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2018年全国硕士研究生招生考试农学门类联考植物生理学与生物化学考点归纳与典型题（含历年真题）详解试读：
第1部分 植物生理学
第1章 植物生理学概述
1.1 考点归纳
一、植物生理学的研究内容
1．植物生理学的概念
植物生理学是研究植物生命活动规律及其与外界环境相互关系的科学。
2．植物生理学的内容
植物的生命活动是十分复杂的，它的内容大致可分为生长发育与形态建成、物质与能量代谢、信息传递与信号转导3个大方面。（1）生长发育与形态建成
①生长发育是植物生命活动的外在表现。
②生长是指增加细胞数目和扩大细胞体积而导致植物体积和质量的增加。
③发育是指细胞不断分化，形成新组织、新器官，即形态建设。（2）物质与能量代谢
①植物的物质与能量代谢过程是植物生长发育的基础。
②植物代谢包括对水分和养分的吸收和利用，糖类（碳水化合物）的合成和代谢等。（3）信息传递与信号转导
①信息传递和信号转导是植物适应环境的重要环节。
②植物生长在复杂多变的环境中，必须适应环境有规律的变化或抵抗逆境的变化，要完成这些任务，植物必须对环境的变化作出响应（“感知”）。
③植物对环境因素变化的感知到植物响应环境信号发生特定生理效应的过程中存在信息传递，植物体通过复杂的信息传递过程调控多种代谢过程。
④在单个细胞水平上的信息传递过程就是信号转导。
二、植物生理学的发展简史
植物生理学的发展可分为3个时期：
1．植物生理学的孕育时期
科学家开始用实验方法观察和验证生命过程:（1）荷兰的van Helmont进行柳条试验，探索植物生长的物质来源；（2）英国的S.Hales从理论上解释水分吸收与运转的现象；（3）荷兰的J.Ingenhousz初步建立起空气营养的观念。
2．植物生理学的奠基与成长时期（1）法国的G.Boussingault建立砂培试验法，开始以植物为对象进行研究工作；（2）德国的J.von Liebig提出化学肥料理论；（3）德国的J.von Sachs通过对植物生长、光合作用等方面的重要实验，促使植物生理学形成一个完整的体系；（4）W.Pfeffer出版了《植物生理学》，标志着植物生理学作为一门学科的诞生。
3．植物生理学的发展时期
随着20世纪科学技术的迅速发展，学科的交叉渗透，植物生理学的各个方面都有突破性的进展。如成功地进行细胞培养和组织培养，光合作用中光反应、碳反应、光呼吸的发现等。
1.2 典型题（含历年真题）详解
一、单项选择题
创立植物矿质营养学说的学者是（ ）。[2013研]
A．J．B．van Helmont
B．J．yon Liebig
C．W．W．Garner
D．C．R．Slack【答案】B【解析】19世纪，德国化学家J.von Liebig创立了植物矿质营养学说。
二、简答题
植物生理学研究的内容是什么?
答：植物生理学的研究内容大致分为生长发育与形态建成、物质与能量代谢、信息传递与信号转导3个大方面。（1）植物的生长发育是植物生命活动的外在表现。生长是指植物个体体积和重量的增加。发育是指由于细胞分化导致的新组织、新器官的出现，即形态建成，具体表现为种子萌发，根、茎、叶的生长，开花，结实，衰老，死亡等过程。（2）植物的物质与能量代谢活动包括水分和矿质营养的吸收，各种物质在植物体内的运输，无机物的同化和利用，碳水化合物的合成和转化、分解等。植物的物质与能量代谢过程是植物生长发育的基础。不同的代谢过程间存在相互联系和制约，植物体通过复杂的信息传递过程调控多种代谢过程。（3）信息传递与信号转导是植物适应环境的重要环节。植物生长在多变的环境中，必须适应环境有规律地变化才能完成其生命周期。植物对环境因素变化的响应始于植物对环境信号的感知，植物感知环境信号的部位和植物响应环境信号发生特定生理效应的部位可能是不同的，在这个过程中存在信息传递。植物体能感受环境因素变化的信号并做出相应的反应，植物内部的不同器官和细胞间、细胞内部的不同亚细胞结构间也存在频繁的信息传递过程。在单个细胞水平上的信息传递过程是细胞信号转导过程。
第2章 植物细胞生理
2.1 考点归纳
一、植物细胞概述
1．细胞的共性
细胞是生物体（病毒和噬菌体除外）结构和功能的基本单位。
细胞的共性包括：（1）相似的化学组成。
组成细胞的化学元素有：
①C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg等大量元素；
②Fe、Mn、Zn、Cu、B、Mo等微量元素。
其构成的化合物有：水，蛋白质，脂质，核酸，糖类，无机盐等。（2）具有磷脂双分子层和镶嵌蛋白组成的生物膜；（3）以DNA和RNA作为遗传和转录载体；（4）一分为二的分裂方式；（5）蛋白质合成的机器——核糖体（除个别非常特化的细胞）。
2．高等植物细胞特点（1）高等植物细胞具有叶绿体，叶绿体是植物进行光合作用的场所，而植物的光合作用是植物体内重要的生命活动过程。（2）具有细胞壁。植物的生长、发育、形态建成、物质运输、信号传递等都与细胞壁有关。（3）具有中央大液泡。液泡在细胞的水分运输、细胞生长、细胞代谢等方面具有至关重要的作用。
二、植物细胞的亚显微结构与功能
图2-1 植物细胞的亚显微结构示意图
1．植物细胞壁的组成、结构和生理功能（1）细胞壁的组成
细胞壁是由多种大分子聚合物组成的。构成细胞壁的成分中，90%左右是多糖，10%左右是蛋白质、酶类以及脂肪酸等。
①细胞壁中的多糖主要是纤维素、半纤维素和果胶质，它们是由葡萄糖、阿拉伯糖、半乳糖醛酸等聚合而成。次生细胞壁中还有大量木质素。
a．细胞壁的主要组成成分是纤维素，纤维素分子是由β（1→4）链接的D-葡萄糖组成的高分子聚合物，纤维素分子间通过大量的氢键形成相互平行排列的结构，60～70个纤维素分子形成一束，称为纤维素微纤丝。纤维素微纤丝排列组成细胞壁的基本网络构架结构，果胶质、半纤维素、木质素等填充在网络骨架中。纤维素微纤丝赋予细胞壁刚性和张力性。纤维素微纤丝沉积的方向是由质膜下的微管控制的。
