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【强烈推荐】植物生理学习题及答案(1—13章)

【强烈推荐】植物生理学习题及答案(1—13章)

第一章 一、名词解释 1.自由水:距离胶粒较远而可以自由流动的水分。

植物的水分代谢

2.束缚水:靠近胶粒而被胶粒所束缚不易自由流动的水分。 3.渗透作用: 水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。 4.水势(?w):每偏摩尔体积水的化学势差。符号:?w。 5.渗透势(??):由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值,符号 ??。用负值表示。亦称溶质势(?s)。 6.压力势(?p):由于细胞壁压力的存在而增加的水势值。一般为正值。符号 ?p。初始质壁分离时,?p 为 0,剧烈蒸腾 时,?p 会呈负值。 7.衬质势(?m):细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值,以负值表示。符号 ?m 。 8.吸涨作用:亲水胶体吸水膨胀的现象。 9.代谢性吸水:利用细胞呼吸释放出的能量,使水分经过质膜进入细胞的过程。 10.蒸腾作用:水分以气体状态通过植物体表面从体内散失到体外的现象。 11.根压:植物根部的生理活动使液流从根部上升的压力。 12.蒸腾拉力:由于蒸腾作用产主的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。 13.蒸腾速率:又称蒸腾强度,指植物在单位时间内,单位面积通过蒸腾作用而散失的水分量。(g/dm2·h) 14.蒸腾比率:植物每消耗 l 公斤水时所形成的干物质重量(克)。 15.蒸腾系数:植物制造 1 克干物质所需的水分量(克),又称为需水量。它是蒸腾比率的倒致。 16.内聚力学说:又称蒸腾流-内聚力-张力学说。即以水分的内聚力解释水分沿导管上升原因的学说。

二、填空题 1.植物细胞吸水有 2.植物散失水分的方式有 3.植物细胞内水分存在的状态有 4.植物细胞原生质的胶体状态有两种,即 5.一个典型的细胞的水势等于 形成液泡后,细胞主要靠 ?? + ?p + ?m; 6.植物根系吸水方式有: 渗透性 、 和 和 和 和 三种方式。渗透性吸水 。蒸腾作用 吐水 束缚水 。凝胶 溶胶 ; 。 吸涨吸水 代谢性吸水

。自由水

;具有液泡的细胞的水势等于 吸水;干种子细胞的水势等于 ?p + ?m; 和 吸涨作用 。主动吸水 ?m 被动吸水

1

7.根系吸收水的动力有两种: 8.证明根压存在的证据有 9.叶片的蒸腾作用有两种方式: 和



。根压 。吐水 和 伤流

蒸腾拉力

。角质蒸腾

气孔蒸腾 ;蒸腾效率为 和 。光 温度 。400 CO2 2.5 克 /公斤

10.某植物制造 1 克干物质需消耗水 400 克,则其蒸腾系数为 11.影响蒸腾作用的环境因子主要是 12.C3 植物的蒸腾系数比 C4 植物 、 。大 、 、

13.可以比较灵敏地反映出植物的水分状况的生理指标主要有: 叶片相对合水量 叶片渗透势 和 水势







气孔阻力或开度 。根压 蒸腾拉力

14.目前认为水分沿导管或管胞上升的动力是

三、选择题 1.植物在烈日照射下,通过蒸腾作用散失水分降低体温,是因为:( A.水具有高比热 B.水具有高汽化热 C.水具有表面张力 ) )

2.一般而言,冬季越冬作物组织内自由水/束缚水的比值:( A.升高 B.降低 C.变化不大

3.有一为水充分饱和的细胞,将其放入比细胞液浓度低 10 倍的溶液中,则细胞体积:( A.变大 B.变小 C.不变 )。

)。

4.风和日丽的情况下,植物叶片在早上、中午和傍晚的水势变化趋势是( A.低 ? 高 ? 低 B.高 ? 低 ? 高 C.低 ? 低 ? 高 )

5.已形成液泡的细胞,其衬质势通常省略不计,其原因是:( A.衬质势很低 B.衬质势不存在 ) C.吸涨作用

C.衬质势很高,绝对值很小

6.植物分生组织的细胞吸水靠( A.渗透作用

B.代谢作用 )

7.风干种子的萌发吸水靠( A.代谢作用

B.吸涨作用

C.渗透作用 )

8.在同温同压条件下,溶液中水的自由能与纯水相比( A.要高一些 B.要低一些 C.二者相等 )

9.在气孔张开时,水蒸汽分子通过气孔的扩散速度( A.与气孔的面积成正比 B.与气孔周长成正比

C.与气孔周长成反比 2

10.蒸腾作用快慢,主要决定于( A.叶内外蒸汽压差大小

) C.叶面积大小 )

B.叶片的气孔大小

11.植物的保卫细胞中的水势变化与下列无机离子有关:( A.Ca
2+

B.K

+

C.Cl

-

12.植物的保卫细胞中的水势变化与下列有机物质有关:( A.糖 B.脂肪酸 C.苹果酸 )



13.根部吸水主要在根尖进行,吸水能力最大的是( A.分生区 B.伸长区 C.根毛区 )

14.土壤通气不良使根系吸水量减少的原因是( A.缺乏氧气 B.水分不足 )

C.C02 浓度过高

15.植物的水分临界期是指:( A.对水分缺乏最敏感时期

B.需水最多的时期

C.需水最少的时期 )

16.目前可以作为灌溉的生理指标中最受到重视的是:( A.叶片渗透势 1.C 2.B 3.B B.叶片气孔开度 4.A 5.C 6.C C.叶片水势 7. B 8.B 9.A

10. B、C 11. C A、

12.C

13. A、C

14.A

15. C

四、是非判断与改正 1.影响植物正常生理活动的不仅是含水量的多少,而且还与水分存在的状态有密切关系。( 2.在植物生理学中被普遍采用的水势定义是水的化学势差。( ) ) ) )(?) ) )(?)

3.种子吸涨吸水和蒸腾作用都是需要呼吸作用直接供能的生理过程。( 4.根系要从土壤中吸水,根部细胞水势必须高于土壤溶液的水势。( 5.相邻两细胞间水分的移动方向,决定于两细胞间的水势差。(

6.蒸腾作用与物理学上的蒸发不同,因为蒸腾过程还受植物结构和气孔行为的调节。( 7.通过气孔扩散的水蒸气分子的扩散速率与气孔的面积成正比。( 8.空气相对湿度增大,空气蒸汽压增大,蒸腾加强。( ) ) )(?)

9.低浓度的 C02 促进气孔关闭,高浓度 C02 促进气孔迅速张开。(
+ -

10.糖、苹果酸和 K 、Cl 进入液泡,使保卫细胞压力势下降,吸水膨胀,气孔就张开。(



1.(?) 2.(?)每偏摩尔体积水的 3. (?)不需 4.(?)低于 5.( ? ) 6.(?)与小孔的边缘(周长)成正 比 7.(?) 8. (?)蒸腾减弱 9.(?)促进气孔张开 促进气孔迅速关闭 10.(?)水势下降

3

五、问答题 1.水分子的物理化学性质与植物生理活动有何关系? 水分子是极性分子,可与纤维素、蛋白质分子相结合。水分子具有高比热,可在环境温度变化较大的条件下,植物体温 仍相当稳定。水分子还有较高的气化热,使植物在烈日照射下,通过蒸腾作用散失水分就可降低体温,不易受高温为害。水 分子是植物体内很好的溶剂,可与含有亲水基团的物质结合形成亲水胶体,水还具有很大的表面张力,产主吸附作用,并借 毛细管力进行 运动。 2.简述水分的植物生理生态作用。 (1)水是细胞原生质的主要组成成分; (2)水分是重要代谢过程的反应物质和产物; (3)细胞分裂及伸长都需要水分; (4)水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的一种良好溶剂; (5)水分能便植物保持固有的姿态; (6)可以通过水的理化特性以调节植物周围的大气湿度、温度等。对维持植物体温稳定和降低体温也有重要作用。 3.植物体内水分存在的状态与代谢关系如何? 植物体中水分的存在状态与代谢关系极为密切,并且与抗往有关,一般来说,束缚水不参与植物的代谢反应,在植 物某些细胞和器官主要含束缚水时,则其代谢活动非常微弱,如越冬植物的休眠和干燥种子,仅以极弱的代谢维持生命 活动,但其抗性却明显增强,能渡过不良的逆境条件,而自由水主要参与植物体内的各种代谢反应,含量多少还影响代 谢强度,含量越高,代谢越旺盛,因此常以自由水/束缚水的比值作为衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。 4.水分代谢包括哪些过程? 植物从环境中不断地吸收水分,以满足正常的生命活动的需要。但是,植物又不可避免地要丢失大量水分到环境中去。 具体而言,植物水分代谢可包括三个过程:(1)水分的吸收;(2)水分在植物体内的运输;(3)水分的排出。 5.利用质壁分离现象可以解决哪些问题? (1)说明原生质层是半透膜。(2)判断细胞死活。只有活细胞的原生质层才是半透膜,才有质壁分离现象,如细胞死 亡,则不能产主质壁分窝现象。(3)测定细胞液的渗透势。 6.土壤温度过高对根系吸水有什么不利影响? 高温加强根的老化过程,使根的木质化部位几乎到达尖端,吸收面识减少,吸收速率下降;同时,温度过高,使酶钝化: 细胞质流动缓慢甚至停止。 7.蒸腾作用有什么生理意义? (1)是植物对水分吸收和运输的主要动力,(2)促进植物时矿物质和有机物的吸收及其在植物体内的转运。(3)能 够降低叶片的温度,以免灼伤。 8.气孔开闭机理的假说有哪些?请简述之。 (1)淀粉--糖变化学说:在光照下保卫细胞进行光合作用合成可溶性糖。另外由于光合作用消耗 C02,使保卫细胞 pH 值升高,淀粉磷酸化酶水解细胞中淀粉形成可溶性糖,细胞水势下降,当保卫细胞水势低于周围的细胞水势时,便吸水迫使 气孔张开,在暗中光合作用停止,情况与上述相反,气孔关闭。

4

(2)无机离子吸收学说:在光照下,保卫细胞质膜上具有光活化 H+泵 ATP 酶,分解光合磷酸化产生的 ATP 并将 H+分泌 到细胞壁,同时将外面的 K+吸收到细胞中来,Cl-也伴随着 K+进入,以保证保卫细胞的电中性,保卫细胞中积累较多的 K+ 和,降低水势,气孔就张开,反之,则气孔关闭。 (3)苹果酸生成学说。在光下保卫细胞内的 C02 被利用,pH 值就上升,剩余的 C02 就转变成重碳酸盐(HCO3-),淀粉通 过糖酵解作用产生的磷酸烯醇式丙酮酸在 PEP 羧化酶作用下与 HC03-作用形成草酰乙酸,然后还原成苹果酸,可作为渗透物 降低水势,气孔张开,反之关闭。 9.根据性质和作用方式抗蒸腾剂可分为哪三类? (1)代谢型抗蒸汤剂:如阿特拉津可使气孔开度变小,苯汞乙酸可改受膜透性使水不易向外扩散。 (2)薄膜型抗蒸腾剂:如硅酮可在叶面形成单分子薄层,阻碍水分散失。 (3)反射型抗蒸腾剂:如高岭土,可反射光,降低叶温,从而减少蒸腾量。 10.小麦整个生育期中有哪两个时期为水分临界期? 第一个水分临界用是分蘖末期到抽穗期(孕穗期)。第二个水分临界期是开始灌浆到乳熟末期。 第二章 一、名词解释 1. 矿质营养: 是指植物对矿质元素的吸收、运输与同化的过程。 2.灰分元素:亦称矿质元素,将干燥植物材料燃烧后,剩余一些不能挥发的物质称为灰分元素。 3.大量元素:在植物体内含量较多,占植物体干重达万分之一以上的元素。包括钙、镁、硫、氮、磷、钾、碳、氢、氧等 9 种元素。 4.微量元素:植物体内含量甚微,稍多即会发生毒害的元素包括:铁、锰、硼、锌、铜、钼和氯等 7 种元素。 5.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、负离子浓度乘积时的平衡,叫杜南(道南) 平衡。它不消耗代谢能,属于离子的被动吸收方式。 6.单盐毒害和离子拮抗:单盐毒害是指溶液中因只有一种金属离子而对植物之毒害作用的现象;在发生单盐毒害的溶液中 加入少量其他金属离子,即能减弱或消除这种单盐毒害,离子间的这种作用称为离子拮抗。 7.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。 8.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体的过程。 9.诱导酶:又称适应酶,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。如硝酸还原酶可为 NO3-所诱 导。 10.生物固氮:某些微生物把空气中游离氮固定转化为含氮化合物的过程。 植物的矿质营养

二、填空题 1.植物生长发育所必需的元素共有 2.植物必需元素的确定是通过 种,其中大量元素有 法才得以解决的。水培 和 。载体学说 质子泵学说 5 种,微量元素有 种。16 9 7

3.解释离子主动吸收的有关机理的假说有

4.果树的“小叶病”往往是因为缺 5. 缺氮的生理病症首先表现在

元素的缘故。Zn 叶上,缺钙的生理病症首先表现在 和 叶上。老 嫩

6.根系从土壤吸收矿质元素的方式有两种: 7.(NH4)2S04 属于生理 性盐,KN03 属于生理

通过土壤溶液得到

直接交换得到 碱 中 亚硝酸还原

性盐、NH4NO3 属于生理

性盐。酸

8.硝酸盐还原成亚硝酸盐的过程 由 酶 9. 影响根部吸收矿物质的条件有 子间的相互作用

酶催化,亚硝酸盐还原成氨过程是叶绿体中的

酶催化的。硝酸还原酶







。 温度

通气状况

溶液浓度

氢离子浓度 离

10.植物地上部分对矿质元素吸收的主要器官是 11.植物体内可再利用元素中以 12. 追肥的形态指标有 胺含量 酶活性 和 和

,营养物质可从 最典型。磷 氮 钙 、

运入叶内。叶片

角质层

等, 追肥的生理指标有



。 相貌

叶色

营养元素含量 酰

13.栽种以果实籽粒为主要收获对象的禾谷类作物可多施些 肥,以利于籽粒饱满;栽培根茎类作物则可多施些 地下部分累积碳水化合物;栽培叶菜类作物可多施些 肥,使叶片肥大。磷 钾 氮

