植物生理复习题农学院生理教研室编写

绪论1什么是植物生理学主要研究哪些内容植物生理学PLANTPHYSIOLOGY是研究植物生命活动规律、揭示植物生命现象本质的科学。植物的生命活动是在水分代谢、矿质营养、光合作用、呼吸作用、物质的运输与分配以及信息传递和信号转导等代谢基础上表现出的种子萌发、生长、运动、开花、结实等生长发育过程。植物的生命活动虽然十分复杂，但大致可区分为物质与能量代谢、信息传递和信号转导、生长发育与形态建成等方面。植物生理学除研究上述的代谢生理和发育生理等生命活动规律外，还要研究与之有关的植物细胞的结构与功能，以及外界环境因素对植物生命活动的影响。植物生理学教材的基本内容由四个部分所组成1细胞结构与功能，它是各种生理活动与代谢过程的组织基础。2代谢生理，即水分生理、矿质与氮素营养、光合作用、呼吸作用、同化物的运输分配以及信息传递和信号转导等。3发育生理，它是各种功能与代谢活动的综合反应，包含植物的生长物质、植物的生长、分化、发育、生殖与衰老等。4环境生理，主要介绍影响植物生理代谢的环境因素以及植物对不良环境的反应。这四个部分内容相互联系，构成了植物生理学的整体。2植物生理学的发展大致经历了哪三个阶段第一阶段为植物生理学的孕育阶段，从1627年荷兰人凡海尔蒙JBVANHELMONT做柳枝实验开始，直到1840年德国化学家李比希JVONLIEBIG创立植物矿质营养学说为止，前后共经历了200多年的时间。这一阶段人们注意到了水和溶于水的物质与植物生长的关系，发现了植物的光合作用，并开始对光合作用和呼吸作用吸收或释放的气体进行定量分析。第二阶段为植物生理学诞生与成长的阶段，从1840年到19世纪末德国植物生理学家萨克斯JSACHS和他的学生费弗尔WPFEIFER所著的两部植物生理学专著问世为止，经过了约半个世纪的时间。这一阶段在创立了植物矿质营养理论的基础上，建立了无土培养的基本方法，奠定了农作物施肥的理论；研究了渗透现象，阐明了细胞吸水的原理；观察了植物的运动，并开始寻找植物激素；植物生理学教科书问世。第三阶段为植物生理学发展、分化与壮大阶段，从20世纪初至今，约经过整整1个世纪，这是科学技术突飞猛进的世纪，也是植物生理学快速壮大发展的世纪。在这一阶段中，更多的科学家投入到了植物生理学的研究，植物生理学的各个领域都取得了进展。例如阐明了叶绿素、多种生物大分子、生物膜和各种细胞器的结构与功能；探明了光合碳同化C3途径、C4途径、CAM途径、光呼吸、糖酵解、三羧酸循环、磷酸戊糖循环、光合电子传递、呼吸电子传递、光合磷酸化、氧化磷酸化、同化物运输和信息传导等途径以及调节机制；相继发现了生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯、油菜素内酯、茉莉酸等激素，研制出众多的植物生长调节剂并应用于生产；发现了光周期现象以及控制光形态建成的光敏色素和其它光受体；提出了植物细胞的全能性，发展了组织培养，转基因植物不断获得成功；大多数国家都有植物生理学的出版物，在世界范围内召开有关植物生理学的专业会议等。3植物生理学对农业生产的指导作用可表现在哪些方面从植物生理学研究成果推动农业变革事实说明，植物生理学是现代农业的重要理论基础。植物矿质营养学说的创立为无机肥料的施用奠定了理论基础,由于化肥的大量施用促使世界粮食产量急剧增加；并且产生了无土栽培的新方法。植物激素的研究推动了生长调节剂和除草剂的人工合成及应用。为防止器官脱落、打破休眠、控制生长、调节花果形成、插条生根、贮藏保鲜及提高产量提供理论依据。在光合作用与产量关系的理论指导下，植物生理学家与育种学家相结合，开创了以培育矮秆、耐肥、抗倒、叶片直立、株型紧凑的水稻、小麦品种为主要内容的“绿色革命”，通过间作套种、合理密植合高光效育种，使稻、麦产量获得了新的突破。植物细胞全能性理论的确立，不但使人们掌握了如组织培养、细胞及原生质体培养等高效快速的植物无性繁殖新技术，而且为植物基因工程的开展和新种质的创造提供了先决条件。按照我国农业生产发展的趋势，以下几方面可能成为今后植物生理学与农业生产相结合的重要研究领域1作物产量形成与高产理论。2环境生理与作物抗逆性。3设施农业中的作物生理学。4植物生理学与育种学相结合作物生理育种等。在宏观上，植物生理与环境生物学、生态生理学等更广泛结合，从群体、群落研究植物间的相互影响，植物与环境的相互作用，自然生态系统和农业生态系统中所出现的生理问题。微观上，植物生理学在细胞和分子水平上研究植物体内的物质代谢、能量转化、信息传导、形态建成和植物抗逆性及生理活动的机理。此外，受控生态系统、人类地球生物圈系统、未来气候变化系统、外层空间站、沙漠开发、水域利用以及生态农业、持续农业等等，为植物生理学提供了难得的机遇。植物生理学与农学结合起来，在农业、林业、轻工业等方面可以发挥重大作用，这就可能赋予植物生理学比几十年前更强大的生命力，从而进入一个更活跃的发展时期，为21世纪人类社会发展做出更大贡献。4植物生理学和分子生物学的关系。从学科的研究内容、方法及相互渗透、交叉和配合的研究推动学科发展的事实，说明植物生理学与分子生物学的相互促进及不可取代性。