4.2　典型题（含历年真题）详解

一、单项选择题

1．具有引导花粉管定向生长作用的矿质离子是（　　）。[2015研]

A．Zn²⁺  

B．Ca²⁺ 　

C．Mn²⁺ 　

D． Cu²⁺

【答案】B

【解析】胞质溶胶中的钙与可溶性的蛋白质即钙调素结合，形成有活性的Ca²⁺·CaM复合体，在代谢调节中起第二信使的作用。伸长的花粉管具有明显的Ca²⁺梯度，顶端区域浓度最高，亚顶端之后随之降低。在花粉管的持续伸长过程中，此区域浓度变化呈现周期性的上升和回落。因此，Ca²⁺具有引导花粉管定向生长作用。因此答案选B。

2．植物细胞壁中含量最高的矿质元素是（　  ）。[2014研]

A．镁

B．锌

C．钙

D．铁

【答案】C

【解析】细胞壁是植物细胞的最大钙库，钙浓度可达l0^-5～10^-4mol／L。

3．植物细胞膜上通道蛋白运输离子的特点是（　  ）。[2014研]

A．顺电化学势梯度进行，有饱和效应

B．顺电化学势梯度进行，无饱和效应

C．逆电化学势梯度进行，有饱和效应

D．逆电化学势梯度进行，无饱和效应

【答案】B

【解析】细胞膜上存在两类主要的转运蛋白，即：载体蛋白和通道蛋白。植物细胞膜上通道蛋白运输离子的特点是：顺电化学势梯度进行、无饱和效应；载体蛋白运输离子的特点是：顺电化学势梯度进行，有饱和效应。

4．当土壤中缺钼时，植物通常也表现出（　  ）。[2014研]

A．缺氮症状

B．缺磷症状

C．缺钙症状

D．缺镁症状

【答案】A

【解析】钼是硝酸还原酶的组分，缺乏会导致缺氮症状。

5．下列元素中，缺乏时引起植物老叶首先出现病症的元素是（　　）。[2013研]

A．Mg

B．Fe

C．Ca

D．Mn

【答案】A

【解析】根据矿质元素在植物体内的循环情况将其分为可再利用元素（如N、P、K、Mg等）和不可再利用元素（如Ca、Mn、Fe、S等）。不可再利用元素的缺素症首先出现在幼嫩器官上，可再利用元素的缺素症首先出现在较老器官上。A项，Mg属于可再利用元素，而BCD三项均属于不可再利用元素，因此缺乏时引起植物嫩叶首先出现病症。

6．下列元素中，作为硝酸还原酶组分的是（　　）。[2012研]

A．Mn

B．Mo

C．Cu

D．Zn

【答案】B

【解析】氮素被吸收主要形式是NH₄⁺、NO₃^-以及可溶性有机氮化合物(氨基酸、尿素等)，其中NO经过硝酸还原酶、亚硝酸还原酶将NO还原成NH₄⁺才能被植物利用，硝酸还原酶是诱导酶，是一种可溶性的钼黄素蛋白，由黄素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、血红素和钼复合蛋白(M_o-C_o)组成。

7．下列膜蛋白，能转运离子并具有明显饱和效应的是（　　）。[2012研]

A．通道蛋白

B．水孔蛋白

C．外在蛋白

D．载体蛋白

【答案】D

【解析】细胞膜上离子运输蛋白包括通道蛋白、载体蛋白、离子泵。载体蛋白有选择地与质膜一侧的分子或离子结合，通过载体蛋白的构象变化将物质转移到膜的另一侧，并释放出去。经载体蛋白的转运依赖于溶质与载体特殊位点的结合，由于结合位点的数量有限，所以有饱和效应。

8．以下关于植物细胞离子通道的描述，错误的是（　　）。[2011研]

A．离子通道是由跨膜蛋白质构成的

B．离子通道是由外在蛋白质构成的

C．离子通道的运输具有一定的选择性

D．离子通道的运输只能顺电化学势梯度进行

【答案】B

【解析】离子通道是细胞膜上由通道蛋白形成的跨膜孔道结构，控制离子通过细胞膜这一生理活动。离子通道对离子运输有选择性，顺电化学势梯度进行，不消耗代谢能量等特点，是一种被动的、单方向跨膜运输。

9．下列元素缺乏时，导致植物幼叶首先出现病症的元素是（　  ）。[2008研]

