第二章 植物矿质营养
一、名词解释
1. 矿质营养: 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：亦称矿质元素，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．大量元素：在植物体内含量较多，占植物体干重达万分之一以上的元素。包括钙、镁、硫、氮、磷、钾、碳、氢、氧等9种元素。
4．微量元素：植物体内含量甚微，稍多即会发生毒害的元素包括：铁、锰、硼、锌、铜、钼和氯等7种元素。
5. 单盐毒害和离子拮抗：单盐毒害是指溶液中因只有一种金属离子而对植物之毒害作用的现象；在发生单盐毒害的溶液中加入少量其他金属离子，即能减弱或消除这种单盐毒害，离子间的这种作用称为离子拮抗。
6. 平衡溶液：在含有适当比例的多种盐溶液中，各种离子的毒害作用被消除，植物可以正常生长发育，这种溶液称为平衡溶液。
7. 胞饮作用：物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质及液体的过程。
8. 诱导酶：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可以生成的酶。如硝酸还原酶可为NO3-所诱导。
9. 生物固氮：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。
二、填空题
1．植物生长发育所必需的元素共有 种，其中大量元素有 种，微量元素有 种。 2．植物必需元素的确定是通过 法才得以解决的。
3．解释离子主动吸收的有关机理的假说有 和 。 4．果树的“小叶病”往往是因为缺 元素的缘故。
5. 缺氮的生理病症首先表现在 叶上，缺钙的生理病症首先表现在 叶上。 6．根系从土壤吸收矿质元素的方式有两种： 和 。
7．(NH4)2S04属于生理 性盐，KN03属于生理 性盐、NH4NO3属于生理 性盐。 8．硝酸盐还原成亚硝酸盐的过程由 酶催化，亚硝酸盐还原成氨过程是叶绿体中的 酶催化的。
9．影响根部吸收矿物质的条件有 、 、 和 。
10．植物地上部分对矿质元素吸收的主要器官是 ，营养物质可从 运入叶内。
11．植物体内可再利用元素中以 和 最典型。
12．栽种以果实籽粒为主要收获对象的禾谷类作物可多施些 肥，以利于籽粒饱满；栽培根茎类作物则可多施些 肥，促使地下部分累积碳水化合物；栽培叶菜类作物可多施些 肥，使叶片肥大。
13. 矿质元素主动吸收过程中有载体参加，可从下列两方面得到证
实： 、 。
14. 硝酸盐还原速度白天比夜间 ，这是因为叶片在光下形成的
和 能促进硝酸盐的还原。
15. 根部吸收的无机离子是通过 向上运输的，但也能横向运输到 。
喷在叶面的有机与无机物质是通过 运到植株各部分的。衰老器官解体的原生质与高分子颗粒还可通过 向新生器官转移。
16. 现已确定，植物必需的大量元素有（写出5个以上） 。 17. 现已确定，植物必需的微量元素有（写出5个以上） 。 18. 必需元素中易再利用的元素有 等（写出四个以上）。 19. 必需元素中不能再利用的元素有 等（写出四个以上）。
三、选择题
1．植物生长发育必需的矿质元素有：
A．9种 B．13种 C. 16种 2．高等植物的嫩叶先出现缺绿症，可能是缺乏 A．镁 B．磷 C. 硫 3．高等植物的老叶先出现缺绿症，可能是缺乏 A．锰 B．氮 C. 钙 4．植物根部吸收离子较活跃的区域是：
A.分生区 B. 伸长区 C. 根毛区 5．影响植物根毛区主动吸收无机离子最重要的因素是 A.土壤溶液pH值 B．土壤中氧浓度 C. 土壤中盐含量 6．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
7．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 8．硝酸还原酶分子中含有：
A. FAD和Mn B．FMN和Mo C. FAD和Mo 9．下列哪种溶液属于平衡溶液：
A. 生理酸性盐与生理碱性盐组成的溶液 B．Hoagland溶液 C. N、P、K三种元素组成的溶液
10．植物根部吸收的无机离子向地上部运输时，主要是通过：
