[电子书]潘瑞炽植物生理学第7版教材课后习题答案详解复习题库考研模拟试题

潘瑞炽植物生理学第7版教材课后习题答案详解复习题库考研模拟试题
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第一部分 名校考研真题

绪 论

选择题

新中国成立后,我国植物生理学的研究成果众多,其中比较突出的是(  )关于光合磷酸化高能态的研究。[浙江农林大学2012研]

A.汤佩松

B.殷宏章

C.沈允钢

D.娄成后

【答案】C查看答案

【解析】新中国成立后,我国植物生理学取得的比较突出的研究成果有:A项,汤佩松等首先提出呼吸的多条途径的论证;B项,殷宏章等的作物群体生理研究;C项,沈允钢等证明光合磷酸化中高能态存在的研究;D项,娄成后等对细胞原生质的胞间运转的深入研究。

第一篇 水分和矿质营养

第一章 植物的水分生理

一、选择题

1.植物叶片在气孔张开时,水蒸气分子通过气孔的扩散速度是(  )。[华中农业大学2015研]

A.与气孔面积成正比 

B.与气孔周长成反比

C.与气孔面积无关,与周长有关  

D.取决于大气孔的数量

【答案】C查看答案

2.将ψs=-0.8Mpa的植物细胞放入ψw=-0.3Mpa的水溶液中,观察到细胞水分外流,由此可判断在放入水溶液前该细胞的ψp(  )。[农学联考2015研]

A.等于0Mpa 

B.大于0.5Mpa 

C.等于0.5Mpa 

D.小于0.5Mpa

【答案】B查看答案

【解析】细胞的吸水情况决定于细胞水势,ψw=ψs+ψp。细胞间的水分移动是由水势高处流向水势低处。细胞水分外流,说明细胞内的水势大。即在放入水溶液前该细胞的ψp大于0.5Mpa。

3.植物吐水现象说明(  )。[农学联考2014研]

A.水分向上运输的动力是蒸腾拉力 

B.根系水势高于土壤溶液水势

C.内聚力保持了导管水柱的连续性 

D.根系中存在使水分向上运输的压力

【答案】D查看答案

【解析】吐水现象是由根压引起的。由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力称为根压。在自然条件下,当植物吸水大于蒸腾时(如早晨、傍晚),往往发生吐水现象。

4.将一充分吸水饱和的植物细胞放入比其细胞液浓度低100倍的溶液中,其体积(  )。[南京林业大学2013研]

A.不变 

B.变小 

C.变大 

D.无法判断

【答案】A查看答案

【解析】在细胞中,水分会由水势高的细胞往水势低的细胞流动。细胞液的浓度高于溶液浓度,细胞水势低于溶液,故细胞会吸水膨胀。但是由于该植物细胞已经充分吸水饱和,受细胞壁的限制,细胞体积不会变大。

5.植物体内水分长距离运输的主要途径是(  )。[农学联考2013研]

A.筛管和伴胞 

B.转移细胞 

C.胞间连丝 

D.导管和管胞

【答案】D查看答案

【解析】植物长距离运输主要是导管和管胞(被子植物两者都有,裸子植物只有管胞)。A项,筛管和伴胞主要是有机物(如糖类)的运输;B项,转移细胞的作用是增加溶质内外转运的面积;加速物质的分泌或吸收。C项,胞间连丝主要是细胞间的物质运输和信息传递。

6.下列关于植物水孔蛋白的叙述,错误的是(  )。[农学联考2013研]

A.水孔蛋白是一种跨膜蛋白 

B.水孔蛋白活性受磷酸化/去磷酸化调节

C.水通道由水孔蛋白构成  

D.水分通过水孔蛋白的运输是主动运输

【答案】D查看答案

【解析】水分在植物细胞内外的运输主要依赖的方式是主动扩散,即被动运输。主动扩散是一种自发的,不需要能量的运输方式,根据内外的渗透压来确定运输方向。

7.将一处于质壁分离状态的薄壁细胞放入纯水中,水分交换达到平衡时该细胞的(  )。[农学联考2013研]

A.压力势变大、体积变小 

B.压力势变小、体积变大

C.压力势变小、体积变小 

D.压力势变大、体积变大

【答案】D查看答案

【解析】植物细胞的水势由渗透势、压力势和衬质势组成。渗透势又称溶质势,即溶液的水势;渗透势是指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的水势;压力势是指由于细胞壁压力的存在而增加的水势。衬质势是指细胞胶体物质和毛细血管对自由水束缚而引起水势降低的值。发生质壁分离的细胞放入纯水中,将会发生质壁分离的复原,细胞吸水,溶质浓度降低,因此渗透势增大;水进入细胞,使细胞体积膨大,增加水分细胞向外移动的潜能,因而压力势也增加。

