植物生理学总结 ————By 生科2005 狐狸Z 第一章．水分生理 植物

植物生理学 总结 初级经济法重点总结下载党员个人总结TXt高中句型全总结.doc高中句型全总结.doc理论力学知识点总结pdf ————By 生科2005 狐狸Z 第一章．水分生理 植物 植物生理学总结 ————By 生科2005 狐狸Z 第一章,水分生理 植物生理学: 研究植物生命活动规律的科学。 水孔蛋白:存在生物膜上的具有通透水分功能的内在蛋白。其多肽链穿越膜并形成孔道，特异地允许水分子通 过。水通道蛋白亦称水孔蛋白(AQP)。 水孔边缘效应:通过边缘扩散的气体约速率大于在中间扩散的分子速率。因为边缘分子间碰撞的机会少，而中 间碰撞的机会多，故影响扩散速率。 ?质外体:由细胞壁、细胞间隙和木质部的导管等非生命物质连接形成的连续整体，称质外体。 ?共质体:各细胞的原生质体通过胞间连丝联系在一起形成的连续整体，称为共质体。 ?根压:由植物根系生理活动所形成的水势梯度使水分进入中柱后产生的压力称为根压。 ?吐水:从未受伤的叶片尖端或边缘向外溢出液滴的现象，由根压引起。吐水是根系生理活动旺盛的反映。 ?伤流:从受伤或折断的植物组织溢出液体的现象，由根质引起。发生伤流现象时溢出的汁液称伤流液。 水分临界期:植物对水分特别敏感的时期。作物的水分临界期都是从营养生长转向生殖生长的时期。 萎蔫:植物在水分方损达到一定程度时，细胞开始失去膨胀状态，叶片和幼茎部分下垂的现象。 代谢性吸水:利用呼吸代谢提供的能量，使环境水分经过细胞质膜耐进入细胞的过程。 ?被动吸水:以蒸腾拉力为动力而导致的吸水称之。根在这一过程中作为水分进入植物体的被动吸收 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面，为 植物的地上部与土壤之间提供必需的通道。 ?主动吸水:依靠代谢提供能量而引起的吸水称之。通常包括代谢性吸水的根压。 ?渗透吸水:由水势所引起的水分通过半透膜移动的现象。 渗透势:溶液中固溶质颗粒的存在而引起的水势降低的值。 ,蒸腾效率:植物在一定生长期内积累的干物质与同时间内蒸腾消耗的水量的比值。又称蒸腾比率。 ,蒸腾系数:植物在一定生长时期内的蒸腾失水量与其干物质积累量的比值。一般用植物制造1g干物质所散失 的水分的克数表示。又称需水量，与蒸腾效率互为倒数关系。 ,蒸腾强度:一定时间内单位叶面积上蒸腾的水量。用每小时每平方米蒸腾水量的克数表示。又称蒸腾速率。 ,蒸腾拉力:由植物蒸腾失水而形成的吸水动力称为蒸腾拉力。 ,蒸腾作用:是指水分以气体状态通过植物体表面(主要是叶片)从体内散发到体外的现象。 内聚力学说:该学说认为，由于水具有很高的内聚力，它足以抵抗张力，保证了导管中水柱的连续性而使水分 不断上升。 水势:相同温度下一个含水的系统中一偏摩尔体积的水与一偏摩尔体积纯水之间的化学势差称为水势。把纯水 的水势定义为零，溶液的水势值则是负值。 压力势:植物细胞中由于静水质的存在而引起的水势增加的值。 衬质势:植物细胞中由于亲水性物质的存在对自由水束缚而引起的水势降低的值。 等渗溶液:渗透势相等但成分可能不同的溶液。通常是指某溶液的渗透势与植物细胞或组织的水势相等。 二、简答论述, 植物体含水量差异较大是如何体现的, 有何生理意义? 植物体内的束缚水是怎样形成的,有什么特点及生理意义, 束缚水的形成:细胞 的亲水表面、原生质中亲水胶体颗粒，使其表面的水分子极化，吸附而形成水层。 特点:分子高度极化定向排列，受束缚而不易流动;含量变化小。 生理意义:不直接参 与代谢过程;对细胞的活性结构及生物大分子的活性构象具有保护作用;其含量高低与 植物的抗逆能力有关。 1 植物体内的自由水是指什么而言,有什么特点及生理意义, 定义:细胞内不被亲水物质所束缚，可以自由流动的水分称为自由水。 特点:不受束缚可以自由流动;其含量较易变化。 生理意义:直接参与各种代谢过程。其含量变化能明显影响代谢强度。 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 处于下列各生理状态下植物细胞的水势组成特点: a.高盐生境下植物的根 b.正常生态条件下的叶 c.烈日下萎蔫的叶 为什么说植物体含水量的变化 能明显影响其生命活动, 水分在植物体的生命活动中起着重要作用: ?原生质的主要成分原生质一般含水量70,90, ?代谢过程中的的反应物质 ?反应介质、物质运输的溶剂 使植物体保持固有的姿态 ? ?是生长的基础 ?水的特殊理化性质对植物有利 什么叫质壁分离现象,研究质壁分离有什么意义, 植物细胞由于液泡失水而使原生质体和细胞壁分离的现象称为质壁分离。在刚发生质壁分离时，原生质与细胞壁之间若接若离。称为初始质壁分离。把已发生质壁分离的细胞置于水势较高的溶液和纯水中，则细胞外的水分向内渗透，使液泡体积逐渐增大因而原生质层与细胞壁相接触，恢复原来的状态，这一现象叫质壁分离复原。 研究质壁分离可以鉴定细胞的死活，活细胞的原生质层才具半透膜性质，产生质壁分离现象，而死细胞无比现象;可测定细胞水势，在初始质壁分离时，此时细胞的渗透势就是水势(因为此时压力势为零):还可用以测定原生质透性、渗透势及粘滞性等。 如何证明根压的存在,根压有什么生理意义, 吐水:从未受伤叶片的尖端或边缘向外溢出液滴的现象称为吐水。 伤流:从植物体受伤或折断处的组织中溢出液体的现象称为伤流。 是根部吸水的动力之一，在空气湿度大，气温低，蒸腾小的时候起到尤其重要的作用。 试述根压形成机制。 根系代谢活动使皮层内的离子不断通过内皮层细胞进入中柱，于是中柱的离子浓度增高，渗透势降低，水势也降低，便向皮层吸取水分。这种由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力称为根压。 蒸腾拉力是怎样形成的,它在植物吸水上有什么意义, 叶片蒸腾时，气孔下腔附近的叶肉细胞因蒸腾失水而水势下降，所以从旁边细胞取得水分。旁边细胞又从另一个细胞取得水分，如此下去，便从导管要水，最后根部就从环境吸取水分。通常蒸腾是植物吸水的主要动力。 分析植物根结构与其吸水功能的相关性。 吸水的主要位置在根的根毛区。这个区域的细胞常壁向外突出形成根毛，增大了吸收面积。同时根毛细胞壁的外部由果胶质组成，粘性强，吸水性也强，有利于土壤颗粒黏着和吸水。而且根毛区有大液泡，便于形成吸水时的水势梯度。而且根毛区的输导组织发达，对水分移动的阻力小。 根的内皮层细胞壁上有凯氏带或五壁增厚结构，能使水分进入根后只通过共质体途径进入中柱，对溶质有筛选的作用。 分析气孔的结构特点及其与功能的关系。 双子叶植物气孔的肾形保卫细胞的内壁厚而外壁薄，微纤丝从气孔呈扇形辐射排列。当保卫细胞吸水膨胀时，较薄的外壁易于伸长，向外扩展，但微纤丝难以生长，于是将力量作用于内壁，把内壁拉过来，于是气孔张开。 单子叶植物的哑铃形保卫细胞中间部分的细胞壁厚，两头薄，微纤丝径向排列。当保卫细胞吸水膨胀时，微纤丝限制细胞纵向伸长，而改为横向膨大，于是将两个保卫细胞中部推开，于是气孔张开。 土壤里的水从植物的哪部分进入植物，双从哪部分离开植物，其间的通道如何,动力如何, 水分进入植物主要是从根毛——皮层——中柱——根的导管或管胞——茎的导管或管胞——叶的导管或管胞——叶肉细胞——叶细胞间隙——气孔下腔——气孔，然后到大气中去。 2 导管、管胞中水分运输的动力是蒸腾拉力和根压，其中蒸腾拉力占主导地位。在活细胞间的水分运输主要靠渗透。 植物受涝后，叶片为何会萎蔫或变黄, 植物受涝后，叶子反而表现出缺水现象，如萎蔫或变黄，是由于土壤中充满着水，短时期内可使细胞呼吸减弱，根压的产生受到影响，因而阻碍吸水;长时间受涝，就会导致根部形成无氧呼吸，产生和累积较多的乙醇，致使根系中毒受害，吸水更少，叶片萎蔫变质，甚至引起植株死亡。 植物如何维持其体温的相对恒定, 植物在阳光照射下，即使在炎夏，只要水分的吸收与蒸腾作用能正常进行，就可使植物体及叶面保持一定的温度而不受热害。这是因为水具有高比热、高汽化热，通过蒸腾作用可散失大量热量的缘故。 低温抑制根系吸水的主要原因是什么, 低温降低根系吸水速度的原因是 ?水分本身的粘度增大，扩散速度降低;原生质粘度增大。 水分不易透过原生质;呼吸作用减弱，影响根压;根系生长缓慢，有碍吸收表面积的增加。 ? ?另一方面的重要原因，是低温降低了主动吸水机制中所依赖的活力。 简述植物叶片水势的日变化 ?叶片水势随一天中的光照及温度的变化而变化。 ?从黎明到中午，在光强及温度逐渐增加的同时，叶片失水量逐渐增多，水势亦相应降低; ?从下午至傍晚，随光照减弱和温度逐渐降低，叶片的失水量减少，叶水势逐渐增高; ?夜间黑暗条件下，温度较低，叶片水势保持较高水平。 植物代谢旺盛的部位为什么自由水较多, ?因为自由水可使细胞原生质里溶胶状态，参与代谢活动，保证了旺盛代谢的正常进行; ?水是许多重要代谢过程的反应物质和介质，双是酶催化和物质吸收与运输的溶剂; ?水能使植物保持固有的姿态，维持生理机能的正常运转。所以，植物体内自由水越多，它所点的比重越 大，代谢越旺盛。 简述气孔开闭的主要机理。 气孔开闭取决于保卫细胞及其相邻细胞的水势变化以及引起这些变化的内、外部因素，与昼夜交替有关。在适温、供水充足的条件下，把植物从黑暗移向光照，保卫细胞的渗透势显著下降而吸水膨胀，导致气孔开放。反之，当日间蒸腾过多，供水不足或夜幕布降临时，保卫细胞因渗透势上升，失水而缩小，导致气孔关闭。 气孔开闭的机理有三种假说: ?淀粉——糖转化学说，光照时，保卫细胞内的叶绿体进行光合作用，消耗CO，使细胞内PH值升高，促使2 淀粉在磷酸化酶催化下转变为1,磷酸葡萄糖，细胞内的葡萄糖浓度高，水势下降，副卫细胞的水进入保卫细胞，气孔便张开。在黑暗中，则变化相反。 +?无机离子吸收学说，保卫细胞的渗透系统亦可由钾离子(K)所调节。光合磷酸化产生ATP。ATP使细胞质膜上的钾,氢离子泵作功，保卫细胞便可逆着与其周围表皮细胞之间的离子浓度差而吸收钾离子，降低保卫细胞水势，气孔张开。 ?有机酸代谢学说，淀粉与苹果酸存在着相互消长的关系。气孔开放时，葡萄糖增加，再经过糖酵解等一系列 +++步骤，产生苹果酸，苹果酸解离的H可与表皮细胞的K交换，苹果酸根可平衡保卫细胞所吸入的K。气+孔关闭时，此过程可逆转。总之，苹果酸与K在气孔开闭中起着互相配合的作用。 +简述有关气孔开闭的无机离子(K)吸收学说。 +七十年代初期研究证明，保卫细胞中K的积累量与气孔开关有密切的关系。在光照下保卫细胞内叶绿体通 ++过光合磷酸化形成ATP，ATP在ATP酶的作用下水解，释放的能量可以启动位于质膜上的H/K交换主动地把+++K吸收到保卫细胞中，保卫细胞内K浓度增加，水势降低，促进其吸水，气孔就张开。在黑暗中，则K从保卫细胞中移出膜外，使保卫细胞水势增高，因而失水引起气孔关闭。 在农业生产上对农作物进行合理灌溉的依据有哪些, (1)作物从幼苗到开花结实，在其不同的生育期中的需水情况不同。所以，在农业生产中根据作物的需水情况合理灌溉，既节约用水，又能保证作物对水分的需要。(2)其次，要注意作物的水分临界期，一般在花粉母细胞、四分体形成期，一定要满足作物水分的需要。(3)其三，不同作物对水分的需要量不同，一般可根据蒸腾系数的大小来估计其对水分的需要量。以作物的生物产量乘以蒸腾系数可大致估计作物的需水量，可作为汇聚灌溉用水量的参数。 3 第二章,矿质营养 大量元素:在植物体内含量较多，占植物体干重达万分之一的元素，称为大量元素。植物必需的大量元素是: 钾、钙、镁、硫、磷、氮、碳、氢、氧等九种元素。 微量元素:植物体内含量甚微，约占植物体干重的0.001—0.00001%的元素，植物必需的微量元素是铁、锰、硼、 锌、铜、钼和氯等七种元素，植物对这些元素的需要量极微，稍多既发生毒害，故称为微量元素。 有利元素:指对植物生长表现有利作用，并能部分代替某一必需元素的作用，减缓其缺乏症的元素。如钠、钴、 硒、镓、硅等。 ,+?生理酸性盐:对于(NH)SO一类盐，植物吸收NH较SO多而快，这种选择吸收导致溶液变酸，故称这42444 种盐类为生理酸性盐。 ,+?生理碱性盐:对于NaNO一类盐，植物吸收NO较Na快而多，选择吸收的结果使溶液变碱，因而称为生理33 碱性盐。 ,+?生理中性盐:对于NHNO一类的盐，植物吸收其阴离子NO与阳离子NH的量很相近，不改变周围介质4334 的pH值，因而，称之为生理中性盐。 单盐毒害:植物被培养在某种单一的盐溶液中，不久即呈现不正常状态，最后死亡。这种现象叫单盐毒害。 平衡溶液:在含有适当比例的多种盐溶液中，各种离子的毒害作用被消除，植物可以正常生长发育，这种溶液 称为平衡溶液。 电化学势梯度:离子的化学势梯度质和电势梯度合称为电化学势梯度。 杜南平衡:细胞内的可扩散负离子和正离子浓度的乘积等于细胞外可扩散正、负离子浓度的乘积时的平衡，叫,,++杜南平衡。即:[Na内]×[Cl内]= [Na外]×[Cl外] 通道蛋白:一类横跨质膜的蛋白质，能使适宜大小的分子及带电荷的分子通过简单的自由扩散运动, 从质膜的一 侧转运到另一侧。通道蛋白的运输作用具有选择性，参与的只是被动运输，从高浓度向低浓度运输，运输 时不消耗能量。 载体蛋白:是一些具有特殊结构的复杂分子，它具有改变膜透性，促进离子过膜运输的作用。如缬氨霉素、四 大环物等。 质子泵:即H-ATP酶。ATP驱动质膜上的H-ATP酶将细胞内侧的H+向细胞外侧泵出，细胞外侧H+浓度增加， 结果使膜两侧产生了质子浓度梯度和膜电位梯度。细胞外的阳离子就利用这种跨膜的电化学梯度经过膜上 的通道蛋白进入细胞内。 ++--交换吸附:根部细胞的表层有H和HCO，这些离子时呼吸放出的CO和水生成的。H和HCO会与土壤溶液323 中的阴阳离子进行交换，土壤中的离子就被吸附在细胞表面。称为~。 ?离子的主动吸收:又称主动运输，是指细胞利用呼吸释放的能量作功而逆着电化学势梯度吸收离子的过程。 ?离子被动吸收:是指由于扩散作用或其它物理过程而进行的吸收，是不消耗代谢能量的吸收过程，故又称为 非代谢吸收。 通道运输:矿质离子顺着电化学势梯度通过膜上离子通道进行转移的过程。通道由过膜的通道蛋白形成。对溶 质过膜转移具有选择性开关调控作用。是一种被动运输。 胞饮作用:物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质及液的过程。 生物固氮:,是指具固氮能力的生物将大气中的氮还原成氨的过程. 固氮酶:固氮微生物中具有还原分子氮为氨态氮功能的酶。该酶由铁蛋白和钼铁蛋白组成，两种蛋白质同时存 在才能起固氮酶的作用。 根外营养:植物除了根部吸收矿质元素外，地上部分主要是叶面部分吸收矿质营养的过程叫根外营养。 离子拮抗:在单盐溶液中加入少量其它盐类可消除单盐毒害现象，这种离子间相互消除毒害的现象为离子拮抗。 养分临界期:作物对养分的缺乏最敏感、最易受伤害的时期叫养分临界期。 再利用元素:某些元素进入地上部分后，仍呈离子状态，例如钾，有些则形成不稳定化合物，不断分解，释放 出的离子(如氮、磷)又转移到其它需要的器官中去。这些元素就称为再利用元素或称为对与循环的元素。 运输酶:质膜中的某些蛋白质大分子具有专门动送物质的功能，似酶一样，故称为运输酶，亦称透过酶。 外连丝:是表皮细胞外壁的通道，它是从角质层的内表面延伸到表皮细胞的质膜。外连丝里充满表皮细胞原生 质体的液体分泌物。 诱导酶:又叫适应酶。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。如水稻幼苗本来无 硝酸还原酶，但如将其在硝酸盐溶液中培养，体内即可生成此酶。 4 质外体:植物体内原生质以外的部分，是离子可自由扩散的区域，主要包括细胞壁、细胞间隙、导管等部分， 因此又叫外部空间或自由空间。 共质体:指细胞膜以内的原生质部分，各细胞间的原生质通过胞间连丝互相串连着，故称共质体，又称内部空 间。物质在共质体内的运输会受到原生质结构的阻碍。 APS: PAPS: NR: NiR: 二、简答论述, 什么是植物的必需元素, 确定的依据是什么,目前已知植物必需元素共有多少种,其中大量与微量元素各为多少种,各是指哪些元素, ?缺乏时生长发育障碍不能完成生活史。 ?除去该元素则表现出专一的缺乏症，而且这种缺乏症是可以预防和恢复的。 ?在营养生理上表现直接的效果，而不是因土壤性质或微生物的改变而产生的间接效果。 满足以上3条，即可确定此元素是植物的必需元素。 大量元素9种:C、H、O、N|、P、K、Ca、Mg、S 微量元素7种:Fe、Mn、B、Zn、Cn、Mo、Cl 什么是溶液培养法及砂基培养法,二者各有什么特点, 溶液培养法:是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。砂基培养法，是在洗净的石英砂或玻璃球中加入人工配成的混合培养液栽培方法。特点是培养基质本身成分可以严格控制。水培法更能保证缺乏实验的准确性。 如何用实验确定Fe是植物的必需元素, 溶液培养，包括:(1)完全培养(对照)(2)缺素培养(试验组);(3)缺素症出现后的恢复试验。 何谓大量元素,何谓微量元素,各有什么主要生理功能, 大量元素:在植物体内含量较多，占植物体干重达万分之一的元素，称为大量元素。植物必需的大量元素是:钾、钙、镁、硫、磷、氮、碳、氢、氧等九种元素。微量元素:植物体内含量甚微，约占植物体干重的0.001—0.00001%的元素，植物必需的微量元素是铁、锰、硼、锌、铜、钼和氯等七种元素。 