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第一章 水分生理一 名词解释：水势：水势是指系统中水的化学势与纯水（0℃，1个大气压）的化学势的差同系统中水的偏摩尔体积的商用ψw表示衬质势：我们把这种由于系统中亲水性物质通过亲水表面对自由水的束缚而引起的系统水势的降低值称为衬质势，用ψm来表示压力势：由于系统所承受的压强的变化而引起的系统水势的变化渗透势：由于溶质颗粒的存在而引起的系统水势的降低值称为溶液的渗透势用ψs或ψp表示束缚水：是指与胶体颗粒密切结合而不能自由移动的水分自由水：是指未与原生质胶粒结合，可以自由移动的水分偏摩尔体积：是指在不改变系统其他条件的前提下，向系统中加入1摩尔纯水，系统总体积的增量渗透作用：水分透过半透膜从水势高的一侧向水势低的一侧移动的现象称为渗透作用渗透系统：半透膜及其两侧的溶液构成的系统称为渗透系统吸涨作用：亲水胶体吸水膨胀的现象代谢性吸水：植物细胞利用呼吸代谢释放的能量，使水分经过质膜进入细胞的过程根压：植物根系的生理活动产生的使水分从根部上升的压力，称为根压（root pressure ）蒸腾拉力：由于蒸腾作用所造成的根部对水分吸收的能力叫做蒸腾拉力蒸腾作用：水分以气体状态从植物体表面散失到大气中的过程。

蒸腾效率：每消耗1kg水，所制造的干物质的克数蒸腾系数：植物每制造1克干物质需要水分的克数常用单位： g小孔率（小孔扩散原理）：气体经过小孔的扩散速率与孔的周长成正比萎蔫：植物在水分亏缺严重时，细胞膨压下降，茎叶下垂的现象永久萎蔫系数：植物刚刚发生永久萎蔫时，土壤的含水量水分临界期：植物对水分不足特别敏感的时期各种作物的水分临界期都是转向生殖的阶段内聚力学说：水柱具有较大的内聚力可以保证植物导管内水柱不断，来解释水分上升原因的学说田间持水量：指在地下水较深和排水良好的土地上充分灌水或降水后，允许水分充分下渗，并防止其水分蒸发，经过一定时间，土壤剖面所能维持的较稳定的土壤水含量（土水势或土壤水吸力达到一定数值）饱和含水量：二 填空：1. 植物的蒸腾方式有皮孔蒸腾、角质蒸腾、气孔蒸腾2. 某种植物每制造一克干物质需耗水500克 ，其蒸腾系数为500g，蒸腾效率为2g/kg3. 细胞的吸水方式有渗透性吸水、吸涨吸水及代谢性吸水；根系吸水的动力有根压和蒸腾拉力 4. 有甲乙两相邻的植物细胞，ψs和ψp的值，甲细胞为-10及6 巴，乙细胞为-8及5巴，水分移动的方向是从乙细胞 向甲细胞 5. 影响气孔开关的因素有光照、水分、温度、二氧化碳浓度、。

6. 有一个充分饱和的细胞，将其放入比细胞液浓度低十倍的溶液中，则细胞体积将变小7. 将一个细胞放入与其胞液浓度相同的溶液中，细胞可能的水分变化是既可能失水也可能保持平衡 8. 已经形成液泡的细胞，其衬质势通常忽略不计的原因是衬质势绝对值很小9. 当细胞在0.25 mol/kg 蔗糖溶液中吸水达到平衡时，将其放入纯水中，细胞水势的变化是上升10. 证明根压存在的证据是伤流、吐水三 问答题：1. 气孔开关的机理是什么？答：1）淀粉 — 糖变化学说(starch sugar conversion theory)光照时，保卫细胞光合作用，pH升高，当pH>6.1时，淀粉磷酸化酶催化淀粉分解为葡萄糖细胞液浓度升高，水势降低，保卫细胞吸水，气孔张开在黑暗中，呼吸产生的二氧化碳使保卫细胞的pH下降，当pH<6.1时，淀粉磷酸化酶催化葡萄糖合成为淀粉细胞液浓度降低，水势升高，保卫细胞失水，气孔关闭2)无机离子吸收学说（inorganic ion uptake theory）在光下，光使保卫细胞质膜上的光活化氢离子ATP酶活化，该酶将ATP分解，并利用ATP分解产生的能量将氢离子分泌到细胞外，将细胞外的钾离子运输到细胞内，导致细胞内钾离子积累。

