第二章 植物的水分代谢.docx
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第二章植物的水分代谢
第2章 植物的水分代谢
一、名词解释
1.水分代谢
2.自由水
3.束缚水
5.化学势
7.水势
10.渗透作用
11.半透膜
12.溶质势势降低的数值。
溶质势表示溶液中水分潜在的渗透能力的大小,因此,溶质势又可称为渗透势(osmosispotential,π)。
溶质势可用ψs=RTlnNw/VW,m公式计算,也可按范特霍夫公式ψs=ψπ=-iCRT计算。
13.衬质势
14.压力势
15.重力势。
16.膨压
17.集流
18.质壁分离
20.水通道蛋白
22.吸胀作用
23.根压
24.伤流
25.吐水
29水分临界期。
30.蒸腾效率
31.蒸腾系数
40、被动吸水
41、等渗溶液
42、主动吸水
二、填空题
1.将一植物细胞放人纯水(体积很大)中,达到平衡时测得其ψw为-0.26Mpa,那么该细胞的ψp为ψw为。
3.将一植物细胞放入ψw=-0.8MPa的溶液(体权相对细胞来说很大)中,吸水达到平衡时测得细胞的ψs=-o.95MPa,则该细胞内的ψp为,ψw为。
4.某种植物形成5g干物质消耗了2.5Kg水,其蒸腾效率为蒸腾系数为。
5.植物体内自由水/束缚水比值降低时,植物的代谢活动,抗逆性。
8.利用质壁分离现象可以判断细胞、细胞的以及观测物质透过原生质层的难易程度。
9.根系吸水有主动吸水和被动吸水两种方式,前者的动力是,后者的动力是。
10.和纯水相比,含有溶质的水溶液其冰点,渗透势。
11.在干旱条件下,植物为了维持体内的水分平衡,一方面要,一方面要尽量。
12.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。
14.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。
17.一般认为,植物细胞吸水时起到半透膜作用的是:
、和三个部分。
19.细胞中的自由水越多,原生质粘性________,代谢 _____,抗性________ 。
21. 植物细胞发生初始质壁分离时,其Ψw =________;当细胞吸水达到饱和时,其Ψw= ________ 。
22. 一般植物细胞Ψw= _________;当细胞刚发生质壁分离时,其Ψw= __________ 。
23. 液泡化的植物细胞,其水势主要由________和_________组成,而________可以忽略不计。
27.种子萌发时靠________作用吸水,其吸水量与_________有关。
28.分生组织主要依靠 ________吸水,形成液泡的细胞主要靠_______ 吸水。
30.下列吸水过程中水势的组分分别是:
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= ________;成长植株的细胞吸水Ψw=________;
31.当细胞发生质壁分离时,压力势为________,细胞的水势等于_________,当细胞水势等于零时,细胞的_______势和_________势相等,但方向 ______ 。
32.当细胞处于质壁分离时,Ψp= _________,Ψw= _______;当细胞充分吸水完全膨胀时,Ψp= __________ ,Ψw=_______;在细胞初始质壁分离与充分吸水膨胀之间,随着细胞吸水,Ψs=______,Ψp=_______,Ψw= _______。
35.一个细胞的Ψs=-1.9Mpa,Ψp=0.9Mpa将其放入装有纯水的烧杯中,当达到平衡时细胞体积增加了30%,该时细胞的Ψs为______,Ψp为_______,ΨW为______。
36.植物根部吸水能力最强的部位为______,因为_______ 。
38.植物从叶尖、叶缘分泌液滴的现象称为_______,其动力是___________ 。
40.在暖湿天气条件下,植物吸水动力主要是______,在干热天气下,植物吸水动力主要是________。
41.一般说来,蒸腾强烈的植物,吸水主要是由_____引起的,蒸腾程度很弱的植物,吸水主要由 _____引起。
45.根系吸水动力有________和____两种。
前者与_____有关,后者则与________有关。
48.植物失水有_______和_________两种方式。
49.蒸腾可促进植物体内的_______和_______向上运输,又可避免叶面受到________害。
51.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。
58.提高保卫细胞内________、________和________等可使气孔关闭。
