第二章植物的水分生理
一、名词解释
束缚水溶质势衬质势压力势渗透作用根压蒸腾作用小孔扩散律蒸腾效率蒸腾系数水分临界期。
二、问答题
1．什么叫自由水及束缚水，它们的比例变化有何生理影响？
2．水势是什么？与水分运动有何关系？植物细胞的水势组成有哪些？吸水方式有哪些？
3．根压是如何产生的，有何外在表现？蒸腾拉力是如何产生的？
4．蒸腾作用的方式和生理作用是如何的？
5．蒸腾效率、蒸腾系数（需水量）各表示什么？
6．水分在植物内的运输途径有哪些？为什么水分沿导管上升构成的水柱为什么不易断裂？
7．什么叫临界吸水期？可用来反映植物水分状况的生理指标有哪些？
8．气孔关闭机理如何?植物气孔蒸腾是如何受光、温度、CO2浓度调节的?
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。
植物生理学第六版课后习题答案（大题目） 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？
第二章植物的矿质营养 一、名词解释 1. 矿质营养 2. 必需元素 3. 大量元素 4. 微量元素 5. 水培法 6. 叶片营养 7. 可再利用元素8. 易化扩散9. 通道蛋白 10. 载体蛋白11. 转运蛋白12. 植物营养最大效率期 13. 反向运输器14. 同向运输器15. 单向运输器 二、填空题 1．植物细胞中钙主要分布在中。 2．土壤溶液的pH对于植物根系吸收盐分有显著影响。一般来说，pH增大易于吸收；pH 降低易于吸收。 3．生产上所谓肥料三要素是指、和三种营养元素。 4．参与光合作用水光解反应的矿质元素是、和。 5．在植物体内促进糖运输的矿质元素是、和。 6．离子跨膜转移是由膜两侧的梯度和梯度共同决定的。 7．促进植物授粉、受精作用的矿质元素是。 8．驱动离子跨膜主动转运的能量形式是和。 9．植物必需元素的确定是通过法才得以解决的。 10．华北地区果树的小叶病是因为缺元素的缘故。 11．缺氮的生理病症首先出现在叶上。 12．缺钙的生理病症首先出现在叶上。 13．根部吸收的矿质元素主要通过向上运输的。 14．一般作物的营养最大效率期是时期。 15．植物地上部分对矿质元素吸收的主要器官是。 16．植物体内可再利用的元素中以和最典型；不可再利用的元素中以最典型。17．追肥的形态指标有和等；追肥的生理指标有和。 18．油菜“花而不实”症是土壤当中缺乏营养元素引起的。 19. 引起大白菜干心病、菠菜黑心病矿质元素是。 20. 被称为植物生命元素的是。 21. 一般作物生育的最适pH是。 22．诊断作物缺乏矿质元素的方法有、和。 23．影响根部吸收矿质元素的因素有、、和。 三、选择题 1．在下列元素中不属于矿质元素的是（）。 A．铁 B.钙 C.氮 D.磷 2．植物缺铁时会产生缺绿症，表现为（）。 A．叶脉仍绿 B.叶脉失绿C．全叶失绿 D.全叶不缺绿 3．影响植物根细胞主动吸收无机离子最重要的因素是（）。
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》试卷（A 卷） 一、 名词解释 20% 1、种子后熟 2、生理钟 3、临界暗期 4、渗透调节 5、呼吸骤变 二、 填空题 3 0%（每空格1分） 1、 光合作用中心至少包括一个 _____________ , _____________ 和 _____________ , 才能 导致电荷分离，将光能转为电能。 2、 为了解决以下各题，应选用哪些植物激素或生长调节剂⑴插枝生根 _____________ , ⑵促 使胡萝卜在当年开花 ___________ , ⑶除去双子叶杂草 _____________ 。 3、 矿质元素对光合作用有直接和间接的影响，因为N 和Mg 是 ____________ 的组成成分； Cl 和Mn 是 _______________ 所必需的， 而电子传递体中的 ___________ 含有Fe, — _____ 含有CUO 4、 将GA 施于正在萌发的去胚大麦粒上， 会诱导 ____________ ,如果此时加入环已酰亚胺， 则会抑制 _________________ O 5、 根据外界因素如何作用于植物， 生长运动可分为 ___________ 和 ________________ , 前者 又可分为 ___________ , ___________ , ___________ 和 ___________ 等。 