植物生理学 第一章
1 水在植物生命活动中的意义。
水是生命活动所必需的，是植物的一个重要的“先天”环境条件，水分在植物生命活动中的作用是很大的，主要有一下几个方面：
（1）水是细胞质的主要成分；（2）水分是代谢过程的反应物质；（3）是植物对物质吸收和运输的容剂；（4）保持细胞固有形态；（5）保持体温；（高其华人和比热）（6）透光（光合作用）；（7）3.98摄氏度是密度最大（结冰时只是表面呈固态）；（8）其他生态作用（湿度等）
2.气孔机理：气孔运动是保卫细胞内膨压改变的结果。这是通过改变保卫细胞的水势而造成的。人们早知道气孔的开关与昼夜交替有关。在温度合适和水分充足的条件下，把植物从黑暗移到光照下，保卫细胞的水势下降而吸水膨胀，气孔就张开。日间蒸腾过多，供水不足或在黑夜时，保卫细胞因水势上升而失水缩小，使气孔关闭。是什么原因引起保卫细胞水势的下降与上升呢？目前存在以下学说。 1.淀粉-糖转化学说(starch-sugar conversion theory) 淀粉-糖转化学说认为，植物在光下，保卫细胞的叶绿体进行光合作用，导致CO2浓度的下降，引起pH升高(约由5变为7)，淀粉磷酸化酶促使淀粉转化为葡萄糖-1-P，细胞里葡萄糖浓度高，水势下降，副卫细胞(或周围表皮细胞)的水分通过渗透作用进入保卫细胞，气孔便开放。黑暗时，光合作用停止，由于呼吸积累CO2和H2CO3，使pH降低，淀粉磷酸化酶促使糖转化为淀粉，保卫细胞里葡萄糖浓度低，于是水势升高，水分从保卫细胞排出，气孔关闭。试验证明，叶片浮在pH值高的溶液中，可引起气孔张开；反之，则引起气孔关闭。 但是，事实上保卫细胞中淀粉与糖的转化是相当缓慢的，因而难以解释气孔的快速开闭。试验表明，早上气孔刚开放时，淀粉明显消失而葡萄糖并没有相应增多；傍晚，气孔关闭后，淀粉确实重新增多，但葡萄糖含量也相当高。另外，有的植物(如葱)保卫细胞中没有淀粉。因此，用淀粉-糖转化学说解释气孔的开关在某些方面未能令人信服。 2.无机离子吸收学说(inorganic ion uptake theory) 该学说认为，保卫细胞的渗透势是由钾离子浓度调节的。光合作用产生的ATP，供给保卫细胞钾氢离子交换泵做功，使钾离子进入保卫细胞，于是保卫细胞水势下降，气孔就张开。 3.苹果酸生成
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学说(malate production theory) 苹果酸代谢影响着气孔的开闭。在光下，保卫细胞进行光合作用，由淀粉转化的葡萄糖通过糖酵解作用，转化为磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)，同时保卫细胞的CO2浓度减少，pH上升，剩下的CO2大部分转变成碳酸氢盐(HCO3-)，在PEP羧化酶作用下，HCO3-与PEP结合，形成草酰乙酸，再还原为苹果酸。苹果酸会产生H+，ATP使H+-K+交换泵开动，质子进入副卫细胞或表皮细胞，而K+进入保卫细胞，于是保卫细胞水势下降，气孔就张开。此外，气孔的开闭与脱落酸(ABA)有关。当将极低浓度的ABA施于叶片时，气孔就关闭。后来发现，当叶片缺水时，叶组织中ABA浓度升高，随后气孔关闭。 3.蒸腾作用的意义：（1）蒸腾作用是水分吸收和运输的主要动力 对于高大的植物来说，假如没有蒸腾作用，由蒸腾拉力引起的吸水过程便不能产生，植株较高部分就无法获得水分，会影响植物生长；
（2）矿质盐类要溶于水才能被植物吸收和在体内运转 ，而蒸腾作用又是水分和流动的动力，因此，矿物质也随水分的吸收流动而被吸入和运输到植物体各部分中去。所以，蒸腾作用对矿物质和有机物的吸收，以及这两类物质在植物体内的运输都是有帮助的；
