植物生理学课后习题答案

1、第一章植物的水分生理1.如果将植物细胞分别放在纯和1mol/l甘蔗溶液中，细胞的渗透税、压力税、水势、细胞体积会发生什么变化呢？答：在纯水中，各种指标增加。甘蔗糖里各种指标都降低了。2.从植物生理学的角度分析农谚“有收获，没有收获，就在于水”的道理。答：水，孕育了生命。陆生植物是从水生植物进化而来的，水是植物重要的“先天”环境条件。植物所有正常的生命活动只能在一定的细胞含水量情况下进行。否则，植物正常的生命活动就会受阻，甚至停止。没有水，就可以说没有生命。在农业生产中，水是决定是否有收获的重要因素之一。水分在植物生命活动中起着很大的作用，主要表现在四个茄子方面。l水分是细胞质的主要成分。细胞质

2、的水分含量一般在70%到90%之间，使细胞质进入溶胶状态，确保旺盛的代谢作用正常进行(如根尖、茎尖)。水分含量减少，细胞质变成凝胶状态，生命活动大大减少。例如休眠种子。l水分是代斯过程中的反应物质。光合作用，呼吸作用，有机物合成和分解过程中水分子参与。l水分是植物吸收和运输物质的溶剂。一般来说，植物不能直接吸收固体的无机物和有机物。牙齿物质要溶于水才能被植物吸收。同样，各种物质在植物体内运输，也要溶于水才能进行。l水分能保持植物固有的姿势。细胞含有大量水分，维持细胞的紧张(即膨胀)，使植物的枝叶直立，充分接受光，交换气体。同时，将鲜花盛开，有助于授粉。3.水分如何通过膜输送到细胞中，满足正常生

3、命活动的需要？l膜通过双分子层的间隔进入细胞。l膜的水孔蛋白形成水道，引起植物细胞的水分聚集。植物的手工蛋白有三种茄子类型：质膜的质膜内蛋白、液泡膜内蛋白、根种共生膜的内蛋白质，其中液泡膜的手工蛋白在植物中分布最丰富，水分通透性最大。4.水分如何进入根导管？水分如何用叶子运输？答：有三种茄子方法进入根导管。l质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间距等没有细胞质部分的运动，阻力小，移动速度快。l交叉膜途径：水分从一个细胞转移到另一个细胞，必须通过两次质膜，通过液泡膜。l共质体途径：水分从一个细胞的细胞质中经过胞间演讲者，转移到另一个细胞的细胞质中，形成一个细胞质的连续体，移动速度慢。牙齿三种茄子途径

4、共同作用，使根吸收水分。根吸收的动力是根压力和增产力。向叶子输送的方式：蒸发力是水分上升的主要动力，在茎内水分上升，到达叶子，导管的水分必须形成连续的水柱。原因是水分子的凝聚力强，足以抵抗张力，从叶到根的水流不断，水分继续上升。5.植物叶片的气孔为什么在光照条件下打开，在黑暗条件下关闭？l保卫细胞细胞壁具有弹性，细胞体积可可逆增加40%至100%。l细胞细胞壁厚度不同，分布不均。双子叶植物保卫细胞呈肾形，内壁厚，外壁薄，外壁容易伸展，吸水时向外伸展，拉气孔。禾本科植物的保卫细胞呈哑铃形，中间厚，两侧薄，吸水时横向膨胀，从而展开气孔。保卫细胞的叶绿体在光下形成蔗糖，积累在液泡中，降低渗透力，吸收

5、水，膨胀，开放气孔。在黑暗的条件下起呼吸作用，消耗有机物，提高渗透力，所以水掉了，气孔关闭了。气孔开放与保卫细胞的结构有关吗？l细胞壁有弹性，细胞体积可可逆增加40100%。l细胞壁厚度不同，分布不均。双子叶植物保卫细胞呈肾形，内壁厚，外壁薄，外壁容易延伸，吸水时向外伸展，拉气孔。禾本科植物的保卫细胞呈哑铃形，中间厚，两侧薄，吸水时横向膨胀，从而展开气孔。9.设计证明植物有蒸发作用的实验装置。10.设计测量水分运输速度的实验。第二章植物矿质营养1.植物进行正常生命活动所需的光质元素是什么？如何通过实验证明植物生长需要这些元素？答：分为很多元素和微量元素。l许多因素：c h o n p s k

