2025年植物生长与水试题及答案

2025年植物生长与水试题及答案一、单项选择题（每题2分，共20分）1.植物细胞水势（Ψw）的组成中，通常在叶肉细胞中占主导地位的是（）A.渗透势（Ψs）B.压力势（Ψp）C.重力势（Ψg）D.衬质势（Ψm）2.下列关于植物蒸腾作用的描述，错误的是（）A.气孔蒸腾是陆地植物蒸腾作用的主要形式B.蒸腾速率常用单位时间单位叶面积失水量表示C.空气湿度增大时，蒸腾作用会显著增强D.光可通过促进气孔开放间接提高蒸腾速率3.根压产生的主要原因是（）A.叶片蒸腾作用产生的负压力B.根部木质部导管内溶液的渗透势低于土壤溶液C.根细胞主动吸收矿质离子导致水分被动流入D.土壤水分充足时，重力作用推动水分向地上部运输4.植物体内水分长距离运输的主要通道是（）A.筛管B.导管C.胞间连丝D.质外体5.当植物处于水分亏缺状态时，叶片中首先积累的信号物质是（）A.生长素（IAA）B.赤霉素（GA）C.脱落酸（ABA）D.细胞分裂素（CTK）6.下列哪种情况会导致植物气孔关闭？（）A.光照增强B.叶片温度升高至30℃C.叶片细胞间CO₂浓度降低D.土壤严重干旱7.植物根系吸水的主要动力在白天和夜晚分别为（）A.根压；蒸腾拉力B.蒸腾拉力；根压C.渗透作用；主动运输D.重力势差；压力势差8.衡量植物水分利用效率（WUE）的常用指标是（）A.蒸腾速率/光合速率B.光合速率/蒸腾速率C.叶片水势/土壤水势D.根长/地上部生物量9.内皮层细胞的凯氏带对水分运输的主要作用是（）A.增加质外体途径的阻力，迫使水分进入共质体B.促进水分从共质体向质外体扩散C.增强根压的产生D.减少水分向土壤的反向渗透10.长期淹水条件下，植物根系缺氧会导致（）A.主动吸水能力增强B.导管运输效率提高C.酒精积累引发细胞中毒D.气孔开放度增加二、填空题（每空1分，共20分）1.植物细胞水势由渗透势、压力势、重力势和______组成，其中______在成熟细胞中可忽略不计。2.蒸腾作用的生理意义包括促进______运输、降低叶片温度和维持______平衡。3.根系吸水的两种主要方式是______（依赖蒸腾拉力）和______（依赖根压）。4.气孔运动的调节机制中，保卫细胞吸收______离子会导致细胞渗透势下降，水分______（流入/流出），气孔开放。5.植物在干旱胁迫下，通过积累______（如脯氨酸、可溶性糖）降低细胞渗透势，这种现象称为______调节。6.水分在植物体内的运输途径是：土壤→根毛→根皮层→根______→茎导管→叶导管→叶肉细胞→______→大气。7.衡量土壤水分有效性的关键指标是______，当土壤水势低于植物根细胞水势时，植物会出现______现象。8.影响蒸腾作用的环境因素主要有光照、______、温度和______。9.淹水胁迫下，植物根系会通过形成______组织（如通气组织）增加氧气供应，同时______（提高/降低）呼吸代谢强度以减少能量消耗。10.植物水分临界期是指对水分缺乏最敏感的时期，通常为______（如禾本科植物的孕穗期）或______（如果树的幼果膨大期）。三、简答题（每题8分，共40分）1.简述植物根系吸收水分的两种主要途径及其特点。2.说明气孔运动的“淀粉-糖转化学说”与“无机离子吸收学说”的核心差异，并举例说明环境因素如何调控气孔开闭。3.分析蒸腾作用对植物的双重影响（有利与不利）。4.比较植物在轻度干旱和重度干旱胁迫下的生理响应差异（至少列出4点）。5.设计一个实验方案，测定某植物叶片的蒸腾速率，并说明实验原理及注意事项。四、综合分析题（每题10分，共20分）1.某地区夏季常发生阶段性干旱，现有两种作物品种：品种A叶片角质层厚、气孔密度低；品种B叶片角质层薄、气孔密度高。请从水分生理角度分析两种品种的适应性差异，并提出在该地区的种植建议。2.研究发现，某突变体植物在正常水分条件下气孔开放度显著低于野生型，但在干旱胁迫下气孔关闭速度更慢。结合植物水分信号转导途径（如ABA信号），推测该突变体可能的基因缺陷，并设计实验验证你的假设。