3.3　名校考研真题详解

一、名词解释题

1．蒸腾作用[厦门大学2007研；江西农业大学2015研]

答：蒸腾作用是指水从植物体表面（主要是叶片）以气体状态从植物体内散失到植物体外的过程。蒸腾作用产生的蒸腾拉力是植物吸收和运输水分及矿质盐类的主要驱动力，同时蒸腾作用能降低叶片的温度。

2．蒸腾速率[厦门大学2014研]

答：蒸腾速率又称蒸腾强度，是指植物在一定时间内单位叶面积上蒸腾的水量。通常用每小时每平方米叶面积蒸腾水量的克数表示，即g/（m²·h）。蒸腾速率取决于气孔下腔与外界空气之间的蒸气压差和扩散途径中的阻力。蒸气压梯度越大，水蒸气向外扩散力量越大，反之就慢。界面层越厚，阻力越大，蒸腾越慢。

3．渗透调节[湖南农业大学2012研]

相关试题：Osmotic Adjustment、Osmoregulation[兰州大学2011研]

答：渗透调节（Osmotic Adjustment、Osmoregulation）是指在水分胁迫下，植物体内可主动积累各种有机或无机物质来提高细胞液浓度，降低渗透势，提高细胞吸水或保水能力，从而适应水分胁迫环境的过程。参与植物渗透调节过程的物质有外界环境进入植物细胞内的无机离子和细胞合成的有机溶质两大类。

4．水势[湖南农业大学2011研]

答：水势是指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，再除以水的偏摩尔体积所得的商。植物细胞具有细胞壁和液泡，细胞中含有许多亲水物质，会影响细胞的水势。植物细胞的水势由溶质势、压力势、衬质势和重力势4个组分组成。

5．必需元素[湖南农业大学2010研]

答：必需元素是指在植物的生长发育中不可缺少、不可替代，并直接参与植物生理代谢活动的元素。必需元素必须具备3个标准：①为完成植物整个生长发育周期不可缺少的元素，若缺乏该元素，植物不能完成它的生活史。②在植物体中的功能不能被其他元素所代替，该元素缺乏所表现的症状只能通过加入该元素的方法消除。③直接参与植物的生理代谢活动，而不是因为该元素影响土壤的物理化学性质或微生物的生长条件而产生的间接结果。

6．离子颉颃作用[厦门大学2007研]

答：如果在单盐溶液中加入少量其他离子，单盐的毒害就可减弱或消除，这种作用称为离子颉颃作用。在元素周期表中的同族元素没有颉颃作用，如K^＋和Na^＋等；不同族的元素才有颉颃作用，如K^＋和Ca^2＋等。

７．质外体途径[厦门大学2007研]

答：质外体途径是指水分通过细胞壁、细胞间隙而没有经过细胞质的移动过程。质外体途径吸收水分的阻力小、速度快。质外体途径从外界吸收的水分经过皮层进入到内皮层时，遇到环绕内皮层细胞壁上凯氏带的阻挡，质外体的连续性被阻断。水分必须经共质体途径通过内皮层细胞的原生质，或从凯氏带的破裂处才能进入到木质部的导管中。

二、选择题

1．植物施肥所需大量元素有哪些？（　　）[兰州大学2011研]

A．N、P、K

B．P、K、S

C．N、K、S

D．C、N、P

【答案】A

【解析】植物必需的矿质（含氮）元素有16种，氮、磷、钾、钙、镁、硫、硅、铁、铜、硼、锌、锰、钼、镍、钠和氯；再加上从空气和水中得到的碳、氢、氧构成植物的必需元素共19种，根据植物组织中元素的相对浓度，必需元素通常被分成大量元素和微量元素，植物施肥中最重要的三种大量元素是N、P、K。

2．影响气孔蒸腾速度内因是什么？（　　）[兰州大学2011研]

A．气孔面积

B．气孔周长

C．气孔间距

D．气孔密度　

【答案】B

三、填空题

1．相邻细胞内水分移动方向取决于  。[湖南农业大学2010、2012研]

【答案】细胞间的水势差

【解析】水分总是从水势高的区域向水势低的区域移动，水势差越大，流速越快。

2．植物根系吸水，根据其引起的动力的不同，可分为  和  。春季落叶树新稍未抽出前，以  吸水为主。[湖南农业大学2010、2012研]

【答案】主动吸水；被动吸水；主动吸水

【解析】根系吸水的方式分为主动吸水和被动吸水，主动吸水是由根部自身生理活动引起的根系吸水方式，动力是根压；被动吸水是植物地上部的叶和枝的蒸腾作用引起根部吸水和向上运输的方式，动力为蒸腾拉力。

3．植物吸收下部动力为  ，上部动力为  ，这是  学说。[兰州大学2011研]

【答案】根压；蒸腾拉力；内聚力-张力

【解析】根压能使水分在木质部导管中运输，但是根压很小，不能使水分在高大的乔木中向上运输。植物顶部的蒸腾作用会产生巨大的负静水压（蒸腾拉力）拖动导管中的水分向上运输。水柱一端受到蒸腾拉力的作用向上移动，另一端受到向下的重力。这两种力方向相反，形成张力。水分子与导管内纤维素之间还有附着力，因此木质部导管或管胞中的水会形成连续的水柱，向上运输，即Dixon提出的内聚力-张力学说。

