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植物生理学作业
绪论
一. 名词解释：
植物生理学：是研究植物生命活动规律的科学，包括研究植物的生长发育与形态建成，物质与能量转化、信息传递和信号转导等3方面内容。 第一章 植物的水分生理 一. 名词解释
① 质外体途径：是水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动方式，阻力小，水分移动速度快。
② 共质体途径：是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。
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 水分临界期：指植物对水分不足特别敏感的时期。 二. 思考题
1. 将植物细胞分别放在纯水和1 mol·L-1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：渗透势是由于溶质颗粒的存在，降低了水的自由能；而压力势是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，是由于细胞壁压力的存在而增加水势的值；水势是衡量水分反应或做功能量的高低，是每偏摩尔体积水的化学势差。所以：
（1）将植物细胞放入纯水中，由于纯水的浓度比细胞内液的浓度低，因此，纯水会向细胞质移动，引起细胞被动吸水，原生质体吸水膨胀，细胞的渗透势升高，压力势是增大，从而细胞的水势上升。
（2）而将植物细胞放入1 mol·L-1蔗糖溶液时结果则相反，植物细胞失水，发生质壁分离，胞内的离子浓度升高，细胞渗透势下降，压力势减少，即细胞水势明显降低。
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：根系是陆生植物吸水的主要器官，它从土壤中吸收大量水分，以满足植物体的需要。植物根系吸水主要通过质外体途径、跨膜途径和共质体途径相互协调、共同作用，使水分进入根部导管。
而水分的向上运输则来自根压和蒸腾拉力。正常情况下，因根部细胞生理活动的需要，皮层细胞中的离子会不断地通过内皮层细胞进入中柱，于是中柱内细胞的离子浓度升高，渗透势降低，水势也降低，便向皮层吸收水分。根压把根部的水分压到地上部，土壤中的水分便不断补充到根部，形成了根系吸水的动力过程之一。蒸腾作用是水分运输的主要动力。正常生理情况下，叶片发生蒸腾作用，引起水分的散失，从而使叶片细胞、输导组织产主一系列的水势梯度，导致根部被动吸水，水分由根部进入导管，不断从一个细胞传到另一个细胞，直到叶片上。 第二章 植物的矿质营养 一. 名词解释 ① 溶液培养：亦称水培，是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。
② 诱导酶：指植物体内本来不含有，但在特定外来物质的诱导下可以生成的酶称为诱导酶。
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③ 临界浓度：是获得最高产量的最低养分浓度。 二. 思考题
1. 植物进行正常的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要这些矿质元素？
答：植物正常生命活动所需的元素有：①大量元素：N、P、K、Ca、Mg、S、Si等；②微量元素：Cl、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Ni、Na等。
通过用完全和缺素培养的方法可以证明植物生长是否需要这些矿质元素。如研究植物必需的某种矿质元素时，可在人工配成的混合营养液中除去该种元素，观察植物的生长发育和生理性状的变化。如果植物发育正常，表示这种元素是植物不需要的；如果植物发育不正常，但当补充该元素后又恢复正常状态，即可断定该元素是植物必需的。
9. 根部细胞吸收的矿质元素通过什么途径和动力运输到叶片？
答：根部细胞吸收矿质元素的途径是：1. 离子吸附在根部细胞表面。2. 离子进入根的内部。 3. 离子通过被动扩散或主动运输进入导管或管胞。矿质元素同样通过根压和蒸腾拉力，随着水分运输到叶片。
