第一章植物细胞的结构与功能 了解高等植物细胞的特点与主要结构；了解植物细胞原生质的主要特性；熟悉植物细胞壁的 组成、结构和功能以及胞间丝的结构和功能；了解生物膜的化学组成、结构和主要功能；了解植物细胞主要的细胞器如细胞核、叶绿体和线粒体、细胞骨架、内质网、高尔基体、中央液泡、微体、圆球体、核糖体等的结构和功能；熟悉植物细胞周期、细胞的阶段性和全能性，了解植物细 胞的基因组、基因表达的特点。
重要概念单位膜；原生质体；细胞壁；质体；叶绿体；大液泡；内膜系统；细胞骨架；胞间连丝；细胞全能性
生物膜：构成细胞的所有膜的总称。它由脂类和蛋白质等组 成，具有特定的结构和生理功能。按其所处的位置可分为质膜和内膜。
内膜系统：是那些处在细胞质中，在结构上连续、 功能上相关，由膜组成的细胞器的总称。主要指核膜、内质网、高尔基体以及高 尔基体小泡和中央液泡等。
细胞骨架：指真核细胞中的蛋白质纤维网架体系，包括微 管、微丝和中间纤维等，它们都由蛋白质组成，没有膜的结构，互相联结成立体 的网络，也称为细胞内的微梁系统。
细胞器:细胞质中具有一定形态结构和特定生理功能的 细微结构。依被膜的多少可把细胞器分为：①双层膜细胞器，如细胞核、线粒体 、 质体等；②单层膜细胞器，如内质网、中央液泡、高尔基体、蛋白体等；③无膜 细胞器，如核糖体、微管、微丝等。
质体:植物细胞所特有的细胞器，具有双层被膜，由前质体分化 发育而成，包括淀粉体、叶绿体和杂色体等。
原核细胞:无典型细胞核的细胞，其核质外面无核膜， 细胞质中缺少复杂的内膜系统和细胞器。由原核细胞构成的生物称原核生物（prokaryote）。细菌、蓝藻等低等生物属原核生物。
真核细胞: 具有真正细胞核的细胞，其核质被两层核膜 包裹，细胞内有结构与功能不同的细胞器，多种细胞器之间有内膜系统联络。由 真核细胞构成的生物称为真核生物（eukayote）。高等动物与植物属真核生物。
原生质体(protoplast)除细胞壁以外的细胞部分。包括细胞核、细胞器、 细胞质基质以及其外围的细胞质膜。
细胞壁：细胞外围的一层壁，是植物细胞所特有的，具有一定 弹性和硬度，界定细胞的形状和大小。典型的细胞壁由胞间层、初生壁以及次生 壁组成。
细胞程序化死亡：缩写为 PCD，受细胞自身基因调 控的衰老死亡过程。它有利于生物自身的发育，或有利于抵抗不良环境。
细胞周期：从一次细胞分裂结束形成子细胞到下一次分裂结 束形成新的子细胞所经历的时期。可以分为 G1 期、S 期、G2 期、M 期四个时期。
周期时间：完成一个细胞周期所需的时间。
1.为什么说真核细胞比原核细胞进化？ 答：原核细胞没有明显的由核膜包裹的细胞核，只有由若干条线型 DNA 构成的拟核体，细胞体积一般很小，质膜与细胞质的分化简单，除核糖体外，没有其它亚细胞结构，主要以无丝分裂 方式繁殖。而真核细胞有明显的由两层核膜包裹的细胞核，细胞体积较大，细胞质高度分化形成 了各种大小不一和功能各异的细胞器，各种细胞器之间通过膜的联络形成了一个复杂的内膜系统， 细胞分裂以有丝分裂为主。由于真核细胞出现复杂的内膜系统和高度分化的细胞器，使细胞结构 区域化，代谢效率提高，遗传物质稳定，使它能组成高等的真核生物体。
2.高等植物细胞有哪些主要细胞器？这些细胞器的结构特点与生理功能有何联系？ 答：高等植物细胞内含有叶绿体、线粒体、微管、微丝、内质网、高尔基体和液泡等细胞器。这些细胞器在结构与功能上有密切的联系。叶绿体 具有双层被膜，其中内膜为选择透性膜，这对控制光合作用的底物与产物输出叶 绿体以及维持光合作用的环境起重要作用。类囊体是由封闭的扁平小泡组成，膜上含有叶绿体色 素和光合电子传递体，这与其具有的光能吸收、电子传递与光合磷酸化等功能相适应。而 CO2 同 化的全部酶类存在于叶绿体间质，从而使间质成为 CO2 固定与同化物生成的场所。由于叶绿体具 有上述特性，使它能成为植物进行光合作用的细胞器。线粒体是进行呼吸作用的细胞器，也含有双层膜，外膜蛋白质含量低，透性较大，内膜 蛋白质含量高，且含有电子传递体和 ATP 酶复合体，保证了在其上能进行电子传递和氧化磷酸化。微管 是由微管蛋白组装成的中空的管状结构，在细胞中能聚集与分散，组成早前期带、 纺缍体等多种结构，因而它能在保持细胞形状、细胞内的物质运输、细胞分裂和细胞壁的合成中 起重要作用。微丝主要由两种球形收缩蛋白聚合成的细丝彼此缠绕而成，呈丝状，由于收缩蛋白可利用 ATP 所提供的能量推动原生质运动，因而微丝在胞质运动、胞内物质运输等方面能起重要作用。内质网 大部分呈膜片状，由两层平行排列的单位膜组成。内质网相互联通成网状结构， 穿插于整个细胞质中，既提供了细胞空间的支持骨架，又起到了细胞内的分室作用；粗糙内质网 上有核糖体，它是合成蛋白质(酶)的场所，光滑内质网是合成脂类和糖类的场所；另外内质网能 分泌囊泡，是细胞内物质的运输系统，也是细胞间物质与信息的传递系统。高尔基体 它由膜包围的液囊垛叠而成，并能分泌囊泡。它主要是对由内质网运来的蛋白 质和多糖进行加工、浓缩、储存和集运，通过分泌囊泡和囊泡与质膜或其它细胞器膜融合的方式， 把参与加工或合成的物质集运到壁和其它细胞器中，因而它能参与蛋白体、溶酶体和液泡等细胞 器的形成。大液泡 由多种囊泡融合而成，小液泡随着细胞的生长，常融合成一个中央大液泡。液泡 内含有糖、酸等溶质，具有渗透势，在细胞中构成一个渗透系统，这对调节水分平衡、维持细胞 的膨压具有重要作用。另外液泡膜上有 ATP 酶、离子通道和多种载体，使它能选择性地吸收和积 累多种物质。
3.原生质的胶体状态与其生理代谢有什么联系？ 答：原生质胶体有溶胶与凝胶两种状态，当原生质处于溶胶状态时，粘性较小，细胞代谢活跃，分裂与生长旺盛，但抗逆性较弱。当原生质呈凝胶状态时， 细胞生理活性降低，但对低温、干旱等不良环境的抵抗能力提高，有利于植物度 过逆境。当植物进入休眠时，原生质胶体从溶胶状态转变为凝胶状态。