b．半纤维素是由几种不同类型的单糖构成的异质多聚体，这些糖是五碳糖和六碳糖，包括木糖、阿拉伯糖和半乳糖等。构成半纤维素的糖基主要有D-木糖基、D-甘露糖基、D-葡萄糖基、D-半乳糖基、L-阿拉伯糖基、D-半乳糖醛酸基和D-葡萄糖醛酸基等，还有少量的L-鼠李糖、L-岩藻糖等。半纤维素主要分为3类，即聚木糖类、聚葡萄甘露糖类和聚半乳糖葡萄甘露糖类。半纤维素通过氢键与纤维素微纤丝连接，从而限定了相邻的纤维素微纤丝。因此，半纤维素在控制细胞扩大中起重要作用。
c．果胶质是构成高等植物细胞质的物质并使相邻近的细胞壁相连。果胶质是一大类异质多糖，包括半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖和半乳糖醛酸。果胶分子是由α（1→4）连接的D-半乳糖醛酸组成的链状分子，主要有两大类：
第一，半乳糖醛酸聚糖和鼠李半乳糖醛酸聚糖；
第二，阿拉伯半乳聚糖。
生长中的细胞细胞壁含果胶质较多，因此，细胞初生壁的含水量较高。当植物体受到病原菌侵染时，从细胞壁释放的果胶质碎片能够启动植物体的防卫反应。
d．木质素是由苯基丙烷衍生物的单体所构成的聚合物，主要分布在纤维、导管和管胞中。木质素可以增加细胞壁的抗压强度。细胞壁木质化的导管和管胞构成了木本植物坚硬的茎干，并作为水和无机盐运输的输导组织。
②细胞壁中还包括许多种类的蛋白质：
a．结构蛋白：包括富羟脯氨酸糖蛋白（HRGP）、富甘氨酸蛋白（GRP）、富脯氨酸蛋白（PRP）、富组氨酸和羟脯氨酸的糖蛋白（HHRGP）等。伸展蛋白是富羟脯氨酸蛋白中的一大类。伸展蛋白通过肽键交联构成独立的网状结构，增加了细胞壁的强度和刚性。
b．酶类：主要包括纤维素酶、多聚半乳糖醛酸酶、木葡聚糖转葡糖基酶、酸性磷酸酶、β-葡糖苷酶、β-甘露糖苷酶、蛋白激酶等。与细胞壁相关的蛋白激酶能跨越质膜，将细胞壁信号传递到细胞之中。
c．调节蛋白：如扩张蛋白、钙调素（CaM）等。扩张蛋白可以可逆地结合在细胞结晶纤维素微纤丝和其他多糖结合的交叉处，使其非共价键断裂，从而使细胞壁松弛。
图2-2 细胞壁分子组成示意图（2）细胞壁的结构
典型的细胞壁是由胞间层、初生壁及次生壁组成。细胞壁是在细胞分裂过程中形成的,先在分裂细胞之间形成胞间层，然后在胞间层的两侧形成有弹性的初生壁，有些细胞还形成坚硬的次生壁。（3）细胞壁的生理功能
①维持细胞形状，控制细胞生长；
②物质运输与信息传递：细胞壁允许离子、多糖等小分子和低分子量的蛋白质通过，而将大分子或微生物等阻于其外；
③防御与抗性：细胞壁中一些寡糖片段能诱导植保素的形成；
④其他功能：
a.细胞壁还参与植物与根瘤菌共生固氮的相互识别作用；
b.细胞壁中的多聚半乳糖醛酸酶和凝集素还可能参与了砧木和接穗嫁接过程中的识别反应。
2．植物细胞膜系统（1）生物膜
生物膜是指细胞的外周膜（质膜）和内膜系统的统称。生物膜是植物生理活动的中心所在。
①膜的特性和化学成分
a.质膜对各种物质具有选择透性。
第一，对水的透性最大，水可以自由通过；
第二，对越容易溶解于脂质的物质，透性越大。
b.生物膜的基本成分是脂质、蛋白质和糖类。
第一，脂质含量占40%～60%，主要是磷脂，它是各种膜的骨架，可以调控细胞多种功能；
第二，蛋白质含量占30%～40%，膜内蛋白质主要为糖蛋白和脂蛋白，有结构、运输及传递信息等作用；
第三，糖类占10%～20%。
②膜的结构
1972年，S.Singer和G.Nicolson提出流动镶嵌模型。
图2-3 细胞膜结构示意图
膜结构的基本特点：
a．膜是由磷脂双分子层和镶嵌的蛋白质组成；
b．磷脂分子的亲水性头部位于膜的表面，疏水性尾部在膜内部；
c．膜上蛋白质有外在蛋白和内在蛋白；
d．膜的不对称性；
e．膜的流动性。（2）内膜系统
内膜系统主要包括内质网、高尔基体、液泡以及它们形成的分泌囊泡。
①内质网
a．内质网包括粗糙型内质网（表面附着许多核糖体，是合成蛋白质的场所）和平滑型内质网（表面不存在核糖体，是合成亲脂性物质的场所）两种类型。
b．植物内质网功能：
第一，物质合成
粗糙内质网上的核糖体是蛋白质合成的场所，而光滑内质网参与糖蛋白寡链和脂类的合成；
第二，分隔作用
内质网布满了整个细胞质，将细胞质分隔成许多室，使各种细胞器均处于相对稳定的环境中，有序地进行各自的代谢活动；
第三，运输、贮藏和通讯作用
内质网形成了一个细胞内的运输和贮藏系统，还可通过胞间连丝成为细胞之间物质与信息的传递系统。
②高尔基体
a．高尔基体位于内质网和质膜之间。
b．高尔基体的功能：
第一，物质集运
蛋白质合成后输送到高尔基体暂时贮存、浓缩，然后再送到相关部位。
第二，生物大分子的装配
高尔基体也参与某些物质的合成或生物大分子的装配。
第三，参与细胞壁的形成
在植物细胞中，参与细胞板和细胞壁的形成。
第四，分泌物质
高尔基体除分泌细胞壁物质外，还分泌多种其它物质。
③液泡
a．液泡是细胞质中的泡状结构。
b．液泡的功能包括：
第一，调节功能
植物细胞利用其液泡转运营养物、代谢物和废物；
第二，类似溶酶体作用
液泡含有多种水解酶，通过吞噬作用，消化分解细胞质中的外来物或衰老的细胞器，起到清洁和再利用的作用；
第三，代谢库的功能
液泡可以有选择性地吸收和积累各种溶质，如无机盐、有机酸、氨基酸等；
第四，赋予细胞不同颜色
液泡可贮藏有花色素。
3．细胞骨架
细胞骨架是指真核细胞中的蛋白质纤维网架体系，包括微管、微丝和中间纤维等。它们都由蛋白质组成，没有膜的结构，互相联结成立体的网络，也称为细胞内的微梁系统。细胞骨架不仅在维持细胞形态,保持细胞内部结构的有序性方面起重要作用，而且还与细胞运动、物质运输、能量转换、信息传递、细胞分裂和分化、基因表达等生命活动密切相关。
图2-4 细胞骨架（1）微管
①微管由微管蛋白聚合组成，微管蛋白是由α-微管蛋白和β-微管蛋白组成的二聚体。二聚体是可延伸的、不对称的原丝。
②微管的功能包括：
a.控制细胞分裂和细胞壁的形成；
b.保持细胞形状；
c.参与细胞运动与细胞内物质运输。（2）微丝
