植物生理学期末复习3 第3章 植物的矿质营养-自测题及参考答案+重点
第 3 章 植物的矿质营养
自测题：
一、名词解释
1.矿质营养
2.灰分元素
3.必需元素
4.大量元素
5.微量元素
6.有利元素
7.水培法
8.砂培法
9.气栽法 10.营养膜技术 11.离子的被动吸收 12.离子的主动吸收 13.单盐毒害 14.离子对抗 15.平衡溶液 16.生理酸性盐 17.生理碱性盐 18.生理中性盐 19.胞饮作用 20.叶片营养 21.诱导酶 22.可再利用元素 23.生物固氮 24.易化扩散 25.通道蛋白 26.载体蛋白 27.转运蛋白 28.植物营养临界期 29.植物营养最大效率期 30.缺素症
二、缩写符号翻译
1.AFS
2.Fd
3.Fe-EDTA
4.NiR
5.NR
6.WFP
7.GOGAT
8.GS
9.GDH 10..NFT 11.PCT 12.FAD
二、填空题
1．在植物细胞内钙主要分布在 中。
2．土壤溶液的pH对于植物根系吸收盐分有显著影响。一般来说，阳离子的吸收随pH的增大而 ；阴离子的 吸收则随pH的增大而 。
3．所谓肥料三要素是指 、 和 三种营养元素。
4．参与光合作用水的光解反应的矿质元素是 、 和 。
5．参与吲哚乙酸代谢的两个矿质元素是 和 。
6．在植物体内充当氨的解毒形式、运输形式、临时贮藏形式的两种化合物是 和 。
7．在植物体内促进糖运输的矿质元素是 、 和 。
8．亚硝酸还原酶的两个辅基分别是 和 。
9.硝酸还原酶的三个辅基分别是 、 和 。
10．植物体缺钼往往同时还出现缺 症状。
11．对硝酸还原酶而言，NO3 - 既是 又是 。
12．应用膜片-钳位技术现已了解到质膜上存在的离子通道有 、 和 等离子通道。 13．作为固氮酶结构组成的两个金属元素为 和 。
14．离子跨膜转移是由膜两侧的 梯度和 梯度共同决定的。
15．促进植物授粉、受精作用的矿质元素是 。
16．以镍为金属辅基的酶是 。
17．驱动离子跨膜主动转运的能量形式是 和 。
18．盐生植物的灰分含量最高，可达植物干重的 。
19．植物体内的元素种类很多，已发现 种,其中植物必需矿质元素有 种。
20．植物生长发育所必需的元素共有 种。
21．植物生长发育所必需的大量元素有 种、微量元素有 种。
22．植物必需元素的确定是通过 法才得以解决的。
23．植物细胞吸收矿质元素的方式有 、 和 。
24．解释离子主动吸收的有关机理假说有 和 。
25．关于离子主动吸收有载体存在的证据有 和 。
26．诊断作物缺乏矿质元素的方法有 、 和 。
27．华北地区果树的小叶病是因为缺 元素的缘故。
28．缺氮的生理病症首先出现在 叶上。
29．缺钙的生理病症首先出现在 叶上。
30．根系从土壤吸收矿质元素的方式有 ， 和 。
31．（NH4）2SO4是属于生理 性盐；KNO3是属于生理 性盐；而NH4NO3则属于生理 性盐。
32．多年大量施入NaNO3 会使土壤溶液pH值 。
33．多年大量施入（NH4）2SO4会使土壤溶液pH值 。
34．植物对水分和盐分的吸收关系是 。
35．在根系吸收离子最活跃的区域是 。
36．根系对离子吸收之所以有选择性，与不同 的数量多少有关。
37．将硝酸盐还原成亚硝酸盐的过程是由 酶催化的，在叶肉细胞中该酶位于 。 38．将亚硝酸盐还原成氨的过程是由 酶催化的，在叶肉细胞中该酶位于 。
39．根部吸收的矿质元素主要通过 向上运输的。
40．一般作物的营养最大效率期是 时期。
41．影响根部吸收矿质元素的因素有 、 、 、
和 。
42．植物地上部分对矿质元素吸收的主要器官是 ，营养物质可以从 透入叶片。
43．外连丝是表皮细胞外边细胞壁的通道，它 的内表面延伸到 的质膜。
44．植物体内合成氨基酸的主要方式是 和 。
45．植物体内可再利用的元素中以 和 最典型；不可再利用的元素中以 最典型。 46．追肥的形态指标有 和 等；追肥的生理指标有
和 。
47．油菜“花而不实”症是土壤当中缺乏 营养元素引起的。
48．土壤微生物将 NH3 氧化成硝酸盐的过程叫 ；而将硝酸盐还原成 NH3 的过程 叫 。
四、选择题：
1．植物生长发育所必需的矿质元素有（ ）种。
A．9种 B.13种 C.14种 D.17种
2．在下列元素中属于矿质元素的是（ ）。
A．铁 B.钙 C.碳 D.磷
3．在下列元素中属于植物生长发育所必需的微量元素是（ ）。
A．磷 B.锰 C.铜 D.氯
4．在下列元素中属于植物生长发育所必需的大量元素是（ ）。
A．氮 B.铁 C.铜 D.钾
5．植物缺硫时会产生缺绿症，表现为（ ）。
A．叶脉缺绿而不坏死 B.叶脉间缺绿以至坏死
C．叶脉缺绿而坏死 D.叶脉间缺绿而不坏死
6．植物缺铁时会产生缺绿症，表现为（ ）。