4.细胞区域化对其生命活动有何重要意义？ 答：细胞内部的区域化是指由生物膜把细胞内的空间分隔，形成各种细胞器，这样不仅使各区域内具有的 pH、电位、离子强度、酶系和反应物不同，而 且能使细胞的代谢活动“按室进行”，各自执行不同的功能。同时由于内膜系统 的存在又将多种细胞器联系起来，使得各细胞器之间能协调地进行物质、能量交 换与信息传递，有序地进行各种生命活动。
第二章植物的水分生理了解水的物理化学性质和水分在植物生命活动中的作用；了解水的化学势、水势的基本概念、 植物生理学中引入水势的意义；了解植物细胞的水势的组成、溶质势、衬质势、压力势等的概念 及其在植物细胞水势组成中的作用，了解并初步学会植物组织水势的测定方法；了解植物根系对 水分吸收的部位、途径、吸水的机理以及影响根系吸水的土壤条件；了解植物的蒸腾作用的生理 意义和气孔蒸腾是蒸腾的主要方式、蒸腾作用的指标、测定方法以及适当降低蒸腾速率的途径； 了解植物体内水分从地下向地上部分运输的途径和速度、水分沿导管上升的机制；作物的需水规 律、合理灌溉指标及灌溉方法以及发展节水农业促进水资源持续利用的重要性。
重要概念水势；衬质势；渗透势；压力势；渗透现象；质壁分离；吸胀作用；根压；蒸腾作用；蒸腾 速率；蒸腾效率；蒸腾系数；气孔蒸腾；气孔运动；保卫细胞；蒸腾拉力；水通道蛋白；内聚力； 蒸腾拉力─内聚力─张力学说；萎蔫；暂时萎蔫；永久萎蔫；水分临界期。
水通道蛋白：亦称水孔蛋白。存在在生物膜上的 具有通透水分功能的内在蛋白。
吸胀作用：亲水胶体物质吸水膨胀的现象称为吸胀作用。胶 体物质吸引水分子的力量称为吸胀力。蛋白质类物质吸胀力最大，淀粉次之，纤维素较小。
内聚力学说：该学说由狄克逊(H.H.Dixon，)和伦尼尔 (O.Renner，)在 20 世纪初提出，是以水分的内聚力(相同分子间相互吸引的力量) 来解释水分在木质部中上升的学说。内聚力学说的基本论点是：①水分子之间有 强大的内聚力，当水分被局限于具有可湿性内壁的细管(如导管或管胞)中时，水 柱可经受很大的张力而不致断裂；②植物体内的水分是在被水饱和的细胞壁和木 质部运输的，水分子从叶的蒸发表面到根的吸水表面形成一个连续的体系；③叶 肉细胞蒸腾失水后细胞壁水势下降，使木质部的水分向蒸发表面移动，木质部的 水分压力势下降而产生张力；④蒸发表面水势的降低，经连续的导水体系传递到 根，使土壤水分通过根部循茎上升，最后到达叶的蒸腾表面。内聚力学说也称蒸腾流－内聚力－张力学说。
水分临界期：植物在生命周期中，对缺水最敏 感、最易受害的时期。一般而言，植物的水分临界期多处于花粉母细胞四分体形 成期，这个时期一旦缺水，就使性器官发育不正常。作物的水分临界期可作为合 理灌溉的一种依据。
土壤-植物-大气连续体：缩写为 SPAC，土壤的水分由根吸收，经过植物，然后蒸发到大气，这样水分在土壤、植 物和大气间的运动就构成一个连续体。一般情况下，土壤的水势>根水势≥茎水 势≥叶水势>大气水势，因此，土壤-植物-大气连续体就成为土壤中水分经植物 体散失到大气的途径。
1.以下论点是否正确，为什么？答：(1)一个细胞的溶质势与所处外界溶液的溶质势相等，则细胞体积不变。 答：该论点不完全正确。因为一个成熟细胞的水势由溶质势和压力势两部分组成，只有在初始质壁分离ψp＝0 时，上述论点才能成立。通常一个细胞的溶质势与所处外界溶液的溶质势相等 时，由于压力势的存在，使细胞水势高于外界溶液的水势（也即它的溶质势），因而细胞失水，体 积变小。(2)若细胞的ψp＝-ψs，将其放入某一溶液中时，则体积不变。 答：该论点不正确。因为当细胞的ψp＝-ψs 时，该细胞的ψw = 0。把这样的细胞放入任溶液中，细胞都会失水，体积变小。 (3)若细胞的ψw＝ψs，将其放入纯水中，则体积不变。 答：该论点不正确。因为当细胞的ψw ＝ψs 时，该细胞的ψp = 0，而ψs 为负值，即其ψw< 0，把这样的细胞放入纯水中，细胞吸水，体积变大。
2.气孔开闭机理如何？植物气孔蒸腾是如何受光、温度、CO2 浓度调节的？
答：关于气孔开闭机理主要有两种学说：
无机离子泵学说又称 K+ 泵假说。光下 K+ 由表皮细胞和副卫细胞进入保卫细胞，保卫细胞中 K+浓度显著增加，溶质势降低，引起水分进入保卫细胞，气孔就张开；暗中，K+ 由保卫细 胞进入副卫细胞和表皮细胞，使保卫细胞水势升高而失水，造成气孔关闭。这是因为保卫细胞质 膜上存在着 H+_ATP 酶，它被光激活后，能水解保卫细胞中由氧化磷酸化或光合磷酸化生成的 ATP， 产生的能量将 H+从保卫细胞分泌到周围细胞中，使得保卫细胞的 pH 升高，质膜内侧的电势变低， 周围细胞的 pH 降低，质膜外侧电势升高，膜内外的质子动力势驱动 K+ 从周围细胞经过位于保卫 细胞质膜上的内向 K+通道进入保卫细胞，引发开孔。
苹果酸代谢学说 在光下，保卫细胞内的部分 CO2 被利用时，pH 上升至 8.0～8.5，从而 活化了 PEP 羧化酶，PEP 羧化酶可催化由淀粉降解产生的 PEP 与 HCO3-结合形成草酰乙酸，并进一 步被 NADPH 还原为苹果酸。苹果酸解离为 2H+和苹果酸根，在 H+／K+ 泵的驱使下，H+ 与 K+交换， 保卫细胞内 K+浓度增加，水势降低；苹果酸根进入液泡和 Cl-共同与 K+在电学上保持平衡。同时， 苹果酸的存在还可降低水势，促使保卫细胞吸水，气孔张开。当叶片由光下转入暗处时，该过程 逆转。
气孔蒸腾显著受光、温度和 CO2 等因素的调节。
光 光是气孔运动的主要调节因素。光促进气孔开启的效应有两种，一种是通过光合作用 发生的间接效应；另一种是通过光受体感受光信号而发生的直接效应。光对蒸腾作用的影响首先 是引起气孔的开放，减少内部阻力，从而增强蒸腾作用。其次，光可以提高大气与叶子温度，增 加叶内外蒸气压差，加快蒸腾速率。
温度 气孔运动是与酶促反应有关的生理过程，因而温度对蒸腾速率影响很大。当大气温 度升高时，叶温比气温高出 2～10℃，因而，气孔下腔蒸气压的增加大于空气蒸气压的增加，这 样叶内外蒸气压差加大，蒸腾加强。当气温过高时，叶片过度失水，气孔就会关闭，从而使蒸腾 减弱。
