植物生理学试题集与题解

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，植物不可避免的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。 3．试述水分跨过细胞膜的途径。

水分跨过细胞膜的途径有两条， 一是单个水分子通过膜脂双分子层扩散到细胞内；二是水分通过水孔蛋白进入细胞内。 4．根据细胞质壁分离和质壁分离复原的实验，说明它可解决哪些问题？

(1)说明细胞膜和细胞质层是半透膜。(2)判断细胞死活。只有活细胞的细胞膜和细胞质层才是半透膜，才有质壁分离现象。如果细胞死亡，则不能产生质壁分离现象。(3)测定细胞液的渗透势和水势。

5．有 A、B 两个细胞，A细胞的ψπ=-0.9MPa，ψp=0.5MPa；B 细胞的ψπ=-1.2MPa，ψp=0.6MPa，试问两细胞之间水流方向如何？为什么？ ．由 A 细胞流向 B 细胞。因为 A 细胞的ψw=-0.4MPa >B 细胞ψw=-0.6MPa。

6．在 27℃时，0.5mol·L -1 的蔗糖溶液和 0.5mol·L -1 的 NaCl 溶液的ψw 各是多少？(0.5 mol·L -1 NaCl 溶液的解离常数是 1.6)。

0.5mol·L -1 蔗糖溶液的ψw 是-1.24MPa；0.5mol·L -1 NaCl 溶液的ψw为-1.98MPa。 7．如果土壤温度过高对植物根系吸水有利或是不利？为什么？

不利。因为高温加强根的老化过程，使根的木质化部位几乎到达尖端，吸收面积减少，吸收速率下降；同时，温度过高，使酶钝化；细胞质流动缓慢甚至停止。

8．根系吸水有哪些途径并简述其概念。

有 3 条途径：质外体途径：指水分通过细胞壁，细胞间隙等部分的移动方式。跨膜途径：指水分从一个细胞移动到另一个细胞，要两次经过质膜的方式。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的方式。 9．判断下列观点是否正确并说明原因。

(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，细胞体积不变。

该论点不正确。因为除了处于初始质壁分离状态的细胞之外，当细胞液浓度与外溶液浓度相等时，由于细胞ψp 的存在，因而细胞液的水势会高于外液水势而发生失水，体积就会变小。

(2)若细胞的ψp=-ψπ，将其放入 0. 1 mol·L -1 的蔗糖溶液中时，细胞体积不变。 该论点不正确。因为该细胞ψw=0，把该细胞放入任一溶液时，都会失水，体积变小。 (3)若细胞的ψw=ψπ，将其放入纯水中，细胞体积不变。

该论点不正确。因为当细胞的ψw=ψπ时，该细胞ψp=0，而ψw 为负值，即其ψw 低于 0，将其放入纯水(ψw=0)中，故细胞吸水，体积会变大。

10．试述蒸腾作用的生理意义。 (1)是植物对水分吸收和运输的主要动力。 (2)促进植物对矿物质和有机物的吸收及其在植物体内的转运。 (3)能够降低叶片的温度，以免灼伤。 11．试述在光照条件下气孔运动的机理。

气孔运动机理假说有以下几种： (1)淀粉-糖变化学说。 在光照下保卫细胞进行光合作用合成可溶性糖。另外由于光合作用消耗 CO2 使保卫细胞 pH值升高，淀粉磷酸化酶水解细胞中淀粉形成可溶性糖，细胞水势下降，当保卫细胞水势低于周围的细胞水势时，便吸水膨胀使气孔张开。 (2)K + 离子吸收学说。在光照下，保卫细胞质膜上具有光活化的 H + 泵ATP 酶，H + 泵 ATP 酶分解光合磷酸化和氧化磷酸化产生的 ATP，并将 H + 分泌到细胞壁，结果产生跨膜的 H + 浓度梯度和膜电位差，引起保卫细胞质膜上的 K + 通道打开，外面的 K + 进入到保卫细胞中来，Cl - 也伴随着 k + 进入，以保证保卫细胞的电中性，保卫细胞中积累较多的 k + 和 Cl - ，水势降低。保卫细胞吸水，气孔就张开。 (3)苹果酸生成学说，在光下保卫细胞内的CO2 被利用，pH 值上升，剩余的 CO2 就转变成重碳酸盐，淀粉通过糖酵解作用产生的磷酸烯醇式丙酮酸 PEP 在 PEP 羧化酶作用下与 HCO3 － 作用形成草酰乙酸，然后还原成苹果酸，保卫细胞苹果酸含量升高，降低水势，保卫细胞吸水，气孔张开。 12．试述在暗条件下气孔关闭的机理。