8.自由水/束缚水比值越大,植物(  )越弱。[浙江农林大学2012研]

A.抗性 

B.代谢 

C.能量 

D.物质

【答案】A查看答案

【解析】自由水参与各种代谢作用,其含量制约着植物的代谢强度。自由水占总含水量的比例越大,则植物代谢越旺盛。束缚水不参与代谢作用,但植物要求低微的代谢强度去渡过不良的外界条件,含量与植物抗性大小有密切关系。

9.根系吸水的主要部位是(  )。[浙江农林大学2012研]

A.伸长区 

B.分生区 

C.根冠 

D.根毛区

【答案】D查看答案

【解析】根的吸水主要在根尖进行,其中根毛区吸水能力最大,根冠、分生区和伸长区较小。

10.下列学说中,不属于解释气孔运动机理的是(  )。[农学联考2010研]

A.K累积学说 

B.压力流动学说 

C.淀粉-糖互变学说 

D.苹果酸代谢学说

【答案】B查看答案

【解析】气孔运动是由于保卫细胞的膨压变化而引起的,而保卫细胞的膨压变化是由于离子和有机物质进入保卫细胞使细胞的渗透势发生改变,细胞水势也发生改变,从而引起水进出保卫细胞,保卫细胞膨压发生变化。保卫细胞中,K、苹果酸、蔗糖的积累可调节保卫细胞渗透势的改变。K累积学说、苹果酸代谢学说、淀粉-糖互变学说是解释气孔运动机理的主要学说,而压力流动学说则是解释韧皮部运输机制的主要学说。

11.干种子的吸水力取决于种子的(  )。[农学联考2009研]

A.重力势 

B.压力势 

C.衬质势 

D.渗透势

【答案】C查看答案

【解析】植物细胞的水势是由渗透势、压力势、重力势和衬质势(基质势)组成。干种子中,细胞原生质处于凝胶态,大部分水分为束缚水,此时,压力势、重力势为零,其水势即衬质势。

12.某植物制造100g干物质消耗了75kg水,其蒸腾系数为(  )。[农学联考2008研]

A.750 

B.75 

C.7.5 

D.0.75

【答案】A查看答案

【解析】蒸腾系数是指植物制造1g干物质所消耗的水分(g)。因此,某植物制造100g干物质消耗了75kg水,其蒸腾系数是750。

二、填空题

1.冬季杨树吸水的动力主要来自于  。[南京林业大学2013研]

【答案】根压查看答案

2.植物细胞处于临界质壁分离时其水势ψw=  ;当吸水达到饱和时其水势ψw=  。[浙江农林大学2012研]

【答案】渗透势;0查看答案

3.叶片蒸腾方式有二种:  和  。[浙江农林大学2012研]

【答案】气孔蒸腾;角质蒸腾查看答案

三、名词解释题

1.水通道蛋白[中国科学院大学2013研]

相关试题:水孔蛋白[华中农业大学2015研]

答:水通道蛋白又称水孔蛋白,是指一种位于细胞膜上的内在膜蛋白,在细胞膜上组成“孔道”,可控制水在细胞的进出。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。

2.水势[浙江农林大学2012研]

答:水势是指每偏摩尔体积水的化学势差。水溶液的化学势(μw)与纯水的化学势(μw0)之差(Δμw),除以水的偏摩尔体积()所得的商,称为水势。细胞的水势可表示为ψw=ψs+ψp+ψg+ψm

四、简答题

1.试述影响气孔运动的外界因素。[江西农业大学2015研]

答:影响气孔运动的外界因素包括:

(1)光照。在温室栽种的蚕豆,其气孔运动与太阳辐射到叶面的强度基本一致。蓝光也会刺激气孔张开。

(2)水分。水是影响气孔运动最大的外界因素。水分多少直接与水势大小有关,当水势下降时,直接影响气孔开度。

(3)温度。气孔开度一般随温度的上升而增大。

(4)CO2浓度。低浓度CO2促进气孔张开,高浓度CO2能使气孔迅速关闭。

2.为什么通过质壁分离及复原现象可以判断植物细胞的死活,试述其原理。[南京林业大学2013研]

答:通过质壁分离及复原现象判断植物细胞死活的原理如下:

(1)植物细胞的细胞壁主要是由纤维素分子组成,是一个水和溶质都可以通过的透性膜。

(2)质膜和液泡膜是选择透性膜,允许水和非极性小分子物质透过,而大分子的溶质和极性物质较难通过。可以将原生质体(包括质膜、细胞质和液泡膜)看成一个选择透性膜。

(3)液泡里的细胞液含有许多物质,具有一定的水势,细胞液与环境中的溶液之间会发生渗透作用。

(4)活的植物细胞可与周围溶液构成一个渗透系统,当周围溶液浓度高于细胞液浓度时,细胞由于水势较高而失水,原生质体收缩最终与细胞壁分离,即发生质壁分离现象;如果质壁分离后使周围溶液的浓度降低到足够程度,细胞吸水,发生质壁分离的复原。

