第二章、植物的水分生理
（一） 名次解释
自由水：不被胶体颗粒或渗透物质亲水基团所吸引或引力很小，可以自由移动的水分，称为自由水。
束缚水：凡是被植物细胞的胶体颗粒或者渗透物质亲水基团（如—COOH、—OH、—NH2）所吸引，且紧紧被束缚在其周围、不能自由移动的水分，称为束缚水。
扩散：是物质分子（包括气体分子、水分子、溶质分子）从一点到另一点的运动，即分子从较高化学势区域向较低化学势区域的随机的累进的运动。 渗透作用：水分从水势高的系统通过选择透性膜向水势低的系统移动的现象就称为渗透作用。 自由能：根据热力学原理，系统中物质的总能量可分为束缚能和自由能，束缚能是不能用于做功的能量，而自由能是在恒温、恒压条件下能够做最大有用功（非膨胀功）的那部分能量。 化学势：在物理化学中，化学势常被用来描述体系中组分发生化学反应的“本领”及转移的潜在能力。 水势：偏摩尔体积的水在一个系统中的化学势与纯水在相同温度、压力下的化学势之间的差，可以用公式表示为：
μ???μ0??μ????
ψ??==
??????,????,??
渗透势（溶质势）:由于溶质的存在而使水势降低的值称为溶质势，或渗透势。
压力势:由于细胞壁压力的存在而引起的细胞水势增加的值称为压力势，ψp，其为正值。 衬质势:处于分生区的细胞和风干种子细胞其中心液泡尚未形成，其水势组分即衬质势，ψm，其是细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水的束缚（吸引）而引起的水势降低值。
电化学势：像离子这样的带电粒子，除受浓度梯度的作用外，还要受电力的驱动，这两种力合称电化学势。 水通道蛋白：水通道蛋白是一类具有专一选择性、高效转运水分的跨膜内在蛋白或通道蛋白的总称
偏摩尔体积:是指在恒温、恒压，其他组分浓度不变的情况下，混合体系中1mol该物质所占据的有效体积。
吸胀作用：因吸胀力的存在而吸收水分子的作用称为吸胀作用。
蒸腾作用：植物体内的水分以气态方式从植物体的表面向外界散失的过程。 蒸腾比率：植物每消耗1kg水所产生干物质的质量（g），或者说，植物在一定时间内干物质的积累量与同期所消耗的水量之比称为蒸腾效率或蒸腾比率。
蒸腾速率：植物在单位时间内，单位叶面积通过蒸腾作用所散失的水量称为蒸腾速率，又称蒸腾强度。
根压：由于植物根系生理活动而促使液流从根部上升的压力。（植物中由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的一种压力，这就是根压。） 小孔律：我们将气孔通过多孔表面的扩散速率不与小孔面积成正比，而与小孔的周长成正比的这一规律称为小孔扩散率。 蒸腾系数（需水量）：植物制造1克干物质所消耗的水量（g）称为蒸腾系数，或需水量，它是蒸腾效率的倒数。
蒸腾作用：植物体内的水分以气态方式从植物体的表面向外界散失的过程。 水分临界期：植物对水分不足最敏感、最易受害的时期称为作物的水分临界期。 内聚力：相同分子之间存在着相互吸引的力量，称为内聚力。
内聚力学说：水分子的内聚力可达30MP以上，水柱的张力比水分子的内聚力小，为0.5~3.0MP；同时水分子与导管内纤维素分子之间还有附着力，所以，导管或管胞中的水流可成为连续的水柱。 节水农业：是在农业生产过程中充分利用水资源，利用各种措施和技术，选用适当作物品种，从而提高水分利用率和生产效率，并创造出有利于农业可持续发展的生态环境的一种现代农业生产体系。
水分平衡：一般把植物吸水、用水、失水三者的动态关系称为水分平衡。
（二） 写出下列符号的中文名称 μw:水的化学势 ψm:衬质势 ψw:水势 ψs:溶质势 ψp:压力势 ψπ:渗透势
