植物生理学第七版潘瑞炽编课后习题答案 2

第一章植物的水分生理l水势：水溶液的化学势与纯水的化学势之差除以水的偏摩尔体积的商。l渗透作用：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。l根压：由于水势梯度水分进入中柱后产生的压力。l蒸腾作用：水分以气体状态通过植物体表面(主要是叶)，从体内向体外散失的现象。l凝聚力学说：保证水分具有较大的凝聚力抵抗张力，解释叶至根水柱不断水分上升的原因的学说。l水分临界期：植物对水分不足特别敏感的时期。3 .水分如何跨膜输送到细胞内，以满足正常的生命活动需要？ a :通过膜脂双分子层的间隙进入细胞。 膜上的水孔蛋白形成水通道，植物细胞水分集中。 植物的水孔蛋白有质膜上的质膜内蛋白、气泡膜上的气泡膜内蛋白和根瘤共生膜上的内蛋白3种，其中气泡膜的水孔蛋白在植物中分布最丰富，透水性最大。5 .植物叶片气孔在光照条件下开放，为什么在黑暗条件下闭合？答：保护细胞细胞壁具有伸缩性，细胞体积可逆增大40100%。 保护细胞细胞壁的厚度不同，分布不均匀。 双子叶植物保护细胞为肾形，内壁厚，外壁薄，外壁易伸展，吸水时向外扩展，开孔禾本科植物保护细胞为哑铃形，中间厚，两端薄，吸水时横向膨胀，开孔。 保护细胞的叶绿体在光照下形成蔗糖，积聚在气泡中，降低渗透力，吸水膨胀，在气孔开启的阴暗条件下进行呼吸作用，消耗有机物，提高渗透力，使水流失，气孔关闭。6 .气孔的打开与保护细胞的什么结构有关？ 答：细胞壁有伸缩性，细胞体积可逆增长40100%。 细胞壁厚度不同，分布不均匀。 双子叶植物保护细胞为肾形，内壁厚，外壁薄，外壁易伸展，吸水时向外扩展，开孔禾本科植物保护细胞为哑铃形，中间厚，两端薄，吸水时横向膨胀，开孔。第二章植物的矿物质营养l矿物营养：植物对矿物质的吸收、运输和同化。l大量的元素：植物需要大量的元素。l选择性渗透性：细胞膜质对物质的渗透性不同。l被动运输：运输过程沿着电化学梯度进行，不需要代谢供给能量。l自主运输：运输过程以逆电化学梯度进行，需要代谢供给能量。l生物氮固定化：某微生物将空气中的游离氮固定化为含氮化合物的过程。l诱导酶：植物本来不含某种酶，但是指特定外来物质诱导产生的酶。l生物膜：细胞外周膜和内膜系统。1植物进行正常生命活动所需要的矿物质是什么？实验证明植物生长所需要的元素的方法答：分为大量元素和微量元素2种：大量元素： C H O N P S K Ca Mg Si，微量元素： femnzncunamolpni，实验方法：采用溶液培养法或沙基培养法，加入营养元素溶液，观察植物能否正常生长。 如果能够正常生长，就证明不足的元素不是植物生长所必需的元素，如果不能正常生长，就证明不足的元素是植物生长所必需的元素。2 .在植物生长过程中，如何鉴别缺氮、磷、钾现象的发生，可以采取哪些纠正措施？缺氮：植物小，叶小颜色淡或红，分枝少，花少，子实不丰满，产量低。 纠正措施：加氮肥。 缺磷：生长缓慢，叶小，分枝和分蘖减少，株小，叶色暗绿，开花期和成熟期延迟，产量下降，抗性减弱。 纠正措施：加入磷肥。 缺钾：株茎柔弱易倒，抗旱耐寒，叶色发黄，逐渐坏死，缺绿始于老叶。 纠正措施：加入钾肥。4、植物细胞通过什么方法吸收溶质来满足正常的生命活动需求？(1)扩散：1.简单扩散：溶质从高浓度区域向浓度低的邻接区域移动的物理过程。2 .易化扩散：又称扩散，指膜转运蛋白质易于跨膜转运溶质的顺浓度梯度或电化学梯度，细胞无需供应能量。(二)离子通道：细胞膜中由通道蛋白组成的通道控制离子通过细胞膜。(三)载体：跨膜输送的内在蛋白质在跨膜区域不形成明显的孔结构。1 .单向载体： (uniport carrier )催化剂分子或离子可以单向沿电化学势梯度跨质膜输送。2 .同向转运器： (symporter )转运器在与质膜外的h结合的同时，与另一分子或离子结合，向同向转运。3 .反向输送器： (antiporter )输送器与质膜外侧的h结合的同时，与质膜内侧的分子和离子结合，两者向相反方向输送。