59.气孔开闭的无机离子吸收(K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__________,引起主动吸收 __________离子,降低保卫细胞的水势而使气孔开放。
60.在光下由于进行光合作用,保卫细胞内_______减少,导致pH上升,________酶在pH降低时把_______转变为________,使水势________,气孔 ________。
63.常用的蒸腾作用指标是_________、________和__________。
69.植物水分代谢的三个过程为_______、________和_________。
73.作物灌水的生理指标有_______、________和_________。
74.当水势作为植物灌溉的指标时,以_________较为可靠。
二、判断是非并改正
1.等渗溶液就是摩尔数相等的溶液。
()
2.纯水的水势为零,叶片完全吸水膨胀时水势也为零,因此此时叶片内水为纯水。
()
3.蒸腾拉力引起被动吸水,这种吸水与水势梯度无关。
()
4.细胞间水分流动的方向取决于它们的水势差。
()
5.植物对水分的吸收、运输和散失过程称为蒸腾作用。
()
6.将一充分吸水饱和的细胞放入比其细胞液浓度低10倍的溶液中,其体积变小。
()
7.溶液的渗透势等于其渗透压的负值,因此可用公式:
ψs=-icRT来计算。
()
8.从植物受伤或折断处溢出液体的现象称为伤流,通过测定伤流的量分可以了解根系生理活动的强弱。
()
9.在正常晴天情况下,植物叶片水势从早晨→中午→傍晚的变化趋势低→高→低。
()
10.将一植物细胞放入与其渗透势相等的糖溶液中,该细胞既不吸水也不失水。
()
11.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。
()
12.有一充分饱和的细胞,将其放入比细胞液浓度低50倍的溶液中,则体积不变。
()
13.1M蔗糖溶液和1MNaCI溶液的渗透势是相同的。
()
14.氢键的存在是水的比热和气化热都高的重要因素。
()
15、植物被动吸水的动力来自叶片的蒸腾作用所产生的蒸腾拉力,而与相邻细胞间的水势梯度无关。
()
16、已液泡化的植物活细胞,因其原生质体被水分所饱和,所以衬质势所占比例很小。
()
17、植物的水势低于空气的水势,所以水分才能蒸发到空气中。
()
18、植物细胞的水势永远是负值,而植物细胞的压力势却永远是正值。
()
19、一个细胞放入某浓度的溶液中时,若细胞液浓度与外界溶液的浓度相等,则细胞水势不变。
()
四、问答题与计算题
2.植物在纯水中培养一段时间后,如果给水中加入一些盐,植物会发生暂时萎焉,为什么?
3.干旱时不宜给植物施肥,为什么?
4.为什么夏季晴天中午不能用井水浇灌作物?
6.一植物细胞的ψw=-0.8MPa,在初始质壁分离时ψs=-1.6MPa,设该细胞在初始质壁分离时比原来体积缩小4%,计算其原来的ψs和ψp。
12.土壤里的水从植物的哪部分进入植物,又从哪部分离开植物,其间的通道如何?
动力如何?
13.植物受涝后,叶片为何会萎蔫或变黄?
14.植物如何维持其体温的相对恒定?
15.低温抑制根系吸水的主要原因是什么?
16.以下观点是否正确,为什么?
(1)一个细胞放入某一浓度的溶液中时,若细胞液浓度与外界溶液的浓度相等,则体积不变。
(2)若细胞的Ψp=-Ψs,将其放入某一溶液中时,则体积不变。
(3)细胞的Ψw=Ψs,将其放入纯水中,则体积不变。
(4)有一充分饱和的细胞,将其放入比细胞液浓度低50倍的溶液中,则体积不变。
17.简述有关气孔开闭的无机离子(K+)吸收学说。
18.设一个细胞的Ψw=-8巴,初始质壁分离时的Ψs=-16巴,假若该细胞在初始质壁分离时比原来的体积缩小4%,计算其原来的Ψs和Ψp各为多少巴?
19.简述植物叶片水势的日变化
20.植物代谢旺盛的部位为什么自由水较多?
21.简述气孔开闭的主要机理。
22.什么叫质壁分离现象?
研究质壁分离有什么意义?
23.分析产生下列实验结果的机理
生长旺盛的麦苗在适温、高温条件下:
(1)加水,有吐水现象;
(2)加20%Nacl无明显吐水;(3)冷冻处理,无明显吐水
24.在农业生产上对农作物进行合理灌溉的依据有哪些?
26.夏季土壤灌水,最好在早晨或傍晚进行较为合理,为什么?
28.在正常的和干热的天气条件下,气孔开闭的日变化曲线有何不同,为什么?
31.何谓根压,怎样证明根压的存在?
32.举例说明植物存在主动吸水和被动吸水?
34.化肥施用过多为什么会产生“烧苗”现象?
38.为什么在植物移栽时,要剪掉一部分叶子,根部还要带土?
39.夏季中午植物为什么经常出现萎蔫现象?
41.光是怎样引起植物的气孔开放的?
42.试述水分对植物的生理生态作用?
