植物生理学问答题-整理(2)

102、试述盐分吸收与水分吸收的关系？

植物对盐分与水分的吸收是相对的，既有关，又无关。有关，表现在盐分须溶解于水中方能被吸收；无关，表现在二者被吸收的机理不同。吸盐以主动过程为主，而吸水则以被动吸收为主。 103、为了确切地证实某种元素是植物必需的微量元素，要做哪些实验？

溶液培养，包括：（1）完全培养（对照）（2）缺素培养（试验组）；（3）缺素症出现后的恢复试验。 104、阴、阳离子能否不耗代谢能量于细胞内积累？为什么？

能。只要细胞内存在不可移动的阴离子（如蛋白质）或不可移动之阳离子时，由于杜南平衡的存在，则会在胞内分别发生阳离子或阴离子的积累。 105、试述根部吸收矿质的过程。

首先进行离子的交换吸附，然后依次发生：离子通过自由空间进入皮层内部；离子通过内部空间（共质体）进入木质部；最后进入导管，向地上部分运输。

106、试述矿物质在植物体内运输的形式与途径，可用什么方法证明？

用伤流液分析结果可以证明，植物体内矿质运输之形式：N——氮基酸酰胺；P—P，S—SO42-，金属离子则以离子状态运输。

矿物质在植物体内运输的途径是：根部吸收的矿物质主要在木质部内向上运输，叶片吸收的矿质则重要在韧皮部内向下运输，同时存在侧向运输。

107、什么是营养临界期及营养最大效率期？它们对作物产量形成有何影响？

营养临界期是指作物对于营养缺乏最为敏感的时期，是施肥的关键时期。该期如缺肥，则作物生长发育将受到显著影响，导致作物减产。一般为幼苗期，营养最大效率期是指作物一生中，对于生长发育尤其是产量形成，施肥效果最好、施肥量最大的时期，一般为生殖生长期。适时适量地控制这两个时期之营养供给，对于产量形成与高低有重要作用。

108、为什么说施肥增产的原因是间接的？主要表现在哪些方面？

施用肥料大部分是无机肥料，而作物的干物质和产品都是有机物，矿物质只占植株干重的小部分（百分之几到十几），大部分干物质都是通过光合作用形成的，所以，施肥增产的原因是间接的。主要表现在：施肥可增强光合性能，如增大光合面积，提高光合能力。延长光合时间，利于光合产物分配利用等等，可见施肥增产的实质在于改善光合性能。另外，施肥还能改善栽培环境，特别是土壤条件。 109、为使肥效充分发挥，生产上常采取哪些主要措施？

应分别阐述以下几点（1）适时灌溉（2）改善光照条件（3）适当深耕（4）控制微生物的有害转化（5）改善施肥方式。

110、必需矿质元素应具备哪几条标准？目前已知植物必需元素共有多少种？其中大量与微量元素各为多少种？各是指哪些元素？

三条标准：（1）缺乏之时发育障碍不能完成生活史；（2）除去该元素时表现出特异， 可由加入该元素而恢复正常；（2）在营养生理上表现出直接效果，而不是由土壤性质或微生物的改变而间接作用产生。

大量元素9种：C、H、O、N|、P、K、Ca、Mg、S 微量元素7种：Fe、Mn、B、Zn、Cn、Mo、Cl 112、作物矿质元素是否缺乏，如何诊断？

（1）化学分析诊断法（2）病证诊断法（3）加入诊断法。

113、“植物对矿质元素的被动吸收是一不耗能量的过程，所以它只能顺其浓度梯度移动。因此被动吸收不会发生离子于细胞内的累积现象”。这种说法对吗？为会么？

不对。被动吸收有两种形式：一是简单扩散，矿质扩散的方向取决于浓度梯度和电势梯度之相对数值大小；二是杜南平衡。当细胞内存在不可移动的阴离子（或阳离子）时，当扩散达平衡时，正离子（负离子）将于胞内累积（即胞内浓度大于胞外浓度）。