6、ca mg sil稀有元素：fe mn zn cu na mo p cl ni实验方法：使用溶液培养法或砂基培养法进行证明。添加一些营养素的溶液，观察植物能否正常生长。如果能正常生长，就证明缺乏的元素不是植物生长所需的元素。如果不能正常生长，就证明缺少的元素是植物生长所需的元素。2.植物生长过程中如何鉴别氮不足，磷，钾现象？如果发生了，可以采取什么纠正措施？氮不足：植物短，叶浅或红，枝少，花少，蛋不饱，产量低。补救措施：施氮肥。磷缺乏：生长缓慢，叶小，分枝或分蘖减少，植物小，叶黑，花期和成熟期延迟，产量减少，阻力减弱。补救措施：施用磷肥。钾不足：植物茎脆弱，容易倒，干旱和耐寒性都不好，叶色变黄

7、，逐渐坏死，绿色始于桨叶。补救措施：施用钾肥。4.植物细胞为了满足正常生命活动的需要，用什么方法吸收溶质？(a)扩散1.简单扩散：将溶质从高浓度区域移动到低浓度相邻区域的物理过程。2.异化扩散：又称合作扩散，膜运输蛋白是指溶质沿着浓度变化度或电化学变化度容易通过膜，因此细胞无需供给能量。(b)离子通道：细胞膜中由通道蛋白组成的孔控制离子通过细胞膜。(c)载体：transmembrane运输的内部蛋白质在transmembrane地区没有形成明显的通道结构。1.单向运输载体：(uniport carrier)可以催化分子或离子在单个方向沿传记化学前卫梯度穿过质膜运输。2.东距运输机：(sympo

8、rter)是指在将运输机和质膜外的h结合的同时，与其他分子或离子结合，在同一方向上运输。3.反运送器：(antiporter)指运送器与质膜外部的h相结合的同时，与质膜内部的分子或离子相结合，向相反方向运送。(d)离子泵：最小的蛋白质是质膜的atp酶，激活atp释放能量，促进离子反向化学。潜在梯度跨膜运输。(5)胞音作用：细胞通过膜的下陷，从外部直接摄取物质，进入细胞的过程。7.植物细胞用什么方法调节胞质的钾离子浓度？l钾离子通道：分为内向钾离子通道和外向钾离子通道两种。内向钾离子通道是控制细胞外钾离子在细胞内的流入。外向钾离子控制细胞内钾离子流出。l托架的各向同性运输机。运输机和质膜外的氢离

9、子结合的同时，与另一个钾离子结合，向同一方向输送，导致钾离子进入细胞。8.无土栽培技术在农业生产中有什么应用？l通过无土栽培技术，可以确定植物生长所需元素和元素的需求量，有助于农业生产中合理施肥。l无土栽培技术可以控制植物的生长条件，植物的生长速度快，可以种植大量幼苗，以后可以在土壤中种植。10.种植作物的时候为什么不要施用过量的化肥，如何施肥才合理？施肥过量会降低植物的水势，使根难以吸水，燃烧作物，影响植物的正常生理过程。同时，根也不能吸收，造成浪费。合理施肥的依据：l根据形态指标、容貌、叶色决定植物缺乏的营养素。通过对l叶营养素的诊断，结合肥料，使营养素的浓度在临界浓度周围。l测量土壤配方

10、，确定土壤的成分，确定不足的肥料，按一定比例施肥。11.植物与水分和矿质元素的吸收有什么关系？完全一致吗？关系：光质元素溶解在溶液中，通过溶液的流动吸收。两者的吸收完全不一致相同点：两者都可以通过质外体途径和空质体途径进入根。温度和通风状态对两者的吸收都有影响。差异：光质元素除了根吸收外，还可以通过叶吸收和离子交换来吸收矿物质。水分也可以通过膜穿途径从根部吸收。12.细胞吸收水分和吸收矿物成分有什么关系？有什么相似之处和不同之处吗？关系：水分通过集流作用吸收时，同时携带少量离子和小溶质，调节渗透力。相同点：都可以通过扩散来吸收。可以通过通道吸收。不能通电：水分通过集流吸收。水分通过水通道，光质

11、元素通过离子通道。光质元素也可以用载体、离子泵、炮声来搬运。13.在种植自然界或农作物的过程中，为什么叶子会呈现红色？l氮不足：氮元素少，形成氨基酸的糖类也减少，剩下的糖类更多，形成花色苷，呈红色。l-磷缺乏：磷影响糖类的运输过程，当磷缺乏时，会阻碍糖分的运输，导致叶片中大量糖分积累，有助于形成花色素苷。l硫缺乏：硫缺乏有助于花色苷的积累。l自然界的枫叶：秋天气温下降的时候，植物为了适应寒冷，积累了很多糖分，体内的可溶性糖份增加，形成了更多的花色素。14.植物为什么矮小？l氮缺乏：氮元素是合成各种生命物质所需的必需元素。l磷缺乏：磷缺乏时蛋白质合成受阻，新细胞质和新细胞核形成较少，影响细胞分裂