6、 环境污染按污染物存在的场所可分为 ___________ , ___________ 和 __________ , 其 中以 ___________ 和 ___________ 害面积较广，同时也易于转变为 ________________ O 7、 植物激素的三个基本特征是 _____________ , ________________ , ________________ E 、生长组织里的IAA D 、生长组织里的GA ） E 、根尖分生组织 D 、伸长区 ） E 、叶绿体中的基粒片层 D 、细胞质 ） C 、丙酮酸 D 、甘油酸 ,非用“―”，答错倒扣1分，但不欠分）。 1、 高温损害植物的原因主要是蛋白质变性。但高温对植物的直接伤害是由于酶的 纯化，蛋白质只分解而不再合成， 导致蛋白质损耗；而间接伤害是由于膜蛋白凝聚 而引起膜伤害。 2、 光对植物形态建成的直接作用称为光范型作用，它是一种低能反应。 3、 涝害，顾名思义，它是由于土壤含水量过高而对植物造成的伤害。 4、 外界施加生长素类时，矮生表现型植物对生长素有反应，而高生表现型则无反 5、 土壤 中铁不足引起幼叶叶脉之间 的缺绿， 而氮素不足也会引起幼叶的普遍黄化。 _ O 8、 植物在环境保护的作用有- 对海藻来说，平衡溶液是- 、选择题 10% 1、 在维管植物的较幼嫩部分，哪一种无机盐亏缺时，缺乏症首先表现出来。 A 、缺N E 、缺Ca C 、缺P 禾口 D 、缺K ( ) A 、筛管里的蔗糖 C 、萌发幼苗中贮备的氨基酸 3、 根的最大吸收区域是在（ A 、根冠 C 、根毛区 4、 光合作用中淀粉形成的部位（ A 、叶绿体中的间质 C 、叶绿体中的基质片层 5、 光呼吸被氧化的底物是（ A 、乙醇酸 E 、乙醛酸 四、 是非题1 0%（是用“ + ” （ （ （ 应 。 （ 五） 问答题：30% 1、 据近代研究，光敏素参与植物哪些生理过程的调控？简要说明其调控机理。 2、 植物的冻害主要原因是什么？植物如何产生对低温的抗性？这种抗性增强的可能原因
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。
第二章植物的矿质营养一、英译中（Translate） 1、mineral element 2、pinocytosis 3、passive absorption 4、essential element 5、macroelement 6、ash element 7、fluid mosaic model 8、phospholipid bilayer 9、extrinsic protein 10、intrinsic protein 11、integral protein 12、ion channel transport 13、membrane potential gradient 14、electrochemical potential gradient 15、passive transport 16、uniport carrier 17、symporter 18、antiporter 19、ion pump 20、proton pump transport 21、active transport 22、calcium pump 23、selective absorption 24、physiologically acid salt 25、physiologically alkaline salt 26、physiologically neutral salt 27、toxicity of single salt 28、ion antagonism 29、balanced solution 30、exchange adorption 31、ectodesma 32、induced enzyme 33、transamination 34、biological nitrogen fixation 35、nitrogenase 36、transport protein 37、nitrate reductase 38、critical concentration 二、中译英（Translate） 1.矿质营养 2.胞饮作用 3.被动吸收 4.必需元素 5.大量元素 6.灰分元素 7.流动镶嵌模型8.磷脂双分子层 9.外在蛋白 10.内在蛋白 11.整合蛋白 12.离子通道运输 13.膜电位差 14.电化学势梯度
