第一章 植物的水分代谢
一、名词解释
1．自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。 2．束缚水：靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水分。
3．渗透作用: 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。 4．水势（?w）：每偏摩尔体积水的化学势差。符号：?w。
5．渗透势（??）：由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值，符号??。用负值表示。亦称溶质势（?s）。 6．压力势（?p）：由于细胞壁压力的存在而增加的水势值。一般为正值。符号?p。初始质壁分离时，?p为0，剧烈蒸腾时，?p会呈负值。
7．衬质势（?m）：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?m 。 8．吸涨作用：亲水胶体吸水膨胀的现象。
9．代谢性吸水：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．蒸腾作用：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。 11．根压：植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。
12．蒸腾拉力：由于蒸腾作用产主的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。
13．蒸腾速率：又称蒸腾强度，指植物在单位时间内，单位面积通过蒸腾作用而散失的水分量。（g／dm2·h） 14．蒸腾比率：植物每消耗l公斤水时所形成的干物质重量（克）。
15．蒸腾系数：植物制造 1克干物质所需的水分量（克），又称为需水量。它是蒸腾比率的倒致。 16．内聚力学说：又称蒸腾流-内聚力-张力学说。即以水分的内聚力解释水分沿导管上升原因的学说。
二、填空题
1．植物细胞吸水有 、 和 三种方式。渗透性吸水 吸涨吸水 代谢性吸水 2．植物散失水分的方式有 和 。蒸腾作用 吐水 3．植物细胞内水分存在的状态有 和 。自由水 束缚水 4．植物细胞原生质的胶体状态有两种，即 和 。凝胶 溶胶
5．一个典型的细胞的水势等于 ；具有液泡的细胞的水势等于 ； 形成液泡后，细胞主要靠 吸水；干种子细胞的水势等于 。
?? + ?p + ?m； 渗透性 ?p + ?m； 吸涨作用 ?m
6．植物根系吸水方式有： 和 。主动吸水 被动吸水
1
7．根系吸收水的动力有两种： 和 。根压 蒸腾拉力 8．证明根压存在的证据有 和 。吐水 伤流
9．叶片的蒸腾作用有两种方式： 和 。角质蒸腾 气孔蒸腾
10．某植物制造1克干物质需消耗水400克，则其蒸腾系数为 ；蒸腾效率为 。400 2.5克 /公斤 11．影响蒸腾作用的环境因子主要是 、 、 和 。光 温度 CO2 12．C3植物的蒸腾系数比C4植物 。大
13．可以比较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标主要有： 、 、 和 。
叶片相对合水量 叶片渗透势 水势 气孔阻力或开度
14．目前认为水分沿导管或管胞上升的动力是 和 。根压 蒸腾拉力
三、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．水具有高汽化热 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，则细胞体积：（ A．变大 B．变小 C．不变
4．风和日丽的情况下,植物叶片在早上、中午和傍晚的水势变化趋势是( )。 A．低?高?低 B．高?低?高 C．低?低?高 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．吸涨作用 7．风干种子的萌发吸水靠（ ）
A．代谢作用 B．吸涨作用 C．渗透作用 8．在同温同压条件下，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．在气孔张开时，水蒸汽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
）。 2
10．蒸腾作用快慢，主要决定于（ ）
A．叶内外蒸汽压差大小 B．叶片的气孔大小 C．叶面积大小 11．植物的保卫细胞中的水势变化与下列无机离子有关：（ ） A．Ca B．K C．Cl
12．植物的保卫细胞中的水势变化与下列有机物质有关：（ ） A．糖 B．脂肪酸 C．苹果酸 13．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 C．根毛区 14．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．C02浓度过高 15．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．需水最少的时期 16．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
1．C 2．B 3．B 4．A 5．C 6．C 7. B 8．B 9．A 10. B、C 11．A、C 12．C 13. A、C 14．A 15．C 四、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．种子吸涨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．相邻两细胞间水分的移动方向，决定于两细胞间的水势差。（ ）（?）
6．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。（ ） 7．通过气孔扩散的水蒸气分子的扩散速率与气孔的面积成正比。（ ）（?） 8．空气相对湿度增大，空气蒸汽压增大，蒸腾加强。（ ）
9．低浓度的C02促进气孔关闭，高浓度C02促进气孔迅速张开。（ ）
10．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。（ ）
1．（?） 2．（?）每偏摩尔体积水的 3. （?）不需 4．（?）低于 5.（ ? ） 6.（?）与小孔的边缘（周长）成正比 7．（?） 8. （?）蒸腾减弱 9.（?）促进气孔张开 促进气孔迅速关闭 10.（?）水势下降
+
-2+
+
-
3
五、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？
水分子是极性分子，可与纤维素、蛋白质分子相结合。水分子具有高比热，可在环境温度变化较大的条件下，植物体温仍相当稳定。水分子还有较高的气化热，使植物在烈日照射下，通过蒸腾作用散失水分就可降低体温，不易受高温为害。水分子是植物体内很好的溶剂，可与含有亲水基团的物质结合形成亲水胶体，水还具有很大的表面张力，产主吸附作用，并借毛细管力进行 运动。
2．简述水分的植物生理生态作用。
（1）水是细胞原生质的主要组成成分； （2）水分是重要代谢过程的反应物质和产物； （3）细胞分裂及伸长都需要水分；
（4）水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的一种良好溶剂； （5）水分能便植物保持固有的姿态；
（6）可以通过水的理化特性以调节植物周围的大气湿度、温度等。对维持植物体温稳定和降低体温也有重要作用。
3．植物体内水分存在的状态与代谢关系如何？
植物体中水分的存在状态与代谢关系极为密切，并且与抗往有关，一般来说，束缚水不参与植物的代谢反应，在植物某些细胞和器官主要含束缚水时，则其代谢活动非常微弱，如越冬植物的休眠和干燥种子，仅以极弱的代谢维持生命活动，但其抗性却明显增强，能渡过不良的逆境条件，而自由水主要参与植物体内的各种代谢反应，含量多少还影响代谢强度，含量越高，代谢越旺盛，因此常以自由水／束缚水的比值作为衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。 4．水分代谢包括哪些过程？
植物从环境中不断地吸收水分，以满足正常的生命活动的需要。但是，植物又不可避免地要丢失大量水分到环境中去。具体而言，植物水分代谢可包括三个过程：（1）水分的吸收；（2）水分在植物体内的运输；（3）水分的排出。 5．利用质壁分离现象可以解决哪些问题？
（1）说明原生质层是半透膜。（2）判断细胞死活。只有活细胞的原生质层才是半透膜，才有质壁分离现象，如细胞死亡，则不能产主质壁分窝现象。（3）测定细胞液的渗透势。 6．土壤温度过高对根系吸水有什么不利影响？
高温加强根的老化过程，使根的木质化部位几乎到达尖端，吸收面识减少，吸收速率下降；同时，温度过高，使酶钝化：细胞质流动缓慢甚至停止。 7．蒸腾作用有什么生理意义？
（1）是植物对水分吸收和运输的主要动力，（2）促进植物时矿物质和有机物的吸收及其在植物体内的转运。（3）能够降低叶片的温度，以免灼伤。
8．气孔开闭机理的假说有哪些？请简述之。
（1）淀粉--糖变化学说：在光照下保卫细胞进行光合作用合成可溶性糖。另外由于光合作用消耗C02，使保卫细胞pH值升高，淀粉磷酸化酶水解细胞中淀粉形成可溶性糖，细胞水势下降，当保卫细胞水势低于周围的细胞水势时，便吸水迫使气孔张开，在暗中光合作用停止，情况与上述相反，气孔关闭。
4