A．叶脉仍绿 B.叶脉失绿 C．全叶失绿 D.全叶不缺绿
7．高等植物的嫩叶出现缺绿症，在以下几种元素中可能是缺乏了（ ）。
A．镁 B.磷 C.硫 D.铁
8．高等植物的老叶先出现缺绿症，可能是缺乏（ ）。
A．锰 B.氮 C.钙 D.硫
9．植物根部吸收离子较活跃区域是（ ）。
A．分生区 B.伸长区 C.根毛区 D.根冠
10．影响植物根细胞主动吸收无机离子最重要的因素是（ ）。
A．土壤溶液pH值 B.土壤氧气分压 C.土壤盐含量 D.土壤微生物
11．在（ ）两种离子之间存在竞争作用。
A．Cl - 和Br - B.Cl - 和NO3 - C.Cl - 和Ca 2+ D.Cl - 和Na +
12．植物细胞主动吸收矿质元素的主要特点是（ ）。
A．消耗代谢能量 B.无选择性 C.逆浓度梯度吸收 D.需要转运蛋白参与
13．植物细胞对离子吸收和运输时，膜上起电致质子泵作用的是（ ）。
A．NADH脱氢酶 B.过氧化氢酶 C.ATP酶 D.磷酸酶
14．液泡膜H + -ATP酶可被（ ）所抑制。
A．钒酸盐 B.硫酸盐 C.硝酸盐 D.磷酸盐
15．植物吸收矿质元素和水分之间的关系是（ ）。
A．正相关 B.负相关 C.既相关又相互独立 D.无相关性
16．番茄吸收钙和镁的速率比吸水速率快，从而使培养液中的钙和镁浓度（ ）。
A．升高 B.下降 C.不变 D.先升后降
17．水稻培养液中的钙、镁浓度会逐步升高，这说明水稻吸收钙、镁的速率比吸水（ ）。
A．慢 B.快 C.一般 D.快或慢
18．在下列盐类中属于生理酸性盐的是（ ）。
A．NH4NO3 B.（NH4）2SO4 C.NaNO3 D.Ca（NO3）2
19．硝酸还原酶分子中含有（ ）。
A．FAD和Mn B.FMN和Mo C.FAD和Mo D.FMN和Mn
20．植物体内氨基酸合成的主要方式有( )。
A．还原氨基化作用 B.氨基交换作用 C.固氮作用 D.酰胺合成作用
21．生物固氮主要有下列微生物实现的,它们是( )。
A．非共生微生物 B.共生微生物 C.硝化细菌 D.反硝化细菌
22．植物根部吸收的无机离子向地上部运输是通过( )。
A.韧皮部
B.质外体
C.胞间连丝
D.木质部
23．反映植株需肥情况的形态指标中,最敏感的是( )。
A.株高
B.节间长度
C.叶色
D.株型
24．能反映水稻叶片氮素营养水平的氨基酸是( )。
A.蛋氨酸
B.天冬氨酸
C.丙氨酸
D.甘氨酸
25．占植物体干重( )以上的元素称为大量元素。
A.百分之一
B.千分之一
C.万分之一
D.十万分之一
26．硒.钠.硅等元素一般属于( )。
A.大量元素
B.微量元素
C.有利元素
D.有害元素
27．除了碳、氢、氧三种元素以外,植物体中含量最高的元素是( )。
A. 氮
B. 磷
C. 钾
D.钙
28．果树的小叶症和丛叶症是由缺乏元素( )引起的。
A. 硼
B. 铜
C. 锰
D. 锌
29．( )是豆科植物共生固氮作用中不可缺少的3种元素。
A锰、铜、钼 B.锌、锰、铁 C.铁 、钼、硫 D.氮、锌、硅
30．植物体中镁元素的( )%存在于叶绿素分子中。
A. 10
B.20
C.30
D.40
31．用溶液培养的番茄在其幼嫩部分表现出营养缺乏症,这种番茄显然是缺( )。
A. 氮
B. 磷
C. 钾
D.钙
32．已经发现,在全部已知的天然元素中,( )元素存在于植物体中。
A.不多于50种
B.约70种
C.80种
D.全部
33．被称为肥料三要素的植物必要元素是（ ）。
A．C、H和O B.Fe、Mg和Cu C.B、Mo和Zn D.N、P和K
34．水稻新叶生长过程中，可以从老叶中获得（ ）等元素。
Ａ.N、P、K、Ca Ｂ.N、K、Mg、Fe Ｃ.N、P、K、Mg D.N、P、K、Mn
35．为了防止水稻、小麦后期贪青晚熟，在生长后期不能偏施（ ）。
Ａ.氮肥 Ｂ.磷肥 Ｃ.钾肥 D.微肥
36．植物体内的生命元素是指（ ）。
Ａ. N Ｂ. P Ｃ. Fe D.K
37．下面四种元素中（ ）参与了生长素的生物合成代谢。
Ａ. Mg Ｂ. Ca Ｃ. Zn D.Mn
38．作为细胞壁结构成分的金属元素是（ ）。
Ａ.K Ｂ.Ca Ｃ.Mn D.Mg
39．与植物体内氧化还原反应密切联系的矿质元素是（ ）。
Ａ.Fe和Mg Ｂ.Mg和Cu Ｃ.Cu和Fe D.Mg和Zn
40．在下列溶液中对植物发生单盐毒害的是（ ）。
Ａ.0.1mol/L NH4Cl Ｂ.0.1mol/L KCl
Ｃ.0.05mol/L CaCl2 +0.05mol/L KCl D.0.1mol/LCaCl2
41.亚硝酸盐在叶肉细胞中被还原部位是（ ）内。
Ａ.细胞质 Ｂ.叶绿体 Ｃ.线粒体 D.高尔基体
42．光合电子传递体质体蓝素所含的金属元素为（ ）。
