植物的水分生理

叮叮小文库第1章 植物的水分生理名词解释水势：每偏摩尔体积水的化学势差。渗透压：恰好能够使从半透膜一侧通过到另一侧的水分子数目平衡的在较高浓度溶液的液面上施加的额外压强称为渗透压。质外体：由细胞壁及细胞间隙等空间（包含导管与管胞）组成的体系。渗透作用：指两种不同浓度的溶液隔以半透膜（允许溶剂分子通过，不允许溶质分子通过的膜），水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的现象。思考题4. 水分是如何进入根部导管？水分优势如何运输到叶片？答：进入根部导管有三种途径： 质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动，阻力小，移动速度 快。 跨膜途径：水分从一个细胞移动到另一个细胞，要两次通过质膜，还要通过液泡膜。 共质体途径：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，形 成一个细胞质的连续体，移动速度较慢。这三条途径共同作用，使根部吸收水分。根系吸水的动力是根压和蒸腾拉力。运输到叶片的方式：蒸腾拉力是水分上升的主要动力，使水分在茎内上升到达叶片，导管的水分必须形成连续的水柱。造成的原因是：水分子的内聚力很大，足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断，从而使水分不断上升。5. 植物叶片的气孔为什么在光照条件下会张开，在黑暗条件下会关闭？答：气孔运动主要受保卫细胞的液泡水势的调节。调节保卫细胞水势的渗透调节物有下列几种。因为光照时保卫细胞内的叶绿体进行光合作用，水势降低，周围的水分流向保卫细胞，气孔就开（1） K+：在保卫细胞质膜上有ATP质子泵，分解由氧化磷酸化或光合磷酸化产生的ATP，将H+分泌到保卫细胞外，使得保卫细胞的pH升高。质膜内侧的电势变得更负，驱动K+从表皮细胞经过保卫细胞质膜上的钾通道进入保卫细胞，再进入液泡。在K+进入细胞内时，还伴随着少量氯离子的进入，以保持保卫细胞的电中性。保卫细胞中积累较多的钾离子和氯离子，水势降低，水分进入保卫细胞，气孔就张开。 （2） 苹果酸：照光下，保卫细胞内的二氧化碳用于光合碳循环，pH升高，导致淀粉分解生成PEP与二氧化碳反应，形成草酰乙酸转变成苹果酸，苹果酸和氯离子共同平衡钾离子。 （3） 蔗糖：光照可使植物进行光合作用产生蔗糖，蔗糖可进入保卫细胞，使保卫细胞水势降低，水分进入保卫细胞，气孔张开。反之，黑暗条件下，保卫细胞水势升高，保卫细胞失水，气孔就关闭。6. 气孔的张开与保卫细胞的结构有什么关系？ 细胞壁具有伸缩性，细胞的体积能可逆性地增大40100%。 细胞壁的厚度不同，分布不均匀。双子叶植物保卫细胞是肾形，内壁厚、外壁薄，外壁 易于伸长，吸水时向外扩展，拉开气孔；禾本科植物的保卫细胞是哑铃形，中间厚、两头薄，吸水时，横向膨大，使气孔张开第2章 植物的矿质元素名词解释矿质元素：指除碳、氢、氧以外，主要由根系从土壤中吸收的元素。大量元素：植物需求量较大的元素，如氮、钾、钙、镁、磷。微量元素：植物需求量少，稍多就发生毒害，如Cl、Fe等八种选择透性：对各种物质通过难度不一，具选择性。被动运输：离子跨过生物膜不需要代谢供能量，是顺化学梯度向下进行运输的方式。主动运输：跨过生物膜需要代谢供给能量，逆化学梯度向上进行运输的方式。离子泵：离子载体的一种，利用ATP中水解释放的能量，逆着电化学势跨膜转运离子，实际上是膜载体蛋白。2 思考题1. 植物进行正常的生命活动需要哪些矿质元素？如何用实验方法证明植物生长需要这些元素？ 