2022年植物生理学第七版答案.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆第一章 植物的水分生理 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,只有在肯定的细胞水分含量的状况 下才能进行,否就,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,水是打算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 7090%,使细胞质呈溶胶状态,保证了旺盛的代谢 作用
2、正常进行,如根尖、茎尖;假如含水量削减,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取和运输的溶剂;一般来说, 植 这些物 物不能直接吸取固态的无机物质和有机物质,质只有在溶解在水中才能被植物吸取;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势;由于细胞含有大量水 分,维护细胞的紧急度(即膨胀) ,使植物枝叶直立,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意正常的生命 活动
3、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,仍要通过液泡膜;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
4、连续体,移动速度较慢;这三条途径共同作用,使根部吸取水分;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,导管的水分必需形成 连续的水柱;造成的缘由是:水分子的内聚力很大,足 以抗击张力,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 40100%;保卫细胞细胞壁的厚度不同,分布不匀称; 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
5、头薄,吸水时,横向膨大,使 气孔张开;名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆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,上升了渗透势,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?细胞壁具有伸缩性,细胞的体积能可逆性地增大 40100%;细胞壁的厚度不同, 分布不匀称; 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
6、厚、两头薄,吸水时,横向膨大,使气孔张 开;其次章 植物的矿质养分1.植物进行正常生命活动需要哪些矿质元素?如何 用试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 试验的方法:使用溶液培育法或砂基培育法证明;通过加入部分养分元素的溶液,观看植物是否能够正常 的生长;假如能正常生长,就证明缺少的元素不是植物 生长必需的元素;假如不能正常生长,就证明缺少的元 素是植物生长所必需的元素;2.在植物生长过程中,如何鉴别发生缺氮、磷、钾 现象;如发生,可采纳哪些补救措
7、施?缺氮:植物矮小,叶小色淡或发红,分枝少,花少,子 实不饱满,产量低;补救措施:施加氮肥;缺磷:生长缓慢,叶小,分枝或分蘖削减,植株矮小,叶色暗绿,开花期和成熟期都推迟,产量降低,抗性减 弱;补救措施:施加磷肥;缺钾:植株茎秆脆弱易倒伏,抗旱性和抗寒性均差,叶色变黄,逐步坏死,缺绿开头在老叶;补救措施:施加钾肥;4.植物细胞通过哪些方式来吸取溶质以满意正常 生命活动的需要?一 扩散 1.简洁扩散: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:又称帮助扩散,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,不需要细胞供应能量;二 离子通道:细胞膜中,由通道蛋白构成
8、的孔道,掌握离子通过细胞膜;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