对气孔运动影响很大，低浓度 CO2 促进气孔张开，高浓度 CO2 能使气孔迅速关闭（无 论光下或暗中都是如此）。在高浓度 CO2 下，气孔关闭可能的原因是：①高浓度 CO2 会使质膜透性 增加，导致 K+泄漏，消除质膜内外的溶质势梯度，②CO 使细胞内酸化，影响跨膜质子浓度差的建立。因此 CO2 浓度高时，会抑制气孔蒸腾。
第三章 植物的矿质与氮素营养了解高等植物矿质营养的概念、研究历史、植物必需元素的名称及其在植物体内的生理作用、 植物缺乏必需元素所出现的特有症状；理解营养离子跨膜运输的机理、植物根系吸收养分的过程、 特点以及根外营养的意义；了解 NO3-、NH4+ 在植物体内的同化过程、同化部位，以及营养物质在 体内的运输方式；了解影响植物吸收矿质养分的环境因素、作物生产与矿质营养的密切关系并理 解合理施肥的生理基础，能够提出合理施肥的措施。重要概念灰分元素；必需元素；大量元素；微量元素；有益元素；溶液培养；砂基培养；简单扩散； 道南平衡；异化扩散；被动运输；主动运输；生理酸性盐；生理碱性盐；单盐毒害；离子拮抗； 自由空间；生物固氮；工业固氮；硝酸还原酶；需肥临界期
必需元素：植物生长发育中必不可少的元素。国际 植物营养学会规定的植物必需元素的三条标准是：①由于缺乏该元素，植物生长 发育受阻，不能完成其生活史；②除去该元素，表现为专一的病症，这种缺素病 症可用加入该元素的方法预防或恢复正常；③该元素在植物营养生理上表现直接 的效果，不是由于土壤的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果离子泵(ionic pump)是存在于植物细胞中的一种人为设定的“泵”，实 际 是在细胞上所存在的一种能够在某种条件下被激活的酶，它在不发生作用时处于 钝化状态，一旦被激活便消耗能量，主动泵出相应的离子，因此被称为离子泵。 例如，位于膜上的 H+-ATPase。
有益元素：并非植物生命活动必需，但能促进某些 植物的生长发育的元素。如 Na、Si、Co、Se、V 等。
水培法：亦称溶液培养法或无土栽培法，是在含 有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法。
诱导酶：指植物体内本来不含有，但在特定外来物质的 诱导下可以生成的酶。如硝酸还原酶。水稻幼苗若培养在含硝酸盐的溶液中就会 诱导幼苗产生硝酸还原酶，如用不含硝酸盐的溶液培养，则无此酶出现。
硝酸还原酶：缩写为 NR，催化硝酸盐还原为亚硝酸盐 的酶。它是一种可溶性的钼黄素蛋白，由黄素腺嘌呤二核苷酸，细胞色素 b557 和钼复合体组成。硝酸还原酶是一种诱导酶。
1.植物进行正常生命活动需要哪些矿质元素？用什么方法进行确定？ 答：植物进行正常生命活动需要的必需的矿质（含氮）元素有 13 种，它们是氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、铜、硼、锌、锰、钼、氯。根据国际植物营养学会的规定，植物必需元素有三条标 准：第一，由于缺乏该元素，植物生长受阻，不能完成其生活史；第二，除去该元素，表现为专 一的病症，这种缺素病症可用加入该元素的方法预防或恢复正常；第三，该元素在植物营养生理 上能表现直接的效果，而不是由于土壤的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果。
确定植物必需矿质元素的方法通常采用溶液培养法或砂基培养法，可在配制的营养液中除去 或加入某一元素，观察该元素对植物的生长发育和生理生化的影响。如果在培养液中，除去某一 元素，植物生长发育不良，并出现特有的病症，或当加入该元素后，病状又消失，则说明该元素 为植物的必需元素。反之，若减去某一元素对植物生长发育无不良影响，即表示该元素为非植物 必需元素。
2.植物缺素病症有的出现在顶端幼嫩枝叶上，有的出现在下部老叶上，为什么？举例加以说 明。
答：植物体内的矿质元素，根据它在植株内能否移动和再利用可分为二类。一类是非重复利 用元素，如钙、硫、铁、铜等；一类是可重复利用的元素，如氮、磷、钾、镁等。在植株旺盛生 长时，如果缺少非重复利用元素，缺素病症就首先出现在顶端幼嫩叶上，例如，大白菜缺钙时心 叶呈褐色。如果缺少重复利用元素，缺素病症就会出现在下部老叶上，例如，缺氮时叶片由下而 上褪绿发黄。
3.植物根系吸收矿质有哪些特点？答：根系吸收矿质与吸收水分是既相互关联又相互独立的两个过程相互关联表现在：盐分一般要溶于水后才能被根系吸收，并随水流进入根部的质外体，随水流分布到植株各 部分；⑵矿质的吸收，降低了根系细胞的渗透势，促进了植物的吸水。相互独立表现在：①矿质的 吸收不与水分的吸收成比例；②二者的吸收机理不同，水分吸收主要是以蒸腾作用引起的被动吸水为主，而矿质吸收则是 以消耗代谢能的主动吸收为主；⑶二者的分配方向不同，水分主要分配到叶片用于蒸腾作用，而矿质主要分配到当时的生长 中心。
4.下列化合物中含有哪些必需的矿质元素。叶绿素碳酸酐酶 细胞色素硝酸还原酶多酚氧化酶 ATP辅酶 A蛋氨酸 NAD NADP 答：叶绿素中含 N、Mg；碳酸酐酶中含 N、Zn；细胞色素中含 N、Fe；硝酸还原酶中含 N、Mo；多酚氧化酶中含 N、Cu；ATP 中含 N、P；辅酶 A 中含 N、P、S； 蛋氨酸中含 N、S；NAD 中含 N、P；NADP 中含 N、P。
5.试述矿质元素如何从膜外转运到膜内的。 答：物质通过生物膜有三种方式，一是被动运转，是顺浓度梯度的运转，包括简单扩散与协助扩散；二是主动运转，是逆浓度梯度的运转；三是膜动运转， 包括内吞和外排。矿质元素从膜外转运到膜内主要通过前二种方式：被动吸收和主动吸收。前 者不需要代谢提供能量，后者需要代谢提供能量。二者都可通过载体运转，由载 体进行的转运若是顺电化学势梯度，则属于被动吸收过程，若是逆电化学势梯度 ， 则属于主动吸收。被动吸收被动吸收有扩散作用和协助扩散两种方式。
