最新植物生理學(xué)(王忠)復(fù)習(xí)思考題與答案

1、第一章 植物細胞的結(jié)構(gòu)與功能復(fù)習(xí)思考題與答案(一) 解釋名詞原核細胞 (prokaryotic cell) 無典型細胞核的細胞，其核質(zhì)外面無核膜，細胞質(zhì)中缺少復(fù) 雜的內(nèi)膜系統(tǒng)和細胞器。由原核細胞構(gòu)成的生物稱原核生物( prokaryote )。細菌、藍藻等 低等生物屬原核生物。真核細胞 (eukaryotic cell) 具有真正細胞核的細胞，其核質(zhì)被兩層核膜包裹，細胞內(nèi)有結(jié) 構(gòu)與功能不同的細胞器， 多種細胞器之間有內(nèi)膜系統(tǒng)聯(lián)絡(luò) 。由真核細胞構(gòu)成的生物稱為真核 生物( eukayote )。高等動物與植物屬真核生物。原生質(zhì)體 (protoplast) 除細胞壁以外的細胞部分。包括細胞核、細胞器

2、、細胞質(zhì)基質(zhì)以及 其外圍的細胞質(zhì)膜。原生質(zhì)體失去了細胞的固有形態(tài)，通常呈球狀。細胞壁 (cell wall) 細胞外圍的一層壁，是植物細胞所特有的，具有一定彈性和硬度，界定 細胞的形狀和大小。典型的細胞壁由胞間層、初生壁以及次生壁組成。生物膜 (biomembrane) 構(gòu)成細胞的所有膜的總稱。 它由脂類和蛋白質(zhì)等組成 ，具有特定的結(jié) 構(gòu)和生理功能。按其所處的位置可分為質(zhì)膜和內(nèi)膜。共質(zhì)體 (symplast) 由胞間連絲把原生質(zhì)(包含質(zhì)膜，不含液泡)連成一體的體系。質(zhì)外體 (apoplast) 由細胞壁及細胞間隙等空間(包含導(dǎo)管與管胞)組成的體系。 內(nèi)膜系統(tǒng) (endomembrane sys

3、tem) 是那些處在細胞質(zhì)中，在結(jié)構(gòu)上連續(xù)、功能上相關(guān)，由膜 組成的細胞器的總稱。主要指核膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體以及高爾基體小泡和液泡等。細胞骨架 (cytoskeleton) 指真核細胞中的蛋白質(zhì)纖維網(wǎng)架體系，包括微管、微絲和中間纖 維等，它們都由蛋白質(zhì)組成，沒有膜的結(jié)構(gòu)，互相聯(lián)結(jié)成立體的網(wǎng)絡(luò)，也稱為細胞內(nèi)的微梁 系統(tǒng) (microtrabecular system)。細胞器 (cell organelle) 細胞質(zhì)中具有一定形態(tài)結(jié)構(gòu)和特定生理功能的細微結(jié)構(gòu)。依被膜的多少可把細胞器分為：雙層膜細胞器，如細胞核、線粒體、質(zhì)體等；單層膜細胞器，如內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、液泡、高爾基體、蛋白體等；無膜細胞器，如核糖

4、體、微管、微絲等。質(zhì)體 (plastid)植物細胞所特有的細胞器，具有雙層被膜，由前質(zhì)體分化發(fā)育而成，包括淀粉體、葉綠體和雜色體等。線粒體 (mitochondria) 真核細胞質(zhì)內(nèi)進行三羧酸循環(huán)和氧化磷酸化作用的細胞器。呈球狀、棒狀或細絲狀等，具有雙層膜。線粒體能自行分裂，并含有DNA RNA和核糖體，能進行遺傳信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯，但由于遺傳信息量不足，大部分蛋白質(zhì)仍需由細胞核遺傳 系統(tǒng)提供，故其只具有遺傳的半自主性。微管 (microtubule) 存在于動植物細胞質(zhì)內(nèi)的由微管蛋白組成的中空的管狀結(jié)構(gòu) 。其主要功 能除起細胞的支架作用和參與細胞器與細胞運動外，還與細胞壁、紡綞絲、中心粒

5、的形成有 關(guān)。微絲 (microfilament) 由絲狀收縮蛋白所組成的纖維狀結(jié)構(gòu)， 類似于肌肉中的肌動蛋白 ，可 以聚集成束狀，參與胞質(zhì)運動、物質(zhì)運輸，并與細胞感應(yīng)有關(guān)。高爾基體 (Golgi body) 由若干個由膜包圍的扁平盤狀的液囊垛疊而成的細胞器。它能向細 胞質(zhì)中分泌囊泡(高爾基體小泡) ，與物質(zhì)集運和分泌、細胞壁形成、大分子裝配等有關(guān)。核小體(nucleosome)構(gòu)成染色質(zhì)的基本單位。每個核小體包括200bp的DNA片斷和8個組蛋白分子。液泡 (vacuole) 植物細胞特有的，由單層膜包裹的囊泡。它起源于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體小泡。 在分生組織細胞中液泡較小且分散， 而在成熟植物細

6、胞中小液泡被融合成大液泡。 在轉(zhuǎn)運物 質(zhì)、調(diào)節(jié)細胞水勢、吸收與積累物質(zhì)方面有重要作用。溶酶體 (lysosome) 是由單層膜包圍，內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊泡狀細胞器，具有消化生物大分子 ，溶解細胞器等作用 。若溶酶體破裂 ，酸性水解酶進入細胞質(zhì) ，會引起細胞的自溶。 核糖體 (ribosome) 細胞內(nèi)參與合成蛋白質(zhì)的顆粒狀結(jié)構(gòu)，亦稱核糖核蛋白體。無膜包裹， 大致由等量的 RNA 和蛋白質(zhì)組成，大多分布于胞基質(zhì)中，呈游離狀態(tài)或附于粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 上，少數(shù)存在于葉綠體、線粒體及細胞核中。核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所，游離于胞基質(zhì)的 核糖體往往成串排列在mRNAt,組成多聚核糖體(polysome)，

7、這樣一條mRN/鏈上的信息可以同時用來合成多條同樣的多肽鏈。胞間連絲 (plasmodesma) 穿越細胞壁，連接相鄰細胞原生質(zhì)(體) 的管狀通道。它可由質(zhì)膜 或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜或連絲微管所構(gòu)成。流動鑲嵌模型 (fluid mosaic model) 由辛格爾 (S.L.singer) 和尼柯爾森 (G.L.Nicolson) 在 1972 年提出的解釋生物膜結(jié)構(gòu)的模型，認為液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層中鑲嵌著可移動的蛋白 質(zhì)，使膜具有不對稱性和流動性。細胞全能性 (totipotency) 每一個細胞中都包含著產(chǎn)生一個完整機體的全套基因 ，在適宜條 件下能形成一個新的個體。細胞的全能性是組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)。細