肥,促使

三、选择题 1.植物生长发育必需的矿质元素有:( A.9 种 B.13 种 ) C. 硫 ) C. 钙 ) C. 根毛区 ) ) C. 16 种

2.高等植物的嫩叶先出现缺绿症,可能是缺乏( A.镁 B.磷

3.高等植物的老叶先出现缺绿症,可能是缺乏( A.锰 B.氮

4.植物根部吸收离子较活跃的区域是:( A.分生区 B. 伸长区

5.影响植物根毛区主动吸收无机离子最重要的因素是( A.土壤溶液 pH 值 B.土壤中氧浓度

C. 土壤中盐含量 )

6.杜南平衡不消耗代谢能但可逆浓度吸收,因而属于( A. 胞饮作用 B.主动吸收

C. 被动吸收 ) C. 既相关又相互独立 ) 6

7.植物吸收矿质元素和水分之间的关系是:( A. 正相关 B.负相关

8.番茄吸收钙和镁的速率比吸水速率快,从而使培养液中的钙和镁浓度:(

A.升高 9.硝酸还原酶分子中含有:( A. FAD 和 Mn

B.下降 )

C.不变

B.FMN 和 Mo )

C. FAD 和 Mo

10.下列哪种溶液属于平衡溶液:(

A. 生理酸性盐与生理碱性盐组成的溶液 C. N、P、K 三种元素组成的溶液

B.Hoagland 溶液

11.植物根部吸收的无机离子向地上部运输时,主要是通过:( A. 韧皮部 B.质外体 C. 胞间连丝 )



12.反映植株需肥情况的形态指标中,最敏感是:( A. 株高 B.节间长度

C. 叶色 )

13.能反映水稻叶片氮素营养水平的氨基酸是:( A. 蛋氨酸 B.天冬酰胺

C.丙氨酸 )

14.生物固氮主要由下列微生物实现的,它们是:( A. 非共生微生物 B.共生微生物

C. 硝化细菌

四、是非判断与改正 1.在植物体内大量积累的元素必定是植物必需元素。( 2.硅对水稻有良好的生理效应,故属于植物的必需元素。( )(?)不一定 )(?)有益(有利) )(?)对硼??,所以硼

3.植物对镁的需要是极微的,稍多即发生毒害,所以镁属于微量元素。( 4.缺氮时,植物幼叶首先变黄;缺硫时,植物老叶叶脉失绿。( 5.当达到杜南平衡时,细胞内外阴、阳离子的浓度相等。( 6.养分临界期是指植物对养分需要量最大的时期。( 7.作物体内养分缺乏都是由于土壤中养分不足。( 8.矿质元素中,K 可以参与植物组织组成。(

).(?)老叶嫩叶 )(?)不相等

)(?)对养分缺乏最易受害 )(?)不都是由于

)(?)不参与 )(?)不相同

9.生长在同一培养液中的不同植物,其灰分中各种元素的含量相同。( 10.硝酸还原酶和亚硝酸还原酶都是诱导酶。( )(?)

11.在进行硝酸还原酶实验时,光对实验结果无影响。(

)(?)有影响 )(?)

12.施肥增产原因是间接的,施肥是通过增强光合作用来增加干物质积累,从而提高产量。( 五、问答题

7

1.植物必需的矿质元素要具备哪些条件? (1)缺乏该元素植物生育发生障碍不能完成生活史。(2)除去该元素则表现专一的缺乏症,这种缺乏症是可以预防和 恢复的。(3)该元素在植物营养生理上表现直接的效果而不是间接的。 2.为什么把氮称为生命元素? 氮在植物生命活动中占据重要地位,它是植物体内许多重要化合物的成分,如核酸(DNA、RNA)、蛋白质(包括酶)、 磷脂、叶绿素。光敏色素、维生素 B、IAA、CTK、生物碱等都含有氮。同时氮也是参与物质代谢和能量代谢的 ADP、ATP、CoA、 CoQ、FAD、FMN、NAD+、NADP+、铁卟琳等物质的组分。上述物质有些是生物膜、细胞质、细胞核的结构物质,有些是调节生 命活动的生理活牲物质。因此,氮是建造植物体的结构物质,也是植物体进行能量代谢、物质代谢及各种生理活动所必需的 起重要作用的生命元素。 3. 植物细胞吸收矿质元素的方式有哪些? (1)被动吸收:包括简单扩散、杜南平衡。不消耗代谢能。 (2)主动吸收:有载体和质子泵参与,需消耗代谢能。 (3)胞饮作用:是一种非选择性吸收方式。 4.设计两个实验,证明植物根系吸收矿质元素是一个主动的生理过程。 (1)用放射性同位素(如 32P 示踪。用 32P 饲喂根系,然后用呼吸抑制剂处理根系,在呼吸抑 制 剂处理前后测定地上部分 32P 的含量,可知呼吸被抑制后,32P 的吸收即减少。 (2)测定溶液培养植株根系对矿质吸收量与蒸腾速率之间不成比例,说明根系吸收矿质元素有选择性,是主动的生理过程。 5. 外界溶液的 pH 值对矿物质吸收有何影响? (1)直接影响,由于组成细胞质的蛋白质是两性电解质,在弱酸性环境中,氨基酸带正电荷,易于吸附外界溶液中阴离 子。在弱碱性环境中,氨基酸带负电荷,易于吸附外界溶液中的阳离子。 (2)间接影响:在土壤溶液碱性的反应加强时,Fe、Ca、Mg、Zn 呈不溶解状态,能被植物利用的量极少。在酸性环境中 P、K、Ca、Mg 等溶解,但植物来不及吸收易被雨水冲掉,易缺乏。而 Fe、Al、Mn 的溶解度加大,植物受害。在酸性环境中, 根瘤菌会死亡,固氮菌失去固氮能力。 6.为什么土壤温度过低,植物吸收矿质元素的速率下降? 因为温度低时代谢弱,能量不足,主动吸收慢;胞质粘性增大,离子进入困难。其中以对钾和硅酸的吸收影响最大。 7.白天和夜晚硝酸盐还原速度是否相同?为什么? 硝酸盐在昼夜的还原速度不同, 白天还原速度显著较夜晚快, 这是因为白天光合作用产生的还原力及磷酸丙糖能促进硝 酸盐的还原。 8.固氮酶有哪些特性?简述生物固氮的机理。 固氮酶的特性:(1)由 Fe 蛋白和 Mo-Fe 蛋白组成,两部分同时存在才有活性;(2)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条件下,才能实现固氮过程,(3)具有对多种底物起作用的能力;(4) 氨是固氮菌的固氮作用的直接产物。其积累会抑制固氮酶的活性。 生物固氮机理:(1)固氮是一个还原过程,要有还原剂提供电子,还原一分子 N2 为两分子的 NH3,需要 6 个电子和 6 个 H+。主要电子供体有丙酮酸、NADH、NADPH、H2 等,电子载体有铁氧还蛋白(Fd)、黄素氧还蛋白(Fld)等;(2)固氮 过程需要能量。由于 N2 具有三价键(N?N),打开它需很多能量,大约每传递两个电子需 4-5 个 ATP.整个过程至少要 12-15 个 ATP;(3)在固氮酶作用下把氮还原成氨。

8

9.合理施肥增产的原因是什么? 合理施肥增产的实质在于改善光合性能(增大光合面积,提高光合能力,延长光合时间,有利光合产量分配利用等), 通过光合过程形成更多的有机物获得高产。 10.根外施肥有哪些优点? (1)作物在生育后期根部吸肥能力衰退时或营养临界期时,可根外施肥补充营养 。(2)某些肥料易被土壤固定而根 外施肥无此毛病,且用量少。(3)补充植物缺乏的微量元素,用量省、见效快。 第三章 一、名词解释 1.光合色素:指植物体内含有的具有吸收光能并将其用于光合作用的色素,包括叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等。 2.原初反应:包括光能的吸收、传递以及光能向电能的转变,即由光所引起的氧化还原过程。 3.红降现象:当光波大于 685nm 时,虽然仍被叶绿素大量吸收,但量子效率急剧下降,这种现象被称为红降现象。 4.爱默生效应:如果在长波红光(大于 685nm)照射时,再加上波长较短的红光(650nm),则量子产额大增,比分别单独 用两种波长的光照射时的总和还要高。 5.光合链:即光合作用中的电子传递。它包括质体醌、细胞色素、质体蓝素、铁氧还蛋白等许多电子传递体,当然还包括 光系统 I 和光系统 II 的作用中心。其作用是水的光氧化所产生的电子依次传递,最后传递给 NADP+。光合链也称 Z 链。 6.光合作用单位:结合在类囊体膜上,能进行光合作用的最小结构单位。 7.作用中心色素:指具有光化学活性的少数特殊状态的叶绿素 a 分子。 8.聚光色素:指没有光化学活性,只能吸收光能并将其传递给作用中心色素的色素分子。聚光色素又叫天线色素。 9.希尔反应:离体叶绿体在光下所进行的分解水并放出氧气的反应。 10.光合磷酸化:叶绿体(或载色体)在光下把无机磷和 ADP 转化为 ATP,并形成高能磷酸键的过程。 11.光呼吸:植物的绿色细胞在光照下吸收氧气,放出 CO2 的过程。光呼吸的主要代谢途径就是乙醇酸的氧化,乙醇酸来源 于 RuBP 的氧化。光呼吸之所以需要光就是因为 RuBP 的再生需要光。 12.光补偿点:同一叶子在同一时间内,光合过程中吸收的 CO2 和呼吸过程中放出的 CO2 等量时的光照强度。 13.CO2 补偿点:当光合吸收的 CO2 量与呼吸释放的 CO2 量相等时,外界的 CO2 浓度。 14.光饱和点:增加光照强度,光合速率不再增加时的光照强度。 15.光能利用率:单位面积上的植物光合作用所累积的有机物所含的能量,占照射在相同面积地面上的日光能量的百分比。 植物的光合作用

二、填空题 1.光合生物所含的光合色素可分为四类,即 2.合成叶绿素分子中吡咯环的起始物质是 酯 叶绿素酸酯 、 、 、 。叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素、细菌叶绿素 还原成 。?-氨基酮戊二酸 原叶绿素酸

。光在形成叶绿素时的作用是使

3.根据需光与否,笼统地把光合作用分为两个反应: 和 。前者是在叶绿体的 绿体的 中途行的,由若干酶所催化的化学反应。光反应 暗反应 基粒类囊体膜(光合膜)

上进行的,后者在叶 叶绿体间质 9

4.P700 的原初电子供体是 原初电子受体是 。

,原初电子受体是

。P680 的原初电子供体是

,PC

Fd Z

Pheo

5.在光合电子传递中最终电子供体是 6.水的光解是由

,最终电子受体是

。H2O

NADP+

于 1937 年发现的。希尔(Hill) 和 。氯 锰 ;类胡萝卜素吸收光谱

7.在光合放氧反应中不可缺少的元素是

8.叶绿素吸收光谱的最强吸收区有两个:一个在 的最强吸收区在 。红光区 紫光区 蓝光区

,另一个在

9.一般来说,正常叶子的叶绿素和类胡萝卜素分子比例为 ,叶黄素和胡萝卜素分子比例为 10.光合磷酸化有三个类型: 合磷酸化 假循环式光合磷酸化 、 和 ,通常情况下 非循环式光合磷酸化 和 。ATP NADPH

。3:1 2:1 循环式光

占主导地位。非循环式光合磷酸化

11.光合作用中被称为同化能力的物质是

12. 卡尔文循环中的 CO2 的受体是 , 最初产物是 , 催化羧化反应的酶是 3-磷酸甘油酸(PGA) 核酮糖 1,5-二磷酸羧化酶(RuBPC) 13.C4 途径中 CO2 的受体是 ,最初产物是 。C4 植物的 C4 途径是在 行的。烯醇式磷酸丙酮酸(PEP) 草酰乙酸 维管束鞘细胞 叶肉细胞 14.光合作用中,淀粉的形成是在 15.C4 植物的 CO2 补偿点比 C3 植物 16. 农作物中主要的 C3 植物有 、 水稻 棉花 小麦 甘蔗 玉米 高梁 17.光呼吸的底物是 酸 叶绿体 线粒体 中进行的,蔗糖的形成是在 。低 、 等, 4 植物有 C 、 、

。 核酮糖 1, 一二磷酸 5 (RuBP)

中进行的,卡尔文循环是在

中进

中进行的。叶绿体

细胞质

等, 植物有 CAM



等。

,光呼吸中底物的形成和氧化分别在 过氧化物体 。高





等这三种细胞器中进行的。乙醇

18.群体植物的光饱和点比单株

三、选择题 1.从进化角度看,在能够进行碳素同化作用的三个类型中,在地球上最早出现的是( A.细菌光合作用 B.绿色植物光合作用 ) C. 磷酸丙糖 ) C. 大于 685nm 的远红光 ) C. 化能合成作用 )

2.光合产物主要以什么形式运出叶绿体:( A.蔗糖 B.淀粉

3.引起植物发生红降现象的光是( A.450nm 的蓝光

B.650nm 的红光

4.引起植物发生双光增益效应的两种光的波长是( A. 450nm B.650nm

C.大于 665nm 10

5.光合作用中释放的氧来源于( A.CO2 B.H2O

) C.RuBP ) C. 类胡萝卜素 ) C. CO2、H2O、ATP )

6.叶绿体色素中,属于作用中心色素的是( A. 少数特殊状态的叶绿素 a

B.叶绿素 b

7.指出下列三组物质中。哪一组是光合碳同化所必须的:( A. 叶绿素、类胡萝卜素、CO2 B.CO2、NADPH2、ATP

8.发现光合作用固定 CO2 的 C4 途径的植物生理学家是:( A.Hatch B.Calvin C. Arnon )

9.光呼吸调节与外界条件密切相关,氧对光呼吸( A.有抑制作用 B.有促进作用

C. 无作用 )

10.光合作用吸收的 CO2 与呼吸作用释放的 CO2 达到动态平衡时,此时外界的 CO2 浓度称为:( A.CO2 饱和点 B.O2 饱和点 C. CO2 补偿点 )

11.在高光强、高温及相对湿度较低的条件下,C4 植物的光合速率:( A. 稍高于 C3 植物 B.远高于 C3 植物 C. 低于 C3 植物 ) C. 小于光补偿点

12.维持植物正常生长所需的最低日光强度应:( A.等于光补偿点 B.大于光补偿点

四、是非判断与改正 1.叶绿素分子的头部是金属卟啉环,呈极性,因而具有亲水性。( ) (?) ) (?)绿色,红色 ) (?)防护光照 ) (?)