A．Cu B.K C.Co D.Mn
43．在植物体内具有第二信使作用的金属离子是（ ）。
A．Ca 2+ B.Mg 2+ C.Mn 2+ D.Fe 3+
44．由于（ ）技术的大量使用使植物细胞吸收矿物质研究有了突破性进展。
A．电镜 B.冰冻蚀刻 C.膜片-钳 D.同位素示踪 45．质膜H + -ATP酶的专一性抑制剂和激活剂分别是（ ）。
A．硝酸盐和K + B.钒酸盐和K + C.硝酸盐和Cl - D.钒酸盐和Cl - 46．在植物体内液泡属于（ ）。
A.共质体
B.质外体
C.既不属于共质体也不属于质外体
D.既属于共质体也属于质外
47．在糖溶液中加少量（ ）盐后，单糖容易被叶表面吸收。
A．硫酸盐 B.硝酸盐 C.硼酸盐 D.碳酸盐
48．在溶液培养过程中，营养液的pH一般应控制在（ ）之间。
A．4.5~5.5 B.5.5~6.5 C.6.5~7.5 D.7.5~8.5
五、简答题：
1．植物体内灰分含量与植物种类、器官及环境条件关系如何？
2．植物进行正常生命活动需要哪些矿质元素？用什么方法、根据什么标准来确定的？ 3．简述植物必需矿质元素在植物体内的生理作用。
4．为什么把氮称为生命元素？
5．植物吸收矿质元素的方式有那些？
6．设计两个实验，证明植物根系吸收矿质元素是主动的生理过程。
7．简述植物吸收矿质元素的特点。
8．简述根部吸收矿质元素的过程。
9．外界溶液的pH值对根系吸收矿质元素有何影响？
10．为什么土壤温度过低，植物吸收矿质元素的速率下降？
11．举出8种元素的任一生理作用。
12．白天和夜晚植物还原硝酸盐的速度是否相同？为什么？
13．为什么土壤通气不良会影响作物对肥料的吸收？
14．喷硼为什么可以促进开花结实？
六、论述题：
1．硝态氮（NO3 - ）进入植物体之后是怎么样运输的？如何还原成氨（NH4 + ）的？
2．试述植物细胞对矿质元素的被动吸收和主动吸收的机理。
3．钼为什么能提高豆科植物的产量？
4．根外营养有什么优点 ？
5．合理施肥增产的原因是什么？
6．固氮酶有那些特性？简述生物固氮的机理。
7. 试述矿质元素在光合作用中的生理作用。
8．试分析植物失绿（发黄）的可能原因。
9. 为什么在叶菜类植物的栽培中常多施用氮肥，而栽培马铃薯和甘薯则较多地施用钾肥？
10. 为什么水稻秧苗在栽插后有一个叶色先落黄后返青的过程？
参考答案：
一、名词解释
1. 矿质营养(mineral nutrition )：是指植物对矿质元素的吸收、运输与同化的过程。
2. 灰分元素(ash element)：也称矿质元素。将干燥植物材料燃烧后，剩余一些不能挥发的物质，称为灰分元素。
3. 必需元素(essential element)：是指在植物完成生活史中，起着不可替代的直接生理作用的、不可缺少的元素。
4. 大量元素(major element)：在植物体内含量较多，占植物体干重达千分之一以上的元素。包括碳、氢、氧、
氮、磷、硫、钾、钙、镁等9种元素。
5. 微量元素( minor element, microelement) ：植物体内含量甚微，占植物体干重达万分之一以下，稍多即会
发生毒害的元素。包括铁、锰、铜、锌、硼、钼、氯、镍等8种元素。
6. 有利元素(beneficial element)：也称有益元素。指对植物生长表现有益作用，并能部分代替某一必需元素的
作用，减缓缺素症的元素。如钠、硅、硒等。
7. 水培法(water culture method)：也称溶液培养法、无土栽培法。是在含有植物所需的全部或部分营养元素、
并具有适宜pH的溶液中培养植物的方法。
8. 砂培法(sand culture method)：也称砂基培养法。在洗净的石英砂或玻璃球等惰性物质的支持中，加入营养
液培养植物的方法。
9. 气栽法(aeroponic)：将植物根系置于营养液雾气中培养植物方法。
10. 营养膜技术(nutrient film technique)：是一种营养液循环的液体栽培系统，该系统通过让流动的薄层营养
液流经栽培槽中的植物根系来栽培植物。
11. 离子的被动吸收(ion passive absorption)：是指细胞通过扩散作用或其他物理过程而进行的矿物质吸收，
也称非代谢吸收。。
12. 离子的主动吸收(ion active absorption)：细胞利用呼吸释放的能量逆电化学势梯度吸收矿质元素的过程。
13.单盐毒害( toxicity of single salt):植物培养在单种盐溶液中所引起的毒害现象。单盐毒害无论是营养元
素或非营养元素都可发生,而且在溶液浓度很稀时植物就会受害。
14. 离子对抗(ion antagonism):也称离子颉颃,就是在发生单盐毒害的溶液中加入少量价数不同的其它金属离子,