①扩散作用指分子或离子沿着化学势或电化学势梯度转移的现象。
②协助扩散是小分子物质经膜转运蛋白顺浓度梯度或电化学势梯度的跨膜 转运。膜转运蛋白有通道蛋白和载体蛋白两类，它们都是细胞膜中一类内在蛋白 。 通道蛋白构成了离子通道。载体蛋白通过构象变化转运物质。
主动吸收矿质元素的主动吸收需要 ATP 提供能量，而 ATP 的能量释放 依赖于 ATP 酶。ATP 酶是质膜上的插入蛋白，它既可以在水解 ATP 释放能量的同 时直接转运离子，也可以水解 ATP 时释放 H+建立△霩+后启动载体(传递体)转运 离子。通常将质膜 ATP 酶把细胞质内的 H+向膜外泵出的过程称为原初主动运转。 而把以△霩+为驱动力的离子运转称为次级共运转。进行次级共运转的传递体有 共向传递体、反向传递体和单向传递体等，它们都是具有运转功能的蛋白质。矿 质元素可在△霩+的驱动下通过传递体以及离子通道从膜外转运到膜内。
6.用实验证明植物根系吸收矿质元素存在着主动吸收和被动吸收。 答：将植物的根系放入含有矿质元素的溶液中，首先有一个矿质迅速进入根的阶段，称为第一阶段，然后矿质吸收速度变慢且较平稳，称为第二阶段。在第 一阶段，矿质通过扩散作用进入质外体，而在第二阶段矿质又进入原生质和中央 液泡。如果将植物根系从溶液中取出转入水中，进入组织的矿质会有很少一部分 很快地泄漏出来，这就是原来进入质外体的部分。如果将植物的根系处于无 O2、低温中，或用抑制剂来抑制根系呼吸作用时，会发现：矿质进入质外体的第一阶 段基本不受影响，而矿质进入原生质和中央液泡的第二阶段会被抑制。这一实验 表明，矿质进入质外体与其跨膜进入细胞质和中央液泡的机制是不同的。前者是 由于扩散作用而进行的吸收，这是不需要代谢来提供能量的顺电化学势梯度被动 吸收矿质的过程；后者是利用呼吸释放的能量逆电化学势梯度主动吸收矿质的过程。
7.试述矿质元素在光合作用中的生理作用。 答：矿质营养在光合作用中的功能极为广泛，归纳起来有以下方面：
叶绿体结构的组成成分 如 N、P、S、Mg 是叶绿体结构中构成叶绿素、 蛋白质以及片层膜不可缺少的元素。
电子传递体的重要成分如 PC 中含 Cu、Fe-S 中心、Cytb、Cytf 和中都含有 Fe，因而缺 Fe 会影响光合电子传递速率。
磷酸基团在光、暗反应中具有突出地位 如构成同化力的 ATP 和 NADPH， 光合碳还原循环中所有的中间产物，合成淀粉的前体 ADPG，合成蔗糖的前体 UDPG 等，这些化合物中都含有磷酸基团。
光合作用所必需的辅酶或调节因子如 Rubisco，FBPase 的活化需要 Mg2+；放氧复合体不可缺少 Mn2+和 Cl-；而 K+和 Ca2+调节气孔开闭；另外，Fe3+影 响叶绿素的合成；K+促进光合产物的转化与运输等。
8.试分析植物失绿的可能原因。 答：植物呈现绿色是因其细胞内含有叶绿体，而叶绿体中含有绿色的叶绿素的缘故。因而凡是影响叶绿素代谢的因素都会引起植物失绿。可能的原因有：光 是影响叶绿素形成的主要条件。从原叶绿素酸酯转变为叶绿酸酯需要光，而光过强，叶绿素反而会受光氧化而破坏。
温度 叶绿素的生物合成是一系列酶促反应，受温度影响。叶绿素形成 的最低温度约为 2℃，最适温度约为 30℃，最高温度约为 40℃。高温和低温都 会使叶片失绿。在高温下叶绿素分解加速，褪色更快。
营养元素 氮和镁都是叶绿素的组成成分，铁、锰、铜、锌等则在叶绿 素的生物合成过程中有催化功能或其它间接作用。因此，缺少这些元素时都会引 起缺绿症，其中尤以氮的影响最大，因此叶色的深浅可作为衡量植株体内氮素水 平高低的标志。
氧缺氧能引起 Mg-原卟啉Ⅸ或 Mg-原卟啉甲酯的积累，影响叶绿素的 合成。
水缺水不但影响叶绿素的生物合成，而且还促使原有叶绿素加速分 解。
此外，叶绿素的形成还受遗传因素控制，如水稻、玉米的白化苗以及花卉中 的花叶不能合成叶绿素。有些病毒也能引起花叶病。
第四章 植物的光合作用了解光合作用的概念、意义、研究历史、光合作用总反应式；了解叶绿体的结构、光合色素 的种类；了解光合作用过程以及能量吸收转变的情况；了解光合碳同化的基本生化途径以及不同 碳同化类型植物的特性；理解光呼吸的含义、基本生化途径和可能的生理意义；了解光合作用的 测定方法；了解影响光合作用的内部和外部因素；理解光合作用与作物产量的关系；掌握提高光 能利用率的途径与措施。
重要概念光合作用；光反应；暗反应；荧光现象；吸收光谱；作用光谱；光合电子传递链；PS－Ⅱ； PS－Ⅰ；双光增益效应；量子效率；光合磷酸化；解偶联作用；卡尔文循环；Rubisco；磷酸运转 体；光呼吸；C4 途径；CAM 途径；二氧化碳饱和点；二氧化碳补偿点；光饱和点；光补偿点； 光能利用率
量子效率：又称量子产额(quantum yield)，是指光合作 用中吸收一个光量子所能引起的光合产物量的变化，如放出的氧分子数或固定的 CO2 的分子数。
光合单位：最初是指释放 1 个 O２分子所需要的叶绿素数 目，测定值为 2500chl/O２。若以吸收 1 个光量子计算，光合单位为 300 个叶绿素分子；若以传递 1 个电子计算，光合单位为 600 个叶绿素分子。而现在把存在于类囊体膜上能进行完整光反应的最小结构单位称为光合单位。它应是包括两个反 应中心的约 600 个叶绿素分子(300×2)以及连结这两个反应中心的光合电子传递 链。它能独立地捕集光能，导致氧的释放和 NADP 的还原。
光合磷酸化：光合作用中与电子传递过程相 偶联的，即由 ADP 与 Pi 形成 ATP 的过程，称为光合磷酸化。在此过程中形成 的 ATP 所需之能量来自光照。 光合磷酸化通常被分为两种类型，一种为循环光 合磷酸化，另一种为非循环光合磷酸化。
光合膜：即类囊体膜，这是因为光合作用的光反应 是在叶绿体中的类囊体膜上进行的。