2.叶绿素具有荧光现象,即在透射光下呈红色,而在反射下呈绿色。( 3.类胡萝卜素具有收集光能的作用,还有防护温度伤害叶绿素的功能。(

4.聚光色素包括大部分叶绿素 a 和全部的叶绿素 b、及类胡萝卜素、藻胆素。( 5.叶绿体色素主要集中在叶绿体的间质中。( ) (?)基粒之中
+

6.高等植物的最终电子受体是水,最终电子供体为 NADP 。( 7.PS II 的光反应是短波光反应,其主要特征是 ATP 的形成。(

) (?)受体是 NADP+,?供体为水 ) (?)水的光解和放氧 ) (?) ) (?)植物绿色细胞

8.C4 途径中 CO2 固定酶 PEP 羧化酶对 CO2 的亲和力高于 RuBP 羧化酶。(

9.植物生活细胞,在光照下可以吸收氧气,释放 CO2 过程,就是光呼吸。( 10. C4 植物的 CO2 补偿点比 C3 植物高。( ) (?)比 C3 植物低

11.绿色植物的气孔都是白天开放,夜间闭合。 (

) (?)C3 植物和 C4 植物 11

12.提高光能利用率,主要通过延长光合时间,增加光合面积和提高光合效率等途径。(

)(?)

五、问答题 1.植物的叶片为什么是绿色的?秋天树叶为什么会呈现黄色或红色? 光合色素主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收很少,所以植物的时片呈绿色。秋天树叶变黄是由于低温抑制了叶绿素的 生物合成,已形成的叶绿素也被分解破坏,而类胡萝卜素比较稳定,所以叶片呈现黄色。至于红叶,是因为秋天降温,体内 积累较多的糖分以适应寒冷,体内可溶性糖多了,就形成较多的花色素,叶子就呈红色。 2.简要介绍测定光合速率的三种方法及原理? 测定光合速率的方法:(1)改良半叶法:主要是测定单位时间、单位面积叶片干重的增加量; (2)红外线 CO2 分析法, 其原理是 CO2 对红外线有较强的吸收能力,CO2 量的多少与红外线降低量之间有一线性关系;(3)氧电极法:氧电极由铂 和银所构成,外罩以聚乙烯薄膜,当外加极化电压时,溶氧透过薄膜在阴极上还原,同时产生扩散电流,溶氧量越高,电流 愈强。 3.简述叶绿体的结构和功能。 叶绿体外有两层被膜,分别称为外膜和内膜,具有选择透性。叶绿体膜以内的基础物质称为间质。间质成分主要是可溶 住蛋白质(酶)和其它代谢活跃物质。在间质里可固定 CO2 形成和贮藏淀粉。在间质中分布有绿色的基粒,它是由类囊体垛 叠而成。光合色素主要集中在基粒之中,光能转变为化学能的过程是在基粒的类囊体质上进行的。 4.光合作用的全过程大致分为哪三大步骤? (1)光能的吸收传递和转变为电能过程。(2)电能转变为活跃的化学能过程。(3)活跃的化学能转变为稳定的化学能 过程。 5.光合作用电子传递中,PQ 有什么重要的生理作用 7 光合电子传递链中质体醌数量比其他传递体成员的数量多好几倍,具有重要生理作用: (1)PQ 具有脂溶性,在类囊体膜上易于移动,可沟通数个电子传递链,也有助于两个光系统电子传递均衡运转。 (2)伴随着 PQ 的氧化还原,将 2H+从间质移至类囊体的膜内空间,既可传递电子,又可传递质子,有利于质子动力势 形成,进而促进 ATP 的生成。 6.应用米切尔的化学渗透学说解释光合磷酸化机理。 在光合链的电子传递中,PQ 可传递电子和质子,而 FeS 蛋白,Cytf 等只能传递电子,因此,在光照下 PQ 不断地把接收 来的电子传给 FeS 蛋白的同时,又把从膜外间质中获得的 H+释放至膜内,此外,水在膜内侧光解也释放出 H+,所以膜内侧 H+浓度高,膜外侧 H+浓度低,膜内电位偏正,膜外侧偏负,于是膜内外使产主了质子动力势差(?pmf)即电位差和 pH 差, 这就成为产生光合磷酸化的动力,膜内侧高化学势处的 H+可顺着化学势梯度,通过偶联因子返回膜外侧,在 ATP 酶催化下 将 ADP 和 Pi 合成为 ATP。 7.C3 途径是谁发现的?分哪几个阶段?每个阶段的作用是什么? C3 途径是卡尔文(Ca1vin)等人发现的。可分为二个阶段:(1)羧化阶段,CO2 被固定,生成 3-磷酸甘油酸,为最初 产物;(2)还原阶段:利用同化力(NADPH、ATP)将 3-磷酸甘油酸还原成 3-磷酸甘油醛---光合作用中的第一个三碳糖; (3)更新阶段,光合碳循环中形成的 3-磷酸甘油醛,经过一系列的转变,再重新形成 RuBP 的过程。 8.C3 途径的调节方式有哪几个方面? (1)酶活化调节: 通过改变叶的内部环境, 间接地影响酶的活性。 如间质中 pH 的升高,Mg2+浓度升高, 可激活 RuBPCase 和 Ru5P 激酶。 (2)质量作用的调节,代谢物的浓度可以影响反应的方向和速率。 12

(3)转运作用的调节,叶绿体内的光合最初产物--磷酸丙糖,从叶绿体运到细胞质的数量,受细胞质里的 Pi 数量所控 制。Pi 充足,进入叶绿体内多,就有利于叶绿体内磷酸丙糖的输出,光合速率就会加快。 9.如何解释 C4 植物比 C3 植物的光呼吸低? C3 植物 PEP 羧化酶对 CO2 亲和力高,固定 CO2 的能力强,在叶肉细胞形成 C4 二羧酸之后,再转运到维管束鞘细胞,脱 羧后放出 CO2,就起到了 CO2 泵的作用,增加了 CO2 浓度,提高了 RuBP 羧化酶的活性,有利于 CO2 的固定和还原,不利于 乙醇酸形成,不利于光呼吸进行,所以 C4 植物光呼吸测定值很低。 而 C3 植物,在叶肉细胞内固定 CO2,叶肉细胞的 CO2 /O2 的比值较低,此时,RuBP 加氧酶活性增强,有利于光呼吸的 进行,而且 C3 植物中 RuBP 羧化酶对 CO2 亲和力低,光呼吸释放的 CO2 ,不易被重新固定。 10.如何评价光呼吸的生理功能? 光呼吸是具有一定的生理功能的,也有害处: (1)有害的方面:减少了光合产物的形成和累积,不仅不能贮备能量,还要消耗大量能量。 (2)有益之处:①消除了乙醇酸的累积所造成的毒害。②此过程可以作为丙糖和氨基酸的补充途径。③防止高光强对叶 绿体的破坏,消除了过剩的同化力,保护了光合作用正常进行。④消耗了 CO2 之后,降低了 O2/CO2 之比,可提高 RuBP 羧化 酶的活性,有利于碳素同化作用的进行。 11.简述 CAM 植物同化 CO2 的特点。 这类植物晚上气孔开放,吸进 CO2,在 PEP 羧化酶作用下与 PEP 结合形成苹果酸累积于液泡中。白天气孔关闭,液泡中 的苹果酸便运到细胞质,放出 CO2 参与卡尔文循环形成淀粉等。 12.作物为什么会出现“午休”现象? (1)水分在中午供给不上,气孔关闭;(2)CO2 供应不足;(3)光合产物淀粉等来不及分解运走,累积在叶肉细胞中, 阻碍细胞内 CO2 的运输;(4)生理钟调控。 13.提高植物光能利用率的途径和措施有哪些? (1)增加光合面积:①合理密植;②改善株型。 (2)延长光合时间:①提高复种指数;②延长生育期 ③补充人工光照。 (3)提高光合速率:①增加田间 CO2 浓度;②降低光呼吸。 第四章 一、名词解释 1. 2. 3. 有氧呼吸:指生活细胞在氧气的参与下,把某些有机物质彻底氧化分解,放出 CO2 并形成水,同时释放能量的过程。 无氧呼吸:指在无氧条件下,细胞把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物,并释放能量的过程。亦称发酵作用。 呼吸商:又称呼吸系数,简称 RQ,是指在一定时间内,植物组织释放 CO2 的摩尔数与吸收氧的摩尔数之比。 植物的呼吸作用

4. 呼吸速率;又称呼吸孩度,以单位鲜重、干重或单位面积在单位时间内所放出的 CO2 的重量(或体积)或所吸收 O2 的重量(或体积)来表示。 5. 糖酵解:是指在细胞质内所发生的、由葡萄糖分解为丙酮酸的过程。

6. 三羧酸循环:丙酮酸在有氧条件下,通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解生成 CO2 的过程。又称为柠 像酸环或 Krebs 环,简称 TCA 循环。

13

7.

戊糖磷酸途径,简称 PPP 或 HMP。是指在细胞质内进行的一种葡萄糖直接氧化降解的酶促反应过程。

8. 呼吸链:呼吸代谢中间产物随电子和质子,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 轨道。 9. 氧化磷酸化:是指呼吸链上的氧化过程,伴随着 ADP 被磷酸化为 ATP 的作用。

10.末端氧化酶:是指处于生物氧化作用一系列反应的最末端,将底物脱下的氢或电子传递给氧,并形成 H2O 或 H2O2 的氧 化酶类。 11.抗氰呼吸:某些植物组织对氰化物不敏感的那部分呼吸。即在有氰化物存在的条件下仍有一定的呼吸作用。 12.无氧呼吸消失点:又称无氧呼吸熄灭点,使无氧呼吸完全停止时环境中的氧浓度,称为无氧呼吸消失点。 二、填空题 1.有氧呼吸和无氧呼吸的主要区别是 2.EMP 途径是在 中进行的,PPP 途径是在 行的。细胞质 细胞质 细胞质 线粒体衬质 3.细胞色素氧化酶是一种含金属 4.苹果削皮后会出现褐色就是 和 ,它们开始走的共同途径是 中进行的,洒精发酵是在 。有氧与无氧参与 糖酵解阶段 中进

中进行的,TCA 循环是在

的氧化酶。铜 铁 。酚氧化酶 铜

酶作用的结果,该氧化酶中含有金属

5.天南星科海芋属植物开花时放热很多,其原因是它进行 6.线粒体氧化磷酸化活力功能的一个重要指标是 7.呼吸作用的最适温度总是比光合作用的最适温度要 8.早稻浸种催芽时,用温水淋种和时常翻种,其目的就是使 9.氧化磷酸化的解偶联剂是 ,PPP 途径的抑制剂是 。P/O 比 。高

的结果。抗氰呼吸

。呼吸作用正常进行 。DNP(2,4-二硝基酚) Na3PO4

三、选择题 1.苹果贮藏久了,组织内部会发生:( A. 抗氰呼吸 B. 酒精发酵 ) C.糖酵解 )

2. 在植物正常生长的条件下,植物的细胞里葡萄糖降解主要是通过:( A. PPP B.EMP-TCA C.EMP )

3.植物组织衰老时,戊糖磷酸途径在呼吸代谢途径中所占比例( A. 上升 A. 下降 ) C.光呼吸 ) C.维持一定水平

4.种子萌发时,种皮末破裂之前只进行( A. 有氧呼吸 B. 无氧呼吸

5.参与 EMP 各反应的酶都存在于:(

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A. 细胞膜上

B. 细胞质中 )

C.线粒体中

6.TCA 各反应的全部酶都存在于( A. 细胞质 B. 液胞

C.线粒体 ) C.乙醛酸体 ) C.TCA )

7.PPP 中,各反应的全部酶都存在于( A. 细胞质 B. 线粒体

8.在有氧条件下,葡萄糖的直接氧化途径是( A. EMP B. PPP

9.如果呼吸途径是通过 EMP-TCA 途径,那么 C1/C6 应为:( A. 大于 1 B.小于 1 C.等于 1 )

10.在植物体内多种氧化酶中,不含金属的氧化酶是( A. 细胞色素氧化酶 B.酚氧化酶

C.黄素氧化酶

四、是非判断与改正 1.从发展的观点来看,有氧呼吸是由无氧呼吸进化而来的。( )(?) 2.有氧呼吸中 O2 并不直接参加到 TCA 循环中去氧化底物,但 TCA 循环只有在有 O2 条件下进行。( )(?) 3.在完整细胞中,酚与酚氧化酶处在不同细胞区域中。( 4.提高环境中 O2 的含量,可以使 EMP 速度加快。( )(?)

)(?)减慢 )(?)

5.涝害淹死植株,是因为无氧呼吸进行过久,累积酒精,而引起中毒。( 6.果实成熟到一定时期都会出现呼吸跃变现象。( )(?)不相同

7.绿色植物光呼吸的底物与呼吸作用的底物是相同的。( 8.淀粉种子安全含水量应在 15%~16%以下。( 五、问答题 1.呼吸作用多条路线论点的内容和意义如何? )(?)