(5)死亡的细胞由于原生质体失去功能,没有选择透过性,不会发生质壁分离的现象。

3.简述在生物体内水分存在的两种形式,以及它们的生理意义。[中国科学院研究生院2012研]

答:(1)在生物体内水分存在的两种形式

水分在植物体内存在自由水和束缚水两种形式。束缚水是指靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分,自由水是指距离胶粒较远而可以自由流动的水分,两种状态的水分划分是相对的,两者之间不存在明显的界限。

(2)自由水和束缚水的生理意义

①自由水参与各种代谢作用,其含量制约着植物的代谢强度。自由水占总含水量的比例越大,植物代谢越旺盛。

②束缚水不参与代谢作用,但植物要求低微的代谢强度去渡过不良的外界条件,因此束缚水含量与植物抗性大小有密切关系。

4.有哪些研究证据表明气孔运动的非光合调节主要受蓝光控制?[中国科学院研究生院2012研]

答:表明气孔运动的非光合调节主要受蓝光控制的研究证据:

双光实验的结果可以证明气孔对光的反应是由完全不同的系统推动。在双光实验中,红光被用于使光合反应饱和,在红光的饱和效应完成以后再加蓝光。结果蓝光引起明显的气孔进一步开张,而增加红光并不能引起相同的效应。对这种气孔开张效应的作用光谱的研究结果也说明这是典型的蓝光效应。

5.试述气孔运动的机理。[浙江农林大学2012研]

答:关于气孔运动的机理,目前存在三种学说:

(1)淀粉-糖转化学说

该学说认为保卫细胞的叶绿体在光照下进行光合作用,消耗CO2,使细胞内pH值升高,淀粉磷酸化酶便水解淀粉为葡萄糖-1-磷酸,细胞内葡萄糖浓度提高,水势下降,副卫细胞(或邻近细胞)的水分进入保卫细胞,使保卫细胞膨胀,气孔便张开。黑暗则相反,呼吸产生CO2使保卫细胞pH值下降,淀粉磷酸化酶把葡糖-1-磷酸合成为淀粉,细胞水势升高,水分从保卫细胞向副卫细胞(或邻近细胞)排放,使保卫细胞失去膨压,气孔关闭。该学说有一定的局限性:无法解释植物保卫细胞中无叶绿体气孔仍可开闭,以及景天科植物的气孔白天关闭夜间开放的现象;植物保卫细胞叶绿体中无Rubisco不依赖于通常的CO2的固定光合作用;保卫细胞内淀粉和糖的转化缓慢,无法解释气孔的快速启闭。

(2)无机离子吸收学说(K学说)

保卫细胞的质膜上具有光活化的H泵ATP酶,分解氧化磷酸化或光合磷酸化产生的ATP,使H分泌到细胞壁,同时驱动K进入保卫细胞,引起保卫细胞水势下降,导致副卫细胞(或邻近细胞)的水分进入保卫细胞,使保卫细胞膨胀气孔便张开。黑暗则相反。

(3)苹果酸生成学说

保卫细胞的苹果酸是在细胞内合成的。当保卫细胞内的部分CO2被利用时,pH值上升,剩余的CO2转变成重碳酸盐(HCO3)。而淀粉则通过糖酵解作用产生磷酸烯醇式丙酮酸(PEP),在PEP羧化酶作用下,PEP与HCO3作用,产生草酰乙酸,进一步还原为苹果酸。苹果酸除在保卫细胞中起着提供H/K交换所需的H及平衡胞内K所需的阴离子外,还可作为渗透物,降低保卫细胞水势,使气孔开放。

6.简述光促进气孔开放的机制。[农学联考2012研]

答:光促进气孔开放的机制包括以下内容:

(1)气孔在光下开放是两个不同光响应系统综合作用的结果,一个是保卫细胞的光合作用,另一个是光受体感受蓝光信号激活H-ATPase的作用。

(2)上述两个系统共同作用促进保卫细胞中蔗糖、苹果酸的形成,以及保卫细胞对K、Cl的吸收,这些渗透调节物质的积累使保卫细胞渗透势下降,细胞吸水膨胀,气孔张开。

①由于保卫细胞中淀粉和蔗糖转化而形成的渗透势改变而引起气孔运动,淀粉水解转化为蔗糖会对保卫细胞的渗透势产生影响,此时保卫细胞的渗透势降低,水进入细胞使细胞膨压增加,气孔张开;当蔗糖合成淀粉时,保卫细胞的渗透势增加,水流出细胞,使细胞膨压降低,气孔关闭。