8、胞周期 (cell cycle) 從一次細胞分裂結(jié)束形成子細胞到下一次分裂結(jié)束形成新的子細胞所經(jīng)歷的時期?？梢苑譃镚1期、S期、G2期、M期四個時期。周期時間 (time of cycle) 完成一個細胞周期所需的時間。(二) 寫出下列符號的中文名稱，并簡述其主要功能或作用ER 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) (endoplasmic reticulum) ，交織分布于細胞質(zhì)中的膜層系統(tǒng)，內(nèi)與細胞核外被膜 相連，外與質(zhì)膜相連，并通過胞間連絲與鄰近細胞的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是蛋白質(zhì)、脂類、 糖類等物質(zhì)合成的場所，參與細胞器和細胞間物質(zhì)和信息的傳遞。RER 粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng) (rough endoplasmic reticul

9、um) ，富含核糖體的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，參與蛋白質(zhì)的 合成。RNA 核糖核酸 (ribose nucleic acid)，即含核糖的核酸。它由多個核苷酸通過磷酸二酯鍵連接而成，大部分存在于細胞質(zhì)中，少量存在于細胞核中。細胞內(nèi)的核糖核酸因其功能和性 質(zhì)的不同分為三種：轉(zhuǎn)移核糖核酸(tRNA)，分子量較小，在蛋白質(zhì)生物合成過程中，起著攜帶和轉(zhuǎn)移活化氨基酸的作用；信使核糖核酸(mRNA)以DNA為模板轉(zhuǎn)錄的一種單鏈核糖 核酸分子，是合成蛋白質(zhì)的模板；核糖體核糖核酸(rRNA)，分子量較大，同蛋白質(zhì)一起構(gòu)成核糖體，核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所。mtDNA 線粒體 DNA(mitochondrial DNA) ，線粒

10、體內(nèi)遺傳信息的載體。cpDNA 葉綠體 DNA(chloroplast DNA) ，葉綠體內(nèi)遺傳信息的載體。TAG 甘油三酯 (triacylglycerols) ，圓球體中主要含有的一種脂類。HRGP富含羥脯氨酸的糖蛋白(hydroxyproli neglycoprote in)，細胞壁結(jié)構(gòu)成分，在細胞防御和抗病性中起作用。PCD 細胞程序化死亡 (programmed cell death) ，受細胞自身基因調(diào)控的衰老死亡過程。它 有利于生物自身的發(fā)育，或有利于抵抗不良環(huán)境。G1期第1間隙期(gap1)，又稱DNA合成前期(pre-synthetic phase)，從有絲分裂完成到DNA復(fù)

11、制之前的時期，進行RNA與蛋白質(zhì)的合成，為DNA復(fù)制作準備。S期DNA復(fù)制期(synthetic phase)，主要進行DNA及有關(guān)組蛋白的合成。G2期第2間隙期(gap2)，又稱DNA合成后期(post-syntheticphase)，指DNA復(fù)制完到有絲分裂開始的一段間隙，主要進行染色體的精確復(fù)制，為有絲分裂作準備。M 期 有絲分裂期 (mitosis) ，按前期 (prophase) 、中期 (metaphase) 、后期 (anaphase) 和末 期(telophase)的次序進行細胞分裂。(三) 問答題1. 為什么說真核細胞比原核細胞進化？答：原核細胞沒有明顯的由核膜包裹的細胞核，

12、只有由若干條線型DNA勾成的擬核體，細胞體積一般很小，質(zhì)膜與細胞質(zhì)的分化簡單，除核糖體外，沒有其它亞細胞結(jié)構(gòu)，主要以無絲 分裂方式繁殖。而真核細胞有明顯的由兩層核膜包裹的細胞核，細胞體積較大，細胞質(zhì)高度 分化形成了各種大小不一和功能各異的細胞器 ，各種細胞器之間通過膜的聯(lián)絡(luò)形成了一個復(fù) 雜的內(nèi)膜系統(tǒng)， 細胞分裂以有絲分裂為主 。由于真核細胞出現(xiàn)復(fù)雜的內(nèi)膜系統(tǒng)和高度分化的 細胞器 ，使細胞結(jié)勾區(qū)域化 ，代謝效率提高 ，遺傳物質(zhì)穩(wěn)定 ，使它能組成高等的真核生物體。2. 典型的植物細胞與動物細胞的在結(jié)勾上的差異是什么？這些差異對植物生理活動有什么 影響？答：典型的植物細胞中存在大液泡 、質(zhì)體和細胞壁

13、 ，這是與動物細胞在結(jié)勾上的最主要差異 植物特有的細胞結(jié)勾對植物的生理活動以及適應(yīng)外界環(huán)境具有重要的作用。例如大液泡的存在使植物細胞與外界環(huán)境勾成一個滲透系統(tǒng)，調(diào)節(jié)細胞的吸水機能，維持細胞的堅挺，此外 液泡也是吸收和積累各種物質(zhì)的場所 。質(zhì)體中的葉綠體使植物能進行光合作用；而淀粉體能 合成并貯藏淀粉。細胞壁不僅使植物細胞維持了固有的形態(tài)，而且在物質(zhì)運輸、信息傳遞、 抗逆防病等方面都起著重要作用。3. 原生質(zhì)的膠體狀態(tài)與其生理代謝有什么聯(lián)系？ 答：原生質(zhì)膠體有溶膠與凝膠兩種狀態(tài)，當原生質(zhì)處于溶膠狀態(tài)時，粘性較小，細胞代謝活 躍，分裂與生長旺盛，但抗逆性較弱。當原生質(zhì)呈凝膠狀態(tài)時，細胞生理活性降低

14、，但對低 溫、干旱等不良環(huán)境的抵抗能力提高，有利于植物度過逆境。當植物進入休眠時，原生質(zhì)膠 體從溶膠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槟z狀態(tài)。4. 高等植物細胞有哪些主要細胞器？這些細胞器的結(jié)勾特點與生理功能有何聯(lián)系？ 答：高等植物細胞內(nèi)含有葉綠體、線粒體、微管、微絲、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體和液泡等細胞器。 這些細胞器在結(jié)勾與功能上有密切的聯(lián)系。(1) 葉綠體 具有雙層被膜 ，其中內(nèi)膜為選擇透性膜， 這對控制光合作用的底物與產(chǎn)物輸出葉 綠體以及維持光合作用的環(huán)境起重要作用 。類囊體是由封閉的扁平小泡組成 ，膜上含有葉綠 體色素和光合電子傳遞體，這與其具有的光能吸收、電子傳遞與光合磷酸化等功能相適應(yīng)。而C02同化的全部酶類

15、存在于葉綠體間質(zhì)，從而使間質(zhì)成為C02固定與同化物生成的場所。由于葉綠體具有上述特性，使它能成為植物進行光合作用的細胞器。(2) 線粒體 是進行呼吸作用的細胞器，也含有雙層膜，外膜蛋白質(zhì)含量低，透性較大，內(nèi)膜蛋白質(zhì)含量高，且含有電子傳遞體和 ATP酶復(fù)合體，保證了在其上能進行電子傳遞和氧化磷 酸化。(3) 微管 是由微管蛋白組裝成的中空的管狀結(jié)勾，在細胞中能聚集與分散，組成早前期帶、 紡綞體等多種結(jié)勾，因而它能在保持細胞形狀、細胞內(nèi)的物質(zhì)運輸、細胞分裂和細胞壁的合 成中起重要作用。(4) 微絲 主要由兩種球形收縮蛋白聚合成的細絲彼此纏繞而成 ，呈絲狀， 由于收縮蛋白可利 用ATP所提供的能量推

