植物生理学习题集矿质营养Word文件下载.docx

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磷是以正磷酸盐（H2P04-）形式被植物吸收。

当磷进入植物体后，大部分成为有机物，有一部分仍保持无机物形式。

磷存在于磷脂、核酸和核蛋白中，磷是核苷酸衍生物（如ATP、FMN、NAD+、NADP+和COA等）的组成成分，其在糖类代谢、蛋白质代谢和脂肪代谢中起着极其重要的作用。

K+既是植物的吸收形态又是在植物体内的存在形态，与氮、磷相反，钾不参与重要有机物的组成。

钾主要集中在植物生命活动最活跃的部位，如生长点、幼叶、形成层等。

钾对于参与活体内各种重要反应的酶起着活化剂的作用，是40多种酶的辅助因子。

钾促进呼吸进程及核酸和蛋白质的形成。

钾对糖类的合成和运输有影响。

植物体内的钙有呈离子状态的，有呈盐形式的，还有与有机物结合的。

钙主要存在于叶子或老的器官和组织中。

它是一个比较不易移动的元素。

钙在生物膜中可作为磷脂的磷酸根和蛋白质的羧基间联系的桥梁，因而可以维持膜结构的稳定性。

钙是构成细胞壁的一种元素，细胞壁的胞间层是由果胶酸钙组成的。

胞质溶胶中的钙与可溶性的蛋白质形成钙调素（简称CaM）。

CaM和Ca2+结合，形成有活性的Ca-CaM复合体，在代谢调节中起“第二信使”的作用。

镁主要存在于幼嫩器官和组织中，植物成熟时则集中于种子。

镁是叶绿素的组成成分之一。

在光合和呼吸过程中，镁可以活化各种磷酸变位酶和磷酸激酶。

同样，镁也可以活化DNA和RNA的合成过程。

SO42-进入植物体后，一部分保持不变，大部分被还原成硫，进一步同化为含硫氨基酸，如胱氨酸、半胱氨酸和蛋氨酸等，而这些氨基酸几乎是所有蛋白质的构成分子。

硫也是CoA的成分之一，氨基酸、脂肪、糖类等的合成等都和CoA有密切关系。

铁进入植物体内处于被固定状态，不易转移。

铁是许多重要氧化还原酶的组成成分。

铁在呼吸、光合等氧化还原过程中（Fe3+≒Fe2+）都起着重要的作用。

铁影响叶绿体构造形成，和叶绿素的合成。

锰是糖酵解和三羧酸循环中某些酶的活化剂，所以锰能提高呼吸速率。

锰是硝酸还原酶的活化剂。

在光合作用方面，水的裂解需要锰参与。

铜是某些氧化酶的成分，影响氧化还原过程。

铜又存在于叶绿体的质体蓝素中，后者是光合作用电子传递体系的一员。

缺锌植物失去合成色氨酸的能力，而色氨酸是吲哚乙酸的前身，因此缺锌植物的吲哚乙酸含量低。

硼能与游离状态的糖结合，使糖带有极性，从而使糖容易通过质膜，促进运输。

硼对植物生殖过程有影响。

硼具有抑制有毒酚类化合物形成的作用。

钼是硝酸还原酶的金属成分，起着电子传递作用。

钼又是固氮酶中钼铁蛋白的成分，在固氮过程中起作用。

氯在光合作用水裂解过程中起着活化剂的作用，促进氧的释放。

根和叶的细胞分裂需要氯。

镍是近年来发现的植物生长所必需的微量元素。

镍是脲酶的金属成分，脲酶的作用是催化尿素水解成C02和NH4+。

镍也是固氮菌脱氢酶的组成成分。

每种元素缺乏时都会使植物出现特有的症状和出现部位，根据这些可以进行缺素的简单诊断，比较准确的方法是化学分析法。

植物细胞吸收离子的方式可分为被动吸收和主动吸收，其中被动吸收的机理被理解为简单扩散和离子通道运输，主动吸收是通过离子泵和离子载体实现的。

主动吸收的突出特点是，可逆电化学梯度进行，因此要消耗能量。

除了上述两种吸收方式外，植物细胞还可以通过胞饮方式吸收矿质养分，但这种方式不具有选择性。

植物体吸收矿质元素可通过叶片进行，但主要是通过根部，而且主要吸收部位为根毛区。

盐分和水分被植物的吸收是相对的，既有关、又无关。

有关，表现在盐分一定要溶解于水中，才能被根部吸收；

无关，表现在两者的吸收机理不同。

植物吸收离子的特点表现在3个方面：

⑴盐分和水分被植物的吸收是相对的；

⑵对离子的吸收具有选择性；

⑶单盐会对植物造成伤害。

根部吸收溶液中的矿物质经过以下几个步骤：

⑴离子吸附在根部细胞表面；

⑵离子进入根部内部；

⑶离子进入导管。

温度、土壤通气状况、土壤溶液浓度、土壤pH值等环境因素均对植物根系吸收矿质营养有影响。

植物地上部分也可以吸收矿物质，这个过程称为根外营养。

根外施肥的优点是：

作物在生育后期根部吸肥能力衰退时，或营养临界时期，可根外喷施N素等以补充营养；

某些肥料（如磷肥）易被土壤固定，而根外喷施无此问题，且用量少；

补充植物所缺乏的微量元素，效果快，用量省。

植物从土壤中吸收铵盐后，即可直接利用它去合成氨基酸。

如果吸收硝酸盐，则必须经过还原才能利用。

硝酸盐还原大致分为两步：

（1）硝酸盐还原为亚硝酸盐，在细胞质中进行；

（2）亚硝酸盐还原为氨，在前质体或叶绿体中进行。

上述过程分别由硝酸还原酶和亚硝酸还原酶催化，其中硝酸还原酶为底物诱导酶。

根部吸收的无机氮化物，大部分在根内转变为有机氮化物，所以氮的运输形式主要是氨基酸（主要是天冬氨酸，还有少量丙氨酸、蛋氨酸、缬氨酸等）和酰胺（主要是天冬酰胺和谷氨酰胺）等形式运输。