答：植物正常生命活动所需的元素有：大量元素：N、P、K、Ca、Mg、S、Si等；微量元素：Cl、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Ni、Na等。 通过用完全和缺素培养的方法可以证明植物生长是否需要这些矿质元素。如研究植物必需的某种矿质元素时，可在人工配成的混合营养液中除去该种元素，观察植物的生长发育和生理性状的变化。如果植物发育正常，表示这种元素是植物不需要的；如果植物发育不正常，但当补充该元素后又恢复正常状态，即可断定该元素是植物必需的。2. 生物膜有哪些结构特点？生物膜中有哪些类型的运输蛋白？a、 由磷脂双分子层和镶嵌的蛋白质组成b、磷脂分子的亲水性头部伟裕膜的表面。疏水性尾部在膜的内部c、膜上的蛋白质有些与外表相连，有些镶嵌在磷脂间d、由于蛋白质在膜上的分布不均匀，膜的结构不对称，部分蛋白质与多糖相连e、膜脂和膜蛋白是可以运动的f、膜后7-10nm内在膜蛋白：插入脂双层的疏水核和完全跨越脂双层的膜蛋白。外周膜蛋白：通过与膜脂的极性头部或内在的膜蛋白的离子相互作用和形成氢键与膜的内或外表面弱结合的膜蛋白。通道蛋白：是带有中央水相通道的内在膜蛋白，它可以使大小适合的离子或分子从膜的任一方向穿过膜。3. 植物细胞通过哪些方式来吸收溶质以满足正常生命活动的需要？扩散：1.简单扩散：溶质从高浓度的区域跨膜移向浓度较低的邻近区域的物理过程。 2.易化扩散：又称协助扩散，指膜转运蛋白易让溶质顺浓度梯度或电化学梯度跨 膜转运，不需要细胞提供能量。(2) 离子通道：细胞膜中，由通道蛋白构成的孔道，控制离子通过细胞膜。(3) 载体：跨膜运输的内在蛋白，在跨膜区域不形成明显的孔道结构。 1.单向运输载体：（uniport carrier）能催化分子或离子单方向地顺着电化学势梯度跨质膜运输。 2.同向运输器：（symporter）指运输器与质膜外的H结合的同时，又与另一分子或离子结合，同一方向运输。 3.反向运输器：（antiporter）指运输器与质膜外侧的H结合的同时，又与质膜内侧的分子或离子结合，两者朝相反的方向运输。 (4) 离子泵：膜内在蛋白，是质膜上的ATP酶，通过活化ATP释放能量推动离子逆化学 势梯度进行跨膜转运。 (5) 胞饮作用：细胞通过膜的内陷从外界直接摄取物质进入细胞的过程。第3章 植物的光合作用名词解释光合作用：绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物并释放氧气。增益效益：因两种波长的光协同作用而增加光合效率的现象。红降：当光波波长大于685nm时，虽然光子仍被叶绿素大量吸收，但量子产额急剧下降。光合磷酸化：叶绿体利用光能驱动电子传递建立跨类囊体膜的质子动力势，质子动力势就能把ADP和磷酸合成ATP光呼吸：植物的绿色细胞依赖光照，吸收氧气和放出二氧化碳的过程光饱和：当达到某一光强度时，光合速率不再增加的现象。思考题1. 植物光合作用的光反应和碳反应是在细胞的哪些部位进行的？为什么？答：光反应在类囊体膜（光合膜）上进行的，碳反应在叶绿体的基质中进行的。 原因：光反应必须在光下才能进行的，是由光引起的光化学反应，类囊体膜是光合膜，为光反应提供了光的条件；碳反应是在暗处或光处都能进行的，由若干酶催化的化学反应，基质中有大量的碳反应需要的酶。2. 在光合作用过程中，ATP和NADPH+H+是如何形成的？ATP和NADPH+H+又是怎样被利用的？答案一：叶绿素a被光照之后变成了氧化的叶绿素a,这时候类囊体中的水就会被氧化的叶绿素a所氧化,形成了氧气和氢离子,氢离子通过类囊体膜上的ATP合成酶穿过膜进入叶绿体的基质,这时它会提供一定的化学势能（就是从浓度高到浓度低的地方产生的一种能量）,然后在膜上ADP和Pi就会得到能量形成ATP了；而NADPH+是前面叶绿素a通过光照被氧化后释放出高能电子e,e会被传递到NADP+上（氧化型辅酶）,前面水的光解不是还产生了氢离子么?