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【精选】植物营养学

第一章绪论1.什么是植物营养?什么是植物营养学?答:植物营养:植物体从外界环境中吸取其生长发育所需的化学物质,并用以维持其生命活动的过程。

植物营养学:研究植物对营养物质的吸收、运输、转化和利用的规律及植物与外界环境之间营养物质和能量交换的科学。

2.李比希提出的植物营养“三大学说”各自的含义是什么?答:矿质营养学说:驳斥了当时流行的“腐殖质营养学说”,认为植物最初的营养物质是矿物质,而非腐殖质。

养分归还学说:作物的每次收获必然要从土壤中取走大量养分;若不及时归还被带走的养分,土壤地力将逐渐下降;要想恢复地力就必须归还从土壤中取走的全部养分。

最小养分律:植物的生长量或产量受环境中最缺少的养分的限制,并随之增减而增减。

环境中最缺少的养分称为最小养分。

3.试述植物营养学的研究范畴与研究方法。

答:研究范畴:植物营养生理学(营养元素生理学、产量生理学、逆境生理学);植物根际营养(根-土界面、植物-土壤-微生物及环境因素);植物营养遗传学;植物营养生态学;植物的土壤营养(土壤养分行为学、土壤肥力学);肥料学与现代施肥技术。

研究方法:生物田间试验法(在田间自然条件下进行,是植物营养学科中最基本的研究方法);生物模拟试验法(运用特殊装置,给予特殊条件便于调控水、肥、气、热和光照等因素);化学分析法;数理统计法;核素分析法(同位素标记);酶学诊断法第二章植物的元素营养1.什么是植物的必需元素?其判别标准是什么?答:植物必需元素:对植物生长具有必需性、不可替代性和直接营养作用的化学元素。

其判别标准是:①必要性:这种元素对所有高等植物的生长发育是不可缺少的;如果缺少该元素,植物就不能完成其生活史。

②专一性:这种元素的功能不能由其它元素所代替;缺乏这种元素时,植物会表现出特有的症状,只有补充这种元素后症状才能减轻或消失。

③直接性:这种元素必须直接参与植物的代谢作用,对植物起直接的营养作用,而不是改善环境的间接作用。

2.高等植物的必需元素有哪些?大量元素与微量元素是如何划分的?为什么将N、P、K称为“肥料三要素”?答:高等植物必需营养元素目前有16(17)种:碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、硼、锰、铜、锌、钼、氯、(镍)。

大量元素:C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S(其中,Ca、Mg、S是中量元素。

)微量元素:Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl将N、P、K称为“肥料三要素”:在土壤-植物间的供求矛盾大,常需施肥补充。

3.试述大棚、温室等设施栽培条件下进行二氧化碳施肥必要性,并举例说明二氧化碳施肥的方法。

答:温室和大棚:因通气不足CO2浓度常降至很低,增施CO2肥料是不可忽视的一项增产技术。

二氧化碳施肥的方法:4.植物体内活性氧的清除系统有哪些?答:植物体内活性氧的清除系统有:①酶系统:超氧化物歧化酶(SOD);过氧化氢酶(CAT);过氧化物酶(POD或POX)。