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。
第一章名词解释（植物的水分生理） 1、半透膜：亦称选择透性膜。为一类具有选择透性的薄膜，其允许一些分子通过，限制另一些分子通过。理想的半透膜是水分子可自由通过，而溶质分子不能通过。 2、压力势：指细胞吸收水膨胀，因膨压和壁压相互作用的结果，使细胞液的水势增加的值。符号：ψp。 3、水势：每偏摩尔体积水的化学势差。符号：ψw。 4、渗透势：指由于溶质的存在，而使水势降低的值，用ψπ表示。溶液中的ψπ=-CiRT。 5、自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。 6、束缚水：靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水。 7、质外体途径：指水分不经过任何生物膜，而通过细胞壁和细胞间隙的移动过程。 8、渗透作用：指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。 9、根压：指植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。 10、共质体途径：指水分经胞间连丝从一个细胞进入另一个细胞的移动途径。 11、水的偏摩尔体积：指在一定温度和压力下，1mol水中加入1mol某溶液后，该1mol水所占的有效体积。 12、化学势：每摩尔物质所具有的自由能就是该物质的化学势。 13、内聚力学说：亦称蒸腾-内聚力-张力学说。是根据水分的内聚力来解释水分在木质部中向上运输的学说，为H·H·Dixon与O·Rener在20世纪初提出的。14、皮孔蒸腾：指水分通过树干皮孔进行的蒸腾，占植物的水分蒸腾量之比例很小。 15、气孔蒸腾：是水分通过叶片气孔进行的蒸腾，它在植物的水分蒸腾中占主导地位。 16、气孔频度：指1cm2叶片上的气孔数。 17、水分代谢：指水分被植物体吸收、运输和排出这三个过程。 18、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。 19、蒸腾作用：指水分以气体状态通过植物表面从体内散失到体外的现象。 20、蒸腾速率：又称蒸腾强度。指植物在单位时间内，单位面积通过蒸腾作用而散失的水分量。(g.dm-2.h-1) 21、蒸腾系数：植物制造1g物质所需的水分量(g)，又称为需水量，它是蒸腾比率的倒数。 22、水孔蛋白：是一类具有选择性、高效转运水分的膜通道蛋白。 23、吐水：指植物因为根压的作用自未受伤的叶尖、叶缘通过水孔向外溢出液体的现象。在作物栽培中，吐水多发生于土壤水分充足，空气温度较高时，通常以傍晚至清晨最易出现。 24、伤流：指从受伤或折断组织溢出液体的现象。 25、生理干旱：盐土中栽培的作物，由于土壤溶液的水势低，吸水困难，或者是原产于热带的植物低于10℃的温度时，出现的萎蔫现象。 26、萎蔫：植物在水分严重亏缺时，细胞失去膨胀状态，叶子和幼茎部分下垂的现象。
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。
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。