植物对大量元素的需要量极大;而对微量元素的需求极微，稍多既发生毒害。 大量元素常组成植物体的结构物质(N、Ca等)或重要的功能物质(Mg);而微量元素一般是组成植物体的调节物质(如硼)。 对矿质吸收的饱和现象及吸收的选择性作出较为合理的解释。 主要靠依赖载体的主动运输 植物对矿物质的吸收有那些特点,与吸水有什么不同, ?一般疏水性溶质通过质膜的速度与其脂溶性成正比。脂溶性越强速度越快。pH影响分子的带电而影响吸收。 ?许多溶质可逆浓度差在细胞内积累。 ?细胞对溶质的吸收具有选择性 ?吸收过程可分为两个阶段:第一阶段:溶质通过扩散作用进入非质体。(迅速、物理过程)第二阶段:溶质 进入原生质及液泡。(代谢供能) ?细胞对溶质吸收具有饱和效应 土壤溶液中的矿质离子是如何进入导管的, 首先进行离子的交换吸附，然后依次发生:离子通过自由空间和内部空间进入皮层内部;离子通过内部空间(共质体)进入木质部;最后进入导管，向地上部分运输。 列举三种促进作物矿质吸收的生产措施并解释其道理。 ?适当加温，在一定温度范围内，随土温升高而加快;(温度高则根的呼吸加强，产能多，于是主动运输进行更充分。) ?松土，在一定范围内，氧气供应越好，吸收矿质越多;(氧气充足则根的呼吸增加，产能多，于是主动运输进行更充分。) ?适当施肥，在较低浓度范围内，矿质元素吸收量随浓度升高而吸收增多。但是当外界溶液浓度再增高时，吸收浓度便与浓度无关，还有可能造成根无法吸水而损伤作物。所以要适当施肥。 5 根外施肥是如何被植物吸收的,它有什么特点, 吸收机制:角质层、裂隙、外连丝、表皮细胞。其优越性表现在:在作物生育后期吸肥能力衰退时，或营养临界期时，可以之外补充营养;可避免一此肥料(如磷肥)的土壤固定;补充植物所需微量元素，此法用量少、见效快。 阐述植物细胞吸收矿物质的机制。 ?简单扩散 ?通道运输:矿质离子顺着电化学势梯度通过膜上通道蛋白进行转移的过程。通道对溶质过膜转移具有选择性 开关调控作用。是一种被动运输。无饱和现象。一类对跨膜电势梯度发生反应，另一类对外界刺激(如光照、激素等) 发生反应。 ?载体运输:离子通过膜上载体蛋白的运输过程。载体蛋白与溶质分子特异结合形成复合物通过构象变化而实 现溶质跨膜转移。转运过程有饱和现象。既可以顺电化学势方向进行，也可以逆电化学势方向进行。载体蛋 白分三种类型:单向运输载体;同向运输器;反向运输器。 ?泵运输:以跨膜质子梯度为动力的运输过程。是消耗代谢能的主动运输。 ++?质子泵运输:膜上的H-ATP-酶利用ATP水解所释放的能量驱动H跨膜转移，使质膜两侧产生质子浓度 梯度和膜电位梯度，两者合称为电化学势梯度。跨膜电化学势梯度促进了其他溶质的跨膜转移。这种运输 间接耗能，称为次级主动运输。 2+2+2+2+?钙泵运输:钙泵又称为Ca-ATP酶或(Ca , Mg)-ATP酶。水解ATP同时将Ca转运出质膜。 ?胞饮作用:细胞通过膜内折从环境直接摄取物质进入细胞的过程称为胞饮作用。 -NO被植物吸收后是如何转变为有机含氮化合物的, 3 HNO硝酸盐———?HNO亚硝酸盐———?[ HNO ] 次亚硝酸盐———?[ NHOH ] 羟胺——?NH 3222223 +5 2e +3 2e +1 2e -1 2e -3 ,,33植物吸收NO后，在根部或枝叶内还原。根吸收的NO通过共质体中径向运输。即根的表皮—?皮层—?内皮层—?中柱薄壁细胞—?导管，然后再转运到枝叶内被还原为氨，再通过酶的催化作用形成氨基酸、蛋白质，在光合细胞内，硝酸盐还原为亚硝酸盐是在硝酸还原酶催化下，在细胞质内进行的，亚硝酸还原为氨则在亚硝酸还原酶催化下在叶绿体内进行。 为什么说Mo与氮代谢关系密切, 是硝酸还原酶的组成部分。 2-SO被植物吸收后如何转变为含硫有机物的, 4 举例说明什么是参与循环元素与不参与循环元素。其代谢各有什么特点, 参与循环元素:如N、Mg、K等元素进入植物体后或仍呈离子状态或形成的化合物可以分解，这类元素在植物体内可自由转移循环利用。多分布在代谢旺盛的部位，缺乏症表现在较老部位。 不参与循环元素:如Ca 、Fe、Mn等元素进入植物体后所形成的化合物稳定，不能分解，故而这类元素在植物体内不能转移不能重复利用。通常较老部位含量高，缺乏症表现在幼嫩部位。 支持矿质元素主动吸收的载体学说有哪些实验证据,并解释之。 (1)选择吸收。不同的离子载体具有各自特殊的空间结构，只有满足其空间要求的离子才能被运载过膜。由于++不同的离子其电荷量和水合半径可能不等，从而表现出选择性吸收。例如，细胞在K和Na浓度相等的一溶液 ++中时，即使二离子的电荷相等，但它们的水合半径不等，因而细胞对K的吸收远大于对Na的吸收。 +++(2)竞争抑制。Na的存在不影响细胞对的K吸收，但同样是第一主族的+1价离子Rb的存在，却能降低细胞 +++++对K的吸收。这是因为不仅Rb所携带的电荷与K相等，而且其水合半径也与K的几乎相等，从而使得Rb 6 +可满足运载K的载体对空间和电荷的要求，结果表现出竞争抑制。 (3)饱和效应。由于膜上载体的数目有限，因而具有饱和效应。 N肥过多时，植物表现出哪些失调症状,为什么, 叶色墨绿，叶大而厚且易披垂、组织柔嫩、茎叶疯长、易倒伏和易感病虫害等。 这是因为N素过多时，光合作用所产生的碳水化合物大量用于合成蛋白质、叶绿素和其它含氮化合物，使原生质含量大增，而用于合成细胞壁物质(纤维素、半纤维素和果胶物质等)的光合产物减少。这样一来，由于叶绿素的合成增加，因而表现出叶色墨绿;原生质的增加使细胞增大，从而使叶片增大增厚，再加上原生质的高度水合作用和细胞壁机械组织的减少，使细胞大而薄，且重，因而叶片重量增加，故易于披垂;由于光合产物大理用于原生质的增加，而用于细胞壁物质的合成减少，因而表现出徒长和组织柔嫩多汁，其结果就是易于倒伏和易感病虫害。 为什么将N、P、K称为肥料的三要素, 因为植物对N、P、K这三种元素的需要量较大，而土壤中又往往供应不足，成为植物生长发育的明显限制因子，对于耕作土壤更是如此。当向土壤中施加这三种肥料时，作物产量将会显著提高。所以，将N、P、K称为肥料的三要素。 肥料适当深施有什么好处, 因为表施的肥料氧化剧烈，且易于流失和挥发，对 肥尤其如此。所以，肥料适当深施可减少养分的流失、挥发和氧化，从而增加肥料的利用率，并使供肥稳而久。此外，植物根系生长具有趋肥性，所以肥料适当深施还可使作物根系深扎，植株健壮，增产显著。 为什么叶中的天冬酰胺或淀粉含量可作为某些作物施用N肥的生理指标, 因为当N素供应过量时，某些作物就将多余的N以天冬酰胺的形式贮备起来，这也可消除NH3对植物的毒害作用;某些作物则大量消耗光合产物用以同化N，而用以合成淀粉的光合产物减少，叶中淀粉含量下降。当N素供应不足时，则叶中天冬酰胺的含量很低或难以测出，有的作物由于用于N同化的光合产物减少，结果叶中的淀粉含量增加。正因为某些作物叶片中的天冬酰胺或淀粉的含量随N素丰缺的变化而变化，所以，叶中的天科酰胺或淀粉含量可用为某些作物施用N肥的生理指标。 某实验室正在进行必需元素的缺素培养，每一培养缸中只缺一种元素，其中有三缸未注明缺乏何种元素，缺乏症状表现如下: 第一缸植物的老叶叶尖和叶缘呈枯焦状，叶片上有褐色斑点，但主脉附近仍为绿色。缺K 第二缸植株的老叶叶脉间失绿，叶脉清晰可见;缺Mg 第三缸植株的症状也是老叶失绿，但失绿叶片的色泽较为均一，只是叶尖和中脉附近较严重些。缺N 举出10种元素，说明它们在光合作用中的生理作用。 ?N:叶绿素、细胞色素、酶类和膜结构等的组成成分。 ?P:NADP为含磷的辅酶，ATP的高能磷酸键为光合碳循环所必需;光合碳循环的中间产物都是含磷酸基因的糖类，淀粉合成主要通过含磷的ADPG进行;促进三碳糖外运到细胞质，合成蔗糖。 ?K:气孔的开闭受K，泵的调节，K，也是多种酶的激活剂。 ?Mg:叶绿素的组成成分，一些催化光合碳循环酶类的激活剂。 ?Fe:是细胞色素、铁硫蛋白、铁氧还蛋白的组成成分，促进叶绿素合成。 ?Cu:质兰素(PC)的组成成分。 ?Mn:参与氧的释放。 ?B:促进光合产物的运输。 ?S:Fe,S蛋白的成分，膜结构的组成成分。 ?C:光合放氧所需(或Zn :磷酸酐酶的组成成分等)。 固氮酶有哪些特性,简述生物固氮的机理。 固氮酶的特性: ?由Fe-蛋白和Mo-Fe-蛋白组成，两部分同时存在才有活性。 ?对氧很敏感，氧分压稍高就会抑制固氮酶的固氮作用，只有在很低的氧化还原电位下才能实现固氮过程。 ?具有对多种底物起作用的能力。 ?是固氮菌的固氮作用的直接产物。NH的积累会抑制固氮酶的活性。 3 生物固氮的机理可归纳为以下几点: +?固氮是一个还原过程，要有还原剂提供电子，还原一分子N为两分子NH，需要6个电子和6个H。在各23 7 种固氮微生物中，主要电子供体有丙酮酸、NADH、NADPH、H，电子载体有铁氧还蛋白(Fd)、黄素氧2 还蛋白(Fld)等。 ?固氮过程需要能量。由于N具有键能很高的三价键(N?N)，要打开它需要很大的能量。大约每传递两个2 电子需4—5个ATP，整个过程至少要12—15个ATP。 在固氮酶作用下，把氮素还原成氨。 ? 设计一个实验证明植物根系对离子的交换吸附。 ?选取根系健壮的水稻(或小麦)幼苗数株，用清水漂洗根部，浸入0.1%甲烯蓝溶液中2—3分钟，将已被 染成蓝色的根系移入盛有蒸馏水的烧杯中，摇动漂洗数次，直到烧杯中的蒸馏水不再出现蓝色为止。 ?将幼苗分成数量相等的两组，一组根系浸入蒸馏水中，另一组根浸入10%氯化钙溶液中，数秒钟后可见氯 化钙溶液中的根系褪色，溶液变蓝，而蒸馏水中的根系不褪色，水的颜色无变化。这说明根系吸附的带正 电荷的甲烯蓝离子与溶液中的钙离子发生了交换吸附，甲烯蓝离子被交换进入溶液中，溶液变蓝。 钾在植物体内的生理作用是什么,举例说明。 钾不是细胞的结构成分，但它是许多酶的活化剂。目前已知K，在细胞内可作为60多种酶的活化剂。例如谷胱甘肽合成酶、淀粉合成酶、苹果酸脱氢酶、丙酮酸激酶等，所以K，在蛋白质代谢、碳水化合物代谢及呼吸作用中有重要作用。钾在细胞中是构成渗透势的重要成分，对水分的吸收、转动有重要作用;K，还能调节气孔开闭，从而调节蒸腾作用。此外，在光合电子传递和线粒体内膜电子传递中，K，可用对应离子向相反的方向转移到膜的一侧，从而维持了跨膜的H+梯度，促进了光合磷酸化和氧化磷酸化的进行。K，可以促进碳水化合物的运输，特别是对块茎，块根作物施用K，肥可有效提高块根、块茎的产量。钾还可以提高作物的抗旱性和抗倒伏能力。 试述盐分吸收与水分吸收的关系, 植物对盐分与水分的吸收是相对的，既有关，又无关。有关，表现在盐分须溶解于水中方能被吸收;无关，表现在二者被吸收的机理不同。吸盐以主动过程为主，而吸水则以被动吸收为主。 试述矿物质在植物体内运输的形式与途径，可用什么方法证明, 2-用伤流液分析结果可以证明，植物体内矿质运输之形式:N—氮基酸酰胺;P—P，S—SO，金属离子则以4离子状态运输。 矿物质在植物体内运输的途径是:根部吸收的矿物质主要在木质部内向上运输，叶片吸收的矿质则重要在韧皮部内向下运输，同时存在侧向运输。 什么是营养临界期及营养最大效率期,它们对作物产量形成有何影响, 营养临界期是指作物对于营养缺乏最为敏感的时期，是施肥的关键时期。该期如缺肥，则作物生长发 育将受到显著影响，导致作物减产。一般为幼苗期，营养最大效率期是指作物一生中，对于生长发育尤其 是产量形成，施肥效果最好、施肥量最大的时期，一般为生殖生长期。适时适量地控制这两个时期之营养 供给，对于产量形成与高低有重要作用。 为什么说施肥增产的原因是间接的,主要表现在哪些方面, 施用肥料大部分是无机肥料，而作物的干物质和产品都是有机物，矿物质只占植株干重的小部分(百 分之几到十几)，大部分干物质都是通过光合作用形成的，所以，施肥增产的原因是间接的。主要表现在: 施肥可增强光合性能，如增大光合面积，提高光合能力。延长光合时间，利于光合产物分配利用等等，可 见施肥增产的实质在于改善光合性能。另外，施肥还能改善栽培环境，特别是土壤条件。 作物矿质元素是否缺乏，如何诊断, (1)化学分析诊断法(2)病证诊断法(3)加入诊断法。 “植物对矿质元素的被动吸收是一不耗能量的过程，所以它只能顺其浓度梯度移动。因此被动吸收不会发 生离子于细胞内的累积现象”。这种说法对吗,为会么, 不对。被动吸收有两种形式:一是简单扩散，矿质扩散的方向取决于浓度梯度和电势梯度之相对数值 大小;二是杜南平衡。当细胞内存在不可移动的阴离子(或阳离子)时，当扩散达平衡时，正离子(负离 子)将于胞内累积(即胞内浓度大于胞外浓度)。 根部吸收离子的数量总与土壤溶液(或培养液)中离子的数量成比例，对吗,为什么, 不对。根部对离子的吸收具有选择性(即不同离子的载体数量不同)。 目前，生物固氮的机理之主要内容是什么, ?固氮是还原过程，需还要剂Fd还，等提供电子; ?固氮过程需Mg参与，需要也只能是由ATP提供能量。 8 ?在固氮酶作用下，把N还原成氨。 2 第三章,光合作用 pS?:光系统1，颗粒较小，主要分布在类囊体膜的非重叠部分。反应中心含有P700和3种电子载体,Ao:一种 特殊状态的Chla; A1:叶绿醌亦称VK1; 及3种不同的Fe4-S4蛋白(Fx、FA、FB)等; PSI捕光色素复合体 环绕在作用中心周围。 pS?: 光系统2，颗粒较大，主要分布在类囊体膜的重叠部分。主要成分有:CP47,CP43是结合叶绿素的天线蛋 白;D1,D2(MW32-34kD)是PSII的基本成分，P680,去镁叶绿素(Pheo)，质体醌等结合其上;在类囊体腔一 侧,有3条外周蛋白,其中一条为锰稳定蛋白(MSP),构成放氧复合体(OEC)。 原初反应:是进行光合作用的第一步，包括光能的吸收传递与转换过程。 放氧复合体: 光合作用:是绿色植物吸收日光能，将CO和HO同化为有机化合物并释放氧气的过程。 22 光合磷酸化:叶绿体在光下把无机磷和ADP转化为ATP形成高能磷酸键的过程。 2,6-二磷酸果糖: 量子效率与量子需要量:以光量子为基础的光合效率称为量子效率或量子产额，即每吸收一个光量子所引起的 释放氧气或同化CO的分子数。而同化一分子CO或释放一分子氧所需要的光量子数，称为量子需要量，22 它是量子的倒数。目前公认的量子需要量是8，而量子效率则是1/8。 光能利用率:指作物光合产物中贮藏的能量占照射到地面上的太阳总辐射能的百分率，一般是用当地单位土地 面积在单位内所接受的平均太阳总辐射来除以在同一时间内该土地面积上作物增加的干重所折合的热量。 叶面积指数:又称叶面积系数。指单位土地面积上，绿叶面积与土地面积的比值。是衡量光合面积大小的指标， 作物高产与否，在一定范围内与叶面积指数呈正相关，但超过一定范围就会走向反面，这个合理的范围不 是固定不变的，而是随作物的种类、品种特性和栽培条件而异。 光合单位:指同化1分子CO或释放1分子氧所需要的所有叶绿体色素分子的集合。包含200-300个天线色素2 分子和2个中心色素分子。 ?天线色素:在光合作用中，真正能发生光化学反应的光合色素仅占很少一部分，其余的色素分子只起捕获光能的作用，这些色素吸收的光能都要传递到反应中心色素分子才能引起光化学反应。所以这些色素分子就称为天线色素，或称聚光色素，又称捕光色素。 ?中心色素:是指能发生光化学反应的色素分子，它在光合色素中仅占很少一部分。 ?二氧化碳饱和点:在一定范围内，植物净光合速率随CO浓度增加而增加。但到达一定程度时再增加CO浓22 度，净光合速率不再增加，这时的CO浓度称为二氧化碳饱和点。 2 ?二氧化碳补偿点:在CO饱和点以下，净光合作用吸收的CO与呼吸同光呼吸释放的CO达动态平衡，这时222 环境中的CO浓度称为CO补偿点。 22 光合作用能量转化效率:光合作用形成有机物中所含能量与被叶绿体吸收参与光合作用的光量子所含能量的比 率，如以量子需要量为8计算，兰紫光和红光量子各半，则其能量转化效率大约为25%。 ?光补偿点:在光饱和点以下，光合速率随光照强度的减小而降低，到某一光强时，光合作用中吸收的CO与2 呼吸作用中释放的CO达动态平衡，这时的光照强度称为光补偿点。 2 ?光饱和点:在光照强度较低时，光合速率随光强的增加而相应增加;光强进一步提高时，光合速率的增加逐 渐减小，当超过一定光强时即不再增加，这种现象称光饱和现象。开始达到光饱和现象时的光照强度称为光 饱和点。 Calvin循环:又称C途径、还原磷酸戊糖循环、光合碳循环，它是CO固定和还原的主要途径，其CO的受322 体是RuBP，CO固定后的初产物是PGA。 2 CAM途径:有些植物夜间气孔开放，通过C途径固定二氧化碳，形成苹果酸，白天气孔关闭，夜间固定的CO42 释放出来，再经C途径形成碳水化合物，这种夜间吸收CO，白天进行碳还原的方式，称CAM途径。通32 过这种方式进行光合作用的植物称为CAM植物，如仙人掌科和凤梨科的植物。 C途径:是C植物固定CO的一种途径，其CO受体是PEP，固定后的初产物为四碳二羧酸，即草酰乙酸，4422 故称C途径或四碳二羧酸途径。 4 PQ穿梭:PQ为质体醌，是光合链中含量最多的电子递体，即可传递电子也可以传递质子，具有亲脂性，能在 9 类囊体膜内移动。它在传递电子时，也将质子从间质输入类囊体内腔，PQ在类囊体上的这种氧化还原反复 变化称PQ穿梭。 原初反应:是光合作用起始的光物理化学过程，包括光能的吸收、传递与电荷分离。