当今，植物生理学面临着分子生物学和现代农业的挑战，这也是更新和发展植物生理学的极好机遇。分子生物学的渗透，为植物生理学带来了新思想、新观点、新概念和新方法，为植物生理学注入了新的活力。但因为不同的学科有不同的研究对象和方法，有不同的研究层次，因而，当今分子生物学的发展和渗透不会取代植物生理学。TAIZ和ZEIGER主编的PLANTPHYSIOLOGY1991一书序言中做了如下说明“以光合作用为例，用生物化学手段来提纯光合作用的酶，在试管中研究它们的特性；用生物物理的方法分离光合膜，在比色杯中研究它们的作用光谱；分子生物学家克隆编码光合蛋白的基因，研究它们在发育过程中的调节；而植物生理学研究上述这些组成的相互作用及其与周围环境的关系，从而在叶绿体、细胞、叶器官和整体水平上认识光合作用过程及功能”。这个例子从某种意义上说明，植物生理学是植物整体的科学，它正是在各个学科的相互渗透、相互交叉和配合的研究中不断深入。植物生理学的深入研究也为分子生物学及其他学科的研究提供了重要基础。如控制番茄等果实成熟的分子生物学和基因工程是著名植物生理学家杨祥发在完成乙烯生物合成的研究，并确定蛋氨酸循坏是控制番茄乙烯生物合成和果实成熟衰老惟一调控机构的基础上而获得成功的。现在已获得的一些植物重要生物过程有关基因或其CDNA克隆，例RUBP羧化酶基因，与抗旱/盐碱密切相关的脯氨酸合成酶基因和甜菜碱基因等，都是以弄清楚这些酶的生理生化背景或有关生物合成途径为基础的。相反，一些重要的植物生命现象，由于其生理生化作用的本质不完全清楚，因而制约了其分子生物学研究和基因工程的进展；例如抗逆性的研究，虽然人们观察到植物在逆境条件下干旱盐碱、热激等产生各种各样的逆境蛋臼，但这些逆境蛋白是如何产生的及其生理功能并不清楚。目前的研究是先分析逆境蛋白氨基酸顺序，然后合成探针，再分离基因，反过来对蛋白的生理功能进行研究。可见，植物生命活动各过程，特别是酶促过程的研究是植物生理学研究的重要方面，它是进行相关分子生物学及基因工程的基础。第一章植物细胞的结构与功能一、名词解释1原核细胞2真核细胞3生物膜4内膜系统5内质网6单位膜7微管8微丝9核糖体10乙醛酸体11溶酶体12自溶作用，13细胞浆14界面能15溶胶16凝胶17膜脂相变18膜脂相分离19胞间连丝20细胞融合21细胞全能性22蛋白质构像23变构现象24伸展蛋白二、写出下列符号的中文名称1ATPASE2DNA3DNASE4PEG5RNA6RNASE7RER8RPM9RCF10SER11TPPASE12MTDNA13CPDNA14PCD三、填空题1细胞是生物的结构与功能的。2按照细胞的结构组织，所有细胞均可分属两种类型一种叫，包括和；另一种叫，包括除与以外的与。3原核细胞不能进行有丝分裂，主要靠。4细胞内水分有两种状态和。5细胞内具有特殊生物学功能的复合蛋白质有、及等。6核酸是由核苷酸为单体组成的生物大分子，可分为两类和。7细胞中的脂类有、和等。8植物细胞中所含的糖类有、和。9保持亲水胶体稳定性的因素主要有和。10植物细胞内各种亚细胞结构包括、和等。11植物细胞壁是由、和三层结构组成的。12构成初生壁和次生壁的基本成分是。13细胞壁中的蛋白质，主要是和两大类。14生物膜的化学组成基本相同，都是以和为主要成分的。15植物细胞内有两种微体，一种是，另一种是。16核糖体主要由和组成。它是细胞中合成的场所。17在细胞浆中进行的四种主要代谢是，和。18溶酶体被称为细胞的自杀性武器，这是因为它含有各种。19根据蛋白质在膜中的排列位置及其与膜脂的作用方式，膜蛋白可分为和。20内质网有两种类型和。21微管是由蛋白组成，这种蛋白为形。22微丝是由蛋白组成，它可利用ATP所提供的能量推动。23过氧化物体是因含有酶而得名的，它的主要作用是让氧化代谢产生的分解。四、选择题1真核细胞的主要特征是形成界限分明的。A细胞核B液泡C细胞质2蛋白质分子一级结构是由共价键形成的，如。A肽键B氢键C二硫键3近年来研究证明糖蛋白具有多方面的生物活性，如。A抗原与抗体的识别B识别进膜物质C有机物运输4植物细胞中DNA主要存在于。A过氧化物体B高尔基体C细胞核5植物细胞中RNA主要存在于。A乙醛酸体B核糖体C细胞核6磷脂、糖脂和硫脂都属于。A极性分子B非极性分子C两性分子7硫脂是糖脂分子中六碳糖又带有一个。A硫酸脂B磷酸根C羧基8原生质胶体的分散相是生物大分子，主要成分是。A脂类B蛋白质C糖类9保持原生质胶体稳定性的因素是。A双电层B疏水基团C水化膜10自然界中最丰富的多糖是。A纤维素B淀粉C菊糖11内质网的功能是多方面的，它可以合成膜物质，如。A蛋白质B糖类C类脂12植物细胞内，研究得比较清楚的微体是。A乙醛酸体B线粒体C过氧化物体五、是非判断与改正1真核细胞不能进行有丝分裂，主要靠二分体分裂繁殖。2蛋白质分子的异质性，为生命在结构与功能上的干差万提供可能。3蛋白质与脂类所形成的核蛋白是生物膜的主要成分。4DNA主要存在于各种核糖体中。5糖脂与硫脂都是含磷的脂类。6细胞壁是植物细胞特有的。7细胞壁中含有各种蛋白质，主要是糖蛋白。8液泡为动物、植物细胞所共有。9内膜系统是指真核细胞内由膜分隔而形成的具有连续功能的系统。10溶酶体内主要包含各种氧化还原酶。