第一章 植物的水分代谢

一、名词解释

1、水势：水的化学势，指每偏摩尔体积水的自由能

2、渗透势：由于溶质颗粒的存在而使水的自由能降低导致水势降低的部分，其大小决定于溶液中溶质颗粒数目。 3、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。 4、根压：植物根系的生理活动使液流从根部上升的压力，是一个主动吸水过程。 5、蒸腾效率：植物每消耗1kg水时所形成的干物质量。 6、水分临界期：植物对水分不足最为敏感的时期。

二、填空题

1．将一植物细胞放入纯水（体积很大）中，达到平衡时测得其Ψs为-0.26Mpa，那么该细胞的Ψp为 0.26 MPa ，Ψw为 0 MPa 。

2．含有 蛋白质 物质比较丰富的植物种子吸胀作用最为明显。

3．将一植物细胞放入Ψw＝-0.8MPa的溶液（体积相对细胞来说很大）中，吸水达到平衡时测得细胞的Ψs＝-0.95 MPa，则该细胞的Ψp为 0.15 MPa ，Ψw为 -0.8 MPa 。

4．某种植物形成5g干物质消耗了2.5Kg水，其蒸腾比率为 2 ，蒸腾系数为 0.5 。 5．植物体内自由水与束缚水比值降低时，细胞的代谢活动 减弱 ，抗逆性 增强 。 6．植物气孔保卫细胞膨压增大时气孔 开放 ，保卫细胞K+大量积累时气孔 开放 。

7．一植物细胞的Ψs为-0.42 MPa，Ψp为0.13 MPa，将细胞放入Ψs为-0.22Mpa的溶液（体积很大）中，平衡时测得该细胞的Ψs为-0. 36 MPa，那么该细胞的Ψw为 -0.22MPa，Ψp为0.14 MPa 。

8．利用质壁分离现象可以判断细胞 死活 、测定细胞的 水势 以及观测物质透过原生质层的难易程度。 9．根系吸水有主动吸水和被动吸水两种方式，前者的动力是 根压 ，后者的动力是 蒸腾拉力 。 10． 伤流 和 吐水 现象说明植物的根系存在根压。

11．适当降低蒸腾的途径有：减少 蒸腾面积 、降低 蒸腾速率 及使用 抗蒸腾剂 等。 12．水分可以直接穿过 细胞膜 进入植物细胞，也可以以集流的方式通过 水孔蛋白 进入细胞。

13．土壤溶液中的水分可以通过 共质体 途径和 质外体 途径进入植物根系的内部，水分自下而上进行长距离运输主要通过 质外体（导管或者管胞）。

三、判断是非

( 错 ) 1．等渗溶液就是摩尔数相等的溶液。

( 错 ) 2．纯水的水势为零，叶片完全吸水膨胀时水势也为零，此时叶片内为纯水。 ( 错 ) 3．蒸腾拉力引起被动吸水，这种吸水与水势梯度无关。 ( 对 ) 4．细胞间水分流动的方向取决于它们的水势差。 ( 错 ) 5．植物对水分的吸收、运输和散失过程称为蒸腾作用。

( 对 ) 6．将一充分吸水饱和的细胞放入比其细胞浓度低10倍的溶液中，其体积变小。 ( 对 ) 7．溶液的渗透势可用公式Ψs= -iCRT来计算。

( 对 ) 8．从植物受伤或折断处溢出液体的现象称为伤流，通过测定伤流液的量和成分可以了解根系生理活动的强弱。

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( 错 ) 9．在正常晴天情况下，植物叶片水势从早晨→中午→傍晚的变化趋势为低→高→低。 ( 错 ) 10．将一植物细胞放入与其渗透势相等的糖溶液中，该细胞既不吸水也不失水。

四、选择题（1-8题为单项选择，9-17题为多项选择）

1．具有液泡的植物细胞，其水势组成为 B 。

A．Ψg + Ψp ； B．Ψs + Ψp； C．Ψg + Ψs； D．Ψs+ Ψp－Ψg 2．将一植物细胞放入纯水中，吸水达到平衡时该细胞的 D 。

A．Ψw = Ψs ； B．Ψw = Ψp； C．Ψw = Ψg ； D．-Ψp = Ψs 3．某植物制造100g干物质消耗了75Kg水，其蒸腾系数为 。 A．75 B．750 C．0.75 D．1.33 4．植物体内水分长距离运输的主要渠道是 B 。

A．筛管和伴胞 B．导管或管胞 C．转移细胞 D．胞间连丝

5．一植物细胞的Ψw=-0.3 MPa，Ψp=0.1MPa，将该细胞放入Ψs =-0.6MPa溶液中，达到平衡时，细胞的 。 A．Ψp变大； B．Ψp不变； C．Ψp变小 ； D．Ψw =-0.45MPa；