A. 韧皮部 B．质外体 C. 胞间连丝 D. 木质部 11．反映植株需肥情况的形态指标中，最敏感是： A. 株高 B．节间长度 C. 叶色
12．能反映水稻叶片氮素营养水平的氨基酸是： A. 蛋氨酸 B．天冬酰胺 C．丙氨酸
13. 用沙培法培养棉花，当其第4叶（幼叶）展开时，其第1 叶表现出明显的缺绿症。
已知除下列4种元素外的其他元素均不缺乏，因此应该是由于缺 引起的缺绿症。
A. 镁； B. 铜； C. 硫； D. 锰 14. 植物缺铁时，嫩叶会产生缺绿症，表现为：
A. 叶脉仍绿；B．叶脉失绿；C．全叶失绿
四、是非判断与改正
1．在植物体内大量积累的元素必定是植物必需元素。 2．硅对水稻有良好的生理效应，故属于植物的必需元素。
3．缺氮时，植物幼叶首先变黄；缺硫时，植物老叶叶脉失绿。 6．养分临界期是指植物对养分需要量最大的时期。 7．作物体内养分缺乏都是由于土壤中养分不足。 8．矿质元素中，K可以参与植物组织组成。
9．生长在同一培养液中的不同植物，其灰分中各种元素的含量相同。 10．硝酸还原酶和亚硝酸还原酶都是诱导酶。
11．在进行硝酸还原酶实验时，光对实验结果无影响。
12．施肥增产原因是间接的，施肥是通过增强光合作用来增加干物质积累，从而提高产量。
13. 植物吸收矿质元素最活跃区域是根尖分生区。 14. NH4N O3属于生理酸性盐，（NH4）2SO4属于生理碱性盐。
五、问答题
1．植物必需的矿质元素要具备哪些条件?
（1）缺乏该元素植物生育发生障碍不能完成生活史。
（2）除去该元素则表现专一的缺乏症，这种缺乏症是可以预防和恢复的。 （3）该元素在植物营养生理上表现直接的效果而不是间接的。 2．为什么把氮称为生命元素?
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、铁卟琳等物质的组分。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牲物质。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起重要作用的生命元素。
3. 植物细胞吸收矿质元素的方式有哪些？
（1）被动吸收：包括简单扩散、协助扩散。不消耗代谢能。 （2）主动吸收：有载体和质子泵参与，需消耗代谢能。 （3）胞饮作用：是一种非选择性吸收方式。
4．设计两个实验，证明植物根系吸收矿质元素是一个主动的生理过程。
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（1） 用放射性同位素（如P）示踪。用P饲喂根系，然后用呼吸抑制剂处理
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根系，在呼吸抑制剂处理前后测定地上部分P的含量，可知呼吸被抑制
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后，P的吸收即减少。
（2） 冰冻根际，检查处理前后伤流液中的离子含量，发现经冰冻处理后，抑制
根系对矿质的吸收。
（3） 溶液培养下，测定植株对矿质的吸收量与蒸腾速率，发现二者不成比例，
说明根系吸收矿质有选择性，是主动过程。
5. 外界溶液的pH值对矿物质吸收有何影响?
（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。在弱碱性环境中，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，植物受害。在酸性环境
中，根瘤菌会死亡，固氮菌失去固氮能力。
6．为什么土壤温度过低，植物吸收矿质元素的速率下降?
因为温度低时代谢弱，能量不足，主动吸收慢；胞质粘性增大，离子进入困难。其中以对钾和硅酸的吸收影响最大。
7．白天和夜晚硝酸盐还原速度是否相同？为什么?
硝酸盐在昼夜的还原速度不同，白天还原速度显著较夜晚快，这是因为白天光合作用产生的还原力及磷酸丙糖能促进硝酸盐的还原。 8．合理施肥增产的原因是什么?
合理施肥增产的实质在于改善光合性能（增大光合面积，提高光合能力，延长光合时间，有利光合产量分配利用等），通过光合过程形成更多的有机物获得高产。 9．根外施肥有哪些优点?