16、動原生質(zhì)運動，因而微絲在胞質(zhì)運動、胞內(nèi)物質(zhì)運輸?shù)确矫婺芷鹬匾?作用。(5) 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 大部分呈膜片狀，由兩層平行排列的單位膜組成。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相互聯(lián)通成網(wǎng)狀結(jié)勾， 穿插于整個細胞質(zhì)中，既提供了細胞空間的支持骨架，又起到了細胞內(nèi)的分室作用；粗糙內(nèi) 質(zhì)網(wǎng)上有核糖體，它是合成蛋白質(zhì) ( 酶) 合成的場所，光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是合成脂類和糖類的場所； 另外內(nèi)質(zhì)網(wǎng)能分泌囊泡，是細胞內(nèi)的物質(zhì)的運輸系統(tǒng)，也是細胞間物質(zhì)與信息的傳遞系統(tǒng)。(6) 高爾基體 它由膜包圍的液囊垛疊而成 ，并能分泌囊泡 。它主要是對由內(nèi)質(zhì)網(wǎng)運來的蛋白 質(zhì)和多糖進行加工、濃縮、儲存和集運，通過分泌泡和質(zhì)膜或其它細胞器膜融合的方式，把 參與加工或合成的物

17、質(zhì)的集運到壁和其它細胞器中 ，因而它能參與蛋白體、溶酶體和液泡等 細胞器的形成。(7) 液泡 由多種囊泡融合而成，小液泡隨著細胞的生長，常融合成一個中央大液泡。液泡內(nèi) 含有糖、酸等溶質(zhì)，具有滲透勢，在細胞中構(gòu)成一個滲透系統(tǒng)，這對調(diào)節(jié)水分平衡、維持細 胞的膨壓具有重要作用。另外液泡膜上有ATP酶、離子通道和多種載體，使它能選擇性地吸收和積累多種物質(zhì)。5. 生物膜在結(jié)構(gòu)上的特點與其功能有什么聯(lián)系？ 答：生物膜主要由蛋白質(zhì)和脂類組成，膜中脂類大多為極性分子，其疏水尾部向內(nèi)，親水頭 部向外，組成雙脂層，蛋白質(zhì)鑲嵌在膜中或分布在膜的表面。膜不僅把細胞與外界隔開，而 且把細胞內(nèi)的空間區(qū)域化 ，從而使細胞的

18、代謝活動有條不紊地 "按室分工 "。膜上的蛋白質(zhì)有 的是酶，有的是載體或通道，還有的是能感應(yīng)刺激的受體，因而生物膜具有進行代謝反應(yīng)、 控制物質(zhì)進出以及傳導(dǎo)信息等功能。 膜中蛋白質(zhì)和脂類的比值因膜的種類不同而有差異 ，一 般來說，功能多而復(fù)雜的生物膜，其蛋白質(zhì)的種類多，蛋白質(zhì)與脂類的比值大，反之，功能 簡單的膜，其所含蛋白質(zhì)的種類與數(shù)量就少。如線粒體內(nèi)膜以及類囊體膜的功能復(fù)雜，要進 行電子傳遞和磷酸化作用 ，因而其蛋白質(zhì)種類和數(shù)量較多 ，而且其中許多蛋白質(zhì)與其它物質(zhì) 組成了超分子復(fù)合體。關(guān)于膜的結(jié)構(gòu)有流動鑲嵌、板塊鑲嵌等模型。(1) 流動鑲嵌模型的要點：不對稱性，即脂類和蛋白

19、質(zhì)在膜中的分布不對稱；流動性， 即組成膜的脂類雙分子層或蛋白質(zhì)都是可以流動或運動的 。膜不對稱性和流動性保證了生物 膜能經(jīng)受一定程度的形變而不致破裂 ，這也可使膜中各種成分按需要重新組合，使之合理分 布，有利于表現(xiàn)膜的多種功能。更重要的是它允許膜互相融合而不失去對通透性的控制，確 保膜分子在細胞分裂、膜動運輸、原生質(zhì)體融合等生命活動中起重要的作用。(2) 板塊鑲嵌模型的要點：整個生物膜是由不同組織結(jié)構(gòu)、不同大小、不同性質(zhì)、不同流動性的可移動的膜塊所組成；不同流動性的區(qū)域可同時存在，各膜塊能隨生理狀態(tài)和環(huán)境條件的改變而改變。板塊鑲嵌模型有利于說明膜功能的多樣性及調(diào)節(jié)機制的復(fù)雜性。6. 細胞內(nèi)部的

20、區(qū)域化對其生命活動有何重要意義？答：細胞內(nèi)的區(qū)域化是指由生物膜把細胞內(nèi)的空間分隔，形成各種細胞器，這樣不僅使各區(qū)域內(nèi)具有的pH值、電位、離子強度、酶系和反應(yīng)物不同，而且能使細胞的代謝活動”按室進行"，各自執(zhí)行不同的功能。同時由于內(nèi)膜系統(tǒng)的存在又將多種細胞器聯(lián)系起來，使得各細 胞器之間能協(xié)調(diào)地進行物質(zhì)、能量交換與信息傳遞，有序地進行各種生命活動。7. 你怎樣看待細胞質(zhì)基質(zhì)與其功能的關(guān)系？答：細胞質(zhì)基質(zhì)也稱為細胞漿，是富含蛋白質(zhì)(酶)、具有一定粘度、能流動的、半透明的膠狀物質(zhì)。它是細胞重要的組分，具有以下功能：(1) 代謝場所 很多代謝反應(yīng)如糖酵解、磷酸戊糖途徑、脂肪酸合成、蔗糖的合成等

21、都在細胞 質(zhì)基質(zhì)中進行，而且這些反應(yīng)所需的底物與能量都由基質(zhì)提供。(2) 維持細胞器的結(jié)構(gòu)與功能 細胞質(zhì)基質(zhì)不僅為細胞器的實體完整性提供所需要的離子環(huán) 境，供給細胞器行使功能所必需的底物與能量 ，而且流動的細胞基質(zhì)十分有利于各細胞器與 基質(zhì)間進行物質(zhì)與能量的交換。8. 從細胞壁中的蛋白質(zhì)和酶的發(fā)現(xiàn)，談?wù)剬毎诠δ艿恼J識。答：長期以來細胞壁被認為是界定原生質(zhì)體的僵死的 "木頭盒子 "，只起被動的防御作用。但 隨著研究的深入，大量蛋白質(zhì)尤其是幾十種酶蛋白在細胞壁中被發(fā)現(xiàn)，人們改變了傳統(tǒng)觀 念，認識到細胞壁是植物進行生命活動不可缺少的部分。它至少具有以下生理功能：(1) 維持細