即能减轻或消除这种单盐毒害,离子之间的这种作用称为离子对抗。
15. 平衡溶液(balance solution): 将植物必需的各种元素按一定比例﹑一定浓度配成混合溶液,对植物生长发
育有良好作用而无毒害的溶液,叫平衡溶液。
16. 生理酸性盐(physiologically acid salt): 植物根系从溶液中有选择地吸收离子后使溶液酸度增加的盐类。
如对于(NH4 )2 SO4,根系对于NH4 + 吸收多于SO4 2- ,由于NH4 + 同H + 交换吸附,导致溶液变酸,这种盐类叫生理酸性盐。
17. 生理碱性盐(physiologically alkaline salt): 植物根系从溶液中有选择地吸收离子后使溶液酸度减低的盐
类。如对于 NaNO3,根系对于NO3 - 吸收多于 Na + ,由于 NO3 - 同OH - 或 HCO3 - 交换吸附,导致溶液 pH 升高,这种盐 类叫生理碱性盐。
18. 生理中性盐(physiologically neutral salt):对于 NH4NO3 ,植物吸收其阴离子与阳离子的量几乎相等,不改
变周围介质的pH值,故称这类盐为生理中性盐。
19. 胞饮作用(pinocytosis)：吸附在质膜上的物质,通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质及液体的过程。
20. 叶片营养（foliar nutrition）:也称根外营养，是指植物地上部分，尤其是叶片对矿质元素的吸收过程。
21. 诱导酶（induced enzyme）:又称适应酶，指植物体内本来不含有，但在特定外来物质的诱导下诱导生成的酶。
如硝酸还原酶可为NO3 - 所诱导生成。
22.可再利用元素(repetitious use element): 也称参与循环元素。某些元素进入植物地上部分以后，仍呈离子
状态或形成不稳定的化合物，可不断分解，释放出的离子又转移到其他器官中去，可反复被利用，称这些元素 为可再利用元素。如：氮、磷、钾。
23.生物固氮（biological nitrogen fixation）:某些微生物把空气中游离氮固定转化为含氮化合物的过程。
24.易化扩散（facilitated diffusion）: 又称协助扩散。是小分子物质经膜转运蛋白顺化学势梯度或电化学势
梯度跨膜运转过程。膜运转蛋白可分为通道蛋白和载体蛋白。
25.通道蛋白（channel protein）:是细胞膜中一类内在蛋白构成的孔道。通道蛋白可由化学方式及电化学方式激
活，控制离子通过细胞膜顺电化学势梯度流动。
26.载体蛋白（carrier protein）:又称传递体、透过酶、运输酶。是一种跨膜物质运输蛋白。载体蛋白属膜整合
蛋白，它有选择性地在膜一侧与分子或离子结合，形成载体－物质复合物，通过载体蛋白构象变化，透过膜把 物质释放到膜的另一侧。
27.转运蛋白（transport protein）：具有物质转运功能的膜内在蛋白的统称。包括通道蛋白和 载体蛋白。
28.植物营养临界期（critical period of plant nutrition）: 又称需肥临界期。在作物生育期当中对矿质元素
缺乏最敏感时期称为植物营养临界期。
29.植物营养最大效率期（maximum efficiency period of plant nutrition）: 又称最高生产效率期。在作物生
育期当中施肥的营养效果最佳时期叫营养最大效率期。
30.缺素症(element deficiency symptom):当植物缺乏某些营养元素时表现出的特征性病症。
二、写出下列符号的中文名称
1．AFSL： 表观自由空间 2. Fd：铁氧还蛋白 3．Fe-EDTA ：乙二胺四乙酸铁盐 4．NiR：亚硝酸还原酶 5．NR：硝酸还原酶 6．WFS：水分自由空间 7．GOGAT：谷氨酸合酶 8．GS：谷氨酰胺合成酶 9．GDH：谷氨酸脱氢酶 10．NFT： 营养膜技术 11.PCT： 膜片钳技术 12.FAD： 黄素腺嘌呤二核苷酸
三、填空题
1．细胞壁、 2. 增大、下降 3.N、P、K 4.Mn、Cl、Ca 5.Zn、Mn 6.天冬酰胺、谷氨酰胺 7.K、P、B
8.铁-硫蔟（4Fe-4S）、西罗血红素 9.FAD、Cytb557、Mo 10. 氮 11.底物、诱导物 12.K + 离子通道、Cl — 离子通道、Ca 2+ 离子通道 13.Mo和Fe 14.化学势、电势 15.B 16.脲酶（或氢酶） 17.ATP、ΔμH + （H + 电化 学梯度） 18. 45% 19. 70多种、14种 20. 17 21. 9 8 22.溶液培养 23.被动吸收、主动吸收、 胞饮作用 24.载体学说、离子通道学说 25.竞争效应、饱和效应 26.化学分析诊断法、加入诊断法、病症诊断 法 27.Zn 28.老 29.嫩 30.通过土壤溶液获得、吸附在土壤胶体表面的离子交换而获得、分泌有机酸溶 解土壤难溶盐而获得 31.酸、碱、中 32.升高 33.下降 34.既相互依赖又相互独立过程 35.根尖的根 毛区 36.载体 37.硝酸还原酶,细胞质基质 38.亚硝酸还原酶,叶绿体内