6．一植物细胞的Ψs=-0.37 MPa，Ψp=0.13MPa，将该细胞放入Ψs =-0.42MPa溶液（体积很大）中，达到平衡时，细胞的水势为 C 。

A．-0.5MPa B．-0.24MPa C．-0.42 MPa D．-0.33 MPa 7．根系从土壤中吸水的基本条件是 C 。

A．根系水势大于土壤水势 B．根系水势等于土壤水势 C．根系水势小于土壤水势 D．根系水势大于零 8．植物的水分临界期是指 C 。

A. 植物需水最多的时期 B．植物水分利用率最高的时期 C．植物对水分缺乏最敏感的时期 D．植物对水分需求由低到高的转折时期 9．影响蒸腾作用的环境因素有 A, B, C, D 。 A．大气温度 B．大气湿度 C．光照 D．风 10．植物的根系结构中，共质体是指 A, C 。

A．原生质， B．细胞壁 C．胞间连丝 D．导管或管胞 11．表现根系主动吸水的证据有 B, C 。

A．萎蔫现象 B．吐水现象 C．伤流现象 D．蒸腾作用 12．土壤温度过低使植物根系吸水困难的原因有 A, B, C, D 。

A．根系呼吸减弱，影响主动吸水 B．根系生长减慢，降低吸收面积 C．原生质粘性增大，吸收阻力增大 D．水的粘性增大，扩散减慢 13．蒸腾作用有利于植物 A, B, D 。

A．降低叶片温度 B．矿质元素的吸收与运输 C．细胞的分裂与伸长 D．水分的吸收与运输 14．水分在植物体内存在的状态有 B, C 。

A．化合水 B．自由水 C．束缚水 D．吸湿水 15．合理灌溉的生理指标是 A, B, C, D 。

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A．叶片的水势 B．细胞汁液的浓度 C．叶片的颜色 D．气孔的开度 16．目前关于解释气孔运动机理的学说有 A, C, D 。

A．K+累积学说 B．化学渗透学说 C．淀粉与糖转化学说 D．苹果酸代谢学说 17．植物体内水分向上运输的动力有 A, D 。

A．蒸腾拉力 B．大气压力 C．水分子的内聚力 D．根压

五、问答题与计算题

1．孤立于群体之外的单个树木与茂密森林中的树木相比，哪个蒸腾失水更快?为什么?

答：单个树木的蒸腾失水快。因为单个树木周围环境中的温度更高、光照更强、周围环境中的空气流动速度更快，因此更加有利于水分的散失。而在茂密森林中，由于树木之间相互遮盖作用，导致大部分叶片周围光照强度不高、温度比较低、空气流动速度相对比较缓慢，不利于蒸腾作用进行。

2．植物在纯水中培养一段时间后，如果给水中加入一些盐，植物会发生暂时萎蔫，为什么?

答：植物在纯水中培养一段时间之后，细胞内外的水势相等，都等于零。如果此时在水中放盐，会导致细胞周围溶液的水势下降，水分顺着水势梯度从细胞内流到周围溶液中，造成细胞脱水，使植株发生暂时萎蔫的现象。

3．简述根压产生的原因。

答：根压产生是由于根部木质部导管末梢附件存在着大量的导管旁细胞，这些细胞膜上存在着一些分泌蛋白，这些蛋白能够利用ATP分解释放的能量将细胞内的矿质离子或者有机物分子主动排放到导管之中，使得导管中溶液的水势不断下降。溶质的排放也导致导管旁细胞中水势逐步升高，水分顺着水势梯度从导管旁细胞流入导管中，此过程使导管中的溶液数量越来越多，产生向上的推力，将溶液压到地上部分。

4．为什么夏季晴天中午不能用冷井水浇灌作物?

答：夏季晴天的中午气温比较高、光照强，此时蒸腾作用很强，植物体需要消耗大量水分。气温的升高相应伴随土壤温度的升高，有利于根系吸水。如果此时利用冷水浇灌植物，将会迅速降低土温，导致根系细胞呼吸减弱、原生质流动性减慢、水分子扩散速度减缓，根系对于水分吸收和运输的能力大大降低，造成植物吸水和蒸腾之间出现不平衡，大量散失的水分得不到及时补充，造成植株萎蔫受害。

5．三个相邻细胞A，B，C的Ψs和Ψp如下图，三细胞的水势各为多少?三细胞中水流方向如何?

Ψs=-1MPa Ψp=0.4MPa Ψs=-0.9MPa Ψp=0.6MPa Ψs=-0.8MPa Ψp= 0.4MPa 答：三个细胞的水势分别为-0.6MPa、-0.3MPa、-0.4MPa；三个细胞之间的水流方向是自中间的细胞向两边的细胞流动。

6．简述气孔开关的机理。

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7．简述蒸腾作用在植物代谢过程中的生理作用。

答：（1）是植物对水分吸收和运输的主要动力。 （2）帮助植物吸收和运输矿物质和有机物。 （3）能降低叶片温度，使植物免受灼伤。

8．简述氧气不足对植物吸水的影响。

答：短期的缺氧会造成呼吸作用降低，产生ATP数量不足，影响水分的主动吸收（根压）。长期缺氧会造成根系无氧呼吸，产生酒精，毒害细胞活力，造成根系生长缓慢、吸收力降低，甚至造成根系细胞死亡。

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