22、胞形狀，控制細胞生長 細胞壁增加了細胞的機械強度 ，這不僅有保護原生質(zhì)體的 作用，而且維持了器官與植株的固有形態(tài)。(2) 運輸物質(zhì)與傳遞信息 細胞壁涉及了物質(zhì)運輸， 參與植物水勢調(diào)節(jié)， 另外細胞壁也是化學(xué) 信號(激素等)、物理信號(電波、壓力等)傳遞的介質(zhì)與通路。(3) 代謝功能 細胞壁中的酶類廣泛參與細胞壁高分子的合成、轉(zhuǎn)移與水解等生化反應(yīng)。(4) 防御與抗性 細胞壁中的寡糖素能誘導(dǎo)植物抗毒素的形成 ；壁中的伸展蛋白除了作為結(jié)構(gòu) 成分外，還有防御和抗病抗逆的功能。9. 植物細胞的胞間連絲有哪些功能？ 答：植物細胞胞間連絲的主要生理功能有兩方面：(1) 進行物質(zhì)交換 相鄰細胞的原生質(zhì)可通過胞間

23、連絲進行交換 ，使可溶性物質(zhì) (如電解質(zhì)和 小分子有機物) 、生物大分子物質(zhì)(如蛋白質(zhì)、核酸、蛋白核酸復(fù)合物)甚至細胞核發(fā)生胞 間運輸。(2) 進行信號傳遞 物理信號(電、壓力等)和化學(xué)信號(植物激素、生長調(diào)節(jié)劑等)都可通 過胞間連絲進行共質(zhì)體傳遞。10. 細胞周期的各期有何特點？答：細胞周期可分 G1期、S期、G2期和M期四個時期，各期特點如下：(1)G1期是從有絲分裂完成到 DNA復(fù)制之前的時期，主要進行 mRNAtRNA、rRNA和蛋白質(zhì) 的合成，為DNA復(fù)制作準備。S期是DNA復(fù)制時期，主要進行DNA及有關(guān)組蛋白的合成。此期中DNA的含量增加一倍。(3) G2期為DNA復(fù)制完畢到有絲分

24、裂開始的一段間隙，主要進行染色體的精確復(fù)制，為有 絲分裂作準備。(4) M 期 是細胞進行有絲分裂的時期，此期染色體發(fā)生凝縮、分離并平均分配到兩個子細胞中。細胞分裂按前期、中期、后期和末期的次序進行，分裂后子細胞中的DNA含量減半。11. 植物細胞的基因表達有何特點？答：(1)植物是真核生物，其細胞的 DNA含量和基因數(shù)目遠遠多于原核細胞，蛋白質(zhì)或RNA的編碼基因序列往往是不連續(xù)的，大多數(shù)基因都含有內(nèi)含子。DNA與組蛋白結(jié)合，以核小體為基本單位，形成染色體或染色質(zhì)，遺傳物質(zhì)分散到多個DNA分子上。(2) 植物細胞的基因為單順反子，無操縱子結(jié)構(gòu)，有各自的調(diào)控序列，而且基因表達有明 顯的 &quo

25、t;時"與" 空"的特性。另外，植物基因表達比動物更容易受環(huán)境因子(如光、溫、水分) 的影響，環(huán)境因子會引起植物基因表達的改變。(3) 植物細胞中有三種 RNA聚合酶參與基因的表達，RNA聚合酶I負責rRNA的合成，RNA聚合酶H負責形成 mRNA RNA聚合酶川負責tRNA和小分子 RNA的合成。植物細胞中的 DNA 通過組蛋白阻遏等機制， 使大部分基因不能表達， 又加上在轉(zhuǎn)錄等水平上的各級復(fù)雜調(diào)節(jié)機 制，使得在特定組織和特定發(fā)育階段中有相應(yīng)基因進行適度表達，產(chǎn)生與組織結(jié)構(gòu)和代謝功能相適應(yīng)的蛋白質(zhì)或酶。12. 你怎樣理解植物細胞的程序化死亡？答：細胞程序化死亡

26、(programmed cell death,PCD) 是一種主動的受細胞自身基因調(diào)控的衰 老死亡過程，與通常意義上的細胞衰老死亡不同，在PCD發(fā)生過程中，通常伴隨有特定的形態(tài)變化和生化反應(yīng)，如細胞核和細胞質(zhì)濃縮、DNA降解等。它是多細胞生物中某些細胞所采取的主動死亡方式，在細胞分化、過敏性反應(yīng)和抗病抗逆中有特殊作用，如維管束中導(dǎo)管的 形成、性別分化過程中單性花的形成、感染區(qū)域及其周圍病斑的形成等，這些都是細胞程序 化死亡的表現(xiàn)。第二章 植物的水分生理復(fù)習(xí)思考題與答案(一) 名詞解釋束縛水(bound water)與細胞組分緊密結(jié)合不能自由移動、不易蒸發(fā)散失的水。自由水(free water)

27、與細胞組分之間吸附力較弱,可以自由移動的水。化學(xué)勢(chemical potential)偏摩爾自由能被稱為化學(xué)勢，以希臘字母卩表示,組分j的化學(xué)勢(卩j)為：卩j=( G/ nj)t.p. ni.ni豐nj，其含義是：在等溫等壓保持其它組分不變時，體系自由能隨組分j的摩爾變化率。換句話說，在一個龐大的體系中，在等溫等壓以 及保持其他各組分濃度不變時，加入1摩爾j物質(zhì)所引起體系自由能的增量。體系內(nèi)j組分的化學(xué)勢卩j則JI;表山j(luò) =卩 o-j + RTlna j + Z j FE + Vj,mP + m j gh式中i o-j:標準狀態(tài)下體系內(nèi)j組分的化學(xué)勢；R:氣體常數(shù)；T:絕對溫度；a j

28、:物質(zhì) j的相對活度；Z j:物質(zhì)j所帶電荷數(shù)；F:法拉第常數(shù)；E:物質(zhì)j所處體系的電勢；Vj,m: 物質(zhì)j的偏摩爾體積；P:壓力(或溶液靜水壓力)；g:重力加速度；h:體系的高度；m j:物質(zhì)j的摩爾質(zhì)量。通常將包括電項 ZjFE的i j稱為電化學(xué)勢(electrochemical potential);而將不包括電項，即物質(zhì)j不帶電荷或電勢 E為0,即ZjFE = 0的i j稱為化學(xué)勢。水勢(water potential )每偏摩爾體積的水的化學(xué)勢差稱為水勢，用w表示。¥ w=(1 w-1 ow)/ Vw,m，即水勢為體系中水的化學(xué)勢與處于等溫、等壓條件下純水的化學(xué)勢之 差，再