第3章植物的矿质与氮素营养
一、名词解释
溶液培养法
砂基培养法
被动吸收
主动吸收。
|
膜转运蛋白
离子通道
载体
共转运
生理酸性盐
生理碱性盐
生理中性盐
单盐毒害团。
离子拮抗
平衡溶液
叶面营养
诱导酶
硝酸还原酶
单盐毒害
平衡溶液
41、离子拮抗
42、养分临界期
43、再利用元素
45、外连丝
46.植物营养最大效率期
47.协同效应
二、填空题
1.确定某种元素是否为植物必需元素时,常用法。
2.现已确定,植物必需大量元素有;微量元素有。
3.下列各酶含有什么金属离子:
碳酸酐酶,多酚氧化酶,细胞色素氧化酶,过氧化氢酶,固氮酶。
5.华北、西北地区果树小叶病是因为缺乏元素的缘故。
6.油菜花而不实由于缺引起。
7.豆科植物的共生固氮作用需要三种元素参与,它们是、和。
8.离子扩散的方向取决于和的相对数值大小。
10.一般来说,外界溶液的pH值对根系吸收盐分的影响是,阳离子的吸收值随pH的,而阴离子的吸收随pH的。
11.(NH4)2SO4是属于生理性盐,NaNO3是属于生理性盐。
14.根部吸收的无机离子是通过向上运输的,但也能横向运输到。
喷在叶面的有机和无机物质是通过运输到植株各部分的。
衰老器官解体的原生质与高分子颗粒还可通过向新生器官转移。
15.是表皮细胞外壁的通道,它从角质层的内表面延伸到表皮细胞的质膜,其中充满表皮细胞原生质体的分泌物。
16.在16种植物面必需元素中,只有4种不存在于灰分中。
17.这所以被称为肥料三要素,这是因为。
19.从无机氮所形成的第一个有机氮化合物主要是。
20.根吸收矿质元素最活跃的区域是。
对于难于再利用的必需元素,其缺乏症状最先出现在。
21.可再利用的元素从老叶向幼嫩部分的运输通道是。
22.根外追肥时,喷在叶面的物质进入叶细胞后,是通过通道运输到植物多部分的。
23.亚硝酸还原成氨是在细胞的中进行的。
对于非光合细胞,是在中进行的;而对于光合细胞,则是在中进行的。
24.根对矿质元素的吸收有主动吸收和被动吸收两种,在实际情况下,以吸收为主。
25.水稻等植物叶片中天冬酰胺的含量可作为诊断的生理指标。
28.硝酸盐还原速度白天比夜间,这是因为叶片在光下形成的和
能促进硝酸盐的还原。
33.研究矿质营养常用的方法有______和 _______。
34. 确定必需元素的三条标准是____________、_____________和________ 。
39.老叶和茎秆出现红色或紫色常是因为缺______所致,它使基部茎叶片积累大量_______,合成________,所以产生红色。
41.缺Ca的显著症状是_______,因为Ca是构成_______的成分之一。
43. 缺Mg能影响______合成,从而引起_______症状。
44.缺Mg会影响_______合成,从而引起脉间________症状。
45.缺Fe能影响_______合成,从而引起________缺绿。
49.油菜“花而不实”与缺元素_______有关;豆科植物根瘤发育不好与缺元素______有关。
50.在必需元素中,金属元素_______与生长素合成有关,而_______和______则与光合作用分解水,释放氧气有关。
53.缺乏必需元素 _______、________、_______、 _________ 等,均可引起植物产生缺绿病。
55.缺N和缺Fe都能引起缺绿病,二者区别在于缺氮______发病,缺铁______发病。
56.植物必需元素中,_______元素与生长素有关,_________等元素参与光合作用中水的分解。
58.当缺乏______、________、_______等元素时,其病症先在嫩叶或生长点出现。
59.当缺乏_______、________、________等元素时,其病症先在老叶出现。
62.植物细胞吸收矿质元素的三种方式为_______、________ 和 ________。
63.离子扩散除取决于化学势梯度外,还取决于_______梯度,二者合起来称为_______。
66.支持载体学说的实验证据是_______和________现象的存在。
67.长期施用硝态氮肥,可能导致土壤__________,故称这类化肥为________盐。
68.土壤中施用NH4NO3,土壤pH________,因此该化肥属于________盐。
73.根外追肥和喷药等,主要是通过________和_______进入植物体的。
78.根部吸收矿质元素,其向上运输的动力是_______和________。
79.栽培叶菜类应多施____肥,栽培块根、块茎作物在后期应多施______肥。
81.植物合理施肥的指标有_____,______,_____和______ 等。
83.水稻叶鞘中的________含量过高,常是N营养缺乏的指标。
85.白菜干心病、苹果疮痂病与缺元素 _______有关;幼叶先期脉间失绿,后呈灰白色与缺元素________有关。
四、判断是非并改正
1.植物吸收矿质元素最活跃区域是根尖分生区。
()
2.植物从土壤溶液中既吸收硝态氮,又吸收铵态氮。
()
3.植物吸收矿质元素和水分间的关系是正相关。
()
4.NH4NO3属于生理酸性盐,(NH4)2SO4属于生理碱'性盐。
()
5.植物体内的钾一般不形成稳定的结构物质。
()
6.缺N时植物的幼叶首先变黄。
()
7.温度越高,细胞膜的透性就越高,也就越有利于矿质元素的吸收。
()
8.植物根系通过被动吸收达到杜南平衡时,细胞内阴阳离子的浓度都相等。
()
9.氮不是矿质元素,而是灰分元素。
()
10.同族的离子间不会发生拮抗作用。
()
11.固氮酶具有对多种底物起作用的功能。
()
12.用毛笔蘸一些0.5%硫酸亚铁溶液,在幼叶上写一个“Mg”字,五天后在叶片上出现了一个明显的绿色,“Mg”字,表明该植物缺镁而缺铁。
()
13.根部吸收各离子的数量不与溶液中的离子成比例。
()
14.把固氮菌(Azotobacter)培养在含有15NH3的培养基中,固氮能力立刻停止。
()
15.植物吸收矿质元素最活跃的区域是根尖的分生区。
()
16.N、P、K之所以被称为“肥料三要素”,是因为它们比其它必需矿质元素更重要。
()
17.所有植物完全只能依靠根吸
以提供其生长发育必需的硫元素。
()
五、问答题
1.植物必需元素具备哪些条件?