（3）蒸腾作用可以降低叶温 太阳光照射到叶片上时，大部分光能转变为热能，如果叶片没有降温的本领，叶温过高叶片就会被灼烧，而蒸腾作用过程中，液态水变为水蒸气需要吸收热量，从而降低叶温。
第二章
1.矿质元素的生理意义。
答：矿质元素在植物的生理生化活动中起着非常重要的作用：1、是细胞结构物质和生物大分子的组成成分，如N、S、P等；2、通过调节酶活动来调节植物生命活动如钾离子、钙离子等；3、起电化学作用，包括离子浓度平衡、胶体的稳定以及电荷中和，如钾离子、二价铁离子、氯离子；4、第二信使，如钙离子，有些矿质元素以化合物形式存在时也是第二信使，如NO、H2S、ROS等；5、渗透调节，如钾离子、氯离子参与了植物水势等的调节。
2.根系吸收水分和矿质元素的区别与联系：植物吸收矿质元素也是一个复杂的过程。它一方面与吸水有关；另一方面又具有独立性，同时对不同离子的吸收还有
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选择性。植物根系吸收水分和吸收矿质元素是相互依赖又相对独立的过程，。相关性表现在：（1）矿物质要溶于水后才能被植物吸收和运输，根系吸水时，溶于水中的矿质元素的一部分会进入植物体内，并随蒸腾流运输到植物各部分，但矿物质不是由水分顺便“带进”植物体内的；（2）根系对矿质的吸收能引起根部水势降低，有利于水分进入根部；（3）水分的蒸腾产生蒸腾拉力，有利于溶于水中的矿质元素的吸收和运输，但两者不成比例关系；（4）水分上升使导管保持低盐浓度，促进矿质吸收。
区别表现在：（1）根系吸收水分和吸收矿质的机制不同，吸收水分一般是以被动吸收为主，而矿质的吸收则以主动吸收为主，有选择性和饱和效应。根系吸收水分的三种方式为：扩散、集流（驱动力：压力梯度）、渗透作用（驱动力：压力梯度，浓度梯度）。 矿质吸收的三种方式：被动运输、主动运输、胞饮作用。 被动运输包括通道运输和载体运输，顺化学梯度，不耗能。 主动运输有质子泵、离子泵，逆化学梯度，耗能 胞饮作用通过膜的内陷来实现，无选择性，不耗能。（2）植物吸收矿质元素的量与吸收水分的量不成比例关系；（3）两者的运输方向不同，水分主要被运输到叶片用于蒸腾消耗，而矿质元素一般运输到生长中心供生长。（4）根系吸收水的途径有共质体途径、质外体途径和跨膜途径，根系吸水的动力是根压和蒸腾拉力；根部吸收矿物质是离子通过交换吸附方式吸附在根部细胞表面，之后以共质体途径和质外体途径进入根的内部。
3.如何合理施肥：植物营养最大效率期对肥料的利益效率最高，最需要但不等于只需要在这个时期施肥。作物对矿质元素的吸收随本身的生育期而有很大的改变，所以应在充足基肥的基础上，分期追肥，以满足植物不同生育期的需要。具体时间看实际情况而定。植物生长发育受环境支配，而环境千变万化，植物生长情况实际上是环境对植物影响的综合反映，所以具体施肥时期和数量还需要根据植株生长情况来决定。（1）追肥的形态指标：相貌，例如：氮肥多，植物生长快，叶长而软，株型松散；氮肥不足，则生长慢，叶短而直，株型紧凑。叶色：叶色是反映作物体内营养状况最灵敏的指标，例例如：叶色深，氮和叶绿素均高，反之，则少。（2）追肥的生理指标：营养元素诊断、酰胺含量、酶活性。所以追肥不是越多越好，而是根据不同时期不同生长环境及植物的生长状况来决定的，这需要经验的积累及相关的农业知识。
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