29、除以水的偏摩爾體積的商。用兩地間的水勢差可判別它們間水流的方向和限度，即水 分總是從水勢高處流向水勢低處，直到兩處水勢差為O為止。溶質(zhì)勢2 s(solute potential , ® s)由于溶質(zhì)顆粒的存在而引起體系水勢降低的數(shù) 值。溶質(zhì)勢表示溶液中水分潛在的滲透能力的大小，因此，溶質(zhì)勢又可稱為滲透勢(osmoticpotential, 2 n )。溶質(zhì)勢可用 2 s=RTInNw/Vw.m公式計算，也可按范特霍夫公式2 n =- n=-iCRT 計算。襯質(zhì)勢(matrix potential , 2 m)由于襯質(zhì)(表面能吸附水分的物質(zhì)，如纖維素、蛋白 質(zhì)、淀粉等)的存在而使體系水

30、勢降低的數(shù)值。壓力勢(pressure potential , 2 p)由于壓力的存在而使體系水勢改變的數(shù)值。若加 正壓力，使體系水勢增加，加負壓力，使體系水勢下降。重力勢(gravity potential, 2 g)由于重力的存在而使體系水勢增加的數(shù)值。集流(mass flow 或bulk flow)指液體中成群的原子或分子(例如組成水溶液的各種物質(zhì)的分子)在壓力梯度(水勢梯度)作用下共同移動的現(xiàn)象。滲透作用(osmosis )溶液中的溶劑分子通過半透膜擴散的現(xiàn)象。對于水溶液而言， 是指水分子從水勢高處通過半透膜向水勢低處擴散的現(xiàn)象。水通道蛋白(water channel protein)

31、存在在生物膜上的具有通透水分功能的內(nèi)在蛋白。水通道蛋白亦稱水孔蛋白(aqu aporin s,AQPs)。吸脹吸水(imbibing absorption of water)依賴于低的襯質(zhì)勢而引起的吸水。干種子的吸水為典型的吸脹吸水。吸脹作用(imbibition)親水膠體物質(zhì)吸水膨脹的現(xiàn)象稱為吸脹作用。膠體物質(zhì)吸引水分子的力量稱為吸脹力。蛋白質(zhì)類物質(zhì)吸脹力最大，淀粉次之，纖維素較小。根壓(root pressure)由于植物根系生理活動而促使液流從根部上升的壓力。它是根系與外液水勢差的表現(xiàn)和量度。根系活力強、土壤供水力高、葉的蒸騰量低時，根壓較大。 傷流和吐水現(xiàn)象是根壓存在證據(jù)。傷流(ble

32、edi ng)從受傷或折斷的植物組織傷口處溢出液體的現(xiàn)象。傷流是由根壓引起的，是從傷口的輸導(dǎo)組織中溢出的。傷流液的數(shù)量和成分可作為根系生理活性高低的指標。吐水(guttatio n)從未受傷的葉片尖端或邊緣的水孔向外溢出液滴的現(xiàn)象。吐水也是由根壓引起的。作物生長健壯，根系活動較強，吐水量也較多，所以，吐水現(xiàn)象可以作為根 系牛理活動対桁尿 并能用以判斷苗長勢的奸爪暫時萎蔫(temporary wilting)植物在水分虧缺嚴重時，細胞失去膨壓，莖葉下垂的現(xiàn)象稱為萎蔫(wilting)。萎蔫植株如果當蒸騰速率降低后，可恢復(fù)正常，則這種萎蔫稱為 暫時萎蔫。暫時萎蔫是由于蒸騰失水量一時大于根系吸水量而

33、引起的。永久萎蔫(permanent wilting)萎蔫植物若在蒸騰降低以后仍不能使恢復(fù)正常，這樣的萎蔫就稱為永久萎蔫。永久萎蔫是由于土壤缺乏可利用的水分引起的。只有向土壤供水才能消除植株的萎蔫現(xiàn)象。蒸騰作用(transpiration)植物體內(nèi)的水分以氣態(tài)散失到大氣中去的過程。蒸騰作用可以促進水分的吸收和運轉(zhuǎn)，降低植物體的溫度，促進鹽類的運轉(zhuǎn)和分布。小孔擴散律(small opening diffusion law)指氣體通過多孔表面擴散的速率，不與小孔的面積成正比，而與小孔的周長或直徑成正比的規(guī)律。氣孔蒸騰速率符合小孔擴散律。蒸騰速率(transpirationrate)又稱蒸騰強度或蒸

34、騰率，指植物在單位時間內(nèi)、單位葉面積上通過蒸騰作用散失的水量。蒸騰效率(transpiration ratio)植物每蒸騰1kg水時所形成的干物質(zhì)的g數(shù)。蒸騰系數(shù)(transpirationcoefficient)植物每制造1g干物質(zhì)所消耗水分的 g數(shù)，它是蒸騰效率的倒數(shù)，又稱需水量(water requireme nt) 。內(nèi)聚力學(xué)說(cohesion theory)該學(xué)說由狄克遜(H. H Dix on ,)和倫尼爾(0. Renn er,)在20世紀初提出，是以水分的內(nèi)聚力(相同分子間相互吸引的力量)來解釋水分在木質(zhì)部中上升的學(xué)說。內(nèi)聚力學(xué)說的基本論點是：水分子之間有強大的內(nèi)聚力，當水分

35、被局限于具 有可濕性內(nèi)壁的細管(如導(dǎo)管或管胞)中時，水柱可經(jīng)受很大的張力而不致斷裂；植物體內(nèi)的水分是在被水飽和的細胞壁和木質(zhì)部運輸?shù)?，水分子從葉的蒸發(fā)表面到根的吸水表面形成一個連續(xù)的體系；葉肉細胞蒸騰失水后細胞壁水勢下降，使木質(zhì)部的水分向蒸發(fā)表面移 動，木質(zhì)部的水分壓力勢下降而產(chǎn)生張力；蒸發(fā)表面水勢的降低，經(jīng)連續(xù)的導(dǎo)水體系傳遞 到根，使土壤水分通過根部循莖上升，最后到達葉的蒸騰表面。內(nèi)聚力學(xué)說也稱蒸騰流-內(nèi) 聚力一張力學(xué)說(transpirationcohesiontension theory) 。水分臨界期(critical period of water)植物在生命周期中，對缺水最敏感、最

36、易受害的時期。一般而言，植物的水分臨界期多處于花粉母細胞四分體形成期，這個時期一旦缺 水，就使性器官發(fā)育不正常。作物的水分臨界期可作為合理灌溉的一種依據(jù)。(二) 寫出下列符號的中文名稱，并簡述其主要功能或作用w水的化學(xué)勢(water chemical potential)，水的化學(xué)勢的熱力學(xué)含義是：當溫度、壓力及物質(zhì)數(shù)量(水分以外)一定時，由水(摩爾)量變化引起的體系自由能的改變量。水 的化學(xué)勢之差，可用來判斷水分參加化學(xué)反應(yīng)的本領(lǐng)或兩相間移動的方向和限度。W w水勢(water potential),每偏摩爾體積的水的化學(xué)勢差，即體系中水的化學(xué)勢與處于等溫、等壓條件下純水的化學(xué)勢之差(i w

