植物生理学课后习题答案
第一章 植物的水分生理（重点）
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所得商。
渗透势：亦称溶质势，是由于溶质颗粒的存在，降低了水的自由能，因而其水势低于纯水水势的水势下降值。
压力势：指细胞的原生质体吸水膨胀，对细胞壁产生一种作用力相互作用的结果，与引起富有弹性的细胞壁产生一种限制原生质体膨胀的反作用力。
质外体途径：指水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动，阻力小，移动速度快。
共质体途径：指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质，形成一个细胞质的连续体，移动速度较慢。 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。
根压：由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力。
蒸腾作用：指水分以气体状态，通过植物体的表面（主要是叶子），从体内散失到体外的现象。
蒸腾速率：植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。
内聚力学说：以水分具有较大的内聚力足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断来解释水分上升原因的学说。
水分临界期：植物对水分不足特别敏感的时期。
1.将植物细胞分别放在纯水和1mol/L 蔗糖溶液中，细胞的渗透势、压力势、水势及细胞体积各会发生什么变化？ 答：在纯水中，各项指标都增大；在蔗糖中，各项指标都降低。
2.从植物生理学角度，分析农谚“有收无收在于水”的道理。 答：水，孕育了生命。陆生植物是由水生植物进化而来的，水是植物的一个重要的“先天”环境条件。植物的一切正常生命活动，只有在一定的细胞水分含量的状况下才能进行，否则，植物的正常生命活动就会受阻，甚至停止。可以说，没有水就没有生命。在农业生产上，水是决定收成有无的重要因素之一。 水分在植物生命活动中的作用很大，主要表现在4 个方面： 水分是细胞质的主要成分。细胞质的含水量一般在70~90%，使细胞质呈溶胶状态，保证了旺盛的代谢作用正常进行，如根尖、茎尖。如果含水量减少，细胞质便变成凝胶状态，生命活动就大大减弱，如休眠种子。 水分是代谢作用过程的反应物质。在光合作用、呼吸作用、有机物质合成和分解的过程中，都有水分子参与。 水分是植物对物质吸收和运输的溶剂。一般来说，植物不能直接吸收固态的无机物质和有机物质，这些物质只有在溶解在水中才能被植物吸收。同样，各种物质在植物体内的运输，也要溶解在水中才能进行。 水分能保持植物的固有姿态。由于细胞含有大量水分，维持细胞的紧张度（即膨胀），使植物枝叶挺立，便于充分接受光照和交换气体。同时，也使花朵张开，有利于传粉。 3.水分是如何跨膜运输到细胞内以满足正常的生命活动的需要的？ 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，造成植物细胞的水分集流。植物的水孔蛋白有三种类型：质膜上的质膜内在蛋白、液泡膜上的液泡膜内在蛋白和根瘤共生膜上的内在蛋白，其中液泡膜的水孔蛋白在植物体中分布最丰富、水分透过性最大。
4.水分是如何进入根部导管的？水分又是如何运输到叶片的？ 答：进入根部导管有三种途径： 质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动，阻力小，移动速度快。 跨膜途径：水分从一个细胞移动到另一个细胞，要两次通过质膜，还要通过液泡膜。 共质体途径：水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质，形成一个细胞质的连续体，移动速度较慢。 这三条途径共同作用，使根部吸收水分。 根系吸水的动力是根压和蒸腾拉力。 运输到叶片的方式：蒸腾拉力是水分上升的主要动力，使水分在茎内上升到达叶片，导管的水分必须形成连续的水柱。造成的原因是：水分子的内聚力很大，足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断，从而使水分不断上升。
5.植物叶片的气孔为什么在光照条件下会张开，在黑暗条件下会关闭？ 保卫细胞细胞壁具有伸缩性，细胞的体积能可逆性地增大40~100%。 保卫细胞细胞壁的厚度不同，分布不均匀。双子叶植物保卫细胞是肾形，内壁厚、外壁薄，外壁易于伸长，吸水时向外扩展，拉开气孔；禾本科植物的保卫细胞是哑铃形，中间厚、两头薄，吸水时，横向膨大，使气孔张开。 保卫细胞的叶绿体在光下会形成蔗糖，累积在液泡中，降低渗透势，于是吸水膨胀，气孔张开；在黑暗条件下，进行呼吸作用，消耗有机物，升高了渗透势，于是失水，气孔关闭。
6.气孔的张开与保卫细胞的什么结构有关？
双子叶植物保卫细胞是肾形，内壁厚、外壁薄，外壁易于伸长，吸水时向外扩展，拉开气孔；禾本科植物的保卫细胞是哑铃形，中间厚、两头薄，吸水时，横向膨大，使气孔张开。
1．植物细胞吸水有 、 和 三种方式。渗透性吸水 吸涨吸水 代谢性吸水
2．植物散失水分的方式有 和 。蒸腾作用 吐水
3．植物细胞内水分存在的状态有 和 。自由水 束缚水
4．植物细胞原生质的胶体状态有两种，即 和 。凝胶 溶胶
5．一个典型的细胞的水势等于 ；具有液泡的细胞的水势等于 ；
形成液泡后，细胞主要靠 吸水；干种子细胞的水势等于 。
+ p + m； 渗透性 p + m； 吸涨作用 m
6．植物根系吸水方式有： 和 。主动吸水 被动吸水
7．根系吸收水的动力有两种： 和 。根压 蒸腾拉力
8．证明根压存在的证据有 和 。吐水 伤流
9．叶片的蒸腾作用有两种方式： 和 。角质蒸腾 气孔蒸腾
10．某植物制造1克干物质需消耗水400克，则其蒸腾系数为 ；蒸腾效率为 。400 2.5克 /公斤
11．影响蒸腾作用的环境因子主要是 、 、 和 。光 温度 CO2
12．C3植物的蒸腾系数比C4植物 。大
13．可以比较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标主要有： 、 、 和 。
叶片相对合水量 叶片渗透势 水势 气孔阻力或开度
14．目前认为水分沿导管或管胞上升的动力是 和 。根压 蒸腾拉力
三、选择题
1．植物在烈日照射下，通过蒸腾作用散失水分降低体温，是因为：（ ）
A．水具有高比热 B．水具有高汽化热 C．水具有表面张力
2．一般而言，冬季越冬作物组织内自由水/束缚水的比值：（ ）
A．升高 B．降低 C．变化不大
3．有一为水充分饱和的细胞，将其放入比细胞液浓度低10倍的溶液中，则细胞体积：（ ）。
A．变大 B．变小 C．不变
4．风和日丽的情况下,植物叶片在早上、中午和傍晚的水势变化趋势是( )。
A．低高低 B．高低高 C．低低高
5．已形成液泡的细胞，其衬质势通常省略不计，其原因是：（ ）
A．衬质势很低 B．衬质势不存在 C．衬质势很高，绝对值很小
6．植物分生组织的细胞吸水靠（ ）
A．渗透作用 B．代谢作用 C．吸涨作用
7．风干种子的萌发吸水靠（ ）
A．代谢作用 B．吸涨作用 C．渗透作用
8．在同温同压条件下，溶液中水的自由能与纯水相比（ ）
A．要高一些 B．要低一些 C．二者相等
9．在气孔张开时，水蒸汽分子通过气孔的扩散速度（ ）
A．与气孔的面积成正比 B．与气孔周长成正比 C．与气孔周长成反比
10．蒸腾作用快慢，主要决定于（ ）
A．叶内外蒸汽压差大小 B．叶片的气孔大小 C．叶面积大小
11．植物的保卫细胞中的水势变化与下列无机离子有关：（ ）
A．Ca2+ B．K+ C．Cl-
12．植物的保卫细胞中的水势变化与下列有机物质有关：（ ）
A．糖 B．脂肪酸 C．苹果酸
13．根部吸水主要在根尖进行，吸水能力最大的是（ ）
A．分生区 B．伸长区 C．根毛区
14．土壤通气不良使根系吸水量减少的原因是（ ）
A．缺乏氧气 B．水分不足 C．C02浓度过高
15．植物的水分临界期是指：（ ）
A．对水分缺乏最敏感时期 B．需水最多的时期 C．需水最少的时期
16．目前可以作为灌溉的生理指标中最受到重视的是：（ ）
A．叶片渗透势 B．叶片气孔开度 C．叶片水势
1．C 2．B 3．B 4．A 5．C 6．C 7. B 8．B 9．A 10. B、C 11．A、C 12．C 13. A、C 14．A 15．C
四、是非判断与改正
1．影响植物正常生理活动的不仅是含水量的多少，而且还与水分存在的状态有密切关系。（ ）（）
2．在植物生理学中被普遍采用的水势定义是水的化学势差。（ ）
3．种子吸涨吸水和蒸腾作用都是需要呼吸作用直接供能的生理过程。（ ）
4．根系要从土壤中吸水，根部细胞水势必须高于土壤溶液的水势。（ ）
5．相邻两细胞间水分的移动方向，决定于两细胞间的水势差。（ ）（）
6．蒸腾作用与物理学上的蒸发不同，因为蒸腾过程还受植物结构和气孔行为的调节。（ ）
7．通过气孔扩散的水蒸气分子的扩散速率与气孔的面积成正比。（ ）（）
8．空气相对湿度增大，空气蒸汽压增大，蒸腾加强。（ ）
9．低浓度的C02促进气孔关闭，高浓度C02促进气孔迅速张开。（ ）
10．糖、苹果酸和K+ 、Cl-进入液泡，使保卫细胞压力势下降，吸水膨胀，气孔就张开。（ ）
1．（） 2．（）每偏摩尔体积水的 3. （）不需 4．（）低于 5.（ ） 6.（）与小孔的边缘（周长）成正比 7．（） 8. （）蒸腾减弱 9.（）促进气孔张开 促进气孔迅速关闭 10.（）水势下降
第一章 植物的水分生理（重点）
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所得商。
渗透势：亦称溶质势，是由于溶质颗粒的存在，降低了水的自由能，因而其水势低于纯水水势的水势下降值。
压力势：指细胞的原生质体吸水膨胀，对细胞壁产生一种作用力相互作用的结果，与引起富有弹性的细胞壁产生一种限制原生质体膨胀的反作用力。
质外体途径：指水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动，阻力小，移动速度快。
共质体途径：指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质，形成一个细胞质的连续体，移动速度较慢。 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。
根压：由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力。
蒸腾作用：指水分以气体状态，通过植物体的表面（主要是叶子），从体内散失到体外的现象。