39.木质部 40.生殖生长 41.土壤通气状况、 土壤溶液浓度、 土壤溶液pH 、 土壤温度、 离子间相互作用 42. 叶片、外连丝 43.角质层、表皮细胞 44.还原氨基化作用、氨基交换作用 45.氮、磷、Ca
46.叶色、长相，酰胺含量、酶活性 47.硼 48.硝化作用、反硝化作用
四、选择题（包括单选与多选）
1.C
2.A,B,D
3.B,C,D
4.A,D
5.A
6.A
7.C,D
8.B
9.C 10.B 11.A
12.A,C,D 13.C 14.C 15.C 16.B 17.A 18.B 19.C 20.A,B 21.A,B 22.D 23.C24.B
25.B 26.C 27.A 28.D 29.C 30.B 31.D 32.B 33.D 34.C 35.A 36.A 37.C
38.B 39.C 40.B,D 41.B 42.A 43.A 44.C 45.B 46.C 47.C 48.B
五、简答题
1． 植物体内灰分含量与植物种类、器官及环境条件关系如何？
答：一般水生植物的灰分含量最低 ， 占干中的1%左右；而盐生植物最高， 可达45%以上；大部分中生植物为5%~15%， 不同器官之间，以叶子的灰分含量最高；不同年龄而论，老年的植株或部位的含量大于幼年的的植株或部位。凡在养分 含量较高，质地良好的土壤中栽培的作物其灰分含量都较高。
2.植物进行正常生命活动需要哪些矿质元素？用什么方法、根据什么标准来确定的？
答：植物进行正常生命活动需要的必需的矿质（含氮）元素有13种，它们是氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、铜、硼、 锌、锰、钼、氯（也有文献将钠和镍归为必需元素）。根据国际植物营养学会的规定，植物必需元素有三条标准：第一， 由于缺乏该元素，植物生长受阻，不能完成其生活史；第二，除去该元素，表现为专一的病症，这种缺素病症可用加入 该元素的方法预防或恢复正常；第三，该元素在植物营养生理上能表现直接的效果，而不是由于土壤的物理、化学、微 生物条件的改善而产生的间接效果。
确定植物必需矿质元素的方法通常采用溶液培养法或砂基培养法，可在配制的营养液中除去或加入某一元素，观察 该元素对植物的生长发育和生理生化的影响。如果在培养液中，除去某一元素，植物生长发育不良，并出现特有的病症， 或当加入该元素后，病状又消失，则说明该元素为植物的必需元素。反之，若减去某一元素对植物生长发育无不良影响， 即表示该元素为非植物必需元素。
3.简述植物必需矿质元素在植物体内的生理作用。
答：1）是细胞结构物质的组成部分。 2）是植物生命活动的调节者，参与酶的活动。 3）起电化学作用，即离子浓度 的平衡、胶体的稳定和电荷中和等。有些大量元素同时具备上述二、三个作用，大多数微量元素只具有酶促功能。
4.为什么把氮称为生命元素？
答：氮在植物生命活动中占据重要地位，它是植物体内许多重要化合物的成分，如核酸（DNA、RNA）、蛋白质（包 括酶）、磷脂、叶绿素、光敏色素、维生素 B、IAA、CTK、生物碱等都含有氮。同时，氮也是参与物质代谢和能量代谢 的ADP、ATP、CoA、CoQ、FAD、FMN、NAD + 、NADP + 、铁卟啉等物质的组分。上述物质有些是生物膜、细胞质、细胞核的结 构物质，有些是调节生命活动的生理活性物质。因此，氮是建造植物体的结构物质，也是植物体进行能量代谢、物质代 谢及各种生理活动所必需的重要元素。
5.植物细胞吸收矿质元素的方式有哪些？
答： 1）被动吸收：包括简单扩散、易化扩散。不消耗代谢能量。
2）主动吸收：有载体和质子泵参与。需要消耗代谢能量。
3）胞饮作用：是一种非选择性物质吸收。
6.设计两个实验，证明植物根系吸收矿质元素是主动的生理过程。
答： 1）用放射性同位素（如 32 P）示踪。用 32 P 饲喂根系，然后用呼吸抑制剂处理根系，在呼吸抑制剂处理前后测 定地上部分 32 P的含量，可知呼吸被抑制后， 32 P的吸收即减少。
2）测定溶液培养植株根系对矿质吸收量与蒸腾速率之间不成比例，说明根系吸收矿质元素有选择性，是主动的生 理过程。
7.简述植物吸收矿质元素的特点。
答：1）植物根系吸收盐分与吸收水分之间不成比例。植物对盐分和水分两者的吸收是相对的，既相关，又有相对 独立性。 2）植物从环境中吸收营养离子时，还具有选择性，即根部吸收的离子数量不与溶液中的离子浓度成比例。 3） 植物根系在任何单一盐分溶液中都会发生单盐毒害，在单盐溶液中，如再加入少量价数不同的其它金