②抗氧化剂系统:维生素E;谷胱甘肽(GSH);抗坏血酸(ASA)。

此外,非酶类自由基清除剂还有细胞色素、甘露糖醇、氢醌、胡萝卜素等。

5.试述N在植物体内的主要生理功能。

N主要从哪些方面影响农产品品质?答:N在植物体内的主要生理功能:①N是植物体内许多重要有机化合物的组分,通常被称为“生命元素”。

②促进并调节植物生长③影响农产品品质:影响农产品中粗蛋白含量(增加N素供应(尤其生长后期)可增加农产品中蛋白质含量,但在评价其对农产品品质的影响时应慎重。

);影响农产品中硝酸盐含量(产品中NO3-和NO2-是近年来引人注意的主要品质指标)④影响植物的抗逆性6.高等植物可吸收利用的N 素形态有哪些?答:无机态:NO 3--N 、NH 4+-N (主要)有机态:氨基酸、酰胺、尿素(少量)7.试述植物体内硝酸盐还原成氨的主要过程;哪些因素可影响硝酸盐积累?答:硝酸盐还原成氨由两种独立的酶分别进行催化:①硝酸还原酶(NR):使硝酸盐还原成亚硝酸盐(由NAD(P)H 作为电子供体,经过一系列电子传递,最后由钼辅基将电子转移给硝酸根,使它还原为亚硝酸根)②亚硝酸还原酶(NiR) :使亚硝酸盐还原成氨(以还原态的铁氧还蛋白作为电子供体,转移给亚硝酸,使亚硝酸根还原为氨)影响植物体内硝酸盐积累的因素:①植物种类:蔬菜:叶菜类>根菜类>瓜果类;牧草:禾本科牧草>豆科牧草;一般植物:茎/叶>根>种子。

②氮肥用量及施氮时期③光照④其它因素(微量元素供应、伴随离子)8.植物吸收NH 4+与NO 3-对介质pH 有何影响?答:NH 4+吸收特点:释放等量的H +,使介质pH 值下降。

吸收NO 3-,介质pH 缓慢上升,较安全;吸收NH 4+,介质pH 迅速下降,可能危害植物(水培尤甚).9.植物缺氮会产生哪些主要症状?答:整株:植株矮小,瘦弱;叶片:细小直立,叶色淡绿色、浅黄色、乃至黄色,从下部老叶开始出现症状;叶脉、叶柄:有些作物呈紫红色;茎:细小,分蘖或分枝少,基部呈黄色或红黄色;花:稀少,提前开放;种子、果实:少且小,早熟,不充实;根:色白而细长,量少,后期呈褐色。

第三章植物对养分的吸收1.植物吸收养分有哪些特点?选择性,累积性,基因型差异2.什么是质外体与共质体?什么是水分自由空间和杜南自由空间?质外体——指细胞原生质膜以外的空间,包括细胞壁、细胞间隙和木质部导管。

共质体——指原生质膜以内的物质和空间,包括原生质体、内膜系统及胞间连丝等。

水分自由空间——是指被水分占据并能和外部介质溶液达到物理化学平衡的那部分质外体区域。

杜南自由空间——是指质外体中因受非扩散负电荷的影响,养分离子以杜南扩散和交换吸附的方式被固定,不能自由移动的那部分区域。

3.何谓主动吸收和被动吸收?被动吸收:养分离子顺着电化学势梯度由细胞的膜外移动到膜内的过程。

不需要消耗额外的代谢能。

主动吸收:养分离子逆着电化学势梯度由细胞的膜外移动到膜内的过程。

需要消耗额外的代谢能,且具高度的选择性。

4.离子跨膜吸收的方式有哪些?简单扩散运输,离子通道运输,载体运输,离子泵运输5.写出养分离子吸收的动力学方程并说明方程中各参数的意义v ——吸收速率( μmol ·g-1 ·h-1 ) v =K m + [S]V max · [S]Vmax ——最大吸收速率( μmol ·g-1 ·h-1 )[S] ——介质离子浓度( mmol ·L-1 )Km ——吸收速率常数(mmol ·L-1 )6.介质pH如何影响植物对阴,阳离子的吸收?偏酸性介质:吸收阴离子> 阳离子偏碱性介质:吸收阳离子> 阴离子酸性反应时,根细胞的蛋白质分子带正电荷为主,故能多吸收外界溶液中的阴离子。