11叶绿体、线粒体同高尔基体共同完成光呼吸的过程。12植物体内已分化的体细胞仍然保留有全能性。13增加磷脂脂肪酸链的不饱和程度可增加膜的流动性。（）14植物细胞的细胞壁、质体（包括叶绿体）和液泡是区别于动物细胞的三大特征。（）六、问答题1原生质的主要化学组成有哪些其共同特点是什么2原生质胶体系统如何保持稳定性3什么叫凝胶作用凝胶的特点是什么4单位膜模型的主要内容是什么5简述微管的生理功能。6液泡有哪些生理功能7胞间连丝有哪些生理功能8典型的植物细胞与动物细胞之间的主要差别是什么9原核细胞与真核细胞各有何特点10生物膜的流动镶嵌模型有哪些基本特征11生物膜在细胞生命活动中有哪些生理功能12植物细胞全能性在生产上有何实际意义13列举植物细胞内五种细胞器的名称及其主要生理功能。14从细胞壁中蛋白质和酶的发现，谈谈对细胞壁功能的认识。15细胞内的区域化对生命活动有何重要意义16怎样理解植物细胞的程序化死亡参考答案一、名词解释1原核细胞PROKARYOTICCELL是低等生物细菌、蓝藻所具有的结构比较简单的细胞，无明显的细胞核，缺少核膜，没有复杂的内膜系统和细胞器。2真核细胞EUKARYOTICCELL是高等动物、植物细胞所具有，有明显的细胞核，并具有两层核膜包裹，有复杂的内膜系统和细胞器。3生物膜BIOMEMBRANE指细胞中主要由脂类和蛋白质组成的、具有一定结构和生理功能的膜状组分，即细胞内所有膜的总称。包括质膜、核膜、各种细胞器膜及其他内膜。4内膜系统ENDOMEMBRANESYSTEM指真核细胞内由膜分隔而形成的具有连续功能的系统。主要指核膜、内质网、高尔基体以及各种细胞质的囊泡。5内质网ENDOPLASMICRETICULUM由两层平行排列的单位膜构成的形状和大小不同的囊状、泡状和管状膜层连成的一个连续的网膜系统。6单位膜膜中磷脂分子成双层排列，其疏水性尾部向内，亲水性头部向膜的两侧，与蛋白质分子结合，呈现出蛋白质一脂质一蛋白质的“三夹板式”结构。7微管MICROTUBULE动植物细胞质内有一些长形的不分枝的简状结构。由球形微管蛋白连接成丝状体亚基，再由丝状体亚基联合成微管。8微丝MICROFILAMENT由丝状收缩蛋白所组成纤维状结构，类似于肌肉中的肌动蛋白，可聚集成束状，参与胞质运动和物质运输等。9核糖体RIBOSOME是无膜包裹的一个核蛋白颗粒，主要由核糖体核糖核酸RRNA和核糖体蛋白质所组成。10乙醛酸体GLYOXYSOME又称为乙醛酸循环体，呈球形，由单层膜所包围，含有脂肪酸氧化与乙醛酸循环的各种酶类。11溶酶体LYSOSOME由单层膜包围，体内无结构，主要包含各种酸性水解酶。12自溶作用当溶酶体膜被破坏时，其内含的酸性水解酶可释放于细胞质中，使原生质解体的现象。13细胞浆CYTOSOL包含在质膜以内和在各种内膜结构以外的原生质部分。它是细胞质的衬质，又称胞基质。14界面能又称表面能，是由液体的表面张力与表面面积的乘积所决定的。15溶胶SOL胶粒完全分散在介质中，胶粒之间联系减弱，呈液化的半流动状态，胶粒保持着一定的布朗运动。16凝胶GEL胶粒密度增大，布朗运动减慢，胶粒之间互相连接成网状，液体分散于网眼之中，胶体失去流动性而凝结成近似固体状态。17膜脂相变指组成生物膜的脂质部分在一定条件下发生的物相变化，也就是胶体的液晶相户液胶相或液晶相户液相的互相转变，主要是由温度引起的。18膜脂相分离指生物膜双分子层的脂区在物相上的横向不均一性。通常是指冷害温度下膜脂发生的物相变化。19胞间连丝PLASMODESMA相邻植物细胞之间穿过细胞壁的原生质通道。其通道可由质膜或内质网膜或连丝微管所构成。20细胞融合CELLFUSION两种不同的生物细胞之间的原生质体相互融合的现象。21细胞全能性TOTIPOTENCY指每一个细胞中都包含着产生一个完整机体的全套基因，在适宜条件下，任何一个细胞都可形成一个新的个体。22蛋白质构像蛋白质分子可以通过自身的一些单键旋转，使得不同碳原子上各取代基团或原子产生空间排列所形成的空间结构。23变构现象由于蛋白质分子立体结构的改变，从而改变整个分子性质的现象。24伸展蛋白EXTENSIN是一种含有丰富的羟脯氨酸的结构糖蛋白，除了作为结构成分，即增加细胞壁的强度和刚性，赋予细胞壁一定的韧性外，还有防御和抗病、抗逆的功能。二、写出下列符号的中文名称1ATPASE腺苷三磷酸酶2DNA脱氧核糖核酸3DNASE脱氧核糖核酸酶4PEG聚乙二醇5RNA核糖核酸6RNASE核糖核酸酶7RER粗糙型内质网8RPM离心机转速次分9RCF相对离心力10SER光滑型内质网11TPPASE硫胺素焦磷酸酶12MTDNA线粒体DNA13CPDNA叶绿体DNA14PCD细胞程序化死亡三、填空题1基本单位2原核细胞细菌蓝藻真核细胞细菌蓝藻细胞所有植物动物3二分体分裂4自由态束缚态5核蛋白脂蛋白叶绿蛋白糖蛋白6核糖核酸脱氧核糖核酸7真脂磷脂糖脂8单糖双糖寡糖多糖9水膜双电层10核叶绿体线粒体核糖体微体内质网高尔基体11胞间层初生壁次生壁12纤维素13伸展蛋白结构蛋白酶蛋白14蛋白质类脂15过氧化物体乙醛酸体16RRNA核糖体蛋白质蛋白质17糖酵解蔗糖合成C4途径磷酸戊糖途径18酸性水解酶19表在蛋白嵌入蛋白20粗糙型内质网光滑型内质网21微管球22收缩蛋白原生质流动23过氧化氢H2O2四、选择题1A2A、C3A、B4C5B6C7A8B9A、C10A11A、C12A、C五、是非判断与改正1原核细胞23脂蛋白4伸展蛋白5不含磷67伸展蛋白8为植物细胞所特有910酸性水解酶11叶绿体、线粒体同过氧化物体1213（）14（）六、问答题1原生质的主要化学组成有哪些其共同特点是什么原生质的主要化学组成有水、蛋白质、核酸、脂类、糖类；除水分外，它们的共同特点是可通过自身的单体数量增减、性质的更换和序列的重排，以及空间构型的变化，蕴藏着各种生物信息的大分子。