植物生理学

绪论、第一章 植物的水分代谢

1、 植物生理学是研究植物生命活动的一门学科. 研究植物代谢、代谢与环境的相互关系。

理论基础：光合作用和固氮——能量转化，酶活性调节。发育调控——成花，衰老（包括果实）。信号传导——自然及生物等因素。植物逆境生理机理-抗性基因表达及调节。

2、 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。

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。

3、水在植物生命活动中的重要作用：(1)原生质的组成成分，植物细胞原生质含水量一般在70-90%。(2)植物代谢过程中的重要原料。 (3)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) 保持植物体内的正常温度。

4、 自由能是指能够作功的能量和参与反应的本领。

水势（Water potential）：水势是指在同温同压的一系统中，一偏摩尔体积（V）水（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 / Vw) - （μ0w／Vw) =(μw-μ0w)／Vw

=Δμw／Vw。代表水参与化学反应和移动的本领。

人为地设定在等温等压条件下，纯水的水势为零Ψw0=0。溶液的水势就小于0，为负值。溶液越浓，其水势的负值越大。Ψw的单位是MPa=106Pa=10bar。

5、 扩散：任何物质分子都有从某一浓度较高（化学势较高）的区域向其邻近的浓度较低（化学势较低）的区域迁移的趋势，这种现象称为扩散。 6、 Osmosis (渗透作用)是指溶剂分子通过半透膜(semipermeable

membrane)的扩散作用。半透性膜：动物膀胱、蚕豆种皮、透析袋。

7、 Osmotic potential (渗透势—Ψ ，Solute potential、溶质势—Ψs ) 。

1：植物生理学有哪些主要的研究领域?

细胞生理，代谢生理，生长发育生理，逆境生理。

2; 植物生理学与农林业生产实践有何相互关系？

生产实践的需要是植物生理学产生的先决条件，也是植物生理学应用的必然归宿。农林业生产进步的根本保证是依靠科学技术。合理利用植物生理学的知识一实现农林业生产的高效、优质、高产的目标更为重要。植物生理学与农林业生产的实践之间是一种紧密的互动关系。植物生理学的发展能够推动农林业生产的进步，植物生理学在解决实际问题的时又会发现新的课题而推动植物生理学研究。事实上，植物生理学在长期服务于农林业生产的实践中已经有了大量成功的先例。

3.植物生理学对农业生产的指导作用可表现在哪些方面？

答：“植物生理学是合理农业的基础”，植物矿质营养学说的创立为无机肥料

的施用奠定了理论基础，由于化肥的大量施用促使世界粮食产量急增；植物

激素的陆续发现导致了植物生长调节剂和除草剂的普通应用，给农业生产带来革命性的变革；在光合作用与产量关系的理论指导下，植物生理学家与育种学家相结合，开创了以培育矮杆、耐肥、抗倒、叶片直立、株型紧凑的水稻、小麦品种为主要内容的“绿色革命”，使稻、麦产量获得了新的突破；植物细胞全能性理论的确立，不仅使人们掌握了如组织培养、细胞及原生质体培养等高效快速的植物无性繁殖新技术，而且为植物基因工程的开展和新种质的创造提供了先决条件。按照我国农业生产发展的趋势，以下几方面可能成为今后植物生理学与农业生产相结合的重要研究领域：

(1) 作物产量形成与高产理论。

(2) 环境生理与作物抗逆性。

(3) 设施农业中的作物生理学。

(4) 植物生理学与育种学相结合——作物生理育种等

4、拟南芥有什么生物学和遗传学特征？我们为什么使用拟南芥做研究？常用拟南芥数据库有哪些？

生物学特征：基生叶有柄呈莲座状，叶片倒卵形或匙形；茎生叶无柄，披针形或线形。总状花序顶生，花瓣4片，白色，匙形。长角果线形，长1～1.5厘米。花期3～5月。

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。

南农简答题库

(背完114题和历年卷子上的题目就可以了，基本上会的120分)

1．水分子的物理化学性质与植物生理活动有何关系？

水分子是极性分子，可与纤维素、蛋白质分子相结合。水分子具有高比热，可在环境温度变化较大的条件下，植物体温仍相当稳定。水分子还有较高的气化热，使植物在烈日照射下，通过蒸腾作用散失水分就可降低体温，不易受高温为害。水分子是植物体内很好的溶剂，可与含有亲水基团的物质结合形成亲水胶体，水还具有很大的表面张力，产主吸附作用，并借毛细管力进行 运动。

2．简述水分的植物生理生态作用。

（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）水分能便植物保持固有的姿态； （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和降低体温也有重要作用。

3．植物体内水分存在的状态与代谢关系如何？

植物体中水分的存在状态与代谢关系极为密切，并且与抗往有关，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／束缚水的比值作为衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。

4.水分代谢包括哪些过程？

植物从环境中不断地吸收水分，以满足正常的生命活动的需要。但是，植物又不可避免地要丢失大量水分到环境中去。具体而言，植物水分代谢可包括三个过程：（1）水分的吸收；（2）水分在植物体内的运输；（3）水分的排出。

5.利用质壁分离现象可以解决哪些问题？

（1）说明原生质层是半透膜。（2）判断细胞死活。只有活细胞的原生质层才是半透膜，才有质壁分离现象，如细胞死亡，则不能产主质壁分窝现象。（3）测定细胞液的渗透势。