蒸腾速率：植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。
内聚力学说：以水分具有较大的内聚力足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断来解释水分上升原因的学说。
水分临界期：植物对水分不足特别敏感的时期。
1.将植物细胞分别放在纯水和1mol/L 蔗糖溶液中，细胞的渗透势、压力势、水势及细胞体积各会发生什么变化？ 答：在纯水中，各项指标都增大；在蔗糖中，各项指标都降低。
2.从植物生理学角度，分析农谚“有收无收在于水”的道理。 答：水，孕育了生命。陆生植物是由水生植物进化而来的，水是植物的一个重要的“先天”环境条件。植物的一切正常生命活动，只有在一定的细胞水分含量的状况下才能进行，否则，植物的正常生命活动就会受阻，甚至停止。可以说，没有水就没有生命。在农业生产上，水是决定收成有无的重要因素之一。 水分在植物生命活动中的作用很大，主要表现在4 个方面： 水分是细胞质的主要成分。细胞质的含水量一般在70~90%，使细胞质呈溶胶状态，保证了旺盛的代谢作用正常进行，如根尖、茎尖。如果含水量减少，细胞质便变成凝胶状态，生命活动就大大减弱，如休眠种子。 水分是代谢作用过程的反应物质。在光合作用、呼吸作用、有机物质合成和分解的过程中，都有水分子参与。 水分是植物对物质吸收和运输的溶剂。一般来说，植物不能直接吸收固态的无机物质和有机物质，这些物质只有在溶解在水中才能被植物吸收。同样，各种物质在植物体内的运输，也要溶解在水中才能进行。 水分能保持植物的固有姿态。由于细胞含有大量水分，维持细胞的紧张度（即膨胀），使植物枝叶挺立，便于充分接受光照和交换气体。同时，也使花朵张开，有利于传粉。 3.水分是如何跨膜运输到细胞内以满足正常的生命活动的需要的？ 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，造成植物细胞的水分集流。植物的水孔蛋白有三种类型：质膜上的质膜内在蛋白、液泡膜上的液泡膜内在蛋白和根瘤共生膜上的内在蛋白，其中液泡膜的水孔蛋白在植物体中分布最丰富、水分透过性最大。
4.水分是如何进入根部导管的？水分又是如何运输到叶片的？ 答：进入根部导管有三种途径： 质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动，阻力小，移动速度快。 跨膜途径：水分从一个细胞移动到另一个细胞，要两次通过质膜，还要通过液泡膜。 共质体途径：水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质，形成一个细胞质的连续体，移动速度较慢。 这三条途径共同作用，使根部吸收水分。 根系吸水的动力是根压和蒸腾拉力。 运输到叶片的方式：蒸腾拉力是水分上升的主要动力，使水分在茎内上升到达叶片，导管的水分必须形成连续的水柱。造成的原因是：水分子的内聚力很大，足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断，从而使水分不断上升。
5.植物叶片的气孔为什么在光照条件下会张开，在黑暗条件下会关闭？ 保卫细胞细胞壁具有伸缩性，细胞的体积能可逆性地增大40~100%。 保卫细胞细胞壁的厚度不同，分布不均匀。双子叶植物保卫细胞是肾形，内壁厚、外壁薄，外壁易于伸长，吸水时向外扩展，拉开气孔；禾本科植物的保卫细胞是哑铃形，中间厚、两头薄，吸水时，横向膨大，使气孔张开。 保卫细胞的叶绿体在光下会形成蔗糖，累积在液泡中，降低渗透势，于是吸水膨胀，气孔张开；在黑暗条件下，进行呼吸作用，消耗有机物，升高了渗透势，于是失水，气孔关闭。
6.气孔的张开与保卫细胞的什么结构有关？
双子叶植物保卫细胞是肾形，内壁厚、外壁薄，外壁易于伸长，吸水时向外扩展，拉开气孔；禾本科植物的保卫细胞是哑铃形，中间厚、两头薄，吸水时，横向膨大，使气孔张开。
1．植物细胞吸水有 、 和 三种方式。渗透性吸水 吸涨吸水 代谢性吸水
2．植物散失水分的方式有 和 。蒸腾作用 吐水
3．植物细胞内水分存在的状态有 和 。自由水 束缚水
4．植物细胞原生质的胶体状态有两种，即 和 。凝胶 溶胶
5．一个典型的细胞的水势等于 ；具有液泡的细胞的水势等于 ；
形成液泡后，细胞主要靠 吸水；干种子细胞的水势等于 。
+ p + m； 渗透性 p + m； 吸涨作用 m
6．植物根系吸水方式有： 和 。主动吸水 被动吸水
7．根系吸收水的动力有两种： 和 。根压 蒸腾拉力
8．证明根压存在的证据有 和 。吐水 伤流
9．叶片的蒸腾作用有两种方式： 和 。角质蒸腾 气孔蒸腾
10．某植物制造1克干物质需消耗水400克，则其蒸腾系数为 ；蒸腾效率为 。400 2.5克 /公斤
11．影响蒸腾作用的环境因子主要是 、 、 和 。光 温度 CO2
12．C3植物的蒸腾系数比C4植物 。大
13．可以比较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标主要有： 、 、 和 。
叶片相对合水量 叶片渗透势 水势 气孔阻力或开度
14．目前认为水分沿导管或管胞上升的动力是 和 。根压 蒸腾拉力
三、选择题
1．植物在烈日照射下，通过蒸腾作用散失水分降低体温，是因为：（ ）
A．水具有高比热 B．水具有高汽化热 C．水具有表面张力
2．一般而言，冬季越冬作物组织内自由水/束缚水的比值：（ ）
A．升高 B．降低 C．变化不大
3．有一为水充分饱和的细胞，将其放入比细胞液浓度低10倍的溶液中，则细胞体积：（ ）。
A．变大 B．变小 C．不变
4．风和日丽的情况下,植物叶片在早上、中午和傍晚的水势变化趋势是( )。
A．低高低 B．高低高 C．低低高
5．已形成液泡的细胞，其衬质势通常省略不计，其原因是：（ ）
A．衬质势很低 B．衬质势不存在 C．衬质势很高，绝对值很小
6．植物分生组织的细胞吸水靠（ ）
A．渗透作用 B．代谢作用 C．吸涨作用
7．风干种子的萌发吸水靠（ ）
A．代谢作用 B．吸涨作用 C．渗透作用
8．在同温同压条件下，溶液中水的自由能与纯水相比（ ）
A．要高一些 B．要低一些 C．二者相等
9．在气孔张开时，水蒸汽分子通过气孔的扩散速度（ ）
A．与气孔的面积成正比 B．与气孔周长成正比 C．与气孔周长成反比
10．蒸腾作用快慢，主要决定于（ ）
A．叶内外蒸汽压差大小 B．叶片的气孔大小 C．叶面积大小
11．植物的保卫细胞中的水势变化与下列无机离子有关：（ ）
A．Ca2+ B．K+ C．Cl-
12．植物的保卫细胞中的水势变化与下列有机物质有关：（ ）
A．糖 B．脂肪酸 C．苹果酸
13．根部吸水主要在根尖进行，吸水能力最大的是（ ）
A．分生区 B．伸长区 C．根毛区
14．土壤通气不良使根系吸水量减少的原因是（ ）
A．缺乏氧气 B．水分不足 C．C02浓度过高
15．植物的水分临界期是指：（ ）
A．对水分缺乏最敏感时期 B．需水最多的时期 C．需水最少的时期
16．目前可以作为灌溉的生理指标中最受到重视的是：（ ）
A．叶片渗透势 B．叶片气孔开度 C．叶片水势
1．C 2．B 3．B 4．A 5．C 6．C 7. B 8．B 9．A 10. B、C 11．A、C 12．C 13. A、C 14．A 15．C
四、是非判断与改正
1．影响植物正常生理活动的不仅是含水量的多少，而且还与水分存在的状态有密切关系。（ ）（）
2．在植物生理学中被普遍采用的水势定义是水的化学势差。（ ）
3．种子吸涨吸水和蒸腾作用都是需要呼吸作用直接供能的生理过程。（ ）
4．根系要从土壤中吸水，根部细胞水势必须高于土壤溶液的水势。（ ）
5．相邻两细胞间水分的移动方向，决定于两细胞间的水势差。（ ）（）
6．蒸腾作用与物理学上的蒸发不同，因为蒸腾过程还受植物结构和气孔行为的调节。（ ）
7．通过气孔扩散的水蒸气分子的扩散速率与气孔的面积成正比。（ ）（）
8．空气相对湿度增大，空气蒸汽压增大，蒸腾加强。（ ）
9．低浓度的C02促进气孔关闭，高浓度C02促进气孔迅速张开。（ ）
10．糖、苹果酸和K+ 、Cl-进入液泡，使保卫细胞压力势下降，吸水膨胀，气孔就张开。（ ）
1．（） 2．（）每偏摩尔体积水的 3. （）不需 4．（）低于 5.（ ） 6.（）与小孔的边缘（周长）成正比 7．（） 8. （）蒸腾减弱 9.（）促进气孔张开 促进气孔迅速关闭 10.（）水势下降
五、问答题
1．水分子的物理化学性质与植物生理活动有何关系？
水分子是极性分子，可与纤维素、蛋白质分子相结合。水分子具有高比热，可在环境温度变化较大的条件下，植物体温仍相当稳定。水分子还有较高的气化热，使植物在烈日照射下，通过蒸腾作用散失水分就可降低体温，不易受高温为害。水分子是植物体内很好的溶剂，可与含有亲水基团的物质结合形成亲水胶体，水还具有很大的表面张力，产主吸附作用，并借毛细管力进行 运动。
2．简述水分的植物生理生态作用。
（1）水是细胞原生质的主要组成成分；
（2）水分是重要代谢过程的反应物质和产物；
（3）细胞分裂及伸长都需要水分；
（4）水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的一种良好溶剂；
（5）水分能便植物保持固有的姿态；
（6）可以通过水的理化特性以调节植物周围的大气湿度、温度等。对维持植物体温稳定和降低体温也有重要作用。
3．植物体内水分存在的状态与代谢关系如何？
植物体中水分的存在状态与代谢关系极为密切，并且与抗往有关，一般来说，束缚水不参与植物的代谢反应，在植物某些细胞和器官主要含束缚水时，则其代谢活动非常微弱，如越冬植物的休眠和干燥种子，仅以极弱的代谢维持生命活动，但其抗性却明显增强，能渡过不良的逆境条件，而自由水主要参与植物体内的各种代谢反应，含量多少还影响代谢强度，含量越高，代谢越旺盛，因此常以自由水／束缚水的比值作为衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。
4．水分代谢包括哪些过程？
植物从环境中不断地吸收水分，以满足正常的生命活动的需要。但是，植物又不可避免地要丢失大量水分到环境中去。具体而言，植物水分代谢可包括三个过程：（1）水分的吸收；（2）水分在植物体内的运输；（3）水分的排出。
5．利用质壁分离现象可以解决哪些问题？
（1）说明原生质层是半透膜。（2）判断细胞死活。只有活细胞的原生质层才是半透膜，才有质壁分离现象，如细胞死亡，则不能产主质壁分窝现象。（3）测定细胞液的渗透势。
6．土壤温度过高对根系吸水有什么不利影响？
高温加强根的老化过程，使根的木质化部位几乎到达尖端，吸收面识减少，吸收速率下降；同时，温度过高，使酶钝化：细胞质流动缓慢甚至停止。
7．蒸腾作用有什么生理意义？
（1）是植物对水分吸收和运输的主要动力，（2）促进植物时矿物质和有机物的吸收及其在植物体内的转运。（3）能够降低叶片的温度，以免灼伤。