2原生质胶体系统如何保持稳定性原生质胶体特性比较稳定，稳定的原因是由于构成原生质的胶体颗粒具有双电层，亲水胶体颗粒还具有水膜。原生质是多种胶体的混合系统，亲水胶体可对疏水胶体产生保护作用，糖对原生质胶体也有保护作用。3什么叫凝胶作用凝胶的特点是什么溶胶是一种液化的半流动状态，胶粒保持着一定的布朗运动，当温度降低时，胶粒密度增加，布朗运动缓慢，胶体部分水膜变薄，胶粒之间互相连接形成一定的结构，失去流动性，称为凝胶作用。这种状态的胶体叫凝胶，凝胶的特点是胶粒排列规则，水分子处于网眼结构的孔隙之中。4单位膜模型的主要内容是什么膜是由蛋白质和磷脂所组成。磷脂分子呈双分子排列，疏水性尾部向内，亲水性头部朝外，与蛋白质分子相结合，呈“夹心饼”式的三层结构。5简述微管的生理功能。微管的主要生理功能在细胞壁形成中它能控制成壁物质向成壁处沉积，从而产生细胞板而将两个小细胞分开。在细胞有丝分裂时，形成纺缍丝。苔藓、蕨类植物的生殖细胞，银杏的游动精子都是由微管组成的。在细胞浆中也起着细胞的“骨骼”作用。6液泡有哪些生理功能液泡的主要生理功能调节功能通过水势变化调节细胞吸水能力，通过缓冲体系调节细胞内的PH值。含有多种水解酶类，可使细胞发生自溶作用。选择性地吸收和贮藏物质各种无机物、有机物。7胞间连丝有哪些生理功能植物胞间连丝的主要生理功能电解质的运输通道；运输光合作用的中间产物；多肽类物质的迁移；细胞器的穿壁运动；传递信息，物理信号（电、压力等），化学信号（植物激素，生长调节剂等）；病毒胞间运动的通道。8典型的植物细胞与动物细胞之间的主要差别是什么典型的植物细胞中存在大液泡和质体，如叶绿体，细胞膜外还有细胞壁，这些结构是动物细胞所没有的。叶绿体使植物能进行光合作用，这是动物细胞无能为力的。9原核细胞与真核细胞各有何特点1原核细胞包括细菌和蓝藻，无明显的由核膜包裹的细胞核，由若干条线型DNA构成的拟核体，缺少细胞器，只有核糖体，主要靠二分体分裂繁殖，细胞体积小，直径1微米10微米。2真核细胞具有明显的由两层核膜包裹的细胞核，细胞质高度分化形成了各种大小不一的细胞器。细胞可进行有丝分裂，细胞体积较大，直径约10微米100微米，高等动、植物细胞属真核细胞。10生物膜的流动镶嵌模型有哪些基本特征1膜的不对称性。主要表现为膜脂和膜蛋白分布的不对称性。磷脂在膜脂的双分子层中外半层以磷脂酰胆碱为主，而内半层则以磷脂酰丝氨酸和磷脂酰乙醇胺为主；同时不饱和脂肪酸主要存在于外半层。膜蛋白膜脂内外两半层所含的内在蛋白与膜两侧的外在蛋白其种类及数量不同，膜蛋白分布不对称性是膜功能具有方向性的物质基础，膜糖糖蛋白与糖脂只存在于膜的外半层，而且糖基暴露于膜外，呈现出分布上的绝对不对称性。2膜的流动性。膜脂膜内磷脂的凝固点较低，通常呈液态，因此具有流动性，且比蛋白质移动速度大得多。膜脂肪酸不饱和程度愈高，流动性愈强。膜蛋白可以在膜脂中自由侧向移动。11生物膜在细胞生命活动中有哪些生理功能生物膜的主要生理功能分室作用细胞膜系统把细胞与外界环境分隔开来，而且把细胞间的空间分隔成许多亚细胞结构。制约物质的吸收与运转，这主要与细胞膜的选择透性有关。物质代谢与能量转化，如氧化磷酸化发生于线粒体内膜上。信息传递如质膜上存在激素受体。识别功能膜糖分布于膜的外表面，可以识别外界物质。物质的合成作用如蛋白质合成是在粗糙型内质网上进行的。12植物细胞全能性在生产上有何实际意义原生质体融合可以让异源细胞的原生质体在培养基上融合，而后把融合的细胞人工培养成杂种植株。为体细胞杂交育种开拓了新的领域。花药、花粉培养和单倍体育种。在水稻、小麦育种上已获成功。突变体的选育可以人为地诱发突变或从培养物中选出突变细胞。在甘蓝、烟草中已获成功。药用植物的工厂化生产如人参、甘草等已获成功。无性系繁殖“试管苗”已在生产上广泛应用。13列举植物细胞内五种细胞器的名称及其主要生理功能名称主要生理功能细胞核核糖体线粒体叶绿体过氧化物体DNA复制，RNA合成贮存、传递遗传信息蛋白质合成场所三羧酸循环电子传递、氧化磷酸化光呼吸光合作用的光反应、暗反应光呼吸分解H2O2光呼吸14从细胞壁中蛋白质和酶的发现，谈谈对细胞壁功能的认识。长期以来细胞壁被认为是无生命的结构，只起被动的防御作用。但随着研究的深入，大量蛋白质特别是几十种酶蛋白在细胞壁中的发现，人们改变了传统的观念，认识到细胞壁是植物进行生命活动不可缺少的部分，其生理功能维持细胞形状，控制细胞生长细胞壁增加了细胞的机械强度，不仅具有保护原生质的功能，而且维持器官与植株固有的姿态。