即天线色素吸收光能并传 递给中心色素分子，使之激发，被激发的中心色素分子将高能电子传递给原初电子受体，使之还原，同时 又从原初电子供体获得电子，使之氧化。 光合磷酸化:由光驱动的光合电子传递所偶联的将ADP和无机磷合成ATP的过程，称为光合磷酸化。 Hill反应:在有适当的电子受体存在的条件下，叶绿体利用光使水光解，即有氧的释放和电子受体的还原，这 一过程是Hill发现的，故称~。 荧光现象与磷光现象:都是指叶绿素分子吸收光后的再发光现象，叶绿素激发后从第一线态回到基态时能发出-23红色荧光。其寿命约为10-9秒。叶绿素从三线态回到基态时能发出微弱的红色磷光，其寿命可达10—10 秒。 单线态与三线态:叶绿素分子中处于同一轨道的配对电子或处于不同轨道的配对电子，其自旋方向均相反时， 分子的电子总自旋等于零，光谱学家称此种分子状态为单线态，处于不同轨道的原先配对电子自旋方向相 同，这时分子的结构对外界磁场有三种可能的取向，这种具有相同自旋的激发态叫做三线态。 红降:在四十年代，以绿藻和红藻为材料，研究其不同光波的光合效率，发现当光波大于680nm时，虽然仍被 叶绿素大量吸收，但量子产额急剧下降，这种现象，称为~。 双光增益效应:如果在680nm长波红光之外，再加上一些比它波长较短的光，如650—670nm的光，则量子效 率(即量子产额)大大增高，比两种波长的光单独照射时的总和还要多，这种现象称为~或爱默生效应。 碳素同化作用:即CO固定和还原成有机化合物的过程，由于形成的产物中有近45%都是碳素，故称碳素同化2 作用。主要指绿色植物的光合作用，其次还有细菌的光合作用和化能合成作用。 质子动力势:根据米切尔的化学渗透学说，光合电子传递所产生的膜内外电位差和质子浓度差，二者合称质子 动力势，是光合磷酸化的动力。 光合链:呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子 氧的总过程。 写出下列缩写符号的中文意思 PS I: PC: RuBpCasc: CAM: 光系统I 质兰素 核酮糖双磷酸羧化酶 景天酸代谢 二、简答论述, 绿色植物的光合作用有什么重要意义, ?把无机物变成有机物。 ?蓄积太阳能。把太阳能转变为化学能，贮藏在形成的有机化合物中。 ?环境保护。使得大气中的氧气和二氧化碳含量比较稳定。 从光合作用原理出发分析叶绿体的结构特征及其与功能的相关性。 ?叶绿体是双层膜结构，内膜具有控制代谢物质进出叶绿体的功能，是一个有选择的屏障。 ?叶绿体的基质中含有可溶性的酶和其他代谢活跃物质，并可以固定二氧化碳和贮存光和产物——淀粉。 ?基质中有层叠的囊状基粒，有很大的表面积，光合色素主要集中在其中。 ?叶绿体基质中嗜锇颗粒，是叶绿体贮藏脂类的仓库。 简述光合色素的种类及其与功能相关的结构特征。 叶绿素(叶绿素A、B)、类胡萝卜素(胡萝卜素、叶黄素)。 叶绿素分子是一个很大的共轭体系，当吸收光能形成激发态后，由于配对键结构的共轭，其中一个双键的还原，或双肩结构丢失电子等，都会改变它的能量水平。在第四环上的叶绿醇链具有亲脂性，易于和类囊体片层的膜上结合固定。而头部是金属圤啉环，呈极性，可以和蛋白质结合。 何谓原初反应,在叶绿体内光能是如何被转换成电能的, 何谓同化力,它是怎样形成的, 10 为什么光合作用的方程式作如下写法, CO + 2HO* (CHO)+ O* + HO 22222 用目前的观点解释光合作用中氧气释放的机制。 写出下列酶所催化的反应: Rubisco PEPCase 丙酮酸磷酸双激酶 同化力在暗反应中是如何被利用的, 为什么说卡尔文循环只有在光下才能正常运转, 简述光呼吸的生化过程并分析其存在的生物学意义。 光呼吸的底物是乙醇酸。乙醇酸来自叶绿体，叶绿体中的RuBP羧化酶既是羧化酶，催化CO与RuBP结2合，又是加氧酶，催化O与RuBP结合。在CO分压低、氧分压高时，这个酶催化O与RuBP结合而生成三碳222 的3–PGA和二碳的2–磷酸乙醇酸。2–磷酸乙醇酸水解而成乙醇酸和无机磷酸。乙醇酸进入过氧化物体，在这里被氧化，其产物进入线粒体，在这里释放出CO，这就是光呼吸的全过程。 2 意义: ?回收碳减少损失。 2分子乙醇酸经光呼吸途径转化成1分子PGA,释放出1分子CO,可回收3/4的C。 2 ?保护光合器官。 CO降低时，NADPH积累，高能电子传给O形成超氧负离子， 或形成其他自由基，导致22 光氧化伤害。光呼吸消耗NADPH并释放CO减少自由基的形成。 2 ?对N代谢可能有利。 如何用实验鉴定C3、C4植物, ?比较解剖法:有花环状结构的即为 C4植物。 ?δ13C法: ?羧化酶活力比 ?CO2补偿点 ?淀粉分布 指出C4植物三种类型的区别所在。 进入维管束鞘细胞返回叶肉细胞的主类型 脱羧部位 脱羧酶 植物种类 的C4酸 要C3酸 NADP苹果酸酶类型 苹果酸 叶绿体 依赖NADP苹果酸酶 丙酮酸 玉米、甘蔗 NAD苹果酸酶类型 天冬氨酸 线粒体 依赖NAD苹果酸酶 丙氨酸 狗尾草、马齿苋 PEP羧化酶类型 天冬氨酸 细胞质 PEP羧化酶 丙酮酸和丙氨酸 羊草 分析C4植物光合效率高的原因。 ?在C植物中，CO在叶肉细胞中先按照C途径被固定，然后在维管束鞘细胞中仍旧是通过卡尔文循环而被还424 原。由于在C植物的C途径中，PEP羧化酶对CO的亲和力极强，甚至当CO浓度降低时，也能固定CO。44222 11 生活在高强光和热带地区的多种植物，气孔经常是关闭的，这样可防止水分的过度散失，但同时也导致体内CO浓度的降低。C途径的存在，使CO不致成为光合作用的限制因子，从而提高了光合效率。 242 ?C植物具有较强过程的光呼吸，而C植物光呼吸很弱。 34 ?C4植物的光和产物就近运输。 影响植物光合作用的环境因素有哪些,各是如何起作用的, ?光照:光合作用的强度随着光合作用的增减而增减。当达到光饱和点时，即使光强增加，光合作用强度也不会增加。 ?二氧化碳:二氧化碳是光合作用的原料。 ?温度:光合作用暗反应是由酶催化的反应，温度直接影响酶的活性。 ?矿质元素:N、Mg、Fe、Mn等使叶绿素合成必需的;Cu、Fe、S、N等参与光合电子传递和水裂解;K、P参与糖类的转变与运输;P也参加了光合作用中间产物的转变和运输。 ?水分:水是光合作用的原料之一;而且光合场所——叶片在含水量较高的条件下才能生存;缺水导致气孔关闭，CO2难以进入。 ?光合作用在一天之内有变化:上午、下午各有一高峰，中午稍低。这是由于早晚的日照和温度。中午水分供应紧张，空气湿度小，导致气孔关闭。 比较光合磷酸化和氧化磷酸化的电子传递体系。 不同之处 光合磷酸化 氧化磷酸化 驱动能 光能 化学能 电子质子来源 水光解 底物氧化脱氢 +电子质子传递方向 HO——NADP NADH——O 22 进行场所 类囊体膜 线粒体内膜 主要影响因素 光 氧、温度 质子梯度方向 类囊体膜内>膜外 线粒体内膜外>内 传递链及传递途径有所不同等 相同之处: 机制相同:化学渗透学说,封闭的膜系统 ++载能媒体相同:ATP和(NADP)/NAD(P)H +H 给出一般植物的光合作用光强曲线图，并对曲线各部分的特点加以说明。 在光照极弱时，光合速率低于呼吸速率，当真正的光合速率等于呼吸速率时，这时的光强称为光补偿点，以后随光强增加，光合速率随之增加，达到一定限度后，再增加光强，光合速率不再增加，这时的光强称为光饱和点。 在弱光条件下，增加光强，光合速率亦迅速增加，因为这时的光强是光合作用的限制因子。光合作用所以有光饱和现象，一方面可能是光合色素不及吸收那么多光、另一方面则是暗反应系统来不及利用那么多光反应的产物。 从植物生理与作物高产角度试述你对光呼吸的评价 光呼吸对光合碳同化是有利还是有害，一直是当前争论的焦点，据推算，在正常的大气条件下，由乙醇酸途径放出的CO占光合固定的CO14%。也有认为光呼吸所损失碳素占净光合率的30%左右。同时乙醇酸含成22 及其代谢又消耗了大量能量，因此，光呼吸是植物体内的“无效生化循环”，对光合作用原初生产量是不利的。然而近年研究发现，光呼吸对植物生理代谢并不是完全无效的，而是光合碳代谢所必需，至少是不可避免的。表现在:?光呼吸是光合作用的保护性反应。例如在强光和CO不足环境下级和光抑制;?光呼吸与光合糖代2 谢有密切关系，有利于蔗糖和淀粉的合成;?光呼吸与氯代谢关系也很密切，既为硝酸盐还原提供还原剂，也是氨基酸(甘氨酸和丝氨酸)生物合成的补充途径。因而对光呼吸的抑制不能一概而论，研究发现，光呼吸被抑制20—30,的情况下，净光合效率可提高10—20%，如果抑制超过30%时，光合效率反而有所降低。 举出三种测定光合速率的方法，并简述其原理及优缺点。 12 (1)改良半叶法，选择生长健壮、对称性较好的叶片，在其一半打取小圆片若干，烘干称重，并用三 氯醋酸对叶柄进行化学环割，以阻止光合产物外运，到下午用同样方法对另一半叶片的相对称部位取相同 数目的小圆片，烘干称重，两者之差，即为这段时间内这些小圆片累积的有机物质量。此法简便易行，不 需贵重设备，但精确性较差。 (2)红外线CO分析法原理是:气体CO对红外线有吸收作用(尤其是对波长4260纳米的红外线有22 强烈的吸收)，不同浓度的CO对红外线的吸收强度不同，所以当红外线透过一定厚度的含CO的气层之后，22 其能量会发生损耗，能量损耗的多少与CO的浓度紧密相关。红外线透过气体CO后的能量变化，绿过电22 容器吸收的能显转变为可以反映CO浓度的电讯号，由仪器直接显示出来?植物进行光合作用始末时，其2 环境中CO浓度的变化，可以通过红外线气体分析器的仪表迅速而准确地观察获得，实验前后仪表上所反2 映的CO浓度之差，即为植物在该测定时间内叶片吸收CO的量?因此可以计算出单位时间内单位叶而积22 吸收CO的量，即植物的光合速率，此法迅速而准确，安全而灵敏，整体而连续测定是其优点，但仪器比2 较昂贵，目前基层还较难实现。 (3)氢电极法原理是:氧电极由嵌在绝缘律上的铀和银所构成，以0.5mol氯化钾为电解质，覆盖一层 15,20um的聚乙烯或聚四氟乙烯薄膜，两极间加0.6,0.8伏的极化电压。溶氧可透过薄膜进入电极在铂阴 极上还原，同时在极间产生扩微电流，此电流与溶解氧浓度成正比，记录此电流的变化，则能换算出相应 的氧分压值。当膜的作度不变，温度恒定时，植物叶片在反应液中照光时释放的氧量，即为该叶片的光合 速率。此法灵敏度高，操作简便，可以连续测定水溶液中溶解氧量及其变化过程，但只能测离体叶片。目 前也受仪器限制。 是谁用什么方法证明光合作用释放的氧来源于水，而不是CO2, 最先提出光合作用释放的氧来源于水，而不是CO的学者是C.B.Van Niel，他发现有些细菌如紫色硫细菌，2 在照光条件下利用HS，将CO还原形成有机物，没有氧的释放，但有硫或硫酸的产生，根据的Van Niel意见，22 光合作用可用下式表示:CO+HA——(CH0)+HO+2A 2222 对绿色植物来说，2A就是氧，对紫色硫细菌则是硫，因此他推论光合作用释放的氧是来源于水而不是CO。 2 第二个用实验证明光合放氧是来源于水的是英国剑桥大学的Hill，他在叶绿体悬浮液中加入适当的电子受体如铁氰化钾，在照光时，则可在没有CO还原的情况下释放氧。 218真正证明光合作用释放的氧是来源于水的是Kamen和Ruben，他们将绿色细胞放在含O的水中，照光时释放2181818的氧是O、而不与CO中的氧相同，如果用O的CO和普通的水进行光合试验，则释放的氧不是O，而22222是普通的氧，这就有力地证明光合放氧是来源于水，而不是CO。 2 试述光对光合作用的影响。 光对光合作用的影响是多方面的。包括光强和光质，一方面影响叶绿素的生物合成，一方而影响光合速率。 光是叶绿素形成的必要条件，由原对绿素酸酯还原成叶绿素酸酯需要在光下才能进行。所以黑暗中生长的幼苗不能形成叶绿素而呈黄白色。过强的光照容易使叶绿素被光氧化破坏，对叶绿素形成也不利。实验证明，光质对叶绿素形成有关，单色光不如全色光，单色光中又以红光最好，兰光次之，绿光最差。 光还影响叶绿体的发育，黑暗下，叶绿体发育是畸形，片层结构不发达或不能形成，见光后才能逐渐转入正常。 光影响气孔的开闭，进而影响叶片温度和CO的吸收( 2+光是光合作用能量的来源，没有光，同化力(ATP和NADPH，H)不能形成，就不能同化CO;除光强外，光2质也影响光合速率。例如菜豆在红光下光合速率最快，兰光次之，绿光最差。水稻表现为兰光最好，红光次之，绿光最差。 扼要叙述光呼吸过程中乙醇酸的来源。 乙醇酸主要是通过RuBp羧化酶一加氧酶的作用而形成，该酶有双重催化功能:即可催化RuBp的羧化反应，也可催化RuBp的加氧反应。当环境中O分压高，CO分压低时，此酶进行加氧反应，生成3—PGA和磷酸乙22 醇酸，反应如下: 此外，也可通过光合碳循环中转酮酶的作用形成少量乙醇酸。 一项试验中要比较两个处理的叶绿素含量。试简述叶绿素的提取和测定方法。要尽量减少试验误差，在提 取及测定时，主要应注意哪些问题, 取两个处理的新鲜叶片剪碎，称重(0.5克)，一份测干重，一份置研钵中，加少量碳酸钙和石英砂以 及丙酮磨提取，过滤至容量瓶，定容。用分光光度计分别在波长645、663和652nm下测定光密度，以80% 13 丙酮为空白对照。按公式计算叶绿素a、b含量和总量。测定时，注意取样一致，称量准确，色素提取干净， 比色时浓度在光密度(OD值)0.05~0.5nm范围内，并且最好用751分光光度计测定，才能减少试验误差。 何谓光合作用,用什么简便方法证明光合作用的存在。 光合作用是绿色植物吸收日光能，将CO和HO同化为有机化合物并释放氧气的过程。光合产物主要22 是碳水化合物，故可用下式来表示: 依据这一原理，可以用下列简便方法证明植物在光下的光合作用。 ?用水生植物如金鱼藻，切断茎，切口向上，置于光下，则可见切口处有气泡放出，放出的气泡就是氧气， 而在暗中则没有气泡的发生。 ?将陆生植物叶片制成小圆片，放入水中通过减压抽气使其下沉，再放入约含1%的碳酸氢钠溶液中，置于 直射光下，则小圆片很快就上浮，小圆片上有很多小气泡，是光合作用释放的氧，而在暗中则小圆片不 上浮。 ?有些在光下累积淀粉的植物叶片，可用剪有一定形状空洞的黑纸，夹在预先在暗处放置约两天的植物叶 片上，放于直射光下，2小时后，剪下叶片，除去黑纸，用乙醇脱色后放入碘液中，则可见未被黑纸遮盖 的部分变为兰黑色，证明有淀粉存在，而未曝光处则不变色。 试用化学渗透学说解释光合电子传递与磷酸化相偶联的机理。 光合磷酸化是在光合膜上进行的，光合膜上的光系统吸收光能后，启动电子在光合膜上传递。电子传递过程中，质子通过PQ穿梭被泵入类囊体腔内，同时水的光解也在膜内侧释放出质子，因而形成了跨膜的质子梯度差和电位差，即膜内腔电位较正而外侧较负，两者合称为质子动力势差(?PMF)。按照P.Mitchell的化学渗透学说，光合电子传递所形成的质子动力势是光合磷酸化的动力，质子有从高浓度的内侧反回到低浓度外侧的趋势，当通过偶联因子复合物(CF—F)反回到外侧时，释放出的能量被偶联因子捕获，使ADP和无机磷形成10 ATP。这一学说已经获得越来越多的实验的证实和支持。 植物体内水分亏缺使光合速率减弱的原因何在, ?水分亏缺常导致叶片萎蔫，不能保持叶片正常状态。保卫细胞膨压降低，气孔关闭，CO从叶表面透过气孔2扩散到叶内气室及细胞间隙受阻，CO吸收标减少，影响光合速率。 2 ?水分亏缺，气孔关闭，蒸腾减弱，叶温升高，从而降低酶活性和破坏叶绿素，使光合速率降低( ?水分亏缺时，植物呼吸反常增强。 ?水分亏缺时，影响蛋白质的水合度，影响蛋白质分子结构及排列以及酶系统的空间构型，从而影响光合速率。 ?缺水时，影响叶片内光合原料供应和光合产物运输。 ?水分亏缺，植株生长矮小，影响光合面积，从而影响光合速率( 由此可见，保证水分的正常供应，才有利于提高光合速率和作物产量。 哪些矿质元素影响光合作用速率,为了夺取作物高产，应该如何做到合理施肥, 植物生命活动所必需的矿质元素，都对光合作用速率有着直接或间接的影响，例如: N和Mg是叶绿素的组成元素，Fe、Mn、Mg是叶绿素形成所必需的，N、P、S、Mg等是构成叶绿体片层结构不可缺少的成分; ,Fe、Cu等在光合电子传递中具有重大作用，水的光解反应需Cl和Mn的参加; 光合磷酸化需要P; +K调节气孔开闭; Zn是催化CO水合反应的碳酸酐酶组成成分;光合碳循环中的所有糖类都是含磷酸式团的糖类; 2 B促进光合产物蔗糖的运输。 由此可见，为了夺取作物高产，在给作物施肥时，除了施用大量元素之外，还需要配合微量元素的施用。无机肥与有机肥配合施用，才能全面合理。 比较下列两种概念的异同点: (1)光呼吸和暗呼吸 特征 暗呼吸 光呼吸 对光的要求 光暗均可进行 只在光下进行 底物 糖、脂肪、蛋白质、有机酸 乙醇酸 进行部位 活细胞细胞质?线粒体 叶绿体?过氧化体?线粒体 14 循环) 历程 EMP?TCA?