叶片气孔在暗条件下会关闭，这是因为在暗的情况下：（1）保卫细胞不能进行光合作用合成可溶性糖；且由于 pH 值降低，原有的可溶性糖向淀粉合成方向转化；（2）原有的苹果酸可能向外运出或向淀粉的合成方向进行；（3）K+和Cl-外流。最终使保卫细胞中的可溶性糖、苹果酸K+和Cl-浓度降低，水势升高，水分外渗，气孔关闭。 13．试说明影响蒸腾作用的内部因素和外界因素。

内部因素：内部阻力是影响蒸腾作用的内在因素，凡是能减少内部阻力的因素，都会促进蒸腾速率，如气孔频度、气孔大小等。另外叶片内部体积大小也影响蒸腾作用。 外部因素：光照、空气相对湿度、温度、风等。 14．小麦的整个生育期中哪两个时期为水分临界期？

第一个水分临界期是分蘖末期到抽穗期(孕穗期)，第二个水分临界期是开始灌浆到乳熟末期。 15．近年来出现的灌溉技术有哪些？有什么优点？ 答：有两种技术：喷灌技术和滴灌技术

喷灌技术：指利用喷灌设备将水喷到作物的上空成雾状，再降落到作物或土壤中。 滴灌技术：是指在地下或土表装上管道网络，让水分定时定量地流出到作物根系的附近。 上述 2 种方法都可以更有效地节约和利用水分，同时使作物能及时地得到水。 16．若给作物施肥过量，作物会产生伤害，试述其原因。

施肥过量，会使土壤溶液的水势变低，若植物的根部水势高于土壤溶液的水势时，根部不但吸不了水，反而根部会向外排水，时间一长，植物就会产生缺水，表现出萎蔫。

17．Descibe water transmembrane transport pathways.

18．Explain why the stomatal opening in the light and the stomatal closed in dark.

第二章 植物的矿质营养

一、英译中（Translate）

1、mineral element矿质营养2、pinocytosis胞饮作用3、passive absorption被动吸收4、essential element必需元素5、macroelement大量元素6、ash element灰分元素7、fluid mosaic model流动镶嵌模型8、phospholipid bilayer磷脂双分子层9、extrinsic protein外在蛋白10、intrinsic protein内在蛋白11、integral protein整合蛋白12、ion channel transport离子通道运输13、membrane potential gradient膜电位差14、electrochemical potential gradient电化学势梯度15、passive transport被动运输16、uniport carrier单向运输载体17、symporter同向运输器18、antiporter反向运输器19、ion pump离子泵20、proton pump transport质子泵运输21、active transport主动运输22、calcium pump钙泵23、selective absorption选择吸收24、physiologically acid salt生理酸性盐25、physiologically alkaline salt生理碱性盐26、physiologically neutral salt生理中性盐27、toxicity of single salt单盐毒害28、ion antagonism离子拮抗作用29、balanced solution平衡溶液30、exchange adorption交换吸附31、ectodesma外连丝32、induced enzyme诱导酶33、transamination氨基交换作用34、biological nitrogen fixation生物固氮35、nitrogenase固氮酶36、transport protein转运蛋白37、nitrate reductase硝酸还原酶38、critical concentration临界浓度 三、名词解释(Explain the glossary)

1、 矿质营养： 亦称无机营养， 指植物在生长发育时所需要的各种化学元素。

2、必需元素：指植物正常生长发育所必需的元素，是19 种，包括 10 种大量元素和 9种微量元素

3、大量元素：亦称常量元素，是植物体需要量最多的一些元素，如碳、氧、氢、氮、磷、钾、硫、钙、镁、硅等。 4、胞饮作用：指物质吸附于质膜上，然后通过膜的内折而将物质转移到细胞内的过程。