4．根外营养是指  。[湖南农业大学2010研]

【答案】植物地上部对矿质养分的吸收

【解析】除了根部外，植物的地上部分也可以吸收矿质养分和小分子有机物，如尿素、氨基酸等。地上部吸收养分的主要器官是叶片，根外营养又称叶片营养。

四、简答题

1．植物体内水的作用是什么？[兰州大学2011研]

答：水是一切生命活动的源泉，水与植物的生命活动关系极为密切。

（1）水是植物细胞的主要成分。

①生活细胞的原生质中含水量一般为70％～90％。不同植物的细胞含水量有很大差异，同一种植物的不同器官或部位含水量也不同。

②植物细胞中通常有束缚水和自由水两种形式。束缚水是被细胞中的胶体颗粒或大分子吸附不能自由移动的水，自由水是能够自由移动并起溶剂作用的水，二者的相对含量影响植物的代谢活动。

（2）水是植物代谢活动中的重要反应物质。

（3）水是植物各种生物化学反应以及物质吸收、运输的介质。

（4）水可以使植物体保持固有的形态。

细胞壁和中央大液泡使细胞建立起膨压，对细胞的伸展、气孔开放、韧皮部运输和各种跨膜转运等多种生理功能有重要作用，同时可以使植物的非木质化组织保持一定的硬度和机械稳定性，使植物的茎和叶挺立伸展，促进光合作用，维持植物体营养生长和生殖生长。

（5）水是植物体温的稳定剂。

水具有较高的汽化热和比热容，能使植物在外界环境温度变化较大的情况下维持体温的相对稳定。温度较高时，蒸腾作用可以起到降温作用，避免高温灼伤。

2．什么是溶液培养？植物的溶液培养中有哪些注意事项？[湖南农业大学2010研]

答：（1）溶液培养的含义

溶液培养法又称水培法，是将植物根系浸没在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法。

（2）植物的溶液培养中的注意事项

①营养液中的必需矿质营养元素要平衡。

溶液培养法中营养物质全由人工供给，养分的形态、种类、浓度、供应时间均由人工控制，应保证营养元素的平衡。

②溶液的酸碱度适中，防止某些成分之间发生反应形成不溶物。

营养液的缓冲性小，某些营养元素被植物吸收可能会导致酸碱度的变化，应防止过酸过碱对植物的影响。同时，由于酸碱性的变化可能会导致液体内某些阴阳离子发生反应，形成不溶物。

③注意对溶液系统通气，防止光线对根系的直接照射。

液相环境相对缺乏气体，缺氧会导致植物根系呼吸作用受阻，发生腐烂，因此必须定期向溶液系统补充气体，同时，光照也会影响根系生长。

3．试述硝态氮进入植物体被还原以及合成氨基酸的过程？[厦门大学2009研]

答：植物从土壤中吸收的硝态氮需要经过代谢还原才能转化合成氨基酸，具体过程如下：

（1）硝酸根还原成铵

硝酸根的还原有两个步骤：硝酸根（NO₃^－）进入细胞后被硝酸还原酶还原为亚硝酸根（NO₂^－）；在亚硝酸还原酶的作用下，亚硝酸根被还原成铵（NH₄^＋）。

硝酸根的还原总表达式如下

①硝酸根还原为亚硝酸根

②亚硝酸根还原为铵

式中，Fd是铁氧还蛋白，下标red和ox各自代表还原态和氧化态的铁氧还蛋白。

（2）氨的同化

铵离子被迅速同化合成氨基酸，以避免铵盐累积对植物细胞造成的毒害。

①谷氨酰胺合成酶途径

铵离子在谷氨酰胺合成酶催化下与谷氨酸结合，形成谷氨酰胺（图3-10）。

图3-10　谷氨酰胺合成酶途径示意图

②谷氨酸合酶途径（图3-11）

图3-11　谷氨酸合酶途径示意图

③谷氨酸脱氢酶途径

在谷氨酸脱氢酶的作用下，铵与α-酮戊二酸结合，形成谷氨酸（图3-12）。

图3-12　谷氨酸脱氢酶途径示意图

④转氨基作用

氨被同化形成谷氨酰胺和谷氨酸后，可通过转氨基作用合成其他的氨基酸，催化这类反应的酶称为氨基转移酶。

⑤天冬酰胺合成途径

天冬酰胺具有高稳定性和高氮碳比特性，不仅是蛋白质的前体，也是氮运输和储存的主要化合物。

天冬酰胺合成的主要途径如图3-13所示：

图3-13　天冬酰胺途径示意图

4．简述气孔运动机理。［厦门大学2007研］

答：气孔运动是保卫细胞内膨压改变的结果，关于气孔运动的机理有以下几个学说：

（1）淀粉-糖转化学说

光照下，保卫细胞进行光合作用，消耗CO₂，引起细胞质pH升高，促使淀粉磷酸化酶水解淀粉为可溶性糖，保卫细胞的水势下降，水分从其邻近的表皮细胞或副卫细胞进入保卫细胞，气孔张开；黑暗中，保卫细胞光合作用停止，呼吸作用产生的CO₂积累，细胞质的pH降低，淀粉磷酸化酶催化逆向反应，使可溶性糖转化为淀粉，水势升高，水分又从保卫细胞流入到邻近的表皮细胞或副卫细胞，于是气孔关闭。

