为自由水（free water）。

相对划分。

自由水――参与各种代谢作用，它的数量制约着代谢强度，自由水占总含水量百分比越大，则代谢越旺盛。

束缚水――不参与代谢作用，但植物要求低微的代谢强度动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。

三、水分在生命活动中的作用1、水分是细胞质的主要成分――70％－90％2、水分是代谢作用过程的反应物质――光合、呼吸、有机物合成与分解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――维持细胞的紧张度5、水分可以调节植物的体温第二节植物细胞对水分的吸收吸涨吸水；渗透性吸水一、扩散（diffusion）水分子从浓度高的一方自发地向浓度低的一方运动，最终达到一个均匀的系统，称为扩散。

二、集流（mass flow）液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动，例如水分在木质部中远距离运输，水分从土壤溶液流入植物体。

水分集流与溶质浓度梯度无关。

水孔蛋白（Aquaporin）：指细胞膜或液泡膜上，可减少水分跨膜运输阻力，加快水分进出生物膜的一类蛋白质。

有两种：质膜内在蛋白和液泡膜内在蛋白。

是一类具有选择性、高效运转水分的跨膜通道蛋白，只允许水分通过，不允许离子和代谢物通过。

水通道的半径大于0.15nm（水分子半径），但小于0.2nm（最小的溶质分子半径）活性受磷酸化和水孔蛋白合成速度调节。

广泛存在于植物各个组织，其功能以存在部位而定。

外界环境（干旱、蓝光）和植物激素（脱落酸、赤霉素和油菜素内脂）可诱导水孔蛋白基因表达。

第一章植物的水分代谢【主要教学目标】★了解水分在植物体内存在的状态及其主要生理生态作用；★掌握植物细胞和根系对水分吸收的主要规律；★了解蒸腾作用的生理意义与影响因子；★了解植物体内水分运输的特点及机理；★弄清作物合理灌溉的生理基础。

【习题】一、名词解释1．自由水 2．束缚水 3．渗透作用 4．水势（ψw） 5．渗透势（ψπ）6．压力势（ψp ） 7．衬质势（ψm） 8．吸涨作用 9．代谢性吸水 10．蒸腾作用11．根压 12．蒸腾拉力 13．蒸腾速率 14．蒸腾比率 15．蒸腾系数16．内聚力学说 17．质壁分离与质壁分离复原二、填空题1．植物细胞吸水有、和三种方式。

2．植物调节蒸腾的方式有、和。

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．植物细胞原生质的胶体状态有两种，即和。

6．一个典型的细胞的水势等于；具有液泡的细胞的水势等于；形成液泡后，细胞主要靠吸水；干种子细胞的水势等于。

7．植物根系吸水方式有：和。

8．根系吸收水的动力有两种：和。

9．证明根压存在的证据有和。

10．叶片的蒸腾作用有两种方式：和。

11．某植物制造1克干物质需消耗水400克，则其蒸腾系数为；蒸腾效率为。

12．影响蒸腾作用的环境因子主要是、、和。

13．C3植物的蒸腾系数比C4植物。

14．可以比较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标主要有：、、和。

15．目前认为水分沿导管或管胞上升的动力是和。

三、选择题1．植物在烈日照射下，通过蒸腾作用散失水分降低体温，是因为：（）A．水具有高比热 B．水具有高汽化热 C．水具有表面张力2．一般而言，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．变化不大3．有一为水充分饱和的细胞，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4．风和日丽的情况下,植物叶片在早上、中午和傍晚的水势变化趋势是( )。

A．低→高→低 B．高→低→高 C．低→低→高5．已形成液泡的细胞，其衬质势通常省略不计，其原因是：（）A．衬质势很低 B．衬质势不存在 C．衬质势很高，绝对值很小6．植物分生组织的细胞吸水靠（）A．渗透作用 B．代谢作用 C．吸涨作用7．风干种子的萌发吸水靠（）A．代谢作用 B．吸涨作用 C．渗透作用8．在同温同压条件下，溶液中水的自由能与纯水相比（）A．要高一些 B．要低一些 C．二者相等9．在气孔张开时，水蒸汽分子通过气孔的扩散速度（）A．与气孔的面积成正比 B．与气孔周长成正比 C．与气孔周长成反比10．蒸腾作用快慢，主要决定于（）A．叶内外蒸汽压差大小 B．叶片的气孔大小 C．叶面积大小11．植物的保卫细胞中的水势变化与下列无机离子有关：（）A．Ca2+ B．K+ C．Cl-12．植物的保卫细胞中的水势变化与下列有机物质有关：（）A．糖 B．脂肪酸 C．苹果酸13．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14．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．C0浓度过高215．植物的水分临界期是指：（）A．对水分缺乏最敏感时期 B．需水最多的时期 C．需水最少的时期 16．目前可以作为灌溉的生理指标中最受到重视的是：（）A．叶片渗透势 B．叶片气孔开度 C．叶片水势四、是非判断与改正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。