运输物质与传递信息细胞壁涉及到物质运输，参与植物水分调节，另外细胞壁是化学信号（激素等）、物理信号（电波、压力等）传递的介质与通路。代谢功能细胞壁中的酶类广泛参与细胞壁高分子的合成，转移与水解等生化反应。防御与抗性细胞壁中的寡糖素能诱导植物抗毒素的形成；壁中的伸展蛋白除作为结构成分外，还有防御和抗病抗逆的功能。15细胞内的区域化对生命活动有何重要意义细胞内的区域化是指由生物膜把细胞内的空间分隔，形成各种细胞器，不仅各区域具有PH、电位、离子强度、酶系和反应物的不同，而且能使细胞的代谢活动“按室进行”，各自执行不同的功能。同时由于内膜系统的存在又将多种细胞器联系起来，使得各细胞之间能协调的进行物质、能量交换与信息传递，有序地进行各种生命活动。16怎样理解植物细胞的程序化死亡细胞程序化死亡（PROGRAMMEDCELLDEATH，PCD）是一种主动的受细胞自身基因调控的衰老死亡过程，与通常意义上细胞衰老死亡不同，在PCD发生过程中，通常伴随有特定形态变化和生化变化，如细胞核细胞质浓缩、DNA降解等。它是多细胞生物中某些细胞所采取的主动死亡方式，在细胞分化、过敏反应和抗逆中有特殊作用，如微管束中导管的形成，性别分化过程中单性花的形成、感染区域及其周围病斑的形成等，这些都是细胞程序化死亡的表现。第二章植物的水分生理一、名词解释1水势2渗透势3压力势4衬质势5自由水6束缚水7渗透作用8吸胀作用9代谢性吸水10水的偏摩尔体积11化学势12自由能13根压14蒸腾拉力15蒸腾作用16；蒸腾速率17蒸腾比率18蒸腾系数19水分临界期20生理干旱21内聚力学说22初干23萎蔫24水通道蛋白二、写出下列符号的中文名称1ATM2BAR3MPA4PA5PMA6RH7RWC8W9VW10WACT11WS12WUE13M14P15S16W1718SPAC三、填空题1植物细胞吸水方式有、和。2植物调节蒸腾的方式有、和。3植物散失水分的方式有和。4植物细胞内水分存在的状态有和。5植物细胞原生质的胶体状态有两种，即和。6细胞质壁分离现象可以解决下列问题、和。7自由水束缚水的比值越大，则代谢，其比值越小，则植物的抗逆性。8一个典型的细胞的水势等于。9具有液泡的细胞的水势等于。10形成液泡后，细胞主要靠吸水。11干种子细胞的水势等于。12风干种子的萌发吸水主要靠。13溶液的水势就是溶液的。14溶液的渗透势决定于溶液中。15在细胞初始质壁分离时，细胞的水势等于，压力势等于。16当细胞吸水达到饱和时，细胞的水势等于，渗透势与压力势绝对值。17将一个PS的细胞放入纯水中，则细胞的体积。18相邻两细胞间水分的移动方向，决定于两细胞间的。19在根尖中，以区的吸水能力最大。20植物根系吸水方式有和。21根系吸收水的动力有两种和。22证明根压存在的证据有和。23叶片的蒸腾作用有两种方式和。24水分在茎、叶细胞内的运输有两种途径。和。25小麦的第一个水分临界期是。26小麦的第二个水分临界期是。27常用的蒸腾作用的指标有、和。28影响气孔开闭的主要因子有、和。29影响蒸腾作用的环境因子主要是、和。30C3植物的蒸腾系数比C4植物。31可以较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标有、及等。四、选择题1植物在烈日照射下，通过蒸腾作用散失水分降低体温，是因为。A水具有高比热B水具有高气化热C水具有表面张力2一般而言，冬季越冬作物组织内自由水束缚水的比值。A升高B降低C变化不大3有一为水充分饱和的细胞，将其放入比细胞液浓度低10倍的溶液中，则细胞体只。A变大B变小C不变4已形成液泡的植物细胞吸水靠。A吸胀作用B渗透作用C代谢作用5已形成液泡的细胞，其衬质势通常省略不计，其原因是。A衬质势很低B衬质势不存在C衬质势很高，绝对值很小6植物分生组织的细胞吸水靠。A渗透作用B代谢作用C吸胀作用7风干种子的萌发吸水靠。A代谢作用B吸胀作用C渗透作用8在同温同庄条件下，溶液中水的自由能与纯水相比。A要高一些B要低一些C二者相等9外界溶液水势为05MPA，细胞水势为08MPA，则。A细胞吸水B细胞失水C保持平衡状态10在气孔张开时，水蒸气分子通过气孔的扩散速度。A与气孔的面积成正比B与气孔周长成正比C与气孔周长成反比11一般植物成熟叶片的角质蒸腾，占总蒸腾量的。A1B5C102012蒸腾作用快慢，主要决定于。A叶内外蒸气压差大小B叶片的气孔大小C叶面积大小13植物的保卫细胞中的水势变化与有关。ACABKCC114植物的保卫细胞中的水势变化与有关。A糖B脂肪酸C苹果酸15根部吸水主要在根尖进行，吸水能力最大的是。A分生区B伸长区G根毛区16土壤通气不良使根系吸水量减少的原因是。A缺乏氧气B水分不足CCO2浓度过高17土壤温度过高对根系吸水不利，因为高温会。A加强根的老化B使酶钝化C使生长素减少18目前认为水分沿导管或管胞上升的动力是。A下部的根压B张力C上部的蒸腾拉力19水分在木质部中运输的速度比在薄壁细胞中。A慢得多B快得多C差不多20小麦一生中有两个水分临界期，它们是。A分蘖前期B孕穗期C开始灌浆到乳熟末期21植物的水分临界期是指。A对水分缺乏最敏感时期B需水最多的时期C需水终止期22目前可以作为灌溉的生理指标中最受到重视的是。