114、根部吸收离子的数量总与土壤溶液（或培养液）中离子的数量成比例，对吗？为什么？

不对。

根部对离子的吸收具有选择性（即不同离子的载体数量不同）。 115、为什么在正常情况下植物体内亚硝酸盐（

NO2?）不会积累？

不会积累。因为正常情况下，植物体组织中亚硝酸还原酶的含量及活性比硝酸还原酶高得多，因此，硝酸还原酶之产物亚硝酸盐（酸和蛋白。

116、何以证明氨是固氮酶的最终产物？

将固氮菌（Agctobacter）培养在含15N2的空气中，迅速固氮，短期内细胞内的谷氨酸出现大量的15N；若将该菌培养于合的15NH3培养基中，固氮能力立即停止，而吸入的氨态氮仍迅速转入谷氨酸中，（举另例亦可）.

117、目前，生物因素氨的机理之主要内容是什么？

（1）固氮是还原过程，需还要剂Fd还，

NO2?）能很快在亚硝酸还原酶的作用下被还原成氨，然后进一步形成氨基

s2o42?等提供电子；

（2）因氮过程需Mg参与，需要也只能是由ATP提供能量。 （3）在固氮酶作用下，把N2还原成氨。 118、施肥如何才能做到合理？

合理施肥就是根据不同植物的需肥特点，适时适量施肥。即（1）根据不同作物特点及收获物的不同而施肥；（2）按作物不同生育期的需要施肥；（3）为使施肥适时适量，可根据某植物追肥之形态指标和生理指标才进行。形态指标包括“相貌”、“叶色”，生理指标包括营养元素，酰胺含量及某些酶活性的高低（各点加以阐述）。

119、为什么植物吸收的磷素，通常都是磷酸盐形式？

自然界的磷素很易被氧化成P2O5，它与水作用即成磷酸，自然界的磷就是对磷酸盐形式存在的。因此植物吸收的磷素通常都是磷酸盐形式。三价的磷酸盐难溶，一般不易被植物到利用。植物利用的大都是一、二价磷酸盐。

125、给出一般植物的光合作用光强曲线图，并对曲线各部分的特点加以说明。

光合作用的光强曲线如图4—3。从图可以看出，在光照极弱时，光合速率低于呼吸速率，当真正的光合速率等于呼吸速率时，这时的光强称为光补偿点，以后随光强增加，光合速率随之增加，达到一定限度后，再增加光强，光合速率不再增加，这时的光强称为光饱和点。

在弱光条件下，增加光强，光合速率亦迅速增加，因为这时的光强是光合作用的限制因子。光合作用所以有光饱和现象，一方面可能是光合色素不及吸收那么多光、另一方面则是暗反应系统来不及利用那么多光反应的产物。

126、从植物生理与作物高产角度试述你对光呼吸的评价

光呼吸对光合碳同化是有利还是有害，一直是当前争论的焦点，据推算，在正常的大气条件下，由乙醇酸途径放出的CO2占光合固定的CO214%。也有认为光呼吸所损失碳素占净光合率的30%左右。同时乙醇酸含成及其代谢又消耗了大量能量，因此，光呼吸是植物体内的“无效生化循环”，对光合作用原初生产量是不利的。然而近年研究发现，光呼吸对植物生理代谢并不是完全无效的，而是光合碳代谢所必需，至少是不可避免的。表现在：①光呼吸是光合作用的保护性反应。例如在强光和CO2不足环境下级和光抑制；②光呼吸与光合糖代谢有密切关系，有利于蔗糖和淀粉的合成；③光呼吸与氯代谢关系也很密切，既为硝酸盐还原提供还原剂，也是氨基酸（甘氨酸和丝氨酸）生物合成的补充途径。因而对光呼吸的抑制不能一概而论，研究发现，光呼吸被抑制20—30％的情况下，净光合效率可提高10—20%，如果抑制超过30%时，光合效率反而有所降低。

