中学生物竞赛辅导生物的新陈代谢(3)

（l）曲线B所表示的是 植物的受光强度和光合作用合成量的关系。 （2）a、b点表示 。

（3）叶面积为25cm2的阳性植物叶片在光强度为Y时每小时的光合作用合成量为 mg。

（4）将该阳性植物叶片先在光强度为X的条件下放置若干时间，然后放于暗处（光强度为Q时）12h，要使此时叶的干物质量与照射前一样，则需光照 h。

（5）在同等条件下，阳性植物呼吸作用的强度比阴性植物 。

第四节 植物对水分的吸收和利用

【知识概要】

一、植物细胞对水分的吸收

细胞吸水的主要方式是渗透吸水。细胞的渗透吸水取决于水势。纯水的水势最高，定为零值，则其他溶液的水势就成负值，溶液越浓，水势越低，水势总是从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动。成熟的植物细胞是一个渗透系统，细胞的水势表示为：

水势＝渗透势＋压力势＋衬质势

当细胞处于不同浓度的溶液中时，在细胞内外就会有水势差，从而发生渗透作用。可以用“植物细胞的质壁分离和复原”实验来证明植物细胞的渗透作用。

植物细胞在形成液泡之前依靠吸胀作用吸水。吸胀作用是亲水胶体吸水膨胀的现象。

二、植物根系对水分的吸收 根系吸水有两种动力：（l）根压：即根系的生理活动使液流从根部上升的动力。从土壤到根内通常存在一个由高到低的水势梯度。使水分由土壤溶液进入根的表皮、皮层，进而到达木质部导管。此外水分还可以通过成熟区表皮细胞壁以及根内层层细胞之间的间隙向里渗入，最终也达到导管。（2）蒸腾拉力：这种吸水是依靠蒸腾失水而产生的蒸腾拉力，由枝叶形成的力量使到根部而引起的被动吸水。

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影响根系吸水的外界条件有土壤中可用水分、土壤通气状况、土壤温度、土壤溶液浓度等。

三、蒸腾作用

水分以气体状态从植物体表面（主要是叶）散失到体外的现象叫做蒸腾作用。蒸腾作用对植物体有重要生理意义。蒸腾作用是植物对水分吸收和运输的主要动力，蒸腾作用能促进矿质养料在体内的运输，蒸腾作用能降低叶片的温度。

植物成长以后，蒸腾作用主要通过叶面进行。叶面蒸腾分为角质蒸腾和气孔蒸腾，后者是最主要形式。

外界条件影响蒸腾作用的最主要因素是光照，此外还有空气相对湿度、温度、风等。生产实践上，一方面要促使根系生长健壮，增强吸水能力；另一方面要减少蒸腾，这在干旱环境中更为重要。

四、植物体内水分的运输

水分被根系吸收进入木质部的导管和管胞后，沿着木质部向上运输到茎或叶的木质部，而到达植物体的各部。水分子在导管内上有蒸腾拉力，下有根压，中间有水分子本身的内聚力，使水分形成连续的水柱源源而上。

【解题指导】

例1 下表资料显示四组马铃薯条分别浸入Ⅰ—Ⅳ四种不同溶液一小时后质量转变的百分率。根据表中资料可得到的结论是

析 马铃薯条在溶液I中质量增加，发生了吸水过程，说明I的水势大于细胞液的水势。马铃薯条在溶液Ⅳ中质量未改变，说明Ⅳ的水势等于细胞液的水势，溶液Ⅳ不可能是蒸馏水，马铃薯条在溶液Ⅱ、Ⅲ中质量减少，均发生失水，说明Ⅱ、Ⅲ的水势均低于细胞液的水势，薯条在Ⅱ中比在Ⅲ中质量减少得多，说明Ⅱ的水势低于Ⅲ。因此题中B、C、D选项均错误。因此，答案选A。 溶液 质量转变的百分率 I Ⅱ Ⅲ Ⅳ A 溶液I的水势最高

B 溶液Ⅱ的水势较溶液Ⅲ的高 C 溶液的Ⅳ水势最低 D 溶液Ⅳ是蒸馏水

例2 水分在植物体内沿导管向上运输的动力是

① 蒸腾拉力 ② 根压 ③ ATP水解释放的能量 ④ 水分子之间的内聚力 ⑤导管壁的内缩力

A ①②③ B ①③⑤ C ②④⑤ D ①②④ 析 根吸水的主要部位是成熟区的表皮细胞。根毛细胞的细胞液浓度比土壤溶液的

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＋5％ －5％ －3％ 0％

浓度大，因此，水分能从水势较高的土壤溶液流向水势较低的根毛细胞的细胞液中。根部细胞在生活过程中，还能不断从土壤吸收矿质离子，使导管内溶液浓度增大，水势下降，从而使根毛吸收来的水分逐渐通过内皮层渗入导管。这种由于根的生理活动所产生的静压力，叫做根压，一般植物的根压只有l～2个大气压，显然仅靠根压是不能把水输送到十几米乃至几十米高的树冠的。蒸腾作用使叶肉细胞大量失水而水势降低，它能从相邻的细胞吸水，这些细胞又从导管中吸水，根、茎、叶中的导管是相连通的，由于蒸腾作用，使导管中的水溶液形成一个连续不断的上升水柱，使根系不断吸水。导管内水柱能源源不断，还因为水分子之间有很强的内聚力，导管内的水柱不致被巨大的蒸腾拉力拉断。总之，植物导管中的水分由于上面有蒸腾拉力，下面有向上的根压，加上水分子的内聚力，所以能不断上升，保证植物各部对水的需要。答案选D。