2011年水分代谢练习题 （一）写出下列吸水方式中水势的组成 吸胀吸水，Ψw=（）；渗透吸水，Ψw=（）； 干燥种子吸水，Ψw=（）；分生组织细胞吸水，Ψw=（）； 一个典型细胞水势组分；Ψw=（）； 成长植株吸水，Ψw=（） (二) 填空 1．由于的存在而引起体系水势降低的数值叫做溶质势，用符号表示。2．蒸腾旺盛时，木质部导管和叶肉细胞的细胞壁都因失水而收缩，使下降，从而引起这些细胞水势下降而吸水。 3．保卫细胞的水势变化主要是由和等渗透调节物质进出保卫细胞引起的。 4．某种植物每制造一克干物质需要消耗水分500g，，其蒸腾系数为，蒸腾效率为____________。 5．通常认为根压引起的吸水为吸水，而蒸腾拉力引起的吸水为吸水。6．植物从叶尖、叶缘分泌液滴的现象称为，它是存在的体现。7．在标准状况下，纯水的水势为。加入溶质后其水势，溶液愈浓其水势愈。 8．植物细胞吸水方式包括和两种类型。种子萌发时靠作用吸水，干木耳吸水靠作用吸水，形成液泡的细胞主要靠作用吸水，生长在岩石上的一片干地衣和生长在地里的一株萎蔫的棉花，经历一场阵雨后，两者的吸水方式分别为和。 9．植物的吐水是以状态散失水分的过程，而蒸腾作用以状态散失水分的过程。 10．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。 11．植物叶片的、、和等均可作为灌溉的生理指标，其中是最灵敏的生理指标。 12．植物细胞处于初始质壁分离时，压力势为，细胞的水势等于其。当吸水达到饱和时，细胞的水势等于。 13．植物细胞中自由水与束缚水之间的比率增加时，原生质胶体的粘性，代谢活性，抗逆性。 14．气孔开放时，水分通过气孔扩散的速度与小孔的成正比，不与小孔的 成正比，这被称作定律。 15．共质体途径是指水分从一个细胞的细胞质经过进入另一个细胞的细胞质的移动过程，其水分运输阻力较。 16．常用的蒸腾作用指标是、和。 17．根系吸水方式主要包括和两种，吸水部位主要在根的尖端，其中以区的吸水能力为最强。 18．在移栽树木时，常常将叶片剪去一部分，其目的是减少。 （三）问答题 1. 在植物生理学中引入水势概念有何意义？ 2. 简述根压和蒸腾拉力产生的原因 3. 试述气孔开闭运动机理及影响因素（光、温度、CO2浓度、水分、风）。 4. 分析高大树木导管中的水柱连续不中断的原因。 5. 合理灌溉增产的原因。
第一章植物的水分生理 一、名词解释 1．水势 2．渗透势 3．压力势 4．衬质势 5．自由水 6．束缚水 7．渗透作用 8．吸胀作用 9．代谢性吸水 10．水的偏摩尔体积 11．化学势 12．自由能 13．根压 14．蒸腾拉力 15．蒸腾作用 16；蒸腾速率 17．蒸腾比率 18．蒸腾系数 19．水分临界期20．生理干旱 21．内聚力学说 22．初干 23．萎蔫 24．水通道蛋白 二、写出下列符号的中文名称 1．atm 2．bar 3．MPa 4．Pa 5．PMA 6．RH 7．RWC 8．μw 9．Vw 10．Wact 11．Ws 12．WUE 13．Ψm 14．Ψp 15．Ψs 16．Ψw 17．Ψπ 18．SPAC 三、填空题 1．植物细胞吸水方式有、和。 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．细胞质壁分离现象可以解决下列问题、和。 7．自由水／束缚水的比值越大，则代谢，其比值越小，则植物的抗逆性。 8．一个典型的细胞的水势等于。 9．具有液泡的细胞的水势等于。 10．形成液泡后，细胞主要靠吸水。 11．干种子细胞的水势等于。 12．风干种子的萌发吸水主要靠。 13．溶液的水势就是溶液的。 14．溶液的渗透势决定于溶液中。 15．在细胞初始质壁分离时，细胞的水势等于，压力势等于。 16．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。 17．将一个Ψp=－Ψs的细胞放入纯水中，则细胞的体积。 18．相邻两细胞间水分的移动方向，决定于两细胞间的。 19．在根尖中，以区的吸水能力最大。 20．植物根系吸水方式有：和。 21．根系吸收水的动力有两种：和。 22．证明根压存在的证据有和。 23．叶片的蒸腾作用有两种方式：和。 24．水分在茎、叶细胞内的运输有两种途径：。和。 25．小麦的第一个水分临界期是。 26．小麦的第二个水分临界期是。 27．常用的蒸腾作用的指标有、和。 28．影响气孔开闭的主要因子有、和。 29．影响蒸腾作用的环境因子主要是、、和。 30．C3植物的蒸腾系数比C4植物。 31．可以较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标有：、、 及等。 四、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( )。