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第一章 植物的水分生理
一、名词解释 1．水势 2．渗透势 3．压力势 4．衬质势 5．自由水 6．束缚水 7．渗透作用 8．吸胀作用 9．代谢性吸水 10．水的偏摩尔体积 11．化学势 12．自由能 13．根压 14．蒸腾拉力 15．蒸腾作用 16；蒸腾速率 17．蒸腾比率 18．蒸腾系数 19．水分临界期 20．生理干旱 21．内聚力学说 22．初干 23．萎蔫 24．水通道蛋白
二、写出下列符号的中文名称 1．atm 2．bar 3．MPa 4．Pa 5．PMA 6．RH 7．RWC 8．μw 9．Vw 10．Wact 11．Ws 12．WUE 13． Ψm 14．Ψp 15．Ψs 16．Ψw 17．Ψπ 18．SPAC
三、填空题
1．植物细胞吸水方式有 、 和 。 2．植物调节蒸腾的方式有 、 和 。 3．植物散失水分的方式有 和 。
4．植物细胞内水分存在的状态有 和 。
5．植物细胞原生质的胶体状态有两种，即 和 。
6．细胞质壁分离现象可以解决下列问题 、 和 。
7．自由水／束缚水的比值越大，则代谢 ，其比值越小，则植物的抗逆性 。 8．一个典型的细胞的水势等于 。 9．具有液泡的细胞的水势等于 。 10．形成液泡后，细胞主要靠 吸水。 11．干种子细胞的水势等于 。 12．风干种子的萌发吸水主要靠 。 13．溶液的水势就是溶液的 。 14．溶液的渗透势决定于溶液中 。
15．在细胞初始质壁分离时，细胞的水势等于 ，压力势等于 。
16．当细胞吸水达到饱和时，细胞的水势等于 ，渗透势与压力势绝对值 。 17．将一个Ψp=－Ψs的细胞放入纯水中，则细胞的体积 。 18．相邻两细胞间水分的移动方向，决定于两细胞间的 。 19．在根尖中，以 区的吸水能力最大。 20．植物根系吸水方式有： 和 。
21．根系吸收水的动力有两种： 和 。 22．证明根压存在的证据有 和 。
23．叶片的蒸腾作用有两种方式： 和 。
24．水分在茎、叶细胞内的运输有两种途径： 。和 。 25．小麦的第一个水分临界期是 。 26．小麦的第二个水分临界期是 。
27．常用的蒸腾作用的指标有 、 和 。 28．影响气孔开闭的主要因子有 、 和 。
29．影响蒸腾作用的环境因子主要是 、 、 和 。 30．C3植物的蒸腾系数比C4植物 。
31．可以较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标有： 、 、 及 等。 四、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．水具有高气化热 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，则细胞体只 ( )。
A．变大 B．变小 C．不变
4．已形成液泡的植物细胞吸水靠( )。
A．吸胀作用 B．渗透作用 C．代谢作用
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．吸胀作用． 7．风干种子的萌发吸水靠( )。
A．代谢作用 B．吸胀作用 C．渗透作用
8．在同温同庄条件下，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．外界溶液水势为-0．5MPa，细胞水势为-0．8MPa，则( )。 A．细胞吸水 B．细胞失水 C．保持平衡状态
10．在气孔张开时，水蒸气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 11．一般植物成熟叶片的角质蒸腾，占总蒸腾量的( )。 A．1% B．5%～% C．10%~20% 12．蒸腾作用快慢，主要决定于( )。
A．叶内外蒸气压差大小 B．叶片的气孔大小 C．叶面积大小 13．植物的保卫细胞中的水势变化与( )有关。 A．Ca B ．K C．C1
14．植物的保卫细胞中的水势变化与( )有关。 A．糖 B．脂肪酸 C．苹果酸
15．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 G．根毛区
16．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．CO2浓度过高 17．土壤温度过高对根系吸水不利，因为高温会( )。
A．加强根的老化 B．使酶钝化 C．使生长素减少 18．目前认为水分沿导管或管胞上升的动力是( )。 A．下部的根压 B．张力 C．上部的蒸腾拉力 19．水分在木质部中运输的速度比在薄壁细胞中( )。 A．慢得多 B．快得多 C．差不多 20．小麦一生中有两个水分临界期，它们是( )。
A．分蘖前期 B．孕穗期 C．开始灌浆到乳熟末期 21．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．需水终止期 22．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
五、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．种子吸胀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．植物根系吸水快慢和有无决定于导管汁液与外界溶液之间伪水势差异的大小有无。( )
6．植物细胞吸水方式有主动吸水和被动吸水。( ) 7．植物被动吸水的动力来自于根压。( )
8．在细胞初始质壁分离时(相对体积为1)，细胞水势等于压力势( ) 9．在细胞为水充分饱和时(相对体积为1．5)，细胞的渗透势为零。( ) 10．细胞水势在根部距离导管愈远，则越低。( ) 11．细胞水势在叶片中距离叶脉越远，则越高。( ) 12．蒸腾效率高的植物，一定是蒸腾量小的植物。( )
13．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。( )
14．水蒸气通过气孔的蒸腾速率与同面积的自由水面的蒸发速率相差不多。( ) 15．通过气孔扩散的水蒸气分子的扩散速率与气孔面积成正比。( ) 16．空气相对湿度增大，空气蒸气压增大，蒸腾加强。( )
17．低浓度的CO2促进气孔关闭，高浓度CO2促进气孔迅速张开。( )
+－
18．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。( )
19．由于水分子内聚力远大于水柱张力，可保证导管中的水柱连续性，而使水分不断上升。( )
20．水分在薄壁细胞中运输的速度比在木质部中要快得多。( )
21．就利用同单位的水分所产生的干物质而言，C3植物比C4植物要多1～2倍。( ) 22．干旱时细胞内磷酸酯酶活性减弱；硝酸还原酶活性增强。( )
23．在导管和管胞中水分运输的动力是蒸腾拉力和根压，其中根压占主导地位。( ) 六、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? 2．简述水分在植物生命活动中的作用。
3．植物体内水分存在的状态与代谢关系如何? 4．植物水分代谢包括哪些过程? 5．植物细胞吸水有哪几种方式?