光系统Ⅰ：缩写为 PSⅠ，高等植物的 PSⅠ由反应中心、LHC Ⅰ、铁硫蛋白、Fd、FNR 等组成。PSⅠ的生理功能是吸收光能，进行光化学反 应，产生强的还原剂，用于还原 NADP+，实现 PC 到 NADP+的电子传递。
光系统Ⅱ：缩写为 PSⅡ，是含有多亚基的蛋白复合体，它 由聚光色素复合体Ⅱ、中心天线、反应中心、放氧复合体、细胞色素和多种辅助 因子组成。PSⅡ的生理功能是吸收光能，进行光化学反应，产生强的氧化剂， 使水裂解释放氧气，并把水中的电子传至质体醌。
光抑制：当光合机构接受的光能超过它所能利用的量时，光 会引起光合效率的降低，这个现象就叫光合作用的光抑制。
红降现象：光合作用的量子产额在波长大于 680nm 时急剧下降的 现象。
荧光：激发态的叶绿素分子回到基态时，可以光子形式释放能 量。处在第一单线态的叶绿素分子回至基态时所发出的光称为荧光。
磷光：激发态的叶绿素分子回到基态时，处在三线态的叶 绿素分子回至基态时所发出的光称为磷光。
反应中心：发生原初反应的最小单位，它是由反应中心色素 分子、原初电子受体、次级电子受体与次级电子供体等电子传递体，以及维持这 些电子传递体的微环境所必需的蛋白质等组分组成的。
磷酸烯醇式丙酮酸：缩写为 PEP，C4 途径中 CO2 的受体 。
磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶：缩写为 PEPC，主要存在 C4 植物叶肉细胞的细胞质中，催化 PEP 与 HCO-3 形成草酰乙酸的反应 。
水氧化钟：亦称 Kok 钟。是解释 H2O 在光合作用中氧 化机制的模型。在２０世纪６０年代，法国学者 Pieree Joliot 发现， 对预先保持在黑暗状态中的叶绿体给予一系列的闪光照明，第一次闪光后没有 O2 释放，第 二次有少量 O2 释放，第三次则有大量的 O2 释放，在第四次闪光后就出现一次高 峰。尔后 Kok 等人据此提出了水的氧化机制模型。
1.简述光合作用过程以及光反应与暗反应的关系？ 答：根据对光的需要情况，把光合作用可以分为需光的光反应和不需光的暗反应两个阶段。光反应是在叶绿体的类囊体膜上进行的，而暗反应是在叶绿体的基质中进行的。 位于叶绿体的类囊体膜上的光系统受光激发，引起电子传递。电子传递的结果，是引起水的裂解放氧，并产生类囊体膜内外的 H+电化学势差。依 H+电化学势差，H+从 ATP 酶流出类囊体时， 发生磷酸化作用。光反应的结果产生了 ATP 和 NADPH，这两者被称为同化力。依靠这种同化力， 在叶绿体基质中发生 CO2 的固定，暗反应的初产物是磷酸丙糖(TP)，TP 是光合产物运出叶绿体的 形式。可见，光反应的实质在于产生同化力去推动暗反应的进行，而暗反应的实质在于利用同化力 将无机碳)转化为有机碳。当然，光暗反应对光的需求不是绝对的，在光反应中有不需光的过程(如 电子传递与光合磷酸化)，在暗反应中也有需要光调节的酶促反应。现在认为，光反应不仅产生同 化力，而且产生调节暗反应中酶活性的调节剂，如还原性的铁氧还蛋白。
2.途径可分为哪三个阶段？各阶段的作用是什么？C4 植物与 CAM 植物在碳代谢途径上有 何异同点？
答：C3 途径可分为羧化、还原、再生 3 个阶段。
羧化阶段指进入叶绿体的 CO2 与受体 RuBP 结合，生成 PGA 的过程。
还原阶段指利用同化力将 3-磷酸甘油酸还原为甘油醛-3-磷酸的反应过程。 (3)再生阶段甘油醛-3-磷酸重新形成核酮糖-1，5-二磷酸的过程。
植物与 C4 植物固定与还原 CO2 的途径基本相同，二者都是由 C4 途径固定 CO2，C3 途径还 原 CO2，都由 PEP 羧化酶固定空气中的 CO2，由 Rubisco 羧化 C4 二羧酸脱羧释放的 CO2，二者的差别 在于：C4 植物是在同一时间(白天)和不同的空间(叶肉细胞和维管束鞘细胞)完成 CO2 固定(C4 途 径)和还原(C3 途径)两个过程；而 CAM 植物则是在不同时间(黑夜和白天)和同一空间(叶肉细胞) 完成上述两个过程的。
3.植物叶片在结构上有哪些特点？采集一植物样本后，可采用什么方法来鉴别它属哪类 植物？
答：C4 植物的光合细胞有两类：叶肉细胞和维管束鞘细胞(BSC)。C4 植物维管束分布密集， 间距小，每条维管束都被发育良好的大型 BSC 包围，外面又为一至数层叶肉细胞所包围，这种呈 同心圆排列的 BSC 与周围的叶肉细胞层被称为克兰兹(Kranz)解剖结构，又称花环结构。C4 植物 的 BSC 中含有大而多的叶绿体，线粒体和其它细胞器也较丰富。BSC 与相邻叶肉细胞间的壁较厚， 壁中纹孔多，胞间连丝丰富。这些结构特点有利于叶肉细胞与 BSC 间的物质交换，以及光合产物 向维管束的就近转运。 此外，C4 植物的两类光合细胞中含有不同的酶类，叶肉细胞中含有磷酸 烯醇式丙酮酸羧化酶以及与 C4 二羧酸生成有关的酶；而 BSC 中含有 Rubisco 等参与 C3 途径的酶、 乙醇酸氧化酶以及脱羧酶。在这两类细胞中进行不同的生化反应。
采集一植物样本后，可根据 C3、C4 和 CAM 植物的主要特征来鉴别它是属于哪类植物。如可根 据植物的地理分布、分类学上的区别、叶片的形态结构、背腹两面颜色、光合速率和光呼吸的大 小以及两者的比值、CO2 补偿点、叶绿素 a/b 比、羧化酶的活性以及碳同位素比等来区分。
4.如何证实光合作用中释放的O2来自水？ 答：以下三方面的研究可证实光合作用中释放的 O2 来自水。
尼尔(C.B.Van Niel)假说尼尔将细菌光合作用与绿色植物的光合作用 加以比较，提出了以下光合作用的通式：
光＋2H2A ----→ (CH2O)＋2A＋光养生物这里的 H2A 代表一种还原剂，可以是 H2S、有机酸等，对绿色植物而言，就是 H2O，2A 就是 O2。
希尔反应希尔(Robert.Hill)发现在叶绿体悬浮液中加入适当的电子受体(如草酸铁)，照光时可使水分解而释放氧气： 光＋＋2H O------→ 4Fe2＋＋4H＋＋Ｏ２破碎的叶绿体这个反应称为希尔反应。此反应证明了氧的释放与 CO2 还原是两个不同的 过程，O2 的释放来自于水。