)(?)12%~13%以下

植物呼吸代谢多条路线论点是汤佩松先生提出来的,其内容是是:(1)呼吸化学途径多样性(EMP、PPP、TCA 等); (2)呼吸链电子传递系统的多样性(电子传递主路,几条支路,如抗氰支路)。(3)末端氧化酶系统的多样性(细胞色素 氧化酶,酚氧化酶,抗坏血酸氧化酶,乙醇酸氧化酶和交替氧化酶)。这些多样性,是植物在长期进化过程中对不断变化的 外界环境的一种适应性表现,其要点是呼吸代谢(对生理功能)的控制和被控制(酶活牲)过程。而且认为该过程受到生长 发育和不同环境条件的影响,这个论点,为呼吸代谢研究指出了努力方向。 2.戊糖磷酸途径在植物呼吸代谢中具有什么生理意义? 戊糖磷酸途径中形成的 NADPH 是细胞内必需 NADPH 才能进行生物合成反应的主要来源, 如脂肪合成。 其中间产物核糖和 磷酸又是合成核苷酸的原料,植物感病时戊糖磷酸途径所占比例上升,因此,戊糖磷酸途径在植物呼吸代谢中占有特殊的地 位。 15

3.呼吸作用糖的分解代谢途径有几种?在细胞的什么部位进行? 有 EMP、TCA 和 PPP 三种。EMP 和 PPP 在细胞质中进行的。TCA 是在线粒体中进行的。 4.三羧酸循环的要点及生理意义如何? (1)三羧酸循环是植物有氧呼吸的重要途径。 (2)三羧酸循环一系列的脱羧反应是呼吸作用释放 CO2 的来源。一个丙酮酸分子可以产生三个 CO2 分子,当外界 CO2 浓度增高时,脱羧反应减慢,呼吸作用受到抑制。三羧酸循环释放的 CO2 是来自于水和被氧化的底物。 (3)在三羧酸循环中有 5 次脱氢,再经过一系列呼吸传递体的传递,释放出能量,最后与氧结合成水。因此,氢的氧化 过程,实际是放能过程。 (4)三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质和核酸及其他物质的共同代谢过程,相互紧密相连。 5. 什么叫末端氧化酶?主要有哪几种? 处于生物氧化作用一系列反应的最末端,将底物脱下的氢或电子传递给氧,并形成 H2O 或凡 H202 的氧化酶都称为末端 氧化酶。如:细胞色素氧化酶、交替氧化酶(抗氰氧化酶)、酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、黄素氧化酶等,也有把过氧化氢 物和过氧化物酶列入其中。 6.抗氰呼吸有何特点? 已知抗氰呼吸电子传递的途径不通过细胞色素系统,而是由泛醌传递给一个受体(X),再由 X 直接传递给氧,这样就 越过了磷酸化部位 II、III,对氰化物不敏,,且 P/O 比为 1 或<1。因此,在进行抗氰呼吸时有大量热能释放。抗氰呼吸 的强弱除了与植物种类有关外,也与发育状况、外界条件有关。且抗氰呼吸在正常途径受阻时得到加强,所以抗氰呼吸是一 种与正常呼吸途径交替进行的适应性过程。 7.呼吸作用与光合作用的辩证关系表现在哪些方面? (1)光合作用所需的 ATP 和 NADP+与呼吸作用所需的 ATP 和 NADP+是相同的。这两种物质在光合和呼吸中共用。 (2) 光合作用的碳循环与呼吸作用的戊糖磷酸途径基本上是正反反应关系。 二者之间有许多中间产物是可以交替使用的。 (3)光合释放的 CO2 可供呼吸利用,而呼吸作用释放的 CO2 能力光合作用同化。 8.长时间无氧呼吸植物为什么会死亡? (1)无氧呼吸产生酒精,酒精使细胞质的蛋白质变性。(2)氧化 1mol 葡萄糖产生的能量少。要维持正常的生理需要就 要消耗更多的有机物,这样体内养分耗损过多。(3)没有丙酮酸的有氧分解过程,缺少合成其他物质的原料。 9.植物组织受到损伤时呼吸速率为何加快? 原因有二:一是原来氧化酶与其底物在结构上是隔开的,损伤使原来的间隔破坏,酚类化合物迅速被氧化。二是损伤使 某些细胞转变为分生状态, 形成愈伤组织以修复伤处, 这些生长旺盛的细胞当然比原来的休眠或成熟组织的呼吸速率要快得 多。 10.低温导致烂秧的原因是什么? 是因为低温破坏了线粒体的结构,呼吸“空转”,缺乏能量引起代谢紊乱的缘故。 11.早稻浸种催芽时用温水淋种和翻堆的目的是什么? 目的就是控制温度和通气,使呼吸作用顺利进行。否则谷堆中部温度过高就会引起“烧芽”现象。 12.粮食贮藏时为什么要降低呼吸速率?

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因为呼吸速率高会大量消耗有机物;呼吸放出的水分又会使粮堆湿度增大,粮食“出汗”,呼吸加强;呼吸放出的热量 又使粮温增高,反过来又促进呼吸增强,同时高温高湿微生物迅速繁殖,最后导致粮食变质。 第五、六章 一、名词解释 1.质外体:是一个开放性的连续自由空间,包括细胞壁、胞间隙及导管等。 2.共质体:是通过胞间连丝把无数原生质体联系起来形成一个连续的整体。 3.胞间连丝:是贯穿胞壁的管状结构物内有连丝微管,其两端与内质网相连接。 4.代谢源:指制造并输送有机物质到其他器官的组织、器官或部位。如成熟的叶片。 5.代谢库:指植物接纳有机物质用于生长、消耗或贮藏的组织、器官或部位。如发育中的种子、果实等。 6.转移细胞:一种特化的薄壁细胞,其功能是进行短距离的溶质转移。这类细胞的细胞壁凹陷以增加其细胞质膜的表面积, 有利于物质的转移。 7.有机物的装卸:同化物质从筛管周围的源细胞进入筛管和筛管内的同化物质进入到库细胞的过程。已有实验证明,同化 物质进入筛管和流出筛管是一个主动过程,故称装卸。 8.比集运量:指有机物质在单位时间内通过单位韧皮部横切面积的量。 二、填空题 1.植物体内有机物的长距离运输的部位是 2.筛管中含量最高的有机物是 3.叶肉细胞中的糖分向韧皮部装入是 ,运输的方向有 和 两种。韧皮部 。蔗糖 K+ 双向运输 横向运输 植物体内有机物的代谢及其分配和运输

,而含量最高的无机离子是 浓度梯度进行的。逆着

4.有机物在筛管中随液流的流动而流动,而这种液流流动的动力,则来自于输导系统两端的 5. 证明植物体内有机物的途径可采用 和 虫吻刺法 两种方法。 研究有机物运输形式最巧妙的方法是

。压力势差 。 环剥法 同位素示踪法 蚜

6.无机磷含量对光合产物的运转有调节作用,源叶内无机磷含量高时,则促进光合初产物从 进细胞内 的合成。叶绿体 细胞质 蔗糖 7.就源库间关系看,当源大于库时,籽粒增重受 应不足 的限制,库大于源时,籽粒增重受



的输出,促

的影响。籽粒本身容积

同化物供

8.从同化物运输与分配的观点看,水稻的结实率主要取决于 同化物质供给水平 灌浆期同化物质供给水平 三、选择题 1.无数原生质相互联系起来,形成一个连续的整体,是依靠( A.微纤丝 B.胞间连丝 )

,而籽粒的饱满程度主要取决于 。 花粉形成期和开花期限



C.微管

2.植物筛管汁液中占干重 90%以上是( A.蛋白质 B.脂肪

C.蔗糖 ) 17

3.细胞间有机物质运输的主要途径是(

A.质外体运输

B.共质体运输 )

C.简单扩散

4.蔗糖转变中不可缺少的元素是( A.磷 B.铁

C.锌 )

5.无论是细胞质泵动学说还是收缩蛋白学说,都认为有机物运输需要:( A.充足水分 B.适宜的温度 C.消耗能量 )

6.禾谷类作物拔节期之前,下部叶子的同化物主要供应:( A.幼叶 B.幼芽 C.根部

7.提高作物产量的有效途径是增加经济系数,增加经济系数的有效途径则是:( A.适当地降低株高 B.减少氮肥 C.增施磷肥



8.植物体内同化物运输速率对光合作用的依赖是间接的,主要起控制作用的是:( A.光照的强弱 B.叶内蔗糖浓度 ) C.很小的作用 ) C.与晚上相当 C.温度的高低



9.IAA 对有机物质的运输和分配有:( A.抑制作用

B.促进作用

10.植物体内有机物运输速率一般是白天:( A.快于晚上 B.慢于晚上

四、是非判断与改正 1.有机物运输是决定产量高低和品质好坏的一个重要因素。( 2.韧皮部中的物质不能同时向相反方向运输。( )(?)

)(?)可以同时 )(?) )(?)压力势差 )(?) )(?)

3.从叶肉细胞把同化物装载到韧皮部的细胞是消耗代谢能的。( 4.筛管中液流流动是由于输导系统两端的衬质势差而引起的。( 5.随着作物生育时期的不同,源与库的地位也将因时而异。(

6.如将穗剪去,则可观察到叶片光合速率的降低和淀粉在叶片内的迅速累积。( 五、问答题 1.同化物是如何装入与卸出筛管的?

同化物向韧皮部的装载是一种分泌过程,由于筛管膜内外,存在电化学势差,膜外的质子浓度高,膜外的 H+会向膜内 转移,蔗糖在膜上蔗糖载体作用下,将伴随 H+一同进入膜内,进入筛管。同合物的却出过程,即由筛管将蔗糖卸入到消耗 细胞有两种方式:一种是蔗糖先卸入自由空间,被细胞壁束缚的蔗糖酶分解后,穿过质膜进入细胞质,重新合成蔗糖,再转 入液泡中。另一种方式是蔗糖进入自由空间,不被水解,直接进入消耗细胞,被胚乳吸收。 2.蔗糖是植物体内有机物运输的主要形式,缘由何在?

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(1)蔗糖有很高的水溶性,有利于在筛管中运输。(2)具有很高的稳定性适于从源运输到库。(3)蔗糖具有很高的 运输速率,可达 100cm /h。 3.温度对有机物运输有什么影响? 温度太高,呼吸增强,消耗一定量的有机物,同时原生质的酶开始钝化或受破坏,所以运输速度降低。低温使酶的活性 降低,呼吸作用减弱,影响运输过程所必需的能量供应,导致运输变慢。 4.硼为什么能促进植物体内碳水化合物的运输? 因为硼能与糖结合成复合物,这个复合物是极性分子,有利于通过质膜以促进糖的运输。 5.植物体内有机物运输分配规律如何? 有机物的运输分配是受着供应能力,竞争能力和运输能力三个因素影响的。(1)供应能力:指该器官或部位的同化产 物能否输出以及输出多少的能力,也就是“代谢源”把光合产物向外“推”送力的大小。(2)竞争能力,指各器官对同化 产物需要程度的大小。也就是“代谢库”对同化物的“拉力”大小。(3)运输能力,包括输出和输入部分之间输导系统联 系、畅通程度和距离远近。在三种能力中,竞争能力是主要的。 6.植物体内有机物运输分配的特点如何? (1)光合产物优先供应生长中心,如孕穗期至抽穗期,分配中心为穗及茎。(2)以不同叶位的叶片来说,其光合产物 分配有“就近运输”的特点。(3)还有同侧运输的特点。(4)光合产物还具有可再分配利用的特点。 7.简述作物产量形成的源库关系。 源是制造同化物的器官,库是接纳同化物的部位,源与库共存于同一植物体,相互依赖,相互制约。作物要高产,需要 库源相互适应,协调一致,相互促进。库大会促源,源大会促库,库小会抑制源,源小库就不能大,高产就困难。作物产量 形成的源库关系有三种类型:(1)源限制型;(2)库限制型;(3)源库互补型,源库协同调节。增源与增库均能达到增 产目的。 8.何谓压力流动假说?实验依据是什么?该学说还有哪些不足之处? 由德国人明希提出来的(30 年代),这个假说的基本点是: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)之间所存在的压力势差推动的。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。 实验证据是:(1)溢泌现象,表示有正压力存在;(2)筛管接近源库的两端存在浓度梯度差。(3)植物生长素的运 输只能随筛管内物质集体流动;(4)用蚜虫吻刺法直接测定筛管中液流速度,约为 100cm /h。 不足之处:(1)无法解释筛管细胞内可同时进行双向运输;(2)物质集体快速流动所需的压力势差,远远大于筛管两 端由有机物浓度差所引起的压力势差。

第七章 一、基本概念

植物体内的细胞信号转导

1.植物细胞信号转导:指植物感受、传导环境刺激的分子途径及其在植物生长发育过程中调控基因的表达和生理生化反应。 2.细胞受体:指存在于细胞表面或亚细胞组分中的天然物质,可特异地识别并结合化学信号物质-----配体,并在细胞内放 大、传递信号,启动一系列生化反应,最终导致特定的细胞反应。 3.钙调素:为广泛存在于所有真核生物中的一类钙依赖性的具有调节细胞内多种重要酶活性和细胞功能的小分子量的、耐 热的球状蛋白。 二、问答题 19

简述细胞受体的类型和基本特征。 (1) 细胞受体的类型: (A) 细胞内受体:存在于亚细胞组分(如细胞核等)上的受体; (B) 细胞表面受体:存在细胞表面(如细胞膜等)上的受体. (2)细胞受体的基本特征: (A)高度特异性:只与其特定的信号物质(配体)结合并触发反应; (B)高亲和力:与配体的结合能力强; (C)可逆性:与配体的结合是可逆的。 2. 简述钙调素的作用方式。 (1)直接与靶酶结合,诱导靶酶的活性构象,从而调节酶活性; (2)与 Ca2+结合,形成活化的 Ca2+ . CaM 复合体,然后再与靶酶结合将靶酶激活。 第八章 一、名词解释 1.植物生长物质:是一些调节植物生长发育的物质。包括植物激素和植物生长调节剂。 2. 植物激素:指一些在植物体内合成,并从产生之处运送到别处,对生长发育起显著作用的微量有机物。 3.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。 4.极性运输:只能从植物形态学的上端向下端运输,而不能倒过来运输。 5.激素受体:是能与激素特异结合,并引起特殊生理效应的物质。 6.燕麦试法:是用琼胶收集燕麦胚芽鞘尖端的物质进行生长素含量的生物测定方法。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,入在黑暗中生长的胚芽鞘茎的一侧,胚芽鞘则会受琼胶中所含的生长素的影响而发 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。 7.燕麦单位:使燕麦胚芽鞘弯曲 10oC(22-23 oC 和 92%的相对湿度下)2 立方毫琼脂小块中的生长素含量。 8.三重反应:乙烯可抑制黄化豌豆幼苗上胚轴的伸长生长;促进其加粗生长;地上部分失去负向地性生长(偏上生长)。 9.靶细胞:与激素结合并呈现激素效应部位的细胞。大麦糊粉层细胞就是 GA 作用的靶细胞。 10.生长抑制剂:这类物质主要作用于顶端分生组织区,干扰顶端细胞分裂,引起茎伸长的停顿和顶端优势破坏。其作用不 能被赤霉素所恢复。 11.生长延缓剂:抑制节间伸长而不破坏顶芽的化合物。其作用可被 GA 所恢复。 12.钙调素(又称钙调节蛋白):是广泛存在于所有真核生物中的一类钙依赖牲的具有调节细胞内多种重要酶活性和细胞功 能的小分子量的耐热的球状蛋白(简称 CaM)。 二、写出下列符号的中文名称 1.ABA--脱落酸 2.ACC—1-氨基环丙烷-1-羧酸 3.AOA--氨基氧乙酸 4.AVG--氨基乙氧基乙烯 基甘氨酸 5. 9----二甲基氨基琥珀酰胺酸 B 6. 6-BA----6-苄基腺嘌呤或 6-苄基氨基嘌呤 7. BR---20 植物生长物质

油菜素内酯 8.cAMP----环腺苷酸 9.CaM----钙调素 10.CCC----氯化氯代胆碱(矮壮素) 11.CTK细胞分裂素 12.CEPA--2-氯乙基膦酸(乙烯利) 13.2,4-D----2,4-二氯苯氧乙酸 14.Eth----乙 烯 15.GA3----赤霉酸 16.MACC----1-丙二酰基 ACC 17.MJ--茉莉酸甲酯 18.NAA--萘乙酸 19.PA----多胺 20.ZT--玉米素 21.SAM--硫腺苷蛋氨酸 22.2,4,5-T--2,4,5-三氯苯氧乙酸 23.TIBA--2,3,5-三碘苯甲酸 24.PP333--氯丁唑(多效唑) 25.MH----马来酰肼(青鲜素) 二、填空题 1. 大家公认的植物激素包括五大类: 烯 2.首次进行胚芽鞘向光性实验的人是 3.已经发现植物体中的生长素类物质有 4.生长素降解可通过两个方面: 和 、 、 、 、 。 生长素 赤霉素 细胞分裂素 脱落酸 乙