属离子，则能消除单盐毒害，即离子对抗。
8.简述根部吸收矿质元素的过程。
答： 1）通过离子吸附交换,把离子吸附在根部细胞表面。这一过程不需要消耗代谢能,吸附速度很快。2）离子进 入根内部。离子由根部表面进入根内部可通过质外体，也可通过共质体。质外体运输只限与根的内皮层以外；离子和水 分只有转入共质体才可进入维管束。共质体运输是离子通过膜系统（内质网等）和胞间连丝，从根表皮细胞经过内皮层 进入木质部。 3）离子进入导管。可能是主动地、有选择性地从导管周围薄壁细胞向导管排入，也可能是离子被动地随 水分的流动而进入导管。
9.外界溶液的pH值对矿物质吸收有何影响？
答： 1）直接影响。由于组成细胞质的蛋白质是两性电解质，在弱酸性环境中，氨基酸带正电荷，易于吸附外界溶 液中阴离子。在弱减性环境中，氨基酸带负电荷，易于吸附外界溶液中的阳离子。 2）间接影响。在土壤溶液碱性的反 应加强时 Fe、Ca、Mg、Zn 呈不溶解状态，能被植物利用的量极少。在酸性环境中 P、K、Ca、Mg 等溶解，但植物来不及 吸收易被雨水冲掉，易缺乏。而Fe、Al、Mn的溶解度加大，植物会受害。在酸性环境中，根瘤菌会死亡，固氮菌失去固 氮能力。
10.为什么土壤温度过低，植物吸收矿质元素的速率下降？
答：温度低时，代谢弱，能量不足，主动吸收慢；细胞质粘性增大，离子进入困难。其中，对钾和硅酸的吸收影响最大。
11. 举出8种元素的任一生理作用。
答：1) N：叶绿素、细胞色素、膜结构的组成部分。
2) P：CoⅡ、 ATP及光合作用中间产物中含磷。
3) K：气孔开闭受K + 泵的调节，K + 也是多种酶的激活剂。
4) Mg：叶绿素的组成部分，酶激活剂。
5) Fe：细胞色素、铁硫蛋白等的组成部分。
6) Ca：细胞壁果胶质的组成成分。
7) Mn：参与光合放氧反应。
8) B：促进光合产物的运用。
12. 白天和夜晚植物对硝酸盐的还原速度是否相同？为什么？
植物对硝酸盐的还原速度白天显著较夜晚快。这是因为白天光合作用产生的还原力及丙糖能促进硝酸盐的还原。
13.为什么土壤通气不良会影响作物对肥料的吸收？
答：根系吸收肥料是一种生理活动，它需要能量的供应。能量来自呼吸作用中产生的ATP（三磷酸腺苷）。没有氧 气，根系呼吸作用不能进行，能量也就不能产生，必然影响到肥料的吸收。另外，当土壤通气不良时，由于厌氧微生物 的活动，有机物质被分解并放出二氧化碳，这时二氧化碳不能从土壤中扩散出去，大量积累在土壤中，当超过一定量时， 也将抑制根系的呼吸。在冷水田和低洼烂泥田中，由于地下水位高，土壤通气不良，还产生硫化氢（H2S）等还原性物质， 这些物质可危害根的生长，甚至引起烂根和死根。因此，加强旱地中耕松土和水田落干晒田是增加土壤通气，促进根系 发育和吸收肥料的重要措施。
14.喷硼为什么可以促进开花结实？
答：硼是一种微量元素，有多方面的生理功能。如，提高光合作用强度，促进糖分的运输和分配，提高植物对磷的 吸收利用等， 但最突出的生理功能是对开花结实的促进。 我国有些地区， 曾出现过大面积的甘蓝型油菜的 “花而不结实” ； 也出现过棉花的“蕾而不花”等问题，在生产上造成很大的损失。经过喷硼后，消除了这些病症，取得了较好的收成。 硼促进开花结实的原因，在于促进花粉的发育。缺硼的植株，花药和花丝萎缩，绒毡层组织被破坏，花粉发育不良。硼 还能促进受精作用，硼营养好的植株，花粉发育好，花粉管生长快、受精顺利、受精后的子房发育正常，结实率高。
六、论述题
1. 硝态氮进入植物体之后是怎样运输的？如何还原成氨的 ？
答：植物吸收NO — 3后，可以在根部或枝叶内还原。在根内及枝叶内还原所占的比值，因不同植物及环境条件而异。 如，苍耳根内无硝酸盐还原。根吸收的NO — 3就可通过共质体中径向运输，即根的表皮→皮层→内皮层→中柱薄壁细胞→ 导管，然后在通过蒸腾流从根转运到枝叶内被还原成为氨，再通过酶的催化作用形成氨基酸、蛋白质。在光合细胞内， 硝酸盐还原为亚硝酸盐是在硝酸还原酶催化下在细胞质内完成的；亚硝酸还原为氨则是在亚硝酸还原酶催化下在叶绿体 内完成的。 硝酸盐在根内还原的量以下列顺序递减： 大麦>向日葵>玉米>燕麦。 同一作物在枝叶与根内硝酸盐还原的比值， 随着NO3 - 供应量增加而明显升高。
2. 试述植物细胞对矿质元素的被动吸收和主动吸收的机理
答：被动吸收是指细胞不消耗代谢能量，而通过扩散作用或其它物理过程而进行的吸收过程。O2、CO2、NH3 等气体 分子可以穿过膜的脂质双分子层，以简单扩散方式进入细胞，扩散动力是膜两侧的这些物质的化学势差。而带电荷的离