127、举出三种测定光合速率的方法，并简述其原理及优缺点。

（1）改良半叶法，选择生长健壮、对称性较好的叶片，在其一半打取小圆片若干，烘干称重，并用三

氯醋酸对叶柄进行化学环割，以阻止光合产物外运，到下午用同样方法对另一半叶片的相对称部位取相同数目的小圆片，烘干称重，两者之差，即为这段时间内这些小圆片累积的有机物质量。此法简便易行，不需贵重设备，但精确性较差。

（2）红外线CO2分析法原理是：气体CO2对红外线有吸收作用（尤其是对波长4260纳米的红外线有强烈的吸收），不同浓度的CO2对红外线的吸收强度不同，所以当红外线透过一定厚度的含CO2的气层之后，其能量会发生损耗，能量损耗的多少与CO2的浓度紧密相关。红外线透过气体CO2后的能量变化，绿过电容器吸收的能显转变为可以反映CO2浓度的电讯号，由仪器直接显示出来·植物进行光合作用始末时，其环境中CO2浓度的变化，可以通过红外线气体分析器的仪表迅速而准确地观察获得，实验前后仪表上所反映的CO2浓度之差，即为植物在该测定时间内叶片吸收CO2的量·因此可以计算出单位时间内单位叶而积吸收CO2的量，即植物的光合速率，此法迅速而准确，安全而灵敏，整体而连续测定是其优点，但仪器比较昂贵，目前基层还较难实现。

（3）氢电极法原理是：氧电极由嵌在绝缘律上的铀和银所构成，以0.5mol氯化钾为电解质，覆盖一层15－20um的聚乙烯或聚四氟乙烯薄膜，两极间加0.6～0.8伏的极化电压。溶氧可透过薄膜进入电极在铂阴极上还原，同时在极间产生扩微电流，此电流与溶解氧浓度成正比，记录此电流的变化，则能换算出相应的氧分压值。当膜的作度不变，温度恒定时，植物叶片在反应液中照光时释放的氧量，即为该叶片的光合速率。此法灵敏度高，操作简便，可以连续测定水溶液中溶解氧量及其变化过程，但只能测离体叶片。目前也受仪器限制。

128、叶色深浅与光合作用有何关系？为什么？

叶色深浅反映叶绿素含量的高低，在一定范围内，光合速率与叶绿素含量成正相关，超过一定范围时，叶绿素含量对光合作用的影响已不明显，因为这时叶绿素含量已有富余，已不再是光合作用的限制因子。叶色深的植物，利用弱光的能力较强，因此阴生植物一般叶色较深，但在强光照下，叶色深有利于收集光能的优点已不复存在。

129、是谁用什么方法证明光合作用释放的氧来源于水，而不是CO2？

大约在1930年以前，研究光合作用的学者都相信，光合作用释放的氧来源于CO2，碳最后被水还原为碳水化合物。

最先提出光合作用释放的氧来源于水，而不是CO2的学者是C.B.Van Niel，他发现有些细菌如紫色硫细菌，在照光条件下利用H2S，将CO2还原形成有机物，没有氧的释放，但有硫或硫酸的产生，根据的Van Niel意见，光合作用可用下式表示：

CO2?2H2A光叶绿素(CH2O)?H2O?2A

对绿色植物来说，2A就是氧，对紫色硫细菌则是硫，因此他推论光合作用释放的氧是来源于水而不是CO2。

第二个用实验证明光合放氧是来源于水的是英国剑桥大学的Hill，他在叶绿体悬浮液中加入适当的电子受体如铁氰化钾，在照光时，则可在没有CO2还原的情况下释放氧。

真正证明光合作用释放的氧是来源于水的是Kamen和Ruben，他们将绿色细胞放在含18O2的水中，照光时释放的氧是18O2、而不与CO2中的氧相同，如果用18O2的CO2和普通的水进行光合试验，则释放的氧不是18O2，而是普通的氧，这就有力地证明光合放氧是来源于水，而不是CO2。 130、试述光对光合作用的影响。

