2001-2011年全国生物学联赛试题分类汇编之植物生理学答案及分析

2001-2011年全国生物学联赛试题分类汇编之植物生理学答案及分析本文围绕2001-2011年全国生物学联赛中植物生理学相关试题，按核心考点分类整理答案，并结合联赛考情、知识点逻辑给出详细解析，同时总结各模块考查重点，助力梳理植物生理学核心知识，适配联赛备考需求。植物生理学在该时段联赛中侧重基础原理应用，题型以选择题为主，核心考查模块包括植物水分代谢、光合作用、呼吸作用、植物激素调节、植物生长发育及物质运输等，以下按模块分类呈现答案与分析。一、植物的水分代谢（核心考点：吸水方式、水势、水分运输、质壁分离、气孔运动）本模块是植物生理学基础高频考点，重点考查不同细胞的吸水机制、水势高低判断、水分运输动力及质壁分离的原理与应用，试题多结合具体场景（如干种子吸水、萎蔫细胞状态）考查知识点应用。（一）试题答案及详细解析（2001年全国联赛）若向日葵的某种细胞间隙的水势为甲，细胞液水势为乙，细胞质基质水势为丙。问当它因缺水而萎蔫时，三者间的水势关系是（）

答案：B（甲＞丙＞乙）

解析：植物细胞缺水萎蔫时，水分会从水势高的部位向水势低的部位流动。细胞间隙的水（甲）可直接与外界接触，未直接参与细胞代谢，水势最高；细胞质基质（丙）的水势高于细胞液（乙），因为水分会从细胞质基质进入细胞液，补充细胞液的水分消耗，因此三者水势关系为甲＞丙＞乙，B正确。（2001年全国联赛）某学生将2.5％的脲滴加在载玻片上的蚕豆表皮上，观察到植物细胞的质壁分离。2小时后企图再次观察时却发现理想的视野找不到了。原因是（）

答案：C（溶质颗粒被缓慢吸收，使水分再度进入细胞）

解析：2.5%的脲溶液浓度高于蚕豆表皮细胞液浓度，导致细胞发生质壁分离；但脲分子能缓慢被植物细胞吸收，使细胞液浓度逐渐升高，水分再度进入细胞，导致质壁分离复原，因此无法再观察到理想的质壁分离视野，C正确。（2001年全国联赛）根尖从根毛及表皮细胞吸收的水分及无机盐，通过以下哪种途径运到植物体地上部分是最合理的？（）

答案：A（表皮→皮层→内皮层→中柱鞘→原生木质部→后生木质部）

解析：根尖吸收的水分和无机盐，运输路径遵循“表皮→皮层→内皮层→中柱鞘”的横向运输，再进入木质部进行纵向运输；其中原生木质部先发育，位于内侧，后生木质部后发育，位于外侧，水分从内侧向外侧运输后向上转运，A正确。（2002年全国联赛）植物体中水向上运输的主要动力是（）

答案：C（蒸腾拉力）

解析：植物体中水向上运输的主要动力是蒸腾拉力（叶片蒸腾作用散失水分，产生负压，拉动水分向上运输）；内聚力张力是水分能连续向上运输的原因，根压仅在蒸腾作用微弱时（如清晨）起辅助作用，表面张力与水分运输无关，C正确。（2002年全国联赛）关于根压的叙述，正确的是（）

答案：B（根压的大小取决于木质部导管与土壤的水势差）

解析：根压的大小取决于木质部导管与土壤的水势差，水势差越大，根压越大；大气湿度高、蒸腾作用弱时，根压会增大（水分散失少，根部积累水分多）；根压的产生与根部细胞主动吸水有关，而非扩散作用；根压通常为0.1-0.2MPa，远低于2MPa，B正确。（2003年全国联赛）关于质壁分离的叙述，错误的是（）

答案：C（蚕豆根的分生细胞能发生明显的质壁分离）

解析：初始质壁分离时，细胞失水，压力势（细胞壁对原生质层的压力）等于零，A正确；质壁分离中，与细胞壁分离的“质”是原生质层（细胞膜、液泡膜及两层膜之间的细胞质），而非原生质（原生质层+细胞核），B正确；蚕豆根的分生细胞无成熟大液泡，无法发生明显质壁分离，C错误；硝酸钾溶液中，钾离子和硝酸根离子可主动进入细胞，使细胞液浓度升高，导致质壁分离后复原，D正确。（2004年全国联赛）大树中水分向上运输的主要动力是（）

答案：C（叶的蒸腾作用）

解析：大树中水分向上运输的核心动力是叶的蒸腾作用，蒸腾作用产生的负压拉动木质部水分向上；韧皮部的毛细管作用对水分运输影响极小，木质部水分运输为被动运输，吐水是根压的表现，与水分向上运输的主要动力无关，C正确。（2005年全国联赛）干地衣和萎蔫的棉花细胞，吸水方式分别是（）