5、交换吸附：指根部细胞在吸收离子的过程中，同时进行着离子的吸附与解吸附。这时，总有一部分离子被其他离子所置换，这种现象

就称交换吸附。

6、离子交换：是植物吸收养分的一种方式，主要指根系表面所吸附的离子与土壤中离子进行交换反应而被植物吸收的过程。

7、离子拮抗作用：当在单盐溶液中加入少量其他盐类时，单盐毒害所产生的负面效应就会逐渐消除， 这种靠不同离子将单盐毒害消除的

现象称离子拮抗作用。

8、被动吸收：亦称非代谢吸收。是一种不直接消耗能量而使离子进入细胞的过程，离子可以顺着化学势梯度进入细胞。

9、氮素循环：亦称氮素周转。在自然界中以各种形式存在的氮能够通过化学、 生物、 物理等过程进行转变， 它们相互间即构成了所谓

的氮素循环。

10、生物固氮：指微生物自生或与动物、植物共生、通过体内固氮酶的作用，将空气中的氮气转化为含氮化合物的过程。

11、微量元素：是植物体需要量较少的一些元素如铁、锰、铜、锌、硼、钼、镍、氯、钠等，这些元素只占植物体干重的万分之几或百分

之几。

12、选择吸收：根系吸收溶液中的溶质要通过载体，而载体对不同的溶质有着不同的反应， 从而表现出根系在吸收溶质时的选择性。 这

就是所谓的选择性吸收。

13、主动吸收：亦称代谢吸收。指细胞直接利用能量做功，逆着电化学势梯度吸收离子的过程。 14、诱导酶：指一种植物体内原本没有，但在某些外来物质的诱导下所产生的酶。

15、转运蛋白：指存在于细胞膜系统中具有转运功能的蛋白质，主要包括通道蛋白与载体蛋白两类。 16、 矿化作用： 指土壤中的有机质通过微生物的活动转化为矿物质的过程。

17、氮素代谢：氮元素及含氮化合物在生物体内同化、异化、排出等整个过程，被称为氮素代谢。

18、养分临界期：指植物在生长发育过程中，对某种养分需要量并不很大，但却是必不可少的时期。 在此阶段若养分供应不足， 就会对

植物的生长发育造成很大影响，而且以后难以弥补。

19. Carriers： Membrane-transport proteins that bind to solute，undergo conformational change, and release the solute on

the other side of the membrane.

20. Channels： Transmembrane proteins that function as selective pores for passive transport of ions or water across the

membrane.

21. Cotransport ：The simultaneous transport of two solutes by the same carrier.Usually one solute is moving down its

chemical-potential gradient, while the other is moving against its chemical-potential gradient.

22. Lipid bilayer ：The core of cellular membranes formed by two layers of phospholipid molecules facing each other through their nonpolar tails.

23. Primary active transport ：The direct coupling of a metabolic energy sourcesuch as ATP hydrolysis, oxidation-reduction

reaction, or light absorption to active transport by a carrier protein.

24. Active transport： The use of energy to move a solute across a membrane against a concentration gradient, a potential

gradient, or both (electrochemical potential) .Uphill transport.

25. Biological nitrogen fixation： Nitrogen fixation carried out by bacteria or blue-green algae (cyanobacteria); about 90%

of all nitrogen fixation on Earth.

26. Micronutrient： Minerals obtained from the soil and present in plant tissues at concentrations usually less than 3 μmol

g -1 dry matter. Chloride, iron, boron, manganese, sodium, zinc, copper, nickel, molybdenum.

27. Secondary active transport ：Active transport that uses energy stored in the proton motive force or other ion gradient,

and operates by symport or antiport.