,首次从胚芽鞘分离出与生长有关物质的人是 、 和 。吲哚乙酸

。达尔文

温特

苯乙酸

4-氯-3-吲哚乙酸

。光氧化和酶氧化 、 、 和 。色氨酸 甲瓦龙酸(甲羟戊酸)

5.生长素、赤霉素、脱落酸和乙烯的合成前体分别是 甲瓦龙酸和蛋氨酸(甲硫氨酸) 6.组织培养研究中证明:当 CTK/IAA 比值高时,诱导

分化;比值低时,诱导

分化。芽

根 分

7.不同植物激素组合,对输导组织的分化有一定影响,当 IAA/GA 比值低时,促进 化。韧皮部 木质部

分化;比值高时,促进

8.诱导 ?-淀粉酶形成的植物激素是 ,延缓叶片衰老的是 ,促进休眠的是 ,促进瓜类植物多开雌花的是 ,促进瓜类 植物多开雄花的是 ,促进果实成熟的是 ,打破土豆休眠的是 ,加速橡胶分泌乳汁的是 ,维持顶端优势的是 ,促进 侧芽生长的是 。赤霉素 细胞分裂素 脱落酸 生长素和乙烯 赤霉素 乙烯 赤霉素 乙烯 生长素 细胞分裂素 9.激动素是 的衍生物。嘌呤 。IAA 易被光氧化而破坏 。三碘苯甲酸

10.1AA 贮藏时必须避光是因为 11.为了解除大豆的顶端优势,应喷洒 12.细胞分裂素主要是在 13.缺 O2 对乙烯的生物合成有 14.干旱、淹水对乙烯的生物合成有 15.乙烯利在 pH 值

中合成的。根尖 作用。抑制 作用。促进

时分解放出乙烯。大于 4.1 的缘故。赤霉素 。赤霉素 脱落陵 生长延缓剂 的生物合成。赤霉素 。精氨酸 赖氨酸 蛋氨酸

16.矮生玉米之所以长不高,是因为其体内缺少 17.甲瓦龙酸在长日照条件下形成 18.生长抑制物质包括 和

,在短日照条件下形成 两类。生长抑制剂

19.矮壮素之所以能抑制植物生长是因为它抑制了植物体内 20.多胺生物合成的前体物质是 三、选择题 1.最早从植物中分离、纯化 IAA 的是:( A.温特 B.郭葛 ) C.斯库格 、 和

21

2.发现最早、分布最普遍的天然生长素是:( A.萘乙酸

) C.3-吲哚乙酸 “ C.吲哚乙醛

B.4-氯-3-吲哚乙酸 )

3.IAA 生物合成的直接前体物质是:( A.色胺

B.吲哚丙酮酸 )

4.生长素受体在细胞中的位置可能是:( A.细胞壁

B.细胞质(或细胞核) C.质膜 ) C.既有极性运输又有非极性运输 ) C.吡咯环 ) C.质体 ) C.?-淀粉酶 ) C.微粒体 ) C.既抑制又促进 ) C.不改变根冠比 )

5.生长素在植物体内的运输方式是:( A.只有极性运输

B.只有非极性运输

6.已发现的赤霉素达 100 余种,其基本结构是:( A.赤霉素烷 B.吲哚环

7.赤霉素在细胞中生物合成的部位是:( A.线粒体 B.过氧化物体

8.赤霉素可以诱导大麦种子糊粉层中形成( A.果胶酶 B.?-淀粉酶

9.细胞分裂素生物合成是在细胞里的( A.叶绿体 B.线粒体

10.GA 对不定根形成的作用是:( A.抑制作用

B.促进作用

11.向农作物喷施 B9 等生长延缓剂,可以( A.增加根冠比 B.降低根冠比

12.在 IAA 相同条件下,低浓度蔗糖可以诱导:( A.韧皮部分化 B.木质部分化

C.韧皮部和本质部分化

四、是非判断与改正 1.植物地上部分可以从根系得到所需的 ABA、GA、CTK 等。( 2.细胞分裂素防止衰老是在翻译水平上起作用的。( 3.IAA 氧化酶的辅助因子是 Mn 和一元酚。( 4.植物体内 GA12-7-醛是各种 GA 的前身。(
2+

)(?)

)(?)转录水平

)(?) )(?) )5.(?)?-淀粉酶 22

5.赤霉素可以诱导大麦种子糊粉层产生 ?-淀粉酶。(

6.细胞分裂素在植物体中的运输是无极性的。( 7.乙烯生物合成的直接前体是 ACC。( )(?)

)6.(?)

8.植物器官衰老时,从 ACC 合成酶活性减弱,生成乙烯少。( 9.乙烯能促进两性花中雄花的形成。( )(?)雌花形成

)(?)活性增强,生成乙烯多

10.脱落酸在逆境下有减少脯氨酸含量的效应。( 11.高浓度的 IAA 促进乙烯前体 ACC 的生物合成。( 12.ABA 促进气孔张开。( )(?)关闭

)(?)增加脯氨酸 )(?)

13.生产中将 GA 和 ABA 按比例混合喷施,效果好。(

)(?)效果差 )(?)效果差

14.在生产上,可以将赤霉素、石灰硫磺合剂按比例混合施用,既经济又有效。( 15.油菜素内酯是一种甾体物质,与动物激素结构相似。( 16.三碘苯甲酸是一种促进生长素运输的物质。( )(?)

)(?)阻碍生长素 )(?)

17.矮壮素是一种抗赤霉素剂,可使节间缩短,植株变矮、叶色加深。( 18.小麦拔节前使用多效唑,可以促进快长,降低抗寒性。( 19.B9 促进果树顶端分生组织的细胞分裂。( )(?)抑制

)(?)可以防止徒长,提高抗寒性

20.由于生长素和酸性溶液都可促进细胞伸长,所以酸生长学说可以阐明生长素的作用机理。()(?)虽然生长素?,但 酸生长学说还不足以阐明?

五、问答题 1.试述生长素、赤霉素促进生长的作用机理。 生长素促进植物快速生长的原因:可以用酸-生长学说解释。生长素与质膜上的受体质子泵(ATP 酶)结合,活化了质 子泵,把细胞质内的 H+分泌到细胞壁中去使壁酸化,其中一些适宜酸环境的水解酶:如 ?-1,4-葡聚糖酶等合成增加,此 外,壁酸化使对酸不稳定的键(H 键)易断裂,使多糖分子被水解,微纤丝结构交织点破裂,联系松弛,细胞壁可塑性增加。 生长素促进 H+分泌速度和细胞伸长速度一致。从而细胞大量吸水膨大。生长素还可活化 DNA,从而促进 RNA 和蛋白质合成。 GA 促进植物生长,包括促进细胞分裂和细胞扩大两个方面。并使细胞周期缩短 30%左右。GA 可促进细胞扩大,其作用 机理与生长素有所不同,GA 不引起细胞壁酸化,以可使细胞壁里 Ca2+移入细胞质中,细胞壁的伸展牲加大,生长加快,GA 能抑制细胞壁过氧化物酶的活性,所以细胞壁不硬化,有延展性,细胞就延长。 2.试述人工合成的生长素在农业生产上的应用。 (1)促使插枝生根;(2)阻止器官脱落;(3)促进结实防止落花落果;(4)促进菠萝开花;(5)促进黄瓜雌花分 化;(6)延长种子,块茎的休眠。 3.赤霉素有哪两类?各种赤霉素间在结构上有何差异? 赤霉素有 C19 和 C20 两类。 其基本结构是赤霉烷, 在赤霉烷上由于双键和羟基的数目和位置不同, 就形成了各种赤霉素。 4.生长素与赤霉素之生理作用方面的相互关系如何?

23

生长素与赤霉素之间存在相辅相成作用。(1)GA 有抑制 IAA 氧化酶活性的作用防止 IAA 的氧化;(2)GA 能增加蛋白 酶的活性,促进蛋白质分解,色氨酸数量增多,有利于 IAA 的生物合成(3)GA 促进生长素由束缚型转变为自由型。 5.赤霉素在生产上的应用主要有哪些方面? (1)促进麦芽糖化,GA 诱导 ?-淀粉酶的形成这一发现己被应用到啤酒生产中。 (2)促进营养生长,如在水稻“三系” 的制种过程中,切花生产上等都有应用,(3)防止脱落,促进单性结实,(4)打破休眠。 6.试述细地分裂素的生理作用和应用。 (1)促进细胞分裂和扩大,可增加细胞壁的可塑性。(2)诱导愈伤组织的分化,CTK/IAA 比值高,有利于愈伤组织产 生芽,CTK/IAA 比值低,有利于愈伤组织产生根,两者比值处于中间水平时,愈伤组织只生长而不分化。(3)延缓叶片衰 老。(4)在生产上,CTK 可以延长蔬菜的贮藏时间,防止果树生理落果等。 7.人们认为植物的休眠与生长是由哪两种激素调节的?如何调节? 植物的生长和休眠是由赤霉素和脱落酸两种激素调节的。 它们的合成前体都是甲瓦龙酸, 甲瓦龙酸在长日照条件下形成 赤霉素,短日照条件下形成脱落酸,因此,夏季日照长,产生赤霉素促进植物生长:而冬季来临前,日照短,产生脱落酸使 芽进入休眠。 8.乙烯利的化学名称叫什么?在生产上主要应用于哪些方面? 乙烯利的化学名称叫 2-氯乙基膦酸。在生产上主要应用于:(1)果实催熟和改善品质;(2)促进次生物质排出;(3) 促进开花;(4)化学杀雄。 9.生长抑制剂和生长延缓剂抑制生长的作用方式有何不同? 生长抑制剂是抑制顶端分生组织生长,丧失顶端优势,使植株形态发生很大变化,外施 GA 不能逆转达种抑制反应,而 生长延缓剂是抑制茎部近顶端分生组织的细胞伸长,节间缩短,叶数和节数不变,株型紧凑矮小,生殖器官不受影响或影响 不大,外施 GA 可逆转其抑制效应。 10.乙烯促进果实成熟的原因何在? 乙烯能增加细胞膜的透性, 促使呼吸作用加强某些肉质果实出现呼吸骤变, 因而引起果实内的各种有机物质发生急剧变 化,使果实甜度增加,酸味减少,涩味消失,香味产主,色泽变艳,果实由硬变软,达到完全成熟。 11.油菜素内酯具有哪些主要生理功能? (1)促进细胞伸长、促进细胞分裂、促进节间伸长和整株生长;(2)促进水稻第二叶片弯曲;(3)促进叶绿素生物合成; (4)延缓衰老;(5)增强抗寒性。 12.多胺有哪些生理功能? (1)促进生长;(2)刺激不定根产生;(3)延缓衰老;(4)提高植物的抗逆性 第九章 一、名词解释 1. 光形态建成:光控制植物生长、发育和分化的过程。 光形态建成 (5)调节植物的成花和育性。

2.光敏色素:植物体内存在的一种吸收红光-远红光可逆转换的光受体(色素蛋白质)。 3.蓝光反应:蓝光对植物生长、发育和分化的调控反应。 二、填空题 1. 植物光形态建成的光受体是 。光敏色素 24

2.分离提纯光敏色素并证明其有红光吸收型和远红光吸收型两种形式的学 者是 Parker 3. 光敏色素分布于除 以外的低等和高等植物中。 光敏色素是由 白质 生色团 生色团 4. 黄化幼苗的光敏色素含量比绿色幼苗 5.光敏色素有两种类型: 和 ,其中 和





等。Borthwick

Handricks

两部分组成。 部分具有独特的吸光特性。 真菌



,光敏色素是一种易溶于水的 型是生理激活型,

。高 Pfr Pfr Pr

型是生理失活(钝化)型。Pr

6.当 Pr 型吸收 nm 红光后转变为 Pfr 型,当 Pfr 型吸收 降解所致。660 730 蛋白质 7.光敏色素的生色团是一长链状的 4 个 8.植物界存在的第二类光形态建成是受 9.许多酶的光调节是通过 。色素蛋白

nm 远红光后就转变为 Pr 型。Pr 型会被破坏,可能是由于

吡咯环 。蓝光 隐花色素

光调节的反应,这种光受体叫

为媒介的。光敏色素 和 。膜假说 基因调节假说

10.关于光敏色素的作用和机理有两种假说

三、问答题 1.一般认为光敏色素分布在细胞什么地方?Pr 型和 Pfr 型的光学特性有何不同? 一般认为光敏色素与膜系统结合,分布在质膜、线粒体膜、核膜、叶绿体膜和内质网膜上。Pr 型的吸收高峰在伺 660nm, Pfr 型的吸收高峰在 730nm, 二类型光敏色素在不同光谱作用下可互相转换, Pr 型吸收 660nm 红光后就转变为 Pfr, Pfr 当 而 吸收 730nm 远红光后会转为 Pr 型。 2.干种子中为什么没有光敏色素活性? 光敏色素 Pfr 型与 Pr 型之间的转变过程中包括光化反应和黑暗反应。 光化反应局限于生色团, 黑暗反应只有在含水条件 下才能起反应,因此干种子中没有光敏色素反应。 3.如何用试验证明植物的某一生理过程与光敏色素有关? 光敏色素有红光吸收型和远红光吸收型两种存在形式,这两种形式可在红光和远红光照射下发生可逆反应,互相转化, 依据这一特征, 可用红光与远红光交替照射的方法, 观察其所引起的生理反应, 从而判断某一生理过程是否有光敏色素参与。 例如莴苣种子的萌发需要光,当用 660nm 的红光照射时促进种子萌发,而用 730nm 的远红光照射时,抑制萌发:当红光照射 后再照以远红光,则红光的效果被消除,当用红光和远红光交替照射时,种子的萌发状况决定于最后照射的是红光还是远红 光,前者促进萌发,后者抑制萌发。 4.光敏色素控制的生理反应有哪些?。 种子萌发,节间延长,小叶运动,花诱导,形态建成,叶脱落,性别表现,偏上性生长等。 5.关于光敏色素作用机理的基因调节假说内容如何? 在接受红光照射后,Pfr 型经过一系列过程,将信号转移到基因,活化或抑制某些特定基因,使转录出单股 mRNA 的速 度发生改变,mRNA 翻译成特殊蛋白质(酶),最后表现出形态建成,研究证明,多种酶的活性通过光敏色素受光调节。如 PAL、NR 等。蛋白质磷酸化受 Ca2+-CaM 调节,它可能是连接光敏色素的光活化和基因表达的中间步骤。 第十章 一、名词解释 植物的生长生理

