第一章水分生理習題
一、名詞解釋
1.自由水2.束縛水 3.水勢4.壓力勢5.滲透勢
6.襯質勢7.滲透作用8.水通道蛋白 9.根壓 10.吐水現象
二、填空題
1. 植物散失水分的方式有種，即和 。
2. 植物細胞吸水的三種方式是 、 和 。
3. 植物根系吸水的兩種方式是和 。前者的動力是 ，後者的動力是 。
4. 設甲乙兩個相鄰細胞，甲細胞的滲透勢為 - 16 × 10 5 pa ，壓力勢為 9 × 10 5 pa ，乙細胞的滲透勢為 - 13 × 10 5 pa ，壓力勢為 9 × 10 5 pa ，水應從細胞流向細胞，因為甲細胞的水勢是 ，乙細胞的水勢是 。
5. 某種植物每製造 10 克乾物質需消耗水分 5000 克，其蒸騰係數為 ，蒸騰效率為 。
6. 把成熟的植物生活細胞放在高水勢溶液中細胞表現 ，放在低水勢溶液中細胞表現 ，放在等水勢溶液中細胞表現 。
7. 寫出下列吸水過程中水勢的組分
吸脹吸水，ψ w = ；滲透吸水，ψ w = ；
乾燥種子吸水，ψ w = ；分生組織細胞吸水，ψ w = ；
乙個典型細胞水勢組分，ψ w = ；成長植株吸水，ψ w = 。
8. 當細胞處於初始質壁分離時，ψ p = ，ψ w = ；當細胞充分吸水完全膨脹時，ψ p = ，ψ w = ；在初始質壁分離與細胞充分吸水膨脹之間，隨著細胞吸水，ψ s ，ψ p ，ψ w 。
9. 蒸騰作用的途徑有 、 和 。
10. 細胞內水分存在狀態有和 。
三、選擇題
（ ）1. 有一充分飽和細胞，將其放入比細胞濃度低 10 倍的溶液中，則細胞體積
a.不變 b.變小 c.變大 d.不一定
（ ）2. 將乙個生活細胞放入與其滲透勢相等的糖溶液中，則會發生
a. 細胞吸水 b.細胞失水 c.細胞既不吸水也不失水 d.既可能失水也可能保持動態平衡
（ ）3. 已形成液泡的成熟細胞，其襯質勢通常忽略不計，原因是
a.襯質勢不存在b.襯質勢等於壓力勢 c.襯質勢絕對值很大d.襯質勢絕對值很小
（ ） 4. 在萌發條件下、蒼耳的不休眠種子開始 4 小時的吸水是屬於
a.吸脹吸水 b.代謝性吸水 c.滲透性吸水 d.上述三種吸水都存在
（ ）5. 水分在根及葉的活細胞間傳導的方向決定於
a.細胞液的濃度 b.相鄰活細胞的滲透勢大小
c.相鄰活細胞的水勢梯度 d.活細胞壓力勢的高低
（ ）7. 一般說來，越冬作物細胞中自由水與束縛水的比值
a. 大於 1 b.小於 1 c.等於 1d.等於零
（ ）9. 植物的水分臨界期是指
a.植物需水量多的時期 b.植物對水分利用率最高的時期
c.植物對水分缺乏最敏感的時期 d.植物對水分的需求由低到高的轉折時期
（ ）10. 用小液流法測定植物組織水勢時，觀察到小液滴下降觀象，這說明
a.植物組織水勢等於外界溶液水勢。 b.植物組織水勢高於外界溶液水勢。
c.植物組織水勢低於外界溶液水勢。 d.無法判斷。
四、問答題
1.試述氣孔開閉機理。
2.植物氣孔蒸騰是如何受光、溫度、 co 2 濃度調節的 ?
3.植物受澇害後，葉片萎蔫或變黃的原因是什麼？
4.化肥施用過多為什麼會產生「燒苗」現象？
5.舉例說明植物存在主動吸水和被動吸水。
參***
一、名詞解釋
1.自由水指未與細胞組分相結合能自由活動的水。
2.束縛水亦稱結合水，指與細胞組分緊密結合而不能自由活動的水。
3.水勢每偏摩爾體積水的化學勢差。用ψ w 表示，單位 mpa 。
ψ w ＝ (μ w -μ w o )/v w ， m ，即水勢為體系中水的化學勢與處於等溫、等壓條件下純水的化學勢之差，再除以水的偏摩爾體積的商。用兩地間的水勢差可判別它們間水流的方向和限度，即水分總是從水勢高處流向水勢低處，直到兩處水勢差為 o 為止。
4.壓力勢是由細胞壁的伸縮性對細胞內含物所產生的靜水壓而引起的水勢增加值。 一般為正值，用 ψ p 表示。
5.滲透勢亦稱溶質勢，是由於溶液中溶質顆粒的存在而引起的水勢降低值。 用 ψ s 表示 , 一般為負值。
6.襯質勢由於細胞親水性物質和毛細管對自由水束縛而引起的水勢降低值。 用 ψ m 表示，一般為負值。
7.滲透作用水分通過半透膜從水勢高的區域向水勢低的區域運轉的作用。
8.水通道蛋白亦稱為水孔蛋白，是存在於生物膜上的具有專一性通透水分功能的內在蛋白。
9.根壓由於根系的生理活動而使液流從根部上公升的壓力。
10.吐水現象未受傷的植物如果處於土壤水分充足，空氣濕潤的環境中，在葉的尖端或者葉的邊緣向外溢位水滴的現象。
二、填空題
1. 兩，蒸騰作用，吐水
2. 吸脹吸水，滲透性吸水，代謝性吸水
3. 主動吸水，被動吸水，根壓，蒸騰拉力