①微丝由单体肌动蛋白聚合组成，聚合体由两条肌动蛋白丝相互螺旋盘绕排列而成，每37nm盘绕一周。
②微丝具有动态特征，而且有明显的极性，（+）端比（-）端聚合更快。
③微丝的功能包括：
a．参与胞质运动；
b．参与物质运输和细胞感应。（3）中间纤维
①中间纤维是一类柔韧性很强的蛋白质丝，其成分比微丝和微管复杂，由丝状亚基组成。
②中间纤维蛋白亚基合成后，首先形成双股超螺旋的二聚体，然后再组装成四聚体，最后组装成为圆柱状的中间纤维。
③中间纤维的功能：
a．支架作用；
b．参与细胞发育与分化。
图2-5 植物细胞微丝、中间纤维、微观结构示意图
4．胞间连丝
胞间连丝是植物细胞间质膜的管状延伸，它将植物体内大多数细胞的原生质体连成一个连续的整体，称为共质体。胞间连丝中有连丝微管通过,它是由两个细胞的光面内质网衍生而来。胞间连丝是植物细胞间物质运输和传递刺激的重要渠道。胞间连丝的大小随细胞的发育而发生变化，也受细胞膨压、细胞内钙离子浓度的调节。
图2-6 胞间连丝结构示意图
三、植物细胞信号转导
1．细胞信号转导概述
植物在整个生长过程中，受到各种内外因素的影响，这就需要植物体正确地辨别各种信息并作出相应的反应，以确保正常的生长和发育，这种信息的胞间传递和胞内转导过程称为植物体内的信号转导。
2．植物细胞信号转导途径
植物细胞对外部信号的转导过程分为3个阶段：胞外信号（环境刺激和胞间信号）感受、膜上信号转换和胞内信号转导。
图2-7 植物体内细胞信号转导途径
3．胞间信号
当环境刺激作用位点与效应位点处于植物的不同部位时，需要作用位点细胞产生信号传递给效应位点引起细胞反应，这个作用位点细胞产生的信号就是胞间信号。胞间信号是细胞信号转导过程中的初级信号，也称为第一信使。
胞间信号包括化学信号和物理信号。（1）化学信号是指细胞感受刺激后合成并传递到作用部位引起生理反应的化学物质。（2）物理信号是指细胞感受到刺激后产生的能够起传递信息作用的电信号和水力学信号。
一般认为，植物激素是植物体主要的胞间化学信号。
4．跨膜信号转导
跨膜信号转导主要指信号与细胞表面的受体结合后，通过受体将信号转导进入细胞的过程。参与跨膜信号转导的主要因子是受体和G蛋白。（1）受体
受体是指在效应器官细胞质膜上能与信号物质特异性结合，并引发产生胞内次级信号的特殊成分。受体可以是蛋白质，也可以是一个酶系。（2）G蛋白
G蛋白全称为GTP结合调节蛋白，在受体接受胞间信号分子到产生胞内信号分子之间往往要进行信号转换，通常认为是通过G蛋白偶联起来，故G蛋白又称为偶联蛋白或信号转换蛋白。
5．胞内信号转导
把由胞外刺激信号激活或抑制的、具有生理调节活性的细胞内因子称为细胞信号传导过程中的次级信号或第二信使。生物体内主要有3种重要的胞内信号系统：钙信号系统、肌醇磷脂信号系统和环腺苷酸信号系统。（1）钙信号系统
植物细胞内游离的钙离子是细胞信号转导过程中重要的第二信2+使。胞内Ca信号通过其受体钙调蛋白转导信号。植物中的钙调蛋白主要有两种：
①钙调素；
②钙依赖型蛋白激酶。（2）磷酸肌醇信号系统
以肌醇磷脂代谢为基础的细胞信号系统，是在胞外信号被膜受体接受后，以G蛋白为中介，由质膜中的磷酸脂酶C(PLC)水解PIP而产2生肌醇-1,4,5-三磷酸（IP)和二酰甘油(DG，DAG)两种信号分子，该32+系统又称双信号系统。在双信号系统中，IP通过调节Ca浓度，3DAG通过激活蛋白激酶C(PKC)来传递信息。（3）环核苷酸信号系统
cAMP信使系统调节胞内的物质代谢并且在转录水平上调节基因表达。cAMP通过激活cAMP依赖的蛋白激酶A（PKA）而对某些特异的转录因子进行磷酸化，这些因子再与被调节的基因特定部位结合，从而调控基因的转录。
2.2 典型题（含历年真题）详解
一、单项选择题
1．下列物质中，在植物细胞膜中含量最高的是（ ）。[2015研]
A．硫脂
B．磷脂
C．糖脂
D．固醇【答案】B【解析】细胞膜主要由脂类和蛋白质组成，也有少量的糖。脂类包括磷脂（如卵磷脂、脑磷脂）、糖脂、硫脂等。磷脂是构成膜脂的基本成分，占整个膜脂的50%以上；糖脂在膜脂中的含量一般在5%以下；硫脂、胆固醇在膜脂中的含量较低。因此，磷脂在植物细胞膜中含量最高。
2．磷脂酶C作用于质膜上的磷脂酰肌醇二磷酸，产生的胞内第二信使是（ ）。[2014研]
A．肌醇二磷酸和三酰甘油
B．肌醇三磷酸和二酰甘油
C．肌醇二磷酸和二酰甘油
D．肌醇三磷酸和三酰甘油【答案】B【解析】在磷脂酰肌醇信号通路中胞外信号分子与细胞表面G蛋白耦联型受体结合，激活质膜上的磷脂酶C（PLC-β），产生1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）和二酰基甘油（DG）两个第二信使，胞外信号转换为胞内信号，这一信号系统又称为“双信使系统”。
3．细胞骨架的组成成分主要是（ ）。[2013研]
A．纤维素
B．半乳糖醛酸
C．木质素
D．蛋白质【答案】D【解析】细胞骨架由3种类型的丝状体组成，即微丝、微管和中间纤维。其中微丝由单体肌动蛋白（action）聚合组成，聚合体由两条肌动蛋白丝相互螺旋盘绕排列而成。微管由微管蛋白（tubulin）聚合组成，微管蛋白是由α-微管蛋白和β-微管蛋白组成的二聚体。中间纤维与微丝、微管不同，中间纤维是由异质蛋白质组成的，但在蛋白结构上有共同点，具有相似的长度和同源的氨基酸序列。因此细胞骨架的组成成分主要是蛋白质。
4．下列蛋白质中，在酸性条件下具有促使细胞壁松弛作用的是（ ）。[2012研]
A．扩张蛋白
B．G蛋白
C．钙调蛋白
D．肌动蛋白【答案】A【解析】扩张蛋白是细胞壁上的调节蛋白，参与调节细胞壁的松弛。扩张蛋白通过可逆结合在细胞壁中纤维素微纤丝，与交联多糖结合的交叉点，催化纤维素微纤丝与交联多糖间的氢键断裂，解除细胞壁中多糖对纤维素的制约，使细胞壁松弛。
5．构成植物细胞初生壁的干物质中，含量最高的是（ ）。[2012研]
A．蛋白质
B．矿质
C．木质素