(四)离子泵：膜内蛋白质是质膜上的ATP酶，通过活化ATP释放能来推进离子反化学强势梯度进行穿膜运输。(5)细胞饮用作用：细胞通过膜陷阱从外部直接摄取物质进入细胞的过程。5 .简述植物体内铵同化的途径。 a:谷氨酰胺合成酶途径。 即铵与谷氨酸和ATP结合，形成谷氨酰胺。 谷氨酸合酶途径。 谷氨酰胺与-酮戊二酸和NADH (或还原型Fd )结合，形成双分子谷氨酸。 谷氨酸脱氢酶途径。 铵与-酮戊二酸及NAD(P)H结合，形成谷氨酸。 氨基交换作用途径。 谷氨酸与草乙酸结合，在ASP-AT作用下形成天冬氨酸和-酮戊二酸。 谷氨酰胺与天冬氨酸和ATP结合，在AS的作用下形成天冬氨酸和谷氨酸。11 .植物对水分和矿物质的吸收有什么关系？ 完全一致吗？ 答：关系：矿物质元素溶解在溶液中，可以通过溶液的流动吸收。 两者的吸收不完全一致同点：两者均可通过质外体途径和共体途径进入根。温度和通气状况对两者的吸收都有影响。不同点：矿物质元素不仅可以通过根的吸收，还可以通过叶的吸收和离子交换来吸收矿物质。水分越过膜在根部被吸收。12 .细胞吸收水分和吸收矿物质有什么关系？ 答：水分在集电作用下吸收时，同时输送少量离子和小溶质来调节渗透率。 同点：可以通过扩散来吸收。 均可通过通道吸收。 区别在于水分可以采用集电方式吸收。 水分通过的是水通道，矿物质通过的是离子通道。 矿物质也可以以载体、离子泵、细胞饮的形式输送。请在列表中说明嫩叶变黄和老叶变黄是什么要素。a :嫩叶变黄了： S Fe，都不能从老叶移动到嫩叶。老叶变黄的是K N Mg Mo，这些元素都能从老叶移到嫩叶。Mn有时嫩叶变黄，有时老叶变黄。 根据植物的种类和生长速度而不同。9、根细胞吸收矿物质的途径和动力、答：通过共质体和质外体的输送，麻纤维部分输送养分矿物质。 通过蒸腾作用产生了蒸腾张力让他们运送。 的双曲馀弦值。第三章植物的光与作用ll吸收光谱：叶绿素吸收后，光谱出现黑线或暗带。l碳反应：暗处或光处形成的某些酶催化的化学反应。l聚光色素：没有光化学活性，只要聚集光能，就会聚集光能传递给反应中心色素。 含有大部分色素。l原初反应：指在光和作用中叶绿素分子受光激发，直至发生最初的光化学反应的过程。l -希尔反应：在光照下，离体叶绿体类囊体将含高铁的化合物还原成低铁化合物，释放氧气。l光和链条：类囊体接触的PSII和PSI之间配置了几个紧密的电子传导体完成电子传导的总轨道。l同化力： ATP和NADPH用于碳反应中CO2的同化，这两种物质合称为同化力。l -卡尔文循环： CO2受体为戊糖，CO2固定产物为三碳化合物。l景天酸代谢途径植物在夜间气孔中开放，C4途径固定CO2，形成苹果酸，储存在气泡中，白天气孔关闭，夜间释放固定的CO2，C3途径固定CO2的过程。l增益效应(爱默生效应):在远红色光(685nm以上)的照射下补充红色光(650nm )时，量子收率变大，比单独照射这2个波长的光时的合计值更高的效果被称为增益效应。1、植物光合作用的光反应和碳反应是在细胞的哪里进行的？ 为什么？答：光反应在类囊膜(光合膜)上进行，碳反应在叶绿体的基质中进行。 原因：光反应必须在光下进行，是光致光化学反应，类囊膜是光合膜，为光反应提供光条件的碳反应可以在暗处或光处进行，是一些酶催化的化学反应，基质中存在大量碳反应所需的酶。2 .在光合作用过程中，ATP和NADPH是如何形成的？ 它是如何被利用的？a :形成过程是光反应的过程。1 )非循环电子传递是NADPH:PSII和PSI均受光激发，串联推进电子传递，从水中夺取电子，最终向NADP传递电子，产生氧和NADPH的开放途径。2 )循环光和磷酸化在ATP:PSI中产生的电子通过某种传导体传导后，随着腔室内外h浓度差的形成，只形成ATP。3 )非循环光和磷酸化时均可形成：在氧释放复合体中水分解后，h释放到类胶囊体腔内，电子传递到PSII，电子传递到光和电子传递链时，随着类胶囊外侧的h向腔内转移，形成穿膜的h浓度差，引起ATP的形成； 与此同时，向PSI传递电子，进一步提高能量，形成NADPH，并释放氧气。 