碱性反应时,根细胞的蛋白质分子带负电荷为主,故能多吸收外界溶液中的阳离子。

7.什么是拮抗作用及协助作用?什么是维茨效应?溶液中某种离子存在或过多能抑制另一离子吸收的现象。

主要表现在对离子的选择性吸收上。

溶液中某种离子的存在有利于根系吸收另一离子的现象。

Ca2+具有稳定细胞膜结构的功能,因而有助于质膜的选择性吸收,称“维茨效应”。

8.在植物营养期中有哪两个关键需肥时期?(1)植物营养临界期—是指营养元素过少或过多或营养元素间不平衡,对植物生长发育起着明显不良影响的那段时间。

(2)植物营养最大效率期—是指营养物质在植物体内能产生最大效能的那段时间。

9.什么是根外营养与根外追肥?根外追肥时养分如何进入植物体内?根外追肥效果与叶片类型有何关系?叶部营养(或根外营养)的概念—植物通过叶部或非根系部分吸收养分来营养自身的现象。

气态养分—通道:气孔矿质养分—通道:角质层、外质连丝叶片类型与单子叶作物相比,双子叶作物叶面积大,角质层薄,溶液中的养分较易被吸收。

叶片背面比正面更易吸收养分。

第四章养分在植物体内的运输1.什么是养分的短距离与长距离运输?其运输途径各有哪些?养分的横向运输(短距离运输)根外介质中的养分从根表皮细胞进入根内,经皮层组织到达中柱的迁移过程叫养分的横向运输。

由于其迁移距离短,又称为短距离运输。

养分的纵向运输(长距离运输)养分从根经木质部或韧皮部到达地上部的运输以及养分从地上部经韧皮部向根的运输过程,称为养分的纵向运输。

由于养分迁移距离较长,又称为长距离运输2.试述养分进入木质部“双泵模型”的含义“双泵模型”认为养分从介质到达木质部导管至少需要2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膜内,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,进入质外体。

3.试述木质部运输的动力和方向动力根压:力量弱,持续。

蒸腾作用:力量强,养分木质部运输的主要动力,但在一天内有阶段性。

方向根压和蒸腾作用只能使木质部汁液向上运动,木质部中养分的移动是单向的。

4.试述一些因生理性缺钙引起的植物病害如番茄“脐腐病”,大白菜“干烧心”的产生原因茄果类的番茄在结果期若遇较长时间的低温或阴雨天,蒸腾强度低,常会发生果实生理性缺钙而出现脐腐病。

白菜缺钙的症状:其典型症状是内叶叶尖发黄,呈枯焦状,俗称“干烧心”,又称心腐病。

5.养分在韧皮部运输有什么特点?韧皮部运输的特点养分在活细胞内双向运输;以下行为主,受蒸腾作用的影响较小。

6.养分如何在韧皮部和木质部间转移?木质部经过顺浓度梯度的渗漏作用进入韧皮部,韧皮部经过逆浓度梯度的转移细胞进入木质部7.什么是养分再利用?包括哪些过程?再利用的概念:植物某一器官或部位中的矿质养分可通过韧皮部运往其它器官或部位而被再度利用的现象。

再利用过程第一步:养分激活养分离子在细胞中被转化为可运输的形态。

第二步:养分进入韧皮部被激活的养分从木质部导管通过主动运输转移至韧皮部进行长距离运输,到达茎后,养分可进入木质部向上运输。

第三步:进入新器官养分通过韧皮部或木质部运至靠近新器官的部位,再经过跨质膜的主动运输过程“卸”入需要养分的新器官细胞内。

8.养分再利用与缺素症最早出现的部位有何关系?营养元素移动性再利用程度缺素症出现部位N P K Mg 大高老叶S Fe Mn Zn Cu Mo 小低新叶Ca B 难移动很低新叶顶端分生组织第五章1.什么事土壤养分的供应强度、容量及缓冲因素?答:土壤养分强度:是指土壤溶液中养分的浓度土壤养分容量:是指土壤中有效养分的数量缓冲因素:表示土壤保持一定养分强度的能力2.土壤养分到达根表有哪些途径?Ca2+、Mg2+、NO3—、H2PO4—、K+、NH4+等各主要通过什么途径到达根表?答:(1)主动截获:根直接从所接触的土壤中获取养分(2)迁移:①质流(数量多、距离长)②扩散(速度慢、距离短)钙、镁和氮(NO3-)主要靠质流供应,而H2PO4-、K+、NH4+等扩散是主要的迁移方式。

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