D．多糖【答案】D【解析】细胞壁是由多种大分子聚合物组成的，主要包括多糖和蛋白质，其中多糖的含量最高。细胞壁中的多糖包括纤维素、半纤维素和果胶质，其中纤维素是细胞壁的主要组成物质。
6.G-蛋白是一类具有重要生理调节功能的蛋白质，它在细胞信号转导中的作用是（ ）。[2011研]
A．作为细胞质膜上的受体感受胞外信号
B．经胞受体激活后完成信号的跨膜转换
C．作为第二信号
D．作为蛋白激酶磷酸化靶蛋白【答案】B【解析】G-蛋白在信号的跨膜转换过程中起关键作用。G-蛋白主要是细胞膜受体与其所调节的相应生理过程之间的信号转导者，它将胞间信号跨膜转换为胞内信号。
7．细胞壁果胶质水解的产物主要是（ ）。[2011研]
A．半乳糖醛酸
B．葡萄糖
C．核糖
D．果糖【答案】A【解析】细胞壁的化学组成包括纤维素、半纤维素、果胶质和多种蛋白质。果胶质是一大类异质多糖，包括半乳糖、阿拉伯糖、鼠李糖和半乳糖醛酸。果胶分子是由a-(1→4)连接的D-半乳糖醛酸组成的链状结构，其水解的产物主要为半乳糖醛酸。
8．植物细胞质膜中，含量最高的脂类物质是（ ）。[2009研]
A．硫脂
B．糖脂
C．磷脂
D．胆固醇【答案】C【解析】植物细胞质膜的主要成分是脂类和蛋白质。膜脂主要包括磷脂、糖脂和胆固醇。磷脂是构成膜脂的基本成分，占整个膜脂的50％以上；糖脂在膜脂中的含量一般在5％以下；胆固醇在膜脂中的含量较低。因此，植物细胞质膜中，含量最高的脂类物质是磷脂。
9．植物细胞中，组成微丝的蛋白质是（ ）。[2009研]
A．力蛋白
B．动蛋白
C．角蛋白
D．肌动蛋白【答案】D【解析】细胞骨架包括微丝、微管和中间纤维。微丝是由肌动蛋白聚合而成的、直径为7nm的丝状结构。力蛋白和动蛋白是依赖微管的马达蛋白，它们可以通过水解ATP沿微管运动。角蛋白是中间纤维的重要组分。因此，植物细胞中，组成微丝的蛋白质是肌动蛋白。
10．下列蛋白质中，属于植物细胞壁结构蛋白的是（ ）。[2008研]
A．钙调蛋白
B．伸展蛋白
C．G蛋白
D．扩张蛋白【答案】B【解析】细胞壁中存在许多种类的蛋白质，包括细胞壁结构蛋白质、细胞壁上的特有酶类、细胞壁调节蛋白等。细胞壁结构蛋白质又分为若干种，包括富羟脯氨酸糖蛋白、富甘氨酸蛋白、富脯氨酸蛋白、阿拉伯半乳聚糖蛋白等。伸展蛋白是富羟脯氨酸糖蛋白中的一个亚族，伸展蛋白通过肽键交联构成独立的网状结构，增加了细胞壁的强度和刚性。因此，属于植物细胞壁结构蛋白的是伸展蛋白。
11．光学显微镜下可看到的细胞器是（ ）。
A．微丝
B．核糖体
C．叶绿体
D．内质网【答案】C【解析】细胞器是细胞质中具有一定结构和功能的微结构。细胞中的细胞器主要有：线粒体，叶绿体，内质网，高尔基体，溶酶体，液泡，核糖体和中心体。光学显微镜下可以看到叶绿体和线粒体，核糖体和内质网观察不到。A项，微丝不属于细胞器。
12．细胞膜中（ ）的含量影响膜脂的流动性和植物的抗寒能力。
A．蛋白质
B．磷脂
C．不饱和脂肪酸
D．糖脂【答案】C【解析】不饱和脂肪酸由于分子内部难以形成紧密结构因此会增加膜的流动性。由于膜的流动性增加导致了在低温条件下膜仍然是呈现液态的，所以会增加抗寒能力。
13．伸展蛋白是细胞壁中一种糖蛋白，其富含（ ）。
A．亮氨酸
B．精氨酸
C．色氨酸
D．羟脯氨酸【答案】D【解析】高等植物的细胞壁中有一种富含羟脯氨酸的糖蛋白,称为伸展蛋白。
14．植物初生细胞壁中的多糖包括（ ）。
A．纤维素、半纤维素和果胶
B．纤维素和果胶
C．果胶、半纤维素和木质素
D．淀粉、纤维素和角质【答案】A【解析】初生壁是指细胞分裂后，最初由原生质体分泌形成的细胞壁。初生壁存在于所有活的植物细胞。初生壁的主要成分是纤维素（cellulose）、半纤维素（hemicellulose）、果胶和少量的糖蛋白，但有时也会木质化。
15．与初生壁相比，次生壁的组成中含（ ）。
A．更多纤维素和木质素
B．更多果胶质、结构蛋白和酶
C．更多纤维素和果胶质
D．更多半纤维素【答案】A【解析】次生壁位于初生壁以内，在初生壁、次生壁中聚合物的组成不完全相同。次生壁比初生壁含有更多的纤维素、木聚糖和木质素，但果胶质、结构蛋白和酶含量相对较少。
16．植物细胞中胞质流动形成的基础是（ ）。
A．微丝
B．微管
C．中间纤维
D．马达蛋白【答案】A【解析】微丝控制细胞质运动、物质运输和细胞感应。因此，植物细胞中胞质流动形成的基础是微丝。
17．细胞膨压的提高会引起胞间连丝通道（ ）。
A．增大
B．关闭
C．不受影响
D．完全打开【答案】B【解析】胞间连丝是植物细胞间质膜的管状延伸，它将植物体内大多数细胞的原生质体连成一个连续的整体，称为共质体。胞间连丝在植物体内物质运输和信息传递中起重要作用。胞间连丝通道的大小随细胞的发育而发生变化，也受细胞膨压、细胞内钙离子浓度的调节。随着细胞内膨压和细胞钙离子浓度的提高，胞间连丝的孔径逐渐缩小，直至关闭。
18．G蛋白是由α、β、γ3种亚基构成的异三聚体，与GTP结合的活性位点在（ ）上。
A．α亚基
B．β亚基
C．γ亚基
D．βγ亚基复合体【答案】A【解析】α亚基可与GTP结合，形成α-GTP并解离出β、γ。而GTP酶又可水解α-GTP，产生的α亚基即与β、γ形成异三聚体G蛋白，形成所谓的G蛋白循环。
19．第二信使系统中被称为双信号系统的是（ ）。
A．磷酸肌醇信号系统
B．环核苷酸信号系统
C．钙信号系统
D．ABA信号系统【答案】A【解析】磷脂酰肌醇信号通路的最大特点是胞外信号被膜受体接受后，同时产生两个胞内信使，分别启动两个信号传递途径即IP—32+Ca和DG—PKC途径，实现细胞对外界的应答，因此把这一信号系统称之为“双信号系统”。
20．在细胞信号转导途径中，蛋白激酶的作用是（ ），从而传递信息。
A．激活下游蛋白的磷酸化
B．抑制下游蛋白的磷酸化
C．激活下游蛋白的去磷酸化
D．抑制下游蛋白的去磷酸化【答案】A【解析】蛋白磷酸酶与蛋白激酶相辅相成，两者共同构成了细胞内磷酸化与去磷酸化的蛋白活性开关系统。在细胞信号转导途径中，蛋白激酶可使蛋白质磷酸化，蛋白磷酸酶使蛋白去磷酸化。
二、简答题
植物细胞壁的主要生理功能有哪些?