A．N

B．P

C．Ca

D．K

【答案】C

【解析】必需元素在植物生长发育过程中的生理功能决定了元素在植物体内的移动性和被利用性，而元素的移动性和被利用性决定该种元素的缺素症首先出现在植物体的部位。元素进入植物体内形成不稳定的化合物，不断分解，释放的离子移动性大、易被重复利用，该缺素症首先出现在植物体较老的组织或器官(如老叶)。植物体内典型的移动性大和易被重复利用的元素主要包括N、P、K等。元素进入植物体内能形成稳定的化合物，元素的移动性小、不易被运输、不易被重复利用，该缺素症首先出现在植物体较幼嫩的组织或器官(如幼叶、幼茎)，植物体内典型的移动性小和不易被重复利用的元素主要包括Ca、S、Fe、Mn、B等。

10．植物细胞中质子泵利用ATP水解释放的能量，逆电化学势梯度跨膜转运H⁺，这一过程称为（　　）。[2008研]

A．初级主动运输

B．次级主动运输

C．同向共运输

D．反向共运输

【答案】A

【解析】根据离子跨膜运输与能量消耗相偶联以及发生跨膜运输的离子的运输方向与该种离子的电化学势梯度方向的关系，离子跨膜运输可分为被动运输和主动运输。在离子的被动运输过程中，离子跨膜运输不直接消耗水解ATP的能量，离子运输的方向是顺电化学势梯度进行的。在离子的主动运输过程中，离子跨膜运输与消耗水解ATP的能量相偶联，离子运输的方向是逆电化学势梯度进行的。植物细胞膜上由H⁺－ATP酶作用，利用ATP水解释放的能量，逆电化学势梯度跨膜转运H⁺的过程，称为初级主动运输。由H⁺－ATP酶作用所建立的跨膜质子电化学势梯度所驱动的其他离子或小分子物质的跨膜运输过程，称为次级主动运输。次级主动运输实际上是一种共运输过程。根据两种物质被跨膜运输的方向，共运输分为同向共运输和反向共运输。同向共运输被运输的两种物质跨膜运输的方向相同，反向共运输被运输的两种物质跨膜运输的方向相反。因此，植物细胞中质子泵利用ATP水解释放的能量，逆电化学势梯度跨膜转运H⁺，这一过程称为初级主动运输。

11．植物叶片中进行亚硝酸还原的主要部位是（　  ）。[2008研]

A．线粒体

B．细胞基质

C．液泡

D．叶绿体

【答案】D

【解析】植物的氮源主要是无机氮化物，以铵盐和硝酸盐为主。植物可直接利用吸收的铵态氮合成氨基酸，但硝态氮必须经过还原形成铵态氮后才能被利用。植物根系从土壤中吸收NO₃^—，NO₃^—进入细胞后被硝酸还原酶和亚硝酸还原酶还原为铵。在植物的根细胞和叶肉细胞中都存在还原硝酸根的酶系，当植物吸收少量硝酸根时，硝酸根在根细胞中被还原；当植物吸收大量硝酸根时，硝酸根被运至叶片叶肉细胞中被还原。在叶肉细胞中，硝酸根被还原为亚硝酸根的过程是在细胞质中进行的，亚硝酸根被运至叶绿体中再被还原为铵。硝酸根在根中的还原与叶中基本相同，在细胞质中进行硝酸根的还原，形成的亚硝酸根被运至前质体中再被还原为铵。因此，植物叶片中进行亚硝酸还原的主要部位是叶绿体。

12．植物从土壤中吸收的但是并非矿质元素的元素是（　　）。

A．S

B．N

C．P

D．C

【答案】D

【解析】矿质元素是指除碳、氢、氧以外，主要由根系从土壤中吸收的元素。矿质元素是植物生长的必须元素，缺少这类元素植物将不能健康生长。以前科学家确定植物必需的矿质元素有13种，其中N、P、K、S、Ca、Mg属大量元素；Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl属微量元素。”而据最新版《植物生理学》资料，现已证明有16种矿质元素为植物生长所必需，即把Si、Na、Ni也列为植物必需的矿质元素，其中Si为大量元素，Na、Ni为微量元素。

13．缺素症表现为花粉发育不良、“花而不实”的元素可能是（　　）。

A．Fe

B．Mo

C．B

D．Cu

【答案】C

【解析】硼（B）在植物体内的重要生理功能是参与糖的运输和代谢。硼对植物的生殖过程有影响，硼能促进花粉的萌发和花粉管伸长。缺硼时，花药和花丝萎缩，花粉发育不良。往往不开花或“花而不实”，严重影响结实率。