这时就导致NADP与H+的结合,变成了NADPH.接下来使他们的用处,前面是光反应,后面暗反应中CO2会与叶绿体基质中的五碳化合物反应,固定到了形成了三碳化合物中（CO2中一个C,五碳化合物中5个C,形成2个三碳化合物）,之后ATP和NADPH分别会供能供氢,再变回ADP+Pi和NADP+,被还原后的三碳化合物会变成有机物（大部分为糖类）以及再变成五碳化合物,会再与CO2反应,这是卡尔文循环。答案二：1,ATP是光电子在电子传递体上传递时利用能量衰减而合成的. 2,NADPH是电子最终受体 3,ATP消耗在3磷酸甘油酸-1,3二磷酸甘油酸,5磷酸核酮糖-RuBP上 4,1,3二磷酸甘油酸-3磷酸甘油醛用了NADPH3. 光合作用的碳同化有哪些途径？试述水稻、玉米、菠萝的光合碳同化途径有什么不同？4. 一般来说，C4植物比C3植物的光合产量要高，试从他们各自的光合特征及生理特征比较分析。5. 通过学习植物的水分代谢、矿质营养和光合作用的知识之后，你认为怎样才能提高农作物的产量？答：合理灌溉。合理灌溉可以改善作物各种生理作用，还能改变栽培环境，间接地对作用发生影响。 合理追肥。根据植物的形态指标和生理指标确定追肥的种类和量。同时，为了提高肥效，需要适当的灌溉、适当的深耕和改善施肥的方式。 光的强度尽量的接近于植物的光饱和点，使植物的光合速率最大，最大可能的积累有机物，但是同时注意光强不能太强，会产生光抑制的现象。 栽培的密度适度的大点，肥水充足，植株繁茂，能吸收更多的CO2，但同时要注意光线的强弱，因为随着光强的增加CO2的利用率增加，光合速率加快。同时，可通过人工的增加CO2含量，提高光合速率。 使作物在适宜的温度范围内栽植，使作物体内的酶的活性在较强的水平，加速光合作用的碳反应过程，积累更多的有机物。第4章 植物的呼吸作用名词解释呼吸作用：指生物体内的有机物，通过氧化还原而产生二氧化碳同时释放能量的过程。生物氧化：有机物在生物体内分解产生二氧化碳水，并释放大量能量的过程呼吸链：呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总过程。氧化磷酸化：在生物氧化中，电子经过线粒体电子传递链到氧，伴随ATP酶催化，使ADP和磷酸合成ATP 的过程。呼吸速率：每克活组织在每小时内消耗或释放二氧化碳的毫克数。交替氧化酶：抗氰呼吸的末端氧化酶，可把电子传给氧。思考题1. 糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖途径和氧化磷酸化发生在细胞的哪些部位？这些过程相互之间有什么关系？部位：糖酵解发生在细胞质基质，三羧酸循环在线粒体，磷酸戊糖途径在质体，氧化磷酸化在线粒体膜上；联系：胞质溶液和质体的糖酵解和磷酸戊糖途径经过己糖磷酸和丙糖磷酸，转变糖类为有机酸，产生NADH和NADPH和ATP。有机酸在无氧条件下发生发酵作用。有机酸在线粒体三羧酸循环过程中被氧化，产生的NADH和FADH2经过氧化磷酸化中电子传递链和ATP合酶作用合成ATP。2. 为什么光合作用既是一个放能过程又是一个贮能过程？答：通过EMP、TCA、PPP等呼吸代谢途径将有机物分解释放的能量暂储存在NADH(NADPH)+H+或ATP中，NADH（NADPH）+H+可通过氧化磷酸化进一步形成ATP，供生命体活动之需。3. 植物的光合作用与呼吸作用有什么关系？4. 光和磷酸化和氧化磷酸化有什么异同?5. 分析下列措施，并说明它们有什么作用？