硫的运输形式主要是硫酸根离子，但有少数是以蛋氨酸及谷胱甘肽之类的形式运输的。

金属离子则以离子状态运输。

根部吸收的矿质元素进入导管后，随着蒸腾流一起上升，叶片吸收的离子在茎部的运输途径是韧皮部。

韧皮部与木质部可进行横向物质交流。

矿物质在地上部的分布，以离子在植物体内是否参与循环而异。

某些元素（如钾）进入地上部后仍呈离子状态；

有些元素（如氮、磷、镁）形成不稳定的化合物，不断分解，释放出的离子又转移到其他需要的器官去。

这些元素便是参与循环的元素。

另外有一些元素（如硫、钙、铁、锰、硼）在细胞中呈难溶解的稳定化合物，特别是钙、铁、锰，它们是不能参与循环的元素。

凡可再利用元素的缺素病征，都发生在老叶；

而缺乏不可再利用元素的生理病征，都出现在嫩叶。

虽然每种作物都需要各种必需元素，但不同作物对三要素（氮、磷、钾）及其他必需元素所要求的绝对量和相对比例都不一样。

即使是同一作物，其三要素含量也因品种、土壤和栽培条件等而有差异。

同一作物在不同生育时期中，各有明显的生长中心，对矿质元素的需要和吸收情况也是不一样的。

合理追肥可以根据植株的长相和叶色等形态指标进行；

也可以根据植株内部的生理状况去判断。

常用的指标有：

⑴营养元素含量；

⑵酰胺含量；

⑶酶活性。

Ⅱ习题

一、名词解释

矿质元素砂培法离子协合作用矿质元素的被动吸收

必需元素生理酸性盐平衡溶液矿质元素的主动吸收

大量元素生理碱性盐胞饮作用矿质营养

微量元素生理中性盐可再利用元素离子通道

有益元素单盐毒害诱导酶生物固氮

水培法离子拮抗载体

二、写出下列符号的中文名称

NRNiRAPSPAPSWFSAFS

三、填空题

1.离子扩散的方向取决于（）和（）。

2.植物细胞吸收矿质元素的三种方式为（）、（）和（）。

3.离子扩散的方向取决于（）和（）的相对数值的大小。

4.在植物必需元素中，易于再利用的元素有（），不易再利用的元素有（），缺乏时易引起缺绿症的元素有（）。

5.外界溶液的pH值对根系吸收盐分的影响一般来说，阳离子的吸收随pH值的升高而（），而阴离子的吸收随pH值的升高而（）。

6.土壤溶液碱性反应加强时，（）等离子逐渐变为不溶状态，不利植物吸收；

在土壤的酸性反应逐渐加强时，（）等离子容易溶解，植物来不及吸收就被雨水淋溶掉。

7.在植物体内，由硝酸盐还原到谷氨酸水平需要参与的酶有（）、（）、（）和（）。

8.植物必需元素有（），其中（）为微量元素。

9.缺乏（）元素时，果树易得“小叶病”，玉米易得“花白叶病”。

10.缺乏（）元素时，禾谷类易得“白瘟病”、果树易得“顶枯病”。

11.缺乏（）元素时，油菜“花而不实”，小麦“穗而不实”，棉花“蕾而不花”，甜菜易得“心腐病”，萝卜易得“褐心病”。

12.缺乏（）元素时，柑桔易得“黄斑病”，花椰菜易得“尾鞭病”。

13.通常把（）、（）和（）三种元素称为肥料的三要素。

14.大量元素中的C、H、O三种元素主要来自（）和（）。

15.通常称（NH4）2SO4为生理（）性盐，称NH4NO-3为生理（）性盐，称NaNO3为生理（）性盐。

16.（）和（）两类研究结果为矿质元素主动吸收的载体学说提供了实验证据。

17.离子通道象一种门系统，有（）、（）和（）三种状态。

18.植物根系吸收离子分两个阶段进行，把离子由外界进入根部表观自由空间称为（）阶段，这阶段是（）代谢能的过程；

把离子由表观自由空间通过质膜进入细胞内部称为（）阶段，这阶段一般是（）代谢能的过程。

19.植物吸吸的NO3－运到叶片后，在（）中由（）酶[此酶含有（）和（）两种矿质元素]催化产生（），然后以HNO2形式运到（），由（）酶催化，接受（）提供的电子而还原成（）。

20.植物同化硫酸根离子首先要把离子活化，催化此反应的酶为（），产物为（）。

21.在植物生理研究中常用的完整植物培养方法有（）、（）和（）。

22.水培时要选用黑色溶器，这是为了防止（）。

四、选择题

1.下列哪两种离子间会产生拮抗作用（）

（1）Ca2+、Ba2+

（2）K+、Ca2+（3）K+、Na+（4）Clˉ、Brˉ

2.植物根部吸收的无机离子向植物地上部运输时主要通过（）

（1）韧皮部

（2）质外体（3）转运细胞（4）共质体

3.影响根毛区主动吸收无机离子最重要的原因是（）

（1）土壤中无机离子的浓度

（2）根可利用的氧

（3）离子进入根毛区的扩散速度（4）土壤水分含量

4.在维管植物的较幼嫩的部分，亏缺下列哪种元素时，缺素症首先表现出来。

（）

（1）K

（2）Ca（3）P（4）N

5.植物吸收矿质量与吸水量之间的关系是（）

（1）既有关，又不完全一样

（2）直线正相关关系

（3）两者完全无关（4）两者呈负相关关系

6.硝酸还原酶其分子中含有（）

（1）FAD、Mo、Cytf

（2）NAD、Mo、Cytb

（3）FAD、Mo、Cytb（4）NAD、Mo、Cytc

7.硝酸还原酶与亚硝酸还原酶（）

（1）都是诱导酶

（2）硝酸还原酶不是诱导酶，而亚硝酸还原酶是

（3）都不是诱导酶

（4）硝酸还原酶是诱导酶，而亚硝酸还原酶不是

8.下列哪种说法是错误的。

（1）在光下NO3-的存在促进K+的吸收

（2）在光下NH4+的存在促进PO43-的吸收

（3）Br-、I?