（1）作物在生育后期根部吸肥能力衰退时或营养临界期时，可根外施肥补充营养 。（2）某些肥料易被土壤固定而根外施肥无此毛病，且用量少。（3）补充植物缺乏的微量元素，用量省、见效快。
10. 用溶液培养法研究番茄的氮、磷、钾元素缺乏症时，忘记在培养缸上贴标签。培养
21d后发现A处理的番茄叶片卷缩。有缺绿斑，叶边枯焦，老叶症状比幼叶的更为显著。B处理的番茄老叶干黄脱落，幼叶灰绿，叶柄叶脉呈紫色，根细而长，幼叶较老叶的缺乏症轻，整株生长缓慢。C处理的番茄叶片紫红色，叶片及叶柄上有坏死斑，老叶症状较幼叶症状更明显，根系发育差，整株生长慢。请你根据这些症状，为不同处理的培养缸补贴标签。
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11. P.R.Stout和D.R.Hoagland于1939年研究棉花、柳树等小植株对K的吸收情况。
他们细心地将韧皮部和木质部分开，在二者之间插入23cm长的蜡纸带，而后用纸
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将其包扎好。在含K的培养基中培养 5h后，分别测定各区段的K含量，结果如下表所示。请根据他们的研究结果，回答下列问题： （l）怎样做好这一实验的对照？
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（2）韧皮部和木质部在K的运输中各起什么作用？ （3）从表中数据还能得出什么结论？
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K在柳树茎中的分布（cpm）
测定区段 隔离区上部 上部 隔离区 中部 下部 隔离区下部
(1) 除了不在对照株的韧皮部和木质部之间插入蜡纸带以外，其余部分的操作均应与处理株相同。
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(2) K主要在木质部间运输，韧皮部几乎不参与K的运输
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(3) 在木质部中的K有较快较多的侧向运输
木质部和韧皮部被隔离株 韧皮部 53.0 11.6 0.7 20.0 84.0 木质部 47 119 112 113 58 74 67 87 69 64 对照株 韧皮部 木质部 56 第三章 光合作用
一、 名词解释
1．光合色素：指植物体内含有的具有吸收光能并将其用于光合作用的色素，包括叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等。
2．原初反应：包括光能的吸收、传递以及光能向电能的转变，即由光所引起的氧化还 原过程。
3．红降现象：当光波大于685nm时，虽然仍被叶绿素大量吸收，但量子效率急剧下降，这种现象被称为红降现象。 4. 爱默生效应：如果在长波红光（大于685nm）照射时，再加上波长较短的红光（650nm），则量子产额大增，比分别单独用两种波长的光照射时的总和还要高。
5．光合链：即光合作用中的电子传递。它包括质体醌、细胞色素、质体蓝素、铁氧还蛋白等许多电子传递体，当然还包括光系统I和光系统II的作用中心。其作用是水
+
的光氧化所产生的电子依次传递，最后传递给NADP。光合链也称Z链。 6．光合作用单位：结合在类囊体膜上，能进行光合作用的最小结构单位。 7．作用中心色素：指具有光化学活性的少数特殊状态的叶绿素a分子。
8．聚光色素：指没有光化学活性，只能吸收光能并将其传递给作用中心色素的色素分子。聚光色素又叫天线色素。
9．希尔反应：离体叶绿体在光下所进行的分解水并放出氧气的反应。
10．光合磷酸化：叶绿体（或载色体）在光下把无机磷和ADP转化为ATP，并形成高能
磷酸键的过程。
11．光呼吸：植物的绿色细胞在光照下吸收氧气，放出CO2的过程。光呼吸的主要代谢
途径就是乙醇酸的氧化，乙醇酸来源于RuBP的氧化。光呼吸之所以需要光就是因为RuBP的再生需要光。
12．光补偿点：同一叶子在同一时间内，光合过程中吸收的CO2和呼吸过程中放出的CO2
等量时的光照强度。
13．CO2 补偿点：当光合吸收的CO2量与呼吸释放的CO2量相等时，外界的CO2浓度。 14．光饱和点：增加光照强度，光合速率不再增加时的光照强度。
15．光能利用率：单位面积上的植物光合作用所累积的有机物所含的能量，占照射在相
同面积地面上的日光能量的百分比。
16. 碳素同化作用：自氧植物吸收二氧化碳，将其转变成有机物的过程，称为植物的碳
素同化作用。
17. 光合速率：单位时间单位叶面积所吸收二氧化碳或释放氧气的量。
二、 填空题
1. 光合作用是一个氧化还原过程，其反应的特点是： 水被氧化为分子态
氮 、 二氧化碳被还原到糖水平 、 发生日光能的吸收，转化和贮藏 。
2. 光合生物所含的光合色素可分为四类，即 叶素a 、 叶绿素b 胡萝
卜素 叶黄素 。
2. 叶绿素可分为 叶素a 、 叶绿素b 、 叶绿素c 、 叶绿素
d 四种，所有的绿色植物都含有 叶绿素a 。