25

1.生长:细胞、器官或有机体的数目、大小与重量的不可逆增加,即发育过程中量的变化称为生长。 2.分化:来自同一分子或遗传上同质的细胞转变为形态上、机能上、化学构成上异质的细胞称为分化。 3.发育:在植物生命周期过程中,植物发生大小、形态、结构、功能上的变化,称为发育,发育包括生长与分化两个方面, 即生长与分化贯穿在整个发育过程中。 4.种子寿命:从种子成熟到失去发芽能力的时间。 5.种子活力:种子在田间条件(非理想条件)下萌发的速度、整齐度及幼苗健壮生长的潜在能力,它包括种子萌发成苗和 对不良环境的忍受力两个方面。种子活力与种子的大小、成熟度有关,也与贮藏条件和贮藏时间有关。 6.温周期现象:植物对昼夜温度周期性变化的反应。 7.顶端优势:植物顶端在生长上占有优势的现象。 8.细胞全能牲:指植物体的每个细胞携带一个完整基因组,并具有发育成完整植株的潜在能力。 9.外植体:从植物体上分离出一块组织或一团细胞移种到无菌的培养基上进行体外培养的过程叫外植,用于发生无性繁殖 系的组织块或细胞团就叫外植体。 10.脱分化:外植体在人工培养基上经过多次细胞分裂而失去原来的分化状态,形成无结构的愈伤组织或细胞团,这个过程 称为脱分化。 11.再分化:指离体培养中形成的处于脱分化状态的细胞团再度分化形成另一种或几种类型的细胞、组织、器官、甚至最终 再形成完整植株的过程。 12.生长大周期:植物在不同生育时期的生长速率表现出慢-快-慢的变化规律,呈现“S”型的生长曲线,这个过程称生长 大周期。 13.向性运动:指外界对植物单向刺激所引起的定向生长运动。 14.感性运动:指外界对植物不定向刺激所引起的运动。 15.生理钟:又称生物钟。指植物内生节奏调节的近似 24 小时的周期性变化节律。

二、填空题 1.按种子吸水的速度变化,可将种子吸水分为三个阶段,即 其呼吸作用主要是以 2.种子萌发的标志是 、 、 。在种子吸水的第 1-2 阶段 无氧呼吸

呼吸为主。急剧吸水阶段、吸水停顿阶段、胚根出现又大量吸水阶段 。胚根突破种皮 的影响。光 和 、 和

3.有些种子的萌发除了需要水分,氧气和温度外,还受着 4.植物细胞的生长通常分为三个时期,即 5.植物生长的相关性主要表现在三个方面,即 与生殖器官的相关 6.植物组织培养的培养基一般由无机营养、碳源、 7.向光性的光受体是存在于质膜上的 、 、

。分裂期、伸长期、分化期 。根与地上部的相关,顶端优势,营养器官

和有机附加物等五类物质组成。维生素 抑制物质 分布不对称性,一是 分布不均匀。向性

生长调节物质

。生长素

8.关于植物向光性反应的原因有两种对立的看法:一是

感性 26

9.高等植物的运动可分为

运动和

运动。无关 。

10.感性运动的方向与外界刺激的方向 三、选择题 1.水稻种子中贮藏的磷化合物主要是:( A.ATP 2.促进莴苣种子萌发的光是( A.蓝紫光 B.磷脂 ) B.红光

) C.肌醇六磷酸

C.远红光 )

3.花生、棉花种子含油较多,萌发时较其他种子需要更多的:( A.水 B.矿质元素 ) C.乙烯的形成 ) C.氧气

4.红光促进种子萌发的主要原因是( A.GA 的形成

B.ABA 含量降低

5.种子萌发初期,胚根长出之前,呼吸类型是:( A.无氧呼吸 B.有氧呼吸

C.有氧呼吸兼无氧呼吸 )

6.在组织培养的培养基中糖的浓度较低(<2.5%)时,有利于( A.本质部形成 B.韧皮部形成 ) C.光敏色素 C.形成层分裂

7.试验表明,植物向光性反应的光受体是( A.核黄素 B.花色素

8.菜豆叶的昼夜运动,即使在不变化的环境条件中,在一定天数内,仍显示着周期性和节奏性的 变化,每一周期接近:( A.20 小时 ) B.近似 24 小时 C.30 小时

四、是非判断与改正 1.根系生长的最适温度,一般低于地上部生长的最适温度。( )(?) )(?)不是最适宜的 )(?)发芽前仅有 ?-淀粉酶,发芽后方形

2.生长的最适温度是指生长最快的温度,对健壮生长来说,也是最适宜的。( 3.禾谷类作物种子在发芽前仅含有 ?-淀粉酶,发芽后方形成 ?-淀粉酶。( 成 ?-淀粉酶 4.凡是有生活力的种子,遇到 TTC 后 其胚即呈红色。( 5.光对植物茎的生长有促进作用。( )(?)

)(?)有抑制作用 )(?)根也有

6.根的生长部位有顶端分生组织,根没有顶端优势。(

27

7.植物不仅具有对环境中空间条件的适应问题,同时还具有对时间条件的适应,如生理钟。( )(?)

五、问答题 1.种子萌发时,有机物质发生哪些生理生化变化? (1)淀粉的转化:淀粉在淀粉酶、麦芽糖酶或淀粉磷酸化酶作用下转变成葡萄糖(或磷酸葡萄糖)。(2)脂肪的转化: 脂肪在脂肪酶作用下转变为甘油和脂肪酸,再进一步转化为糖。(3)蛋白质的转化:胚乳或子叶内贮藏的蛋白质在蛋白酶 和肽酶的催化下,分解为氨基酸。 2.水稻种子萌发时,表现出“干长根,湿长芽”现象的原因何在? “干长根,湿长芽”现象是由于根和胚芽鞘的生长所要求的含氧量不同所致。根的生长,既有细胞的伸长和扩大,也包 括细胞分裂,而细胞分裂需要有氧呼吸提供能量和重要的中间产物。因而水多、氧不足时,根的生长受到抑制。但是胚芽鞘 的生长,主要是细胞的伸长与扩大,在水层中,水分供应充足,故而芽生长较快。此外,“干根湿芽”还与生长素含量有关。 在水少供氧充足时,IAA 氧化酶活性升高,使 IAA 含量降低,以至胚芽鞘细胞伸长和扩大受抑制,根生长受影响小。而在有 水层的条件下,氧气少,IAA 氧化酶活性降低,IAA 含量升高,从而促进胚芽鞘细胞的伸长,并且 IAA 运输到根部,因根对 IAA 比较敏感,使根的生长受到抑制。还有人认为,胚芽鞘呼吸酶以细胞色素氧化酶为主,与 O2 亲和力高,幼根则以抗氰 氧化酶为主,与 O2 亲和力较低,因而在水多时,胚芽鞘生长快于幼根。 3.高山上的树木为什么比平地生长的矮小? 原因是一方面高山上水分较少,土壤也较瘠薄,肥力较低,气温也较低,且风力较大,这些因素都不利于树木纵向生长; 另一方面是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而矮小。 4.试述光对植物生长的影响。 光对植物生长的影响是多方面的,主要有下列几方面:①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;②光控制植物的形态建成,即叶的伸展扩大,茎的高矮,分枝的多少、长度。根冠比等都与光照强弱和光质有关;③ 日照时数影响植物生长与休眠。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;④光影响种子萌发, 需光种子的萌发受光照的促进,而需暗种子的萌发则受光抑制,此外,一些豆科植物叶片的昼开夜合,气孔运动等都受光的 调节。 5.植物组织培养的理论依据是什么?其优点如何? 组织培养是指在无菌条件下,分离并在培养基中培养离体植物组织的技术。其理论依据是细胞全能性,优点在于:可以 研究外植体在不受植物体其他部分干扰下的生长和分化的规律, 并且可以用各种培养条件影响它们的生长和分化, 以解决理 论上和生产上的问题。特点:取材少,培养材料经济,可人为控制培养条件,不受自然条件影响;生长周期短,繁殖率高; 管理方便,利于自动化控制。 6.简述根和地上部分生长的相关性如何?调节植物的根冠比? 根和地上部分的关系是既互相促进、互相依赖,又互相矛盾、互相制约的,根系生长需要地上部供给光合产物、生长素 和维生素,而地上部分生长又需根部吸收的水分、矿质,根部合成的多种氨基酸和细胞分裂素等。这就是两者相互依存、互 相促进的一面,所以树大根深,根深叶茂。但两者又有相互矛盾,相互制约的一面,例如过分旺盛的地上部分的生长会抑制 地下部分的生长,只有两者的比例比较适当,才能获得高产。在生产上,可用人工的方法加入或降低根/冠比,一般说来, 降低土壤含水量,增施磷钾肥、适当减少氮肥等,都有利于加大根冠比,反之降低根冠比。 7.常言道:“根深叶茂”是何道理? 植物“根深叶茂”原因如下:(1)地上部分生长需要的水分和矿物质主要是由根系供给的,另外根系还能合成多种氨 基酸、细胞分裂素、生物碱等供应地上部分,因此,根系发育得好,对地上部分生长也有利。(2)植物地上部分对根的生 长也有促进作用,叶片中制造的糖类、维生素等供应给根以利根的生长。因此,地上部分长不好,根系也长不好。 8.植物的生理钟有何特征?

28

(1)需要光暗交替作为启动信号,一旦节奏启动了,就可在稳恒条件下持续几个星期。 (2)具有内生的近似昼夜节奏,约为 22~28 小时之间。 (3)生物钟的时相可调。若日夜颠倒,则可自行调整,而适应于新的环境节奏。还可重新拨回。 (4)生理钟的周期长度对温度钝感。Q10 为 1.0~1.1。

第十一章 一、名词解释 1.春化作用:低温促进植物开花的作用。

植物的生殖生理

2.去春化作用:已春化的植物或萌动种子,在春化过程结束之前,如置于高温条件下,春化效果即行消失,这种现象叫去 春化作用。 3.光周期与光周期现象:在一天中,白天和黑夜的相对长度叫光周期。植物对光周期的反应叫光周期现象。 4.光周期诱导:植物只需要一定时间适宜的光周期处理,以后即使处于不适宜的光周期下,仍然可以长期保持刺激的效果, 这种现象称为光周期诱导。 5.诱导周期数:植物达到开花所需要的适宜光周期数。不同植物所需的诱导周期数不同。 6.临界日长:诱导短日植物开花所需的最长日照时数,或诱导长日植物开花所需的最短日照时数。 7.临界暗期:昼夜周期中短日植物能够开花所必需的最短暗期长度,或长日植物能够开花所必需的最长暗期长度。 8.长日植物:日长必须长于临界日长才能开花的植物。 9.短日植物:日长必须小于临界日长才能开花的植物。 10.日中性植物:在任何日照长度下都能开花的植物。 11.花熟状态:植物在能感受环境条件的刺激而诱导开花时所必需达到的生理状态。 12.双受精现象:在精核与卵细胞互相融合形成合子的同时,另一个精核与胚囊中的极核细胞融合形成具有 3n 的胚乳核, 这种现象叫双受精现象。 13.花粉识别蛋白:能够感受柱头上感受蛋白的刺激而决定花粉是否萌发,存在于花粉外壁上的一种膜蛋白。识别蛋白是一 种糖蛋白。 14.花粉的群体效应:在人工培养花粉时,单位面积上花粉越多,花粉的萌发和花粉管的伸长越好。 二、填空题 1.影响花诱导的主要外界条件是 2.春化现象最先是 和 。低温 光周期 。Gassner 柴拉轩

发现的。提出成花素学说的学者是 。低 。茎尖生长点

3.小麦的冬性愈强要求春化的温度愈 4.植物接受低温春化的部位是 5.光周期现象是 和

在研究日照时数对美洲烟草(马里兰猛象)开花的影响时发现的。Garner Allard 29

6.植物光周期的反应类型可分为 3 种: 7.据成花素学说,SDP 在长日下由于缺乏 8.根据 C/N 比理论,C/N 比值小时,植物就 9.要想使菊花提前开花可对菊花进行 红光)





。长日照植物

短日植物

日中性植物 赤霉素 开

而不能开花,LDP 在短日下由于缺乏 花,C/N 比值大时,植物就

而不能开花。开花素 花。不开或延迟开

处理,要想使菊花延迟开花,可对菊花进行 处理。短日照

延长光照(或暗期中闪

10.SDP 南种北引,则生育期 ,故应引用 种;LDP 南种北引,则生育期 ,故应引用 11.一般来说,短日照促使短日植物多开 花,长日植物多开 花;长日照促使长日植物多开 花,短日植物多开 12.矮壮素能抑制 花。雌 雄 雌 雄 花的分化。雄 。长 短 植物成花。长日植物 处理。低温 和 雌

种。延长

早熟

缩短 迟熟

花的分化。三碘苯甲酸抑制 夜

14.我国处于北半球,夏天越向北越是日 15.暗期后半段,高比例的 Pfr/Pr 促进

植物成花,抑制

短日植物

16.要想使梅花提早开花,可提前对正常生长的梅花进行 17.可育花粉和不育花粉在内含物上的主要区别是 18.雌蕊的识别感受器是柱头表面的 三、选择题 1.冬小麦经过春化作用后,对日照要求是:( A.长日照下才开花 B.短日照下才开花 ) 、

的多少或有无。淀粉

蔗糖

脯氨酸

。蛋白质表膜

C.任何日照下都开花 )

2.将北方冬小麦引种到广东栽培,结果不能抽穗结实,主要原因是( A.日照短 B.气温高 C.光照强 ) C.氧气 ) C.不变 ) C.不一定开花

3.为了使小麦完成春化的低温诱导,需要有( A.适量的水 B.光照

4.小麦、油菜等经过春化处理后体内赤霉素含量会( A.减少 B.增加

5.如果将短日植物苍耳,放在 14 小时日照下将( A.不能开花 B.能开花

6.菊花临界日长为 15 小时,为使它提早开花需进行日照处理,必须( A.?15 小时 7.植物接受光周期的部位是( A.茎尖生长点 B.<15 小时 ) B.腋芽 C.叶片 C.等于 15 小时



30

8.植物发生光周期反应诱导开花的部位是( A.茎尖生长点 B.腋芽

) C.叶片 )

9.用不同波长光来间断暗期的试验表明,最有效的光是( A.蓝光 B.红光 ) C.绿光

10.用红光间断短日植物苍耳的暗期,则会( A.促进开花 B.抑制开花

C.无影响 ) C.无影响 ) C.影响不大

11.用远红光间断长日植物冬小麦暗期,则会( A.抑制开花 B.促进开花

12.一般来说,氮肥少,土壤干燥,则会使植物( A.多开雄花 13.花粉中的识到蛋白是:( A. 色素蛋白 B.多开雌花 )

B.脂蛋白

C.糖蛋白 )

14.植物花粉生活力有很大的差异,水稻花粉寿命很短,只有( A.5~10 分钟 B.1~2 小时 C.1~2 天 ) C. 6~7 天

15.水稻柱头的生活力在一般情况下,能维持( A.几小时 四、是非判断与改正 1.在短日照条件下,长日植物不可能成花。( B.1~2 天

)(?)短于临界日长条件下 )(?)光期若短于 2~4 小时 )(?)愈短 )(?) 短日植物也不能成花

2.在昼夜周期条件下,光期越短越能促进短日植物成花。( 3.小麦品种冬性愈强,所需春化温度愈低,春化天数愈短,( 4.春化处理过的冬小麦种子的呼吸速率比未处理的要高。( 5.临界暗期比临界日长对植物开花来说更为重要。(

)(?) )(?)可以开花

6.短日植物苍耳的临界日长,为 15.5 小时,故在 14 小时日照下,不能开花。( 7.短日植物苍耳开花,只需要一个光诱导周期。( )(?)