答案：B（吸胀作用和渗透作用）

解析：干地衣的细胞内无大液泡，吸水方式为吸胀作用（依靠亲水性物质吸收水分）；萎蔫的棉花细胞有成熟大液泡，吸水方式为渗透作用（依靠细胞液与外界溶液的浓度差），因此两者吸水方式分别为吸胀作用和渗透作用，B正确。（2005年全国联赛）气孔开放的条件是（）

答案：D（保卫细胞吸水膨胀）

解析：气孔开放的条件是保卫细胞吸水膨胀，其机制为：保卫细胞内CO₂含量下降（光合作用消耗CO₂），pH值升高，促进钾离子（K⁺）进入保卫细胞，使保卫细胞渗透压升高，水势下降，水分进入保卫细胞，气孔开放，D正确。（2007年全国联赛）干种子吸水力最强的是（）

答案：B（大豆）

解析：干种子吸水力取决于种子内亲水性物质（蛋白质、淀粉、纤维素）的含量，亲水性越强，吸水力越强。花生富含脂肪（疏水性），大豆富含蛋白质（亲水性最强），小麦、玉米富含淀粉（亲水性弱于蛋白质），因此大豆干种子吸水力最强，B正确。（2007年全国联赛）下列关于植物细胞水势的叙述，不正确的是（）

答案：AB

解析：A选项，细胞溶质势与外界溶液溶质势相等时，若细胞有细胞壁，体积不变；若为原生质体，体积也不变，但需注意：若细胞处于质壁分离状态，溶质势相等时，细胞体积可能不变，但若细胞未发生质壁分离，可能因压力势存在而体积不变，表述不严谨，A错误；B选项，若细胞的水势（Ψw）=溶质势（Ψs），说明压力势（Ψp）=0，此时细胞处于质壁分离状态，放入纯水中，水分会进入细胞，体积变大，B错误；C选项，萎蔫的青菜细胞液浓度高于清水，会发生渗透作用吸水，C正确；D选项，同一枝条上，上部叶片蒸腾作用更强，水势更低（水分从下部向上部运输），D正确，因此不正确的是AB。（2008年全国联赛）充分水饱和的细胞，放入低浓度溶液中，细胞体积变化是（）

答案：D（可能变大，也可能不变）

解析：充分水饱和的细胞，细胞液浓度与外界溶液浓度差较大，若该细胞为植物成熟细胞（有细胞壁），放入低浓度溶液中，水分进入细胞，但细胞壁限制细胞膨胀，体积基本不变；若该细胞为无细胞壁的细胞（如原生质体），水分进入后体积会变大，因此细胞体积可能变大，也可能不变，D正确。（2008年全国联赛）早春落叶树开始生长时，木质部水分上升的主要动力是（）

答案：C（根压）

解析：早春落叶树开始生长时，叶片尚未完全展开，蒸腾作用较弱，此时木质部水分上升的主要动力是根压（根部细胞主动吸水，产生压力推动水分向上）；蒸腾拉力在叶片展开后成为主要动力，水势差是水分流动的前提而非直接动力，C正确。（2009年全国联赛）种子萌发时，自由水与结合水的比值变化是（）

答案：A（升高）

解析：种子萌发时，代谢活动增强，自由水含量升高，结合水含量相对下降，因此自由水与结合水的比值升高，A正确。（2009年全国联赛）冬储大白菜帮结冰后，最佳融化方式是（）

答案：D（放在冷凉处缓慢融化）

解析：冬储大白菜帮结冰后，细胞结冰会破坏细胞膜结构，若用热水、暖气快速融化，细胞膜无法恢复，细胞液外流，导致蔬菜变软、口感变差；放在冷凉处缓慢融化，细胞膜可逐渐恢复，减少细胞损伤，D正确。（2011年全国联赛A）根半寄生植物从寄主获得木质部汁液，依赖的条件是（）

答案：A（寄生植物木质部的负压低于寄主植物）

解析：根半寄生植物从寄主获得木质部汁液，需依靠寄主与寄生植物之间的负压差（水分从负压低的部位向负压高的部位流动），因此寄生植物木质部的负压低于寄主植物，才能使寄主的木质部汁液流向寄生植物，A正确。（2011年全国联赛B）关于气孔器保卫细胞的叙述，正确的是（）

答案：AC

解析：气孔器保卫细胞打开的条件是保卫细胞吸水膨胀；水进入保卫细胞会使细胞膨胀，气孔开放（A正确，B错误）；钾离子流入保卫细胞，会升高细胞渗透压，促进水分进入，使保卫细胞膨胀，气孔开放（C正确）；保卫细胞的膨胀程度与气孔开放程度正相关，而非负相关（D错误），因此正确的是AC。二、植物的光合作用（核心考点：光合色素、光合过程、CO₂固定、环境因素影响）本模块是联赛重点考查内容，侧重考查光合色素的提取与功能、光反应与暗反应的过程及联系、不同植物（C3、C4植物）的光合特点，以及光照、CO₂浓度等环境因素对光合作用的影响，试题常结合实验场景或具体植物类型考查。（一）试题答案及详细解析（2001年全国联赛）在提取叶绿素时，加入少量碳酸钙的目的是（）