答：（1）维持细胞形状，控制细胞生长。细胞壁增加了细胞的机械强度，并承受着内部原生质体由于液泡吸水而产生的膨压，使细胞具有一定的形状，这不仅有保护原生质体的作用，而且也维持器官与植株的固有形态。同时，细胞壁控制细胞的生长，因为细胞扩大和伸长的前提是使细胞壁松弛和不可逆伸展。（2）参与物质运输与信息传递。细胞壁允许离子、多糖等小分子和低分子量的蛋白质通过，而阻止大分子或微生物等通过。细胞壁上纹孔或胞间连丝的大小受细胞生理年龄和代谢活动强弱的影响，因此，细胞壁对细胞间物质的运输具有调节作用。细胞壁参与物质运输、降低蒸腾作用、防止水分损失（次生壁、表面的蜡质等）、调节植物水势等一系列生理活动。另外，细胞壁也是化学信号（激素、生长调节剂等）、物理信号（电波、压力等）传递的介质与通路。（3）识别、防御与抗性。细胞壁中的富羟脯氨酸糖蛋白与植物细胞的抗逆反应有关。细胞壁中一些寡糖片段能诱导植保素（phytoalexin）的形成，它们还对其他生理过程有调节作用。细胞壁中的凝集素在植物的防御反应中起重要作用，并参与细胞壁的识别反应。
三、实验题
如何快速鉴定细胞的死活?
答：（1）质壁分离及质壁分离复原法：用高渗溶液处理植物细胞，观察细胞是否发生质壁分离现象，再将细胞置于纯水或低渗溶液中，观察细胞是否发生质壁分离的复原，能够发生质壁分离及质壁分离复原的细胞为活细胞，否则是死细胞。（2）活体染色法：利用活体染料对细胞进行染色观察，在适宜的外界环境下，根据细胞染色的结果可以鉴定细胞的死活。常用的活体染料有中性红、伊凡蓝（evensblue）、台盼蓝（trypanblue）。在中性或微碱性环境中，凡被中性红将细胞中央大液泡染为红色的是活细胞，相反，液泡不着色，原生质、细胞壁和细胞核被染为红色的是死细胞。当用伊凡蓝和台盼蓝对细胞进行处理时，只有死细胞被染为蓝色，活细胞不摄取这种染料，凡不染色的细胞为活细胞。
四、分析论述题
简述细胞信号转导过程。
答：细胞信号转导是指偶联胞外刺激信号（包括各种种内、外源刺激信号）与其相应的生理反应之间的一系列分子反应机制。（1）胞间信号的产生。植物细胞感受内外环境因子变化的刺激后，能产生起传递信息作用的胞间信号，可分为物理信号（电波信号与水力学信号）和化学信号（内源激素与生长调节物质）。（2）胞间信号的传递。由于胞间信号的产生位点与发挥效应的作用位点处在不同部位，需要进行长距离传递，最终传递至作用部位—靶细胞。（3）靶细胞膜中信号的转换。在靶细胞膜中存在着信号受体，这是一种能感受信号、与信号特异结合并引发胞内产生刺激信号（信号的转换）的蛋白质类活性物质，如钙调蛋白（CAM）、蛋白激酶C（PKC）等，在信号的转换过程中，起关键作用的是G蛋白。当G蛋白与受体结合而被激活时，G蛋白的α亚基与GTP结合而被活化，活化的α亚基与β、γ亚基复合体分离而呈游离态，进而触发效应子，进一步以间接或直接方式调节相应的生理生化活动，这样就将胞间信号转换为胞内信号。当α亚基所具有的GTP酶活性将与α亚基相结合的GTP水解为GDP后，α亚基恢复到去活化状态，并与β、γ亚基结合为复合体，从而失去触发效应子的功能。（4）胞内信号的转导。经G蛋白介导后可产生胞内信号（第二信2+使），如钙信号系统（Ca-CaM）、肌醇磷脂信号系统（如IP和3DAG）、环腺苷酸信号系统（cAMP），这些经转换而产生的且放大的次级信号系统，可直接或间接引发生理生化反应。（5）蛋白质磷酸化和去磷酸化。每个信号转导途径都包括一系列不同的蛋白质，可以通过调节蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程进一步传递信息。蛋白质的磷酸化和去磷酸化过程是由蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化的，蛋白激酶和蛋白磷酸酶是第二信使下游作用的靶分子，最终调节特异的生理反应。
第3章 植物水分生理
3.1 考点归纳
一、水分在植物生命活动中的意义
1．植物含水量及水在植物体内的存在形式（1）植物含水量
①不同植物的含水量有很大不同。
如水生植物的含水量可达鲜重的90%以上，草本植物的含水量为70%～85%。
②同种植物生长在不同环境中，含水量也有差异。
生长在潮湿、阴凉环境中的植物的含水量比生长在干燥、向阳环境中的植物的含水量高。
③同一植株中，不同器官和不同组织的含水量的差异也较大。
如根尖、幼苗的含水量在60%～90%之间，树干含水量为40%～50%。（2）水在植物体内的存在形式
①水分在植物细胞内通常呈束缚水和自由水两种状态，它们与细胞质状态有密切联系。
a．束缚水：靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分。
b．自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。
②细胞质胶体微粒具有显著的亲水性，其表面吸附着很多水分子，形成一层很厚的水层。水分子距离胶粒越近，吸附力越强；相反，则吸附力越弱。
2．水分在植物生命活动中的生理作用（1）水分是细胞质的主要成分。细胞质的含水量为70%～90%，细胞质呈溶胶状态，保证代谢作用的正常进行。（2）水分是代谢作用过程的反应物质。水分子参与植物的光合作用和呼吸作用等。（3）水分是植物对物质吸收和运输的溶剂。物质只有溶解在水中使才能被植物吸收，并且物质在植物体内的运输也是需要溶解在水中进行。（4）水分能保持植物的固有姿态。植物细胞中含有大量水分，维持细胞的紧张度，保持植物形态。（5）水分具有重要的生态意义。
二、植物细胞的水分关系
1．水势的基本概念
在植物生理学上，水势就是每偏摩尔体积水的化学势差。即，水溶液的化学势与纯水的化学势之差，除以水的偏摩尔体积所得的商，称为水势。纯水的自由能最大，水势最高。其水势为0MPa。
2．水分的运动方式：扩散、渗透、集流（1）扩散
扩散是一种自发过程，指由于分子的随机热运动所造成的物质从浓度高的区域向浓度低的区域移动，扩散是物质顺着浓度梯度进行的。扩散适合水分短距离运输。（2）渗透