8．气孔开闭机理的假说有哪些？请简述之。
（1）淀粉--糖变化学说：在光照下保卫细胞进行光合作用合成可溶性糖。另外由于光合作用消耗C02，使保卫细胞pH值升高，淀粉磷酸化酶水解细胞中淀粉形成可溶性糖，细胞水势下降，当保卫细胞水势低于周围的细胞水势时，便吸水迫使气孔张开，在暗中光合作用停止，情况与上述相反，气孔关闭。
（2）无机离子吸收学说：在光照下，保卫细胞质膜上具有光活化H+泵ATP酶，分解光合磷酸化产生的ATP并将H+分泌到细胞壁，同时将外面的K+吸收到细胞中来，Cl-也伴随着K+进入，以保证保卫细胞的电中性，保卫细胞中积累较多的K+和，降低水势，气孔就张开，反之，则气孔关闭。
（3）苹果酸生成学说。在光下保卫细胞内的C02被利用，pH值就上升，剩余的C02就转变成重碳酸盐（HCO3-），淀粉通过糖酵解作用产生的磷酸烯醇式丙酮酸在PEP羧化酶作用下与HC03-作用形成草酰乙酸，然后还原成苹果酸，可作为渗透物降低水势，气孔张开，反之关闭。
9．根据性质和作用方式抗蒸腾剂可分为哪三类？
（1）代谢型抗蒸汤剂：如阿特拉津可使气孔开度变小，苯汞乙酸可改受膜透性使水不易向外扩散。
（2）薄膜型抗蒸腾剂：如硅酮可在叶面形成单分子薄层，阻碍水分散失。
（3）反射型抗蒸腾剂：如高岭土，可反射光，降低叶温，从而减少蒸腾量。
10．小麦整个生育期中有哪两个时期为水分临界期？
第一个水分临界用是分蘖末期到抽穗期（孕穗期）。第二个水分临界期是开始灌浆到乳熟末期。
1．水分子的物理化学性质与植物生理活动有何关系？
水分子是极性分子，可与纤维素、蛋白质分子相结合。水分子具有高比热，可在环境温度变化较大的条件下，植物体温仍相当稳定。水分子还有较高的气化热，使植物在烈日照射下，通过蒸腾作用散失水分就可降低体温，不易受高温为害。水分子是植物体内很好的溶剂，可与含有亲水基团的物质结合形成亲水胶体，水还具有很大的表面张力，产主吸附作用，并借毛细管力进行 运动。
2．简述水分的植物生理生态作用。
（1）水是细胞原生质的主要组成成分；
（2）水分是重要代谢过程的反应物质和产物；
（3）细胞分裂及伸长都需要水分；
（4）水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的一种良好溶剂；
（5）水分能便植物保持固有的姿态；
（6）可以通过水的理化特性以调节植物周围的大气湿度、温度等。对维持植物体温稳定和降低体温也有重要作用。
3．植物体内水分存在的状态与代谢关系如何？
植物体中水分的存在状态与代谢关系极为密切，并且与抗往有关，一般来说，束缚水不参与植物的代谢反应，在植物某些细胞和器官主要含束缚水时，则其代谢活动非常微弱，如越冬植物的休眠和干燥种子，仅以极弱的代谢维持生命活动，但其抗性却明显增强，能渡过不良的逆境条件，而自由水主要参与植物体内的各种代谢反应，含量多少还影响代谢强度，含量越高，代谢越旺盛，因此常以自由水／束缚水的比值作为衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。
4．水分代谢包括哪些过程？
植物从环境中不断地吸收水分，以满足正常的生命活动的需要。但是，植物又不可避免地要丢失大量水分到环境中去。具体而言，植物水分代谢可包括三个过程：（1）水分的吸收；（2）水分在植物体内的运输；（3）水分的排出。
5．利用质壁分离现象可以解决哪些问题？
（1）说明原生质层是半透膜。（2）判断细胞死活。只有活细胞的原生质层才是半透膜，才有质壁分离现象，如细胞死亡，则不能产主质壁分窝现象。（3）测定细胞液的渗透势。
6．土壤温度过高对根系吸水有什么不利影响？
高温加强根的老化过程，使根的木质化部位几乎到达尖端，吸收面识减少，吸收速率下降；同时，温度过高，使酶钝化：细胞质流动缓慢甚至停止。
7．蒸腾作用有什么生理意义？
（1）是植物对水分吸收和运输的主要动力，（2）促进植物时矿物质和有机物的吸收及其在植物体内的转运。（3）能够降低叶片的温度，以免灼伤。
8．气孔开闭机理的假说有哪些？请简述之。
（1）淀粉--糖变化学说：在光照下保卫细胞进行光合作用合成可溶性糖。另外由于光合作用消耗C02，使保卫细胞pH值升高，淀粉磷酸化酶水解细胞中淀粉形成可溶性糖，细胞水势下降，当保卫细胞水势低于周围的细胞水势时，便吸水迫使气孔张开，在暗中光合作用停止，情况与上述相反，气孔关闭。
（2）无机离子吸收学说：在光照下，保卫细胞质膜上具有光活化H+泵ATP酶，分解光合磷酸化产生的ATP并将H+分泌到细胞壁，同时将外面的K+吸收到细胞中来，Cl-也伴随着K+进入，以保证保卫细胞的电中性，保卫细胞中积累较多的K+和，降低水势，气孔就张开，反之，则气孔关闭。
（3）苹果酸生成学说。在光下保卫细胞内的C02被利用，pH值就上升，剩余的C02就转变成重碳酸盐（HCO3-），淀粉通过糖酵解作用产生的磷酸烯醇式丙酮酸在PEP羧化酶作用下与HC03-作用形成草酰乙酸，然后还原成苹果酸，可作为渗透物降低水势，气孔张开，反之关闭。
9．根据性质和作用方式抗蒸腾剂可分为哪三类？
（1）代谢型抗蒸汤剂：如阿特拉津可使气孔开度变小，苯汞乙酸可改受膜透性使水不易向外扩散。
（2）薄膜型抗蒸腾剂：如硅酮可在叶面形成单分子薄层，阻碍水分散失。
（3）反射型抗蒸腾剂：如高岭土，可反射光，降低叶温，从而减少蒸腾量。
10．小麦整个生育期中有哪两个时期为水分临界期？
第一个水分临界用是分蘖末期到抽穗期（孕穗期）。第二个水分临界期是开始灌浆到乳熟末期。
第二章 植物的矿质营养（重点）
矿质营养：植物对矿物质的吸收、转运和同化。
大量元素：植物需要量较大的元素。
微量元素：植物需要量极微，稍多即发生毒害的元素。
溶液培养：是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。
透性：细胞膜质具有的让物质通过的性质。
选择透性：细胞膜质对不同物质的透性不同。
胞饮作用：细胞通过膜的内陷从外界直接摄取物质进入细胞的过程。
被动运输：转运过程顺电化学梯度进行，不需要代谢供给能量。 主动运输：转运过程逆电化学梯度进行，需要代谢供给能量。 单向运输载体：能催化分子或离子单方向地顺着电化学势梯度跨质膜运输。
生物固氮：某些微生物把空气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。
诱导酶：是指植物本来不含某种酶，但在特定外来物质的诱导下生成的酶。
生物膜：细胞的外周膜和内膜系统。
1.植物进行正常生命活动需要哪些矿质元素？如何用实验方法证明植物生长需这些元素？ 答：分为大量元素和微量元素两种： 大量元素：C H O N P S K Ca Mg Si 微量元素：Fe Mn Zn Cu Na Mo P Cl Ni 实验的方法：使用溶液培养法或砂基培养法证明。通过加入部分营养元素的溶液，观察植物是否能够正常的生长。如果能正常生长，则证明缺少的元素不是植物生长必须的元素；如果不能正常生长，则证明缺少的元素是植物生长所必须的元素。
3．生物膜有何结构特点？生物膜中有哪些类型的运输蛋白？
4.植物细胞通过哪些方式来吸收溶质以满足正常生命活动的需要？ (一) 扩散 1.简单扩散：溶质从高浓度的区域跨膜移向浓度较低的邻近区域的物理过程。 2.易化扩散：又称协助扩散，指膜转运蛋白易让溶质顺浓度梯度或电化学梯度跨膜转运，不需要细胞提供能量。 (二) 离子通道：细胞膜中，由通道蛋白构成的孔道，控制离子通过细胞膜。 (三) 载体：跨膜运输的内在蛋白，在跨膜区域不形成明显的孔道结构。 1.单向运输载体：（uniport carrier）能催化分子或离子单方向地顺着电化学势梯度跨质膜运输。 2.同向运输器：（symporter）指运输器与质膜外的H 结合的同时，又与另一分子或离子结合，同一方向运输。
3.反向运输器：（antiporter）指运输器与质膜外侧的H 结合的同时，又与质膜内侧的分子或离子结合，两者朝相反的方向运输。 (四) 离子泵：膜内在蛋白，是质膜上的ATP 酶，通过活化ATP 释放能量推动离子逆化学 势梯度进行跨膜转运。 (五) 胞饮作用：细胞通过膜的内陷从外界直接摄取物质进入细胞的过程。
10.在作物栽培时，为什么不能施用过量的化肥，怎样施肥才比较合理？ 过量施肥时，可使植物的水势降低，根系吸水困难，烧伤作物，影响植物的正常生理过程。同时，根部也吸收不了，造成浪费。 合理施肥的依据： 根据形态指标、相貌和叶色确定植物所缺少的营养元素。 通过对叶片营养元素的诊断，结合施肥，使营养元素的浓度尽量位于临界浓度的周围。 测土配方，确定土壤的成分，从而确定缺少的肥料，按一定的比例施肥。
12.细胞吸收水分和吸收矿质元素有什么关系？有什么异同？ 关系：水分在通过集流作用吸收时，会同时运输少量的离子和小溶质调节渗透势。 相同点：①都可以通过扩散的方式来吸收。②都可以经过通道来吸收。 不同点：①水分可以通过集流的方式来吸收。 ②水分经过的是水通道，矿质元素经过的是离子通道。 ③矿质元素还可以通过载体、离子泵和胞饮的形式来运输。
填空题
1．植物生长发育所必需的元素共有 种，其中大量元素有 种，微量元素有 种。16 9 7
2．植物必需元素的确定是通过 法才得以解决的。水培
3．解释离子主动吸收的有关机理的假说有 和 。载体学说 质子泵学说
4．果树的“小叶病”往往是因为缺 元素的缘故。Zn
5. 缺氮的生理病症首先表现在 叶上，缺钙的生理病症首先表现在 叶上。老 嫩
6．根系从土壤吸收矿质元素的方式有两种： 和 通过土壤溶液得到 直接交换得到
7．(NH4)2S04属于生理 性盐，KN03属于生理 性盐、NH4NO3属于生理 性盐。酸 碱 中
8．硝酸盐还原成亚硝酸盐的过程 由 酶催化，亚硝酸盐还原成氨过程是叶绿体中的 酶催化的。硝酸还原酶 亚硝酸还原酶
9．影响根部吸收矿物质的条件有 、 、 和 。温度 通气状况 溶液浓度 氢离子浓度 离子间的相互作用
10．植物地上部分对矿质元素吸收的主要器官是 ，营养物质可从 运入叶内。叶片 角质层
11．植物体内可再利用元素中以 和 最典型。磷 氮 钙
12．追肥的形态指标有 和 等，追肥的生理指标有 、 和 。相貌 叶色 营养元素含量 酰胺含量 酶活性
13．栽种以果实籽粒为主要收获对象的禾谷类作物可多施些 肥，以利于籽粒饱满；栽培根茎类作物则可多施些 肥，促使地下部分累积碳水化合物；栽培叶菜类作物可多施些 肥，使叶片肥大。磷 钾 氮
三、选择题
1．植物生长发育必需的矿质元素有：（ ）
A．9种 B．13种 C. 16种
2．高等植物的嫩叶先出现缺绿症，可能是缺乏（ ）
A．镁 B．磷 C. 硫
3．高等植物的老叶先出现缺绿症，可能是缺乏（ ）
A．锰 B．氮 C. 钙
4．植物根部吸收离子较活跃的区域是：（ ）
A.分生区 B. 伸长区 C. 根毛区
5．影响植物根毛区主动吸收无机离子最重要的因素是（ ）
A.土壤溶液pH值 B．土壤中氧浓度 C. 土壤中盐含量
6．杜南平衡不消耗代谢能但可逆浓度吸收，因而属于（ ）