（2）钾离子泵学说（钾离子累积学说）

钾离子是引起保卫细胞渗透势发生改变的主要离子。气孔张开时，保卫细胞中钾离子的含量高。气孔关闭时，钾离子含量减少。

在保卫细胞质膜上有ATP质子泵，可分解由氧化磷酸化和光合磷酸化产生的ATP，将H^＋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。质膜内侧的电势也变得更负，驱动钾离子从与之邻近的表皮细胞或副卫细胞经过保卫细胞质膜上的钾通道进入保卫细胞，再进入液泡。钾离子的跨膜运输是由ATP质子泵建立的质子梯度来推动的次级运输。

（3）苹果酸代谢学说

苹果酸含量变化可调节气孔开闭，保卫细胞中苹果酸增多，气孔就张开，反之关闭。

细胞质中的淀粉分解成磷酸烯醇式丙酮酸（PEP），PEP在羧化酶的作用下与HCO₃^－成草酰乙酸，草酰乙酸进一步还原为苹果酸，进入液泡，水势降低，水分进入保卫细胞，气孔张开。

5．植物生长必需的矿质元素有哪些？说明其中两种必需元素的功能。[河北大学2005研]

答：（1）植物必需的矿质元素

现已确定植物必需的矿质（含氮）元素有16种，它们是氮、磷、钾、钙、镁、硫、硅、铁、铜、硼、锌、锰、钼、镍、钠和氯。

（2）必需元素的功能举例

①氮

氮是生命元素，含有氮的物质大多是活细胞赖以生存的结构或功能的成分，氮也是叶绿素、植物激素、维生素及许多辅酶和辅基的组成元素，对生命活动有重要的调节作用。

②磷

磷是核酸、核蛋白、磷脂等活细胞内多种功能性物质的重要成分。磷在能量代谢中起重要作用，也是呼吸作用和光合作用过程中的糖-磷中间产物的组分。

③钾

钾可激活许多参与呼吸作用和光合作用的酶的活性；钾能促进蛋白质和糖类的合成，促进糖类的运输；钾能增加原生质的水合程度，使细胞保水力增强，提高抗旱性。

 

五、实验题

1.Hoagland等（1948）以丽藻和法囊藻进行了一系列实验，经测定培养介质中的离子浓度与丽藻和法囊藻细胞汁液中的离子浓度如表3-1所示，据此分析植物吸收离子有何特点？[湖南农业大学2010研]

表3-1

答：根据表3-1可知植物吸收离子具有选择性，且吸收离子的方式主要是主动吸收。

（1）植物吸收离子具有选择性。

生长在池水中的丽藻细胞汁液中的K^＋、Na^＋、Ca^2＋和Cl^－的浓度远高于池水中的浓度，且高处的比例不同，而生长在海水中的发囊藻，细胞汁液中Na^＋、Ca^2＋的浓度低于海水，K^＋的浓度高于海水，Cl^－的浓度与海水相近，表明植物细胞对溶液中离子的吸收具有选择性。

（2）植物吸收离子的方式主要是主动吸收。

表中丽藻细胞液浓度与池水多种离子浓度比值均大于1，说明丽藻细胞液中该离子的浓度较池水中的高，该离子逆浓度由池水运输到细胞液，所以这些离子是逆浓度梯度运输的，吸收的方式是消耗代谢能的主动吸收。

2．简述质壁分离及其复原现象的观察过程，并说明变化原因。[河北大学2005]

答：质壁分离及其复原现象的观察过程及原因

（1）制作洋葱表皮的临时装片

在载玻片上滴一滴水，撕取洋葱鳞片叶外表皮放在水滴中展平，盖上盖玻片。在显微镜下可观察到洋葱表皮细胞，特点是液泡大，呈紫色，原生质层紧贴着细胞壁。

（2）观察质壁分离现象及说明原因

从盖玻片的一侧滴入0.3g/ml的蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复几次。显微镜下可观察到：液泡变小，颜色变深，原生质层与细胞壁分离。原生质层与细胞壁之间充满蔗糖溶液。

原因：蔗糖溶液浓度高于细胞液浓度，细胞通过渗透作用失水，细胞壁伸缩性小，液泡和原生质层不断收缩，所以发生质壁分离。

（3）观察细胞质壁分离的复原现象及说明原因

从盖玻片的一侧滴入清水，在另一侧用吸水纸吸引，重复几次。镜检。观察到：液泡变大，颜色变浅，原生质层恢复原状。

原因：细胞液的浓度高于清水，细胞通过渗透作用吸水，液泡和原生质层恢复。