的存在促进Cl-的吸收

（4）Rb+、Cs+的存在抑制K+的吸收

9.植物缺乏下列元素都会引起缺绿症，若缺绿症首先出现在下部老叶上，是缺乏哪种元素。

（1）Fe

（2）Mg（3）Cu（4）Mn

10.植物严重缺乏哪种元素时，会引起蛋白质代谢失调，导致毒胺（腐胺与鲱精胺）生成。

（1）P

（2）S（3）N（4）K

11.多数植物的NO3-态氮在（）中被还原。

（1）根

（2）茎（3）叶（4）根、茎、叶

12.高等植物的硝酸还原酶总是优先利用下到哪种物质作为电子供体。

（1）FADH2

（2）NADPH+H+（3）FMNH2（4）NADH+H+

13.下列物质仅有哪种不是硝酸还原酶的辅基。

（1）黄素腺嘌呤二核苷酸

（2）谷胱甘肽

（3）钼辅因子（钼—嘌呤）（4）铁离子

五、是非题

1.氮不是矿质元素，而是灰分元素。

2.在元素周期表中，不同族的离子间存在拮抗作用，而同族的离子间则不会发生拮抗。

3.根系吸收各种离子数量不与溶液中的离子量成正比。

4.缺氮时植物幼叶首先变黄。

5.植物吸收矿质最活跃的区域是根尖的分生区。

6.硝酸盐还原速度白天与夜间不同，夜间还原速度显著快于白天。

7.植物吸收的硝酸盐由硝酸还原酶和亚硝酸还原酶在细胞质中还原。

8.施磷过多会引起果树缺锌出现小叶病。

9.植物体内的钾一般不形成稳定的结构物质。

10.植物对养分的吸收是依靠水分吸收时由水分带入植物体内的。

11.在植物体内大量积累的元素必定是植物必需元素。

12.水稻在15℃以下的低温时，吸收的NH4+比NO3-多。

13.普遍认为植物吸收的NO3-经代谢还原后产生的NH3，首先被同化为谷酰胺，然后再进一步转化为谷氨酸。

14.水培的营养液是一种浓度很低的溶液，为了避免离子间相互作用而发生沉淀，常常加入螯合剂。

15.用水培法培养植物的过程中，营养液的浓度和pH值不会发生改变。

六、问答题

1.确定元素是否是植物必需元素的标准是什么？

2.钾在植物体内的生理作用如何？

3.如何证明矿质元素的主动吸收有载体参加？

4.用离子交换吸附作用解释根系对矿质元素的吸收。

5.植物缺镁和缺铁表现症状有何异同?

为什么？

6.在含有Fe、Mg、P、Ca、B、Mn、Cu、S等营养元素的培养液中培养棉花，当棉苗第四片叶（新生叶）展开时，在第一片叶（老叶）上出现了缺绿症，问该缺乏症是由于上述元素中哪种元素不足而引起的?

7.概述植物必需元素在植物体内的生理作用。

8.举出10种矿质元素，说明它们在光合作用中的生理作用。

9.白天和夜晚硝酸还原速度是否相同?