A叶片渗透势B叶片气孔开度C叶片水势五、是非判断与改正1影响植物正常生理活动的不仅是含水量的多少，而且还与水分存在的状态有密切关系。2在植物生理学中被普遍采用的水势定义是水的化学势差。3种子吸胀吸水和蒸腾作用都是需要呼吸作用直接供能的生理过程。4根系要从土壤中吸水，根部细胞水势必须高于土壤溶液的水势。5植物根系吸水快慢和有无决定于导管汁液与外界溶液之间伪水势差异的大小有无。6植物细胞吸水方式有主动吸水和被动吸水。7植物被动吸水的动力来自于根压。8在细胞初始质壁分离时相对体积为1，细胞水势等于压力势9在细胞为水充分饱和时相对体积为15，细胞的渗透势为零。10细胞水势在根部距离导管愈远，则越低。11细胞水势在叶片中距离叶脉越远，则越高。12蒸腾效率高的植物，一定是蒸腾量小的植物。13蒸腾作用与物理学上的蒸发不同，因为蒸腾过程还受植物结构和气孔行为的调节。14水蒸气通过气孔的蒸腾速率与同面积的自由水面的蒸发速率相差不多。15通过气孔扩散的水蒸气分子的扩散速率与气孔面积成正比。16空气相对湿度增大，空气蒸气压增大，蒸腾加强。17低浓度的CO2促进气孔关闭，高浓度CO2促进气孔迅速张开。18糖、苹果酸和K、CL进入液泡，使保卫细胞压力势下降，吸水膨胀，气孔就张开。19由于水分子内聚力远大于水柱张力，可保证导管中的水柱连续性，而使水分不断上升。20水分在薄壁细胞中运输的速度比在木质部中要快得多。21就利用同单位的水分所产生的干物质而言，C3植物比C4植物要多12倍。22干旱时细胞内磷酸酯酶活性减弱；硝酸还原酶活性增强。23在导管和管胞中水分运输的动力是蒸腾拉力和根压，其中根压占主导地位。六、问答题1水分子的物理化学性质与植物生理活动有何关系2简述水分在植物生命活动中的作用。3植物体内水分存在的状态与代谢关系如何4植物水分代谢包括哪些过程5植物细胞吸水有哪几种方式6利用细胞质壁分离现象可以解决那些问题7已知三个相邻细胞甲、乙、丙的S和P，试求出个细胞的W说明水流方向如何。附甲细胞S09MPA、P04MPA；乙细胞S08MPA、P05MPA；丙细胞S08MPA、P04MPA8以下论点是否正确，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PS，将其放入0001MOLL的溶液中时，则体积不变。3若细胞的WS，将其放入纯水中，则体积不变。4有一充分为水饱和的细胞，将其放入比细胞液浓度低50倍的溶液中，则体积不变。9土壤温度过高为什么对根系吸水不利10蒸腾作用有什么生理意义11气孔开闭机理如何植物气孔蒸腾是如何受光、温度、CO2浓度调节的12根据性质和作用方式抗蒸腾剂可分为哪三类各举例说明。13水分从被植物吸收至蒸腾到体外，需要经过哪些途径动力如何14小麦整个生育期中哪两个时期为水分临界期15糖液水势如何计算蔗糖液浓度为025MOLL16空气中水蒸气的水势如何计算17实验中测得数据如下表，请计算这些植物的蒸腾系数和蒸腾效率为简化计算，干物质以CO2量计算。4种植物光合及蒸腾速率植物光合速率MGCO2M2S蒸腾速率MGH2OM2S杉树油茶樟树马尾松01960154013200833224305121552757参考答案一、名词解释1水势（WATERPOTENTIAL）每偏摩尔体积水的化学势差。符号W2渗透势（OSMOTICPOTENTIAL）由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值。符号S用负值表示。亦称溶质势。3压力势（PRESSUREPOTENTIAL）由于细胞壁压力的存在而增加的水势值。符号P一般为正值。初始质壁分离时，P为0；剧烈蒸腾时，P会呈负值。4衬质势（MATRIXPOTENTIAL）细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值，以负值表示。符号M。5自由水（FREEWATER）距离胶粒较远而可以自由流动的水分。6束缚水（BOUNDWATER）靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水分。7渗透作用（OSMOSIS）水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。8吸胀作用（IMBIBITION）亲水胶体吸水膨胀的现象。9代谢性吸水METABOLICABSORPTIONOFWATER利用细胞呼吸释放出的能量，使水分经过质膜进入细胞的过程。10水的偏摩尔体积在温度、压强及其他组分不变的条件下，在无限大的体系中加入1摩尔水时，对体系体积的增量。符号VW。11化学势（CHEMICALPOTENTIAL）一种物质每摩尔的自由能就是该物质的化学势。12自由能（FREEENERGY）指在温度恒定的条件下，用于做功的能量。13根压（ROOTPOTENTIAL）植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。14蒸腾拉力由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。