的标记研究 用氧的稳定同位素 18O 标记 H2O 或 CO2 进行光合作用 的实验，发现当标记物为 H218O 时，释放的是 18O2，而标记物为 C18O2 时，在短 期内释放的则是Ｏ2。这清楚地指出光合作用中释放的Ｏ2 来自于 H2O。
5.如何证明光合电子传递由两个光系统参与？ 答：以下几方面的事例可证明光合电子传递由两个光系统参与。
⑴ 红降现象和双光增益效应红降现象是指用大于 680nm 的远红光照射 时，光合作用量子效率急剧下降的现象；而双光效应是指在用远红光照射时补加 一点稍短波长的光(例如 650nm 的光)，量子效率大增的现象，这两种现象暗示着 光合机构中存在着两个光系统，一个能吸收长波长的远红光，而另一个只能吸收 稍短波长的光。
⑵ 光合放氧的量子需要量大于８从理论上讲一个量子引起一个分子激发，放出一个电子，那么释放一个 O2，传递 4 个电子只需吸收 4 个量子(2H2O→＋＋4e＋Ｏ２↑)而实际测得光合放氧的最低量子需要量为 8～12。这也证实了 光合作用中电子传递要经过两个光系统，有两次光化学反应。
⑶ 类囊体膜上存在 PSⅠ和 PSⅡ色素蛋白复合体现在已经用电镜观察到 类囊体膜上存在 PSⅠ和 PSⅡ颗粒，能从叶绿体中分离出 PSⅠ和 PSⅡ色素蛋白 复合体，在体外进行光化学反应与电子传递，并证实 PSⅠ与 NADP+的还原有关 ， 而 PSⅡ与水的光解放氧有关。
6.光对 CO2 同化有哪些调节作用？
答：(1) 光通过光反应对 CO2 同化提供同化力。
调节着光合酶的活性C3 循环中的 Rubisco、PGAK、GAPDH、FBPase， SBPase，Ru5PK 都是光调节酶。光下这些酶活性提高，暗中活性降低或丧失。 光对酶活性的调节大体可分为两种情况，一种是通过改变微环境调节，即光驱动 的电子传递使 H+向类囊体腔转移，Mg2+则从类囊体腔转移至基质，引起叶绿体 基质的 pH 从 7 上升到 8，Mg2+浓度增加。较高的 pH 与 Mg2+浓度使 Rubisco 等 光合酶活化。另一种是通过产生效应物调节，即通过 Fd-Td(铁氧还蛋白-硫氧还 蛋白)系统调节。FBPase、GAPDH、Ru5PK 等酶中含有二硫键(－S－S－)，当被 还原为 2 个巯基(－SH)时表现活性。光驱动的电子传递能使基质中 Fd 还原，进 而使 Td 还原，被还原的 Td 又使 FBPase 和 Ru5PK 等酶的相邻半胱氨酸上的二 硫键打开变成 2 个巯基，酶被活化。在暗中则相反，巯基氧化形成二硫键，酶失 活。
7.为什么 C4 植物的光呼吸速率低？
答：(1) 维管束鞘细胞中有高的 CO2 浓度 C4 植物的光呼吸代谢是发生在 BSC 中，由于 C4 途径的脱羧使 BSC 中 CO2 浓度提高，这就促进了 Rubisco 的羧 化反应，抑制了 Rubisco 的加氧反应。
对 CO2 的亲和力高 由于 C4 植物叶肉细胞中的 PEPC 对 CO2 的亲 和力高， 即使 BSC 中有光呼吸的 CO2 释放，CO2 在未释放出叶片前也会被叶肉 细胞中的 PEPC 再固定。
第五章植物的呼吸作用 重要概念呼吸作用；有氧呼吸；无氧呼吸；发酵作用；糖酵解；三羧酸循环；戊糖磷酸途径；呼吸电 子传递链；末端氧化酶；抗氰呼吸；氧化磷酸化；巴斯德效应；呼吸速率；呼吸商；磷氧比；能 荷；呼吸跃变；种子含水量
末端氧化酶(terminal oxidase)处于生物氧化一系列反应的最末端的氧化 酶。除了线粒体内膜上的细胞色素氧化酶和抗氰氧化酶之外，还有存在于细胞质 中的酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、乙醇酸氧化酶等。
巴斯德效应(Pasteur effect) 法国的科学家巴斯德(L.Pasture)最早发现从有氧 条件转入无氧条件时酵母菌的发酵作用增强，反之，从无氧转入有氧时酵母菌的 发酵作用受到抑制，这种氧气抑制酒精发酵的现象叫做巴斯德效应。
呼吸商(respiratory quotient，RQ) 又称呼吸系数，植物组织在一定时间内， 放出二氧化碳的量与吸收氧气的量的比值叫做呼吸商。
生长呼吸(growth respiration) 用来合成细胞组成成分以及进行细胞分裂、分 化和生长的那部分呼吸。种子萌发到苗期，生长呼吸占总呼吸比例较高，随着营 养体的生长，比例逐渐下降，而维持呼吸所占的比例增加。
呼吸跃变(respiratory climacteric) 果实成熟过程中，呼吸速率突然增高，然 后又迅速下降的现象。呼吸跃变的产生与外界温度和果实内乙烯的释放密切相关。呼吸跃变是果实进入完熟的一种特征，在果实贮藏和运输中，重要的问题是 降低温度，抑制果实乙烯的产生，推迟呼吸跃变的发生，降低其发生的强度，延 迟果实的完熟。旺旺：韩圆圆 1 淘宝磷氧比(P/O ratio) 缩写为 P/O，氧化磷酸化的活力指标，指每吸收一个氧原 子所能酯化的无机磷的数目，即有几个无机磷与 ADP 形成了 ATP。呼吸链中两 个质子和两个电子从 NADH＋H+开始传至氧生成水，一般可形成 3 分子的 ATP， 其 P/O 比为 3。
三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle) 缩写为 TCAC，在有氧条件下丙酮酸在 线粒体基质中彻底氧化分解的途径。三羧酸循环又称柠檬酸循环(citric acid cycle) 或 Krebs 循环(Krebs cycle)。它是需氧生物利用糖或其它物质获得能量的最有效 方式，是糖、脂、蛋白质等物质转化的枢纽。
细胞色素（cytochrome）缩写为 Cyt，一类含有铁卟啉的复合蛋白，有典型 的吸收光谱，在辅基中的铁能通过价态的变化可逆地传递电子，是生物氧化中重 要的电子传递体。