10.土壤理化状况对根系吸收矿质元素有何影响？

11.简述合理施肥的生理基础。

12.合理施肥增产的原因是什么？

13.为什么在叶菜类植物的栽培中常多施用氮肥，而栽培马铃薯则较多的施用钾肥？

14.为什么水稻秧苗在栽插后有一个叶色先落黄后返青的过程？

15.用实验证明植物根系吸收矿质元素存在着主动吸收和被动吸收。

16.光照如何影响根系对矿质的吸收？

Ⅲ参考答案

矿质元素亦称灰分元素，将干燥植物材料燃烧后，留在灰分中的元素。

必需元素是指在植物生活中作为必需成分或必需的调节物质而不可缺少的元素。

大量元素在植物体内含量较多，占植物体干重0.001%以上的元素。

植物必需的大量元素有：

碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫。

微量元素在植物体内含量较少，大约占植物体干物重的0.001~0.00001%的元素。

植物必需的微量元素有：

铁、锰、铜、锌、钼、硼、氯、镍。

有益元素亦称有利元素。

是指对植物生长表现出有利的促进作用，并在某一必需元素缺乏时，能部分代替该必需元素的作用而减缓缺素症状的元素。

如钠、钴、硒、镓、硅等。

水培法将各种无机盐按照生理浓度，以一定的比例，保持适宜的pH值配制成平衡溶液，用以培养植物的方法。

砂培法是用洁净的石英砂或玻璃球代替土壤，再加入培养液培养植物的方法。

生理酸性盐例如（NH4）2SO-4，植物吸收铵离子较硫酸根离子多而快，这种选择性吸收导致溶液逐渐变酸，故把这种盐称为生理酸性盐。

生理碱性盐例如NaNO3，植物吸收硝酸根离子比吸收钠离子多而快，这种选择性吸收的结果使溶液变碱，故称这类盐为生理碱性盐。

生理中性盐例如NH4NO3，植物吸收其阴离子与阳离子的量几乎相等，不改变周围介质的pH值，故称这类盐为生理中性盐。

单盐毒害植物被培养在某种单一的盐溶液中，即使是植物必需的营养元素，不久即呈现不正常状态，最后死亡，这种现象称单盐毒害。

离子拮抗在单盐溶液中加入少量其它盐类，再用其培养植物时，就可以消除单盐毒害现象，离子间这种相互消除毒害的现象称为离子拮抗。

离子协合作用是指一种离子的存在促进对另一种离子吸收利用的作用。

平衡溶液在含有适当比例的多种盐溶液中，各种离子的毒害作用被消除，用以培养植物可以正常生长发育，这种溶液称为平衡溶液。

胞饮作用物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的摄取物质的过程。

可再利用元素亦称参与循环元素，某些元素进入地上部分后，仍呈离子状态（例如钾），有些则形成不稳定的化合物（如氮、磷），可不断被分解，释放出的离子又转移到其它器官中去，这些元素在植物体内不止一次的反复被利用，称这些元素为可再利用元素。

诱导酶亦称适应酶，是指植物体内本来不含有，但在特定外来物质的诱导下可以生成的酶。

如水稻幼苗本来无硝酸还原酶，如果将其培养在硝酸盐溶液中，体内即可生成此酶。