保卫细胞细胞水势降低，细胞吸水，气孔张开在黑暗的条件下，氢离子ATP酶失去活性，细胞内钾离子在其浓度差的作用下，从细胞内扩散到细胞外，细胞钾离子浓度降低，水势升高，保卫细胞失水，气孔关闭 3)苹果酸生成学说（malate production theory） 当保卫细胞进行光合作用时，细胞内pH上升，有利于剩余的CO2向HCO3-的转变同时，淀粉通过糖酵解途径生成的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP），在PEP羧化酶的作用下，与 HCO3- 反应生成草酰乙酸，进一步被还原为苹果酸生成的苹果酸为质子泵提供质子，同时作为渗透物质中和细胞内积累的钾离子2. 根压产生的机理是什么？答：1）渗透理论根部导管周围的活细胞的代谢活动，不断地向导管中分泌无机盐和有机物质，使导管汁液的水势下降，产生土壤溶液同根导管汁液之间的水势差，土壤溶液在此水势差的作用下，通过由内皮层组成的半透膜从外向内流动产生根压3. 水的生理作用有哪些？答：1.水是构成植物体特别是原生质的重要组成成分2.水分参与了植物的代谢过程 3.水分是植物对物质吸收和运输的溶剂，是植物代谢过程的重要介质 4.水可以保持植物的固有姿态 4. 为什么水分经气孔扩散的速率比自由水面快50倍左右。

答：小孔扩散原理：气体经过小孔的扩散速率与孔的周长成正比将一个大孔分割成数个小孔，面积没变，周长增加，扩散速率增加若干倍5. 0.5 mol/kg 的蔗糖溶液，在20℃时的渗透势是多少？同样浓度的氯化钠溶液的渗透势是多少？答：ψs=-Rtim 蔗糖=0.0083×293×1×0.5=-1.22MPa氯化钠=0.0083×293×1.8×0.5=-2.20MPa6. 某一待测溶液其冰点是 －0.85℃，其渗透势是多少？答：-1.04Mp溶液的渗透势（ ψs ，MPa）：ψs = -2.27*溶液的冰点下降值/1.86）7. 某种物质的水溶液，在0.25 mol/kg 时冰点为－0.76℃，问该物质是否是电解质？答：是电解质溶液由冰点下降值求出渗透式：=-0.93再由渗透式求出i值（非电解质为1）i=1.64>1，所以是电解质8. 下面三种土壤的含水量分别为：粘土壤土沙土田间持水量（%）28229永久萎蔫系数（%）18103将同样的植物分别种于盛有以上三种土壤的花盆中，浇水至水由盆底流出为止，然后将植物放入通风干燥的环境中，不再浇水，那么各盆植物萎蔫的先后次序及原因是什么？答：沙土、粘土、壤土。

植物可利用水分=土壤含水量（%）- 永久萎蔫系数（%）永久委焉系数与土壤种类有关，土壤颗粒越细，永久委焉系数越高9. 将根系置于纯水中的植物，当向水中加入适量的营养盐时，会暂时萎蔫，但经过数小时后，就会恢复正常，产生此现象的原因是什么？答：纯水水势为零，加入营养盐，细胞外水是降低，根系吸水减弱，但植物地上部分蒸腾作用并未减弱，植物暂时失水委焉，数小时后，吸收营养盐，细胞内水势降低，重新吸收水分恢复正常第二章 植物的矿质营养一 名词解释：大量元素：植物对其需要量相对较大的元素1.氮、2.磷、3.钾微量元素：植物对其需要量极微，且在高浓度下对植物有毒害作用的元素铁、锰、硼、锌、铜等有利元素：对植物的生长发育有促进作用的非必须元素生理酸性盐：当植物对一种盐的阳离子的吸收速度大于阴离子时，选择吸收的结果，溶液的pH降低，这种盐称为生理酸性盐生理碱性盐：当植物对一种盐的阴离子的吸收速度大于阳离子时，选择吸收的结果，溶液的pH升高，这种盐称为生理碱性盐单盐毒害：我们把在含有单一金属盐的溶液中，植物生长不良并发生中毒的现象称为单盐毒害离子拮抗：这种离子间能减弱或消除单盐毒害作用的现象叫离子对抗（离子拮抗）平衡盐溶液：平衡盐溶液主要是由无机盐、葡萄糖组成，它的作用是维持细胞渗透压平衡，保持pH稳定及提供简单的营养。