A. 胞饮作用 B．主动吸收 C. 被动吸收
7．植物吸收矿质元素和水分之间的关系是：（ ）
A. 正相关 B．负相关 C. 既相关又相互独立
8．番茄吸收钙和镁的速率比吸水速率快，从而使培养液中的钙和镁浓度：（ ）
A．升高 B．下降 C.不变
9．硝酸还原酶分子中含有：（ ）
A. FAD和Mn B．FMN和Mo C. FAD和Mo
10．下列哪种溶液属于平衡溶液：（ ）
A. 生理酸性盐与生理碱性盐组成的溶液 B．Hoagland溶液
C. N、P、K三种元素组成的溶液
11．植物根部吸收的无机离子向地上部运输时，主要是通过：（ ）
A. 韧皮部 B．质外体 C. 胞间连丝
12．反映植株需肥情况的形态指标中，最敏感是：（ ）
A. 株高 B．节间长度 C. 叶色
13．能反映水稻叶片氮素营养水平的氨基酸是：（ ）
A. 蛋氨酸 B．天冬酰胺 C．丙氨酸
14．生物固氮主要由下列微生物实现的，它们是：（ ）
A. 非共生微生物 B．共生微生物 C. 硝化细菌
矿质营养：植物对矿物质的吸收、转运和同化。
大量元素：植物需要量较大的元素。
微量元素：植物需要量极微，稍多即发生毒害的元素。
溶液培养：是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。
透性：细胞膜质具有的让物质通过的性质。
选择透性：细胞膜质对不同物质的透性不同。
胞饮作用：细胞通过膜的内陷从外界直接摄取物质进入细胞的过程。
被动运输：转运过程顺电化学梯度进行，不需要代谢供给能量。 主动运输：转运过程逆电化学梯度进行，需要代谢供给能量。 单向运输载体：能催化分子或离子单方向地顺着电化学势梯度跨质膜运输。
生物固氮：某些微生物把空气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。
诱导酶：是指植物本来不含某种酶，但在特定外来物质的诱导下生成的酶。
生物膜：细胞的外周膜和内膜系统。
1.植物进行正常生命活动需要哪些矿质元素？如何用实验方法证明植物生长需这些元素？ 答：分为大量元素和微量元素两种： 大量元素：C H O N P S K Ca Mg Si 微量元素：Fe Mn Zn Cu Na Mo P Cl Ni 实验的方法：使用溶液培养法或砂基培养法证明。通过加入部分营养元素的溶液，观察植物是否能够正常的生长。如果能正常生长，则证明缺少的元素不是植物生长必须的元素；如果不能正常生长，则证明缺少的元素是植物生长所必须的元素。
3．生物膜有何结构特点？生物膜中有哪些类型的运输蛋白？
4.植物细胞通过哪些方式来吸收溶质以满足正常生命活动的需要？ (一) 扩散 1.简单扩散：溶质从高浓度的区域跨膜移向浓度较低的邻近区域的物理过程。 2.易化扩散：又称协助扩散，指膜转运蛋白易让溶质顺浓度梯度或电化学梯度跨膜转运，不需要细胞提供能量。 (二) 离子通道：细胞膜中，由通道蛋白构成的孔道，控制离子通过细胞膜。 (三) 载体：跨膜运输的内在蛋白，在跨膜区域不形成明显的孔道结构。 1.单向运输载体：（uniport carrier）能催化分子或离子单方向地顺着电化学势梯度跨质膜运输。 2.同向运输器：（symporter）指运输器与质膜外的H 结合的同时，又与另一分子或离子结合，同一方向运输。
3.反向运输器：（antiporter）指运输器与质膜外侧的H 结合的同时，又与质膜内侧的分子或离子结合，两者朝相反的方向运输。 (四) 离子泵：膜内在蛋白，是质膜上的ATP 酶，通过活化ATP 释放能量推动离子逆化学 势梯度进行跨膜转运。 (五) 胞饮作用：细胞通过膜的内陷从外界直接摄取物质进入细胞的过程。
10.在作物栽培时，为什么不能施用过量的化肥，怎样施肥才比较合理？ 过量施肥时，可使植物的水势降低，根系吸水困难，烧伤作物，影响植物的正常生理过程。同时，根部也吸收不了，造成浪费。 合理施肥的依据： 根据形态指标、相貌和叶色确定植物所缺少的营养元素。 通过对叶片营养元素的诊断，结合施肥，使营养元素的浓度尽量位于临界浓度的周围。 测土配方，确定土壤的成分，从而确定缺少的肥料，按一定的比例施肥。
12.细胞吸收水分和吸收矿质元素有什么关系？有什么异同？ 关系：水分在通过集流作用吸收时，会同时运输少量的离子和小溶质调节渗透势。 相同点：①都可以通过扩散的方式来吸收。②都可以经过通道来吸收。 不同点：①水分可以通过集流的方式来吸收。 ②水分经过的是水通道，矿质元素经过的是离子通道。 ③矿质元素还可以通过载体、离子泵和胞饮的形式来运输。
填空题
1．植物生长发育所必需的元素共有 种，其中大量元素有 种，微量元素有 种。16 9 7
2．植物必需元素的确定是通过 法才得以解决的。水培
3．解释离子主动吸收的有关机理的假说有 和 。载体学说 质子泵学说
4．果树的“小叶病”往往是因为缺 元素的缘故。Zn
5. 缺氮的生理病症首先表现在 叶上，缺钙的生理病症首先表现在 叶上。老 嫩
6．根系从土壤吸收矿质元素的方式有两种： 和 通过土壤溶液得到 直接交换得到
7．(NH4)2S04属于生理 性盐，KN03属于生理 性盐、NH4NO3属于生理 性盐。酸 碱 中
8．硝酸盐还原成亚硝酸盐的过程 由 酶催化，亚硝酸盐还原成氨过程是叶绿体中的 酶催化的。硝酸还原酶 亚硝酸还原酶
9．影响根部吸收矿物质的条件有 、 、 和 。温度 通气状况 溶液浓度 氢离子浓度 离子间的相互作用
10．植物地上部分对矿质元素吸收的主要器官是 ，营养物质可从 运入叶内。叶片 角质层
11．植物体内可再利用元素中以 和 最典型。磷 氮 钙
12．追肥的形态指标有 和 等，追肥的生理指标有 、 和 。相貌 叶色 营养元素含量 酰胺含量 酶活性
13．栽种以果实籽粒为主要收获对象的禾谷类作物可多施些 肥，以利于籽粒饱满；栽培根茎类作物则可多施些 肥，促使地下部分累积碳水化合物；栽培叶菜类作物可多施些 肥，使叶片肥大。磷 钾 氮
三、选择题
1．植物生长发育必需的矿质元素有：（ ）
A．9种 B．13种 C. 16种
2．高等植物的嫩叶先出现缺绿症，可能是缺乏（ ）
A．镁 B．磷 C. 硫
3．高等植物的老叶先出现缺绿症，可能是缺乏（ ）
A．锰 B．氮 C. 钙
4．植物根部吸收离子较活跃的区域是：（ ）
A.分生区 B. 伸长区 C. 根毛区
5．影响植物根毛区主动吸收无机离子最重要的因素是（ ）
A.土壤溶液pH值 B．土壤中氧浓度 C. 土壤中盐含量
6．杜南平衡不消耗代谢能但可逆浓度吸收，因而属于（ ）
A. 胞饮作用 B．主动吸收 C. 被动吸收
7．植物吸收矿质元素和水分之间的关系是：（ ）
A. 正相关 B．负相关 C. 既相关又相互独立
8．番茄吸收钙和镁的速率比吸水速率快，从而使培养液中的钙和镁浓度：（ ）
A．升高 B．下降 C.不变
9．硝酸还原酶分子中含有：（ ）
A. FAD和Mn B．FMN和Mo C. FAD和Mo
10．下列哪种溶液属于平衡溶液：（ ）
A. 生理酸性盐与生理碱性盐组成的溶液 B．Hoagland溶液
C. N、P、K三种元素组成的溶液
11．植物根部吸收的无机离子向地上部运输时，主要是通过：（ ）
A. 韧皮部 B．质外体 C. 胞间连丝
12．反映植株需肥情况的形态指标中，最敏感是：（ ）
A. 株高 B．节间长度 C. 叶色
13．能反映水稻叶片氮素营养水平的氨基酸是：（ ）
A. 蛋氨酸 B．天冬酰胺 C．丙氨酸
14．生物固氮主要由下列微生物实现的，它们是：（ ）
A. 非共生微生物 B．共生微生物 C. 硝化细菌
四、是非判断与改正
1．在植物体内大量积累的元素必定是植物必需元素。（ ）（）不一定
2．硅对水稻有良好的生理效应，故属于植物的必需元素。（ ）（）有益（有利）
3．植物对镁的需要是极微的，稍多即发生毒害，所以镁属于微量元素。（ ）（）对硼……，所以硼
4．缺氮时，植物幼叶首先变黄；缺硫时，植物老叶叶脉失绿。（ ）．（）老叶嫩叶
5．当达到杜南平衡时，细胞内外阴、阳离子的浓度相等。（ ）（）不相等
6．养分临界期是指植物对养分需要量最大的时期。（ ）（）对养分缺乏最易受害
7．作物体内养分缺乏都是由于土壤中养分不足。（ ）（）不都是由于
8．矿质元素中，K可以参与植物组织组成。（ ）（）不参与
9．生长在同一培养液中的不同植物，其灰分中各种元素的含量相同。（ ）（）不相同
10．硝酸还原酶和亚硝酸还原酶都是诱导酶。（ ）（）
11．在进行硝酸还原酶实验时，光对实验结果无影响。（ ）（）有影响
12．施肥增产原因是间接的，施肥是通过增强光合作用来增加干物质积累，从而提高产量。（ ）（）
五、问答题
1．植物必需的矿质元素要具备哪些条件?
（1）缺乏该元素植物生育发生障碍不能完成生活史。（2）除去该元素则表现专一的缺乏症，这种缺乏症是可以预防和恢复的。（3）该元素在植物营养生理上表现直接的效果而不是间接的。
2．为什么把氮称为生命元素?
氮在植物生命活动中占据重要地位，它是植物体内许多重要化合物的成分，如核酸（DNA、RNA）、蛋白质（包括酶）、磷脂、叶绿素。光敏色素、维生素B、IAA、CTK、生物碱等都含有氮。同时氮也是参与物质代谢和能量代谢的ADP、ATP、CoA、CoQ、FAD、FMN、NAD+、NADP+、铁卟琳等物质的组分。上述物质有些是生物膜、细胞质、细胞核的结构物质，有些是调节生命活动的生理活牲物质。因此，氮是建造植物体的结构物质，也是植物体进行能量代谢、物质代谢及各种生理活动所必需的起重要作用的生命元素。
3. 植物细胞吸收矿质元素的方式有哪些？
（1）被动吸收：包括简单扩散、杜南平衡。不消耗代谢能。
（2）主动吸收：有载体和质子泵参与，需消耗代谢能。
（3）胞饮作用：是一种非选择性吸收方式。
4．设计两个实验，证明植物根系吸收矿质元素是一个主动的生理过程。
（1）用放射性同位素（如32P示踪。用32P饲喂根系，然后用呼吸抑制剂处理根系，在呼吸抑 制
剂处理前后测定地上部分32P的含量，可知呼吸被抑制后，32P的吸收即减少。
（2）测定溶液培养植株根系对矿质吸收量与蒸腾速率之间不成比例，说明根系吸收矿质元素有选择性，是主动的生理过程。
5. 外界溶液的pH值对矿物质吸收有何影响?
（1）直接影响，由于组成细胞质的蛋白质是两性电解质，在弱酸性环境中，氨基酸带正电荷，易于吸附外界溶液中阴离子。在弱碱性环境中，氨基酸带负电荷，易于吸附外界溶液中的阳离子。
（2）间接影响：在土壤溶液碱性的反应加强时，Fe、Ca、Mg、Zn呈不溶解状态，能被植物利用的量极少。在酸性环境中P、K、Ca、Mg等溶解，但植物来不及吸收易被雨水冲掉，易缺乏。而Fe、Al、Mn的溶解度加大，植物受害。在酸性环境中，根瘤菌会死亡，固氮菌失去固氮能力。
6．为什么土壤温度过低，植物吸收矿质元素的速率下降?
因为温度低时代谢弱，能量不足，主动吸收慢；胞质粘性增大，离子进入困难。其中以对钾和硅酸的吸收影响最大。
7．白天和夜晚硝酸盐还原速度是否相同？为什么?