1.试述呼吸作用的生理意义。植物呼吸代谢的多条路线有何生物学意义？ 答：呼吸作用对植物生命活动具有十分重要的意义，主要表现在以下三个方面： (1)为植物生命活动提供能量除绿色细胞可直接从光合作用获取能量外，其它生命活动所需的能量都依赖于呼吸作用。呼吸过程中有机物质氧化分解，释放的能量一部分以 ATP 形式暂贮存 起来，以随时满足各种生理活动对能量的需要；另一部分能量则转变为热能散失，以维持植物体 温，促进代谢，保证种子萌发、幼苗生长、开花传粉、受精等生理过程的正常进行。
中间产物为合成作用提供原料 呼吸过程中有机物的分解能形成许多中间产物，其中的一 部分用作合成多种重要有机物质的原料。呼吸作用在植物体内的碳、氮和脂肪等物质代谢活动中 起着枢纽作用。
在植物抗病免疫方面有着重要作用 植物受伤或受到病菌侵染时，呼吸作用的一些中间产 物可转化为能杀菌的植保素，以消除入侵病菌分泌物中的毒性。旺盛的呼吸还可加速细胞木质化 或栓质化，促进伤口愈合。
植物的呼吸代谢有多条途径，如表现在呼吸底物的多样性、呼吸生化历程的多样性、呼吸链 电子传递系统的多样性、末端氧化酶的多样性等。不同的植物、器官、组织、不同的条件或生育 期，植物体内物质的氧化分解可通过不同的途径进行。呼吸代谢的多样性是在长期进化过程中， 植物形成的对多变环境的一种适应性，具有重要的生物学意义，使植物在不良的环境中，仍能进 行呼吸作用，维持生命活动。例如，氰化物能抑制生物正常呼吸代谢，使大多数生物死亡，而某些植物具有抗氰呼吸途径，能在含有氰化物的环境中生存。
2.呼吸作用与谷物种子贮藏的关系如何？ 答：种子呼吸速率受其含水量的影响很大。一般油料种子含水量在 8%～9%，淀粉种子含水量在 12%～14%时，种子中原生质处于凝胶状态，呼吸酶活性低，呼吸极微弱，可以安全贮藏，此时 的含水量称之为安全含水量。超过安全含水量时呼吸作用就显著增强。其原因是，种子含水量增 高后，原生质由凝胶转变成溶胶，自由水含量升高，呼吸酶活性大大增强，呼吸也就增强。呼吸 旺盛，不仅会引起大量贮藏物质的消耗，而且由于呼吸作用的散热提高了粮堆温度，呼吸作用放 出的水分会使种堆湿度增大，这些都有利于微生物活动，易导致粮食的变质，使种子丧失发芽力 和食用价值。
种子的安全贮藏要做到：
①严格控制进仓时种子的含水量不得超过安全含水量；②注意库房的干燥和通风降温；③控制库房内空气成分。如适当增高二氧化碳含量或充入氮气、降低氧的含量。
④用磷化氢等药剂灭菌，抑制微生物的活动。
3.为什么长时间的无氧呼吸会使陆生植物受伤，甚至死亡？
答：(1) 无氧呼吸释放的能量少，要依靠无氧呼吸释放的能量来维持生命活 动的需要就要消耗大量的有机物，以至呼吸基质很快耗尽。
⑵ 无氧呼吸生成氧化不彻底的产物，如酒精、乳酸等。这些物质的积累， 对植物会产生毒害作用。
⑶ 无氧呼吸产生的中间产物少，不能为合成多种细胞组成成分提供足够的 原料。
第六章同化物的运输、分配及信号的传导 重要概念共质体；质外体；代谢源；代谢库；胞间连丝；转移细胞；同化物分配；同化物再分配；压 力流动学说；比集转运速率
源(source) 即代谢源，是产生或提供同化物的器官或组织，如功能叶、萌 发种子的子叶或胚乳。
库(sink)即代谢库，是指消耗或积累同化物的器官或组织，如根、茎、果 实、种子等。
比集转运速率(specific mass transfer rate)缩写为 SMTR，单位时间单位韧皮 部或筛管横切面积上所运转的干物质的数量。
韧皮部装载(phloem loading)同化物从合成部位通过共质体或质外体胞间 运输，进入筛管的过程。
韧皮部卸出(phloem unloading)同化物从筛管分子-伴胞复合体进入库细胞 的过程。
源库单位(source-sink unit)在同化物供求上有对应关系的源与库合称为源库单位。
源强(source strength)是指源器官同化物形成和输出的能力； 库强(sink strength) 是指库器官接纳和转化同化物的能力。
信号转导(signal transduction)细胞内外的信号，通过细胞的转导系统转换，引起 细胞生理反应的过程。
化学信号(chemical signals) 细胞感受刺激后合成并传递到作用部位引起生 理反应的化学物质。
物理信号(physical signal)细胞感受到刺激后产生的能够起传递信息作用 的电信号和水力学信号等物理性因子。
蛋白(G protein)全称为 GTP 结合调节蛋白(GTP binding regulatory protein)，此类蛋白由于其生理活性有赖于与三磷酸鸟苷(GTP)的结合以及具有 GTP 水解酶的活性而得名。在受体接受胞间信号分子到产生胞内信号分子之间 往往要进行信号转换，通常认为是通过 G 蛋白偶联起来，故 G 蛋白又称为偶联 蛋白或信号转换蛋白。
第二信使(second messenger)能被胞外刺激信号激活或抑制的、具有生理调 节活性的细胞内因子。第二信使亦称细胞信号传导过程中的次级信号。
筛管分子-伴胞复合体(sieve element-companion cell) 缩写为 SE-CC，筛 管 通 常与伴胞配对，组成筛管分子-伴胞复合体。源库端的 SE-CC 是同化物装载和卸 出的埸所，茎和叶柄等处中的筛管是同化物长距离运输的通道。
蔗糖载体(sucrose carrier) 缩写为 SC，存在于质膜或液胞膜上的内在蛋白，在质子电动势的驱动下运输蔗糖。
1.如何证明高等植物的同化物长距离运输是通过韧皮部途径的？ 答：可用以下实验证明同化物的运输途径是由韧皮部担任的：
环割试验 剥去树干上的一圈树皮，这样阻断了叶片形成的光
合同
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化物的向下运输，而 导致环割上端韧皮部组织因光合同化物积累而膨大，环割下端的韧皮部组织因得不到光合同化物 而死亡。