2.根外施肥有哪些优点?
3.试述矿质元素的综合生理作用。
4.植物营养必需的大量元素有哪几种?
其中哪些是以阴离子状态被吸收?
哪些以阳离子状态被吸收?
哪些可以以阴离子或阳离子状态吸收?
写出这些离子,并讨论外界溶液pH对阴、阳离子吸收的影响。
5.现配制了4种溶液(表3.1),每种溶液的总浓度都相同。
用这些液培养已发育的小麦种子,14d后测得数据如表3.1所示。
请分析其结及原因。
表3.1小麦的溶液培养
处理
溶液
根长/mm
1
NaCl
159
2
CaCl2
70
3
NaCl+CaCl2
254
4
NaCl+CaCl2+KCl
324
6.用溶液培养法研究番茄的氮、磷、钾元素缺乏症时,忘记培养缸上贴标签。
培养21d后发现A处理的番茄叶片卷缩。
有缺绿斑,叶边枯焦,老叶症状比幼叶的更为显著。
B处理的番班叶干黄脱落,幼叶灰绿,叶柄叶脉呈紫色,根细而长,幼叶较老的缺乏症轻,整株生长缓慢。
C处理的番茄叶片紫红色,叶及叶柄上有坏死斑,老叶症状较幼叶症状更明显,根系发育差,整枝生长慢。
请你根据这些症状,为不同处理的培养缸补贴标签。
10.支持矿质元素主动吸收的载体学说有哪些实验证据?
并解释之。
11.N肥过多时,植物表现出哪些失调症状?
为什么?
13.肥料适当深施有什么好处?
14.为什么在石灰性土壤上施用
时,作物的长势较施用
的好?
15.为什么叶中的天冬酰胺或淀粉含量可作为某些作物施用N肥的生理指标?
22.在含有Fe、K、P、Ca、B、Mg、Cu、S、Mn等营养元素的培养液中培养棉花,当棉苗第四片叶展开时,在第一片叶上出现了缺绿症,问该缺乏症是由于上述元素中哪种元素含量不足而引起的?
为什么?
27.影响植物根部吸收矿质的主要因素有哪些?
28.何为根外营养?
其结构基础是什么?
它有何优越性?
29.试述盐分吸收与水分吸收的关系?
30.为了确切地证实某种元素是植物必需的微量元素,要做哪些实验?
32.试述根部吸收矿质的过程。
33.试述矿物质在植物体内运输的形式与途径,可用什么方法证明?
34.什么是营养临界期及营养最大效率期?
它们对作物产量形成有何影响?
35.为什么说施肥增产的原因是间接的?
主要表现在哪些方面?
36.为使肥效充分发挥,生产上常采取哪些主要措施?
37.必需矿质元素应具备哪几条标准?
目前已知植物必需元素共有多少种?
其中大量与微量元素各为多少种?
各是指哪些元素?
38.作物矿质元素是否缺乏,如何诊断?
40.根部吸收离子的数量总与土壤溶液(或培养液)中离子的数量成比例,对吗?
为什么?
41.为什么在正常情况下植物体内亚硝酸盐(
)不会积累?
44.施肥如何才能做到合理?
46.何谓溶液培养?
它在管理方面应注意什么?
47.缺氮与缺铁为什么都能引起缺绿病,二者症状区别在哪里?
48.怎样才能证明某种元素是植物的必需?
在进行这一工作时应注意些什么?
49.为什么说水分和矿质元素的吸收是两个既相对独立,又有密关系的生理过程。
53.如何理解“麦浇芽”、“菜浇花”?
54.浅谈矿质营养在植物体内的运输。
56.简述植物NO3-与光合作用的关系。
61.如何提高植物养分利用效率?
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