硝酸盐在昼夜的还原速度不同，白天还原速度显著较夜晚快，这是因为白天光合作用产生的还原力及磷酸丙糖能促进硝酸盐的还原。
8．固氮酶有哪些特性？简述生物固氮的机理。
固氮酶的特性：（1）由Fe蛋白和Mo-Fe蛋白组成，两部分同时存在才有活性；（2）对氧很敏感，氧分压稍高就会抑制固氮酶的固氮作用，只有在很低的氧化还原电位条件下，才能实现固氮过程，（3）具有对多种底物起作用的能力；（4）氨是固氮菌的固氮作用的直接产物。其积累会抑制固氮酶的活性。
生物固氮机理：（1）固氮是一个还原过程，要有还原剂提供电子，还原一分子N2为两分子的NH3，需要6个电子和6个H+。主要电子供体有丙酮酸、NADH、NADPH、H2等，电子载体有铁氧还蛋白（Fd）、黄素氧还蛋白（Fld）等；（2）固氮过程需要能量。由于N2具有三价键（NN），打开它需很多能量，大约每传递两个电子需4-5个ATP．整个过程至少要12-15个ATP；（3）在固氮酶作用下把氮还原成氨。
9．合理施肥增产的原因是什么?
合理施肥增产的实质在于改善光合性能（增大光合面积，提高光合能力，延长光合时间，有利光合产量分配利用等），通过光合过程形成更多的有机物获得高产。
10．根外施肥有哪些优点?
（1）作物在生育后期根部吸肥能力衰退时或营养临界期时，可根外施肥补充营养 。（2）某些肥料易被土壤固定而根外施肥无此毛病，且用量少。（3）补充植物缺乏的微量元素，用量省、见效快。
1．在植物体内大量积累的元素必定是植物必需元素。（ ）（）不一定
2．硅对水稻有良好的生理效应，故属于植物的必需元素。（ ）（）有益（有利）
3．植物对镁的需要是极微的，稍多即发生毒害，所以镁属于微量元素。（ ）（）对硼……，所以硼
4．缺氮时，植物幼叶首先变黄；缺硫时，植物老叶叶脉失绿。（ ）．（）老叶嫩叶
5．当达到杜南平衡时，细胞内外阴、阳离子的浓度相等。（ ）（）不相等
6．养分临界期是指植物对养分需要量最大的时期。（ ）（）对养分缺乏最易受害
7．作物体内养分缺乏都是由于土壤中养分不足。（ ）（）不都是由于
8．矿质元素中，K可以参与植物组织组成。（ ）（）不参与
9．生长在同一培养液中的不同植物，其灰分中各种元素的含量相同。（ ）（）不相同
10．硝酸还原酶和亚硝酸还原酶都是诱导酶。（ ）（）
11．在进行硝酸还原酶实验时，光对实验结果无影响。（ ）（）有影响
12．施肥增产原因是间接的，施肥是通过增强光合作用来增加干物质积累，从而提高产量。（ ）（）
五、问答题
1．植物必需的矿质元素要具备哪些条件?
（1）缺乏该元素植物生育发生障碍不能完成生活史。（2）除去该元素则表现专一的缺乏症，这种缺乏症是可以预防和恢复的。（3）该元素在植物营养生理上表现直接的效果而不是间接的。
2．为什么把氮称为生命元素?
氮在植物生命活动中占据重要地位，它是植物体内许多重要化合物的成分，如核酸（DNA、RNA）、蛋白质（包括酶）、磷脂、叶绿素。光敏色素、维生素B、IAA、CTK、生物碱等都含有氮。同时氮也是参与物质代谢和能量代谢的ADP、ATP、CoA、CoQ、FAD、FMN、NAD+、NADP+、铁卟琳等物质的组分。上述物质有些是生物膜、细胞质、细胞核的结构物质，有些是调节生命活动的生理活牲物质。因此，氮是建造植物体的结构物质，也是植物体进行能量代谢、物质代谢及各种生理活动所必需的起重要作用的生命元素。
3. 植物细胞吸收矿质元素的方式有哪些？
（1）被动吸收：包括简单扩散、杜南平衡。不消耗代谢能。
（2）主动吸收：有载体和质子泵参与，需消耗代谢能。
（3）胞饮作用：是一种非选择性吸收方式。
4．设计两个实验，证明植物根系吸收矿质元素是一个主动的生理过程。
（1）用放射性同位素（如32P示踪。用32P饲喂根系，然后用呼吸抑制剂处理根系，在呼吸抑 制
剂处理前后测定地上部分32P的含量，可知呼吸被抑制后，32P的吸收即减少。
（2）测定溶液培养植株根系对矿质吸收量与蒸腾速率之间不成比例，说明根系吸收矿质元素有选择性，是主动的生理过程。
5. 外界溶液的pH值对矿物质吸收有何影响?
（1）直接影响，由于组成细胞质的蛋白质是两性电解质，在弱酸性环境中，氨基酸带正电荷，易于吸附外界溶液中阴离子。在弱碱性环境中，氨基酸带负电荷，易于吸附外界溶液中的阳离子。
（2）间接影响：在土壤溶液碱性的反应加强时，Fe、Ca、Mg、Zn呈不溶解状态，能被植物利用的量极少。在酸性环境中P、K、Ca、Mg等溶解，但植物来不及吸收易被雨水冲掉，易缺乏。而Fe、Al、Mn的溶解度加大，植物受害。在酸性环境中，根瘤菌会死亡，固氮菌失去固氮能力。
6．为什么土壤温度过低，植物吸收矿质元素的速率下降?
因为温度低时代谢弱，能量不足，主动吸收慢；胞质粘性增大，离子进入困难。其中以对钾和硅酸的吸收影响最大。
7．白天和夜晚硝酸盐还原速度是否相同？为什么?
硝酸盐在昼夜的还原速度不同，白天还原速度显著较夜晚快，这是因为白天光合作用产生的还原力及磷酸丙糖能促进硝酸盐的还原。
8．固氮酶有哪些特性？简述生物固氮的机理。
固氮酶的特性：（1）由Fe蛋白和Mo-Fe蛋白组成，两部分同时存在才有活性；（2）对氧很敏感，氧分压稍高就会抑制固氮酶的固氮作用，只有在很低的氧化还原电位条件下，才能实现固氮过程，（3）具有对多种底物起作用的能力；（4）氨是固氮菌的固氮作用的直接产物。其积累会抑制固氮酶的活性。
生物固氮机理：（1）固氮是一个还原过程，要有还原剂提供电子，还原一分子N2为两分子的NH3，需要6个电子和6个H+。主要电子供体有丙酮酸、NADH、NADPH、H2等，电子载体有铁氧还蛋白（Fd）、黄素氧还蛋白（Fld）等；（2）固氮过程需要能量。由于N2具有三价键（NN），打开它需很多能量，大约每传递两个电子需4-5个ATP．整个过程至少要12-15个ATP；（3）在固氮酶作用下把氮还原成氨。
9．合理施肥增产的原因是什么?
合理施肥增产的实质在于改善光合性能（增大光合面积，提高光合能力，延长光合时间，有利光合产量分配利用等），通过光合过程形成更多的有机物获得高产。
10．根外施肥有哪些优点?
（1）作物在生育后期根部吸肥能力衰退时或营养临界期时，可根外施肥补充营养 。（2）某些肥料易被土壤固定而根外施肥无此毛病，且用量少。（3）补充植物缺乏的微量元素，用量省、见效快。
第三章 植物的光合作用（重点）
光合作用：绿色植物吸收阳光的能量，同化CO2 和水，制造有机物质并释放氧气的过程。
荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色。 磷光现象：叶绿素在光照去掉光源后，还能继续辐射出极微弱红光的现象。
光反应：必须在光下才能进行的，由光引起的光化学反应。
碳反应：在暗处或光处都能进行的，由若干酶所催化的化学反应。 光和单位：由聚光色素系统和反应中心组成。
聚光色素：没有光化学活性，只有收集光能的作用，将光能聚集起来传给反应中心色素。包括绝大多数的色素。
原初反应：指光和作用中从叶绿素分子受光激发到引起第一个光化学反应为止的过程。
反应中心：是将光能转换为化学能的膜蛋白复合体。包括特殊状态的叶绿素a。
光和链：在类囊体摸上的PSII 和PSI 之间几种排列紧密的电子传递体完成电子传递的总轨道。
光和磷酸化：是指在光合作用中由光驱动并贮存在跨类囊体膜的质子梯度的能量把ADP 和磷酸合成为ATP 的过程。
光和速率：单位时间、单位叶面积吸收CO2 的量或放出O2 的量，或者积累干物质的量。
同化力：由于ATP 和NADPH 用于碳反应中CO2 的同化，把这两种物质合称为同化力。
卡尔文循环：（Calvin cycle）CO2 的受体是一种戊糖，CO2 的固定的出产物是一种三碳化合物。
C4 途径：CO2 固定最初的稳定产物是四碳化合物。 景天酸代谢途径：植物在夜间气孔开放，利用C4 途径固定CO2，形成苹果酸，贮存在液泡中，白天气孔关闭，将夜间固定的CO2 释放出来，再经C3 途径固定CO2 的过程。
光呼吸：植物的绿色细胞依赖光照，吸收O2 和放出CO2 的过程。
表观光合作用：没有把叶子的线粒体呼吸和光呼吸考虑在内的光和速率。
真正光和作用：表观光和作用+呼吸作用+光呼吸。
光饱和点：当达到某一光强度时，光和速率不再增加时的光强。 CO2 补偿点：当光和吸收的CO2 量等于呼吸放出的CO2 量，这时外界CO2 含量。
光补偿点：同一叶子在同一时间内，光和过程中吸收的CO2 与光呼吸和呼吸作用过程中放出的 CO2 等量时的光照强度。 光能利用率：指植物光合作用所积累的有机物所含的能量，占照射在单位地面上的日光能量的比率。
1.植物光合作用的光反应和碳反应是在细胞的哪些部位进行的？为什么？ 答：光反应在类囊体膜（光合膜）上进行的，碳反应在叶绿体的基质中进行的。 原因：光反应必须在光下才能进行的，是由光引起的光化学反应，类囊体膜是光合膜，为光反应提供了光的条件；碳反应是在暗处或光处都能进行的，由若干酶催化的化学反应，基质中有大量的碳反应需要的酶。
2.在光合作用过程中，ATP 和NADPH 是如何形成的？又是怎样被利用的？ 答：形成过程是在光反应的过程中。 非循环电子传递形成了NADPH：PSII 和PSI 共同受光的激发，串联起来推动电子传递，从水中夺电子并将电子最终传递给NADP+，产生氧气和NADPH，是开放式的通路。 循环光和磷酸化形成了 ATP：PSI 产生的电子经过一些传递体传递后，伴随形成腔内外 H 浓度差，只引起ATP 的形成。 非循环光和磷酸化时两者都可以形成：放氧复合体处水裂解后，吧H 释放到类囊体腔内，把电子传递给PSII，电子在光和电子传递链中传递时，伴随着类囊体外侧的H 转移到腔内，由此形成了跨膜的H 浓度差，引起ATP 的形成；与此同时把电子传递到PSI，进一步提高了能位，形成NADPH，此外，放出氧气。是开放的通路。 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-磷酸激酶催化下，形成甘油酸-1，3-二磷酸，然后在甘油醛-3-磷酸脱氢酶作用下被NADPH 还原，形成甘油醛-3-磷酸。 C4 途径：叶肉细胞的叶绿体中草酰乙酸经过NADP-苹果酸脱氢酶作用，被还原为苹果酸。C4 酸脱羧形成的C3 酸再运回叶肉细胞，在叶绿体中，经丙酮酸磷酸双激酶催化和ATP 作用，生成CO2 受体PEP，使反应循环进行。
4.光和作用的氧气是怎样产生的？ 答：水裂解放氧是水在光照下经过PSII 的放氧复合体作用，释放氧气，产生电子，释放质子到类囊体腔内。放氧复合体位于PSII 类囊体膜腔表面。当PSII 反应中心色素P680 受激发后，把电子传递到脱镁叶绿色。脱镁叶绿素就是原初电子受体，而 Tyr 是原初电子供体。失去电子的 Tyr 又通过锰簇从水分子中获得电子，使水分子裂解，同时放出氧气和质子。