渗透是指溶剂分子通过半透膜而移动的现象。渗透作用是指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。植物细胞可以构成一个渗透系统，可以通过质壁分离和质壁分离复原现象证明。（3）集流
集流是指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动。水分集流与溶质浓度梯度无关，是物质依压力梯度向下移动。植物细胞的水分集流是通过膜上的水孔蛋白形成的水通道进行的。
图3-1 水分子跨过细胞膜的途径
3．植物细胞的水势（1）细胞吸水情况决定于细胞水势。
ψ=ψs+ψm+ψp+ψg
式中ψ为总水势，ψs为溶质势或渗透势,ψm为衬质势,ψp为压力势，ψg为重力势。
①渗透势是由于溶质颗粒的存在，降低了水的自由能，因而其水势低于纯水水势的水势下降值。
a．在标准压力下，因为溶液的压力势为0MPa，溶液的渗透势等于溶液的水势。
b．溶液的渗透势决定于溶液中溶质的颗粒（分子或离子）总数。
②压力势是由于细胞壁压力的存在而增加水势的值。压力势往往是正值，只有在蒸腾过旺时为负值。
③重力势是增加水分自由能，提高水势的值，以正值表示。
④衬质势是指细胞胶体物质如蛋白质、淀粉粒、纤维素等亲水性和毛细血管对自由水束缚而引起水势降低的值，以负值表示。（2）有液泡的细胞或细胞群，其水势可表示为：ψ=ψs+ψp
①水分在细胞水平移动，与渗透势和压力势相比，重力势通常忽略不计。
②已形成液泡的细胞，衬质势和渗透势较难区分，衬质势只占水势的微小部分，忽略不计。
4．植物细胞的吸水
植物细胞的吸水分为渗透吸水和吸胀吸水。（1）渗透吸水：具有液泡的植物细胞以渗透吸水为主，水势主要由溶质势和压力势组成。（2）吸胀吸水：未形成液泡的植物细胞和干燥种子以吸胀吸水为主，水势主要由衬质势组成。
5．植物水势的测定方法（1）液相平衡法：小液流法、质壁分离法
①小液流法
a．当把植物组织或细胞放在溶液中时，两者便会发生水分交换。
第一，如果植物组织（或细胞）的水势低于溶液的水势，组织（或细胞）则吸水，使外溶液浓度增大，比重也增大；
第二，如果植物组织（或细胞）的水势高于溶液的水势时，组织（或细胞）则失水，使溶液的浓度变小，比重也变小；
第三，如果植物组织（或细胞）的水势与溶液的水势相等时，外溶液的浓度不变，其比重也不变。
b．把浸过组织的溶液慢慢滴回同一浓度而未浸过组织或细胞的溶液中。
第一，比重小的液流上浮；
第二，比重大的液流下沉；
第三，若小液流停止不动，说明溶液的浓度未有发生改变。此溶液的渗透势（水势）即等于所测组织（或细胞）的水势。
c．根据溶液的浓度，可以用公式（ψs= - CiRT）,计算出溶液的渗透势。
ψs表示渗透势；R表示气体常数：0.008314MPa·l/mol·K；T表示绝对温度，即273+实验时(℃)；i表示解离系数（蔗糖解离常数为1）。
②质壁分离法
a．测定植物细胞的渗透势，可将植物组织放入一系列不同浓度的蔗糖溶液中，经过一段时间后，植物细胞与蔗糖溶液间将达到渗透平衡态。
b．如果在某一溶液中细胞脱水达到平衡时刚好处于临界质壁分离状态，则细胞的压力势将下降为零。由于衬质势忽略不计，此时细胞液的渗透势等于外液的渗透势。此溶液称为该组织的渗透溶液，其浓度称为该组织的等渗浓度，即可计算出细胞液的渗透势。
c．实际测定时，由于临界质壁分离状态难以在显微镜下直接观察到，所以一般均以初始质壁分离作为判断等渗浓度的标准。（2）压力平衡法：压力室法
压力室法是一种快速测定枝条、完整叶水势的方法。
①将植物枝条或叶片切下后，导管中原为连续的水柱断裂，水柱会从切口向内部收缩；
②将切下的材料密封于钢制压力室中，使枝条的切割端或叶柄伸出压力室；
③测定时，向压力室通入压缩空气（或氮气），直至小水柱恰好重新回到切面上为止，所加的压力，称为平衡压力，可以从仪器的压力表上读出，加上负号即为该水柱的压力势；由于木质部的溶质势绝对值很小，因此可用测得的压力势来近似地代表植物的水势。
图3-2 压力室法（3）气相平衡法：热电偶湿度计法、露点法等
实验时一般常用的方法是热电偶湿度计法。热电偶湿度计法为：
①将植物组织样品封入装有作为温度传感器的热电偶的小室中，热电偶上带一滴溶液。
②开始时，水分同时从组织和液滴蒸发，使小室内的湿度升高，直至小室中的空气被水蒸气饱和或接近饱和。此时，若植物组织与液滴的水势相同，则在组织与液滴间就没有水分的净迁移，液滴的温度将与环境温度相同。若二者水势不同，则会发生水分的迁移，液滴温度也会发生变化。
③通过改变液滴溶液浓度，有可能找到一个与组织水势相同的溶液，使液滴温度不变。
④把植物组织事先冷冻，破坏细胞膜的结构，然后按上法测定，所得结果为植物组织的渗透势。
三、植物根系对水分的吸收
1．土壤的水分状态（1）土壤中水分按物理状态分类可分为3类：
①毛管水
毛管水是指由于毛管力所保持在土壤颗粒间毛管内的水分。毛管水又分为毛管上升水和毛管悬着水。
②束缚水（吸湿水）
束缚水是指土壤中土壤颗粒或土壤胶体的亲水表面所吸附的水分。
③重力水
重力水是指水分饱和的土壤中，由于重力的作用，能自上而下渗漏出来的水分。（2）根据水分能否被植物利用，土壤水分可分为不可利用水和可利用水两类。
2．根系吸水的部位与途径（1）根系吸水的部位
根的吸水主要在根尖进行。在根尖中，根毛区的吸水能力最大，根冠、分生区和伸长区较小。（2）根系吸水的途径
植物根部的吸水主要通过根毛、皮层、内皮层，再经中柱薄壁细胞进入导管。水分在根内的径向运转主要有2种途径：
①质外体途径
质外体途径是指水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动，阻力小，速度快。根中的质外体途径往往是不连续的。
②共质体途径
共质体途径是指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一细胞的细胞质，形成一个细胞质的连续体，移动速度较慢。
3．根系吸收水分的机制：被动吸水、主动吸水（1）被动吸水：植物根系以蒸腾拉力为动力的吸水过程。蒸腾拉力是指因叶片蒸腾作用而产生的使导管中水分上升的力量。（2）主动吸水：由植物根系生理活动而引起的吸水过程，与地上部分的活动无关。根的主动吸水主要是由根压引起的。根压是指由于水势梯度引起的水分进入中柱后产生的压力。伤流和吐水是证明根压存在的两种生理现象。