28. Symport ：A type of secondary active transport in which two substances are moved in the same direction across a membrane. 29. Apoplastic pathway： The route by which water and water-soluble solutes move exclusively through the cell walls without

crossing any membranes. 四、是非题（True or false）

（ ）1、被种在同一培养液中的不同植物，其灰分中各种元素的含量不一定完全相同。 （ ）2、植物的必需元素是指在植物体内含量很大的一类元素。 （ ）3、钙离子与绿色植物的光合作用有密切关系。

（ ）4、铁、氯这两种元素是植物需要很多的，故为大量元素。 （ ）5、植物缺氮时，植株矮小，叶小色淡或发红。

（ ）6、植物的微量元素包括氯、铁、硼、锰、钠、锌、铜、镍、钼等 9 种元素。 （ ） 7、 植物从士壤溶液中既能吸收硝态氮 （NO3 - ） 又能吸收铵态氮。 ( ) 8、质膜上的离子通道运输是属于被动运输。

（ ）9、载体蛋白有 3 种类型，分别是单向运输载体，同向运输器和反向运输器。 （ ）10、植物细胞质膜上 ATP 酶活性与吸收无机离子有正相关。

（ ）11、胞饮作用是一种非选择性吸收，它能在吸水的同时，把水中的矿物质一起吸收。 （ ）12、植物从环境中吸收离子时具选择性，但对同一种盐的阴离子和阳离子的吸收上无差异。 （ ）13、单盐毒害现象中对植物起有害作用的金属离子不只一种。 （ ）14、交换吸附作用与细胞的呼吸作用有密切关系。 （ ）15、植物根中吸收矿质元素最活跃的区域是根毛区。

（ ）16、温度是影响根部吸收矿物质的重要条件，温度的增高，吸收矿质的速率加快，因此，温度越高越好。 （ ）17、Na NO3 和（NH4）2SO4 都是生理碱性盐。 （ ）18、硝酸还原酶是含钠的酶.

（ ）19、诱导酶是一种植物本来就具有的一种酶。 （ ）20、植物体内的钾一般都是形成稳定的结构物质。 （ ）21、一般植物对氮的同化在白天快于夜晚。

（ ）22、硝酸还原酶和亚硝酸还原酶，前者不是诱导酶，而后者是。 （ ）23、植物缺磷时，叶小且深绿色。

（ ）24、载体运输离子的速度比离子通道运输离子的速度要快。 （ ）25、质子泵运输H + 需要 ATP 提供能量。

（ ）26、根部叫吸收的矿质元素主要通过本质部向上运输，也能拱向运输到韧皮部后再向上运输。

（ ） 27、 叶片吸收的离子在茎内向下或向下运输途径主要是韧皮部，同样也可以横向运输到木质部，继而上下运输。

（ ）28、Solution culture(hydroponics) is used to determine which macronutrient and micronutrients are used by plants. （ ）29、Some plants are not photosynthetic and must depend upon bacteria in their root nodules for nutrients.

（ ）30、Entry of mineral ions into the xylem is regulated by cells of the cortex.

1、√ 2、× 3、√ 4、× 5、√ 6、√ 7、√ 8、√ 9、√10、√ 11、√ 12、× 13、× 14、√ 15、√ 16、× 17、×18、× 19、× 20、× 21、√ 22、× 23、√ 24、× 25、√26、√ 27、√ 28、√ 29、× 30、× 五、选择题（Choose the best answer for each question）

1、氮是构成蛋白质的主要成分，占蛋白质含量（ ） A、10%—20% B、16—18% C、5%—10% 2、根据科学实验的测定，一共有（ ）种元素存在于各种植物体中。A50 多种 B、60多种 C、不多于 50种 3、到目前为止，植物生长发育所必需的矿质元素有（ ）种。 A、16 B、13 C、19 4、下列元素中，属于必需的大量元素有（ ）A、铁 B、氮 C、硼

5、 高等植物的老叶由于缺少某一种元素而发病， 下面元素属于这一类的有（ ）A、氮 B、钙 C、铁 6、植物吸收离子最活跃的区域是（ ）A、根毛区 B、分生区 C、伸长区

7、流动镶嵌膜模型的主要特点是（ ）A、膜的稳定性 B、膜的流动性 C、膜的多择性 8、植物体缺硫时，发现有缺绿症，表现为（ ）A、只有叶脉绿 B、叶脉失绿 C、叶全失绿