15.引起嫩叶发黄和老叶发黄的分别是什么元素？请列表说明。 所缺 最早 具体病症 元素 表现在 缺氮时,蛋白质、核酸、磷脂等物质的合成受阻,植物生长矮小,分枝、分蘖很少,叶片小而薄,花果少且易脱落；缺氮（N） 老叶 氮还会影响叶绿素的合成,使枝叶变黄,叶片早衰甚至干枯,从而导致产量降低。 叶片由深绿色转为紫铜色，叶脉(尤其是叶柄)呈黄中带磷（P） 老叶 紫色。花芽形成困难，开花小而少且色淡，导致果实发育不良，甚至提早枯萎凋落 植株矮小，茎杆柔软易倒伏。叶片常皱缩，老叶由叶尖钾（K） 老叶 沿着叶边出现黑褐色斑色，叶周围变黄，而中部及叶脉搏仍呈绿色 镁植株生长不旺盛。老叶由下至上从叶缘至中央渐失绿变老叶 （Mg） 白，叶脉上出现各色斑点，最后全叶变黄 嫩叶绿且皱缩，叶缘上卷并有白色条纹，花朵受阻，新钙（Ca） 嫩叶 叶难以展开或呈病状扭曲 嫩叶从叶脉开始黄化，最后直至全叶发黄，根系发育不硫（S） 嫩叶 正常。 幼芽幼叶缺绿发黄,甚至变为黄白色,而下部叶片仍为绿铁（Fe） 嫩叶 色。缺铁过甚或过久时，叶脉也缺绿，全叶白化 第三章 植物的光合作用 一. 名词解释
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的现象。 磷光现象：叶绿素除了在光照时能辐射出荧光之外，当去掉光源后，还能继续辐射出极微弱的红光，它是第一三线态回到基态时所产生的光，这种现象称为磷光现象。
增益效应：在远红光（710nm）条件下，如补充红光（波长650nm），则量子
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产额大增，比这两种波长的光单独照射的总和还要高，后人把这两种波长的光协同作用而增加光合效率的现象称为增益效应。 聚光色素（天线色素）：指没有光化学活性，只能吸收光能并将其传递给作用中心色素的色素分子。聚光色素又叫天线色素。【没有光化学活性，只有收集光能的作用，像漏斗一样把光能聚集起来,传到反应中心色素，绝大多数色素（包括大部分叶绿素a和全部叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素）都属于聚光色素，聚光色素又称为天线色素，将吸收到的光能有效的集中到反应中心色素。】 光合链：在类囊体膜上的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，称为光合链。
光呼吸：植物的绿色细胞依赖光照，吸收O2和放出CO2的过程，被称为光呼吸。
光补偿点：同一叶子在同一时间内，光合过程中吸收的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，称为光补偿点。 二. 思考题
2.在光合作用过程中，ATP和NADPH+H+是如何形成的？ ATP和NADPH+H+又是怎样被利用的？
答：⑴ATP和NADPH+H+的形成：在植物类囊体膜上，水在光合系统Ⅱ（PSⅡ）中的放氧复合物（OEC）处水裂解后，把H+释放到类囊体腔内，把电子传递到PSⅡ，电子在光合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，引起了ATP的形成；与此同时把电子传递到PSⅠ去，进一步提高了能位，而使H+还原NADP+为NADPH,此外还放出O2。
⑵ATP和NADPH+H+的利用：在光合作用的碳同化过程中，CO2经过羧化阶段形成了2分子的3--磷酸甘油酸（PGA），紧接着3-磷酸甘油酸被ATP磷酸化，在3--磷酸甘油酸激酶催化下，形成1，3--二磷酸甘油酸（DPGA），然后在
+
3-磷酸甘油醛脱氢酶作用下被NADPH﹢H还原，形成3-磷酸甘油醛。从3--磷酸甘油酸（PGA）到3-磷酸甘油醛过程中，由光合作用生成的ATP和NADPH均被利用掉。 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及生理特征比较分析。 生理特征 C3植物 C4植物 植物类型 典型温带植物 典型热带或亚热带植物 叶结构 无Kranz结构，只有Kranz结构，常具两种叶绿体 有一种叶绿体 叶绿素a/b 2.8±0.4 3.9±0.6 光合特征 C3植物 C4植物 CO2固定酶 Rubisco PEP羧激酶、Rubisco CO2固定途径 只有卡尔文循环 在不同空间分别进行C4途径和卡尔文循环 最初CO2接受体 RuBP PEP CO2固定的最初产PGA OAA 物 光呼吸 高，易测出 低，难测出 8.从光呼吸的代谢途径来看，光呼吸有什么意义？ 答：①参与光保护机制：光呼吸释放CO2，消耗过剩的同化力，对光合器官
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