光对光合作用的影响是多方面的。包括光强和光质，一方面影响叶绿素的生物合成，一方而影响光合速率。

光是叶绿素形成的必要条件，由原对绿素酸酯还原成叶绿素酸酯需要在光下才能进行。所以黑暗中生长的幼苗不能形成叶绿素而呈黄白色。过强的光照容易使叶绿素被光氧化破坏，对叶绿素形成也不利。实

验证明，光质对叶绿素形成有关，单色光不如全色光，单色光中又以红光最好，兰光次之，绿光最差。

光还影响叶绿体的发育，黑暗下，叶绿体发育是畸形，片层结构不发达或不能形成，见光后才能逐渐转入正常。

光影响气孔的开闭，进而影响叶片温度和CO2的吸收．

光是光合作用能量的来源，没有光，同化力（ATP和NADPH＋H+）不能形成，就不能同化CO2；除光强外，光质也影响光合速率。例如菜豆在红光下光合速率最快，兰光次之，绿光最差。水稻表现为兰光最好，红光次之，绿光最差。

131、扼要叙述光呼吸过程中乙醇酸的来源。

乙醇酸主要是通过RuBp羧化酶一加氧酶的作用而形成，该酶有双重催化功能：即可催化RuBp的羧化反应，也可催化RuBp的加氧反应。当环境中O2分压高，CO2分压低时，此酶进行加氧反应，生成3—PGA和磷酸乙醇酸，反应如下：

RuBpO2,Mg2?RuBP加氧酶?3?PGA+磷酸乙醇酸

?H2O磷酸乙醇酸?pi?乙醇酸

此外，也可通过光合碳循环中转酮酶的作用形成少量乙醇酸。

132、在一项试验中要比较两个处理的叶绿素含量。试简述叶绿素的提取和测定方法。要尽量减少试验误差，在提取及测定时，主要应注意哪些问题？

取两个处理的新鲜叶片剪碎，称重（0.5克），一份测干重，一份置研钵中，加少量碳酸钙和石英砂以及丙酮磨提取，过滤至容量瓶，定容。用分光光度计分别在波长645、663和652nm下测定光密度，以80%丙酮为空白对照。按公式计算叶绿素a、b含量和总量。测定时，注意取样一致，称量准确，色素提取干净，比色时浓度在光密度（OD值）0.05~0.5nm范围内，并且最好用751分光光度计测定，才能减少试验误差。

134、何谓光合作用？用什么简便方法证明光合作用的存在。

光合作用是绿色植物吸收日光能，将CO2和H2O同化为有机化合物并释放氧气的过程。光合产物主要是碳水化合物，故可用下式来表示：

CO2?H2O光绿色植物(CH2O)?12O2?

依据这一原理，可以用下列简便方法证明植物在光下的光合作用。

（1）用水生植物如金鱼藻，切断茎，切口向上，置于光下，则可见切口处有气泡放出，放出的气泡就是氧气，而在暗中则没有气泡的发生。

（2）将陆生植物叶片制成小圆片，放入水中通过减压抽气使其下沉，再放入约含1%的碳酸氢钠溶液中，置于直射光下，则小圆片很快就上浮，小圆片上有很多小气泡，是光合作用释放的氧，而在暗中则小圆片不上浮。

（3）有些在光下累积淀粉的植物叶片，可用剪有一定形状空洞的黑纸，夹在预先在暗处放置约两天的植物叶片上，放于直射光下，2小时后，剪下叶片，除去黑纸，用乙醇脱色后放入碘液中，则可见未被黑纸遮盖的部分变为兰黑色，证明有淀粉存在，而未爆光处则不变色。 135、试用化学渗透学说解释光合电子传递与磷酸化相偶联的机理。