（三） 问答题
1.如何理解农业生产“有收无收在于水”这句话？
答：水是生命的源泉，是植物重要的生存条件之一。植物的一切正常生命活动都只有在水环境中才能进行，否则植物的生长发育就会受到阻碍，甚至死亡。 水对农业生产具有重要性。通过合理灌溉可以满足作物生长发育对水分的需要，同时为作物提供良好的生态环境，这对实现农作物的高产优质，水分的高效利用，减轻病害发生都有重要意义。
2.植物细胞和土壤溶液水势的组成有何异同点？
答：与细胞的水势相似，土壤水势也由两个组分构成，即溶质势和压力势，通常土壤溶液的浓度很低，因此溶质势较高，约为-0.01Mp。细胞水势多了重力势和衬质势。 3.一个细胞放在纯水中其水势与体积如何变化？
答：如果把细胞放到纯水中，细胞吸水，压力势随之增高；随着细胞含水量的增加，细胞液浓度降低，溶质势增高，水势也随着增高，细胞吸水能力下降；当细胞吸水答紧张状态，细胞体积最大，水势=0，压力势与溶质势等量相反。
4.植物体内水分存在的形式与植物代谢强弱、抗逆性有何关系？
答：随着植株或细胞环境变化时，自由水/束缚水比值也相应改变。自由水能起溶剂作用，可以直接参与植物的生理过程和生化过程和生化反应；而束缚水不能起溶剂的作用，不参与这些过程。因此，自由水/束缚水比值较高时，植物代谢活跃，生长较快，抗逆性较差；反之，代谢活性低、生长缓慢，但抗逆性较强。 5.质壁分离及复原在植物生理学上有何意义？
答：①.判定细胞是否存活；②.测定细胞的渗透势；
③.观察物质透过原生质层的难易程度。 6.试述气孔运动的机制及其影响因素。
答：4种假说：①.淀粉与糖转化学说：在光下，光合作用消耗CO2；在黑暗中，光合作用停止呼吸作用仍进行，CO2累积。 ②.K+累积学说：在光下，保卫细胞叶绿体通过光合磷酸化合成ATP，活化了质膜H+-ATP酶，使K+主动吸收到保卫细胞中，K+浓度增高引起渗透势下降，水势降低，促进保卫细胞吸水，气孔张开。
③.苹果酸代谢学说：保卫细胞内淀粉和苹果酸之间存在一定的数量关系，即淀粉、苹果酸与气孔开闭有关，与糖无关。
AQP:水孔蛋白 RDI:调亏灌溉
④.玉米黄素假说：保卫细胞中玉米黄素可能作为蓝光反应的受体，参与气孔运动的调控。 影响因素：
CO2、光、温度、水分、风、植物激素。 7.哪些因素影响植物吸水和蒸腾作用？ 答：蒸腾速率=
扩散力扩散阻力
=
pL?parL+rA
凡是能改变水蒸气分子的扩散力或扩散阻力的因素，都可对蒸腾作用产生影响。 内部因素：
①.气孔的构造特征是影响气孔蒸腾的主要因素；
②.叶片内部面积增大，细胞壁的水分变成水蒸气的面积就增大，细胞间隙充满水蒸气，叶片内外蒸汽压差大，有利于蒸腾。 外界因素：
①.光照：光照对蒸腾起决定性作用； ②.大气湿度：当大气相对湿度增大时，大气蒸汽压也增大，叶片外蒸汽压差变小，
蒸腾减弱，反之蒸腾加强；
③.大气温度：
④.风：微风可以让蒸腾速率加快，强风使蒸腾速率减弱； ⑤.土壤条件：植物地上蒸腾与根系的吸水有密切的关系。
8.试述水分进出植物体的途径和动力。 答：土壤水→根毛→根皮层→根中柱鞘→根导管→茎导管→叶柄导管→叶脉导管→叶肉细胞→叶肉细胞间隙→气孔下腔→气孔→大气中。
动力主要是植物顶端产生的负压力（蒸腾拉力）拉动水向上运动，其次是根部产生的正压力（根压）可以压迫水分向上运动。
9.怎样维持植物的水分平衡，原理如何？
答：一般把植物吸水、用水、失水三者的动态平衡关系叫做水分平衡。 10.如何区别主动吸水与被动吸水？
答：由于吸水的动力依赖于叶的蒸腾作用，故把这种吸水称为根的被动吸水；以根压为动力引起的根系吸水过程，称为主动吸水。