4．影响根系吸收水分的土壤因素（1）土壤中的可用水。植物只能利用土壤中的可用水分。（2）土壤的通气状况。土壤中的O和CO浓度对植物根系吸水22的影响很大。土壤通气不良，土壤中缺氧，CO浓度过高，使细胞呼2吸作用减弱，阻碍根系吸水。（3）土壤的温度。低温降低根系的吸水速率，而高温影响根系的主动吸水。（4）土壤溶液浓度。土壤溶液所含盐分的高低影响水势，从而影响根系吸水。
四、植物蒸腾作用
1．蒸腾作用的概念与方式（1）蒸腾作用的概念
蒸腾作用是指水分以气体的状态，通过植物体表面（主要是叶子），从体内散失到体外的现象。（2）蒸腾作用的方式
①角质蒸腾：通过角质层的蒸腾。
②气孔蒸腾：通过气孔的蒸腾，是植物蒸腾作用的主要形式。
2．气孔蒸腾（1）气孔的形态结构与生理特点
①气孔数目多，分布广；
②气孔的面积小，蒸腾速率高；
③保卫细胞体积小，膨压变化迅速；
④保卫细胞具有多种细胞器；
⑤保卫细胞具有不均匀加厚的细胞壁及微纤丝结构；
⑥保卫细胞与周围细胞联系紧密。
图3-3 气孔结构示意图（2）气孔运动的调节机制
①淀粉-糖转化学说
保卫细胞光合作用消耗二氧化碳，细胞质内的pH增高，淀粉水解为可溶性糖，保卫细胞水势下降，便从周围细胞吸取水分，气孔便张开。在黑暗中则相反，气孔便关闭。
②钾离子吸收学说
a．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，进入保卫细胞是在保卫细胞质膜上的质子泵建立的质子梯度推动下进行的。
b．质子被分泌到保卫细胞外，使保卫细胞的pH升高，同时使保卫细胞的质膜超极化。+
c．质膜内侧的电势变得更负，驱动K从表皮细胞经过保卫细胞质膜上的通道进入保卫细胞，再进入液泡。+-
d．保卫细胞中积累较多的K和Cl,水势降低，水分进入保卫细胞，气孔就张开。
③苹果酸生成学说
保卫细胞含有高水平的磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)，在PEP羧激酶作用下，形成苹果酸。开放气孔时，保卫细胞的淀粉含量下降而苹果酸增多。苹果酸进入液泡，降低液泡水势，水分进入保卫细胞，使气孔张开。（3）影响气孔运动的外界因素。
①光
光是气孔运动的主要调节因素。一般情况下，光可以促进气孔开放，暗中则关闭。
②温度
气孔开度一般随温度的上升而增大。气孔运动是与酶促反应有关的生理过程。
③二氧化碳
CO对气孔运动影响很大。低浓度CO能促进气孔开放，高浓度22CO能使气孔迅速关闭。2
④水分
气孔运动与保卫细胞膨压变化密切相关，而膨压变化是由于水分进出保卫细胞引起的，因此，叶片的水分状况直接影响气孔运动。
⑤植物激素
细胞分裂素和生长素促进气孔张开，低浓度的脱落酸会使气孔关闭。
3．蒸腾作用的指标及测定方法（1）蒸腾作用的指标：
①蒸腾速率：植物在一定时间内单位面积蒸腾的水量。
②蒸腾比率：光合作用同化1molCO所需蒸腾散失的HO的摩尔22数。
③蒸腾系数：植物制造1g干物质所需要水分的克数。
④水分利用效率：光合同化CO的速率与蒸腾散失水分的速率的2比值。（2）测定方法：
①植物离体部分的快速称重法：
a．切取植物体的一部分(叶、苗、枝或整个地上部分)迅速称重；
b．2～3min后再次称重；
c．两次重量差即为单位时间内的蒸腾失水量。
②测量重量法：
a．把植株栽在容器中，茎叶外露进行蒸腾作用；
b．容器口适当密封，使容器内的水分不发生散失；
c．在一定间隔的时间里，用电子天平称得容器及植株重量的变化，就可以得到蒸腾速率。
③量计测定法：
量计测定法是适合于田间条件下测定瞬时蒸腾速率的方法。主要是应用灵敏的湿度敏感元件测定蒸腾室内的空气相对湿度的短期变化。将植物的枝、叶或整株植物放入蒸腾室后，在第一个30s内每隔10s测定一次室内的湿度。蒸腾速率是由绝对湿度增加而得到的，而绝对湿度是由相对湿度的变化速率和同一时刻的空气温度计算出来的。
④红外线分析仪测定法：
红外线对双元素组成的气体有强烈的吸收能力。用红外线分析仪(IRGA)可测定水的浓度，即湿度，并用来计算蒸腾速率。
4．影响蒸腾作用的外界因素（1）光照
光照可以提高大气温度，也可以提高叶温。大气温度升高加强水分的蒸发速率，叶片温度高于大气温度，使叶片内外的蒸气压差增大，蒸腾速率加快。（2）空气相对湿度
空气相对湿度直接影响蒸腾速率。空气相对湿度增大时，叶内外蒸气压变小，导致蒸腾变慢。（3）温度
温度对蒸腾速率影响很大。当相对湿度相同时，温度越高，蒸气压越大。（4）风
微风促进蒸腾。
五、植物体内水分的运输
1．水分运输途径及运输速度（1）水分运输途径
水分运输的具体途径：土壤→根毛→皮层→内皮层→中柱鞘→根的导管或管胞→茎的导管→叶柄导管→叶脉导管→叶肉细胞→叶细胞间隙→气孔下腔→气孔→大气。
水分在植物根、茎、叶内的运输既有质外体运输，又有共质体运输。在大多数植物中，木质部是植物体内水分运输的主要途径。
图3-4 水分从根向地上部运输的途径（2）水分运输速度
水在木质部中运输的速度取决于植物的种类和植物蒸腾的速率。具体速度以植物输导组织隔膜大小而定。水分在共质体运输速度很慢，而在木质部的导管中运输速度快。通常植物体内的运输是白天大于晚上，直射光下大于散射光下。
2．水分运输的机制（1）内聚力学说：水分具有较大的内聚力足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断来解释水分上升原因的学说，亦称蒸腾-内聚力-张力学说。（2）内聚力学说可以解释由蒸腾拉力产生的水分吸收和水分的向上运输，即极性的水分子之间的内聚力和水分与木质部导管和管胞壁的吸附力，以及由于叶片蒸腾作用产生的对水柱向上的拉力，共同克服水柱上升过程中的张力，可以确保导管中的水柱连续不断地向上运输。（3）植物根系从土壤中吸收水分，水分在植物体内运输后，再从植物体扩散到大气中，形成一个土壤-植物-大气的连续系统，水分运动的驱动力是水势梯度，即从水势高处流向水势低处。
六、合理灌溉的生理基础
1．植物的需水规律（1）作物需水量因作物种类而异。大豆和水稻的需水量较多，小麦和甘蔗的需水量次之，高粱和玉米的需水量较小。（2）同一作物在不同生长发育时期对水分的需要量也有很大的差别。作物的蒸腾面积增大，需水量就相应增多。（3）作物的水分临界期
