植物营养学2016年范围

第一、二章一.名词解释1.必需营养元素：对植物生长具有必要性、不可替代性和作用直接性的化学元素2.肥料三要素：植物对氮磷钾需求量大，而土壤中供给较少，需以肥料的方式加以补充，因此把氮磷钾称为肥料三要素。3.根部营养：植物通过根部吸收养分的方式。4.根外营养：植物通过叶片或茎吸收养分的方式。5.主动吸收：膜外养分逆浓度梯度或电化学势梯度，消耗代谢能量，有选择的进入原生质膜内的过程。（通过细胞壁泵蛋白完成）6.离子对抗作用：溶液中某一离子的存在抑制另一种离子吸收的现象。7.离子相助作用：溶液中某一离子的存在有利于另一种离子吸收的现象。8.维茨效应：由于钙离子稳定质膜结构的特殊功能，有助于质膜的选择性吸收，对多种离子的吸收有协助作用。9.作物营养临界期：植物生长发育的某个时期，对某种养分要求的绝对数量不多但很迫切，并且当养分供应不足或元素数量不平衡时，将对植物生长发育造成难以弥补的损失。10.作物营养最大效率期：在植物生长阶段中所吸收的某种养分能发挥其最大效能的时期11.载体：生物膜上能携带离子穿过原生质膜的蛋白质或其他物质。12.质子泵：结合在质膜上的ATP酶，水解产生大量质子并将其泵出细胞质，形成跨质膜的电位差，驱动阳离子泵入细胞质。二．填空1.影响植物体中矿质元素含量的因素主要是遗传因素和环境条件。2.植物必需营养元素的判断标准可概括为不可替代性、必要性和直接性。3.植物必需营养元素有17种，其中氮磷钾称为植物营养三要素或肥料三要素。4.植物必需营养元素间的相互关系表现为和。同等重要性不可替代性同等重要不可替代性相互相似性协同关系拮抗关系5.植物的有益元素中，硅对于水稻、钠对于甜菜、钴对于豆科作物、铝对于茶树均是有益的。6.植物根系吸收阴离子大于阳离子时，根际pH值有所将上升；7.土壤中的养分一般通过截获、质流和扩散等三种途径迁移至植物根系表面。8.主动吸收的机理有载体运输和离子泵运输。9.介质中的离子间存在着拮抗作用和协助作用，从而影响着植物对养分的吸收。10.植物需肥的关键时期有作物营养临界期和作物营养最大效率期。11.外界pH为碱性有利于阳离子的吸收，相反，pH为酸性有利于阴离子的吸收三.判断题1.植物体内某种元素的有无和含量高低可作为判断植物营养元素是否必须的标准（F）2.植物的某些生理功能可以由相关的两种元素相互代替，但这种代替是暂时的，部分的（T）3.质外体空间中各种离子的行为没有差别（F）4.水分自由空间是在植物根系的小孔隙中，离子不能随水分移动而移动（F）5.杜南自由空间处于细胞壁和质膜中果胶物质的羧基解离二带有非扩散负电荷的空间，进入这一空间的离子可以自由扩散（F）6.离子跨膜进入细胞的通过离子通道的属于主动运输（F）7.离子跨膜进入细胞的通过载体属于主动运输，也可以是被动运输（T）四．问答题5分1、离子被动吸收和主动吸收的区别是什么？被动吸收：养分离子顺着化学势梯度由细胞膜外移动到膜内的过程，不需要消耗能量主动吸收：养分离子逆着化学势梯度由细胞膜外移动到膜内的过程，需要消耗能量，有高度选择性2、养分吸收动力学参数Km、Vmax是什么意义？Km：相当于酶促反应的米氏常数，是离子-载体在膜内的解离常数，反应速度为最大速度一半时的膜外离子浓度，载体对离子亲和力的倒数。Vmax：载体饱和时的吸收速率，其大小决定于载体的浓度。3、什么是养分的临界期、养分最大效率期？作物营养临界期;植物生长发育的某个时期，对某种养分要求的绝对数量不多但很迫切，并且当养分供应不足或元素数量不平衡时，将对植物生长发育造成难以弥补的损失。作物营养最大效率期;在植物生长阶段中所吸收的某种养分能发挥其最大效能的时期4、叶面营养有哪些特点？通过叶片直接供给养分，防止一些微量元素的固定；见效快，效率高，对某些矿质养分的吸收比根部强；效果短暂，每次喷施养分总量有限，易淋洗流失；有些养分例如钙从叶片的吸收部位向植物的其他部位转移相当困难，效果不好；适用于解决一些特殊的植物营养问题，辅助的施肥方式。