主要用于取材时组织块的漂洗、细胞的漂洗、配制其他试剂等杜南平衡：细胞内可扩散离子的浓度积等于细胞外可扩散离子的浓度积胞饮作用：细胞通过质膜的内折形成泡囊，将吸附在质膜上的物质摄取到细胞内的过程主动吸收：细胞利用呼吸代谢释放的能量作功，逆浓度梯度吸收矿质元素的过程被动吸收：植物体通过扩散作用和其它物理过程，在不消耗代谢能量的情况下，获取矿质元素的过程表观自由空间：根外营养：植物地上部分对矿质元素的吸收过程生物固氮：我们把生物体在常温条件下将氮气合成为含氮化合物的过程称为生物固氮作用固氮酶：催化氮气还原为含氮化合物的酶还原氨基化：氨与 -酮酸生成相应氨基酸的过程再利用元素：又称参与循环元素，在植物体内以离子或不稳定化合物的形式存在，可以不断分解，从一个器官运输到另一个器官，缺乏时老叶先出现缺乏症状诱导酶：植物体内本来不含有，在环境中诱导物存在的情况下，由诱导物诱导而生成的酶二 填空：1. 矿质元素主动吸收过程中有载体参加的证据是离子竞争和饱和效应2. 离子扩散的方向取决于两地离子浓度差和电势差相对数值的大小3. 在温度不变的情况下，能斯特方程表明了膜两侧的电势差随膜两侧的离子浓度之比的对数值而变化。

4. 在必须元素中能再利用元素有N P K Mg Zn，不能再利用元素有Ca Fe S Mn 5. 合理施肥增产的原因是促进光合作用6. 硝酸盐还原酶的供氢体是NADH和NADPH， 亚硝酸盐还原酶的电子供体是还原态的铁氧还蛋白7. 植物对Br- 和 Cl- 离子的吸收存在着离子拮抗现象三 问答题：1. 设计一个实验证明根系吸收的矿质元素是一个主动吸收过程原理：如果该过程为主动吸收过程，则需要吸收能量，如果抑制能量的产生，也会抑制吸收材料：生长状态大致相同的柳树健康幼苗树棵步骤：将柳树幼苗分为两组，每组12棵A组为对照组，B组为实验组 两组幼苗均在土壤中利用含放射性同位素32P的培养液正常培养向B组中加入含有呼吸抑制剂的培养液，其他条件与A组完全相同过一段时间，观察放射性同位素在植物体中的含量预期结果及分析：B组中植物的放射性元素含量明显少于A组是因为呼吸抑制剂抑制呼吸，使主动运输能量供应不足，无法主动吸收，所以放射性元素含量减少2. 固氮酶有哪些特性？试述生物固氮的机理答： a. 由铁蛋白和钼铁蛋白组成；b. 可以催化多种底物 c.必须在无氧的环境中才具备固氮作用机理：1、固氮是一个还原过程，需要还原剂提供电子。

2、固氮过程需要能量3、在固氮酶作用下把氮还原成氨总反应方程：N2 + 8e + 8H- + 16ATP = 2NH3 + H2 +16ADP + 16Pi3. 已知某细胞内含有浓度为0.01 mol/kg 的不扩散离子，把这样的细胞放入0.01 mol/kg的氯化钠溶液中，如果原来细胞中同不扩散离子结合的全是钠离子，当达到平衡时膜内钠离子的浓度是膜外的多少倍？（假设溶液体积和细胞体积相等）答：设X是扩扩散进入膜内的Na+浓度由肚腩平衡可知：（0.01+X）X=（0.01-X）（0.01-X）解得：X=0.0033mol/kg1.33/0.67=1.98倍4．设计一个实验证明根系吸收的离子向上运输的途径答：把柳茎的一段木质部与韧皮部分离开来，两者之间插入不透水的蜡纸，在柳根施与42K，5h后测定42K在柳茎各部分的分布结果发现在有蜡纸间隔开的木质部含有大量的42K，而韧皮部几乎没有，这就说明根部吸收离子是通过木质部上升的5．详细说明确定钠元素是必需元素还是非必需元素的方法答：溶液培养法将植物在不含钠。