8.将短日植物放在人工光照室中,只要暗期长度短于临界夜长,就可开花。( 9.赤霉素可以代替低温和长日照,但它并不是成花激素。( )(?)

)(?)长于

10.将广东的水稻移至武汉栽种时,生育期延迟,应当引晚熟种。(

)(?)引早熟种 )(?)

11.花粉落在雌蕊柱头上能否正常萌发,导致受精,决定于双方的亲和性。( 12.在纯氧中贮存的花粉,可延长花粉的寿命。( )(?)会缩短

31

13.花粉的识别物质是内壁蛋白。(

)(?)外壁蛋白

14.花粉管在雌蕊中的定向生长,是由于花粉管尖端朝着雌蕊中“向化物质”浓度递增方向延伸的缘故。()(?)

五、问答题 1.柴拉轩提出的成花素假说的主要内容是什么? 他假定成花素是由形成茎所必需的赤霉素和形成花所必需的开花素两组具有活力的物质组成。一株植物必须先形成茎, 然后才能开花,所以,植物体内同时存在赤霉素和开花素才能开花。中性植物本身具有赤霉素和开花素,所以,不论在长、 短日照条件下都能开花。长日植物在长日照下,短日植物在短日条件下,都具有赤霉素和开花素,所以都可以开花。长日植 物在短日条件下,由于缺乏赤霉素,而短日植物在长日条件下,由于缺乏开花素,所以都不能开花,冬性长日植物在长日条 件下,具有开花素,但无低温条件,即无赤霉素的形成,所以仍不能开花。赤霉素限制长日植物开花,而开花素限制短日柏 物开花。 2.光周期理论在农业生产上应用有哪些方面? (1)控制开花:光周期的人工控制可以促进或延迟开花,菊花是短日植物,经短日处理可以从十月份提前至六、七月间 开花。在杂交育种中,可以延长或缩短日照长度,控制花期,解决父、母本花期不遇的问题。 (2)抑制开花,促进营养主长,提高产量。如甘蔗是短日植物,临界日长 10hi 可以在短日照来临时,用光间断暗期, 即可抑制甘蔗开花,增加甘蔗产量。 (3)引种上,必须考虑植物能否及时开花结实。如南方大豆是短日植物,南种北引,开花期延迟,所以引种时要引早熟 种。 (4)可以利用作物光周期特性,南繁北育,缩短育种周期。 3.试述光敏色素与植物花诱导的关系? 一般认为光敏色素控制植物的开花并不决定于 Pr 或 Pfr 的绝对量,而是与 Pfr/Pr 的比值有关。对短日植物来说,在 光期结束时,Pfr 占优势、Pfr/Pr 比值较高不利于开花,转入黑暗时,Pfr/Pr 比值降低,当 Pr r/Pr 比值降到低于临界 值时,短日植物可以发生成花的反应,对长日植物来说,较长的光期结束时,Pfr/Pr 比值较高,这恰好是长日植物开花所 必需的。但如果暗期过长,Pfr 转变为 Pr 相对比较多,Pfr/Pr 比值下降,长日植物不能成花。用红光中断暗期,Pfr 水平 提高,Pr 水平下降,Pfr/Pr 比值升高,短日植物开花受到抑制,长日植物开花受到促进。 4.试述外界条件对植物性别分化的影响。 光周期对花内雌雄器官的分化影响较大。一般说来,短日照促使短日植物多开雌花,长日植物多开雄花。把雌雄异株的 长日植物菠菜,经长日照诱导后,紧接着给予短日照。则在雌株上可以形成施花。 土壤条件对植物性别分化影响比较明显,一般来说,氮肥多,水分充足的土壤促进雌花℃绍撇渊紧狱烯可以促进黄瓜雌花的 分化,赤霉素则促进黄瓜雄花的分化。另外生长调节剂矮壮素促迸雌花的分化,三碘苯甲酸则促进雄花的分化。 机械损伤可刺激乙烯生成促进黄瓜多开雌花。 5.烟熏植物(如黄瓜)为什么能增加雌花? 因为烟中有效成分是乙烯和一氧化碳, 一氧化碳的作用是抑制吲哚乙酸氧化酶的活性减少吲哚乙酸的破坏, 提高生长素 的含量,而生长素和乙烯都能促进瓜类植物多开雌花因此烟熏植物可增加雌花。 6.试述温度对光周期现象的影响。 温度不但影响光周期通过的迟早,而且可以改变植物对光周期的要求,例如,短日植物紫苏,放在 8 小时日照 16 小时 黑暗条件下,如在暗期的适当时间给予 8 小时的 1-5oC 的低温处理,则不开花。同法处理长日植物,则可校长日植物在短日 条件下开花。豌豆、黑麦等在较低的夜温下失去对日照长度的敏感而呈现出日中性植物的特牲,适当降低夜温。可使短日植 32

物在较长的日照下开花。如烟草的短日品种在 18 oC 夜温下需要短日条件才能开花,当夜温降到 13 oC 时,则在 16-18 小 时的长日照条件下也能开花,牵牛花在 21-23 oC 温度下是短日性,而在 13℃低温下却表现出长日性。 7.植物受精后,花器官主要生理生化变化有哪些? 受精是孕育新一代生命的过程,因此各种生理生化反应亦随之被激活。主要变化是: (1)呼吸速率升高。可增高 1-2 倍。(2)雌蕊中生长素含量大大增加,这种增加不单是花粉带来的,而是由于受精的刺激 引起生长素的重新合成。(3)营养物质向生殖器官输送增强。营养物质向花器官中输送与其呼吸速率的升高和生长素含量 的增加是密切相关的。(4)各细胞器发生明显变化。如棉花受精后约 4 小时,在脐端可以双察到质体,线粒体、内质网膜 及核糖体等分别移动、并围绕核重新排列,如核糖体凝集形成多核糖体,激发蛋白质的合成。 8.试述钙在花粉萌发与花粉管伸长中的主要作用。 钙能促进花粉的萌发,如在花粉培养基中加入钙,花粉萌发率增加,钙结合于花粉管壁的果胶质中,增加管壁的强度, 透性减少;因而促进花粉管伸长。钙还与花粉管的定向伸长有关。钙在金鱼草花器官中的分布呈一定的浓度梯度,柱头上最 少,花柱中稍多,子房中较多,胚珠中最高。花粉管具有向钙离子浓度高的方向生长的特性,因而便产生了向胚珠方向的定 向生长。钙还可以使花粉免受各种有害气体及各种化学物质、物理因素的伤害。钙可以作为各种阻抑剂的拮抗剂,如钙可以 消除硼对花粉萌发的抑制作用。

第十二章 一、名词解释

植物的成熟和衰老生理

1.果实的双 S 曲线:一些核果及某些非核果类植物在生长的中期有一个缓慢期,呈双 S 型。 2.后熟作用:种子在休眠期内发生的生理生化过程。 3.单性结实:不经过受精作用,子房直接发育成无籽果实的现象。 4.呼吸骤变:当果实成熟到一定程度时,呼吸速率首先是降低,然后突然增高,最后又下降,这个陡增陡降的呼吸现象称 为呼吸骤变,又称呼吸跃变。 5.衰老:指一个器官或整株植物生命功能逐渐衰退的过程。 6.脱落:指植物细胞、组织或器官与植物体分离的过程。 7.种子休眠:成熟种子在合适的萌发条件下仍不菜发的现象,故也称深休眠。 8.强迫休眠:成熟种子因环境不适而引起的休眠叫做强迫休眠或浅休眠。 二、填空题 1.油料种子成熟过程中,脂肪是由 转化来的。糖类 结果。乙烯

2.人们认为果实发生呼吸骤变的原因是由于果实中产生 3.核果的生长曲线呈 型。双 S

4.未成熟的柿子之所以有涩味是由于细胞液内含有 5.果实成熟后变甜是由于 6.种子休眠的主要原因有 制物质的存在 的缘故。淀粉转变为糖 、 、

。单宁



。种皮限制

种子未完成后熟

胚未完全发育



33

7.叶片衰老时,蛋白质含量下降的原因有两种可能:一是蛋白质 8.叶片衰老过程中,光合作用和呼吸作用都 9.一般说来,细胞分裂素可 。迅速下降

;二是蛋白质

。合成能力减弱

分解加快

叶片衰老,而脱落酸可

叶片衰老。延缓

加速

10.种子成熟时,累积的磷化合物主要是

。磷酸肌醇(植酸)

三、选择题 1.试验证明,在空气中氧浓度升高时,对棉花叶柄的脱落产生的影响是( A.促进脱落 B.抑制脱落 ) C.变化不大 ) C.变化不大 ) C.脂肪 ) C.变化不大 ) C.没影响 )

2.在淀粉种子成熟过程中可溶性糖的含量是( A.逐渐降低 B.逐渐增高

3.油料种子在成熟过程中糖类总含量是( A.不断下降 B.不降上升

4.在豌豆种子成熟过程中,种子最先积累的是( A.以蔗糖为主的糖分 B.蛋白质

5.小麦籽粒成熟时,脱落酸的含量是( A.大大增加 B.大大减少

6.在生产上可以用作诱导果实单性结实的植物生长物质有( A.生长素类 B.赤霉素类

C.细胞分裂素类 )

7.在果实呼吸跃变正要开始之前,果实内含量明显升高的植物激素是( A.生长素 B.乙烯 C.赤霉素

8.苹果、梨的种子胚已经发育完全,但在适宜条件下仍不能萌发,这是因为( A.种皮限制 B.抑制物质 C.未完成后熟 ) C.乙烯利



9.破除马铃薯块茎休眠最有效的方法是使用( A.赤霉素 B.2,4-D

10.叶片衰老时,植物体内发生一系列生理生化变化,其中蛋白质和 RNA 含量( A.显著下降 B.显著上升 C.变化不大 )



11.叶片脱落与生长素有关,把生长素施于离区的近基一侧,则会( A.加速脱落 B.抑制脱落 C.无影响 )

12.用呼吸抑制剂碘乙酸、氟化钠和丙二酸处理叶柄时,则:(

34

A.促进脱落 四、是非判断与改正

B.抑制脱落

C.无影响

1.衰老的最早信号表现在叶绿体的解体上,但衰老并不是叶绿体启动的。( 2.果实生长与受精后子房生长素含量增多有关。( )(?)有关

)(?)

3.银杏、人参的果实或种子已完全成熟,但不能萌发,这是因为胚的发育尚未完成之故。( 4.缺钙植株的营养器官很容易脱落,而 CaCl2 处理可延缓或抑制脱落。( 5.幼果和幼叶的脱落酸含量高。( )(?)含量低 )(?)饱和脂肪酸 )(?) )(?)

)(?)

6.油料种子成熟时最先形成的脂肪酸是饱和脂肪酸。( 7.适当降低温度和氧的浓度可以延迟呼吸跃变的出现。( 8.香蕉成熟时产生特殊的香味是乙酸戊酯。( )(?)

9.未成熟果实有酸味,是因为果肉中含有很多抗坏血酸的缘故。( 10.未成熟的柿子、杏子等果实有涩味,是由于细胞液内含有单宁。(

)(?)含有很多有机酸 )

五、问答题 1.试述乙烯与果实成熟的关系及其作用机理。 果实的成熟是一个复杂的生理过程,果实的成熟与乙烯的诱导有关。果实开始成熟时,乙烯的释放量迅速增加,未成熟 的果实与已成熟的果实一起存放,未成熟果实也加快成熟达到可食状态。用乙烯或能产主乙烯的乙烯利处理未成熟果实,也 能加速果实成熟,人为地将果实中的乙烯抽去,果实的成熟便受阻。 乙烯诱导果实成熟的原因可能在下列几方面:①乙烯与细胞膜的结合,改变了膜的透性,诱导呼吸高峰的出现,加速了果实 内的物质转化,促进了果实成熟;②乙烯引起酶活性的变化,如乙烯处理后,纤维素酶、过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶和磷 酸酯酶的活性增强;③乙烯诱导新的 RNA 合成。已经了解到,果实成熟前,RNA 和蛋白质的含量增加,这些新合成的蛋白质 与形成呼吸酶有关。 2.肉质果实成熟时发生了哪些生理生化变化? (1)果实变甜。 果实成熟后期,淀粉可以转变成为可溶性糖,使果实变甜。 (2)酸味减少。未成熟的果实中积累较多的有机酸。在果实成熟过程中,有机酸含量下降,这是因为:①有的转变为糖; ②有的作为呼吸底物氧化为 CO2 和 H2O;③有些则被 Ca2+、K+等所中和。 (3)涩味消失。果实成熟时,单宁可被过氧化物酶氧化成无涩味的过氧化物,或单宁凝结成不溶于水的胶状物质,涩味消 失。 (4)香味产生。主要是一些芳香族和脂肪族的酯,还有一些特殊的醛类,如桔子中柠檬醛可以产生香味。 (5)由硬变软。这与果肉细胞壁中层的果胶质水解为可溶性的果酸有关。 (6)色泽变艳。果皮由绿色变为黄色,是由干果皮中叶绿素逐渐破坏而失绿,类胡萝素仍存在,呈现黄色,或因花色素形 成而呈现红色。 3.植物衰老时发生了哪些生理生化变化? 35