5、影响根部吸收养分的因素有哪些介质中的养分浓度、温度、光照强度、土壤水分、通气状况、土壤pH值，养分离子的理化性质、根的代谢活性、苗岭和生育时期、植物体内养分状况等。6、载体学说的主要内容是什么？载体是生物膜上能携带离子穿过膜的蛋白质或其他物质。无机离子跨膜运输时首先要结合在载体上，结合过程与底物和酶的结合原理相同。因此，以酶的动力学为其理论依据，将离子与载体的关系表示为：K1k3S+CCSS`+CK2该学说圆满的解释了离子的选择性吸收，离子通过质膜以及在质膜上的转移，离子吸收与代谢的关系。五、选择题按植物营养元素的生物化学作物与生理功能，下面哪一组（B）离子是以离子形态存在于细胞汁液中,维护渗透调节、电性平衡并具有稳定细胞壁和生物膜构型的功能（A）P、B、Si;（B）K、Mg、Ca、Mn、Cl；（C）C、H、O、N、S(D)Fe、Cu、Zn、Mo、Ni第三章一、名词解释1.双泵模型：离子进入木质部导管需经两次泵的作用，第一次是将离子由介质或自由空间主动泵入细胞内，进入共质体，第二次是将离子由木质部薄壁细胞主动泵入木质部导管。2.根压：当离子进入木质部导管后，增加了导管汁液的浓度，使水势下降，引起导管周围的水分在水势差的作用下扩散进入导管，从而产生一种使导管汁液向上移动的压力即根压。3.交换吸附：木质部导管上有许多带负电荷的阴离子基团，它们与导管汁液中的阳离子结合，使其吸附在管壁上，所吸附的离子又可被其他阳离子交换下来，继续随汁液向上移动，这种吸附称为交换吸附。4.再吸收：溶质在木质部导管运输过程中，部分离子可被导管周围薄壁细胞吸收，从而减少了溶质到达茎叶的数量，这种现象叫再吸收。5.再利用：植物某一器官或部位中的矿质养分可通过韧皮部运往其他器官或部位而被再度利用，这种现象叫做矿质养分的再利用。二、填空1.养分的横向运输是指养分沿根的表皮细胞、根内、皮层组织最后到达中柱迁移的过程。2.养分的短距离运输可通过质外体途径和共质体途径两种途径进行。3.养分的纵向运输是指养分沿木质部向上，或沿韧皮部向上或向下迁移的过程。4.养分通过横向运输从外部介质中到达中柱的木质部导管至少穿过原生质膜2次。5.植物必需的矿质元素在韧皮部中的移动性与其再利用程度大小有关，如N、P、K、Mg的移动性较强，固其再利用程度也较大，缺素症会先在老叶出现，而Ca、B是最难移动的元素，固其再利用程度很小，缺素症会先在新叶出现。三、问答题1.养分离子的跨膜吸收方式与养分的横向运输途径有什么关系？以主动跨膜运输为主的养分，如K+、H2PO4-其横向运输以共质体途径为主；而以被动跨膜运输为主的养分，如Ca2+则以质外体途径为主。2.养分在木质部移动有什么特点？其驱动力是什么？木质部中养分移动的驱动力是根压和蒸腾作用。由于根压和蒸腾作用只能使木质部汁液向上运动，而不可能向相反方向运动，因此，木质部中养分的移动是单向的，即自根部向地上部的运输。木质部中养分的移动是在死细胞的导管中进行的，移动的方式以质流为主，但木质部汁液在运输的过程中，还与管壁以及导管周围薄壁细胞之间有重要的相互作用，表现在阳离子与导管壁的交换吸附，薄壁细胞对离子的再吸收，以及导管周围的活细胞（木质部薄壁细胞和韧皮部）向导管释放有机化合物等。3.韧皮部汁液的组成与木质部比较存在哪些显著差异？韧皮部汁液的pH值高于木质部，前者偏碱性，后者偏酸性。韧皮部汁液中的干物质和有机化合物远高于木质部。韧皮部汁液中的C/N比值比木质部汁液宽。某些矿质元素如Ca和B在韧皮部汁液中的含量远小于木质部，其他矿质元素的浓度一般都高于木质部，其中K+的浓度最高。对于具有不同形态的养分，其在韧皮部和木质部中的形态种类可能不同。4.请对韧皮部中主要矿质元素的移动性进行比较，并分析其与元素缺素部位之间的关系。在大量元素中，N、P、K、Mg的移动性大，微量元素中Fe、Mn、Cu、Zn、Mo的移动性较小，而Ca、B很难在韧皮部中运输。