【巩固练习】

42．木质部的水势最低的部位是

A 根毛 B 根的维管束 C 茎的导管 D 叶

43．把体积相同的10％的葡萄糖溶液和10％的蔗糖溶液用半透膜隔开，其分子运动是

A 两方浓度相等，处于动态平衡

B 水分子从蔗糖溶液中向葡萄糖溶液中移动 C 水分子从葡萄糖溶液中向蔗糖溶液中移动 D 葡萄糖分子向蔗糖溶液中移动

44．若向日葵某种细胞间隙的水势为A，细胞液水势为B，细胞质基质水势为C，则当它因缺水而萎蔫时，三者间的水势关系为

A A＞B＞C B A＞C＞B C B＞C＞A D B＞A＞C 45．通过植物细胞质壁分离和复原的实验，仍不能证明的是 A 测定细胞液的浓度大小 B 验证渗透作用：

C 鉴定细胞死活 D 证实渗透吸水是主要方式

46．取正常生活且具有大液泡的甲、乙两个植物细胞，分别放入蔗糖溶液和甘油溶液中，两种溶液的溶质质量分数均比细胞液的高。在显微镜下连续观察甲、动两种细胞的变化是

A 均发生质壁分离，不发生质壁分离复原

B 均发生质壁分离，但随后乙细胞又发生质壁分离复原 C 均发生质壁分离，但随后甲细胞又发生质壁分离复原 D 均发生质壁分离，后又均发生质壁分离复原 47．初始质壁分离是 A 细胞的膨压等于零

B 原生质体完全收缩与细胞壁分离 C 细胞体积最大

D 细胞壁不进一步伸展

48．从马铃薯中用打孔器打出两圆柱体块P和Q。P在蒸馏水中放1h，Q在与马铃

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薯细胞液等渗的盐溶液中放1h，测定处理的圆柱体与原来的孔

A P不合适，但Q刚好合适 B P不合适，Q也不合适 C P和Q均精确地合适

D P精确地合适，但Q不精确地合适

49．－U形管中装有两种不同的溶液R和S，并为一半透性膜（X）隔开。与S相比，R为低渗溶液，右图中黑色的深浅即代表浓度高低：当U形管内已达到平衡时，溶液表面是一样高还是不一样高？渗透压是相等还是不相等？（渗透压即渗透势，但没有负号，答题时参看下图）

A 右侧较高，两溶液等渗，即浓度相等 B 右侧较高，且右侧为高渗，即浓度较高 C 左侧较高，且右侧为低渗，即浓度较低 D 两侧高度相等，且为等渗

15分钟后上图的变化

50．与木本植物比较，幼嫩草本植物较难忍受短暂缺水，这是因为 A 它们较细小 B 它们所贮存的后含物较少 C 它们的生长速率较快 D 它们依赖细胞硬胀来支持

51．下图为测定植物蒸腾作用的简易装置，整个装置是密封且充满水的，仅细管中留有一个气泡。根据标尺可计算出气泡移动的位置。进而计算出水分变化的数量。这一数量代表

A 蒸腾失水的数量 B 光合作用消耗的水量 C 植株吸收的水量 D 呼吸作用消耗的水量

52．下图为同样类型植物在不同条件下的叶子。从植物P叶缘上有小水滴出现，植物Q则没有。哪株植物的渗透势较负（渗透压较高）？哪株植物叶细胞的膨压较高？

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植物P的叶子 植物Q的叶子

A 植物P渗透势较负，植物P膨压较高 B 植物P渗透势较负，植物Q膨压较高 C 植物Q渗透势较负，植物P膨压较高 D 植物Q渗透势较负，植物Q膨压较高 53．右图为曲线图，表示多种植物细胞在不同浓度的蔗糖溶液中质壁分离的百分率。请据图回答。

（1）在0.lmol/L蔗糖溶液中植物细胞的状态是 ；

（2）曲线图表明这些植物细胞 A 有不同厚度细胞壁 B 有不同浓度的细胞液 C 体积不同

D 细胞膜上载体种类不同

54．在不同情况下，植物对水分的吸收是不同的。请指出当土壤温度从20℃降至5℃时，下列情况下，植物从土壤中吸水较少（A），吸水较多（B），还是水分吸收保持不变（C）（用字母填空）？

（1）土壤失水 ；（2）开始下雨 ；（3）夜晚来临 ；（4）25％的叶片被去掉 ；（5）25％的根被去掉 。

第五节 植物的矿质营养

【知识概要】

一、植物必需的矿质元素及其主要生理作用

植物生长发育必需的元素有C、H、O、N、P、K、S、Ca、Mg、Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo和Cl等16种，除C、H、O以外的13种元素主要由根系从土壤中吸收，叫做矿质元素。植物对前9种元素需要量相对较大，属于大量元素；对后7种元素需要量极微，属于微量元素。

矿质元素的生理作用：一是细胞结构物质的组成成分；二是植物生命活动的调节者，参与酶的活动；三是起电化学作用，即离子浓度的平衡。胶体的稳定和电荷中和等。

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