2016—2017第一学期《植物生理学》复习资料一、名词解释第1章植物的水分代谢1.自由水:距离胶粒较远而可以自由流动的水分.2.根压：靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力。

3.渗透势：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的水势。

4.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.水分临界期：是指植物在生命周期中，植物对水分不足特别敏感的时期。

6.水势：每偏摩尔体积水的化学势差.7.蒸腾速率：植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。

8.蒸腾效率:植物在一定生长期内积累的干物质与蒸腾失水量的比值，用克（干物质）/公斤（水）表示，也可以说是植物每消耗1公斤水所形成干物质的克数。

9.蒸腾比率：植物蒸腾作用丧失水分与光合作用同化CO2的物质的量(mol）比值.10.蒸腾作用Transpiration:指水分以气体状态，通过植物体的表面（主要是叶片），从体内散失到体外的现象。

11.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第2章植物的矿质营养1.溶液培养法:是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。

2.必需元素:①完成植物整个生长周期不可缺少的；②在植物体内的功能是不能被其他元素代替的，植物缺乏该元素时会表现专一的症状，并且只有补充这种元素症状才会消失；③这种元素对植物体内所起的作用是直接的,而不是通过改变土壤理化性质、微生物生长条件等原因所产生的间接作用。

3.单盐毒害：溶液中只有一种金属离子时,对植物起有害作用的现象.4.载体运输学说5.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。

6.诱导酶（适应酶)：指植物本来不含某种酶，但在特定外来物质的诱导下，可以生成这种酶。

这种现象就是酶的诱导形成(或适应形成），所形成的酶便叫做诱导酶。

第3章植物的光合作用7.CO2饱和点:8.CO2补偿点：。

9.光饱和点：。

10.光补偿点：11.光合磷酸化Photophosphorylation：12.光合作用Photosynthesis：13.光呼吸Photorespiration：14.光能利用率15.红降：16.双光增益效应或爱默生效应：因两种波长的光协同作用而增加光合效率的现象。

《植物生理学》习题及解答第一章植物的水分代谢1、在干旱条件下，植物为了维持体内的水分平衡，一方面要求，另一方面要尽量。

根系发达，使之具有强大的吸水能力；减少蒸腾，避免失水过多导致萎蔫。

2、水分沿着导管或管胞上升的下端动力是，上端动力是。

由于的存在，保证水柱的连续性而使水分不断上升。

这一学说在植物生理学上被称为。

根压，工蒸腾拉力，水分子内聚力大于水柱张力，内聚力学说（或蒸腾——内聚力——张力学说）。

3、植物调节蒸腾的方式有、、和。

气孔关闭，初干、暂时萎蔫。

4、气孔在叶面所占的面积一般为，但气孔蒸腾失去了植物体内的大量水分，这是因为气孔蒸腾符合原理，这个原理的基本内容是。

1%以下；小孔扩散；水分经过小孔扩散的速率与小孔的周长成正比，而不与小孔面积成正比。

5、依据K＋泵学说，从能量的角度考察，气孔张开是一个过程；其H＋/K＋泵的开启需要提供能量来源。

主动（或耗能）；光合磷酸化6、水在植物体内整个运输递径中，一部分是通过或的长距离运输；另一部分是在细胞间的短距离径向运输，包括水分由根毛到根部导管要经过，及由叶脉到气室要经过。

管胞、导管、内皮层、叶肉细胞7、一般认为，植物细胞吸水时起到半透膜作用的是：、、和三个部分。

细胞质膜、细胞质（中质）、液泡膜8、某种植物每制造1克于物质需要消耗水分500克，其蒸腾系数为，蒸腾效率为。

500g H2O/Gdw , 2gKg H2O9、设有甲、乙二相邻的植物活细胞，甲细胞的4s =-10巴，4p=＋6巴；乙细胞的4s=-9巴，4p=+6巴，水分应从细胞流向细胞，因为甲细胞的水势是，乙细胞的水势是。

乙、甲、-4巴，-3巴10、在一个含有水分的体系中，水参与化学反应的本领或者转移的方向和限度也可以用系统中水的化学势来反映。

√11、有一充分饱和的细胞，将其放入此细胞液浓度低50倍的溶液中，则体积不变。

×12、1md/L蔗糖溶液和1md/LnaCL溶液的渗透势是相同的。