一条开放的通道。利用的过程是在碳反应的过程中进行的。C3途径：甘油酸-3-磷酸被ATP磷酸化，在甘油酸-3-磷酸激酶的催化下形成甘油酸- 1，3 -磷酸，然后在甘油醛-3-磷酸脱氢酶的作用下用NADPH还原，形成甘油醛-3-磷酸C4途径：叶肉细胞叶绿体中酰基乙酸经NADP-苹果酸脱氢酶作用，还原为苹果酸。 C4酸脱羧产生的C3酸返回叶肉细胞，用叶绿体通过丙酮酸磷酸激酶的催化剂和ATP作用生成CO2受体PEP，进行反应循环。3 .比较psi和PSII的结构和功能特点。PSIIPSI位于类囊体层积区，颗粒大位于类囊体的非层叠区，粒子小12种不同多肽组成的由十一种蛋白质组成反应中心色素最大吸收波长680nm反应中心色素最大吸收波长700nm水分解光，释放氧气从PC向Fd转送电子包括LHCII包括LHCI4 .与光起作用的氧是怎样产生的？ 答：水裂解氧是水在光下经过PSII氧释放复合体的作用，释放氧，产生电子，将质子释放到类囊体腔。 氧释放复合体位于PSII类囊体膜腔表面。 PSII反应中心色素p80被激发后，向脱镁叶绿传输电子。 脱镁叶绿素是原始电子受体，Tyr是原始电子供体。 失去电子的Tyr又通过锰簇从水分子中获得电子，使水分子分解，同时释放氧和质子。光合碳同化有哪些方法？水稻、玉米、菠萝的光合碳同化途径有哪些不同的a:c3途径、C4途径、景天酸代谢途径三种。道C3C4CAM系列植物种类温带植物热带植物(玉米)干燥植物(菠萝)固定酶Rubiscopeptic/rubiscopeptic/rubiscoCO2受体RUBPRUBP/PEPRUBP/PEP初产品PGA封装OAA公司OAA公司7 .一般来说，C4植物比C3植物光合产量高，比较分析其各自的光合特征和生理特征。C3C4叶片结构没有花环构造，只有一个叶绿体有花环结构，有两种叶绿体叶绿素a/b2.8 -0.43.9 -0.6CO2固定酶Rubiscopeptic/rubiscoCO2固定路径卡尔文电路C4途径与卡尔文循环最初的CO2受体RUBPPEP公司光合速度低很贵CO2补偿点很贵低饱和光强度全日照的1/2无光合最佳温度低很贵羧化酶的CO2亲和性低高度远大于C3光呼吸很贵低总的结论是C4植物的光合效率大于C3植物的光合效率。从光呼吸的代谢途径来看，光呼吸具有什么意义a :光呼吸的途径：在叶绿体内，在光的条件下，Rubisco将Rubisco氧化为乙醇磷酸，然后在磷酸酶的作用下，去除磷酸生成乙醇酸的过氧化物酶体内乙醇酸在线粒体内，甘氨酸在成为甘油过氧化物酶体内形成羟丙酮酸，最终成为甘油酸； 叶绿体内产生甘油-3-磷酸，参与加尔文循环。干旱和高辐射之间，气孔关闭，CO2不进入，光被抑制。 光呼吸释放CO2，消耗多馀的能量，起到保护光合器官的作用，避免光抑制。在有氧条件下，通过光呼吸可以回收75%的碳，避免损失增多。有利于氮的代谢。9 .卡尔文循环和光呼吸的代谢有什么关系？答：卡尔文循环产生的有机物的四分之一被光呼吸消耗。 氧浓度高时，Rubisco作为加氧酶进行RUBP氧化，进行光呼吸的CO2高时，Rubisco作为羧化酶羧酸化CO2，进行卡尔文循环。 光呼吸的最终产物是甘油酸-3-磷酸，参与卡尔文循环。10 .你认为通过学习植物的水分代谢、矿物质和光合作用知识，可以怎样提高农作物的产量？答：合理灌溉。 合理灌溉能改善作物的各种生理作用，改变栽培环境，间接影响作用。合理追肥。 根据植物形态指标和生理指标确定追肥的种类和量。 同时，为了提高肥料效益，适宜的灌溉、适宜的深耕和施肥改善方式是必要的。光的强度尽可能接近植物的光饱和点，最大化植物的光合速度，积累有机物的可能性最高，但如果注意到光的强度不强，就会产生光抑制的现象。栽培密度适度大，肥水充足，植株繁茂，能吸收更多的CO2，但也要注意光的强弱。 由于CO2的利用率随着光强度的增加而增加，所以光合速度加快。 同时，人工增加CO2含量可提高光合速率。在适当的温度范围内栽培作物，使作物内酶活性达到强水平，加快光合作用的碳反应过程