移动性小的元素，缺素症首先出现在幼嫩器官中；移动性大的元素，缺素症首先出现在老叶中。第四章一、名词解释1.根际：指受植物根系活动的影响，在物理化学和生物学性质上不同于土体的那部分微域土区。一般指离根轴表面数毫米之内。2.根际效应：由于根际pH值、氧化还原电位和微生物活性的变化与土体土壤有显著不同，由此对根际微域内营养物质的转化，土壤养分的有效性以及作物生长发育和抗逆性产生的明显影响。3.截获：指根直接从所接触的土壤中获取养分而不通过运输。4.质流：植物的蒸腾作用和根系吸水造成根表土壤与原土体之间出现明显的水势差，此种压力差异导致土壤溶液中水分随着水流向根表迁移。5.扩散：当根系通过截获和质流作用获得的养分不能满足植物需求时，随着根系不断的吸收，根际有效养分的浓度降低，并在根表垂直的方向上出现养分浓度的梯度差，从而引起土体养分顺浓度梯度向根表迁移。6.强度因素：指土壤溶液中养分的浓度，是土壤养分供应的主要因子。7.容量因素：土壤中有效养分的数量，是不断补充强度因素的库容量。8.缓冲因素：表示土壤保持一定养分强度的能力，也叫缓冲力或缓冲容量，关系着养分供应的速度，反应强度（I）与数量（Q）变化的关系，可以用△Q/△I比率表示，比率大则缓冲力强。9.根际分泌物：指植物生长过程中，根向生长基质中释放的有机物质的总称。二、问答题1.土壤生物有效性的含义。土壤的生物有效养分是处于植物根际或生长期内能迁移到根际的以离子态存在的矿质养分。土壤中矿质养分的浓度、容量与动态变化，矿质养分向根迁移的方式与速率，根系生长，以及根际与土体之间的差异都会影响土壤养分的生物有效性。2.说明根际的概念、范围与特点。根际指受植物根系活动的影响，在物理、化学和生物学性质上不同于土体的那部分微域土区。范围很小，一般指离根轴表面数毫米之内。根际的许多化学条件和生物化学过程不同于土体土壤，最明显的是根际的pH值、氧化还原电位和微生物活性变化等。由于根系分泌物的作用，根际微生物群落的种类与数量也有所不同。这些变化对根际微域内营养物质的转化，土壤养分的有效性以及作物生长发育和抗逆性等都有明显影响。3.根际微生物对养分有效性有何影响？（1）根际微生物可以分泌特定物质改变根系形态，增加养分吸收面积。（2）微生物一方面通过分泌有机酸、酶、氨基酸等活化根际土壤中难溶性养分，另一方面高密度的微生物又要利用根际养分，与植物竞争有效养分。（3）根际大量微生物的活动对氧的消耗会导致根际氧分压降低，改变氧化还原条件。（4）菌根的形成能显著增加寄主植物对矿质养分和水分的吸收。三、选择题1.化学有效养分包括（abcd）A可溶性的离子态B简单分子态养分C易分解态和交换吸附态养分D某些气态养分2.影响植物通过质流吸收养分的因素有（ab）A土壤溶液中养分浓度B作物蒸腾作用大小C空气相对湿度D土壤溶液中养分的浓度梯度四、填空1.截获所得的养分主要决定于根表面积大小和土壤中有效养分的浓度2.养分向根表的迁移有质流和扩散两种方式。五、判断1.强度因素是土壤养分内供应的主要因子，受施肥和作物吸收影响不大。（F）2.在一定土壤含水量范围内，增加土壤湿度，可提高养分离子移动（T）3.由于吸附与固定使磷、锌、铁等营养元素的移动性变小，而向土壤直接供应有机螯合态肥料可减少养分的吸附和固定（T）4.旱作土壤根际Eh值一般均高于土体土壤（F）第五章氮磷钾一、名词解释植素：是磷脂类化合物的一种，是植酸的钙、镁盐或钾、镁盐，是磷的储藏形态，大量积累于种子中。二、填空1.氮素是植物体中蛋白质、核酸和核蛋白、叶绿素、酶等的组成成分。2.植物吸收的氮素以离子形态的铵态氮或硝态氮为主，也可吸收少量可溶性有机形态的氮。3.旱地植物吸收NO3-以主动吸收为主，被吸收的NO3-在同化前必须先还原为NO2-。4.植物在吸收NH4+时会释放等量的H+，因此介质的pH值会降低。5.当作物体内氨浓度过高，氮素会以谷氨酰胺和天门冬酰胺两种酰胺形态化合物氮素的存储形态，消除氨浓度过高产生的毒害，也是氮素在木质部运输的一种形态。三、简答题1.硝态