被动吸收是顺着电化学势梯度进行的，不消耗代谢能量，而通过扩散作用或其它子不能穿过膜的脂质双分子层，其扩散 需要转运蛋白质的协助，所以叫协助扩散或易化扩散，扩散动力是这些离子在膜两侧的电化学势差。离子通道运输就是 离子顺着电化学势梯度，通过质膜上由通道蛋白构成的圆形孔道，以易化扩散的方式，被动地和单方向地跨膜运输。单 向运输载体也可以催化离子顺着电化学势梯度跨膜运输。
主动吸收是指细胞利用代谢能量逆着浓度梯度吸收矿质元素的过程。主动吸收需要转运蛋白的参与。转运蛋白有通 道蛋白和载体蛋白之分。载体蛋白又分为单向运输载体、同向运输载体和反向运输载体。单向运输载体催化分子或离子 单向跨膜运输。可以是主动的，也可以是被动的。质膜上已知的单向运输载体有Fe 2+ 、Zn 2+ 、Mn 2+ 、Cu 2+ 等载体。同向 运输载体在与H + 结合的同时，又与另一个分子或离子（如：Cl - 、NO3 - 、NH4 + 、H2PO4 - 、SO4 2- 、氨基酸、肽、蔗糖、己 糖等）结合，同一方向运输。反向运输载体是与H + 结合的同时与其它分子或离子（如：Na + ）结合，两者朝相反方向运输。 这两种跨膜运输是逆着电化学势梯度进行的主动运输过程。在这种主动运输的过程中能量来自于跨膜H + 电化学势梯度， 即质子动力（△μH + ）。而H + 电化学势梯度是质子泵利用ATP的能量跨膜转运H + 而建立的，这过程叫初级主动运输，也 叫初级共运转。利用已经建立的质子动力载体将矿物质跨膜运输的过程叫次级主动运输或叫次级共运转。离子也可以通 过离子泵(质子泵和钙泵)跨膜运输
3．钼为什么能提高豆科植物的产量？
答：给豆科植物叶面喷钼，或根部施钼，都能促进植株生长发育和增加产量。根据报道，给大豆施钼肥，开花期和 成熟期均提早，结荚数提高21%—28%，三粒荚数增多，占总荚数的25%—46%，千粒重也增加，可增加产量30%—50%左 右。花生应用0.1%钼酸钠浸种，可提高出苗率，增加单株结荚数、百果重以及百仁重。降低空瘪率达20%，可增产44.6% 左右。钼肥能增产有两方面的原因： 1）钼是植物同化硝态氮素时的必需元素。因为硝态氮还原成氨态氮时，需要硝酸 还原酶参加，而钼是硝酸还原酶的组成成分，没有钼的参加，酶不能产生，所以硝态氮也不能还原。豆科植物的根系吸 收硝态氮后，必须将它还原为氨态氮，才能为植株所利用，用它来合成氨基酸和蛋白质。 2）钼是豆科植物固氮作用中 的必需元素。豆科植物的根瘤中，产生的固氮酶，是一种复合酶，由两种蛋白组成：一种叫铁蛋白，另一种叫钼铁蛋白。 钼铁蛋白中，除含铁外，还含钼。在钼供应充分的情况下，根瘤形成快，酶的活力大，固定的氮素也多，给豆科植物提 供了丰富的氮素营养，因而促进了植株的生长发育，提高了产量。
4．根外营养有什么优点 ？
答：具有许多优点的缘故。植物根外营养的优点，表现在如下几方面：1）可以大大节约肥料。少量肥料施在土壤 里，往往被土壤吸附固定，作物不能吸收利用。如果喷在植株上，特别是用微量元素作追肥，起的作用则大的多。2）追 肥及时方便。如果发现某作物缺乏某营养元素时，用喷肥的方法，可以很快补救。特别在作物生长后期，作物群体高大， 在土壤内施肥不便时，根外喷肥就方便多了。3）对于那些盐渍土、冷土、板结土中的植物根系，生理机能常受到抑制而 衰退，吸收能力很差，根外喷肥在一定程度上可以改善其营养不良的状态。4） 根外营养，也是诊断作物缺素症的重要 方法。植物的缺素症，除可用叶子汁液进行化学速测诊断外，还可以用根外喷肥方法诊断。把作物分成若干小区，分别 喷施某些元素，如果某个小区内症状消失，就可断定它是由于缺乏什么营养元素引起的。根外营养虽有不少优点，但只 能作为一种给作物补充营养的方法，它不能代替作物的基肥和按生育期进行的根部追肥。因为它的喷施量不大，肥效不 能维持很长。根外喷肥使用的溶液浓度不能太大，否则容易烧苗和引起器官的脱落。通常使用的浓度是：大量元素（氮、 磷、钾）浓度以0.5%为宜，微量元素（硼、锰、铁、铜、锌等）则以0.05%—0.1%比较合适。
5．合理施肥增产的原因是什么？
答：肥料是作物的粮食。合理的施肥，能使作物生长发育正常，产量增加。从植物生理方面分析，施肥增产的原因 有如下几方面： 1） 扩大作物的光合面积。合理增施氮、磷肥料，可以迅速扩大光合作用面积。2）提高作物的光合能 力。在叶面积相同的情况下，光合能力强的作物，产量也相应增加。为了尽可能地提高作物的光合能力，应注意氮（N）、 磷（P）、钾（K）三要素的配合施用，同时还要注意适当施用一些微量元素。3）延长光合作用时间。叶片寿命长时，进 行光合作用的时间也长，积累的干物质也多，单位面积产量必然增加。如果缺乏肥料，特别是氮肥不足，叶片容易早衰 凋落，缩短了光合作用时间。4）促进物质的运输和分配。合理施用水肥，可以调节光合产物向生殖器官运输分配，使作 物穗大粒多，花、果脱落率降低，经济产量增加。5）改良作物的生活环境。利用秸秆还田、或增施有机肥，可以改良土 壤结构、防止土壤板结，增进土壤微生物活动。有了良好的土壤环境，作物才能生长得更健壮。