②在光下,保卫细胞叶绿体通过光合磷酸化合成ATP,活化了保卫细胞质膜上的H-ATPase,在H-ATPase作用下,质子被保卫细胞排出,保卫细胞内的pH升高,同时保卫细胞的质膜发生超极化。在保卫细胞质膜H-ATPase质子泵建立的质子梯度推动下,K从表皮细胞经过保卫细胞质膜上的K通道进入保卫细胞,再进入液泡。保卫细胞中积累较多的K,水势降低,水分进入保卫细胞,气孔张开。在黑暗中,K从保卫细胞扩散出来,保卫细胞水势增高,失水引起气孔关闭。

③此外,在光下,保卫细胞内的CO2被利用,pH升高,使PEP羧化酶活化,PEP经羧化结合CO2形成草酰乙酸,进一步还原为苹果酸,苹果酸进入液泡,水势降低,水分进入保卫细胞,气孔张开。同时,进入液泡的苹果酸根和Cl共同与K在电学上保持平衡。

(3)通过以上三个方面的渗透调节,保卫细胞中溶质增加,保卫细胞水势下降,从周围细胞吸水,气孔张开。反之,气孔关闭。

7.简述环境因素对蒸腾作用的影响。[农学联考2009研]

答:环境因素对蒸腾作用影响,主要有以下四个方面:

(1)光照:光照能提高大气和叶片的温度,光照也促使气孔张开,从而增强蒸腾作用。

(2)大气相对湿度:大气相对湿度低,植物的蒸腾作用增强;大气相对湿度高,植物的蒸腾作用减弱。

(3)温度:在大气相对湿度不变时,温度增高,蒸腾作用增强。

(4)风速:微风能降低气孔外的水蒸气,从而降低空气湿度,因此可促进蒸腾作用;强风使气孔张开阻力增大,引起气孔关闭,蒸腾作用减弱。

五、论述题

请论述气孔复合体的结构、影响气孔运动的内外在因素及气孔运动过程中的信号转导过程。[中国科学院大学2013研]

答:(1)气孔复合体的结构

气孔一般由两个保卫细胞围成。保卫细胞通常呈肾形或哑铃形。双子叶植物肾形的保卫细胞中位于气孔内侧的细胞壁较厚,坚韧而有弹性;外侧的细胞壁较薄,可胀缩;禾本科植物哑铃形的保卫细胞其两端壁薄,中间壁厚。有些植物,在保卫细胞的四周还有一或多个副卫细胞。

(2)影响气孔运动的内外在因素

①外因

a.光照。在温室栽种的蚕豆,其气孔运动与太阳辐射到叶面的强度基本一致。蓝光也会刺激气孔张开。

b.水分。水是影响气孔运动最大的外界因素。水分多少直接与水势大小有关,当水势下降时,直接影响气孔开度。

c.温度。气孔开度一般随温度的上升而增大。

d.CO2浓度。低浓度CO2促进气孔张开,高浓度CO2能使气孔迅速关闭。

②内因

脱落酸促使气孔关闭。

(3)气孔运动过程中的信号转导过程

气孔的运动受保卫细胞的液泡水势调节。调节保卫细胞的水势的渗透调节物有钾离子、苹果酸、蔗糖。当保卫细胞水势降低时,保卫细胞吸水膨胀,气孔张开;当保卫细胞失水时气孔则关闭。

六、实验题

用小流液法测定某种植物叶片的水势,得到如下实验数据。

表1-1-1

请回答:

(1)已知R=0.0083MPa·L·mol1·K1,t等于27℃。请计算出被测定植物叶片的水势。如果要获得更精确的结果,仍然采用小液流法应该怎样进行进一步的实验?(写出简要的实验思路即可)

(2)小液流法测定植物组织水势的原理是什么?[农学联考2011研]

答:(1)被测定植物叶片的水势ψw=1.245MPa。

要获得更精确的结果,采用小液流法的实验思路:将溶液浓度的梯度缩小,例如设置为0.10,0.15,0.20,0.25,0.30,0.35,0.40,0.45等系列浓度梯度。

(2)小液流法测定植物组织水势的原理

将植物组织放入一系列已知不同浓度的溶液(如蔗糖、甘露醇等)中,一段时间后,植物细胞或组织放在外界环境中时,由于其渗透压发生了改变,会发生水分交换。通过测定溶液在浸泡植物材料前后的比重的变化,确定与植物组织间水分交换达到动态平衡的溶液,通过溶液的浓度计算溶液渗透势,可得出植物组织的水势。