4. 乙，甲，﹣ 7 × 10 5 pa ，﹣ 4 × 10 5 pa
5. 500 克， 2 克
6. 吸水，排水，吸、排水速度相等
7. ψ m ，ψ s + ψ p ，ψ m ，ψ m ，ψ s + ψ p + ψ m ，ψ s + ψ p
8. 0 ，ψ s ， - ψ s ， 0 ，公升高，公升高，公升高
9. 氣孔蒸騰，角質層蒸騰，皮孔蒸騰
10. 自由水，束縛水
三、選擇題
1. b 2. d3. d 4. a 5. c 6. b 7. c 8. c
四、問答題
1.試述氣孔開閉機理。
答：（ 1 ）無機離子幫浦學說又稱 k + 幫浦假說。在光下， k + 由表皮細胞和副衛細胞進入保衛細胞，保衛細胞中 k + 濃度顯著增加，溶質勢降低，引起水分進入保衛細胞，氣孔就張開；暗中， k + 由保衛細胞進入副衛細胞和表皮細胞，使保衛細胞水勢公升高而失水，造成氣孔關閉。
這是因為保衛細胞質膜上存在著 h + -atp 酶，它被光啟用後能水解保衛細胞中由氧化磷酸化或光合磷酸化生成的 atp ，並將 h + 從保衛細胞分泌到周圍細胞中，使得保衛細胞的 ph 公升高，質膜內側的電勢變低，周圍細胞的 ph 降低，質膜外側電勢公升高，膜內外的質子動力勢驅動 k + 從周圍細胞經過位於保衛細胞質膜上的內向 k + 通道進入保衛細胞，引發氣孔開張。
（ 2 ）蘋果酸代謝學說在光下，保衛細胞內的部分 co 2 被利用時， ph 上公升至 8.0 ～ 8.5 ，從而活化了 pep 羧化酶， pep 羧化酶可催化由澱粉降解產生的 pep 與 hco 3 - 結合，形成草醯乙酸，並進一步被 nadph 還原為蘋果酸。
蘋果酸解離為 2h + 和蘋果酸根，在 h + /k + 幫浦的驅使下， h + 與 k + 交換，保衛細胞內 k + 濃度增加，水勢降低；蘋果酸根進入液泡和 cl ﹣ 共同與 k + 在電學上保持平衡。同時，蘋果酸的存在還可降低水勢，促使保衛細胞吸水，氣孔張開。當葉片由光下轉入暗處時，該過程逆轉。
2.植物氣孔蒸騰是如何受光、溫度、 co 2 濃度調節的 ?
答：（ 1 ）光光是氣孔運動的主要調節因素。光促進氣孔開啟的效應有兩種，一種是通過光合作用發生的間接效應；另一種是通過光受體感受光訊號而發生的直接效應。
光對蒸騰作用的影響首先是引起氣孔的開放，減少內部阻力，從而增強蒸騰作用；其次，光可以提高大氣與葉片溫度，增加葉內外蒸氣壓差，加快蒸騰速率。
（ 2 ）溫度氣孔運動是與酶促反應有關的生理過程，因而溫度對蒸騰速率影響很大。當大氣溫度公升高時，葉溫比氣溫高出 2 ～ 10 ℃，因而，氣孔下腔蒸氣壓的增加大於空氣蒸氣壓的增加，這樣葉內外蒸氣壓差加大，蒸騰加強。當氣溫過高時，葉片過度失水，氣孔就會關閉，從而使蒸騰減弱。
（ 3 ） co 2 對氣孔運動影響很大，低濃度 co 2 促進氣孔張開，高濃度 co 2 能使氣孔迅速關閉（無論光下或暗中都是如此）。
在高濃度 co 2 下，氣孔關閉可能的原因是：
① 高濃度 co 2 會使質膜透性增加，導致 k + 洩漏，消除質膜內外的溶質勢梯度。
② co 2 使細胞內酸化，影響跨膜質子濃度差的建立。因此， co 2 濃度高時，會抑制氣孔蒸騰。
3.植物受澇害後，葉片萎蔫或變黃的原因是什麼？
答：植物受澇反而表現出缺水現象，如萎蔫或變黃，是由於土壤中充滿水，缺少氧氣，短時間內可使細胞呼吸減弱，主動吸水受到影響。長時間受澇，會導致根部無氧呼吸，產生和積累較多的酒精，使根系中毒受傷吸水因難，致使葉片萎蔫變黃，甚至引起植株死亡。
4.化肥施用過多為什麼會產生「燒苗」現象？
答：當化肥施用過多時，造成土壤溶液水勢降低幅度較大，以致根系細胞的水勢高於土壤溶液水勢，導致根細胞不但不能從土壤中吸水，反而細胞內水分還要外滲至土壤中，因此產生「燒苗」現象。
5.舉例說明植物存在主動吸水和被動吸水。
答：（ 1 ）可用傷流現象證明植物存在主動吸水。如將生長中的幼嫩向日葵莖，靠地面 5cm 處切斷，過一定時間可看到有液體從莖切口流出。
這一現象的發生，完全是由於根系生理活動所產生的根壓，促使液流上公升並溢位而造成，與地上部分無關。（亦可用吐水現象證明）。
（ 2 ）可用帶有葉片但將根去掉的枝條（或用高溫、毒劑殺死根系）吸水證明植物存在被動吸水。將帶有葉片但將根去掉的枝條插入瓶中，可保持幾天枝葉不萎蔫，說明靠葉片蒸騰作用產生的蒸騰拉力，能將水分被動吸入枝條並上運，是與植物根系無關的被動吸水過程。
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