9、摄取物 质进入细胞的过程;7.植物细胞通过哪些方式来掌握胞质中的钾离子浓度?钾离子通道: 分为内向钾离子通道和外向钾离子通道 两种;内向钾离子通道是掌握胞外钾离子进入胞内;外向钾离子掌握胞内钾离子外流;载体中的同向运输器; 运输器与质膜外侧的氢离子结 合的同时, 又与另一钾离子结合,进行同一方向的运 输,其结果是让钾离子进入到胞内;8.无土栽培技术在农业生产上有哪些应用?名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆可以通过无土栽培技术,确定植物生长所必需的元素 和元素的需要量, 对于在农业生产中,
10、进行合理的施 肥有指导的作用;无土栽培技术能够对植物的生长条件进行掌握,植物 生长的速度快, 可用于大量的培育幼苗,之后再栽培 在土壤中;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,造成铺张;合理施肥的依据:依据形状指标、 相貌和叶色确定植物所缺少的养分元 素;通过对叶片养分元素的诊断,结合施肥, 使养分元素 的浓度尽量位于临界浓度的四周;测土配方,确定土壤的成分,从而确定缺少的肥料,按肯定的比例施肥;11.植物对水分和矿质元素的吸取有什么关系?是否完 全一样?关
11、系:矿质元素可以溶解在溶液中,通过溶液的流淌来 吸取;两者的吸取不完全一样 相同点:两者都可以通过质外体途径和共质体途径进 入根部;温度和通气状况都会影响两者的吸取;不同点:矿质元素除了根部吸取后,仍可以通过叶片 吸取和离子交换的方式吸取矿物质;水分仍可以通过跨膜途径在根部被吸取;12. 细胞吸取水分和吸取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取时,会同时运输少量的 离子和小溶质调剂渗透势;相同点:都可以通过扩散的方式来吸取;都可以经 过通道来吸取;不通电:水分可以通过集流的方式来吸取;水分经过的是水通道,矿质元素经过的是离子通道;矿质元素仍可以通过载体、离子泵和胞饮的形
12、式来运 输;13. 自然界或栽种作物过程中,叶子显现红色, 为什么?缺少氮元素: 氮元素少时, 用于形成氨基酸的糖类也 削减, 余下的较多的糖类形成了较多的花色素苷,故 呈红色;缺少磷元素: 磷元素会影响糖类的运输过程,当磷元 素缺少时, 阻碍了糖分的运输, 使得叶片积存了大量 的糖分,有利于花色素苷的形成;缺少了硫元素:缺少硫元素会有利于花色素苷的积 累;自然界中的红叶: 秋季降温时, 植物体内会积存较多 形成了 的糖分以适应冰冷, 体内的可溶性糖分增多,较多的花色素苷;14. 植株矮小,可能是什么缘由?缺氮:氮元素是合成多种生命物质所需的必要元素;缺磷:缺少磷元素时,蛋白质的合成受阻,新细
13、胞质 和新细胞核形成较少,影响细胞分裂,生长缓慢,植 株矮小;酸类的重要组 缺硫: 硫元素是某些蛋白质或生物素、成物质;缺锌:锌元素是叶绿素合成所需,生长素合成所需,且是酶的活化剂;缺水:水参加了植物体内大多数的反应;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;引起嫩叶发黄的: S Fe,两者都不能从老叶移动到嫩 叶;引起老叶发黄的: K N Mg Mo ,以上元素都可以从老名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆叶移动到嫩叶;Mn 既可以引起嫩叶发黄,也可以引起老叶发黄,依
14、植物的种类和生长速率而定;16.叶子变黄可能是那些因素引起的?请分析并提出证 明的方法;缺乏以下矿质元素: N Mg F Mn Cu Zn ;证明方法是:溶液培育法或砂基培育法;分析: N 和 Mg 是组成叶绿素的成分,其他元素可能是 叶绿素形成过程中某些酶的活化剂,在叶绿素形成过程 中起间接作用;光照的强度:光线过弱,会不利于叶绿素的生物合 成,使叶色变黄;证明及分析:在同等的正常条件下培育两份植株,之后 一份植株维护原状培育,另一份放置在光线较弱的条件 下培育;比较两份植株,哪一份第一显现叶色变黄的现 象;温度的影响: 温度可影响酶的活性,在叶绿素的合成 过程中,有大量的酶的参加,因此 过
15、高或过低的温度都会影响叶绿素的合成,从而影响了 叶色;证明及分析:在同等正常的条件下,培育三份植株,之 后其中的一份维护原状培育,一份放置在低温下培育,另一份放置在高温条件下培育;比较三份植株变黄的时 间;第三章 植物的光合作用 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;缘由:光反应必需在光下才能进行的,是由光引起的光 化学反应,类囊体膜是光合膜,为光反应供应了光的条 件;碳反应是在暗处或光处都能进行的,由如干酶催化 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 NA