37、-1 ow)，再除以水的偏摩爾體積(Vw,m)。用兩地間的水勢差可判別它們間水流的方向和限度，可以用來分析土壤-植物-大氣水分連續(xù)體(SPAC)中的水分移動情況。MPa 兆帕，表示水勢的單位，1 MPa = 106Pa = 10bar = 9.87atm。Nw水的摩爾分數(shù)(molar numeric of water) , Nw =水的摩爾數(shù)/ (水的摩爾數(shù) + 溶 質(zhì)的摩爾數(shù))，它表示水在水溶液中的含量，Nw大表示水溶液中水分含量高，溶質(zhì)含量少， 水勢高。純水的 Nw« 55.1mol/dm3 。RH相對濕度(relative humidity),為氣相中的蒸氣壓與純水的飽和蒸氣壓

38、的百分數(shù)，RH高表示氣相中的水分含量高，水勢高。SPAC土壤-植物-大氣連續(xù)體(soil-plant-atmosphere continuum),土壤的水分由根吸收，經(jīng)過植物，然后蒸發(fā)到大氣，這樣水分在土壤、植物和大氣間的運動就構(gòu)成一個連續(xù) 體。一般情況下，土壤的水勢 根水勢莖水勢葉水勢 大氣水勢，因此，土壤-植物-大氣 連續(xù)體就成為土壤中水分經(jīng)植物體散失到大氣的途徑。(三) 問答題1. 簡述水分在植物生命活動中的作用。答：細胞的重要組成成分一般植物組織含水量占鮮重的75%90%。代謝過程的反應(yīng)物質(zhì)如果沒有水，許多重要的生化過程如光合作用放氧反應(yīng)、呼吸作用中有機物質(zhì)的水解都不能進行。各種生理生

39、化反應(yīng)和物質(zhì)運輸?shù)慕橘|(zhì)如礦質(zhì)元素的吸收、運輸、氣體交換、光合產(chǎn)物的合成、轉(zhuǎn)化和運輸以及信號物質(zhì)的傳導(dǎo)等都需以水作為介質(zhì)。使植物保持固有的姿態(tài) 植物細胞含有大量水分 ，產(chǎn)生的靜水壓可以維持細胞的緊張 度，使枝葉挺立，花朵開放，根系得以伸展，從而有利于植物捕獲光能、交換氣體、傳粉受 精以及對水肥的吸收。具有重要的生態(tài)意義 通過水所具有的特殊的理化性質(zhì)可以調(diào)節(jié)濕度和溫度。例如： 植物通過蒸騰散熱，調(diào)節(jié)體溫，以減輕烈日的傷害；水溫的變化幅度小，在水稻育秧遇到寒 潮時可以灌水護秧；高溫干旱時，也可通過灌水來調(diào)節(jié)植物周圍的溫度和濕度，改善田間小 氣候；此外可以水調(diào)肥，用灌水來促進肥料的釋放和利用。因此水在

40、植物的生態(tài)環(huán)境中起著 特別重要的作用。2. 植物體內(nèi)水分存在的形式與植物的代謝、抗逆性有什么關(guān)系？答：植物體內(nèi)的水分存在兩種形式，一種是與細胞組分緊密結(jié)合而不能自由移動、不 易蒸發(fā)散失的水，稱為束縛水 , 另一種是與細胞組分之間吸附力較弱 , 可以自由移動的水 , 稱 為自由水。自由水可參與各種代謝活動，因此，當自由水 / 束縛水比值高時，細胞原生質(zhì)呈 溶膠狀態(tài)，植物的代謝旺盛，生長較快，抗逆性弱；反之，自由水少時，細胞原生質(zhì)呈凝膠 狀態(tài)，植物代謝活性低，生長遲緩，但抗逆性強。3. 在植物生理學(xué)中引入水勢概念有何意義？答：可用熱力學(xué)知識來分析水分的運動狀況不論在生物界、非生物界，還是在生物界與

41、非生物界之間，水分總是從水勢高處流向水勢低處，直到兩處水勢差為O 為止?？捎猛粏挝粊砼袆e水分移動 水勢的單位為壓力 (Pa) ，與土壤學(xué)、氣象學(xué)中的壓力 單位相一致，使在土壤 -植物-大氣的水分連續(xù)系統(tǒng)中，可用同一單位來判別水分移動。與吸水力聯(lián)系起來 水勢概念與傳統(tǒng)的吸水力(S)概念有聯(lián)系，在數(shù)值上 e w = -S , 使原先前人測定的吸水力數(shù)值在加上負號后就變成水勢值。4. 土壤溶液和植物細胞在水勢的組分上有何異同點？答： (1) 共同點：土壤溶液和植物細胞水勢的組分均由溶質(zhì)勢、襯質(zhì)勢和壓力勢組成。(2)不同點：土壤中構(gòu)成溶質(zhì)勢的成分主要是無機離子，而細胞中構(gòu)成溶質(zhì)勢的成分 除無機離子外

42、，還有有機溶質(zhì)；土壤襯質(zhì)勢主要是由土壤膠體對水分的吸附所引起的，而 細胞襯質(zhì)勢則主要是由細胞中蛋白質(zhì) 、淀粉、纖維素等親水膠體物質(zhì)對水分的吸附而所引起 的；土壤溶液是個開放體系中，土壤的壓力勢易受外界壓力的影響，而細胞是個封閉體系，細胞的壓力勢主要受細胞壁結(jié)構(gòu)和松馳情況的影響。5. 植物吸水有哪幾種方式？答：植物吸水主要有三種方式：滲透吸水 指由于e s的下降而引起的細胞吸水。含有液泡的細胞吸水，如根系吸水、 氣孔開閉時保衛(wèi)細胞的吸水主要為滲透吸水。吸脹吸水 依賴于低的“ m而引起的吸水。無液泡的分生組織和干燥種子中含有較多 襯質(zhì) （ 親水物體 ） ，它們可以氫鍵與水分子結(jié)合，吸附水分。降壓吸

43、水 這里是指因“ p的降低而引發(fā)的細胞吸水。如蒸騰旺盛時，木質(zhì)部導(dǎo)管和 葉肉細胞 （特別是萎蔫組織 ）的細胞壁都因失水而收縮 ，使壓力勢下降， 從而引起細胞水勢下 降而吸水。失水過多時，還會使細胞壁向內(nèi)凹陷而產(chǎn)生負壓，這時“ p<0,細胞水勢更低，吸水力更強。6. 溫度為什么會影響根系吸水？答：溫度尤其是土壤溫度與根系吸水關(guān)系很大。過高過低對根系吸水均不利。（1）低溫使根系吸水下降的原因：水分在低溫下粘度增加，擴散速率降低，同時由于 細胞原生質(zhì)粘度增加，水分擴散阻力加大；根呼吸速率下降，影響根壓產(chǎn)生，主動吸水減 弱；根系生長緩慢，不發(fā)達，有礙吸水面積擴大。（2）高溫使根系吸水下降的原因：

