(2025年)《植物生理学》第五章植物体内同化物的运输与分配复习题及答案

(2025年)《植物生理学》第五章植物体内同化物的运输与分配复习题及答案一、名词解释1.共质体运输：指物质在共质体中的运输。共质体是由通过胞间连丝连接起来的原生质体组成的体系，物质在共质体内的运输主要靠胞间连丝进行，这种运输方式受原生质的调节，速度较慢。答案：共质体运输是物质在由胞间连丝连接的原生质体体系（共质体）内的运输，依赖胞间连丝，受原生质调节且速度慢。2.质外体运输：质外体是指细胞原生质体外围由细胞壁、细胞间隙和木质部导管等非生命部分组成的体系。物质在质外体中的运输称为质外体运输，它不通过原生质膜，运输速度较快，受外力影响较大。答案：质外体运输是物质在由细胞壁、细胞间隙和木质部导管等非生命部分构成的质外体体系内的运输，不经过原生质膜，速度快且受外力影响大。3.源库单位：在同化物的运输与分配中，通常把制造和输出同化物的组织或器官称为源，把接纳和利用同化物的组织或器官称为库。在某一时期，一个源器官和直接接纳它输出同化物的库器官所组成的供求单位，称为源库单位。答案：源库单位是在同化物运输分配中，由制造输出同化物的源器官与直接接纳其输出同化物的库器官构成的供求单位。4.比集转运速率：指单位时间内通过单位韧皮部横截面积运输的同化物的量，通常用g/答案：比集转运速率是单位时间内通过单位韧皮部横截面积运输同化物的量，单位为g/5.压力流动学说：该学说认为筛管中溶液的流动是靠源端和库端渗透势所引起的膨压差来推动的。源端（如叶片）的光合产物不断装载到筛管中，使筛管内的溶质浓度增加，水势降低，水分从周围组织进入筛管，导致筛管内膨压升高；而库端（如根、果实等）的同化物不断卸出，溶质浓度降低，水势升高，水分流出筛管，膨压降低。这样，在源端和库端之间形成了膨压差，推动筛管内的溶液沿压力梯度由源端向库端流动。答案：压力流动学说认为筛管溶液流动靠源端和库端渗透势引发的膨压差推动，源端光合产物装载使膨压升高，库端同化物卸出使膨压降低，形成压力梯度促使溶液流动。二、选择题1.植物体内有机物质长距离运输的主要途径是（）A.木质部B.韧皮部C.共质体D.质外体答案：B。木质部主要运输水分和无机盐，共质体和质外体是物质运输的方式，而韧皮部是植物体内有机物质长距离运输的主要途径。2.下列哪种物质不是植物体内同化物运输的主要形式（）A.蔗糖B.葡萄糖C.棉子糖D.水苏糖答案：B。植物体内同化物运输的主要形式是蔗糖，还有棉子糖、水苏糖等寡糖，葡萄糖一般不是主要的运输形式。3.筛管中同化物运输的动力主要来自（）A.渗透作用B.呼吸作用C.光合作用D.压力流动答案：D。根据压力流动学说，筛管中同化物运输的动力主要是源端和库端的膨压差，即压力流动。4.源器官中同化物装载的主要部位是（）A.叶肉细胞B.维管束鞘细胞C.伴胞D.导管答案：C。源器官中同化物装载是从叶肉细胞经维管束鞘细胞等，最终主要在伴胞进行装载进入筛管。5.下列关于同化物分配的叙述，错误的是（）A.优先分配给生长中心B.就近供应，同侧运输C.功能叶之间无同化物的分配关系D.同化物的分配受多种因素调节答案：C。功能叶之间也存在同化物的分配关系，例如在植物生长发育的不同阶段，不同功能叶之间会根据需求进行同化物的调配。三、填空题1.植物体内同化物运输的途径可分为______运输和______运输。答案：短距离；长距离。短距离运输包括细胞内和细胞间的运输，长距离运输主要通过韧皮部进行。2.筛管分子的端壁上存在______，它是同化物在筛管中运输的通道。答案：筛孔。筛孔使得筛管分子之间相互连通，便于同化物的运输。3.同化物从源器官向库器官的运输过程包括______、______和______三个步骤。答案：装载；运输；卸出。源器官的同化物先装载到筛管中，然后通过筛管进行运输，最后在库器官卸出。4.影响同化物分配的因素主要有______、______和______等。答案：源的供应能力；库的竞争能力；输导组织的运输能力。源的供应能力越强、库的竞争能力越大、输导组织运输能力越好，同化物的分配就越有利于相关部位。5.植物体内同化物运输的主要形式是______，它具有______、______等优点。答案：蔗糖；溶解度高；运输效率高。蔗糖溶解度高，能在筛管中以较高浓度运输，且运输效率高，有利于同化物的快速运输。四、简答题1.简述同化物在源端的装载过程。答案：同化物在源端的装载过程主要包括以下几个步骤：首先是光合产物在叶肉细胞中的合成。