16、DPH 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, 相伴形成腔内外 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,相伴着类囊体外侧的 H 转移到腔内,由此形成了跨膜的 H 浓度差,引起 ATP 的形成
17、;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 仍原,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,被仍原为苹果酸;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;3.试比较 PSI 和 PSII 的结构
18、及功能特点;PSII PSI 位于类囊体的堆叠区,颗粒较 位于类囊体非堆叠区,颗粒小大由 12 种不同的多肽组成 由 11 种蛋白组成反应中心色素最大吸取波长 反应中心色素最大吸取波长名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 11 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学而不思就惘,思而不学就殆名师归纳总结 - - - - - - -680nm 700nm CO2 补偿点 高 低水光解,释放氧气 将电子从 PC 传递给 Fd 饱和光强 全日照 1/2 无含有 LHCII 含有 LHCI 光合最适温度 低 高4.光和作用的氧气是怎样产生的?羧化酶对 CO2 亲和 低
19、高,远远大于答:水裂解放氧是水在光照下经过 PSII 的放氧复合体作 力用,释放氧气,产生电子,释放质子到类囊体腔内;放 光呼吸 高 低氧复合体位于 PSII 类囊体膜腔表面; 当 PSII 反应中心色 总体的结论是, C4 植物的光合效率大于 C3 植物的光合素 P680 受激发后, 把电子传递到脱镁叶绿色;脱镁叶绿 效率;素就是原初电子受体,而 Tyr 是原初电子供体;失去电 8.从光呼吸的代谢途径来看,光呼吸有什么意义?子的 Tyr 又通过锰簇从水分子中获得电子,使水分子裂 光呼吸的途径:在叶绿体内,光照条件下,Rubisco 把解,同时放出氧气和质子;RUBP 氧化成乙醇酸磷酸,之后在
20、磷酸酶作用下,脱去6.光合作用的碳同化有哪些途径?试述水稻、玉米、菠 磷酸产生乙醇酸;在过氧化物酶体内,乙醇酸氧化为乙萝的光合碳同化途径有什么不同?醛酸和过氧化氢,过氧化氢变为洋气,乙醛酸形成甘氨答:有三种途径 C3 途径、 C4 途径和景天酸代谢途径;酸;在线粒体内,甘氨酸变成丝氨酸;过氧化物酶体内水稻为 C3 途径;玉米为 C4 途径;菠萝为 CAM ;形成羟基丙酮酸,最终成为甘油酸;在叶绿体内,产生C3 C4 CAM 甘油 -3-磷酸,参加卡尔文循环;植物种类 温带植物 热带植物 干旱植物 在干旱和高辐射期间,气孔关闭, CO2 不能进入, 会固定酶 Rubisco PEPcase/Ru
21、bis PEPcase/Rubis 导致光抑制;光呼吸会释放 CO2,消耗余外的能量,co co 对光合器官起到爱护的作用,防止产生光抑制;CO2 受体 RUBP RUBP/PEP RUBP/PEP 在有氧条件下, 通过光呼吸可以回收 75%的碳,防止初产物 PGA OAA OAA 缺失过多;7.一般来说, C4 植物比 C3 植物的光合产量要高,试从 有利于氮的代谢;它们各自的光合特点以及生理特点比较分析;9.卡尔文循环和光呼吸的代谢有什么联系?C3 C4 卡尔文循环产生的有机物的 1/4 通过光呼吸来消耗;叶片结构 无花环结构, 只有一 有花环结构, 两种叶 氧气浓度高时, Rubisco
22、 作为加氧酶, 是 RUBP 氧化,种叶绿体 绿体 进行光呼吸; CO2 高时,Rubisco 作为羧化酶, 使 CO2叶绿素 a/b 2.8+-0.4 3.9+-0.6 羧化,进行卡尔文循环;CO2 固定途径 CO2 固定酶卡尔文循环 Rubisco C4 途径和卡尔文循 PEPcase/Rubisco 光呼吸的最终产物是甘油酸环中;-3-磷酸,参加到卡尔文循环 10.通过学习植物水分代谢、矿质元素和光合作用学问之最初 CO2 接受体 RUBP PEP 后,你认为怎样才能提高农作物的产量;光合速率 低 高 合理浇灌; 合理浇灌可以改善作物各种生理作用,仍能转变栽培环境,间接地对作用发生影响;
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