44、土溫過高會提高根的木質(zhì)化程度，加速根的老化進 程；使根細胞中的各種酶蛋白變性失活。土溫對根系吸水的影響還與植物原產(chǎn)地和生長發(fā)育的狀況有關(guān)。一般喜溫植物和生長 旺盛的植物的根系吸水易受低溫影響，特別是驟然降溫，例如在夏天烈日下用冷水澆灌，對 根系吸水很為不利。7. 以下論點是否正確，為什么？（1）一個細胞的溶質(zhì)勢與所處外界溶液的溶質(zhì)勢相等，則細胞體積不變。答：該論點不完全正確。因為一個成熟細胞的水勢由溶質(zhì)勢和壓力勢兩部分組成，只 有在初始質(zhì)壁分離 “p=0時，上述論點才能成立。通常一個細胞的溶質(zhì)勢與所處外界溶液 的溶質(zhì)勢相等時，由于壓力勢（常為正值）的存在，使細胞水勢高于外界溶液的水勢（也即 它

45、的溶質(zhì)勢），因而細胞失水，體積變小。（2）若細胞的“ p = -" s，將其放入某一溶液中時，則體積不變。答：該論點不正確。因為當細胞的 e p = -® s時，該細胞的e w = 0。把這樣的細胞放 入任溶液中，細胞都會失水，體積變小。（3）若細胞的e w= es，將其放入純水中，則體積不變。答：該論點不正確。因為當細胞的 e w = e s時，該細胞的e p = 0，而e s為負值, 即其 e w < 0 ，把這樣的細胞放入純水中，細胞吸水，體積變大。8. 氣孔開閉機理如何？植物氣孔蒸騰是如何受光、溫度、C02濃度調(diào)節(jié)的？答：關(guān)于氣孔開閉機理主要有兩種學(xué)說 :無機

46、離子泵學(xué)說 又稱K+泵假說。光下 K+由表皮細胞和副衛(wèi)細胞進入保衛(wèi)細胞，保 衛(wèi)細胞中K+濃度顯著增加，溶質(zhì)勢降低，引起水分進入保衛(wèi)細胞，氣孔就張開；暗中，K+由保衛(wèi)細胞進入副衛(wèi)細胞和表皮細胞，使保衛(wèi)細胞水勢升高而失水，造成氣孔關(guān)閉。這是因 為保衛(wèi)細胞質(zhì)膜上存在著 H+_ATP酶，它被光激活后，能水解保衛(wèi)細胞中由氧化磷酸化或光 合磷酸化生成的 ATP,產(chǎn)生的能量將 H+從保衛(wèi)細胞分泌到周圍細胞中，使得保衛(wèi)細胞的 pH 值升高，質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的電勢變低，周圍細胞的pH值降低，質(zhì)膜外側(cè)電勢升高，膜內(nèi)外的質(zhì)子動力勢驅(qū)動K+從周圍細胞經(jīng)過位于保衛(wèi)細胞質(zhì)膜上的內(nèi)向K+通道進入保衛(wèi)細胞，引發(fā)開孔。蘋果酸代謝學(xué)說

47、在光下，保衛(wèi)細胞內(nèi)的部分 C02被利用時,pH值上升至8.08.5 , 從而活化了 PEP羧化酶，PEP羧化酶可催化由淀粉降解產(chǎn)生的PEP與HC03結(jié)合形成草酰乙酸，并進一步被NADPH還原為蘋果酸。蘋果酸解離為2H+和蘋果酸根，在H+/K+泵的驅(qū)使下， H+與 K+交換，保衛(wèi)細胞內(nèi)K+濃度增加，水勢降低；蘋果酸根進入液泡和Cl-共同與K+在電學(xué)上保持平衡。同時，蘋果酸的存在還可降低水勢，促使保衛(wèi)細胞吸水，氣孔張開。當葉片由 光下轉(zhuǎn)入暗處時，該過程逆轉(zhuǎn)。氣孔蒸騰顯著受光、溫度和 CO2等因素的調(diào)節(jié)。光 光是氣孔運動的主要調(diào)節(jié)因素。光促進氣孔開啟的效應(yīng)有兩種，一種是通過光合 作用發(fā)生的間接效應(yīng)

48、；另一種是通過光受體感受光信號而發(fā)生的直接效應(yīng)。 光對蒸騰作用的 影響首先是引起氣孔的開放，減少內(nèi)部阻力，從而增強蒸騰作用。其次，光可以提高大氣與 葉子溫度，增加葉內(nèi)外蒸氣壓差，加快蒸騰速率。(2) 溫度 氣孔運動是與酶促反應(yīng)有關(guān)的生理過程 ， 因而溫度對蒸騰速率影響很大。 當大 氣溫度升高時，葉溫比氣溫高出210C ,因而，氣孔下腔蒸氣壓的增加大于空氣蒸氣壓的增加，這樣葉內(nèi)外蒸氣壓差加大，蒸騰加強。當氣溫過高時，葉片過度失水 ，氣孔就會關(guān)閉， 從而使蒸騰減弱。CO2 CO2對氣孔運動影響很大，低濃度CO2促進氣孔張開，高濃度CO2能使氣孔迅速關(guān)閉(無論光下或暗中都是如此)。在高濃度CO2下，

49、氣孔關(guān)閉可能的原因是：高濃度CO2會使質(zhì)膜透性增加，導(dǎo)致 K+泄漏，消除質(zhì)膜內(nèi)外的溶質(zhì)勢梯度，CO2使細胞內(nèi)酸化，影響跨膜質(zhì)子濃度差的建立。因此CO2濃度高時，會抑制氣孔蒸騰。9. 高大樹木導(dǎo)管中的水柱為何可以連續(xù)不中斷？假如某部分導(dǎo)管中水柱中斷了，樹木 頂部葉片還能不能得到水分？為什么？答：蒸騰作用產(chǎn)生的強大拉力把導(dǎo)管中的水往上拉，而導(dǎo)管中的水柱可以克服重力的 影響而不中斷 ， 這通?？捎谜趄v流內(nèi)聚力張力學(xué)說， 也稱"內(nèi)聚力學(xué)說 "來解釋，即水分子的內(nèi)聚力大于張力，從而能保證水分在植物體內(nèi)的向上運輸。水分子的內(nèi)聚力很大，可達幾 十MPa植物葉片蒸騰失水后，便向?qū)Ч芪?/p>

50、水本身有重量，受到向下的重力影響，這樣，一個上拉的力量和一個下拖的力量共同作用于導(dǎo)管水柱上就會產(chǎn)生張力，其張力可達 -3.0MPa，但由于水分子內(nèi)聚力遠大于水柱張力，同時，水分子與導(dǎo)管或管胞壁的纖維素分 子間還有附著力，因而維持了輸導(dǎo)組織中水柱的連續(xù)性 ，使得水分不斷上升。導(dǎo)管水溶液中有溶解的氣體 ，當水柱張力增大時 ，溶解的氣體會從水中逸出形成氣泡。 在張力的作用下，氣泡還會不斷擴大，產(chǎn)生氣穴現(xiàn)象。然而，植物可通過某些方式消除氣穴造成的影響 。例如氣泡在某一些導(dǎo)管中形成后會被導(dǎo)管分子相連處的紋孔阻擋，而被局限在 一條管道中。當水分移動遇到了氣泡的阻隔時，可以橫向進入相鄰的導(dǎo)管分子而繞過氣泡，