光合磷酸化是在光合膜上进行的，光合膜上的光系统吸收光能后，启动电子在光合膜上传递。电子传递过程中，质子通过PQ穿梭被泵入类囊体腔内，同时水的光解也在膜内侧释放出质子，因而形成了跨膜的质子梯度差和电位差，即膜内腔电位较正而外侧较负，两者合称为质子动力势差（△PMF）。按照P.Mitchell

的化学渗透学说，光合电子传递所形成的质子动力势是光合磷酸化的动力，质子有从高浓度的内侧反回到低浓度外侧的趋势，当通过偶联因子复合物（CF1—F0）反回到外侧时，释放出的能量被偶联因子捕获，使ADP和无机磷形成ATP。这一学说已经获得越来越多的实验的证实和支持。 136、根据光合作用碳素同化途径的不同，可以将高等植物分为哪三个类群？它们主

根据光合作用碳同化途径的不同，可以将高等植物区分为三个类群，即C3途径（卡尔文循环或光合碳循环）、C4—二羧酸途径及景天酸代谢途径。

C3途径是光合碳循环的基本途径，CO2的接受体为RuBp，在RuBp羧化酶催化下，形成两分子三碳化合物3－PGA。

C4途径是六十年代中期在玉米、甘蔗、高梁等作物上发现的另一代谢途径。CO2与PEP在PEP羧化酶作用下，形成草酰乙酸，进而形成苹果酸或天冬氨酸等四碳化合物。

景天酸代谢途径又称CAM途径。光合器官为肉质或多浆的叶片，有的退化为茎或叶柄。其特点是气孔昼闭夜开。夜晚孔开放时，CO2进入叶肉细胞，在PEP羧化酶作用下，将CO2与PEP羧化为草酰乙酸，还原成苹果酸，贮藏在液泡中。白天光照下再脱羧参与卡尔文循环。

137、用同位素示踪法研究光合作用。被试植物先在1% CO2中进行光合作用，而后将CO2浓度降到0.003%。测得14C标记的3—磷酸甘油酸（PGA）和核酮糖二磷酸（RuBP）含量的变化如图6.3所示。从这项研究中能引出什么结论？

这项研究表明，PGA是RuBP羧化的产物，所以CO2浓度降低时，PGA减少。同时也说明已经产生的PGA还能转变成RuBP，否则RuBP的含量不会增加。 138、植物体内水分亏缺使光合速率减弱的原因何在？

（1）水分亏缺常导致叶片萎蔫，不能保持叶片正常状态。保卫细胞膨压降低，气孔关闭，CO2从叶表面透过气孔扩散到叶内气室及细胞间隙受阻，CO2吸收标减少，影响光合速率。

（2）水分亏缺，气孔关闭，蒸腾减弱，叶温升高，从而降低酶活性和破坏叶绿素，使光合速率降低． （3）水分亏缺时，植物呼吸反常增强。

（4）水分亏缺时，影响蛋白质的水合度，从而影响蛋白质分子结构及排列以及酶系统的空间构型，从而影响光合速率。

（5）缺水时，影响叶片内光合原料供应和光合产物运输。

（6）水分亏缺，植株生长矮小，影响光合面积，从而影响光合速率． 由此可见，保证水分的正常供应，才有利于提高光合速率和作物产量。

139、假定同化1mol的CO2为碳水化合物，实际吸收5mol的650nm的红光量子和5mol的400nm的紫光量子，已知1mol的葡萄糖所含能量为686千卡，求光合作用的能量转化效率。

1）1mol的CO2可同化为1/6mol的葡萄糖，其固定的能量=686÷6=114千卡

2）5mol的650nm的红光量子和5mol的400nm的紫光量子所含能量可从下式求得。

E?NhV?NhC??28600?千卡/爱因斯坦

（1mol=1爱因斯坦） 式中E——能量 λ——波长 5mol的650nm的红光量子为： E=28600×5/650=220千卡

和5mol的400nm的紫光量子所含能量为：

28600?5E=

400=357千卡

3）光合作用的能量转化效率

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