叶片中的叶肉细胞通过光合作用将二氧化碳和水合成碳水化合物等同化物。然后是同化物从叶肉细胞到维管束鞘细胞的短距离运输。这一过程可以通过共质体途径，即通过胞间连丝进行运输；也可以通过质外体途径，同化物先从叶肉细胞排出到细胞壁等质外体空间。最后是同化物进入筛管伴胞复合体。对于质外体途径，同化物需要通过伴胞的主动运输方式进入筛管；对于共质体途径，同化物通过胞间连丝直接进入筛管伴胞复合体。在这个过程中，可能涉及到蔗糖质子同向运输等机制，利用质子电化学梯度来驱动蔗糖等同化物的跨膜运输。2.说明压力流动学说的主要内容及其实验证据。答案：压力流动学说的主要内容：该学说认为筛管中溶液的流动是靠源端和库端渗透势所引起的膨压差来推动的。源端（如叶片）的光合产物不断装载到筛管中，使筛管内的溶质浓度增加，水势降低，水分从周围组织进入筛管，导致筛管内膨压升高；而库端（如根、果实等）的同化物不断卸出，溶质浓度降低，水势升高，水分流出筛管，膨压降低。这样，在源端和库端之间形成了膨压差，推动筛管内的溶液沿压力梯度由源端向库端流动。实验证据如下：筛管两端存在膨压差。通过测定源端和库端筛管的膨压，可以发现源端膨压高于库端，符合压力流动学说中膨压差推动溶液流动的观点。用蚜虫吻针法可以证明筛管内有正压力存在。当蚜虫的口针刺入筛管后，筛管内的汁液会在压力作用下流出，并且可以收集到筛管汁液进行分析。当在筛管中插入微电极时，发现筛管内存在一定的压力，而且压力分布与源库关系相符合，源端压力高，库端压力低。3.分析影响同化物分配的因素。答案：影响同化物分配的因素主要有以下几个方面：源的供应能力：源的供应能力是指源器官产生和输出同化物的能力。源的光合效率越高、光合面积越大、光合时间越长，产生的同化物就越多，供应能力就越强。例如，充足的光照、适宜的温度和二氧化碳浓度等条件有利于提高源的光合效率，从而增加同化物的供应。库的竞争能力：库的竞争能力是指库器官对同化物的吸引和利用能力。库的代谢活性越高、生长速度越快，对同化物的需求就越大，竞争能力就越强。比如，正在快速生长的果实、幼叶等库器官，其代谢旺盛，对同化物的竞争能力较强。输导组织的运输能力：输导组织的运输能力包括筛管的数量、横截面积、连接状况以及运输速度等。输导组织发达、运输畅通，同化物就能更顺利地从源运输到库。例如，植物在生长旺盛期，输导组织的发育也较好，有利于同化物的运输。植物激素：植物激素对同化物的分配也有重要影响。例如，生长素可以促进库器官的生长，增强库的竞争能力，从而影响同化物向库的分配；细胞分裂素能促进细胞分裂和生长，也会影响同化物的分配方向。环境因素：环境因素如光照、温度、水分和矿质营养等也会影响同化物的分配。光照不足会降低源的光合能力，影响同化物的供应；温度过高或过低会影响源、库的代谢活动和输导组织的运输能力；水分不足会影响同化物的运输；矿质营养缺乏也会对源、库的功能和同化物的分配产生不利影响。4.比较共质体运输和质外体运输的特点。答案：共质体运输和质外体运输具有以下不同特点：运输途径：共质体运输是通过胞间连丝将细胞的原生质体连接起来形成的体系进行运输；质外体运输是在细胞壁、细胞间隙和木质部导管等非生命部分组成的体系中进行运输。运输速度：共质体运输速度相对较慢，因为它受原生质的调节，物质通过胞间连丝的扩散速度有限；质外体运输速度较快，不经过原生质膜的阻碍，受外力影响较大，如蒸腾作用等可以促进质外体运输。选择性：共质体运输具有较强的选择性，因为原生质膜和胞间连丝对物质的运输有一定的调控作用，只有符合一定条件的物质才能通过；质外体运输的选择性相对较弱，一些小分子物质和离子可以相对自由地在质外体中移动。能量消耗：共质体运输在某些情况下可能需要消耗能量，例如通过主动运输进行同化物的跨膜运输等；质外体运输一般不需要消耗细胞代谢产生的能量，主要依靠物理过程进行。运输物质的范围：共质体运输主要运输一些有机物质如蔗糖、氨基酸等，也可以运输一些信号分子等；质外体运输除了可以运输水分和无机盐等无机物质外，也可以运输一些小分子的有机物质。5.简述同化物在库端的卸出过程。答案：同化物在库端的卸出过程如下：首先是同化物从筛管中的释放。筛管内的同化物可以通过多种方式释放到库端的质外体或共质体中。对于一些植物，同化物可能通过筛管分子与库细胞之间的胞间连丝以共质体方式直接进入库细胞；而在另一些情况下，同化物先从筛管卸出到质外体空间。然后是同化物在质外体或共质体中的运输。