15蒸腾作用（TRANSPIRATION）水分以气体状态通过植物体表面从体内散失到体外的现象。16蒸腾速率（TRANSPIRATIONRATE）又称蒸腾强度。指植物在单位时间内，单位叶面积通过蒸腾作用而散失的水分量GDM2H。17蒸腾比率（TRANSPIRATIONRATIO）植物每消耗1KG水所形成的干物质重量G。18蒸腾系数（TRANSPIRATIONCOEFFICIENT）植物制造1G干物质所需的水分量G。又称为需水量。它是蒸腾比率的倒数。19水分临界期（CRITICALPERIODOFWATER）植物对水分不足特别敏感的时期。20生理干旱（PHYSIOLOGICALDROUGHT）盐土中栽培的作物，由于土壤溶液的水势低，吸收水分较为困难，或者是原产于热带的作物遇低于10的温度时，出现的萎蔫现象。21内聚力学说（COHESIONTHEORY）又称蒸腾流内聚力张力学说。即以水分的内聚力来解释水分沿导管上升原因的学说。22初干在蒸腾失水过多或水分供应不足的条件下，细胞间隙及气孔下腔不再为水蒸气所饱和，这时即使气孔张开，蒸腾作用也受到抑制的现象。23萎蔫（WILTING）植物在水分严重亏缺时，细胞失去膨胀状态，叶子和幼茎部分下垂的现象。24水通道蛋白（WATERCHANNELPROTEIN）存在于生物膜上的具有通透水分功能的内在蛋白。也称水孔蛋白（AQUAPORINS，AQPS）。二、写出下列符号的中文名称1ATM大气压2BAR巴3MPA兆帕斯卡4PA帕帕斯卡5PMA苯汞乙酸6RH空气相对温度7RWC相对含水量8W化学势9VW偏摩尔体积10WACT实际含水量11WS水分饱和时的含水量12WUE蒸腾效率13M衬质势14P压力势15S溶质势16W水势17渗透势18SPAC土壤植物大气连续体三、填空题1渗透性吸水吸胀吸水代谢性吸水2气孔的关闭初干暂时萎蔫3蒸腾作用吐水4自由水束缚水5凝胶溶胶6判断膜的半透性判断细胞死活测定细胞渗透势7越旺盛越强8SPM9SP10渗透性11M12吸涨作用13S14溶质颗粒总数15S零16零相等17不变18水势差异19根毛20主动吸水被动吸水21根压蒸腾拉力22吐水伤流23角质蒸腾气孔蒸腾24经死细胞经活细胞25孕穗期26灌浆始期至乳熟末期27蒸腾速率蒸腾比率蒸腾系数28光温度CO229光空气相对湿度温度CO2浓度30大31叶片相对含水量叶片渗透势水势气孔阻力或开度四、选择题1B2B3B4B5C6C7B8B9A10B11B12A13B、C14A、C15C16A、C17A、B18A、C19B20B、C21A22C五、是非判断改错题12每偏摩尔体积水的3不需4低于56植物根系7来自于蒸腾拉力8等于渗透势9水势为零10则越高11则越低12不一定是1314快得多15与小孔的边缘周长成正比16蒸腾减弱17促进气孔张开促进气孔迅速关闭18水势下降1920慢得多21C4植物比C3植物要多12倍22增强减弱23蒸腾拉力占主导地位六、问答题1水分子的物理化学性质与植物生理活动有何关系水分子是一个极性分子，可与纤维素蛋白质分子相结合。水分子具有高比热，可在环境温度变化较大的条件下，植物体温仍相当稳定。水分子还有较高的气化热，使植物在烈日照射下，通过蒸腾作用散失水分就可降低体温，不易受高温为害。水分子是植物体内很好的溶剂，可参与有亲水基团的物质结合形成亲水胶体，水还具有很大的表面张力，产生吸附作用，并借毛细管力进行运动。2简述水分在植物生命活动中的作用。1水是细胞原生质的主要组成成分。2水分是重要代谢过程的反应物质和产物。3细胞分裂及伸长都需要水分。4水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的一种良好溶剂。5水分能使植物保持固有的姿态。6可以通过水的理化特性以调节植物周围的大气湿度、温度等。对维持植物体温稳定和降低体温也有重要作用。3植物体内水的存在状态与代谢关系如何植物体中水分的存在状态与代谢关系极为密切，并且与抗性有关。一般来说，束缚水不参与植物的代谢反应，在植物某些细胞和器官主要含束缚水时，则其代谢活动非常微弱，如越冬植物的休眠和干燥种子，仅以极弱的代谢维持生命活动，但其抗性却明显增强，能渡过不良的逆境条件。而自由水主要参与植物体内的各种代谢反应，含量多少还影响代谢强度，含量越高，代谢越旺盛。因此，常以自由水束缚水比值作为衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。4植物水分代谢包括哪些过程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，植物又不可避免地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。5植物细胞吸水有哪几种方式植物细胞吸水有三种方式1未形成液泡的细胞，靠吸胀作用去吸水。2液泡形成之后，细胞主要靠渗透性吸水。3与渗透作用无关，而与代谢过程密切相关的代谢性吸水。6利用细胞质壁分离现象可以解决哪几个问题1说明原生质层是半透膜。2判断细胞死活。只有活细胞的原生质层才是半透膜，才有质壁分离现象。