12、，生长缓慢，植物小。l硫缺乏：硫元素是任何蛋白质、生物素、酸类的重要组成物质。l锌缺乏：锌是叶绿素合成所必需的，生长素合成所必需的，是酶的活化剂。l缺水：水参与植物的大部分反应。15.荷叶变黄，桨叶变黄是什么元素？请列出来。l引起嫩叶变黄：s fe，两者都不能从桨叶移动到荷叶。l引起桨叶变黄：k n mg mo，上面的元素都可以从桨叶移动到嫩叶。l mn根据植物种类和生长速率，嫩叶可以变黄，也可以变黄。16.叶子变黄可能是因为这个因素吗？请分析证明方法并提出。l缺少以下矿物成分：n mg f mn cu zn。证明方法是溶液培养法或砂基培养法。分析：n和mg是构成叶绿素的成分，其他元素在叶绿素

13、形成过程中可能成为部分酶的活化剂，在叶绿素形成过程中间接起作用。l光照强度：光线太弱，不利于叶绿素的生物合成，树叶颜色变黄。证明和分析：在相同的正常条件下培养两种植物后，一种植物在原状态下培养，另一种植物在光线弱的条件下培养。比较两种植物，哪一种先出现叶色变黄的现象。l温度的影响：温度会影响酶的活性，在叶绿素合成过程中，大量酶参与过高或过低的温度影响叶绿素的合成，影响叶色。证明及分析：在同等正常条件下培养三种植物后，其中一种在原状态下培养，一种在低温下培养，另一种在高温条件下培养。比较三种植物变黄的时间。第三章植物的光合作用1.植物光合作用光反应和碳反应在细胞的哪个部位进行？为什么？答：光反应

14、在囊体膜(光合作用膜)中进行，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。是光引起的光化学反应，囊体膜是光合作用膜，提供光反应的光条件。碳反应可以在黑暗的地方或光线各处进行，是由多种酶触发的化学反应，基质中有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？是如何被利用的呢？答：形成过程在光反应过程中。l非循环电子传输形成了nadph。psii和psi共同受光的刺激促进电子传输，从水中抢走电子，最终传送到nadp，制造氧气和nadph，是开放的通道。l循环光和磷酸化形成了atp。psi生成的电子通过一些载体传递后，腔内外h浓度下降，只引起atp的形成。l非循

15、环光和磷酸化都可以形成。在氧配合物中，水分解后，将h释放到类囊体腔，将电子传递到psii，将电子传递到光和电子传递链时，与类囊外的h一起转移到口袋，形成了穿过膜的h浓度差，从而引起atp的形成。与此同时，将电子传递到psi，进一步提高能量水平，形成nadph，释放氧气。是开放的通道。使用过程在碳反应过程中进行。c3路线：甘油-3-磷酸形成甘油-3-磷酸激酶催化的甘油-1，3-二磷酸，然后由甘油-3磷酸脱氢酶还原，形成甘油-3c4途径：叶肉细胞叶绿体中的草酰乙酸经过nadp-苹果酸脱氢酶作用，恢复为苹果酸。c4酸脱复形成的c3酸被送回叶肉细胞，在叶绿体中通过丙酮酸磷酸双激酶和atp作用生成co2

16、受体pep，进行反应循环。比较psi和psii的结构和功能。psiipsi位于类囊体的堆栈区域，粒子更大类胶囊郑智薰堆栈区域，小粒子12茄子由其他多肽组成11由茄子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水的光解，氧气的释放从pc电子传输到fd包含lhcii包含lhci4.与光作用的氧气是如何发生的？答：水热解放氧是水接受光，通过psii的氧释放复合作用，释放氧气，产生电子，将质子释放到流囊体腔。氧释放复合物位于psii胶囊膜的表面。psii反应中心色素p680牙齿刺激后，将电子传递到脱镁叶绿色。脱镁叶绿素是原超电子受体，tyr是原超电子供体。失去电子的tyr还通过锰簇从水分子中获得电子，分解水分子，释放氧气和质子。光合作用的碳同化方法是什么？水稻玉米菠萝的光合碳同化途径有何不同？答案：c3路径、c4路径、景天山代斯路径有三个茄子。大米是c3路线。玉米是c4路。菠萝是凸轮。c3c4凸轮植物的种类温带植物热带植物干旱植物固定酶卢比斯科pepcase/rubiscopepcase/rubisco二氧化碳受体卢布rubp/peprubp/pep草产