6．利用细胞质壁分离现象可以解决那些问题？
7．已知三个相邻细胞甲、乙、丙的Ψs和Ψp，试求出个细胞的Ψw？说明水流方向如何。 (附：甲细胞：Ψs=－0．9MPa、Ψp=0．4MPa；乙细胞：Ψs=－0．8MPa、Ψp=0．5MPa；丙细胞：Ψs=－0．8MPa、Ψp=0．4MPa)
8．以下论点是否正确，为什么?
(1)一个细胞放入某一浓度的溶液中时，若细胞液浓度与外界溶液的浓度相等，则体积不变。
(2)若细胞的Ψp=－Ψs，将其放入0．001mol／L的溶液中时，则体积不变。 (3)若细胞的Ψw=Ψs，将其放入纯水中，则体积不变。
(4)有一充分为水饱和的细胞，将其放入比细胞液浓度低50倍的溶液中，则体积不变。 9．土壤温度过高为什么对根系吸水不利? 10．蒸腾作用有什么生理意义?
11．气孔开闭机理如何?植物气孔蒸腾是如何受光、温度、CO2浓度调节的? 12．根据性质和作用方式抗蒸腾剂可分为哪三类?-各举例说明。 13．水分从被植物吸收至蒸腾到体外，需要经过哪些途径?动力如何? 14．小麦整个生育期中哪两个时期为水分临界期? 15．糖液水势如何计算?(蔗糖液浓度为0．25mol／L) 16．空气中水蒸气的水势如何计算?
17．实验中测得数据如下表，请计算这些植物的蒸腾系数和蒸腾效率(为简化计算，干物质以CO2量计算)。
4种植物光合及蒸腾速率 植 物 杉 树 油 茶 樟 树 马尾松
参 考 答 案
一、名词解释
1．水势（water potential）每偏摩尔体积水的化学势差。符号：Ψw 2．渗透势（osmotic potential）由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值。符号：Ψs用负值表示。亦称溶质势(Ψπ)。
3．压力势（pressure potential）由于细胞壁压力的存在而增加的水势值。符号：Ψp一般为正值。初始质壁分离时，Ψp为0；剧烈蒸腾时，Ψp会呈负值。
4．衬质势（matrix potential）细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值，以负值表示。符号：Ψm。
5．自由水（free water）距离胶粒较远而可以自由流动的水分。
6．束缚水（bound water）靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水分。
7．渗透作用（osmosis）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。 8．吸胀作用（imbibition）亲水胶体吸水膨胀的现象。
9．代谢性吸水(metabolic absorption of water) 利用细胞呼吸释放出的能量，使水分经过质膜进入细胞的过程。
10．水的偏摩尔体积：在温度、压强及其他组分不变的条件下，在无限大的体系中加入1摩尔水时，对体系体积的增量。符号：Vw。
11．化学势（chemical potential）一种物质每摩尔的自由能就是该物质的化学势。 12．自由能（free energy）指在温度恒定的条件下，用于做功的能量。
13．根压（root potential）植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。 14．蒸腾拉力 由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。
15．蒸腾作用（transpiration）水分以气体状态通过植物体表面从体内散失到体外的现象。
16．蒸腾速率（transpiration rate）又称蒸腾强度。指植物在单位时间内，单位叶面
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积通过蒸腾作用而散失的水分量(g／dm．h)。
光合速率(mgCO2／m．s) 0．196 0．154 0．132 0．083 2 蒸腾速率(mgH2O／m．s) 32．24 30．51 21．55 27．57 2