呼吸链 乙醇酸循环(C2 能量状况 释放能量加以利用 消耗能量 O与CO 吸收O，释放CO 吸收O释放CO 222222(2)光合磷酸化和氧化磷酸化 不同点 特征 相同点 光合磷酸化 氧化磷酸化 进行部位 均在膜上进行 类囊体膜上 线粒体膜上 均有ATP复合酶，能形形成ATP部位 在膜外侧形成 在膜内侧形成 成ATP 电子传递体位置 均有一系列电子递体 在光合链上 在呼吸链上 能量状况 均有能量转换 来自光能激发，贮藏能量 来自底物分解，释放能量 与HO的关系 均与HO有关 是HO的光解 是HO的生成 2222 ++质子泵 均有质子泵 PQ穿梭;将H泵到膜内 UQ穿梭，将H泵到膜外 C植物和C植物有何不同之处, 34 特征 C植物 C植物 34 维管束鞘不发达，其周围叶肉细胞维管束鞘发达，其周围叶肉细排列叶结构 排列疏松 紧密 叶肉细胞有正常叶绿体，维管束鞘叶绿体 只有叶间细胞有正常叶绿体 细胞有叶绿体，但基粒无或不发达 叶绿素a/b 约3:1 约4:1 CO补偿点 30—70 <10 2 光饱和点 低(3—5万烛光) 高 碳同化途径 只有光合碳循环(C途径) C途径和C途径 343 原初CO受体 RuBp PEP 2 光合最初产物 C酸(PGA) C酸(OAA) 34 RuBp羧化酶活性 较高 较低 PEP羧化酶活性 较低 较高 净光合速率(强光下) 较低(15~35) 较高(40—80) 光呼吸 高，易测出 低，难测出 碳酸酐酸活性 高 低 生长最适温度 较低 较高 蒸腾系数 高(450—950) 低(250—350) 根据光合作用碳素同化途径的不同，可以将高等植物分为哪三个类群, 根据光合作用碳同化途径的不同，可以将高等植物区分为三个类群，即C途径(卡尔文循环或光合碳循环)、3C—二羧酸途径及景天酸代谢途径。 4 C途径是光合碳循环的基本途径，CO的接受体为RuBp，在RuBp羧化酶催化下，形成两分子三碳化合物32 3,PGA。 C途径是六十年代中期在玉米、甘蔗、高梁等作物上发现的另一代谢途径。CO与PEP在PEP羧化酶作用42下，形成草酰乙酸，进而形成苹果酸或天冬氨酸等四碳化合物。 景天酸代谢途径又称CAM途径。光合器官为肉质或多浆的叶片，有的退化为茎或叶柄。其特点是气孔昼闭夜开。 夜晚孔开放时，CO进入叶肉细胞，在PEP羧化酶作用下，将CO与PEP羧化为草酰乙酸，还原成苹果酸，贮22 藏在液泡中。白天光照下再脱羧参与卡尔文循环。 用同位素示踪法研究光合作用。被试植物先在1% CO中进行光合作用，而后将CO浓度降到0.003%。测得2214C标记的3—磷酸甘油酸(PGA)和核酮糖二磷酸(RuBP)含量的变化如图6.3所示。从这项研究中能引出 什么结论, 这项研究表明，PGA是RuBP羧化的产物，所以CO浓度降低时，PGA减少。同时也说明已经产生的PGA2 还能转变成RuBP，否则RuBP的含量不会增加。 15 何谓光能利用率,光能利用率不高的原因有哪些, 光能利用率是指单位面积上的绿色植物光合产物中所累积的化学能量与照射在这块面积上的日光能的比率。以年来计算，一般作物的光能利用率不到1%，森林植物大概只有0.1%。 光能利用率不高的原因是很多的，主重有以下几方面。 ?一部分光不能参加光合作用，可以参加光合作用的光是可见光，它只占到达地球表面的太阳辐射的45%左右。 ?漏光，一年中即使种三季，也会有30%左右的光是没有照射到植物上的。 ?反射与透射，照在植物叶片上的光大约有15—20%未补吸收，而是损失于反射和透射。 ?量子需要量的损失，被叶绿体吸收的光，在光合作用能量转化过程中只有23%左右累积到光合产物中，77%都损失消耗了。 ?呼吸消耗的损失，光合产物大约1/3是呼吸消耗了。 此外，还有许多因子影响光能利用率，例如光饱和点的损失、叶片衰老、CO供给不足、病虫危害、水分2 亏缺、矿质营养不良等都会影响植物对光能的利用。 光合作用的光反应是在叶绿体哪部分进行的,产生哪些物质,暗反应在叶绿体哪部分进行,可分哪几个大阶段,产生哪些物质, 光合作用的光反应是在叶绿体的类囊体膜上进行的，可分为原初反应、水的光解和光合电子传递、光合磷酸化三大步骤，其产物除释放氧外，还形成高能化合物ATP和NADPH，两者合称为同化力，光能就累积在同2 化力中。 光合作的暗反就是指CO的固定和还原，这一过程是在叶绿体的间质中进行的，可分为CO的固定、初产物的22还原、光合产物的形成和的CO受体RuBP的再生这四大阶段。光反应形成的同化力即用于CO固定后的初产22物还原，光合碳循环的正常运转还需光的诱导，因为光合环的调节酶是在光下活化，暗中则失活的，因此光合碳循环实际上也是离不开光的。光合碳循环的产物如以脱离环后的产物来评价，则是葡萄糖，最后形成蔗糖或淀粉。 第四章,呼吸作用 呼吸强度(速率):表示呼吸作用块墁或强弱的指标，以单位鲜重，干重或原生质(以含氮量表示)，在单位时 间(如小时、分等)由于呼吸作用所释放的CO量(mg或ml)或所呼吸的所量(mg或ml)来表示。 2 呼吸效率:呼吸作用中底物被氧化所放出的能量转变为ATP的百分数，植物有氧呼吸的效率可高达40%左右， 而无氧呼吸的效率仅为2%左右。 呼吸商:亦称呼吸等数，常以缩写RQ表示，指植物组织在一定时间内呼吸作用所释放的CO摩尔数(或体现)2 与所吸收O的摩尔数(或体现)的比值，是表示呼吸底物的性质和氧供应状态的一种指标。 2 呼吸作用:指细胞内有机物质在酶催化下有逐步氧化过程，分为有氧呼吸和无氧呼吸两种，呼吸作用释放的 能量供各生命活动之需，其中间产物在植物体内各主要物质的转变中起枢纽作用，或为植物代谢的中心。 ?有氧呼吸:指生活细胞在氧气的参与下，把有机物彻底氧化分解，放出CO并形成水，同时提供更多的中间2 活性物质和释放较多能量供生命之需的过程，是高等植物呼吸作用的主要形式。 +?氧化磷酸化:又称电子传送体系磷酸化。底物脱出的氢(H和c)经呼吸链氧化放能的同时，伴随着(偶联着) ADP磷酸化生成ATP的过程。 巴斯德效应:分子氧对发酵作用抑制的现象，或分子氧抑制乙醇发酵的现象。该现象是巴斯德首先在酵母中所 发现的。 磷酸比值(P/O):指每消耗1原子氧所消耗的无机磷酸的原子数或者ATP的增加量之比值。 抗氰呼吸:指不受氰化物抑制的呼吸作用，简称CRR其电子传递途径不是细胞色素系统，而是由泛醌通过某种 途径传递到氧，末端氧化酶为抗氰(或称交替)氧化酶，其P/o比为1。 呼吸电子传递链:又称为呼吸链。在有氧过程中，呼吸底物脱下的氢原子(或电子)，沿着排列有序的、镶嵌于 线粒体内膜上的传递体，最终传递到分子氧上的整个体系称为链或呼吸电子传递链。 温度系数:表示生物体内生化反应与温度关系的指标，常用Q表示，即温度增加到10?时反应速率增长的倍10 数，Q=V(t+10)?/Vt?. 通常为2-2.5倍 10 能荷:ATP-ADP-AMP系统中可利用的高能磷酸键的度量，能荷=([AT]+1/2[ADP])/([AMP]+[ADP]+[ATP])， 能荷代表细胞中的能量状态通常细胞的能荷为80%，能荷是细胞中合成ATP和利用ATP反应的调节因素。 伤呼吸:植物组织受伤后，其呼吸作用常增高，由于受伤而增强的这部分呼吸称为伤呼吸，这是由于机械损伤 使细胞内区域化爱破坏，底物与呼吸酶接近;切伤面细胞转变为性组织工作形成愈伤组织修补伤处，从而 16 使呼吸增强。 呼吸跃变(迁):是某些果实在成熟过程中的一种特殊的呼吸形式。果实在成熟初期呼吸略有降低，随之突然升 高，然后又突然下降，经过这样的转折，果实进入成熟。果实成熟前呼吸速率突然增高的现象称为呼吸跃 变(或跃迁)。 多酚氧化酶黄素氧化酶: 细胞色素氧化酶: 抗坏血酸氧化酶: 二、简答论述, 何谓植物的呼吸作用,它有什么生理作用, 呼吸作用指细胞内有机物质在酶催化下有逐步氧化过程，分为有氧呼吸和无氧呼吸两种，呼吸作用释放的能量供各生命活动之需，其中间产物在植物体内各主要物质的转变中起枢纽作用，或为植物代谢的中心。 呼吸作用生理意义如下:(1)呼吸作用提供植物生命活动所需要的大部分能量。植株对矿质营养的吸收和 )呼吸过程为其他化合物合成提供运输，有机物的运输和合成，细胞的分裂和伸长等等，无一不需要能量。(2 碳架。呼吸过程产生的一系列的中间产物，是进一步合成植物体内各种重要化合物(蛋白质、脂肪、核酸)的原料。(3)呼吸作用与抗病性有关，旺盛的呼吸作用可以把病原菌分必的毒素氧化分解为二氧化碳和水或转化为无毒物质。另外，呼吸过程中还可心产生一些对病菌有毒的物质，如酚类化合物。 EMP、HMP、TCA途径的主要过程及各自特点是什么, 分析线粒体结构与呼吸作用的相关性。 ?线粒体具双层膜，外膜平滑透性比内膜高，内膜具高度选择性，保持线粒体内代谢的正常运行; ?内膜里面的腔为可溶性蛋白质的衬质，TCA环酶等聚集于此，此外不含少量DNA、RNA; ?内膜内褶形成嵴以扩大面积，增大电子传递附着的表面，嵴的数目随呼吸的增强而增多; ?内膜内则例具带柄的颗粒，为实现氧化磷酸化的酶等。 试从不同底物呼吸途径呼吸链和末端氧化举出呼吸代谢途径各三条。举例说明生理意义/ 呼吸作用可利用不同的底物如糖、蛋白质、脂肪等。经不同的呼吸途径如无氧条件下的形成酒精或乳酸;有氧条件下EMP-TCA、PPP、乙醛酸循环，乙醇酸途径以及不同的呼吸链如NADH链、FADH链，抗氰呼吸链等，不同的末端氧化酶如细胞色素氧化酶，抗氰氧化酶，多酸氧化酶，黄酶等。以形成不同的产物、构成不同的结构以适应变化多端的环境，从而利于植物的生长发育和种的繁衍。(回答问题时应得上述论点有机联系加以说明) 简述植物通过光合作用和呼吸作用所驱动的能量流动过程。 光合作用:光能———光合电子传递，光合磷酸化———ATP/NADPH——化学能 呼吸作用:化学能——呼吸电子传递 ，氧化磷酸化——ATP/NAD(P)H 呼吸作用和光合作用之间的相互依存关系表现在哪些方面, 光合作用和呼吸作用是相互依存、共处于一个统一中的，没有光合作用提供的有机物，就不可能有呼吸作用，如果没有呼吸作用;光合过程也无法完成，两者相互依存的关系如下: ++?光合作用所的ADP和NADP与呼吸作用所需的ADP和NADP(PPP途径所需)是相同的，共用的。 ?光合作用的碳循环与呼吸作用的戊糖磷酸途径基本上是可逆反应关系，它们的中间产物同样是三碳糖(磷酸 甘油醛)、四碳糖(磷酸赤藓糖)、五碳糖(磷酸核糖、磷酸核酮糖、磷酸木酮糖)、六碳糖(磷酸果糖、 磷酸葡萄糖)及七碳糖(磷酸景天庚酮糖)等，许多糖类是可以交替使用的。 ?光合释放的O可供呼吸利用，而呼吸作用释放的CO亦能为光合作用所同化。 22 空气中的氧对植物的呼吸有何影响,为什么, 空气中氧极少时，进行无氧呼吸。长期无氧呼吸对植物有伤害。因为:?无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞的蛋白质变性。?无氧呼吸利用葡萄糖产能很少，植物要维持正常生理需求，就需消耗更多的有机物。?没有丙酮酸氧化过程，许多中间产物形成的物质无法继续合成。 随着氧浓度增加，无氧呼吸逐渐减弱直至消失，有氧呼吸逐渐增强。当氧浓度增大到氧饱和点时， 呼吸作用便不继续增强。 能明显影响植物呼吸作用的外界因素有哪些,其影响作用各有什么特点, 17 ?温度:温度越靠近最适温度，呼吸作用越强。但温度过高时呼吸作用反而会随之减弱。 ?氧气:随着氧浓度增加，无氧呼吸逐渐减弱直至消失，有氧呼吸逐渐增强。当氧浓度增大到氧饱和点时， 呼吸作用便不继续增强。 ?CO:CO浓度升高到1,10,时，呼吸作用明显抑制。 22 机械损伤:机械损伤使酚氧化酶释放与底物接触，刺激形成愈伤组织，导致呼吸增强。 ? 呼吸作用对农业实践有何重要作用, ?在作物栽培中，许多农业措施都是为了保证呼吸作用的正常进行而制订的，如浸种催芽中要定时浇水和翻堆; 秧田的湿润灌溉;旱作的中耕松土。 ?种子、果蔬的贮藏与呼吸作用息息相关，如在种子贮藏中必须注意种子的安全含水量，并要降低温度，以降 低呼吸作用，延长种子的贮藏时间;又如果实和蔬菜的贮藏中要昼避免机械损伤的基础上，控制温度、湿度 和空气三条件，以降低呼吸作用对有机物质的消耗，使果实和蔬菜保持色、香、味和新鲜状态。有的果实有 呼吸跃变现象，控制温度和CO2浓度抑制呼吸，延缓呼吸跃变出现的时间，增加果实贮藏时间。 一分子葡萄糖通过糖酵解和TCA环的途径完全氧化时，(1)可以产生多少分子36ATP。(2)葡萄糖完全氧化成CO2和H2O时，?G0′,,2867.5kJ?mol-。细胞内ATP水解的?G0′,,30.5kJ?mol-。葡萄糖氧化所释放的能量有多少(%)以ATP形式被贮藏起来,38%(3)其余的能量到哪里去了,以热的形式释放。 为什么呼吸作用是一个多步骤的过程而不是葡萄糖的直接氧化, 葡萄糖的直接氧化就相当燃烧，能量会突然以热的形式全部释放出来。对植物而言，突然全部释放出 这样多的能量是一种浪费。所以，植物通过多步骤的氧化作用使能量分为一小份一小份地释放，并能立即 用于其他过程，比如用于合成ATP分子，从而防止了能量的浪费。 长时间的无氧呼吸为何会使植物受伤死亡, 长时间的无氧呼吸会使植物受伤死亡的原因:第一，无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞质的蛋白质变性;第二，因为无氧呼吸利用每摩尔葡萄糖产生的能量很少，相当于有氧呼吸的百分之几(约8%)，植物要维持正常的生理需要，就要消耗更多的有机物，这样，植物体内养料耗损过多;第三，没有丙酮酸氧化过程，许多由这个过程的中间产物形成的物质就无法继续合成。作物受涝死亡，主要原因就在于无氧呼吸时间过久。 机械损伤会显著加快植物组织呼吸速率的原因何在, 机械损伤会显著加快组织的呼吸速率，其理由如下:第一，原来氧化酶与其底物在构造上是隔开的， 机械损伤使原来的间隔破坏，氧气供应充足，酚类化合物就迅速地被氧化;第二，细胞被破坏后，底物与 呼吸酶接近，于是正常的糖酵解和氧化分解以及PPP代谢加强;第三是机械损伤使某些细胞转变为分生状 态，以形成愈伤组织去修补伤处，这些生长旺盛的细胞的呼吸速率就比原来休眠或成熟组织的呼吸速率快 得多。 呼吸代谢的多条途径对植物生存有何适应意义, 植物代谢受基因的控制，而代谢(包括过程、产物等)又对基因表达具控制作用，基因在不同时空的有序即表现为植物的生长发育过程，高等植物呼吸代谢的多条途径(不同底物、呼吸途径、呼吸链及末端氧化等)使其能适应变化多端的环境条件。如植物遭病菌浸染时，PPP增强，以形成植保素，木质素提高其抗病能力，又如水稻根在淹水缺氧条件下，乙醇酸氧化途径和与氧亲和力高的细胞色素氧化酶活性增强以保持的正常生理功能(任举二例说明)。 磷酸戊糖途径与EMP-TCA途径相比有何不同, ++?磷酸戊糖途径中脱氢酶的辅酶是NADP而非NAD，生成物是NADPH而非NADH。 ?磷酸戊糖途径中无底物水平磷酸化，所以无ATP生成，而有无机磷酸的生成物。 ?葡萄糖直接氧化成葡萄糖酸等有机羧酸。 ?在戊糖途径中有戊糖磷酸酯的互变，而EMP-TCA无，这种相互转变与光合碳循环相对映，称氧化的戊糖循 环。戊糖是合成核苷酸的原料。 呼吸作用是怎样影响植物的水分收收，矿质营养等生理活动的, ?呼吸作用促进矿质吸收，降低根细的渗透势和水势，利用于根系渗透吸水。 ?呼吸作用提供的中间活性物质和ATP等 载体蛋白的形成、变构、旋转等促进对矿质元素的吸收。 ?呼吸作用提供的ATP开动质膜上的质子泵造成膜内外动力势差，趋动矿质的吸收。 ?呼吸作用促进根系的生长发育，不断“追逐”和吸收水吧。 为什么种子入仓时间的含水量不能超过其临介含水量, 种子含水量超过临介含水量，种子内出现自由水，使蛋白质水含酶活化，呼吸速率提高，消耗种子内贮藏 18 物，产生呼吸热提高库温，进一步促进呼吸作用，使种子变质。(2)种子含水量增高，空气相对湿度相应增大，附于种子表面的微生物滋生繁衍，使种子霉变。(2)只有在安全含水量范围内，种子中只有束缚水，空气相对湿度低，抑制呼吸等生化反应和微生物滋生，种子可安全贮藏。(1) 试述戊糖酸途径的出现意义。 生理活动中十分活跃，沟通各个代谢反应核酮糖-5-磷PPP(HMP)途径定位于细胞质，形成的中间产物在 酸和核糖-5-磷酸是组成核酸的原料;(2)丙糖、丁糖、巳糖和庚糖的磷酸酯也是卡尔文循环的中间产物，把光合作用和呼吸作用联系起来;(2)甘油醛-3-磷酸为EMP相通;(1)赤藓糖-4-磷酸和-3-磷酸甘油酸可通过莽草酸途径形成芳香族氨基酸，酚类物质(提高植物抗病能力);(2)形成的NADPH是脂肪合成所必需等。 第五章,有机物代谢 α-氧化:脂肪酸的α-氧化作用只以游离脂肪酸为底物，脂肪酸分子中的α-碳原子首先被除数氧化成带羧基的 碳，再进一步经过脱氧、脱羧(释放CO)形成脂肪醛，然后在水的参与下，脱氢、氧化成比原来 脂肪2 -氧化多发生于C16和C18的长链脂肪酸中，对于C12以下的脂肪酸则不酸分子少一个碳原子的脂肪酸。α 发生α-氧化。 α-和β-淀粉酶:α-淀粉酶和β-淀粉酶都是水解淀粉的酶类。α-淀粉酶属于内切淀粉解，是可在淀粉风随机切 割α-1，4-糖苷键的水解酶。β-淀粉酶属于端解酶，人淀粉链的非还原性末端开始，切割α-1，4-糖苷键每 次切下一个麦芽糖单位的酶。 Q-酶与R-酶:能催化α-1，4-糖苷键转换为α-1，6-糖苷键，使直链淀粉转化为支链淀粉的酶，即催化支链淀粉 形成的酶。R-酶又称植物的脱支酶，它水解支链淀粉的α-1，6糖苷键，除去分支点。 淀粉酶:催化直链淀粉酶，实际上是一种转糖基酶，其作用于把核苷二磷酸葡萄糖(ADPG或VDPG)的葡萄 基转移至一个α-1，4-D多聚葡萄糖的非还原端以α-1，4-糖苷键相连。 淀粉磷酸化酶:亦称P酶，其作用是从淀粉分子的非还原性末端将一个葡萄糖残基移至无机磷酸上形成葡萄糖 -1-磷酸，话酶也可催化α-1，4-糖苷键的形成，即以葡萄糖-1—磷酸为葡萄糖的供体，受到(引子)至少由 三个葡萄糖单位组成。 半纤维素:指胞壁多糖中除了纤维素、果胶质以外其他各种多糖的混合物。包括木葡聚糖、混合键β葡聚糖等。 