答案：C（防止叶绿素在提取时受到破坏）

解析：叶绿素提取过程中，加入碳酸钙可中和提取液中的酸性物质，防止叶绿素被酸性物质破坏，保护叶绿素的结构和功能，C正确；增加叶绿素溶解度需加入无水乙醇等有机溶剂，破坏膜系统需加入二氧化硅，碳酸钙不具备这些作用，A、B、D错误。（2001年全国联赛）在较强光照强度下，降低CO₂浓度，下列作物中光合速率下降更快的是（）①棉花②玉米③高粱④小麦

答案：B（①和④）

解析：棉花和小麦属于C3植物，C3植物的暗反应中，CO₂固定依赖Rubisco酶，该酶对CO₂的亲和力较低，当CO₂浓度降低时，暗反应速率下降明显，导致光合速率下降较快；玉米和高粱属于C4植物，C4植物可通过C4途径浓缩CO₂，对低CO₂环境的适应性更强，光合速率下降较慢，因此选①和④，B正确。（补充：C4植物相关试题延伸）关于C4植物的叙述，正确的是（）

答案：（相关正确选项结合考情补充）

解析：C4植物的维管束鞘细胞只有一层细胞组成，含大的叶绿体（无基粒或基粒极少），与叶肉细胞联系紧密，形成花环结构；C4植物通过叶肉细胞的C4途径固定CO₂，再将CO₂转运到维管束鞘细胞进行暗反应，对CO₂的亲和力高，适合在干旱、低CO₂环境中生长；Rubisco酶是植物体内含量最丰富的酶，主要存在于C3植物的叶肉细胞和C4植物的维管束鞘细胞中，参与CO₂固定过程。三、植物的激素调节（核心考点：生长素、赤霉素、细胞分裂素等激素的功能及应用）本模块考查重点为生长素的运输（极性运输）、作用特点（两重性）及应用，同时涉及其他激素的基本功能，试题多结合实验（如胚芽鞘切段实验）、植物生长现象（如顶端优势、枝条生根）考查激素的作用机制。（一）试题答案及详细解析（2001年全国联赛）将一根柳条枝分成四段，A和B分别表示枝条的形态学上端和下端，悬挂在潮湿的环境中。若干天后只有（）的枝条不是在形态学的上端长出芽来。

答案：D（在B端上涂上IAA羊毛脂）

解析：植物生长素具有极性运输的特点，即从形态学上端（A）向形态学下端（B）运输，促进芽的生长；A端朝上、B端朝下，或B端朝上、A端朝下，或水平放置时，生长素均能正常极性运输，形态学上端会长出芽；在B端（形态学下端）涂上IAA羊毛脂，生长素无法向上运输到形态学上端，导致形态学上端无法长出芽，D正确。（2001年全国联赛）用小麦胚芽鞘切段伸长法鉴定IAA时，下述哪一项注意事项是不正确的？（）

答案：D（切段要在水中漂洗后，才能测定）

解析：鉴定IAA时，需挑选大小均匀的小麦种子，萌发成幼苗后切取胚芽鞘切段（切去尖端，避免自身生长素干扰），实验操作要在较弱的光下进行（防止光照影响IAA的活性）；切段无需在水中漂洗，直接进行实验即可，漂洗会导致切段上的IAA流失，影响实验结果，D不正确。（2001年全国联赛）菊花通常都在秋天开放，若打算使菊花提前开放，应采取哪种措施？（）

答案：D（通过覆盖，缩短日照）

解析：菊花属于短日照植物，开花需要较短的日照时间（小于临界日照长度）；缩短日照时间可促进短日照植物提前开花，增加灌溉、喷施IAA、提高温度均无法改变菊花的光周期习性，不能促进其提前开花，D正确。四、植物的生长发育与其他生理过程（核心考点：种子萌发、植物抗逆性、共生关系）本模块考查内容较零散，重点包括种子萌发的生理变化、植物对低温等逆境的适应、菌根等共生关系，试题多结合生活实际或具体生态场景考查。（一）试题答案及详细解析（2001年全国联赛）菌根是（）在植物体上形成的，二者是一种（）关系。

答案：B（真菌；互惠共生）

解析：菌根是真菌与植物根部形成的共生结构，真菌能帮助植物吸收水分和无机盐，植物能为真菌提供有机物，二者相互依存、彼此有利，属于互惠共生关系；细菌、根瘤菌与菌根无关，寄生、附生均不符合菌根的关系特点，B正确。（2001年全国联赛）茎叶以何种方式保护自己以防御低于10℃的低温？（）

答案：B（植物在它们的细胞中富集盐分）

解析：低于10℃的低温会导致植物细胞结冰，破坏细胞膜结构；植物通过在细胞中富集盐分，降低细胞液的冰点，减少细胞结冰的概率，从而抵御低温伤害；茂密分枝无法防止热散发，细胞结冰会导致细胞失水而非吸水，植物无法通过代谢产热抵御低温，