51、 形成一條旁路，從而保持水柱的連續(xù)性。另外，在導(dǎo)管內(nèi)大水柱中斷的情況下，水流仍可通 過微孔以小水柱的形式上升。同時，水分上升也不需要全部木質(zhì)部參與作用，只需部分木質(zhì) 部的輸導(dǎo)組織暢通即可。10. 適當降低蒸騰的途徑有哪些 ?答：減少蒸騰面積 如移栽植物時，可去掉一些枝葉，減少蒸騰失水。降低蒸騰速率 如在移栽植物時避開促進蒸騰的高溫 、強光、低濕 、大風等外界條件 增加植株周圍的濕度，或復(fù)蓋塑料薄膜等都能降低蒸騰速率。使用抗蒸騰劑，降低蒸騰失水量。11. 合理灌溉在節(jié)水農(nóng)業(yè)中的意義如何？如何才能做到合理灌溉？答：我國水資源總量并不算少，但人均水資源量僅是世界平均數(shù)的26%，而灌溉用水量偏多又是存

52、在多年的一個突出問題。節(jié)約用水，發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)，是一個帶有戰(zhàn)略性的問題。 合理灌溉是依據(jù)作物需水規(guī)律和水源情況進行灌溉 ，調(diào)節(jié)植物體內(nèi)的水分狀況，滿足作物生 長發(fā)育的需要，用適量的水取得最大的效果。因此合理灌溉在節(jié)水農(nóng)業(yè)中具有重要的意義。要做到合理灌溉，就需要掌握作物的需水規(guī)律。反映作物需水規(guī)律的參數(shù)有需水量和 水分臨界期。作物需水量 (蒸騰系數(shù))和水分臨界期又因作物種類、生長發(fā)育時期不同而有 差異。合理灌溉則要以作物需水量和水分臨界期為依據(jù)， 參照生理和形態(tài)等指標制定灌溉方 案，采用先進的灌溉方法及時地進行灌溉。12. 合理灌溉為何可以增產(chǎn)和改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)？答：作物要獲得高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，就必須生長發(fā)

53、育良好 , 而合理灌溉能在水分供應(yīng)上滿足作物 的生理需水和生態(tài)需水 , 促使植物生長發(fā)育良好，使光合面積增大，葉片壽命延長，光合效 率提高 ，根系活力增強 ，促進肥料的吸收和運轉(zhuǎn) ，并能促進光合產(chǎn)物向經(jīng)濟器官運送與轉(zhuǎn)化 使產(chǎn)量和品質(zhì)都得以提高。13. 一個細胞的“ w為-0.8MPa，在初始質(zhì)壁分離時的 “ s為1.6MPa,設(shè)該細胞在發(fā)生初始質(zhì)壁分離時比原來體積縮小4%計算其原來的“ n和“ p各為多少MP2答：根據(jù)溶液滲透壓的稀釋公式，溶質(zhì)不變時，滲透壓與溶液的體積成反比，有下列 等式：n 1V1 = n 2V2 或 n 1V1 = ® n 2V22 n原來X 100% = 2

54、n質(zhì)壁分離X 96%2 n 原來=(-1.65MPa X 96 )/100 = -1.536MPa0 P = d W 7 m = -0.8MPa -( -1.536MPa) = 0.736MPa原來的 0 n 為-1.536 MPa,0 P 為 0.736MPa.14. 將0 m為-100MPa的干種子，放置在溫度為27C、RH為60%勺空氣中，問干種子能否吸水 ?答：氣相的水勢可按下式計算 :0 W= (RT/Vw,m ) lnRH = 8.3cm3 MPa- mol-1 K-1 (273+27)K/18cm3 mol-1 ln60%=138.33MPa (-0.5108) = -70.70

55、MPa由于RH為60%勺氣相水勢大于-100MPa干種子的水勢，因此干種子能從 RH為60%氣中 吸水 .15. 一組織細胞的 0 s為-0.8MPa, 0 p為0.1MPa在27C時，將該組織放入 0.3mol kg-1 的蔗糖溶液中，問該組織的重量或體積是增加還是減小 ?答：細胞的水勢 0W =0s +0p = -0.8MPa + 0.1MPa = -0.7 MPa蔗糖溶液的水勢 0 W溶液=-RTC =0.0083 dm3 MPa mol-1 k-1 (273+27)K 0.3 mol kg-1= -0.747 MPa由于細胞的水勢 蔗糖溶液的水勢 , 因此細胞放入溶液后會失水 , 使組

56、織的重量減少 , 體積縮小。第三章 植物的礦質(zhì)與氮素營養(yǎng)復(fù)習(xí)思考題與答案(一) 名詞解釋礦質(zhì)營養(yǎng)( mineral nutrition ) 植物對礦質(zhì)的吸收、轉(zhuǎn)運和同化以及礦質(zhì)在生命活動中的 作用?；曳衷? ash element ) 干物質(zhì)充分燃燒后，剩余下一些不能揮發(fā)的灰白色殘渣，稱為灰 分。構(gòu)成灰分的元素稱為灰分元素?；曳衷刂苯踊蜷g接來自土壤礦質(zhì)，所以又稱為礦質(zhì)元 素。必需元素( essential element ) 植物生長發(fā)育中必不可少的元素。國際植物營養(yǎng)學(xué)會規(guī)定的植物必需元素的三條標準是：由于缺乏該元素，植物生長發(fā)育受阻，不能完成其生活史； 除去該元素，表現(xiàn)為專一的病癥，這種

57、缺素病癥可用加入該元素的方法預(yù)防或恢復(fù)正常； 該元素在植物營養(yǎng)生理上表現(xiàn)直接的效果，不是由于土壤的物理、化學(xué)、微生物條件的改 善而產(chǎn)生的間接效果。大量元素( major element ， macroelement ) 植物生命活動必需的、且需要量較多的一些元素。它們約占植物體干重的0.01%10%有C H O N P、K、Ca Mg S等。微量元素( minor element ， microelement ， trace element ) 植物生命活動必需的、而需 要量很少的一類元素。它們約占植物體干重的10-5%10-3%，有 Fe、 B、 Mn、 Zn、 Cu、 Mo、Cl 等。有益元素( beneficial element ) 并非植物生命活動必需，但能促進某些植物的生長發(fā)育 的元素。如 Na、 Si、 Co、 Se、 V 等。水培法( water culture method ) 亦稱溶液培養(yǎng)法或無土栽培法，是在含有全部或部分營 養(yǎng)元素的溶液中培養(yǎng)植物的方法。砂培法( sand culture method) 全稱砂基培養(yǎng)法，在洗凈的石英砂或玻璃球等基質(zhì)中，加 入營養(yǎng)液培養(yǎng)植物的方法。氣栽法( aeroponic ) 將植物