14．下列四组矿质元素，哪组元素的缺素症表现为叶片缺绿?（　　）

A．Fe，C1，N，Ca

B．Mg，Fe，N，S

C．P，N，Mg，S

D．P，Mo，Mg，S

【答案】B

【解析】①氮：氮是构成蛋白质的主要成分，是叶绿素组分，所以缺氮表现缺绿症。缺氮症状为：生长受抑；叶缺绿，呈黄白色；茎、叶柄、叶脉呈紫色；由于氮是可再利用元素，在植物体内容易转移，老叶中的含氮化合物和叶绿素、蛋白质等的分解产物转移到幼叶后，在幼叶内又合成新的含氮化合物，故缺氮症状常从老叶开始，逐渐向幼叶扩展。②镁：镁是叶绿素组成成分。缺镁症状为：叶脉间缺绿，叶片形成褐斑坏死；缺素症从老叶片开始。③硫：硫是构成蛋白质的主要成分。缺硫症状为：生长受抑；叶缺绿；花青素形成；缺素症从老叶片开始。④铁：铁是形成原叶绿素酸酯所必需的，无铁时不能形成原叶绿素酸酯，因此不能合成叶绿素。缺铁症状为：叶缺绿，因铁在植物体内不易移动，缺铁症状从幼叶开始。所以B项元素的缺素症均表现为叶片缺绿。

15．植物缺锌时，导致吲哚乙酸合成减少，合成受阻的氨基酸是（　　）。

A．丙氨酸

B．谷氨酸

C．赖氨酸

D．色氨酸

【答案】D

【解析】锌是色氨酸合成酶的组分，催化吲哚和丝氨酸合成色氨酸。

16．植物吸收（　　）不会引起根际pH值变化，称为生理中性盐。

A．NH₄N0₃

B．NaN0₃

C．Ca（NO₃）₂

D．（NH₄）₂S0₄

【答案】A

【解析】把植物培养在硝酸铵的溶液中时，植物对溶液中的铵离子（NH₄⁺）和硝酸根（NO₃^-）的吸收量是相等的，不会引起溶液中发生酸碱度的变化的一类盐叫生理中性盐。

17．植物根系吸收N0₃^-后，N0₃^-在（　  ）被还原。

A．叶肉细胞

B．根组织

C．植物体地上部

D．根组织和叶肉细胞

【答案】D

【解析】氮素吸收主要形式是NH₄⁺、NO₃^-以及可溶性有机氮化合物（氨基酸、尿素等），其中NO₃^-经过硝酸还原酶、亚硝酸还原酶将NO₃^-还原成NH₄⁺才能被植物利用，硝酸还原酶是诱导酶。还原过程在根组织或者叶组织中进行。

18．大量元素占植物体干重的（　　）。

A．0.1％～l0％

B．0.01％～l％

C．1％～l0％

D．0.01％～0.1％

【答案】A

【解析】大量元素占植物干重的0.1%以上，有9种：C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S。微量元素占干重的0.01%以下，有8种：Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni。

19．植物体内催化氨同化形成氨基酸的主要酶是（　　）。

A．氨甲酰磷酸合成酶

B．谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶

C．谷氨酸脱氢酶

D．转氨酶

【答案】B

【解析】氮素吸收主要形式是NH₄⁺、N0₃^-以及可溶性有机氮化合物（氨基酸、尿素等），其中N0₃^-经过硝酸还原酶、亚硝酸还原酶将N0₃^-还原成NH₄⁺才能被植物利用。氨的同化包括谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶和谷氨酸脱氢酶等途径但以谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶为主要酶。

20．膜片钳技术研究的对象是（　　）。

A．离子通道

B．离子载体

C．离子泵

D．同向共转运体

【答案】A

【解析】膜片钳技术是一种以记录通过离子通道的离子电流来反映细胞膜单一的或多个的离子通道分子活动的技术。其研究对象是离子通道。

21．下列属于生理碱性盐的是（　　）。

A．NaNO₃

B．（NH₄）₂SO₄

C．NH₄NO₃

D．MgSO₄

【答案】A

【解析】植物生理学者把这一类能使土壤碱化的盐称为生理碱性盐，如NaNO₃；BD两项，（NH₄）₂SO₄和MgSO₄是生理酸性盐；C项，NH₄NO₃是生理中性盐。

22．豆科植物共生固氮作用有3种不可缺少的元素，分别是（　　）。

A．硼、铁、钼

B．钼、锌、镁

C．铁、钼、钴

D．镍、钼、钴

【答案】C

【解析】生物固氮是固氮微生物特有的一种生理功能，这种功能是在固氮酶的催化作用下进行的。固氮酶是一种能够将分子氮还原成氨的酶。固氮酶是由两种蛋白质组成的：一种含有铁，叫做铁蛋白，另一种含有铁和钼，叫做钼铁蛋白。只有铁蛋白和钼铁蛋白同时存在，固氮酶才具有固氮的作用。钴是维生素B₁₂的成分,在豆科植物共生固氮中起着重要作用。

二、简答题

1．应用溶液培养法培养植物时一般应注意哪些事项？[2015研]