植物衰老在外部特征上的表现是: 生长速率下降、 叶色变黄、 叶绿素含量减少。 在衰老过程中内部也发生一些生理生化变化, 这些变化是: (1)光合速率下降。这种下降不只表现在衰老叶片上,而且整株植物的光合速率也降低。叶绿素含量减少、叶绿素 a/b 比 值小; (2)呼吸速率降低,先下降、后上升,又迅速下降,但降低速率较光合速率降低为慢; (3)核酸、蛋白质合成减少 、降解加速,含量降低; (4)酶活性变化,如核糖核酸酶,蛋白酶等水解酶类活性增强; (5)促进生长的植物激素如 IAA、CTK、GA 等含量减少,而诱导衰老和成熟的植物激素 ABA 和乙烯含量增加; (6)细胞膜系统破坏,透性加大,最后细胞解体,保留下胞壁。 4.植物器官脱落与植物激素的关系如何? (1)生长素 当生长素含量降至最低时,叶片就会脱落,外施生长素于离区的近基一侧,则加速脱落,施于远基一侧, 则抑制脱落,其效应也与生长素浓度有关。 (2)脱落酸 幼果和幼叶的脱落酸含量低,当接近脱落时,它的含量最高。主要原因是可促进分解细胞壁的酶的活性, 抑制叶柄内生长素的传导 (3)乙烯 棉花子叶在脱落前乙烯生成量增加一倍多,感病植株,乙烯释放量增多)会促进脱落。 (4)赤霉素促进乙烯生成,也可促进脱落,细胞分裂裂素延缓衰老,抑制脱落。 5.导致脱落的外界因素有哪些? (1)氧浓度:氧分压过高过低都能导致脱落,高氧促进乙烯形成,低氧抑制呼吸作用。 (2)温度:异常温度加速器官脱落,高温促进呼吸消耗,此外高温还会引起水分亏缺,加速叶片脱落。 (3)水分:干旱缺水会引起叶、花、果的脱落,这是一种保护性反应,以减少水分散失。干旱会促进乙烯、脱落酸增加, 促进离层形成引起脱落。 (4)光照:光照弱脱落增加,长日照可延迟脱落,短日照促进脱落。 (5)矿质元素:缺 Zn、N、P、K、Fe 等都可能导脱落。 6.植物器官脱落时的生物化学变化如何? 脱落的生物化学过程主要是水解高层的细胞壁和中胶层使细胞分离成为离层, 其次是促使细胞壁物质合成和沉积, 保护 分离的断面,形成保护层。在脱落之前,植物叶片或果实内植物激素含量发生变化,在激素信号的作用下,离区内合成 RNA、 翻译成蛋白质(酶),呼吸加强,提供上述变化的能量,与脱落有密切关系的纤维紊酶和果胶酶活性增强。 7.到了深秋,树木的芽为什么会进入休眠状态? 到了秋天导致树木形成休眠芽进入休眠状态的原因, 主要是由于日照时数的缩短所引起的。 秋天的短日照作为进入休眠 的信号,这一信号由叶片中的光敏色素感受后,便促进甲羟戊酸合成 ABA,并转移到生长点,抑制 mRNA 和 tRNA 的生物合成 因而也就抑制了蛋白质与酶的生物合成,进而抑制芽的生长,使芽进入休眠状态。 8.果实成熟时产生呼吸跃变的原因是什么? 产生呼吸跃变的原因: (1)随着果实发育,细胞内线粒体增多,呼吸活性增高; (2)产生了天然的氧化磷酸化解偶联, 刺激了呼吸活性的提高:(3)乙烯释放量增加,诱导抗氰呼吸加强。(4)糖酵解关键酶被活化,呼吸活性增强。

36

9.呼吸跃变与果实贮藏的关系如何?在生产上有何指导意义? 果实呼吸跃变是果实成熟的一种特征,大多数果实成熟是与呼吸的跃变相伴随的,呼吸跃变结束即意味着果实已达成 熟。在果实贮藏或运输中,可以通过降低温度,推迟呼吸跃变发生的时间,另一是增加周围 CO2 的浓度,降低呼吸跃变发 生的强度,这样就可达到延迟成熟,保持鲜果,防止腐烂的目的。 第十三章 一、名词解释 1.逆境:系指对植物生存和生长不利的各种环境因素的总称,如低温、高温、干旱、涝害、病虫害、有毒气体等。 2.抗逆性:植物对逆境的抵抗和忍耐能力。简称为抗性。抗性是植物对环境的一种适应性反应。 3.逆境逃避:植物通过各种方式,设置某种屏障,从而避开或减小逆境对植物组织施加的影响。植物无需在能量或代谢上 对逆境产生相应的反应,这种抵抗叫逆境逃避。 4.逆境忍耐:植物组织虽经受逆境对它的影响,但它可通过代谢反应阻止、降低或者修复由逆境造成的损伤,使其仍保持 正常的生理活动。 5.抗寒锻炼:植物在冬季来临之前,随着气温的降低,体内发生了一系列适应低温的生理生化变化,抗寒力逐渐增强,这 种提高抗寒能力的过程叫抗寒锻炼。 6.冻害:当温度下降到 0oC 以下,植物体内发生冰冻,因而受伤甚至死亡,这种现象称为冻害。 7.冷害:指 0oC 以上低温,虽无结冰现象,但能引起喜温植物的生理障碍使植物受伤甚至死亡,这种现象叫冷害。 8.萎蔫:植物在水分亏缺严重时,细胞失去紧张,叶片和茎的幼嫩部分下垂,这种现象称为萎蔫。 9.生理干旱:过度水分亏缺的现象叫干旱,由于土壤中盐分过多,引起上壤水势降低,使植物根系吸收水分困难,甚至发 生体内水分外渗的受旱现多叫生理干旱,冷害等也能引起植物产生生理干旱现象。 10.活性氧:是性质活泼、氧化能力很强的含氧物质的总称,包括含氧的自由基、超氧阴离子自由基、单线态分子氧等。 11.生物自由基:泛指生物体自身代谢产生的一些带有未配对电子的基团或分子,它们是不稳定的,化学活性很高的基团或 分子包括含氧自由基和非含氧自由基。 12.植保素:是寄主被病原菌侵入后产生的一类对病菌有毒的物质。 二、填空题 1.实验证明,细胞膜蛋白在结冰脱水时,其分子间的 很容易形成,使蛋白质发生 ,第二步是 。二硫键 凝聚 由于膜损坏而引 植物的抗性生理

2.零上低温对喜温植物的伤害大致分为两个步骤:第一步是 起代谢紊乱导致死亡 3.冻害和干旱使植物致死的共同机理是 4.膜脂不饱和脂肪酸含量越高,植物抗冷性就越

。膜相的改变

。细胞过度脱水 。强 。多

5.干旱时,抗旱性强的小麦品种叶表皮细胞的饱和脂肪酸较不抗旱的 6.在逆境下,植体内最主要的渗透调节物质是 7.干旱时,不抗旱品种体内累积脯氨酸较抗旱的 8. 是植物抗寒性的主要保护物质。可溶性糖 。脯氨酸 。少

37

9.逆境下,抗性强的品种脱落酸含量比抗性弱的 10.植物的抗冻性与细胞的硫氢基含量高低成 11.干旱可分为 12.CAM 植物的抗热性 干旱和 ,因为 干旱。大气

。高 关系。正比例 土壤 CAM 植物体内有机酸与氨作用形成酰胺

。较强

三、选择题 1.在植物受旱情况下,下列哪种氨基酸会发生累积:( A.天冬氨酸 B.精氨酸 ) C.保持稳定 ) C.变化不大 ) C.变化不大 ) ) C.脯氨酸

2.试验证实,膜脂不饱和脂肪酸越多,抗性就( A.增强 B.减弱

3.植物受到干旱胁迫时,光合速率会( A.上升 B.下降

4.植物感染病菌时,其呼吸速率是( A.显著升高

B.显著下降

5.抗旱性强的小麦品种在灌浆期干旱时,叶表皮细胞的饱和脂肪酸( A.较多 B.较少 ) C.变化不大 C.中等水平

6.在逆境条件下植物体内脱落酸含量会( A.减少 7.细胞间结冰伤害的主要原因( A.原生质过度脱水 8.越冬作物体内可溶性糖的含量( A.增多 B.增多 )

B.机械损伤 ) B.减少 )

C.膜伤害

C.受化不大

9.植物适应干旱条件的形态特征之一是根/冠比( A.大 10.生理干旱是因为( A.土壤含水量过低 ) B.土壤水势过低 B.小

C.中等

C.土壤结冰

四、是非判断与改正 1.抗寒力强的植物,在低温下合成饱和脂肪酸较多。( )(?)合成不饱和脂肪酸多 38

2.逆境诱导糖类和蛋白质转变成可溶性化合物的过程加强,这与合成酶作用下降、水解酶活性增强有关。( )(?) 3.无论什么逆境条件,植物体内的内源脱落酸总是减少,抗逆性增强。( 4.外施脱落酸可改变体内代谢,使脯氨酸含量减少。( 5.冻害对植物的影响,主要是由于结冰而引起的。( )(?) )(?)零度以上低温时 )(?) )(?) )(?)成正相关

6.在零度以下时,喜温植物受伤甚至死亡的现象就是冷害。( 7.在播种前,对萌动种子进行干旱锻炼,可以提高抗旱性。( 8.涝害使作物致死的原因与缺氧程度有关。( )(?)下降 )

9.盐分过多,可使棉花、小麦等的呼吸速率上升。( 五、问答题 1.膜脂与植物的抗冷性有何关系?

一般生物膜脂呈液晶态,当温度下降到一定程度时,膜脂由液晶态变为凝胶态,导致原生质停止流动,透性加大膜脂碳 链越长固化温度越高;碳链长度相同时,不饱和键数越多,固化温度越低。即不饱和脂肪酸越多植物的抗冷性越强。 2.在逆境中植物体内累积脯氨酸有利什么作用? 脯氨酸在逆境中的作用有两点:(1)作为渗透调节物质。适合于用来保持原生质与环境的渗透平衡。防止水分散失。 (2)保持膜结构的完整性,因为脯氨酸与蛋白质相互作用,能增加蛋白质的可溶性和减少可溶性蛋白的沉淀,增强蛋白质 和蛋白质间的水合作用。 3.外施 ABA 提高植物抗逆性的原因是什么? 原因有四点:(1)可能减少膜的伤害;(2)减少自由基对膜的破坏;(3)改变体内代谢;(4)减少水分丧失,提高 抗旱、抗冷、抗冻和抗盐的能力。 4.零上低温对植物组织的伤害大致分为哪几个步骤? 分两个步骤:第一步是膜相的改变,在低温时膜从液晶态转变为凝胶态,膜收缩,出现裂缝或通道,使膜的透性增加。 第二是由于膜损伤而引起代谢紊乱。 膜上的酶系统受到破坏, 同时结合在膜上的酶系统与膜外游离酶系统之间丧失固有比平 衡,导致代谢紊乱。 5.逆境对植物代谢有何影响? (1)逆境导致水分胁迫,细胞脱水,膜系统受害,透性加大。 (2)光合速率下降,同化产物减少,缺水引起气孔关闭,叶绿体受损伤,RuBPC 等失活或变性。 (3)冰冻、高温、淹水时,呼吸速率逐渐下降,冷害、干旱胁迫时,呼吸先升后降,感病时呼吸显著升高。 (4)逆境导致糖类和蛋白质转变成可溶性化合物,这与合成酶活性下降,水解酶活性上升有关。 (5)组织内脱落酸含量迅速升高。 6.在冷害过程中植物体内有哪些生理生化变化? (1)原生质流动减慢或停止 (2)水分平衡失调 对冷害敏感的植物如番茄、西瓜等在 10℃下 1-2 分钟,原生质流动很缓慢或完全停止。

秧苗受到冷害后,吸水跟不上蒸腾,叶尖、叶片会萎蔫、干枯。 39

(3)光合速率减弱

低温影响叶绿素合成,加上阴雨,光照不足,光合作用产物形成少,导致减产。 冷害初期呼吸速度加快,随着低温加剧或时间延长,至病症出现时,呼吸更强,以后迅速下降。

(4)呼吸速率大起大落

7.提高作物抗旱性途径是什么? (1)根据作物抗旱特征(根系发达,根/冠比大等)可以选择不同抗旱性的作物品种,或作为抗旱育种的亲本,加速抗 旱育种; (2)提高作物抗旱性的生理措施,例如:抗旱锻炼,蹲苗,合理施用磷肥、钾肥均能提高作物抗旱性;氮肥过多、过少 抗旱性差,所以要适量;硼在抗旱中的作用与钾类似。 (3)施用生长延缓剂如矮壮素等。 8.作物适应干旱的形态和生理特征有哪些? 形态特征:根系发达而深扎,根冠比大,叶片细胞小,叶脉致密,单位面积气孔数目多。 生理特征:细胞液的渗透势低,在缺水情况下气孔关闭较晚,光合作用不立即停止,酶的合成活动仍占优势。 9.病害对植物生理生化有何影响?作物抗病的生理基础如何? 病害对植物生理生化的影响如下:①水分平衡失调,许多植物感病后发生萎蔫或猝倒。②呼吸作用加强。染病组织一般 比健康组织的呼吸速率可增加许多倍,且氧化磷酸化解偶联,大部分能量以热能形式释放出去,所以染病组织的温度大大升 高。③光合作用下降。染病后,叶绿体破坏,叶绿素含量减少,光合速率显著下降。④生长改变。有些植物染病后由于 IAA、 GA 增加,引起植物徒长,偏上生长,形成肿瘤等。 作物抗病的生理基础是:①加强氧化酶(抗坏血酸氧化酶、过氧化物酶)的活性,可以分解毒素,促进伤口愈合,抑制 病菌水解酶活性,②植物染病后产生过敏性组织坏死,使有些只能寄生于活细胞的病原菌死亡。③产主抑制物质。如马铃薯 植株产生绿原酸,可以防止黑疤病菌的感染,亚麻的根分泌一种合氰化物的物质,抑制微生物的呼吸。④作物还具有免疫反 应。即在病菌侵入时,体内产生某种对病原菌有毒的化合物(多为酚类化合物)防止病菌侵染,此外,作物体内还含有一些 化学物质,如生物碱、单宁、苦杏仁苷等,对侵入的病菌有毒杀作用或防御反应,能减轻病害。 10.写出植物体内能消除自由基的抗氧化物质与抗氧化酶类。 抗氧化物质有:锌、硒、硫氢基化合物(如谷胱甘肽、半胱氨酸等)、 Cytf、PC、类胡萝卜素、维生素 A、维生素 C、 维生素 E、辅酶 A、辅萌 Q、甘露醇、山梨醇等。 抗氧化酶类有:超氧物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、谷肽甘肽过氧化酶、谷胱甘肽还原酶等。

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