次生产物:是指那些对植物自身的生长发育似乎没有直接作用的代谢终产物。常被储存而不参加植物的代谢， 具有重要生态作用，又称为次生保卫化合物。 生物碱:一类含N杂环化合物，一般具碱性。常是N代谢的中间产物。 莽草酸途径: 乙酸-丙二酸途径: 木质素:植物中的一种酚类次生代谢产物。在植物中含量仅次于纤维素。赋予植物体以抗压能力。 IPP:类萜或萜类:是一类由异戊二烯为单位的一种植物次生代谢产物。一般不溶于水。 角质:由含1个或多个羟基的长链饱和脂肪酸，通过分子间形成酯键相互交联而形成三维网状结构，几乎存在 于植物体地上部分的所有表面。是角质层的主要成分。 蜡:是脂类的混合物。含有长链脂肪酸和长链一元醇形成的酯，长链烷烃(21 ,37C)，也含有长链的醛、酮、 游离的脂肪酸、游离醇。 木栓质:约有一半是蜡质类混合物，含有长链脂肪酸、羟基脂肪酸、二羧酸、长链醇等。其余部分含酚类化合 物，其中阿魏酸是主要成分。酚类化合物在使木栓质与胞壁结合中起作用。是所有地下器官外层细胞壁的 重要成分，也是周皮中木栓细胞的成分。 丹宁: 木质素:是植物的重要组成部分，是简单酚类的醇衍生物的聚合物。其成分因植物种类而异。 二、简答论述, 呼吸作用与有机物代谢有何关系, ?呼吸作用为有机物合成提供能量和中间活性物质;(2分) ?有机物是呼吸作用的底物，通过呼吸作用有机物在体内发生转变和循环;(2分) ?呼吸作用的中间产物如丙酮酸，乙酰CoA、α-酮戌二酸、草酰乙酸，是糖、脂肪、蛋白质代谢相联系枢 纽作用;(2) ?核苷酸的核粮来源于PPP碱基由氨基酸等提供，使核酸代谢一糖代谢，氨基酸代谢关系密切;(2分) ?类萜化合物来源于乙酰CoA酚类和生物碱的碳架由EMP和PPP提供，氨源由氨基酸提供因此与次生物代 19 谢相关。(2分) 果树生产上常利用环剥提高产量，为什么,若在果树主茎下端剥较宽的环能提高果树的产量吗,为什么, 果树开花期对树干适当进行环剥，可阻止枝叶部分光合产物的下运，使更多的光合产物运往花果，从 而利于增加有效花数，提高座果实吧大，提高产量和品质。(4) 若在果树主干上切环太宽，切环下又未长出新枝叶，时间久了根系得不到地上部分提供的同化物和微 量活性物质，而本身贮藏的又消耗殆尽，根部就会“饿死”，从而使根无法吸水，致死整个植物死亡。(4) 细胞内含有多种多样的酶，为何各生理生化过程能有序而协调的进行, 植物细胞具有复杂的亚显微结构，细胞内不同的多酶体系分布于不同的亚显微结构中，这种区隔(域) 人的分布避免了不同酶在反应间的相互干扰，如TCA和氧化磷酸化酶系分别分布于线粒体衬质和嵴;光合 作用和淀粉合成分布于叶绿体等;(5)同时也利于各种代谢物较易与相应的酶接触，缩短酶与代谢物相适 的时间，维持酶作用所需要的较高的代谢浓度，以加速反应的进行，使各代谢过程相互联系又相互制约。(3) 简述高等植物体内脂肪酸α-氧化的途径有生理意义。 α-氧化的底物是长链(13-18碳原子)的脂肪酸;(1)氧化过程分为两步:首先由脂肪酸过氧化物酶催化+使其脱羧、脂肪酸转变为少一个碳原子的醛类;(2)然后在脱氢酶(以NAD为抽酶)作用下，加水脱氢氧化形成比原来少一个碳原子能脂肪酸;(2)反应为: 该途径对植物体内奇数碳原子脂肪酸的形成具有的作用。(2) 画出下列化合物的结构并指出各自在植物代谢中的地位或作用:G3P、FBP、UDPG、E4P、PEP、IPP、Galu及其甲酯、莽草酸、蔗糖、麦芽二糖、纤维二糖。 果胶、果胶酸和原果胶结构上有什么不同, 果胶酸:羧基游离。 果胶:羧基甲酯化程度较高，溶于水。 2+2+原果胶:部分羧基甲酯化，不溶解，游离羧基与阳离子(Ca,Mg)结合通过磷酸交联，常存于胞间层中。 举例说明植物体内重要的类萜及其生理作用。 (1)挥发油多为类萜和倍半萜，广布于植物界，存在于腺细胞和表皮中，可引诱昆虫授粉和防止动物的侵袭;(2)树脂的主要成分为倍半萜、双萜和三萜，存在于树脂道和细胞壁，对植物有保护作用和防止病菌感染伤口，可作工业原料和药物;(3)类胡萝卜素是四萜的衍生物，包括胡萝卜、叶黄素、番茄红素等，能决定花果的颜色，类胡萝卜素能吸收光能，参与光合作用;(4)橡胶是多萜，橡胶树皮乳汁的主要成分;(5)混合萜如赤霉素(植物激素)和光合过程的重要电子传递体质体醌。(要求任答三点) 乙醛酸循环与TCA有什么联系和区别, 乙醛酸循环中含有某些和三羧酸循环相同的酶，但是二者是不同的体系，乙醛,SCoA首先和草酰乙酸合为柠檬酸，然后转变为异柠檬酸，催化这二步反应的酶和TCA循环是相同的。但是从发生部位看，GAC在乙醛酸体，TCA在线粒体中进行，从发生的范围来看，GAC只有在油料种子及某些其他种子萌发时进行，而TCA在生物界普遍存在。另外，GAC循环一次，接受2个乙酰CoA，形成分子琥珀酸，无CO释放，而TCA循环一次，接受1个2 乙酰CoA，放出2个CO2。 GAC具有两个特异的酶即异柠檬酸裂解酶和苹果酸合成酶，TCA无此两种酶。 简述油料种子萌发时油脂如何转变为糖的。 ?种子中贮藏室脂类，在油质体内肪肪酶类的催化下，水解为甘油和脂肪酸等。 ?在甘油激酶的催化下，甘油转变为α-磷酸酸甘油，进入线粒体，又在磷酸甘油氧化酶催化下，转变为磷 20 酸二羟丙酮，进入细胞质，逆糖酵解途径转变为已糖，进而转变为蔗糖而运输，或者磷酸二羧丙酮经糖 酵解和三羧酸循环而充分氧化分解。 ?脂肪酸进入乙醛酸体，活化为脂酰辅酸A，再经β-氧化生成大量乙酸-COA，后者经乙醛进入细胞质，逆 糖酵解途径异生为已糖，进而转变为蔗糖，运往正在生长的胚。或草酰乙酸脱羧成为烯醇式酮酸后，又 返回线粒体，参加三羧酸循环而氧化。 为什么香蕉在10?时不变甜而有些蔬菜只有冬季低温才变甜, 香蕉成熟时主要由淀粉酶催化使贮藏的淀粉水解而变甜，高温利于淀粉酶的活化，10?时淀粉酶先活， 香蕉不会甜;而有些蔬菜是由淀粉磷酸化酶催化淀粉降解，该酶的适温为0-9?，因此只有在冬季低温下该 酶活化催化淀粉降解而变甜。 蔗糖是植物体内运输的一种主要有机物质，其原因和优点是什么, 蔗糖是光合作用的主要产物，是比较稳定的贮藏能化合物，其水溶性高，非还原末端可保护葡萄糖不 被分解，而其糖苷键在水解时产生的自由能又比较多。 蔗糖水溶液的物理特性如密度、粘度、表面张力、电解常数等与葡萄糖相似。 简述淀粉的合成与分解过程。 ?直链淀粉的合成主要有两条途径，即淀粉磷酸化酶途径与淀粉合酶途径(包括主要途径，即G的供体、交体，加在受体非还原端产物等，以下同) ?支链淀粉的合成主要通过Q酶，以直链淀粉为底物形成α-1，6-连接酸极点。 ?淀粉的分解包括水解(α及β淀粉酶、麦芽糖酶作用)和磷酸解(淀粉磷酸化酶催化)打断α-1，4-连接。支链淀粉的分支点(α-1，6-糖苷链)由R酶(脱支酶)催化分解。 什么叫次生植物物质,它们在植物生命活动和人类经济生活中有何意义, 由植物初级代谢产物如糖脂肪和氨基酸等衍生的物质如藻类、酸类、生物碱等称为次生物质;(2)它们贮藏于液泡和细胞壁中，一般为代谢的终产物，一植物的生长发育和繁殖无直接关系;(2)但某些次生物是植物必需的如植物激素，叶绿素类胡萝卜素、花色素、木质素等，使植物具一定的色香味，以吸引昆虫或动物来帮助传粉，利于种的繁衍，有些有御防天敌的作用，(3)某些次生物质是重要的药物和工业原料如单宁等。(1) 第六章,有机物运输 源与库:源指植物制造和输出同化产物的部位或器官，主要指进行光合作用的叶片，萌发种子的胚乳等。库指 植物吸收和消耗同化产物的部位或器官，这些部位或器官生长旺盛，代谢活动非常活跃，如生长点，正在 发育的幼叶、花、果实等。 源—库单位:植物叶片的同化物质，主要只供应某一部分器官或组织，它们之间在营养上是相互依存的。人们 把供给同化物质的叶(代谢源)与从这片叶接受同化物质的器官或组织和连通两者之间输导组织，就是一 个源-库单位。 运输速度与运输速率:运输速度指单位内被运输物质的走的距离，常用单位:m/hr。运输速率为单位时间内被 运输物质的总重量，常用单位:g/hr。它不只爱运输速度的影响，也与物质运输通过的横切面积大小有关。 P—蛋白:亦称韧皮蛋白，它可构成微管结构的蛋白质索，利用水解ATP释放的能量推动微管的收缩蠕动，从 而推动物质的长距离运输。 H+)，趋协同转移:近代研究表明由质膜上的ATP酶水解ATP趋使H+外流造成膜内外的质子动力势差(? 使H+与蔗糖共同进入韧皮细胞的过程。 同化物的装载:植物体的同化物，从靠近代谢源进入筛管分子的过程称为装载。有些特化的持移细胞负责传 递装入同化物。装载是主动的传递。 同化物的卸载:植物体内同化物从筛管进入库的过程。卸载就是从筛管中卸出同化物。有一些特殊结构的转 移细胞负担将同化物卸出筛管的工作。它们能有效地促进这种主动的物质转运过程。 传递细胞:或称转运细胞，位于筛管工导管末梢周围的富合原生质的薄壁细胞，其细胞有许多内向突起，质 膜亦沿胞壁折叠以扩大其吸收或分泌溶质的表面，这类细胞能主动地吸收周围的溶质转入筛管或导管中， 故可负责运输过程中溶质的装载和卸载，以维持压力流浓度的梯度。 植物次生物质:植物体内由糖、脂肪和氨基酸苯有机物衍生而来的产物，其中多数是植物代谢贩张产物，与植 物的基本生化活性无关如类萜、酚类与生物碱等，它们对某些物种的进化过程，维持其存在和发展是很重 要的。 21 二、简答论述, 1 有机物长距离运输及分配有什么特点,如何用实验证明之, 总和来说是由源到库，植物在不同生长发育时期，不同部位组成不同的源库单位，以保证和协调植物的生长发育，总结其运输规律:?优先运往生长中心;?就近运输;?纵向同侧运输(与输导组织的结构有关);?同化物的再分配即衰老和过度组织(或器官)内的有机物可撤离以保证生长中心之需。 证明方法: 环割法:是将树干上的一圈树皮(韧皮部)剥去而保留树干(木质部)的一种处理方法。最早使用。对草本植物可用水蒸汽或热蜡杀死韧皮部活细胞。也可切断木质部而保留韧皮部 标记物示踪法:?染料或荧光染料:早期使用?放射性同位素或稳定同位素化合物标记:32P、35S、45Ca、42K、3H、14C、11C、18O、15N、13C等。标记方法:叶片饲喂14CO2;溶液渗入;根部饲喂。?隔离法:木质部与韧皮部隔离 目前对有机物运输的机理有何解释, “压力,流动”假说 ?基本原理:用简单的物理模型说明。 源与库相当两个渗透计，源端溶质浓度高吸水压力大，库端排水压力低，源与库两端形成静水压力差，引起从源到库的水流，溶质溶于其中一起流动 。故称为“压力,流动”假说。 ?根据“压力,流动”假说，韧皮部运输应具有的特点: ?各种溶质以相似的速度被运输;?在一个筛管中运输是单向的;?筛板孔应不堵 ，否则阻力太大;?在源与库端应有足够大的压力;?是被动运输，运输中不消耗大量能量。 ?实验结果 与假说不符之处:不同示踪物运输速度不同。蔗糖最快，磷酸盐次之，水最慢。可能是不同物质运输途中所受阻力或影响不同。以荧光染料标记显示是双向运输，若用11CO2或14CO2脉冲标记则表明单向运输。早期电镜观察表明筛孔被韧皮部蛋白堵塞。改进固定方法后证明筛孔是开放的。 支持假说之处:源与库之间的压力足够大;运输本身不消耗能量， 能量用于维持韧皮部组织的正常结构。 其他假说:细胞质泵动学说 收缩蛋白学说 硼、磷、钾是如何影响有机物运输的, 植物体内有机物的运输受到哪些因素的影响,如何影响, ?温度适度一般20-30?过低过高温度影响吸收速率，木本酶治理和原生质结构而影响运输，不同地温和气温影响到运输方向;(4) ?矿质元素;B能与糖结合形成具极性复合物利于通过质膜，促进糖的运输;P 光合速率、蔗糖转变和ATP形成、运输;K 碳水化合物转变形成淀粉， 糖运输(3) ?植物激素如IAA、GA、CTK等提高植物呼吸作用，“吸引”有机物的输入。(1) 试述植物体内有机物运输的途径、方向和形式，可用什么方法证明, ?有机物运输的途径:主要为韧皮部的筛管。研究方法:环剥同位素示踪。(3) ?运输的方向:同时双向运输，也可横向。研究方法:同位素示踪。(3) ?运输的形式:碳水化合物主要为蔗糖 有些植物中可为毛蕊花糖水苏糖棉子糖及糖醇等。(2) 亦具少量的氨基酸酰胺，有机酸及微量的生长素等(1) 研究方法:蚜虫吻刺法组 合同 劳动合同范本免费下载装修合同范本免费下载租赁合同免费下载房屋买卖合同下载劳务合同范本下载 位素示躁法。(1) 试述人幼嫩叶到衰老叶，同化物运输有何变化, 22 幼嫩叶生长尚未完成时，本身产生的光合产物较小，不向外运出，反而从别处输入光合产物，供幼叶 生长用(2)一俟叶片长成，形成大量光合产物，叶片就向外运送光合产物;(1)老叶的光合产物形成渐少， 输出的数量亦减少，(1)叶片衰老时，细胞内物质包括组成物降解撤离最后剩下基本上是纤维素骨架，停 止输出。 有机物质的运输在植物生活中有何意义, 物质运输，特别是有机物的运输，是维持植物整体生长的前提条件，各器官的分化生长，必须有物质的运输供给来保证。 高等植物是多器官的有机体，各器官之间有着明显的分工与协作关系，因此各器官之间，必然有物质和能量的交流，例如根的生长需要吸收叶片制造的同化物质，而叶的生长也要根部吸收的水分和矿质的供给，同时，一些微量的生理卫生活性物质，也是同大量营养物质一起运输的，由于光周期变化的诱导，可以合成促进开花和休眠芽的形成。同时地上地下部之间也有微量活性物质的交流，如根供给地上部的细胞分裂素，而地上部向根部运输生长素类物质，这种交流是维持地上部间的比例生长和发育所必不可少。 如何设计实验证明植物体内同化物质的运输是个主动过程, 主动运输是一个消耗能量的过程，因此凡是影响呼吸作用的因素，如降低温度、减少氧的供给、施用呼 吸抑制剂，都会由于呼吸作用的减弱，主动运输所需要的能量减少，从而使运输速率明显减弱，相反，如 果用ATP处理，则可促进运输，使运输速率明显升高。这说明同化物质的运输是一个耗能的主动过程。 说明同化物质的运输是一个主动过程的事实还有下列几方面:如韧皮部的呼吸速率明显比其他组织 快，筛细胞内有类似于动物肌动蛋白的P-蛋白，它利用水解ATP释放的能量进行有节奏的收缩蠕动来失去 有机物质的运输。各种不同物质的运输速率不同，即具有选择性，都证明同化物质的运输是一个主动运输。 何谓压力流动假说,它的主要内容和实验依据是什么,该学说还有哪些不足之处, 有机物质运输的压力流动假说是德国学者明希1930年提出来的，这个学说的基本点是:认为有机物质在筛管内的流动是由于筛管的两端(即供应端和接纳端)所存在的压力差推动的，由于供应端的绿色细胞的光合产物，通过运输细胞向筛管内装载，从而使筛管内的溶质浓度升高，而输出端由于溶质的输出，浓度降低，，从而造成筛管两端的溶质浓度不同，因而渗透势也不同，呼吸平衡后产生的压力势也就不同，因为这个压力势在筛管内是可以传导的，因而就产生了一个流体静压力，这种压力推动筛管的溶液向输出端流动。 如何用实验证明烟草中的烟碱不是叶片本身合成而是根部合成后再运到地上部分来的, 证明烟草烟叶中的烟碱是根部合成后再运到地上部来的最有力证明是嫁接试验。以烟草作砧木，以茄 子作接穗进行嫁接，结出的茄子含有烟碱，茄子本来是不含烟碱的，它的烟碱只能来自烟草砧木，以烟草 作接穗，则长出的烟叶没有烟碱，这说明烟叶本身不能合成烟碱。烟叶中的烟碱靠烟草的根来供应。 另外，将烟草地上部切去，将切口套上橡皮管，收集伤流液，分析其中有无烟碱存在，如果烟草的伤 流液中有烟碱，并且在较长时间的伤流液中均有烟碱，也中说明烟草根有合成烟碱的能力，但它不能证明 烟叶是否有合成烟碱的功能。 第七章,细胞信号转导 胞外信号 受体:是一种能够识别和选择性结合某种配体(信号分子)的大分子物质，多为糖蛋白。 磷酸肌醇信号系统:以磷脂酰肌醇代谢为基础的细胞信号系统。由于该系统的胞内信号物质有IP3和DG两种， 故又称为双信号系统。 IP3:三磷酸肌醇 163 DAG:二酯酰甘油 2+Ca信号系统:以细胞内游离钙及钙调素为主要成分的胞内信号系统。 2+钙调素(CaM):存在于细胞溶质中的一类小分子的水溶钙结合性蛋白。当与Ca结合后可活化一些关键性的酶 从而对许多代谢活动具凋节作用，是影响细胞活动的第二信使。 第二信使:通常把激素称为第一信使，激素与靶位受体结合后，生成某些物质，将作用于细胞膜的信息传递到 细胞内,使之产生生理效应的细胞内信使，称为第二信使。例如:cAMP，cGMP等。 cGMP: G蛋白:苷酸结合蛋白，是由三个亚单位组成的蛋白质，其上有鸟苷酸结合位点，它是激素受体和腺苷酸环化 酶之间起耦联作用的调节蛋白。 23 二、简答论述, 概述植物细胞信息转导的基本过程。 目前已知的植物细胞内信号物质有那些,它们来源及功能各有什么特点。 胞外信号是如何完成跨膜信号转换的, 何谓双信号系统,它是如何运作的, 以磷脂酰肌醇代谢为基础的细胞信号系统，由于该系统的胞内信号物质有IP3和DG两种，故又称为双信号系统。 解释蛋白质可逆磷酸化的反应过程及其在植物细胞信息转化过程中的地位与作用。 第八章,植物激素 植物的生长物质:是指一些对植物生 长发育具有调节作用的物质。 植物激素:指在植物体内一定部位合成，并能从产生处运送到别处，可在各部位(包括合成部位)对生长发育 产生显著作用的微量有机物。目前:公认的植物激素有生长素类，赤要素类，细胞分裂素类，脱落酸和乙 烯。 植物生长调节剂:指一些具有植物激素活性的人工合成的物质，它们具有调节植物生长发育的作用，即能促进 抑制或以某种方式使植物生理过程发生变化的微量有机物。 ?自由生长素:植物体内以游离状态存在，由生理活性并易于提取的生长素称为自由生长素。 ?束缚生长素:亦称结合生长素，指植物体内一部分与蛋白质、葡萄糖，肌醇或天冬氨酸结合成络合物，失去 活性的生长素，需经酶解、水解或自溶作用才能从束缚物中释放。可能是细胞内生长素的一种贮藏形式。 顶端优势:生长着的顶芽不同程度地抑制了侧(腋芽)的生长，这种现象称为顶端优势。距顶芽越近抑制越强。 ?生长素:最早发现的植物激素，即吲哚乙酸，缩写IAA，它能促进细胞的生长,促进梅枝生根,防止器官脱落等 生理作用,白IAA发现后,又相继发现一些天然的和人工合成的具有IAA同样生理作用的化合物如吲哚乙晴， 吲哚丁酸2.4-D等。 ?抗生长素:指一类在化学结构上和生长素很相似，可通过竞争性抑制而产生和生长素相反作用的物质。如三 碘苯甲酸和整形素等。 ?生长素的极性运输:生长素在植物体中的运输都是形态学从形态顶端相基部传导，是一种主动的运输过程， 茎类和胚芽鞘中的极性运输最明显，其方向不能递转，这种向基的运输称极性运输。 ?燕麦试法:是生长素的定量测定法，具体作法是将几个切下的胚芽鞘尖放在琼胶块上，然后将琼胶切成许多 小块，放在黑暗中生长有胚芽鞘断茎的一侧，胚芽鞘则会受琼胶中所含生长素的影响而发生弯曲。在一定 范围内，生长素浓度与燕麦去尖胚芽鞘的弯曲度成正比。 ?激动素:简称KT，不是天然的植物激素，而是DNA的降解产物，其或分为6—糖基氨基嘌呤，因能促细胞 发生分裂，故称激动素。 ?细胞分裂素:指具有和激动素相同生理活性(促进细胞分裂)的所有天然的和人工合成的化合物，都叫细胞 分裂素。 ?脱落酸:是具15个碳原子的萜类化合物，对生长有很强的抑制作用如抑制根和茎的生长，抑制种子萌发和芽 的开放，加速器官衰老和脱落，并促进气孔关闭。 ?赤霉素:在化学结构上具有赤霉素烷环彼此非常近似的一类化学物。由于赤霉素烷环上双键和羟基的数目和 位置不同，就成了各种赤霉素，已知的赤霉素有10多种。最常见的是赤霉酸(GA)，分子式为:CHO。 319226三重反应:乙稀可抑制黄化豌豆幼苗上胚轴的伸长生长;促进其加粗生长;上胚轴失去负向地性生长特性，而 横向生长。这三种反应称为“三重反应”，是植物对乙烯的一种特殊反应。 偏上生长:植物在含有乙烯的环境中，往往发生叶枘弯曲，叶片下垂的现象，这种异常的形态学现象称为偏上 生长。它是植物接触乙烯所发生的特征性反应之一。 生长延缓剂:人工合成的能抵制植物生长的化合物，对植物有矮化效应，如矮壮素、福斯方-D、B等，生长延9 缓剂能抑制GA的生物合成，具抗GA的作用，因此施用GA可解除生长延缓剂的作用。 24 生长抑制剂:植物体内产生的或人工合成的抑制植物生长即抑制细胞的分裂和伸长的物质如酚类，三碘苯甲酸、 脱落酸等它们在抑制茎的生长、种子萌发和芽的休眠方面有一定的作用，人工合成的生长抑制剂中包括抗 生长素和抗赤霉素类的物质。 激素受体:激素原初效应的发生的位点，均为蛋白质故称受体蛋白，对植物激素具有很强的专一性和亲和力， 能识别激素信号，并将信号转变为一系列生理生化反应，最终表现出激素特有的生物学效应。 靶细胞:激素在植物体的一定部位形成，并运输到另一些部位中产生效应，接受激素并呈现激素效应部位的细 胞称为靶细胞。大麦种子糊粉层细胞是赤霉素作用的靶细胞。 二、简答论述, 简述植物体内生长素的合成过程及其主要影响因素: 1 吲哚丙酮酸途径—— 高等植物中占优势或唯一途径 2 色胺途径 ——在植物中占少数 3 吲哚乙腈途径 吲哚乙酰胺途径 4. 五大类植物激素可用什么生物鉴定法加以确定,(每类至少一种方法) (1)生长素类:燕麦试验法、胚芽鞘切段法，豌豆劈落法等。(2)GA;α诱导淀粉酶形成(大麦粒)、水稻S 苗节三叶叶鞘伸长的点(3)CTKS:尾穗苋黄化苗子叶功红素合成，萝卜子叶扩张法，黄瓜子叶在去下转第。(4)ABA:抑制小麦照芽鞘切段的伸长法，促进气孔关闭法，棉花三小时外植体试法等。(5)Eth:三重反应 生长素是如何促进植物细胞生长的,(酸生长假说) IAA到达靶细胞后，使靶细胞质膜上的H+-ATP 酶活化，该酶水解ATP同时将H+泵出质膜，使胞壁酸化。胞壁pH下降可使氢键断裂、与壁松弛有关的酶活化。 如β,半乳糖苷酶在pH4-5时比pH7时活性高3,10倍而β,(1，4)葡聚糖酶的活性可提高约100倍， 结果造成细胞壁松弛可塑性增大，细胞吸水，体积扩大。 IAA通过调节基因表达促进核酸及蛋白质的合成，使原生质及壁物质增加，同时也可通过影响某些酶而促进代谢,进而提高细胞的吸水力。 生长素及人工合成的生长素类生长调节剂在分子结构上有哪些共同点,试解释: 都有一个含氮的杂环(吲哚环或萘环)，和一条带有羧基的侧链。 举例说明生长素的主要生理功能 : ?促进细胞伸长生长: ?特点:敏感部位 幼茎、胚芽鞘等;最适浓度:10,5,10,6 mol;不可逆。?原理:酸-生长学说 ?决定顶端优势: 顶芽产生生长素向下运输，使侧芽因生长素浓度高而受到抑制，距顶芽越近浓度越高抑制越强。 ?影响根生长和根形成: ,13,8,6,5?促进根伸长生长:促离体根切段和完整根的伸长生长，所需浓度低10, mol促生长，10, mol1010 抑制。?促根形成:有叶侧根多，无叶侧根少。生长素促进侧根的形成和根的早期发育。?促进茎叶等器 官不定根发育 ?延迟叶片等器官脱落: 由于IAA的浓度梯度决定离层的形成，IAA又能诱导乙烯的生成.所以IAA延迟脱落的早期阶段出现，促进脱落的后期阶段。 顶芽优势现象产生的原因: ?生长素决定:去顶芽抑制消除，人工加IAA重新抑制。侧芽生长所需生长素的浓度低于茎，顶芽产生生长素向下运输，使侧芽因生长素浓度高而受到抑制，距顶芽越近浓度越高抑制越强。但很多实验结果与此相反。 ?营养物质决定:顶芽高水平的生长素含量使其成为争夺营养物质能力强的代谢库，顶芽从侧芽吸取营养致使侧芽不能生长.但是将营养液直接施到侧芽上也不能逆转 ?内源生长调节物决定:CTK抑制顶端优势促进侧芽生长，ABA抑制生长，去顶芽后侧芽中ABA含量下降抑制解除。IAA,CTK,ABA 共同起作用。顶端优势现象很可能是植物激素、营养物质等因素综合作用的结果。 各种赤霉素的共同点及相互区别是什么, 按1989年估计已发现76种GA、它们共同具有的基本结构为赤霉烷，各种不同GA间的相互区别主要有(1)碳原子数目，(2)A环上有无内酯，(3)A环上双键的有无和位置，(4)羟基的数目与位置。 简述赤霉素的生物合成过程: 25 举例说明赤霉素的生理功能并分析其机制: ?GA1促进茎的伸长:(高生豌豆含有的GA远远高于矮生豌豆。) 1 ?促进细胞分裂:由于GA促进DNA 合成而缩短细胞分裂周期，如使矮生西瓜幼苗的细胞周期缩短30% 左右，其中G1期缩短30,，S期缩短36,。对莲座状长日植物茎尖分生细胞有丝分裂的促进作用尤为明显。 GA促进淀粉、蔗糖等物质水解。 水解产物可为生长提供能量，?促进细胞壁可塑性增大，吸水能力加强: 为细胞壁合成提供原料，还可降低细胞水势增强渗透吸水。GA可使细胞壁松驰。 GA不使壁酸化，可使细胞壁中Ca含量下降，抑制过氧化物酶活性，阻止壁硬化。有人认为GA能提高木葡聚糖内转糖基酶(XET)活性。 ?GA诱导禾谷类种子α,淀粉酶的合成:糊粉层细胞是靶细胞，对盾片分泌酶过程无明显影响。 2+GA结合到野生燕麦糊粉层原生质体表面，受体可能位于细胞膜上。cGMP和Ca可能是第二信使。 ?GA的其它生理作用:对部分长日植物可代替长日照或低温;促进座果及果实生长，也能引起单性结实;打破休眠，促进萌发。 赤霉素促进细胞生长的作用有什么特点,和生长素的促进生长作用相比有什么不同, 与生长素作用机制不同之处:细胞壁不酸化，GA能提高木葡聚糖内转糖基酶(XET)活性，降低壁中Ca含量;伸长反应的有效期不同，生长素较短赤霉素较长;赤霉素能缩短细胞分裂周期;敏感部位不同。 IAA、GA、CTK对植物细胞的生长及分裂都有作用，比较各自作用的特点。 植物体内有哪些因素决定了特定组织中生长素的含量, ?生长素的生物合成， ?可逆可不可逆地形成束缚态生长素， ?生长素的运输(输出或输入)， ?生长素的酶促氧化脱羧或光氧化， ?生长素在生理活动中的消耗。 说明IAA极性运输的化学涌透模型要点。 +?质膜上H -ATP酶催化ATP水解，为生长素的积累和极性运输提供能源; ++HH?H -ATP酶将细胞溶质中的H泵出到细胞壁中，使细胞溶质中的P值在7左右，而细胞壁中的P值在5左右，H这种质膜内外的P梯度可以作为IAA吸收的动力; +?IAA既能以非解离态IAAH进入细胞，又能以解离态IAA-与2个H一起，通过电致同向运输进入细胞。质膜外侧为正的膜电势促进IAA的吸收; ?仅在细胞基部质膜上分布 极性分布的阴离子载体(AC)和输出载体(EC)使IAA从细胞内向基性地输出到细胞外。 赤霉素在基因表达的哪一阶段或何种水平诱导α-淀粉酶的形成, 研究表明，糊粉层细胞中没有贮存的α-淀粉酶mRNA。α-淀粉酶mRNA是在GA诱导下重新合成、并被翻译成α-淀粉酶的。即GA在转录水平上诱导α-淀粉酶的形成。 M.Venis在1985年提出了激素受体的哪5条 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 , (1)受体与激素的结合的具有很高的亲和力，有一定的结合容量，而且是可逆的;(2)受体被激素所 饱和的浓度范围一般与激素反应的饱和浓度范围相一致;(3)受体具有特具性;(4)受体与激素结合后，应 引起激素的特异生物学反应;(5)受体与激素的结合一般限于对激素起反应的组织内。 用试验证明赤霉素诱导α-淀粉酶的形成。 禾谷类种子吸水萌发之后，胚乳的淀粉在α-淀粉酶的作用下水解成糖，遇碘不再呈现兰色反应，而α- 淀粉酶的形成只有在有胚存在并释放赤霉素时才可实现。无胚的种子由于缺乏赤霉素而不能产生α-淀粉酶， 26 淀粉不能水解为糖，因而遇碘呈现兰色反应。当向无胚种子中，添加不同浓度赤霉素后，培养即可产生α- 淀粉酶，并能使淀粉降解成糖，因而遇碘不再呈现兰色反应。这样即可证明赤霉素对α-淀粉酶诱导形成的 作用。 生长素的生理效应如何,合成生长素在农业生产上的应用如何,应注意些什么, ，4-D等已广泛应用于农业生产，生长素的生理效应主要是促进细胞伸长。人工合成的生长素，如萘乙酸、2 主要有 以下几个方面:?促进插枝生根，?阻止器官脱落，?促进菠萝开花，?促进黄瓜雌花分化。此外还可用于延长种子、块茎的休眠、单性结实、防止落花果、疏花疏果等等。 在应用生长素类于农业生产中时要注意生长素的双重活性及植物细胞、器官的敏感性。即稀浓度的生长素溶液可以促进植物生长，高浓度的生长素溶液则会使植物伤害致死。此外，不同的器官对同一浓度生长素溶液的反应不同，以根最敏感，芽次之，茎又次之，从细胞年龄来看，幼龄细胞敏感，老龄细胞不敏感。基于上述原则，可按照人们的意愿灵活掌握，以达到各种使用目的。 IAA氧化酶的性质及其与植物生长的相互关系, IAA氧化酶可以使IAA氧化而生成多种氧化物，如吲哚醛、3-甲基氧吲哚等。IAA氧化酶需要两个辅基， 即Mn++和酚，酚是单元酚如:香豆酸，阿魏酸等。IAA氧化酶的分布一般和生长速度有关。茎尖和根尖含 IAA氧化酶比老的组织少。距根尖或茎尖越远，酶活性越高，在矮生植物里，IAA氧化酶活性比较大，因而 限制了植物的生长，表现了矮生了特性，它和生长成反相关，所以IAA氧化酶的活动，有助于组织的成熟， 使生长终止。(4分) 生长素诱导胞伸长与酸诱导细胞伸长的共同点是什么, 生长素诱导细胞伸长和酸促进的细胞伸长生长的共同点是:(1)酸溶液诱导生长的速度与适宜浓度IAA 诱导的生长速度相近或大一些;)(2分)(2)两者诱导生长的迟滞期都很短，但酸诱导生长的迟滞期比生长 素反应的迟滞期更短。(2分)(3)两者诱导生长的温度系数相同。(1分) 证明细胞分裂素是在根尖合成的实验依据有哪些, 证明细胞分裂素是在根尖合成的实验依据如下:(1)许多植物如葡萄、向日葵、水稻、棉花等的伤流 液中的有细胞分裂素，可持续数天;(2分)(2)测定豌豆根各切段的细胞分裂素的含量，在根尖0—1毫米 切段的细胞分裂素含量很高，而距根尖5毫米以远的根段中，没有细胞分裂素的活性;(2分)(3)无菌培 养水稻根尖，根可向培养基中分泌细胞分裂素。(1分)。 尽管吲哚乙酸是植物的天然生长素，但为什么在农业生产上一般不用吲哚乙酸而用其它人工合成的生长素 类药剂代替, 这是由于植物体内存在着吲哚乙酸氧化酶。当对大田作物施用吲哚乙酸(IAA)后，吲哚乙酸氧化酶会 自动地催化进入体内的IAA氧化分解，使体内的IAA保持在一定浓度范围内。此外，IAA在体外还会被光分 解。所以，外用IAA的效果较差，且持续的时间很短。(3分)但酶的专一性极强，吲哚乙酸氧化酶只能催 化IAA的氧化分解，不能催化其它生长素类药剂的氧化分解。因此，非IAA生长素在植物体内能维持较高 的浓度和较长它生长素类药剂的氧化分解。因此，非IAA生长素在植物体内能维持较高的浓度和较长的时 间，从而达到预期目的。所以，在农业生产上一般不用IAA而用其它人工合成的生长素类药剂代替。(2分) 为什么用生长素、赤霉素或细胞分裂素处理可获得无籽果实, 一般情况下，只有在传粉受精后果实才能生长发育，否则营养物质不会向子房运输，子房将会很快脱落。 (1分)由于生长素、赤霉素或细胞分裂素具有很强的调运养分的效应，用它们处理未经传粉受精的子房时， 仍可使营养物质向其运输，从而引起果实膨大。因为这种果实未经传粉受精，所以没有种子，是无籽果实。 故用生长素、赤霉素或细胞分裂素处理可获得无籽果实。(4分) 试讨论下列植物激素间有何关系, (1)IAA与GA对茎切段伸长芽表现增效作用等;(2)IAA与CTK、IAA使细胞核分裂CTK使细胞质分裂;IAA使顶芽生长，而CTK使侧芽萌发长，共同调节主茎与分枝枝的关系;IAA/CTK比例调节器官分化;(3)GA与ABA在诱导α-淀粉酶形成中起桔抗作用，LD利于GA形成 生长，SD利于ABA形成植物休眠;(4)IAA与Eth,当IAA超过最适浓度时使Eth形成,反过来抑制IAA的合成和运输，起相互反馈作用;(5)CTK与ABA、CTK使气孔开放，防止衰老，而ABA使气孔关闭，使衰老，提高抗性。 乙烯生物合成过程受哪些因素的调控, (1)乙烯生物合成中两个关键酶为ACC合成酶和乙烯形成酶(EFE)，(2)ACC合成酶活性调节中，多促进2+的因素有:乙烯(自我催化)，逆境(涝、旱、机械伤害等) 缺 O，IAA，Ca;抑制因素有AVG氨基乙氧基乙2 27 烯基甘氨酸，AOA(氨基氧乙酸)，乙烯(自我抑制);(3)EFE;促进该酶活性因素有:成熟乙烯;抑制因素有:2+解联剂(DNP)Ca自由基清除剂;(4)丙二酰基转移酶催化ACC 与丙二酰COA结合形成丙二酰基ACC(MACC)为无活性的末端产物，是乙烯自我抑制的原因之一。 如何利用基因工程控制植物体内激素的生物合成以获得新的品种, 目前已从番茄中克隆出诱导成熟的ACC合成酶的CDNA，以反义基因的形式通过农杆菌质粒转入番茄， 获得的转基因植株中乙烯的合成受到严重抑制，通过自交获得纯合子后代，其中乙烯的合成可被抑制99. ,,。表现出该番茄在空气中放置不出 现呼吸高峰，番茄红素合成受阻果实不能自然成熟的“基因番茄”。目前已在美国上市这种耐贮番茄， 解决了番茄不耐贮的问题。(亦可举其它例子) 五大类植物激素是如何发现的, (1)生长素是研究燕麦照芽鞘的向光性中发现的;(2)GA是日本人黑泽英——从水稻恶苗病的研究中 发现的。(3)CTK是美国Skoog等培养烟草髓细胞中发现培养基中含DNA降解产物而KT可使细胞分裂。(4) )乙烯是对苹果等催熟研究中ABA是美国的阿迪科特和英国韧林分别研究棉铃脱落和槭树休眠时发现的。(5 发现，并用气 谱鉴定后确定的。 苯氧类化合物是什么类型的除草剂,其特点如何, (1)属激素型内吸选择性除草剂。利用单、双子叶植物形态结构等差异可施于单子叶作物田里除双子 叶杂草。(2)双子叶植物幼芽裸露，叶横生宽大，角质或蜡质层簿等易吸收药剂，使形成层细胞分裂加强， 阻塞和破坏韧皮部运输，同时使体内蛋白质，淀粉在水解加强，呼吸升高，氧化磷酸化解偶联等而死亡，(3) 单子叶植物幼芽被包裹叶片竖立而窄小，角质或蜡质厚，不易吸附和吸收药剂，因而受害小，且单子叶植物 的维管束无形成层，亦可免受伤害。 生长素和乙烯为何都能促进菠萝开花和增加黄瓜的雌花数, 促菠萝开花和增加黄瓜雌花数都是乙烯的作用，由于生长素和浓度超过阈值后可诱导乙烯的形成，这 由于生长素可提高ACC合成酶的活性，促ACC含量的增加从而促进乙烯的合成，因而两者均具此作用。 啤酒生产中可用什么方法使不发芽的大麦种子完成糖厂化过程,为什么, 可用GA处理大麦种子使其不发芽即可完成糖化过程，由于大麦种子萌发时由胚中形成GA运至糊粉层 α-淀粉酶，蛋白酶等水解酶形成，分必至胚乳使淀粉糖厂化等，因此外加GA即可诱导未萌发大麦种子形 成α-淀粉酶，完成淀粉的糖化。 装箱苹果中只有一只腐烂就会引起整箱苹果变质，甚至腐烂，为什么, 因为苹果成熟腐烂过程中产生乙烯，微量的乙烯使箱内其它苹果细胞膜透性增加，呼吸作用加速，引 起果肉内有机物强烈转化，加速苹果的成熟、衰老和腐败过程，因此引起整箱苹果变质甚至腐烂。 第九章,光形态建成 光敏色素:吸收红光和远红光区的光，并可逆转的一种光受体。 光形态建成:光对植物生长发育和分化的控制作用称为光形态建成或称光控发育。 快反应:是指从吸收光量子到诱导出形态变化的反应迅速，一般以分秒计。