载体存在于生物膜上的能携带离子或分子透过膜的蛋白质，它们与离子或分子有专一的结合部位，能选择性的携带物质通过膜，又称透过酶。

矿质元素的被动吸收亦称非代谢吸收。

是指通过不需要代谢能量的扩散作用或其它物理过程而吸收矿质元素的方式。

矿质元素的主动吸收亦称代谢性吸收。

是指细胞利用呼吸释放的能量作功而逆着电化学势梯度吸收矿质元素的方式。

矿质营养是指植物对矿质元素的吸收、运转与同化的过程。

离子通道是指由贯穿质膜的由多亚基组成的蛋白质，通过构象变化而形成的调控离子跨膜运转的门系统，通过门的开闭控制离子运转的种类和速度。

生物固氮微生物自生或与植物（或动物）共生，通过体内固氮酶的作用，将大气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。

NR：

硝酸还原酶；

NiR：

亚硝酸还原酶；

APS：

腺苷-5′-磷酸硫酸；

PAPS：

3′-磷酸腺苷-5′-磷酸硫酸；

WFS：

水自由空间；

AFS：

表观自由空间。

1.化学势梯度，电势梯度

2.被动吸收，主动吸收，胞饮作用

3.化学势梯度，电势梯度

4.N、P、K、Mg、Zn；

Ca、Fe、B、Mn、Cu、S；

Fe、Mg、Mn、Cu、S、N

5.上升，下降

6.Fe2+、PO43-、Ca2+、Mg2+、Cu2+、Zn2+；

K+、PO43-、Ca2+、Mg2+

7.NR，NiR，谷氨酰胺合成酶，谷氨酸合成酶

8.C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl、Ni；

Fe、Mn、Cu、Zn、B、Mo、Cl、Ni

9.Zn

10.Cu

11.B

12.Mo

13.N，P，K

14.H2O，CO2

15.酸，中，碱

16.饱和效应，离子竞争现象

17.开放，部分开放，关闭

18.快速，不需，缓慢，消耗

19.细胞质，硝酸还原，Mo，Fe，NO2ˉ，叶绿体，亚硝酸还原，Fd，NH3

20.ATP–硫酸化酶，APS

21.土培法、水培法、砂培法

• 

藻类滋生

1.

（2）2.

（2）3.

（2）4.

（2）5.

（1）6.（3）

7.

（1）8.（3）9.

（2）10.（4）11.（3）12.（4）

13.

（2）

1.×

2.√3.√4.×

5.×

6.×

7.×

8.√9.√10.×

11.×

12.√

13.√14.√15.×

1.可根据以下三条标准来判断：

第一如无该元素，则植物生长发育不正常，不能完成生活史；

第二植物缺少该元素时，呈现出特有的病症，只有加入该元素后才能逐渐转向正常；

第三该元素对植物的营养功能是直接的，绝对不是由于改善土壤或培养基的物理、化学和微生物条件所产生的间接效应。

2.

（1）调节水分代谢钾在细胞中是构成渗透势的主要成分，对水分吸收和运转有重要作用。

钾还能调节气孔开闭，从而调节蒸腾作用。

（2）钾是某些酶的活化剂目前已知钾在