6 .固氮酶有哪些特性 ？简述生物固氮的机理。
答：固氮酶的特性：1）由Fe蛋白和Mo—Fe蛋白组成，两部分同时存在才有活性。 2）对氧很敏感，氧分压稍高 就会抑制固氮酶的固氮作用，只有在很低的氧化还原电位条件下，才能实现固氮过程。 3）具有对多种底物起作用的能 力。4）氨是固氮菌的固氮作用的直接产物。NH3的积累会抑制固氮酶的活性。
生物固氮的机理： 1）固氮是一个还原过程，要有还原剂提供电子。还原1分子N2 为2分子的NH3，需6个电子和 6个H + 。主要电子供体有丙酮酸、NADH、NADPH、H2 等，电子载体有铁氧还蛋白（Fd）、黄素氧还蛋白（FId）等。2）固 氮过程需要能量。由于N2 具有三价键（N≡N），打开它需很多能量，大约每传递两个电子需4个 ～5个ATP，整个过程 至少要12个～15个ATP。 3）在固氮酶作用下把氮还原成氨。
一叶色深的，单位叶面积内叶绿素含量多，同时内含氮量也高。叶色浅的或发黄的叶片，叶绿素含量和氮含量均低。
7．试述矿质元素在光合作用中的生理作用。
答：矿质营养在光合作用中的功能极为广泛，归纳起来有以下几方面：1）叶绿体结构的组成成分。如N、P、S、 Mg是叶绿体机构中构成叶绿素、蛋白质以及光合膜不可缺少的元素。 2）电子传递体的重要成分。如PC（质体兰素）中 含Cu，Fe—S中心、Cytb、Cytf和Fd中都含有Fe，因而缺Fe会影响光合电子传递速率。 3）磷酸基团在光、暗反应中 具有突出地位。如，构成同化力的ATP和NADPH。光合碳还原循环中所有的中间产物，合成淀粉的前体ADPG，合成蔗糖 的前体UDPG等，这些化合物中都含有磷酸基团。 4）光合作用所必须的辅酶或调节因子。如Rubisco，FBPase的活化需 要Mg + ；放氧复合体不可缺少Mn 2+ 和CI — ，而K + 、Ca 2+ 调节气孔开闭。另外，Fe 3+ 影响叶绿素的合成；K + 促进光合作用的转 化与运输等。
8．试分析植物失绿（发黄）的可能原因。
答：植物呈现绿色是因其细胞内含有叶绿体，而叶绿体中含有绿色的叶绿素的缘故。因而凡是影响叶绿素代谢的因 素都会引起植物失绿。可能的原因有： 1）营养元素：氮和镁都是叶绿素的组成成分，铁、锰、铜、锌等则在叶绿素的 生物合成过程中有催化功能或其它间接作用。因此，缺少这些元素时都会引起缺绿症，其中尤以氮的影响最大， 因此叶 色的深浅可作为衡量植株体内氮素水平高低的标志。 2）光：光是影响叶绿素形成的主要条件。从原叶绿素酸酯转变为 叶绿素酸酯需要光，而光过强，叶绿素反而会受光氧化而破坏。 3）温度：叶绿素的生物合成是一系列酶促反应，受温 度影响很大。叶绿素形成的最低温度约为2℃，最适温度约30℃，最高温度约40℃。高温和低温都会使叶片失绿。高温 下叶绿素分解加快，褪色更快。4）氧：缺氧能引起Mg-原卟啉或Ⅸ或Mg-原卟啉甲酯的积累，影响叶绿素的合成。5）水： 缺水不但影响叶绿素的生物合成，而且还促使原有叶绿素加快分解。此外，叶绿素的形成还受遗传因素控制，如水稻、 玉米的白化苗以及花卉中的斑叶不能合成叶绿素。
9. 为什么在叶菜类植物的栽培中常多施用氮肥，而栽培马铃薯和甘薯则较多地施用钾肥？
答：叶菜类植物的经济产量主要是叶片部分，受氮素的影响较大。氮不仅是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分，而且 是叶绿素的成分，与光合作用有密切关系。因此，氮的多寡会直接影响细胞的分裂和生长，影响叶面积的扩大和叶鲜重 的增加。且氮素在土壤中易缺乏，因此在叶菜类植物的栽培中要多施氮肥。氮肥充足时，叶片肥大，产量高，汁多叶嫩， 品质好。
钾与糖类的合成有关。钾肥充足时，蔗糖、淀粉、纤维素和木质素含量较高，葡萄糖积累则较少。钾也能促进糖类运 输到贮藏器官中，所以在富含糖类的贮藏器官（马铃薯块茎和甘薯块根）中钾含量较多，种植时钾肥需要量也较多。
10. 为什么水稻秧苗在栽插后有一个叶色先落黄后返青的过程？
答：植物体内的叶绿素在代谢过程中一方面合成，一方面分解，在不断地更新。水稻秧苗根系在栽插过程中受伤， 影响植株对构成叶绿素的重要矿质元素N和Mg的吸收，使叶绿素的更新受到影响，而分解过程仍然进行。另一方面， N 和 Mg 等矿质元素是可重复利用元素，根系受伤后，新叶生长所需的N 和 Mg 等矿质元素依赖于老叶中叶绿素分解后的转 运，即新叶向老叶争夺N和Mg等矿质元素，这就加速了老叶的落黄，因此水稻秧苗在栽插后有一个叶色落黄过程。当根 系恢复生长后，新根能从土壤中吸收 N、Mg 等矿质元素，使叶绿素合成恢复正常。随着新叶的生长，植株的绿色部分增 加，秧苗返青。