如棚田效应。 棚田效应:离体绿豆根尖红光下膜带少量正电荷能粘附在带负电荷的玻璃板上，远红光逆转。 慢反应:是指从感受光信号到作出生理反应所需时间比较长的一类光控生理反应。一般以小时或天计。棚田效 应:离体绿豆根尖红光下膜带少量正电荷能粘附在带负电荷的玻璃板上，远红光逆转。 蓝光反应:植物和真菌的许多反应都受蓝光和近紫外光调控，这一现象称之为蓝光反应。 隐花色素:感受蓝光和紫外光区的光的一种光受体。在进化过程中，利用隐花色素控制形态建成的植物种类逐 渐减少。 紫外光-B反应:紫外光-B对植物的整个生长发育和代谢都有影响，这一现象称之为紫外光-B反应。 二、简答论述, 光对植物都有哪些影响,各有什么特点, ?光合作用:光是植物能源的来源。强光会对光合作用产生抑制。 ?形态建成:光对植物生长发育和分化的控制作用称为光形态建成或称光控发育。光是植物形态建成的信号。 弱光 光敏色素的分子结构有什么特点,经过哪些变化才能引发生理反应或失去活性, 28 ?一般结构性质:易溶于水的浅蓝绿色的色素蛋白，在植物细胞中以二聚体形式存在。脱色素单体肽链的MW为120,127KDa(因物种而异)。燕麦光敏色素单体肽链由1128个氨基酸残基组成，N端321位Cys侧链与生色团间通过硫醚键共价相连。 ?构象:由两个相同亚基组成的二聚体，椭圆形。每个亚基有两个分离的区域，N端生色团区域，74KDa;C端无生色团区，54KDa通过其构象变化而与膜相互作用 ?生色团:由四个链状连接的吡咯环构成。 吸收光后(pr—prf)，吡咯环的C15和C16之间的双键旋转，进行顺反异构化。这种变化导致4个吡咯环的构象发生变化。(prf—pr)时，脱辅基蛋白也进行构象变化。实验证明，pr的N末端暴露在分子表面，而prf的N末端隐蔽在内部。 举例说明光敏色素所控制的生理反应。 ?极低辐照度反应(VLFR):可被1~100 nmol/m2的光诱导，φ值仅为0.02即可满足反应条件。反应遵守反 比定律;由于远红光使97%的Pfr转化为Pr仍保留有3%的Pfr，所以红光反应不能被远红光逆转。如:燕 麦胚芽鞘暗中伸长。 ?低辐照度反应(LFR):所需光量为1~1000μmol/m2。是典型的红光-远红光可逆反应。在未达到光饱和时也 遵守反比定律。如:莴苣种子需光萌发，转板藻叶绿体运动等。 ?高辐照度反应(HIR):也称高光照反应。反应需持续的强光照，光强需要10mmol/m2以上。光照时间越长 反应程度越大不遵守反比定律。红光反应也不能被远红光逆转。在远红光下本反应PhyA受调节，而红光下 却受PhyB调节。如:开花诱导、弯钩打开等。 简述光敏色作用机理的膜假说和基因调节假说。 膜假说: 1967年提出。主要用于解释光敏色素作用的快反应。 主要观点:该假说认为光敏色素位于膜上，当发生光转变时能引起膜的性质功能的变化，进而引发各种反应。 ++实验依据:含羞草、合欢叶片运动:激活或抑制叶枕内外两侧细胞的质子泵或质膜上的K通道，调节K流动。2+2+转板藻叶绿体运动:红光—?Pfr增多—?跨膜Ca流动—?细胞质中Ca增加—?钙调素活化—?肌球蛋 白轻链激酶活化—?肌动蛋白收缩运动—?叶绿体运动。棚田效应:离体绿豆根尖红光下膜带少量正电荷 能粘附在带负电荷的玻璃板上，远红光逆转。 调节基因表达假说:213 主要用于解释慢反应基因调节过程:光信号经过传递、放大，通过激活转录因子活光敏色素本身调节核内 光控基因的表达。 高山上的树木为什么比平地生长的矮小, 原因如下:(1)高山上水分较少，土壤也较贫瘠，肥力较低，且风力较大，这些因素都是不利于树木纵向生长 的;(2)阳光的影响，高山顶上因云雾较少，空气中灰尘较少，所以光照较强，紫外光也较多，由于强光 特别是紫外光抑制植物生长，因而高山上的树木生长缓慢，比平地生长的矮小。 黑暗中萌发生长的马铃薯幼苗有哪些特征,其原因何在,(每点2分) 黑暗中生长的马铃薯幼苗表现出明显的黄化现象，茎细长而柔软，节间长而机械组织不发达，茎顶不能直立呈钩状弯曲，叶细小而不开展，缺少叶绿素而呈黄白色，根系发育不良等，是黄化苗的典型特征。这主要是 -10分钟，就足以使黄化现象消失，植株形态趋于正由于缺乏光照所引起。它们只需要在极微弱的光照下曝光5 常。消除在黑暗中植物生长的异常现象，是一种低能量的光反应，它与光合作用有本质的差异，因而被称为光的形态建成或光的范型作用。此作用在不同波长的光质中以红光最有效，而红光的这种效应又可为随后的远红不照射所消除。因此，光的形态建成作用是由光敏素系统所控制的反应。 试述光对植物生长的影响。(每点2分) 光对植物的生长表现有多方面的影响，主要有下列几方面: ?光是光合作用的能源和启动者，为植物的生长提供有机营养和能源。 ?光对植物表现出范型作用，即叶的伸展扩大，茎的高矮、分枝的多少、长度、根冠比等都与光照的强弱和光质有关。 ?光照与植物的花诱导有关，长日照植物只有在长日照条件下才能成花，短日照植物则是在短日照条件下成花。 ?日照时数影响植物生长和休眠，绝大多数多年生植物都是长日照条件促进生长，短日照条件诱导休眠，休眠芽即是在短日照条件下诱导形成的。 ?光影响种子萌发，需光种子的萌发受光照的促进，而嫌光种子的萌发则受光的抑制。此外，光对植物的生长 29 还有许多影响，例如光照影响叶绿素的形成，光影响植物细胞的伸长生长。另外，花的开放时间，一些豆科植物叶片的昼开夜合，气孔运动等都受光的调节。因此，光照是影响植物生长的一个十分重要的因素。 试述光对植物生长的影响 生长是指细胞、器官或植物个体在数目、大小与重量的不可逆增加的现象。光是绿色植物正常生长的基本条件。光对植物生长的影响有间接的和直接的作用。光是光合作用的能量来源，又是叶绿素形成的条件，光合作用的产物是生长的物质基础。因些，光对植物生长的间接作用，主要是影响光合作用。另一方面，只要有充足的养料供应，植物在黑暗中也能生长，而且长得比在光下快。因此光(尤以紫外光)对植物生长的直接作用在抑制生长，这种抑制作用，在一定范围内随光强度的增加而增大。在光下，水分供需紧张和生长素的光氧化破坏，是植物生长受到抑制的两个主要原因。 此外，光不仅抑制生长，而且对组织的分化也有重要影响，光可促进分化，有利于植物器官的分化和形态正常，即光具有范型作用。 植物产生向光性弯曲的原因何在, 植物的向光弯曲与生长素的分布不均匀有关。在单侧光线照射下会使生长素由向光面转移到背光面，以致引起背光面的生长素含量增多，促进背光面茎细胞伸长生长，而向光面生长较慢，于是植株向光弯曲。生长素向背光面移动的原因可能与光照引起茎端两个侧面的电势差有关，向光面带负电荷，背光面带正电荷，弱酸性的生长素阴离子能被正电荷吸引移向背光面。近年来，有人发现向光面产生的叶黄氧化素等抑制物积累，使向光面生长较慢，是向光弯曲的重要原因之一。 第十章,生长 昼夜周期性:植物的生长速率随昼夜周期性变化的特性。发生昼夜周期变化的主要环境因素是光照、温度和水 分。通常在温暖季节以夜间生长较快，而寒冷季节则白天生长性。 无必繁殖系:指由一个母本经过无性繁殖形成的群体，它们的遗传性质完全相同。在细胞学上是指由一个细胞 繁衍的后代;扩展到分子生物学，包括从一个DNA片段克隆后的产物。 温周期现象:昼高夜低的温度变化有利于植物生长的现象。 生物钟:植物体内存在一种不依赖于环境刺激的近似昼夜节奏的生理性计时系统，它能使某些生理活动生理活 动按时发生。它具务内生性、对温度不敏感性和计时性三大特性。 顶端优势:植物主茎顶芽生长占居优势，抑制侧枝或侧芽生长的现象。 脱分化:指在人工培养基上生长的细胞、组织或器官，经多次细胞分裂而失去原来的分化状态，形成无组织的 细胞团块或愈伤组织的过程。 分化:指来自同一合子或遗传上同质的细胞转变为形态、化学成分结构和功能上异质的细胞的过程。 生长:指在发育过程中，由于原生质的增加、引起细胞、器官或植物个体在数目、大小与重量上的不可逆增 加过程。 植物细胞的全能性:植物体的每个体细胞都具备母体的全套遗传信息，因而具有分化成为完整植株的潜在能力。 植物组织培养:组织培养是指在人工配制的无菌培养基上，将离体的植物器官、组织甚至单个细胞进行培养， 使它们生长、分化甚至成为一棵完整植物的过程。 外植体:从植物体上分离出来的，用于人工培养的器官、组织或细胞。 胚状体:组织培养中，外植体细胞经过类似有性生殖中胚胎发生的过程而形成的能独立发育成完整植株的类 似于胚的结构 愈伤组织:原指植物伤口处部分细胞恢复分生能力所形成的使伤口愈合的组织。在组织培养中指外植体脱分 化后所形成的无组织的细胞团 植株再生:从愈伤组织重新分化出完整植株的过程称为植株再生。 0协调最适温:指对植物生长既能保持一定的速率，又能使植株生长健壮，此生长最适温略低(3-5C)的温度。 生长大周期:任何植物或器官的生长过程的速率总是由慢而快，在达到最快之后逐渐减慢，最后停止生长。这 一生长现象的全过程为生长大周期。 向性运动:植物因外界因素单方向的刺激而引起的定向生长运动。根据外因刺激条件的不同可分为向光性、向 重力(地)性、向化性和向水性等。 感性运动:指外界因素均匀作用于植株或器官所引起的运动，反应与刺激的方向无关。其中，一部分属于对称 两侧生长不均匀引起的生长性运动;另一部则是由于膨压改变而引起的非生长性运动。发生此种运动的器 官，多半是具有背腹面的构造。根据引起的外因不同，又可分为感应性、感震性和感触性三种。 30 植物生长大周期:植物体普遍存在的生长过程可分为开始生长较缓慢的延迟期，快速生长的对数期或线性期， 及后期生长停止的静止期或衰老期。通常把植物生长的这三个阶段合在一起称为生长大周期 细胞周期蛋白: 程序性细胞死亡:由细胞内基因编码的程序所控制的植物体内细胞的自然死亡过程称为程序性细胞死亡。是细 胞分化的最后阶段。 依赖细胞周期蛋白的蛋白激酶: 二、简答论述, 举出两种快速鉴定种子活力的方法并说明其原理。 TTC(氯化三苯四氮唑法、荧光法等(图10-3) 水分在种子萌发中有哪些作用,(种子萌发过程中吸水与吸氧有什么相关性,为什么,) 水分是种子萌发的先决条件。因为种子吸水后首先能使种皮软化、透性增加，有利气体交换和呼吸增强，也有利于种胚的破皮而出;其次，能使种子内部物质的状态改变，包括细胞质由凝胶变溶胶，酶的活化，生长激素物质由结合态变为游离态等，有利于呼吸，物质转运等代谢活动加速进行第三，水分参与物质的降解和转化，又是良好的反应介质，并可促进可溶性物质的运输，为幼根、幼芽的生长提供充分的物质和能量。 举例说明极化和细胞分裂与植物细胞分化间的关系。 极性:通常指在器官、组织甚至细胞中在不同轴向上存在着某种形态结构和生理生化上的梯度差异，这种现象称为极性。形成极性的过程称为极化。极化通常是分化的第一步。 从生理角度解释扦插繁殖的原理，为什么保留插条的部分叶片对生根有利, 叶片能产生生长物质。增加蒸腾促进吸水。 植物组织培养与溶液培养二者的培养基有什么不同,为什么, 需要添加生长物质:2，4,D、NAA、6BA、KT等 何谓组织培养,它在农业生产上有何实际意义, 组织培养是指在人工配制的无菌培养基上，将离体的植物器官、组织甚至单个细胞进行培养，使它们生长、分化甚至成为一棵完整植物的过程。它是60年代对后发展起来的一门新技术，它在农业生产上具有多方面的实际意义，主要有:?新品种选育，包括单倍体育种等。?快速繁殖经济植物，对一些有性繁殖十分缓慢的珍稀植物，可在短期内通过组培，大量繁殖幼苗，如人参、月季、甘蔗等。?无病(病毒和其它病原)植株的选育，如用马铃薯茎尖培育出无病毒细苗，可得到无病毒种薯 ，解决了退化问题。?突变体的选育。?药用及观偿植物的工厂化生产等。分析植物地上部分与地下部分生长的相关性。 什么是根冠比, 土壤水分及氮素水平对其有何影响, 植株根系与地上部分干重(或鲜重)的比值称为根冠比。 土壤水分降低时，会增加地下部分的重量，降低地上部分的重量。根冠比升高。 N素提供多时，，会增加地上部分的重量，降低地下部分的重量。根冠比降低。 植物生长有什么特点?环境因素对其有何影响? 植物在整个生活过程中，都持续不断的产生新的器官，而且，由于根和茎尖端的组织始终保持胚胎状态，根和茎中又有形成层，所以可以不断地生长。 ?温度:植物只有在一定温度下才能生长。 ?光:光对茎、茎的伸长有抑制作用。弱光下的植物会叶片面积变大、变薄。 ?水分:细胞分裂和伸长都须水分充足。土壤水分过少时，根生长慢，并木栓化，降低吸水能力。充足的水分能使叶片的生长速度增快，叶片大而薄。 ?矿质营养:N能使植物早出叶、叶片增大、叶片寿命延长;能促进茎的快速伸长。 ?植物激素:GA显著促进茎的生长。 用生产实例说明植物生殖生长和营养生长的相关性。 瘦小的麦苗长不出硕大的麦穗。西红柿枝叶徒长会减少结果数量。 春天栽培容易成活，请从植物生理学的角度给予解释。 首先，树体内保留有头年秋季积累的丰富营养，可以满足树木生根、发芽之需;其次，树木经过冬季的 休眠之后，春天到来，生命活动逐渐复苏，移栽过程中虽会伤及相当多的根系，但对整体生命活动影响不大， 加上地上枝叶很少或者没有萌发，比较容易保持根与冠之间的水分平衡。第三，春天与夏季相比，气温较低， 31 空气湿度较大，移栽后，蒸腾失水相对而言较少，所以，在春天植树成活率较高。 试举例说明植物生长顶端优势在生产实践中的利用。 植物生长的顶端优势在实践中多有利用，在促进方面:如用材森林和麻类种植上的密植保尖就能使植株长得高大能直，分村少而获得优质木材和麻纤维;在向日葵，玉米及高粱栽培中也要保持顶端优势，才能获得高产;庭园绿化中松、柏等塔形树冠的培育，能使姿态优美，雄伟挺拔，有很高的观赏价值。在消除顶端优势，促进分枝生长方面则有棉花的整枝摘心，茶树摘心打顶，果树的整形修剪等都是控制顶端优势原理的应用。 是什么原因导致了顶端优势的产生, 植物的主茎顶芽抑制侧枝侧芽生长的现象叫做顶端优势。顶芽抵制侧芽生长的原因，目前认为与内源激素水平和营养供应有关。一是由于植株顶端形成的生长素，通过极性运输向基部下运，由于侧芽对生长素较顶芽更敏感，而使其生长受到抑制，离顶芽越近，生长素浓度越高，抑制作用越明显。二是营养学说，该理论认为侧芽与主茎之间的维管束连接较差，侧芽处于物质运输的主流之外，得不到充分营养;相反，顶芽内产生生长素较多，代谢旺盛，输导组织发达，使顶芽成为生长中心和输入中心，它比侧芽获得更多营养，加速生长，表现出顶端优势。 何谓向地性,植物根产生向地性的原因何在, 向地性是指植物的生长部分具有向地弯曲生长或背地弯曲生长的特性。例如平放的根总是向地弯曲，而倒伏的茎则背地弯曲而直立起来。 解释向地性的原因，一是认为细胞中某些有较大比重的淀粉粒受重力影响而沉积在细胞底部，起着平衡石的作用，它对原生质产生一种压力，细胞感知这种压力而引起不均衡生长;另一种学说认为向地性是生长素分布 14不均衡所引起，标记的IAA试验证明，横放的根使C 的IAA集中在根茎的下半部，由于茎的生长需要较高浓度IAA，因而下半部生长较快，使茎向上弯曲生长，而根对生长素比较敏感，高浓度的IAA抑制细胞生长，因而使根向地心方向弯曲生长。 稻麦倒伏后，为何以能恢复直立, 稻麦倒伏之后，由于某种原因茎秆居间(或基生)分生组织活动及地上部分负向重力性生长的结果，从 而能使它们又能恢复直立。居间分生组织是存在节间基部的一群分生细胞，它们的分裂和伸长，可以使茎杆 长高，从而表现出拔节，抽穗。当茎杆倒伏后，能刺激居间分生组织旺盛活动，节间继续伸长。同进茎杆横 向放置，在重力作用上，生长素由茎顶作极性运输时，发生侧向移动，使茎的下侧面生长素含量较多，刺激 生长加快，从而茎尖向上弯曲，茎杆因而再次直立。 果树栽培上为什么会出现开花结实的大小年现象,应如何克服, 果树生产上常有一年产量高，一年产量低的大小年现象，这是由于营养生长与生殖生长不协调所引起的。 当果树结实过多时，会消耗大量营养，削弱了当年枝叶的生长，使枝条中贮存的养料不足，花芽形成受阻， 花芽数减少，发育亦不良，致使第二年花果减少，座果率低，造成产量上的小年。由于小年结实少，使树体 营养状况得对恢复，相应积累较多，枝条生长良好，促使结果母枝数量增加，并有足够养分供给花芽形成， 花芽多而饱满，使次年硕果累累，形成了大年。这样周而复始，使产量很不稳定。生产上常通过修剪及采用 生长调节剂进行疏果，调节营养生长和生殖生长的矛盾，使之得到统一，以确保年年丰收。 在“生长周期”中，速生期之后为什么会有一个缓慢生长期, 群体和个体生长速率的变化，虽还受到肥水等条件的影响，但群体生长仍是以个体生长为基础，个体 生长是以器官生长为基础，而器官生长又是以细胞生长为基础。由于细胞生长速率存在慢——快——慢的 变化规律，从而使器官、个体、群体的生长同样表现出这种规律。所以在细胞生长进入伸长期，水分大量 进入细胞、细胞体积增大明显，生长加快，当生长达到最高速率后，便逐渐减慢。最后进入成熟分化期， 细胞体积增加很少，生长速率更加缓慢，直至停止生长，故而在速生期之后，有一个缓慢生长期。 温室栽培植物时，为什么要保持一定的昼夜温差植物生长才健壮, 植物的正常生长，常要求一定的昼夜温差，即昼高夜低的温度变化有利于植物的生长，这叫温周期现象。昼夜温周期现象，普遍存在于各类植物中，特别是在果树，块根、块茎植物更是如此。低的夜温，可以提高糖分和淀粉含量及其积累速度、增加产量。 保持一定的昼夜温差，之所以对植物生长有利，一是较高的日温有利于光合作用和植物的生长，二是在较低的夜温条件下，可降低呼吸强度，减少养分消耗，有利于物质积累，有利于生长，三是在较低夜温下，有利于根系的生长和根系合成细胞分裂素，从南昌促进植物的生长发育。 