9、豆科植物共生固氮作用有 3种不可缺少的元素，分别是（ ）A、硼、铁、钼 B、钼、锌、镁 C、铁、钼、钴 10、在植物细胞对离子吸收和运输时，膜上起质子泵作用的是（ ）A、H + —ATPase B、NAD 激酶 C、H2O2 酶 11、下列盐当中，哪个是生理中性盐（ ）A、（NH4）2SO4 B、NH4NO3 C、NaNO3 12、栽培叶菜类时，可多施一些（ ）A、氮肥 B、磷肥 C、钾肥 13、植物的主要氮源是（ ）A、无机氮化物 B、有机氮化物 C、游离氮类

14、质膜上的离子通道运输属于哪种运输方式。（ ）A、主动运输 B、被动运输 C、被动运输和主动运输 15、膜上镶嵌在磷脂之间，甚至穿透膜的内外表面的蛋白质称（ ）A、整合蛋白 B、周围蛋白 C、外在蛋白 16、在给土壤施过量的石灰之后，会导致植物缺什么元素？（ ）A、N 和 Ca B、Ca 和K C、Ca 和 P 17、植物体中含 P 量大致上等于含镁量，都为其干重的（ ）A、10% B、20% C、0.2%

18、用砂培法培养棉花，当其第 4 叶（幼叶）展开时，其第 1 叶表现出缺绿症。在下列三种元素中最有可能缺哪一种？（ ）

A、钾 B、钙 C、铁

19、植物吸收矿质元素和水分之间的关系是（ ）A、正相关 B、负相关 C、既相关又相互独立 20、植物根部吸收的离子向地上部运输时，主要靠通过（ ）A、质外体 B、韧皮部 C、共质体 21、反映植株需肥情况的形态指标中，最敏感的是（ ）A、相貌 B、叶色 C、株高 22、液泡膜H + -ATP 酶可被（ ）抑制 A、硫酸盐 B、碳酸盐 C、硝酸盐

23、Most minerals move into the xylem of the root’s vascular cylinder from the endoderm by

A、osmosis B、active transport C、movement down a concentration gradient D、movement against a concentration gradient 24、Which elements is not one of the three most common ones in a plant? A、carbon B、hydrogen C、oxygen D、sulfur 25、Carbon, hydrogen oxygen, nitrogen, potassium, calcium, magnesium, phosphorus, sulfur, and silicon are collectively known as

A、macronutrients B、micronutrients C、rare earth element D、beneficial elements

1、B 2、B 3、C 4、B 5、A 6、A 7、B 8、A 9、C 10、A 11、B 12、A 13、A 14、B 15、A 16、C 17、C 18、A 19、C 20、A 21、B 22、C 23、C 24、D 25、A 六、填空题（Put the best word in the blanks）

1、到目前所发现的植物必需的矿质元素有___19__ 种 ，它们是__碳、氢、氧、氮、磷、钾、硫、钙、镁、硅、铁、锰、硼、锌、铜、钼、

钠、镍、氯____。

2、植物生长所必需的大量元素有_____10___________种。 3、植物生长所必需的微量元素有_____9___种。

4、植物细胞对矿质元素的吸收有 4 种方式，分别为___离子通道运输__、__载体运输____ 、__离子泵运输____和___胞饮作用___。 5、常用____溶液培养____法确定植物生长的必需元素。

6、诊断作物缺乏矿质元素的方法有__化学分析诊断法______、____病症诊断法____和____加入诊断法____。 7、____质子浓度梯度____与___膜电位梯度_____合称电化学势梯度。

8、NH4NO3 属于生理___中_____性盐。NaNO3 属于生理___碱_____性盐。（NH4）2SO4 属于生理____酸_____性盐。

9、在发生单盐毒害的溶液中，若加入少量其它金属离子，即能减弱或消除这种单盐毒害，离子之间这种作用称为_离子拮抗作用____。 10、缺钙症首先会表现于植物的____嫩____叶上。

11、植物根尖吸收矿质离子最活跃的地区域是____根毛区____。