6.光合作用的碳同化有哪些途径？试述水稻、玉米、菠萝的光合碳同化途径有什么不同？ 答：有三种途径C3 途径、C4 途径和景天酸代谢途径。 水稻为C3 途径；玉米为C4 途径；菠萝为CAM。 C3 C4 CAM 植物种类 温带植物 热带植物 干旱植物 固定酶 Rubisco PEPcase/Rubisco PEPcase/Rubisco CO2 受体 RUBP RUBP/PEP RUBP/PEP 初产物 PGA OAA OAA
7.一般来说，C4 植物比C3 植物的光合产量要高，试从它们各自的光合特征以及生理特征比较分析。 C3 C4 叶片结构 无花环结构，只有一种叶绿体 有花环结构，两种叶绿体 叶绿素a/b 2.8+-0.4 3.9+-0.6 CO2 固定酶 Rubisco PEPcase/Rubisco CO2 固定途径 卡尔文循环 C4 途径和卡尔文循环 最初CO2 接受体 RUBP PEP 光合速率 低 高 CO2 补偿点 高 低 饱和光强 全日照1/2 无 光合最适温度 低 高 羧化酶对CO2 亲和力 低 高，远远大于C3 光呼吸 高 低 总体的结论是，C4 植物的光合效率大于C3 植物的光合效率。
8.从光呼吸的代谢途径来看，光呼吸有什么意义？ 光呼吸的途径：在叶绿体内，光照条件下，Rubisco 把RUBP 氧化成乙醇酸磷酸，之后在磷酸酶作用下，脱去磷酸产生乙醇酸；在过氧化物酶体内，乙醇酸氧化为乙醛酸和过氧化氢，过氧化氢变为洋气，乙醛酸形成甘氨酸；在线粒体内，甘氨酸变成丝氨酸；过氧化物酶体内形成羟基丙酮酸，最终成为甘油酸；在叶绿体内，产生甘油-3-磷酸，参与卡尔文循环。 在干旱和高辐射期间，气孔关闭，CO2 不能进入，会导致光抑制。光呼吸会释放CO2，消耗多余的能量，对光合器官起到保护的作用，避免产生光抑制。 在有氧条件下，通过光呼吸可以回收75%的碳，避免损失过多。 有利于氮的代谢。
9.卡尔文循环和光呼吸的代谢有什么联系？ 卡尔文循环产生的有机物的1/4 通过光呼吸来消耗。 氧气浓度高时，Rubisco 作为加氧酶，是RUBP 氧化，进行光呼吸；CO2 高时，Rubisco 作为羧化酶，使CO2 羧化，进行卡尔文循环。 光呼吸的最终产物是甘油酸-3-磷酸，参与到卡尔文循环中。 11.C3 植物、C4 植物和CAM在固定CO2 方面的异同。 C3 C4 CAM 受体 RUBP PEP PEP 固定酶 Rubisco PEPcase/Rubisco PEPcase/Rubisco 进行的阶段 CO2 羧化、CO2 还原、更新 CO2 羧化、转变、脱羧与还原、再生 羧化、还原、脱羧、 C3 途径 初产物 PGA OAA OAA 能量使用 先NADPH 后ATP 13.高O2 浓度对光合过程有什么影响？ 答：对于光合过程有抑制的作用。高的O2 浓度，会促进Rubisco 的加氧酶的作用，更偏向于进行光呼吸，从而抑制了光合作用的进行。 15.“霜叶红于二月花”，为什么霜降后枫叶变红？ 答：霜降后，温度降低，体内积累了较多的糖分以适应寒冷，体内的可溶性糖多了，就形成较多的花色素苷，叶子就呈红色的了。
填空题
1．光合生物所含的光合色素可分为四类，即 、 、 、 。叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素、细菌叶绿素
2．合成叶绿素分子中吡咯环的起始物质是 。光在形成叶绿素时的作用是使 还原成 。-氨基酮戊二酸 原叶绿素酸酯 叶绿素酸酯
3．根据需光与否，笼统地把光合作用分为两个反应： 和 。前者是在叶绿体的 上进行的，后者在叶绿体的 中途行的，由若干酶所催化的化学反应。光反应 暗反应 基粒类囊体膜（光合膜） 叶绿体间质
4．P700的原初电子供体是 ，原初电子受体是 。P680的原初电子供体是 ，PC Fd Z Pheo
原初电子受体是 。
5．在光合电子传递中最终电子供体是 ，最终电子受体是 。H2O NADP+
6．水的光解是由 于1937年发现的。希尔（Hill）
7．在光合放氧反应中不可缺少的元素是 和 。氯 锰
8．叶绿素吸收光谱的最强吸收区有两个：一个在 ，另一个在 ；类胡萝卜素吸收光谱
的最强吸收区在 。红光区 紫光区 蓝光区
9．一般来说，正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素分子比例为 ，叶黄素和胡萝卜素分子比例为 。3：1 2：1
10．光合磷酸化有三个类型： 、 和 ，通常情况下 占主导地位。非循环式光合磷酸化 循环式光合磷酸化 假循环式光合磷酸化 非循环式光合磷酸化
11．光合作用中被称为同化能力的物质是 和 。ATP NADPH
12．卡尔文循环中的CO2的受体是 ，最初产物是 ，催化羧化反应的酶是 。核酮糖1，5一二磷酸（RuBP） 3-磷酸甘油酸（PGA） 核酮糖1，5-二磷酸羧化酶（RuBPC）
13．C4途径中CO2的受体是 ，最初产物是 。C4植物的C4途径是在 中进行的，卡尔文循环是在 中进行的。烯醇式磷酸丙酮酸（PEP） 草酰乙酸 维管束鞘细胞 叶肉细胞
14．光合作用中，淀粉的形成是在 中进行的，蔗糖的形成是在 中进行的。叶绿体 细胞质
15．C4植物的CO2补偿点比C3植物 。低
16．农作物中主要的C3植物有 、 、 等，C4植物有 、 、 等，CAM植物有 、 等。水稻 棉花 小麦 甘蔗 玉米 高梁
17．光呼吸的底物是 ，光呼吸中底物的形成和氧化分别在 、 和 等这三种细胞器中进行的。乙醇酸 叶绿体 线粒体 过氧化物体
18．群体植物的光饱和点比单株 。高
光合作用：绿色植物吸收阳光的能量，同化CO2 和水，制造有机物质并释放氧气的过程。
荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色。 磷光现象：叶绿素在光照去掉光源后，还能继续辐射出极微弱红光的现象。
光反应：必须在光下才能进行的，由光引起的光化学反应。
碳反应：在暗处或光处都能进行的，由若干酶所催化的化学反应。 光和单位：由聚光色素系统和反应中心组成。
聚光色素：没有光化学活性，只有收集光能的作用，将光能聚集起来传给反应中心色素。包括绝大多数的色素。
原初反应：指光和作用中从叶绿素分子受光激发到引起第一个光化学反应为止的过程。
反应中心：是将光能转换为化学能的膜蛋白复合体。包括特殊状态的叶绿素a。
光和链：在类囊体摸上的PSII 和PSI 之间几种排列紧密的电子传递体完成电子传递的总轨道。
光和磷酸化：是指在光合作用中由光驱动并贮存在跨类囊体膜的质子梯度的能量把ADP 和磷酸合成为ATP 的过程。
光和速率：单位时间、单位叶面积吸收CO2 的量或放出O2 的量，或者积累干物质的量。
同化力：由于ATP 和NADPH 用于碳反应中CO2 的同化，把这两种物质合称为同化力。
卡尔文循环：（Calvin cycle）CO2 的受体是一种戊糖，CO2 的固定的出产物是一种三碳化合物。
C4 途径：CO2 固定最初的稳定产物是四碳化合物。 景天酸代谢途径：植物在夜间气孔开放，利用C4 途径固定CO2，形成苹果酸，贮存在液泡中，白天气孔关闭，将夜间固定的CO2 释放出来，再经C3 途径固定CO2 的过程。
光呼吸：植物的绿色细胞依赖光照，吸收O2 和放出CO2 的过程。
表观光合作用：没有把叶子的线粒体呼吸和光呼吸考虑在内的光和速率。
真正光和作用：表观光和作用+呼吸作用+光呼吸。
光饱和点：当达到某一光强度时，光和速率不再增加时的光强。 CO2 补偿点：当光和吸收的CO2 量等于呼吸放出的CO2 量，这时外界CO2 含量。
光补偿点：同一叶子在同一时间内，光和过程中吸收的CO2 与光呼吸和呼吸作用过程中放出的 CO2 等量时的光照强度。 光能利用率：指植物光合作用所积累的有机物所含的能量，占照射在单位地面上的日光能量的比率。
1.植物光合作用的光反应和碳反应是在细胞的哪些部位进行的？为什么？ 答：光反应在类囊体膜（光合膜）上进行的，碳反应在叶绿体的基质中进行的。 原因：光反应必须在光下才能进行的，是由光引起的光化学反应，类囊体膜是光合膜，为光反应提供了光的条件；碳反应是在暗处或光处都能进行的，由若干酶催化的化学反应，基质中有大量的碳反应需要的酶。
2.在光合作用过程中，ATP 和NADPH 是如何形成的？又是怎样被利用的？ 答：形成过程是在光反应的过程中。 非循环电子传递形成了NADPH：PSII 和PSI 共同受光的激发，串联起来推动电子传递，从水中夺电子并将电子最终传递给NADP+，产生氧气和NADPH，是开放式的通路。 循环光和磷酸化形成了 ATP：PSI 产生的电子经过一些传递体传递后，伴随形成腔内外 H 浓度差，只引起ATP 的形成。 非循环光和磷酸化时两者都可以形成：放氧复合体处水裂解后，吧H 释放到类囊体腔内，把电子传递给PSII，电子在光和电子传递链中传递时，伴随着类囊体外侧的H 转移到腔内，由此形成了跨膜的H 浓度差，引起ATP 的形成；与此同时把电子传递到PSI，进一步提高了能位，形成NADPH，此外，放出氧气。是开放的通路。 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-磷酸激酶催化下，形成甘油酸-1，3-二磷酸，然后在甘油醛-3-磷酸脱氢酶作用下被NADPH 还原，形成甘油醛-3-磷酸。 C4 途径：叶肉细胞的叶绿体中草酰乙酸经过NADP-苹果酸脱氢酶作用，被还原为苹果酸。C4 酸脱羧形成的C3 酸再运回叶肉细胞，在叶绿体中，经丙酮酸磷酸双激酶催化和ATP 作用，生成CO2 受体PEP，使反应循环进行。
4.光和作用的氧气是怎样产生的？ 答：水裂解放氧是水在光照下经过PSII 的放氧复合体作用，释放氧气，产生电子，释放质子到类囊体腔内。放氧复合体位于PSII 类囊体膜腔表面。当PSII 反应中心色素P680 受激发后，把电子传递到脱镁叶绿色。脱镁叶绿素就是原初电子受体，而 Tyr 是原初电子供体。失去电子的 Tyr 又通过锰簇从水分子中获得电子，使水分子裂解，同时放出氧气和质子。
6.光合作用的碳同化有哪些途径？试述水稻、玉米、菠萝的光合碳同化途径有什么不同？ 答：有三种途径C3 途径、C4 途径和景天酸代谢途径。 水稻为C3 途径；玉米为C4 途径；菠萝为CAM。 C3 C4 CAM 植物种类 温带植物 热带植物 干旱植物 固定酶 Rubisco PEPcase/Rubisco PEPcase/Rubisco CO2 受体 RUBP RUBP/PEP RUBP/PEP 初产物 PGA OAA OAA