放射性同位素示踪法 让叶片同化 14CO ，数分钟后将叶柄切下并固定，对叶柄横切面进行 放射性自显影，可看出 14CO 标记的光合同化物位于韧皮部。
2.简述压力流学说的要点和实验证据。
答：1930 年明希(E.Münch)提出了解释韧皮部同化物运输的压力流学说，其基本论点是，同 化物在筛管内是随液流而流动的，而液流的流动是由输导系统两端的膨压差引起的。在此基础上 经过补充的新的压力流学说认为，同化物在筛管内运输是由源库两侧 SE-CC 复合体内渗透作用所 形成的压力梯度所驱动的。而压力梯度的形成则是由于源端光合同化物不断向 SE-CC 复合体进行 装载，库端同化物不断从 SE-CC 复合体卸出，以及韧皮部和木质部之间水分的不断再循环所致。 即光合细胞制造的光合产物在能量的驱动下主动装载进入筛管分子，从而降低了源端筛管内的水 势，而筛管分子又从邻近的木质部吸收水分，以引起筛管膨压的增加；与此同时，库端筛管中的 同化物不断卸出并进入周围的库细胞，这样就使筛管内水势提高，水分可流向邻近的木质部，从 而引起库端筛管内膨压的降低。因此，只要源端光合同化物的韧皮部装载和库端光合同化物的卸 出过程不断进行，源库间就能维持一定的压力梯度，在此梯度下，光合同化物可源源不断地由源 端向库端运输。
根据压力流学说，韧皮部的运输应具有如下特点：
⑴种溶质以相似的速度被运输；⑵在一个筛管中运输是单方向的；⑶筛板的筛孔是畅通的；⑷在筛管的源端与库端间必须有足够大的压力梯度；⑸装载与卸出过程需要能量，而在运输途中不需消耗大量的能量。
现有实验结果大多支持压力流学说，主要证据有：
⑴以 14CO 作脉冲标记的实验表明，在单一筛管分子中，同化物运输是单向的。
⑵改进固定材料方法和制片技术，用电镜观察，可发现筛板的筛孔是开放的。
⑶用昆虫吻针法可测定到筛管具有正压力，源库间具有压力差。
⑷实验表明源的装载和库的卸出与代谢有关，装载和卸出能被呼吸抑制剂抑制，而长距离运输 受呼吸抑制剂的影咐不大。
另外，通过解剖观察，源库端的伴胞(或薄壁细胞) 胞质浓，细胞体积比筛细胞大；而茎或叶 柄中的伴胞胞质稀，细胞体积比筛细胞小。就此也可推测装载与卸出过程需要能量，而长距离运 输的途中只需要少量能量。上述的实验证据都支持压力流学说。
3.试述同化物分配的一般规律。 答：同化物分配的总规律是由源到库 由某一源制造的同化物主要流向与其组成源-库单位中 的库。多个代谢库同时存在时，强库多分，弱库少分，近库先分，远库后分。
优先供应生长中心 各种作物在不同生育期各有其生长中心，这些生长中心通常是一些代 谢旺盛、生长速率快的器官或组织，它们既是矿质元素的输入中心，也是同化物的分配中心。
就近供应 一个库的同化物来源主要靠它附近的源叶来供应，随着源库间距离的加大，相 互间供求程度就逐渐减弱。一般说来，上位叶光合产物较多地供应籽实、生长点；下位叶光合产 物则较多地供应给根。
同侧运输同一方位的叶制造的同化物主要供给相同方位的幼叶、花序和根。
4.请举出植物体内同化物被再分配再利用的几个例子。 答：例如：小麦叶片衰老时，原有氮的 85%与磷的 90%能从叶片转移到穗部。许多植物的花瓣在受精后，细胞内含物就大量转移，而后花瓣迅速凋谢。许多植物器官在离体后仍能进行同化物 的转运，如收获的洋葱、大蒜、大白菜、青菜等在贮藏过程中其鳞茎或外叶枯萎干瘪而新叶照常 生长。北方农民为了减少秋霜为害，在预计严重霜冻到达前，连夜把玉米连杆带穗堆成一堆，让 茎叶不致冻死，使茎叶内的有机物继续向籽粒中转移，即所谓“蹲棵”，这种方法可使玉米增产％～10％。稻、麦、芝麻、油菜等作物收割后若不马上脱粒，连杆堆放在一起，也有提高粒重的 作用。
如何证明高等植物的同化物长距离运输是通过韧皮部途径的？ 答：可用以下实验证明同化物的运输途径是由韧皮部担任的：
环割试验 剥去树干(枝)上的一圈树皮(内有韧皮部)，这样阻断了叶片形 成的光合同化物的向下运输，而导致环割上端韧皮部组织因光合同化物积累而膨 大，环割下端的韧皮部组织因得不到光合同化物而死亡。
放射性同位素示踪法让叶片同化 14CO2，数分钟后将叶柄切下并固定，对叶柄横切面进行放射性自显影，可看出 14CO2 标记的光合同化物位于韧皮部。
5.试述光合细胞中蔗糖合成途径和主要调节酶。答：蔗糖的合成是在细胞质内进行的。光合中间产物磷酸丙糖通过叶绿体被 膜上的磷酸丙糖转运器进入细胞质。在细胞质中，磷酸二羟丙酮(DHAP)在磷酸 丙糖异构酶作用下转化为磷酸甘油醛(GAP)，DHAP 和 GAP 处于平衡状态，二 者在醛缩酶催化下形成果糖-1，6-二磷酸（F1，6BP）。 F1，6BP C1 位上的磷酸 被果糖-1，6-二磷酸酯酶(FBPase)水解而形成果糖-6-磷酸(F6P)。这一步反应是不 可逆的，也是调节蔗糖合成的第一步反应，FBPase 是这一反应的调节酶。F6P 在磷酸葡萄糖异构酶和磷酸葡萄糖变位酶作用下，形成葡萄糖-6-磷酸(G6P)和葡 萄糖-1-磷酸(G1P)，G1P 和 UDP 由 UDPG 焦磷酸化酶(UGP)催化下合成蔗糖所需 的葡萄糖供体 UDPG。UDPG 和 F6P 结合形成蔗糖-6-磷酸(S6P)，催化该反应的 酶是蔗糖磷酸合成酶(SPS)，SPS 是蔗糖合成途径中另一个重要的调节酶。蔗糖 合成的最后一步反应是 S6P 由蔗糖磷酸酯酶水解形成蔗糖。
6.植物细胞信号传导可分为哪几个阶段？ 答：细胞信号传导的途径，可分为四个阶段，即：(1) 胞间信号传递 化学信号或物理信号在细胞间的传递。 (2) 膜上信号转换 把胞间信号转换成胞内信号的过程。(3) 胞内信号转导 将胞内信号转换为具有调节生理生化功能的调节因子的过程。（4) 蛋白质可逆磷酸化 对靶酶进行磷酸化或去磷酸化的反应，使靶酶执行生理功能。
第七章植物生长物质 重要概念植物激素；植物生长调节剂；植物生长物质；生长素燕麦测定法；生长素极性运输；吲
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