--参考答案一、单项选择题1.A（叶肉细胞中，渗透势是水势的主要组成部分，压力势常为正值但绝对值小于渗透势的负值）2.C（空气湿度增大时，叶内外蒸汽压梯度减小，蒸腾作用减弱）3.C（根压由根部主动吸收矿质离子，导致导管内溶液渗透势降低，水分被动流入形成）4.B（导管是死细胞构成的长距离水分运输通道）5.C（ABA是干旱胁迫下快速积累的关键信号分子）6.D（土壤干旱时，根系合成ABA运输至叶片，促进气孔关闭）7.B（白天蒸腾旺盛，蒸腾拉力是主要动力；夜晚蒸腾减弱，根压成为主要动力）8.B（WUE=光合固定的CO₂量/蒸腾散失的H₂O量，常用光合速率/蒸腾速率表示）9.A（凯氏带含木栓质，阻断质外体途径，迫使水分通过共质体进入中柱）10.C（缺氧条件下，根系进行无氧呼吸产生酒精，积累导致细胞中毒）二、填空题1.衬质势；衬质势2.矿质；水分3.被动吸水；主动吸水4.K⁺（或钾）；流入5.渗透调节物质；渗透6.中柱（或木质部）；气孔7.土壤水势；萎蔫8.空气湿度；风速9.通气；降低10.生殖生长期；果实发育期三、简答题1.根系吸水的两种途径为质外体途径和共质体途径。质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙等质外体空间移动，阻力小、速度快，但受内皮层凯氏带阻断，无法直接进入中柱。共质体途径：水分通过胞间连丝在细胞间移动，需跨膜运输（通过水孔蛋白），阻力较大但可选择性吸收溶质，是水分进入中柱的主要方式。2.淀粉-糖转化学说认为，光照下保卫细胞内淀粉水解为葡萄糖，渗透势降低，水分流入导致气孔开放；黑暗时葡萄糖合成淀粉，渗透势升高，水分流出气孔关闭。无机离子吸收学说则强调，光照下保卫细胞通过H⁺-ATP酶泵出H⁺，驱动K⁺、Cl⁻等离子内流，渗透势降低，气孔开放；ABA等信号可抑制离子吸收，促进离子外流，气孔关闭。例如，光照增强时，光激活保卫细胞的H⁺泵，促进K⁺吸收，气孔开放；干旱时，ABA激活离子通道，促使K⁺外流，气孔关闭。3.有利影响：①促进根系吸水和矿质元素的向上运输；②通过蒸腾散热降低叶片温度，避免高温伤害；③维持植物体内水分平衡，保证细胞紧张度。不利影响：①过度蒸腾会导致水分亏缺，引起气孔关闭、光合速率下降；②在干旱条件下，蒸腾过快会加剧植物萎蔫，甚至导致不可逆损伤；③冬季或低温环境中，蒸腾可能导致植物失水量超过根系吸水量，引发生理性干旱。4.轻度干旱：①气孔部分关闭，蒸腾速率下降但仍维持一定光合速率；②渗透调节物质（如脯氨酸、可溶性糖）积累，细胞水势降低，保持吸水能力；③根系生长加快（向水性），根冠比增大；④ABA含量升高但未达到抑制生长的阈值。重度干旱：①气孔完全关闭，光合速率显著下降（CO₂供应受阻）；②膜系统损伤（脂质过氧化加剧），电解质外渗率增加；③蛋白质分解（蛋白酶活性升高），光合色素降解；④细胞脱水皱缩，发生不可逆萎蔫（永久萎蔫点后无法恢复）。5.实验方案：原理：利用离体叶片在一定时间内的失水量计算蒸腾速率（蒸腾速率=失水量/叶面积/时间）。步骤：①选取生长一致的植物叶片，用电子天平称取初始重量（W1）；②将叶片置于相同光照、温度、湿度条件下，放置30分钟后称取重量（W2）；③用叶面积仪测定叶片面积（A）；④计算蒸腾速率：(W1-W2)/(A×0.5)[单位：g·m⁻²·h⁻¹]。注意事项：①叶片需新鲜且无损伤；②环境条件（光照、温度、湿度）需保持恒定；③称重要快速，避免水分额外散失；④重复3次以上取平均值，减少误差。四、综合分析题1.品种A：角质层厚可减少非气孔蒸腾（表皮蒸腾），气孔密度低降低气孔蒸腾面积，在干旱条件下水分散失较慢，有利于维持体内水分平衡，但可能因气孔导度低导致CO₂吸收不足，影响光合速率。品种B：角质层薄、气孔密度高，正常水分条件下蒸腾速率快，促进矿质运输和光合，但干旱时气孔蒸腾强烈，易发生水分亏缺，导致气孔关闭甚至萎蔫。种植建议：该地区夏季干旱频发，应优先选择品种A，尤其在灌溉条件较差的区域；若灌溉充足（如雨季或有补水条件），可种植品种B以提高光合效率。2.推测该突变体可能存在ABA信号转导途径中的正调控因子缺陷（如ABA受体PYR/PYL家族蛋白缺失）或负调控因子（如蛋白磷酸酶PP2C）组成型激活。正常情况下，ABA与受体结合后抑制PP2C，激活SnRK2激酶，促进离子外流和气孔关闭。突变体可能因受体功能丧失，导致正常条件下气孔开放度低（可能其他信号补