7.一般来说，C4 植物比C3 植物的光合产量要高，试从它们各自的光合特征以及生理特征比较分析。 C3 C4 叶片结构 无花环结构，只有一种叶绿体 有花环结构，两种叶绿体 叶绿素a/b 2.8+-0.4 3.9+-0.6 CO2 固定酶 Rubisco PEPcase/Rubisco CO2 固定途径 卡尔文循环 C4 途径和卡尔文循环 最初CO2 接受体 RUBP PEP 光合速率 低 高 CO2 补偿点 高 低 饱和光强 全日照1/2 无 光合最适温度 低 高 羧化酶对CO2 亲和力 低 高，远远大于C3 光呼吸 高 低 总体的结论是，C4 植物的光合效率大于C3 植物的光合效率。
8.从光呼吸的代谢途径来看，光呼吸有什么意义？ 光呼吸的途径：在叶绿体内，光照条件下，Rubisco 把RUBP 氧化成乙醇酸磷酸，之后在磷酸酶作用下，脱去磷酸产生乙醇酸；在过氧化物酶体内，乙醇酸氧化为乙醛酸和过氧化氢，过氧化氢变为洋气，乙醛酸形成甘氨酸；在线粒体内，甘氨酸变成丝氨酸；过氧化物酶体内形成羟基丙酮酸，最终成为甘油酸；在叶绿体内，产生甘油-3-磷酸，参与卡尔文循环。 在干旱和高辐射期间，气孔关闭，CO2 不能进入，会导致光抑制。光呼吸会释放CO2，消耗多余的能量，对光合器官起到保护的作用，避免产生光抑制。 在有氧条件下，通过光呼吸可以回收75%的碳，避免损失过多。 有利于氮的代谢。
9.卡尔文循环和光呼吸的代谢有什么联系？ 卡尔文循环产生的有机物的1/4 通过光呼吸来消耗。 氧气浓度高时，Rubisco 作为加氧酶，是RUBP 氧化，进行光呼吸；CO2 高时，Rubisco 作为羧化酶，使CO2 羧化，进行卡尔文循环。 光呼吸的最终产物是甘油酸-3-磷酸，参与到卡尔文循环中。 11.C3 植物、C4 植物和CAM在固定CO2 方面的异同。 C3 C4 CAM 受体 RUBP PEP PEP 固定酶 Rubisco PEPcase/Rubisco PEPcase/Rubisco 进行的阶段 CO2 羧化、CO2 还原、更新 CO2 羧化、转变、脱羧与还原、再生 羧化、还原、脱羧、 C3 途径 初产物 PGA OAA OAA 能量使用 先NADPH 后ATP 13.高O2 浓度对光合过程有什么影响？ 答：对于光合过程有抑制的作用。高的O2 浓度，会促进Rubisco 的加氧酶的作用，更偏向于进行光呼吸，从而抑制了光合作用的进行。 15.“霜叶红于二月花”，为什么霜降后枫叶变红？ 答：霜降后，温度降低，体内积累了较多的糖分以适应寒冷，体内的可溶性糖多了，就形成较多的花色素苷，叶子就呈红色的了。
填空题
1．光合生物所含的光合色素可分为四类，即 、 、 、 。叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素、细菌叶绿素
2．合成叶绿素分子中吡咯环的起始物质是 。光在形成叶绿素时的作用是使 还原成 。-氨基酮戊二酸 原叶绿素酸酯 叶绿素酸酯
3．根据需光与否，笼统地把光合作用分为两个反应： 和 。前者是在叶绿体的 上进行的，后者在叶绿体的 中途行的，由若干酶所催化的化学反应。光反应 暗反应 基粒类囊体膜（光合膜） 叶绿体间质
4．P700的原初电子供体是 ，原初电子受体是 。P680的原初电子供体是 ，PC Fd Z Pheo
原初电子受体是 。
5．在光合电子传递中最终电子供体是 ，最终电子受体是 。H2O NADP+
6．水的光解是由 于1937年发现的。希尔（Hill）
7．在光合放氧反应中不可缺少的元素是 和 。氯 锰
8．叶绿素吸收光谱的最强吸收区有两个：一个在 ，另一个在 ；类胡萝卜素吸收光谱
的最强吸收区在 。红光区 紫光区 蓝光区
9．一般来说，正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素分子比例为 ，叶黄素和胡萝卜素分子比例为 。3：1 2：1
10．光合磷酸化有三个类型： 、 和 ，通常情况下 占主导地位。非循环式光合磷酸化 循环式光合磷酸化 假循环式光合磷酸化 非循环式光合磷酸化
11．光合作用中被称为同化能力的物质是 和 。ATP NADPH
12．卡尔文循环中的CO2的受体是 ，最初产物是 ，催化羧化反应的酶是 。核酮糖1，5一二磷酸（RuBP） 3-磷酸甘油酸（PGA） 核酮糖1，5-二磷酸羧化酶（RuBPC）
13．C4途径中CO2的受体是 ，最初产物是 。C4植物的C4途径是在 中进行的，卡尔文循环是在 中进行的。烯醇式磷酸丙酮酸（PEP） 草酰乙酸 维管束鞘细胞 叶肉细胞
14．光合作用中，淀粉的形成是在 中进行的，蔗糖的形成是在 中进行的。叶绿体 细胞质
15．C4植物的CO2补偿点比C3植物 。低
16．农作物中主要的C3植物有 、 、 等，C4植物有 、 、 等，CAM植物有 、 等。水稻 棉花 小麦 甘蔗 玉米 高梁
17．光呼吸的底物是 ，光呼吸中底物的形成和氧化分别在 、 和 等这三种细胞器中进行的。乙醇酸 叶绿体 线粒体 过氧化物体
18．群体植物的光饱和点比单株 。高
三、选择题
1．从进化角度看，在能够进行碳素同化作用的三个类型中，在地球上最早出现的是( ）
A．细菌光合作用 B．绿色植物光合作用 C. 化能合成作用
2．光合产物主要以什么形式运出叶绿体：( )
A．蔗糖 B．淀粉 C. 磷酸丙糖
3．引起植物发生红降现象的光是( )
A．450nm的蓝光 B．650nm的红光 C. 大于685nm的远红光
4．引起植物发生双光增益效应的两种光的波长是( )
A． 450nm B．650nm C.大于665nm
5．光合作用中释放的氧来源于( )
A．CO2 B．H2O C.RuBP
6．叶绿体色素中，属于作用中心色素的是( )
A. 少数特殊状态的叶绿素a B．叶绿素b C. 类胡萝卜素
7．指出下列三组物质中。哪一组是光合碳同化所必须的：（ ）
A. 叶绿素、类胡萝卜素、CO2 B．CO2、NADPH2、ATP C. CO2、H2O、ATP
8．发现光合作用固定CO2 的C4途径的植物生理学家是：（ ）
A．Hatch B．Calvin C. Arnon
9．光呼吸调节与外界条件密切相关，氧对光呼吸( )
A．有抑制作用 B．有促进作用 C. 无作用
10．光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2达到动态平衡时，此时外界的CO2浓度称为：（ ）
A．CO2 饱和点 B．O2饱和点 C. CO2 补偿点
11．在高光强、高温及相对湿度较低的条件下，C4植物的光合速率：（ ）
A. 稍高于C3植物 B．远高于C3植物 C. 低于C3植物
12．维持植物正常生长所需的最低日光强度应：（ ）
A．等于光补偿点 B．大于光补偿点 C. 小于光补偿点
1．从进化角度看，在能够进行碳素同化作用的三个类型中，在地球上最早出现的是( ）
A．细菌光合作用 B．绿色植物光合作用 C. 化能合成作用
2．光合产物主要以什么形式运出叶绿体：( )
A．蔗糖 B．淀粉 C. 磷酸丙糖
3．引起植物发生红降现象的光是( )
A．450nm的蓝光 B．650nm的红光 C. 大于685nm的远红光
4．引起植物发生双光增益效应的两种光的波长是( )
A． 450nm B．650nm C.大于665nm
5．光合作用中释放的氧来源于( )
A．CO2 B．H2O C.RuBP
6．叶绿体色素中，属于作用中心色素的是( )
A. 少数特殊状态的叶绿素a B．叶绿素b C. 类胡萝卜素
7．指出下列三组物质中。哪一组是光合碳同化所必须的：（ ）
A. 叶绿素、类胡萝卜素、CO2 B．CO2、NADPH2、ATP C. CO2、H2O、ATP
8．发现光合作用固定CO2 的C4途径的植物生理学家是：（ ）
A．Hatch B．Calvin C. Arnon
9．光呼吸调节与外界条件密切相关，氧对光呼吸( )
A．有抑制作用 B．有促进作用 C. 无作用
10．光合作用吸收的CO2与呼吸作用释放的CO2达到动态平衡时，此时外界的CO2浓度称为：（ ）
A．CO2 饱和点 B．O2饱和点 C. CO2 补偿点
11．在高光强、高温及相对湿度较低的条件下，C4植物的光合速率：（ ）
A. 稍高于C3植物 B．远高于C3植物 C. 低于C3植物
12．维持植物正常生长所需的最低日光强度应：（ ）
A．等于光补偿点 B．大于光补偿点 C. 小于光补偿点
四、是非判断与改正
1．叶绿素分子的头部是金属卟啉环，呈极性，因而具有亲水性。( ) （）
2．叶绿素具有荧光现象，即在透射光下呈红色，而在反射下呈绿色。( ) （）绿色，红色
3．类胡萝卜素具有收集光能的作用，还有防护温度伤害叶绿素的功能。( ) （）防护光照
4．聚光色素包括大部分叶绿素a和全部的叶绿素b、及类胡萝卜素、藻胆素。( ) （）
5．叶绿体色素主要集中在叶绿体的间质中。( ) （）基粒之中
6．高等植物的最终电子受体是水，最终电子供体为NADP+。( ) （）受体是NADP+，…供体为水
7．PS II 的光反应是短波光反应，其主要特征是ATP的形成。( ) （）水的光解和放氧
8．C4途径中CO2固定酶PEP羧化酶对CO2的亲和力高于RuBP羧化酶。( ) （）
9．植物生活细胞，在光照下可以吸收氧气，释放CO2过程，就是光呼吸。( ) （）植物绿色细胞
10． C4植物的CO2补偿点比C3植物高。( ) （）比C3植物低
11．绿色植物的气孔都是白天开放，夜间闭合。 ( ) （）C3植物和C4植物
12．提高光能利用率，主要通过延长光合时间，增加光合面积和提高光合效率等途径。（ ）（）
1．叶绿素分子的头部是金属卟啉环，呈极性，因而具有亲水性。( ) （）
2．叶绿素具有荧光现象，即在透射光下呈红色，而在反射下呈绿色。( ) （）绿色，红色
3．类胡萝卜素具有收集光能的作用，还有防护温度伤害叶绿素的功能。( ) （）防护光照
4．聚光色素包括大部分叶绿素a和全部的叶绿素b、及类胡萝卜素、藻胆素。( ) （）
5．叶绿体色素主要集中在叶绿体的间质中。( ) （）基粒之中
6．高等植物的最终电子受体是水，最终电子供体为NADP+。( ) （）受体是NADP+，…供体为水
7．PS II 的光反应是短波光反应，其主要特征是ATP的形成。( ) （）水的光解和放氧
8．C4途径中CO2固定酶PEP羧化酶对CO2的亲和力高于RuBP羧化酶。( ) （）
9．植物生活细胞，在光照下可以吸收氧气，释放CO2过程，就是光呼吸。( ) （）植物绿色细胞
10． C4植物的CO2补偿点比C3植物高。( ) （）比C3植物低
11．绿色植物的气孔都是白天开放，夜间闭合。 ( ) （）C3植物和C4植物
12．提高光能利用率，主要通过延长光合时间，增加光合面积和提高光合效率等途径。（ ）（）
五、问答题
1．植物的叶片为什么是绿色的？秋天树叶为什么会呈现黄色或红色？