如果同化物卸出到质外体，它可以在质外体中扩散或被运输到库细胞附近；如果是共质体途径，同化物则通过胞间连丝在细胞间运输。最后是同化物进入库细胞。当同化物到达库细胞附近后，对于质外体途径，同化物需要通过库细胞的主动运输或被动运输方式进入库细胞。例如，蔗糖可以通过蔗糖质子同向运输等主动运输机制进入库细胞，也可以通过易化扩散等被动运输方式进入。进入库细胞的同化物可以被用于细胞的生长、储存或代谢等过程。五、论述题1.论述同化物运输与分配的规律及其在农业生产中的应用。答案：同化物运输与分配具有以下规律：（1）同化物运输的规律运输途径：主要通过韧皮部进行长距离运输，短距离运输可以通过共质体和质外体途径。运输方向：同化物一般从源器官向库器官运输，例如叶片制造的同化物会向根、果实、幼叶等库器官运输。但在某些情况下，运输方向也可以发生改变，如在植物生长发育的不同阶段或受到环境因素影响时。运输动力：根据压力流动学说，筛管中同化物运输的动力主要是源端和库端的膨压差。源端光合产物装载使膨压升高，库端同化物卸出使膨压降低，形成压力梯度推动溶液流动。（2）同化物分配的规律优先分配给生长中心：生长中心是指植物在某一时期生长旺盛、代谢活跃的部位，如同化产物优先分配给正在生长的茎尖、根尖、幼叶、果实等。这些部位对同化物的需求大，竞争能力强。就近供应，同侧运输：一般来说，源器官产生的同化物优先供应给距离较近的库器官，并且在大多数情况下，同一侧的源和库之间的同化物运输更为密切。例如，叶片制造的同化物主要供应给同一侧的幼叶、果实等。功能叶之间的同化物分配：功能叶之间也存在同化物的分配关系，在植物生长过程中，不同功能叶会根据整体的生长需求进行同化物的调配。（3）在农业生产中的应用合理修剪：通过修剪可以调整植物的源库关系。例如，适当修剪果树的枝条，可以去除一些不必要的枝叶，减少源的数量，使更多的同化物分配到果实等库器官上，提高果实的产量和品质。同时，修剪还可以改善通风透光条件，提高源的光合效率。疏花疏果：疏花疏果可以减少库的数量，使有限的同化物集中供应给保留的果实等库器官，保证果实的大小和品质。例如，在苹果生产中，合理疏花疏果可以使果实大小均匀、色泽鲜艳、含糖量高。调节施肥：根据同化物运输和分配的规律，合理施肥可以提高源的供应能力和库的竞争能力。例如，增施氮肥可以促进叶片的生长和光合作用，提高源的光合效率；增施磷肥和钾肥可以增强库的代谢活性和竞争能力，促进同化物向库器官的分配。灌溉管理：水分是同化物运输的重要介质，合理灌溉可以保证同化物的顺利运输。在干旱条件下，同化物的运输会受到阻碍，影响库器官的生长和发育。因此，适时适量灌溉可以维持植物体内的水分平衡，促进同化物的运输和分配。植物生长调节剂的应用：植物生长调节剂如生长素、细胞分裂素等可以影响同化物的运输和分配。例如，在果实发育过程中，使用适当浓度的生长素可以促进果实的生长，增强库的竞争能力，使更多的同化物分配到果实中。2.分析环境因素对同化物运输与分配的影响。答案：环境因素对同化物运输与分配有着重要的影响，具体如下：（1）光照对源的影响：光照是光合作用的能量来源，充足的光照可以提高源器官（如叶片）的光合效率，增加同化物的合成。在光照不足的情况下，光合速率下降，同化物的产生减少，从而影响同化物的运输和分配。例如，在阴天或遮荫条件下，植物的光合产物积累减少，向库器官的运输也会相应减少。对运输的影响：光照还可以影响同化物运输的动力。光照充足时，源端的光合产物装载增加，筛管内膨压升高，有利于同化物的运输；而光照不足时，膨压差减小，运输动力减弱。此外，光照还可以影响植物体内激素的合成和分布，间接影响同化物的运输和分配。（2）温度对源的影响：温度对源器官的光合和呼吸作用都有影响。在适宜的温度范围内，光合速率随温度升高而增加，同化物的合成增多。但温度过高或过低都会抑制光合酶的活性，降低光合效率。例如，高温会导致气孔关闭，减少二氧化碳的吸收，从而影响光合作用；低温会使光合膜的流动性降低，影响光合电子传递和光合磷酸化过程。对运输的影响：温度还影响同化物运输的速度和方向。适宜的温度有利于筛管中同化物的运输，温度过高或过低都会使运输速度减慢。高温可能会使筛管内的酶失活，影响同化物的装载和运输；低温会使筛管内的溶液黏度增加，阻碍同化物的流动。此外，温度还会影响库器官的代谢活性，从而影响同化物的分配方向。（3）水分对源的影响：水分是光合作用的原料之一，水分不足会导致叶片气孔关