所以，为了保持和增大昼夜温差，生产上常多起垄栽培，在温室栽培中，亦应注意适当降低夜间温度。 为什么植物在生长的最适温度下，反而长得不健壮, 32 植物的生长温度，有最高、最适和最低三个基点，温度超过最高和最低点，植物都不能生长。在最适 温度下，植物生长速度最快。 在最适温度下，植物虽然生长最快，但并不健壮。这是因为生长是一切代谢活动的综合表现，是一个 细胞数目增多，体积增大的量变过程。在最适温度下，酶促反应最高，生长才最快。相应用物呼吸消耗的 有机物也多，干物质积累减少;同时，生长快，细胞壁薄，水分含量多、组织柔嫩，分化推迟，机械组织 不发达。因而反不如在稍低于生长最适温度条件下的植株生长健壮。对抗倒伏，抗病虫害、抗寒、抗旱等 都不利。 生产上，需要的是培育壮秧、壮苗，因此，在用温床或薄膜育苗时，必须注意控制苗床或膜内的温度， 0使略低于生长最适温3——5C。此时，苗子虽然生长慢一点、矮一点，但根多苗壮，抗逆力强，移栽时易 于成活。 俗话说“树怕剥皮，不怕烂心”是否真有道理,(每1.5分) 从解剖学知道,由于维管形成层细胞分裂活动能使树木茎部不断地外生韧皮部，内生木质部。当树皮被环剥去一圈之后，就完全切断了韧皮部的筛管运输，使根系不能获得光合产物供应而生长受阻，甚至死亡，最后必然导致地上部和整体植物的死亡，所以树怕剥皮。树心因某种原因受损或者腐烂，一般只伤及已失去输导能力的初生木质部或心材部分，根系吸收的水分和矿质营养仍可通过次(新)生的木质部或边材部分向上运输，不影响植物的生活和生长，因而有不怕烂心之说。 施氮肥过多，植株生长旺盛嫩绿，为会什么,它对农业生产是否都不利, 氮素在植物体内的含量一般只占干物质的1—3%，但由于氮是蛋白质和核酸的重要组成元素，又参与叶绿素，植物激素，维生素等重要物质的组成，因此增施氮肥就能显著促进植物的新陈代谢和生长，尤其对枝叶的生长更为明显。由于氮至少多，蛋白质、核酸合成多而有利细胞的分裂和扩大，叶绿素也增多，所以叶片肥大，颜色鲜绿。但如果施氮过多则会引起枝叶疯长，组织柔软，容易倒伏，并会推迟开花结实，影响产量。不过，对于收获叶片为对象的叶菜类植物来讲，氮多水足，恰恰又是增产的一项农业措施。所以，多施氮肥，不一定都有害于生产。 第十一章,成熟、衰老 种子寿命:种子保持生活力的时间区间。也即指种子从完全成熟到生活力丧失所经历的时间。 后熟作用:一些植物的种子，在形态上发育完全后，其胚胎需要经过某些生理生化变化，达到生理成熟才具备 发芽能力的过程。 休眠:在植物个体发育中，生长暂时停顿的现象。一般有芽休眠和种子休眠两种形式。 后熟:休眠种子在休眠期内经过胚内部的某些生理生化变化而获得萌发力的过程称为后熟。 层积处理:是一种适用于某些需要后熟作用的种子破除休眠的技术。这此种子在当年收获后，用湿砂与之分层0相间堆积在室外背阴处或地窖内，于0,5C下，1,3个月即可促使种子破眠萌发。 休眠:成熟的种子在合适的条件下仍不能萌发的现象 称为休眠。 呼吸峰:骤变型果实成熟过程中其呼吸先降低而后突然升高最后又降低， 此时果实便进入成熟状态，这一呼吸 高峰便称为呼吸峰。 骤变型果实:成熟过程中有呼吸峰出现，呼吸峰过后迅速进入成熟状态。 通常含有复杂贮藏物，成熟过程骤 变。如苹果、香蕉、桃、芒果。 非骤变型果实:成熟过程中没有明显的呼吸峰出现，多含有小分子贮藏物，成熟过程渐变。如橙、葡萄、菠 萝、草莓。 衰老:是指发生在一个器官或整个植物体上的自然终止生命活动的一系列衰败过程。 脱落:植物、组织或器官与其母体相脱离的过程称为脱落。 离层: 二、简答论述, 简述种子成熟时主要有机物变化的过程及特点。 (一)糖(淀粉质种子为主) 1 变化规律:受精后，小分子糖、游离糖含量下降，淀粉含量上升。 2 有关酶:a 淀粉磷酸化酶(最适pH值为6.5):活性与水稻种子中淀粉增长相一致。b UDPG转葡萄糖苷酶 ADPG转葡萄糖苷酶。c Q酶。 (二)含氮化合物 33 1 变化规律:从乳熟到完熟氮素总量变化较小，非蛋白氮含量下降，蛋白氮含量上升。 植株中氮素向种子转 移，种子中氮占全株中氮素的68,。 Zein，多种蛋2 贮藏蛋白:没有明显的生理活性，主要为种子萌发时提供氮素和氨基酸。如玉米醇溶谷蛋白( 白质组成的复合体)、大豆球蛋白等均为种子贮藏蛋白。ABA可在转录水平上调节贮藏蛋白质的合成。 (三)脂类 变化特点:随着种子成熟，糖含量下降脂肪含量上升，糖转化成脂;先合成脂肪酸后合成脂肪;先合成饱和脂肪酸后转化成不饱和脂肪酸。 (四)磷植酸:六磷酸肌醇、非丁(磷植酸钙、镁盐) 比较种子萌发与成熟时糖代谢的不同。 种子成熟时:小分子糖、游离糖含量下降，淀粉含量上升。 种子萌发时:淀粉含量下降，小分子糖、游离糖含量上升。 举例说明外界条件(水分、温度、营养条件等)对种子成熟过程及化学成分的影响。 ?水分:水分影响物质转化与运输。影响籽粒的化学成分，缺水时种子中蛋白质的相对含量增高。 ?温度:要求适宜。对油料种子的含油量及油分性质影响很大。适当的低温有利于油脂的积累。种子成熟时温 度较低而且昼夜温差较大有利于不饱和脂肪酸积累。 ?营养:N素高蛋白质含量上升而糖和脂肪的比例下降。K促进物质运输、转化，有利于糖和脂肪的积累。P 促进物质转化，有利于脂肪积累。 举例说明什么是:骤变型果实与非骤变型果实，及其特点。 骤变型果实:成熟过程中有呼吸峰出现，呼吸峰过后迅速进入成熟状态。 通常含有复杂贮藏物，成熟过程骤 变。如苹果、香蕉、桃、芒果。 非骤变型果实:成熟过程中没有明显的呼吸峰出现，多含有小分子贮藏物，成熟过程渐变。如橙、葡萄、菠萝、 草莓。 根据果实成熟理论，设计出加速及延迟某种水果成熟的方法并说明其原理。 简述果实成熟时所发生的生理生化变化及其原因。 ?色香味的变化 a 变甜(呼吸骤变出现后，淀粉转化为可溶性糖); b 酸味下降(有机酸转化为糖/氧化消失/被Ca、K离子中和); c 涩味消失(丹宁杯过氧化物酶氧化成无涩味的过氧化物); d 出现香味(产生一些有香味的酯类、醛类); e变软(细胞壁中层的果胶质转化为可溶的果胶，果肉细胞互相分离;果肉细胞中的淀粉粒转化为糖类); f色泽变艳(果皮中的叶绿素被破坏，由于原有的类胡萝卜素或形成的花青素呈现颜色)。 ?蛋白质、激素的变化 蛋白质:果实成熟时蛋白质合成上升，抑制RNA或蛋白质的合成则成熟延迟。 激素:五大类激素在果实成熟过程中有规律地起作用。一般是开花和幼果生长时期GA、IAA、CTK含量增高; 达到成熟时，苹果中乙烯浓度达最高峰而葡萄、柑橘中ABA含量最高。 举例说明种子休眠的原因及相应的破除方法。 ?种皮限制(硬实种子如莲子):可以稍稍磨破种皮后播种。 ?种子未完成后熟 ?胚未完全发育:进行层积处理，晒种。 ?抑制物存在(ABA、无机离子、酚类化合物等):播种前洗净残余的果肉。适量施用GA。 简述秋天树木落叶的过程及原因。280 第十二章,抗性生理 抗性:植物对不良环境的适应性及抵抗能力称为抗性。 胁迫:不良的环境因子对植物的作用统称为胁迫。 34 胁变:胁迫作用下，植物体所产生的生理反应称为胁变。 ?避逆性:是指在整个生育过程中不与逆境相遇。 御逆性:是指植物具有一定的防御环境胁迫的能力，植物在胁迫下各种生理过程仍能保持正常状态。 ? ?御胁变性:植物在逆境下能减低单位胁迫所引起的胁变，起着分散胁迫的作用。 胁变可逆性:逆境作用下，植物体产生一系列生理变化，当环境胁迫解除后，各种生理功能恢复正常。 ? ?胁变修复:逆境下通过自身代谢过程迅速修复被破坏的结构和功能。 冻害:温度下降到零度以下时植物体内发生冰冻，因而使植物体受伤甚至死亡，这种现象称为冻害。 抗寒锻炼:随环境温度逐渐下降，植物体内发生一系列适应低温的生理生化变化抗寒能力逐渐增强 ，这种提高 抗寒能力的过程叫做抗寒锻炼。 冷害:零度以上低温对植物的伤害称冷害.虽然没有结冰但能引起喜温植物的生理障碍，使植物受伤甚至死亡。 膜相变:低温下膜由液晶态变成凝胶态，膜外形及厚度改变、收缩出现孔道和龟裂 ，透性增大。 干旱:植物体过度水分亏缺称为干旱。 抗旱性:植物对干旱的适应和抵抗能力称为抗旱性。 ?避热性:小麦、蒲公英等炎热时生长停止。 ?御热性:通过保护性结构等途径保持高温下代谢不受影响。如蜡质层反光，开大气孔蒸腾降温等。 ?耐热性:膜脂中饱和脂肪酸比例高，产生还原性强的物质和疏水性强的特异蛋白质，使蛋白质变性可逆范围 变大，膜脂抗氧化能力增强，质膜离子泵修复能力增强。 ?抗涝性:植物对水分过多的耐受能力称为抗涝性。 ?湿害:旱田作物在土壤水分饱和的情况下受害的现象称湿害。 ?涝害:因地面积水植物体局部或全部被水淹没而受害的现象称为涝害。 ◎盐害:土壤或水域中盐分过多对植物造成伤害称为盐害。 ◎盐生植物:1980年Greeway提出，含盐量达3.3 bar渗透压生境下，自然植物区系中的植物为盐生植物。 ◎避盐性:阻止盐分进入体内或体内某部分，进入后再排出去。 ◎耐盐性:允许盐进入,从生理上抵消或降低盐伤害。 ◎稀盐作用:碱蓬属、海蓬子属等一些盐生植物没有盐腺，但茎叶肉质化，薄壁细胞大量增加，贮大量水，吸 盐，并将70,80,的盐分贮于液泡中。已知Na+和Cl-具有促进茎叶肉质化的作用。 ◎拒盐 不让大量盐分进入植物体内，从而避免伤害。 自由基:指所有带有不成对电子的原子、分子或基团。生物自由基是指与生命现象有关的自由基。自由基的特 点有:1 非常活泼，具有很强的氧化能力。2 不稳定，寿命极短且浓度低，3 能持续进行链式反应。 活性氧:是指氧的某些代谢中间产物及其衍生的 含氧物质，具有较氧活泼的化学性质。 渗透调节: 蹲苗: 二、简答论述, 结冰(冻害)伤害类型及其伤害原因: ?细胞间结冰:冰晶在细胞间形成。 伤害的主要原因是原生质脱水收缩导致蛋白质变性.次要原因是冰晶增大或温度回升对原生质造成的机械损伤。 ?细胞内结冰: a 瞬间型 :结冰速度快，看不到结冰过程。 b 非瞬间型:结冰过程较慢，在显微镜下可见到冰晶的形成过程。伤害原因也是冰晶对原生质结构的破坏。 植物经过抗寒锻炼(防止冷害)后的适应性变化: a 原生质浓度上升、蛋白质和核酸含量上升。 b 可溶性糖和游离氨基酸积累。冰点降低、营养、脱水保护。 c 液泡浓度加大，变成分散的小液泡。 d 膜脂中的磷脂特别是磷脂酰胆碱和不饱和脂肪酸含量上升，提高了膜与束缚水的 结合力，抗脱水能力增强。 e 质膜、液泡膜透水性上升，冰点下降水迅速外渗避免细胞内结冰。 冷害对植物造成的生理生化变化: ?吸收机能衰退:根生长减慢，活力下降。 ?光合作用下降 :叶绿素合成抑制，缺绿。 ?形成层破坏:活细胞死亡，韧皮部与木质部发黑 35 ?生化变化:酶反应平衡破坏、原生质及膜凝固变性、氧化酶过氧化氢酶活力下降，过氧化氢积累中毒，分解大于合成、游离氨基酸及糖含量上升，活性氧毒害。 冷害的伤害机理: 低温导致膜流动性下降——?ATP 酶失活——?膜功能下降 导致光合作用下降 干旱对植物的伤害: 1 抑制生长:抑制细胞伸长生长，植株矮小;抑制地上部分生长促进地下部分生长。 2 水分重新分配:水分由水势高的部位流向水势低的部位。下部叶片失水枯死。 3 改变各种生理过程:稍有缺水时对光合无影响反而促进，中度缺水时光合作用下降，严重缺水时明显下降。呼吸途径改变，解偶联。蒸腾作用下降。运输受阻。 水解反应上升，合成反应下降。 植物对干旱的生理反应和适应性调节: ?渗透调节:水分亏缺时，植物体通过降低自身水势以提高吸水力的适应性调节 过程称为渗透调节。调节途径: 少含水量、缩小细胞体积、积累渗透调节物质等。 减 特点:暂时性、调节幅度有限、 不能完全维持正常生理功能。 ?CO体内循环:干旱时，气孔关闭CO缺乏，C植物光呼吸增强，C植物维管束鞘细胞脱羧供叶肉 2234 细胞，有些C在干旱下转变成CAM植物。 3 ?脯氨酸积累:干旱时脯氨酸含量成百倍上升。起着渗透调节和保 护 作用。由于合成增强、 氧化抑 制、蛋白质合成受阻而致积累。 ?气孔反应 ?激素作用 ?ABA积累规律:干旱开始时迅速增加而后缓慢下降，几周后与未干旱水平相当，干旱消除后ABA恢 复原水平。正常时主要分布在叶绿体内，干旱时出现在细胞质及其他器官中，特别是气孔部位。 ?生理作用:促进气孔关闭，抑制关闭气孔开放，但有些水生植物例外;促进根生长，增大根对水的透性， 促进根吸水;抑制地上部分生长;活化与抗性有关的基因。 旱生植物三种类型:避旱性、御旱性、耐旱性 避旱性:生长期短的短命植物。 御旱性:通过特殊的形态结构或代谢途径保持内环境正常。 1 贮水及防止失水:肉质植物:角质层厚，气孔关闭蒸腾慢等。非肉质植物:叶小，气孔下陷、多表皮毛， 卷叶落叶等。 2 维持吸水:根系向纵横发展扩大吸水面积，降低根叶间水流阻力。 3 改变代谢途径:干旱时改变碳固定途径。水多时C途径，干旱时CAM途径。 3 耐旱性:真旱生植物。干旱时大量失水，原生质受到极负水势胁迫，但复水后仍能存活。 分析质膜组成与植物对温度逆境适应间的影响: 当植物经过抗寒锻炼之后，膜脂中的磷脂特别是磷脂酰胆碱和不饱和脂肪酸含量上升，提高了膜与束缚水的结合力，抗脱水能力增强。质膜的透水性上升，冰点下降水迅速外渗避免细胞内结冰。 而当植物遇热时，质膜中的饱和脂肪酸上升防止膜脂丧失，提高膜稳定性。 植物的抗热途径和抗热机理: 抗热途径: a隔热:厚树皮、角质层 b降低热辐射:叶片革质发亮,垂直,多表皮毛等。 c降低自由水含量:束缚水比例高代谢慢。 d改变蒸腾:蒸腾可吸收辐射热的15,23,。 e降低生理代谢:生长停止，休眠落叶。 抗热机理 a减轻饥饿:高温下仍有较强的光合作用。 b减少生化伤害:正常有氧呼吸防止有害物质积累，产生化学保护性物质，如脯氨酸、特异蛋白质、有机酸。 c减少蛋白质水解作用:合成大于降解,防止变性，产生特异蛋白质等. d防止膜脂丧失:饱和脂肪酸上升防止膜脂丧失，提高膜稳定性。 热激蛋白(HSPs)及其功能: 36 定义:高温下诱导合成的新蛋白质称为热激蛋白。 结构及特点:生物体中HSPs分子量范围为15KD-104KD，主要分布在细胞膜、细胞核、细胞质和各种细胞器中。具有组织专一性。为HSPs编码的基因高度保守，动植物高度同源。 功能:一般认为,经过预先热锻炼而诱导合成HSPs的细胞和植物改善了其抗热性。据报导热激蛋白具有分子伴侣的作用。 湿害和涝害对植物的损伤: 湿害: 1土壤孔隙被水充满造成缺氧。 2 土壤中好气性细菌活动受阻，营养缺乏。 3 厌氧细菌活跃，产生有毒的还原性物质H2S和NH3毒害根部。 涝害: 缺氧:进行无氧呼吸,消耗大量有机物，导致饥饿，积累酒精导致毒害，进而结构破坏组织坏死。 土壤盐碱化会对植物造成哪些胁迫,为什么, 1渗透胁迫:生理干旱 2离子毒害:正常条件下K+ 100-200mmol、 +3pH胁迫:Na 1 mmol 4间接作用:土壤理化性质、矿质元素存在状态、土壤微生物状态改变。 盐生植物的耐盐生理机理: 1 渗透调节:缩小体积，降低含水量、吸收无机盐、合成小分子有机物。 ++2+2+-2--a 吸收无机离子(Na、K、Ca、Mg、Cl、SO、NO)贮于液泡中。 43 b 合成有机物，积累于细胞质中。如脯氨酸、甜菜碱、甘油:杜氏藻高盐时90,的光合产物转化成甘油其 他有机物:有机酸、可溶性糖、多元醇等。 2 盐离子在细胞内的区域化作用 3 改变膜组分:不饱和脂肪酸下降，流动性下降，透性下降。 4 改变代谢类型:獐毛低盐时C3植物，高盐时PEPCase活性上升向C4途径转化。日中花在一般盐度下为 C3植物，在更高盐度下可转变成CAM途径。耐有毒物质，产生二胺氧化酶。 自由基: 第十三章,生殖生理 幼年期:植物生长的早期阶段，此时期内任何处理都不能使其开花。木本几年至几十年，草本几天至几周，有 的没有。 成熟期:度过幼年期后，在一定内外因素作用下即可诱导开花的时期。 春化作用:低温促进植物开花的作用称为春化作用。 光周期:一年之中白天和黑夜的相对长度。 光周期现象:植物体通过测量白天和黑夜的相对长度而控制生理反应的现象称为光周期现象。 短日植物:随日照长度缩短而加速开花的植物。 长日植物:随日照长度延长而加速开花的植物。 日中性植物:一年四季均可开花的植物。 中日性植物:只能在一定日照长度下开花，长短均抑制开花。 双重日长植物:长短日植物或短长日植物。 临界日长:昼夜周期中诱导短日植物开花所必需的最长日长或诱导长日植物开花所必需的最短日长。 临界暗长:诱导短日植物开花所必需的最短暗期长度或诱导长日植物开花所必需的最大暗期长度。 光周期诱导:花的分化不是出现在光周期处理的当时而是在处理后若干天这种现象称为光周期诱导。 暗期中断:在足以引起短日植物开花的暗期中间若给以足够强度的闪光处理，则使短日植物不能开花而使长 日植物开花，这种现象称为暗期间断。 集体效应:人工培养花粉时，单位面积上花粉密度越大越有利于花粉萌发和花粉管的伸长。这种现象称为集体 效应。 37 第十四章,运动生理 向性运动:植物感受到有方向的刺激后所作出的反应性运动与刺激方向有关，植物的这种运动称为向性运动。 如向光性，向化性等。 感性运动:植物感受到无方向性刺激后所作出的反应性运动称为感性运动。如感震性、感夜性等。 向光性:植物体随着光的方向而弯曲的能力，称为向光性。分为正向光性、负向光性和横向光性。 向重力性:重力场对植物生长方向的决定作用称为向重力性。分正向重力性和负向重力性。 生理钟:植物体控制自动节律现象的内部机制称生理钟。 38