光合色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收很少，所以植物的时片呈绿色。秋天树叶变黄是由于低温抑制了叶绿素的生物合成，已形成的叶绿素也被分解破坏，而类胡萝卜素比较稳定，所以叶片呈现黄色。至于红叶，是因为秋天降温，体内积累较多的糖分以适应寒冷，体内可溶性糖多了，就形成较多的花色素，叶子就呈红色。
2．简要介绍测定光合速率的三种方法及原理？
测定光合速率的方法:（1）改良半叶法：主要是测定单位时间、单位面积叶片干重的增加量；（2）红外线CO2 分析法，其原理是CO2 对红外线有较强的吸收能力，CO2量的多少与红外线降低量之间有一线性关系；（3）氧电极法：氧电极由铂和银所构成，外罩以聚乙烯薄膜，当外加极化电压时，溶氧透过薄膜在阴极上还原，同时产生扩散电流，溶氧量越高，电流愈强。
3．简述叶绿体的结构和功能。
叶绿体外有两层被膜，分别称为外膜和内膜，具有选择透性。叶绿体膜以内的基础物质称为间质。间质成分主要是可溶住蛋白质（酶）和其它代谢活跃物质。在间质里可固定CO2形成和贮藏淀粉。在间质中分布有绿色的基粒，它是由类囊体垛叠而成。光合色素主要集中在基粒之中，光能转变为化学能的过程是在基粒的类囊体质上进行的。
4．光合作用的全过程大致分为哪三大步骤？
（1）光能的吸收传递和转变为电能过程。（2）电能转变为活跃的化学能过程。（3）活跃的化学能转变为稳定的化学能过程。
5．光合作用电子传递中，PQ有什么重要的生理作用7
光合电子传递链中质体醌数量比其他传递体成员的数量多好几倍，具有重要生理作用：
（1）PQ具有脂溶性，在类囊体膜上易于移动，可沟通数个电子传递链，也有助于两个光系统电子传递均衡运转。
（2）伴随着PQ的氧化还原，将2H+从间质移至类囊体的膜内空间，既可传递电子，又可传递质子，有利于质子动力势形成，进而促进ATP的生成。
6．应用米切尔的化学渗透学说解释光合磷酸化机理。
在光合链的电子传递中，PQ可传递电子和质子，而FeS蛋白，Cytf等只能传递电子，因此，在光照下PQ不断地把接收来的电子传给FeS蛋白的同时，又把从膜外间质中获得的H+释放至膜内，此外，水在膜内侧光解也释放出H+，所以膜内侧H+浓度高，膜外侧H+浓度低，膜内电位偏正，膜外侧偏负，于是膜内外使产主了质子动力势差（pmf）即电位差和pH差，这就成为产生光合磷酸化的动力，膜内侧高化学势处的H+可顺着化学势梯度，通过偶联因子返回膜外侧，在ATP酶催化下将ADP和Pi合成为ATP。
7．C3途径是谁发现的？分哪几个阶段？每个阶段的作用是什么？
C3途径是卡尔文（Ca1vin）等人发现的。可分为二个阶段：（1）羧化阶段，CO2被固定，生成3-磷酸甘油酸，为最初产物；（2）还原阶段：利用同化力（NADPH、ATP）将3-磷酸甘油酸还原成3-磷酸甘油醛---光合作用中的第一个三碳糖；（3）更新阶段，光合碳循环中形成的3-磷酸甘油醛，经过一系列的转变，再重新形成RuBP的过程。
8．C3途径的调节方式有哪几个方面？
（1）酶活化调节：通过改变叶的内部环境，间接地影响酶的活性。如间质中pH的升高，Mg2+浓度升高，可激活RuBPCase和Ru5P激酶。
（2）质量作用的调节，代谢物的浓度可以影响反应的方向和速率。
（3）转运作用的调节，叶绿体内的光合最初产物--磷酸丙糖，从叶绿体运到细胞质的数量，受细胞质里的Pi数量所控制。Pi充足，进入叶绿体内多，就有利于叶绿体内磷酸丙糖的输出，光合速率就会加快。
9．如何解释C4植物比C3植物的光呼吸低？
C3植物PEP羧化酶对CO2亲和力高，固定CO2的能力强，在叶肉细胞形成C4二羧酸之后，再转运到维管束鞘细胞，脱羧后放出CO2，就起到了CO2 泵的作用，增加了CO2浓度，提高了RuBP羧化酶的活性，有利于CO2 的固定和还原，不利于乙醇酸形成，不利于光呼吸进行，所以C4植物光呼吸测定值很低。
而C3植物，在叶肉细胞内固定CO2，叶肉细胞的CO2 /O2的比值较低，此时，RuBP加氧酶活性增强，有利于光呼吸的进行，而且C3植物中RuBP羧化酶对CO2亲和力低，光呼吸释放的CO2 ，不易被重新固定。
10．如何评价光呼吸的生理功能？
光呼吸是具有一定的生理功能的，也有害处：
（1）有害的方面：减少了光合产物的形成和累积，不仅不能贮备能量，还要消耗大量能量。
（2）有益之处：①消除了乙醇酸的累积所造成的毒害。②此过程可以作为丙糖和氨基酸的补充途径。③防止高光强对叶绿体的破坏，消除了过剩的同化力，保护了光合作用正常进行。④消耗了CO2之后，降低了O2/CO2之比，可提高RuBP羧化酶的活性，有利于碳素同化作用的进行。
11．简述CAM植物同化CO2 的特点。
这类植物晚上气孔开放，吸进CO2，在PEP羧化酶作用下与PEP结合形成苹果酸累积于液泡中。白天气孔关闭，液泡中的苹果酸便运到细胞质，放出CO2参与卡尔文循环形成淀粉等。
12．作物为什么会出现“午休”现象？
（1）水分在中午供给不上，气孔关闭；（2）CO2供应不足；（3）光合产物淀粉等来不及分解运走，累积在叶肉细胞中，阻碍细胞内CO2的运输；（4）生理钟调控。
13．提高植物光能利用率的途径和措施有哪些？
（1）增加光合面积：①合理密植；②改善株型。
（2）延长光合时间：①提高复种指数；②延长生育期 ③补充人工光照。
（3）提高光合速率：①增加田间CO2 浓度；②降低光呼吸。
1．植物的叶片为什么是绿色的？秋天树叶为什么会呈现黄色或红色？
光合色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收很少，所以植物的时片呈绿色。秋天树叶变黄是由于低温抑制了叶绿素的生物合成，已形成的叶绿素也被分解破坏，而类胡萝卜素比较稳定，所以叶片呈现黄色。至于红叶，是因为秋天降温，体内积累较多的糖分以适应寒冷，体内可溶性糖多了，就形成较多的花色素，叶子就呈红色。
2．简要介绍测定光合速率的三种方法及原理？
测定光合速率的方法:（1）改良半叶法：主要是测定单位时间、单位面积叶片干重的增加量；（2）红外线CO2 分析法，其原理是CO2 对红外线有较强的吸收能力，CO2量的多少与红外线降低量之间有一线性关系；（3）氧电极法：氧电极由铂和银所构成，外罩以聚乙烯薄膜，当外加极化电压时，溶氧透过薄膜在阴极上还原，同时产生扩散电流，溶氧量越高，电流愈强。
3．简述叶绿体的结构和功能。
叶绿体外有两层被膜，分别称为外膜和内膜，具有选择透性。叶绿体膜以内的基础物质称为间质。间质成分主要是可溶住蛋白质（酶）和其它代谢活跃物质。在间质里可固定CO2形成和贮藏淀粉。在间质中分布有绿色的基粒，它是由类囊体垛叠而成。光合色素主要集中在基粒之中，光能转变为化学能的过程是在基粒的类囊体质上进行的。
4．光合作用的全过程大致分为哪三大步骤？
（1）光能的吸收传递和转变为电能过程。（2）电能转变为活跃的化学能过程。（3）活跃的化学能转变为稳定的化学能过程。
5．光合作用电子传递中，PQ有什么重要的生理作用7
光合电子传递链中质体醌数量比其他传递体成员的数量多好几倍，具有重要生理作用：
（1）PQ具有脂溶性，在类囊体膜上易于移动，可沟通数个电子传递链，也有助于两个光系统电子传递均衡运转。
（2）伴随着PQ的氧化还原，将2H+从间质移至类囊体的膜内空间，既可传递电子，又可传递质子，有利于质子动力势形成，进而促进ATP的生成。
6．应用米切尔的化学渗透学说解释光合磷酸化机理。
在光合链的电子传递中，PQ可传递电子和质子，而FeS蛋白，Cytf等只能传递电子，因此，在光照下PQ不断地把接收来的电子传给FeS蛋白的同时，又把从膜外间质中获得的H+释放至膜内，此外，水在膜内侧光解也释放出H+，所以膜内侧H+浓度高，膜外侧H+浓度低，膜内电位偏正，膜外侧偏负，于是膜内外使产主了质子动力势差（pmf）即电位差和pH差，这就成为产生光合磷酸化的动力，膜内侧高化学势处的H+可顺着化学势梯度，通过偶联因子返回膜外侧，在ATP酶催化下将ADP和Pi合成为ATP。
7．C3途径是谁发现的？分哪几个阶段？每个阶段的作用是什么？
C3途径是卡尔文（Ca1vin）等人发现的。可分为二个阶段：（1）羧化阶段，CO2被固定，生成3-磷酸甘油酸，为最初产物；（2）还原阶段：利用同化力（NADPH、ATP）将3-磷酸甘油酸还原成3-磷酸甘油醛---光合作用中的第一个三碳糖；（3）更新阶段，光合碳循环中形成的3-磷酸甘油醛，经过一系列的转变，再重新形成RuBP的过程。
8．C3途径的调节方式有哪几个方面？
（1）酶活化调节：通过改变叶的内部环境，间接地影响酶的活性。如间质中pH的升高，Mg2+浓度升高，可激活RuBPCase和Ru5P激酶。
（2）质量作用的调节，代谢物的浓度可以影响反应的方向和速率。
（3）转运作用的调节，叶绿体内的光合最初产物--磷酸丙糖，从叶绿体运到细胞质的数量，受细胞质里的Pi数量所控制。Pi充足，进入叶绿体内多，就有利于叶绿体内磷酸丙糖的输出，光合速率就会加快。
9．如何解释C4植物比C3植物的光呼吸低？
C3植物PEP羧化酶对CO2亲和力高，固定CO2的能力强，在叶肉细胞形成C4二羧酸之后，再转运到维管束鞘细胞，脱羧后放出CO2，就起到了CO2 泵的作用，增加了CO2浓度，提高了RuBP羧化酶的活性，有利于CO2 的固定和还原，不利于乙醇酸形成，不利于光呼吸进行，所以C4植物光呼吸测定值很低。
而C3植物，在叶肉细胞内固定CO2，叶肉细胞的CO2 /O2的比值较低，此时，RuBP加氧酶活性增强，有利于光呼吸的进行，而且C3植物中RuBP羧化酶对CO2亲和力低，光呼吸释放的CO2 ，不易被重新固定。
10．如何评价光呼吸的生理功能？
光呼吸是具有一定的生理功能的，也有害处：
（1）有害的方面：减少了光合产物的形成和累积，不仅不能贮备能量，还要消耗大量能量。
（2）有益之处：①消除了乙醇酸的累积所造成的毒害。②此过程可以作为丙糖和氨基酸的补充途径。③防止高光强对叶绿体的破坏，消除了过剩的同化力，保护了光合作用正常进行。④消耗了CO2之后，降低了O2/CO2之比，可提高RuBP羧化酶的活性，有利于碳素同化作用的进行。
11．简述CAM植物同化CO2 的特点。
这类植物晚上气孔开放，吸进CO2，在PEP羧化酶作用下与PEP结合形成苹果酸累积于液泡中。白天气孔关闭，液泡中的苹果酸便运到细胞质，放出CO2参与卡尔文循环形成淀粉等。
12．作物为什么会出现“午休”现象？
（1）水分在中午供给不上，气孔关闭；（2）CO2供应不足；（3）光合产物淀粉等来不及分解运走，累积在叶肉细胞中，阻碍细胞内CO2的运输；（4）生理钟调控。
13．提高植物光能利用率的途径和措施有哪些？
（1）增加光合面积：①合理密植；②改善株型。
（2）延长光合时间：①提高复种指数；②延长生育期 ③补充人工光照。
（3）提高光合速率：①增加田间CO2 浓度；②降低光呼吸。
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