水分临界期是指植物在生命周期中对水分缺乏最敏感、最易受害的时期。水分临界期缺水对作物的产量影响很大。
2．灌溉的指标（1）灌溉形态指标：通过植物外部性状判断植物的需水情况，这些外部性状即为灌溉的形态指标。如植物缺水时，幼嫩的茎叶就会凋萎，生长速度下降等。（2）灌溉生理指标：反映植物灌溉需要、作为确定灌溉时期依据的生理指标，称为灌溉生理指标。
灌溉生理指标包括叶片水势、细胞汁液浓度、渗透势、气孔开度等。（3）灌溉的土壤指标
土壤的含水量对灌溉有一定的参考价值。适宜作物正常生长发育时，土壤含水量为田间持水量为60%～80%。
3.2 典型题（含历年真题）详解
一、单项选择题
1．将ψ= - 0.8Mpa的植物细胞放入ψ= - 0.3Mpa的水溶液中，观3w察到细胞水分外流，由此可判断在放入水溶液前该细胞的ψ（ p ）。[2015研]
A．等于0Mpa
B．大于0.5 Mpa
C．等于0.5Mpa
D．小于0.5Mpa【答案】B【解析】细胞的吸水情况决定于细胞水势，ψ=ψ+ψ。细胞间的wsp水分移动是由水势高处流向水势低处。细胞水分外流，说明细胞内的水势大。即在放入水溶液前该细胞的ψ大于0.5 Mpa。p
2．植物吐水现象说明（ ）。[2014研]
A．水分向上运输的动力是蒸腾拉力
B．根系水势高于土壤溶液水势
C．内聚力保持了导管水柱的连续性
D．根系中存在使水分向上运输的压力【答案】D【解析】吐水现象是由根压引起的。由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力称为根压。在自然条件下，当植物吸水大于蒸腾时（如早晨，傍晚），往往发生吐水现象。
3．植物体内水分长距离运输的主要途径是（ ）。[2013研]
A．筛管和伴胞
B．转移细胞
C．胞间连丝
D．导管和管胞【答案】D【解析】植物长距离运输主要是导管和管胞（被子植物两者都有，裸子植物只有管胞）。A项，筛管和伴胞主要是有机物（如糖类）的运输；B项，转移细胞的作用是增加溶质内外转运的面积；加速物质的分泌或吸收。C项，胞间连丝主要是细胞间的物质运输和信息传递。
4．下列关于植物水孔蛋白的叙述，错误的是（ ）。[2013研]
A．水孔蛋白是一种跨膜蛋白
B．水孔蛋白活性受磷酸化／去磷酸化调节
C．水通道由水孔蛋白构成
D．水分通过水孔蛋白的运输是主动运输【答案】D【解析】水分在植物细胞内外的运输主要依赖的方式是主动扩散，也就是被动运输，是一种自发的，不需要能量的运输方式，根据内外的渗透压来确定运输方向，故D项错误。
5．将一处于质壁分离状态的薄壁细胞放入纯水中，水分交换达到平衡时该细胞的（ ）。[2013研]
A．压力势变大、体积变小
B．压力势变小、体积变大
C．压力势变小、体积变小
D．压力势变大、体积变大【答案】D【解析】植物细胞的水势由渗透势、压力势和衬质势组成。渗透势就是溶液的水势，亦称溶质势；渗透势是由于溶质颗粒的存在，降低了水的自由能，因而其水势低于纯水的水势；压力势是由于细胞壁压力的存在而增加的水势。衬质势是细胞胶体物质和毛细血管对自由水束缚而引起水势降低的值。发生质壁分离的细胞放入纯水中，将会发生质壁分离的复原，细胞吸水，溶质浓度降低因此渗透势增大；水进入细胞，使细胞体积膨大，增加水分细胞外移动的潜能，因而压力势也增加。
6．根部吸水主要在根尖进行，根尖吸水能力最大的部位是（ ）。[2012研]
A．分生区
B．伸长区
C．根毛区
D．根冠【答案】C【解析】根系是植物吸收水分的主要器官，根系吸水最活跃的部位是根系末端根毛区。
7．将Ψw=1MPa的植物细胞置于下列溶液中，会导致细胞吸水的溶液是（ ）。[2012研]
A．－lMPa NaCl溶液
B．－lMPa MgCl溶液2
C．－0.6MPa葡萄糖溶液
D．－l.5MPa蔗糖溶液【答案】C【解析】植物细胞的水势由溶质势、压力势和衬质势组成。如果将植物细胞放置在水势高于细胞水势的溶液中，细胞吸水。-1
8．将一植物细胞放入0.1mol·L的蔗糖溶液中，水分交换达到平衡时该细胞的阈值（ ）。[2010研]
A．等于0.1MPa
B．大于0.1MPa
C．等于0MPa
D．小于0MPa【答案】D【解析】将一植物细胞放入某种溶液中，水分交换达到平衡时该-1细胞的水势等于溶液的水势。溶液的ψw=ψs= - RTC，0.1mol·L的蔗糖溶液的ψ一定小于0MPa。Www
9．下列学说中，不属于解释气孔运动机理的是（ ）。[2010研]+
A．K累积学说
B．压力流动学说
C．淀粉-糖互变学说
D．苹果酸代谢学说【答案】B【解析】气孔运动是由于保卫细胞的膨压变化而引起的，而保卫细胞的膨压变化是由于离子和有机物质进入保卫细胞使细胞的渗透势发生改变，细胞水势也发生改变，从而引起水进出保卫细胞，保卫细+胞膨压发生变化。保卫细胞中，K、苹果酸、蔗糖的积累可调节保+卫细胞渗透势的改变。K累积学说、苹果酸代谢学说、淀粉-糖互变学说是解释气孔运动机理的主要学说，而压力流动学说则是解释韧皮部运输机制的主要学说。+
10．能够促使保卫细胞膜上外向K通道开放而导致气孔关闭的植物激素是（ ）。[2009研]
A．CTK
B．IAA
C．GA
D．ABA【答案】D【解析】脱落酸促进气孔关闭。其原因是：ABA抑制保卫细胞膜++上内向K通道活性，促进保卫细胞膜上外向K通道活性，从而促使+-细胞内K浓度降低；同时，ABA促进保卫细胞膜上外向Cl通道蛋白--活性，促进Cl外流，保卫细胞内Cl浓度降低，两者共同结果是保卫细胞膨压下降，气孔关闭。
11．干种子的吸水力取决于种子的（ ）。[2009研]
A．重力势
B．压力势
C．衬质势
D．渗透势【答案】C【解析】植物细胞的水势是由渗透势、压力势、重力势和衬质势（也称为基质势）组成。干种子中，细胞原生质处于凝胶态，大部分水分为束缚水，此时，压力势、重力势为零，它们的水势就是衬质势。
12．某植物制造100g干物质消耗了75kg水，其蒸腾系数为（ ）。[2008研]
A．750
B．75
C．7.5
D．0.75
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]