如细胞死亡，则不能产生质壁分离现象。3测定细胞液的渗透势。7求出甲、乙、丙细胞的W，并说明水流方向甲细胞W090405MPA乙细胞W080503MPA水流方向丙细胞W080404MPA8以下论点是否正确，为什么1该论点不完全正确。因为除了处于初始质壁分离状态的细胞P0之外，当细胞内溶液浓度与外液浓度相等时，由于细胞P的存在，因而，细胞水势会高于外液水势而发生失水，体积就会变小。2该论点不正确。因为该细胞W0，把该细胞放入任一溶液时，都会失水，体积会变小。3该论点不正确。因为当细胞的WS时，该细胞P0，而S为负值，即其W低于0，将其放入纯水W0中，故细胞吸水，体积会变大。4该论点也不正确。因为充分为水饱和的细胞W0，而任何稀溶液的，W总是低于0，故该细胞会失水体积变小。9土壤温度过高为什么对根系吸水不利高温加强根的老化过程，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。10蒸腾作用有什么生理意义（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气孔开闭机理如何植物气孔蒸腾是如何受光、温度、CO2浓度调节的关于气孔开闭机理主要有两种学说1无机离子泵学说又称K泵假说。光下，K由表皮细胞和副卫细胞进入保卫细胞，保卫细胞中K浓度显著增加，溶质势降低，引起水分进入保卫细胞，气孔就张开；暗中，K由保卫细胞进入副卫细胞和表皮细胞，使保卫细胞水势升高而失水，造成气孔关闭。这是因为保卫细胞质膜上存在着HATP酶，它被光激活后能水解保卫细胞中由氧化磷酸化或光合磷酸化生成的ATP，并将H从保卫细胞分泌到周围细胞中，使得保卫细胞的PH升高，质膜内侧的电势变低，周围细胞的PH降低，质膜外侧电势升高，膜内外的质子动力势驱动K从周围细胞经过位于保卫细胞质膜上的内向K通道进入保卫细胞，引发气孔开张。2苹果酸代谢学说在光下，保卫细胞内的部分CO2被利用时，PH上升至8085，从而活化了PEP羧化酶，PEP羧化酶可催化由淀粉降解产生的PEP与HCO3结合，形成草酰乙酸，并进一步被NADPH还原为苹果酸。苹果酸解离为2H和苹果酸根，在HK泵的驱使下，H与K交换，保卫细胞内K浓度增加，水势降低；苹果酸根进入液泡和C1共同与K在电学上保持平衡。同时，苹果酸的存在还可降低水势，促使保卫细胞吸水，气孔张开。当叶片由光下转入暗处时，该过程逆转。气孔蒸腾显著受光、温度和CO2等因素的调节。1光光是气孔运动的主要调节因素。光促进气孔开启的效应有两种，一种是通过光合作用发生的间接效应；另一种是通过光受体感受光信号而发生的直接效应。光对蒸腾作用的影响首先是引起气孔的开放，减少内部阻力，从而增强蒸腾作用；其次，光可以提高大气与叶子温度，增加叶内外蒸气压差，加快蒸腾速率。2温度气孔运动是与酶促反应有关的生理过程，因而温度对蒸腾速率影响很大。当大气温度升高时，叶温比气温高出210，因而，气孔下腔蒸气压的增加大于空气蒸气压的增加，这样叶内外蒸气压差加大，蒸腾加强。当气温过高时，叶片过度失水，气孔就会关闭，从而使蒸腾减弱。3CO2CO2对气孔运动影响很大，低浓度CO2促进气孔张开，高浓度CO2能使气孔迅速关闭无论光下或暗中都是如此。在高浓度CO2下，气孔关闭可能的原因是高浓度CO2会使质膜透性增加，导致K泄漏，消除质膜内外的溶质势梯度。CO2使细胞内酸化，影响跨膜质子浓度差的建立。因此，CO2浓度高时，会抑制气孔蒸腾。12根据性质和作用方式抗蒸腾剂可分为哪三类各举例说明。1代谢型抗蒸腾剂。如阿特拉津可使气孔开度变小。苯汞乙酸可改变膜透性使水不易向外扩散。2薄膜型抗蒸腾剂。如硅酮可在叶面形成单分子薄层，阻碍水分散失。3反射型抗蒸腾剂。如高岭土，可反射光，降低叶温，从而减少蒸腾量。13水分从被植物吸收至蒸腾到体外，需要经过哪些途径动力如何水分需要经过的途径根毛根的皮层根中柱根的导管茎的导管叶脉导管叶肉细胞叶细胞间隙与气孔下腔气孔大气。在导管细胞中水分运输的动力是蒸腾拉力和根压，其中蒸腾拉力占主要地位，在活细胞间的水分运输主要为渗透作用。14小麦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糖液水势如何计算蔗糖液浓度025MOL/L根据公式PICRTSPICRT则025MO1L蔗糖液的W为温度为25WSP1025008227325611ATM6111013619BAR0619MPA16空气中水蒸气的水势如何计算空气中水蒸气气相的水势可以用下列公式计算WLN,可简化为W107TLG10174种植物的蒸腾系数和蒸腾效率如下表植物蒸腾系数蒸腾效率杉树油茶樟树马尾松16419816333261516130第三章植物矿质和氮素营养一、名词解释1矿质营养2灰分元素3必需元素4大量元素5微量元素6有利元素7水培法8砂培法9离子的被动吸收10杜南平衡11离子的主动吸收12单盐毒害13离子颉颃14平衡溶液15生理酸性盐16生理碱性盐17生理中性盐18胞饮作用19相对自由空间20根外营养21诱导酶22可再利用元素23还原氨基化作用24生物固氮25初级共运转26次级共运转二、写出下列符号的中文名称1AC2AFS