答：溶液培养法又称水培法，是指将植物生长所需的各元素按一定的比例和适宜的pH值配成溶液，然后在其中栽培植物的方法。

（1）选择合适的培养液。包括必需的矿质元素；各种化合物都必须以植物可以吸收的形式存在；是均衡的营养液；具有合适的PH范围。溶液培养缓冲性能小，PH值易改变，应经常测营养液的PH。

（2）定期更换培养液。预防单盐毒害和离子拮抗。随着PH值的变化，当营养液PH大于6时，无机铁盐就会形成不溶性的氢氧化铁，使植物产生缺铁症，溶液培养PH变化较大，易缺铁。因此，为防止缺铁症，调节PH的同时可加入稀铁溶液。

（3）注意通气，以提供足够的O₂，促进根系的生长，增强根系吸肥吸水的能力。

2．比较初级主动运输和次级主动运输的异同。[2014研]

答：（1）初级主动运输和次级主动运输的相同点：都属于主动运输，即在载体蛋白和能量的参与下逆着浓度梯度进行物质跨膜运输的过程。

（2）初级主动运输和次级主动运输的不同点：初级主动运输是由质子泵执行的主动运输。质子泵直接利用ATP分解产生的能量跨膜转运质子，形成质子电化学势梯度—质子动力。次级主动运输是一类由质子泵与载体蛋白协同作用靠间接消耗ATP所完成的主动运输方式。物质跨膜运动所需要的直接动力是由初级主动运输过程所产生的质子动力，它是一种共运输过程。

3．简述植物同化氮素的过程。[2013研]

答：植物同化氮素的过程包括：

（1）植物所需的氮素主要是通过土壤中获得铵盐和硝态盐，再同化为自身组成物。植物吸收铵盐后可直接合成氨基酸，而硝态盐必须通过代谢还原才能利用。

（2）植物吸收的硝酸根在细胞质基质中被硝酸还原酶还原为亚硝酸根；亚硝酸根在质体或叶绿体中被亚硝酸还原酶还原为NH₄⁺。产生的NH₄⁺以及植物吸收的NH₄⁺，通过谷氨酸合酶途径形成谷氨酸。硝酸盐的代谢还原主要发生在根和叶，其供氢体是还原型辅酶Ⅰ。

4．确定植物必需元素的标准是什么？根据该标准已确定的必需元素有哪些？[2010研]

答：（1）确定植物的必须元素包括三条标准，三者缺一不可：

①如果缺乏该元素，植物生长发育受阻，不能完成完整的生活史。

②如果缺乏该元素，植物表现出专一的缺素病症，这种缺素病症只有加入该元素才能预防或消除。

③该元素在植物生理上的作用是直接的，而不是通过改善土壤的理化性质等产生的间接作用。

（2）现已确定的植物必需元素有17种，它们是碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、铜、硼、锌、锰、钼、氯、镍。

5．植物根系吸收矿质有哪些特点?

答：（1）根系吸收矿质与吸收水分有关。只有溶于水的矿质营养才有可能被植物吸收，但水分子和各种矿质元素在跨膜进入活细胞时是分别通过不同的跨膜转运蛋白进行的。因此，植物对水分和矿质的吸收是既相互关联又相互独立的两个过程。

（2）根系对离子吸收具有选择性，植物对同一溶液中的不同离子吸收不同。例如，给植物施用NaNO₃。，植物根系对NO₃^-的吸收大于对Na⁺的吸收。

（3）根系吸收单盐会受毒害，离子间有拮抗作用。植物只有在含有适当比例的多盐溶液中才能正常生长发育。

6．列举出4个缺素症为植物叶片缺绿的元素。并简述其特征。

答：氮：氮是构成蛋白质的主要成分，是叶绿素组分，所以缺氮表现缺绿症。缺氮症状为：生长受抑；叶缺绿，呈黄白色；茎、叶柄、叶脉呈紫色；由于氮是可再利用元素，在植物体内容易转移，老叶中的含氮化合物和叶绿素、蛋白质等的分解产物转移到幼叶后，在幼叶内又合成新的含氮化合物，故缺氮症状常从老叶开始，逐渐向幼叶扩展。

镁：镁是叶绿素组成成分。缺镁症状为：叶脉间缺绿，叶片形成褐斑坏死；缺素症从老叶片开始。

硫：硫是构成蛋白质的主要成分。缺硫症状为：生长受抑；叶缺绿；花青素形成；缺素症从老叶片开始。

铁：铁是形成原叶绿素酸酯所必需的，无铁时不能形成原叶绿素酸酯，因此不能合成叶绿素。缺铁症状为：叶缺绿，因铁在植物体内不易移动，缺铁症状从幼叶开始。

三、实验题

现配制了4种溶液（见下表），每种溶液的总浓度相同，将已经发育的小麦种子放到这些培养液中。14d后测定的数据如下表所示。请简要分析实验结果及产生的原因。

表4-1