11.合理灌溉在节水农业中意义如何，如何才能做到合理灌溉？
答：发展节水农业对促进水资源持续利用和农业持续发展有重要意义。
第三章、植物的矿质营养
（一）名词解释
矿质营养：植物对矿质元素的吸收、转运、同化利用。 溶液培养法：又称水培法或营养液法，即在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法。
植物必须元素：指对植物生长发育不可缺少的、不可替代的、生理作用直接的元素。
有益元素：在植物体内，有些矿质元素并不是植物所必须的，但它们对某些植物的生长发育或生长发育的某些环节有积极的影响，这些元素称为有益元素或者有利元素。
稀土元素：原子序数为57~71的镧系元素（La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu），以及化学性质与镧系相近的（Sc Y）共17种元素统称为稀土元素。 电化学势梯度：不带电荷的溶质的转移取决于溶质在细胞膜两侧的浓度梯度，而浓度梯度决定着溶质的化学势；带电荷的溶质跨膜转移则是由膜两侧的电势梯度和化学势梯度共同决定的。电化学势梯度是电势梯度和化学梯度的合称。
易化扩散：是溶质通过膜转运蛋白顺浓度梯度或电化学势梯度进行的跨膜转运。 主动吸收：是指植物细胞利用代谢能量逆电化学势梯度吸收矿物质的过程。 被动吸收：是指细胞对矿质元素的吸收不需要代谢能量直接参与，离子顺着电化学势梯度较高的区域向其较低的区域扩散。 胞饮作用：细胞可通过质膜吸附物质并进一步通过膜的内陷而将物质转移到胞内，或进一步运送到液泡内，这种物质吸收方式称为胞饮作用。 膜传递蛋白：参与易化扩散的膜转运蛋白有通道蛋白和载体蛋白，两者统称为传递蛋白或转运。 质子泵：主要有在细胞膜上的H+-ATP酶、液泡膜H+-ATP酶、线粒体H+-ATP酶和叶绿体H+-ATP酶等等。
质子动力势：H+-ATP酶的主要功能是催化水解ATP，同时将细胞质中的H+泵至细胞外，使细胞外侧的H+浓度增加。形成跨膜H+电化学势梯度，即pH梯度（ΔpH）和电位差（Δψ），两者合称为质子电化学势梯度（ΔμH+），也称质子动力（PMF）。
同向转运：由H+-ATP酶所建立的跨膜电化学势梯度驱动其他无机离子或者小分子有机物的跨膜转运过程，称为次级主动运输（共向转运）。
单盐毒害：将植物培养在单一盐溶液中（即溶液只含有一种金属离子），不就植株就会呈现不正常状态，最终死亡，这种现象称为单盐毒害。 离子对抗：在单盐溶液中若加入少量含其他金属离子的盐类，单盐毒害现象就会减弱或者消除，离子间的这种作用称为离子对抗或离子颉颃。
平衡溶液：植物只有在含有适当比例的、按一定浓度配成的多盐溶液中才能正常生长发育，这种溶液称为平衡溶液。
交换吸附：根部细胞在吸收离子的过程中，同时进行着离子的吸附与解吸附，由于细胞吸附离子具有交换性质，总有一部分离子被其他离子所置换，这一现象称为交换吸附。
表观自由空间：自由空间（质外体）是指植物体内由细胞壁、细胞间隙、导管等所构成的允许矿质元素、水分和气体自由扩散的非细胞质开发性连续体系。表观自由空间（AFS）系自由空间占组织总体积的百分比，可通过对外液和进入组织自由空间的溶质数的测定加以推算，一般AFS为5%~20%。
根外营养：植物通过根系以外的地上部分吸收矿质元素的过程称为根外营养。
+
生物固氮：就是某些微生物把大气中的游离氮转化为含氮化合物（NH3或NH4）的过程。 诱导酶：硝酸还原酶是一种诱导酶（适应酶），植物在缺乏诱导条件时不含有某种酶，在特定诱导物的诱导下，可以产生这种酶，这种现象称为酶的诱导形成（或适应形成），所产生的酶称为诱导酶或适应酶。