植物生理学简答题

Documentnumber【SA80SAB-SAA9SYT-SAATC-SA6UT-SA18】植物生理学简答植物生理学简答题1．简述水分在植物生命活动中的作用。(1)水是植物细胞的主要组成成分；(2)水分是植物体内代谢过程的反应物质,参与呼吸作用，光合作用等过程。(3)细胞分裂和伸长都需要水分。(4)水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的溶剂。(5)水分能使植物保持固有姿态。(6)可以通过水的理化特性以调节植物周围的大气温度、湿度等。对维持植物体温稳定和降低体温也有重要作用。2、简述影响根系吸水的土壤条件(1)土壤中可用水量：当土壤中可用水分含量降低时，土壤溶液与根部细胞间的水势差减小，根系吸水缓慢(2)土壤通气状况：土壤通气状况不好，土壤缺氧和二氧化碳浓度过高，使根系细胞呼吸速率下降，引起根系吸水困难。(3)土壤温度：低温不利于根系吸水，因为低温下细胞原生质黏度增加，水分扩散阻力加大；同时根呼吸速率下降，影响根压产生，主动吸水减弱。高温也不利于根系吸水，土温过高加速根的老化进程，根细胞中的各种酶蛋白高温变形失活。(4)土壤溶液浓度：土壤溶液浓度过高引起水势降低，当土壤溶液水势与根部细胞的水势时，还会造成根系失水。3、导管中水分的运输何以能连续不断由于植物体叶片的蒸腾失水产生很大的负净水压，将导管中的水柱向上拉动，形成水分的向上运输；水分子间有相互吸引的内聚力，该力很大，可达20MPa以上；同时，水柱本身有重量，受向下的重力影响，这样，上拉的力量与下拖的力量共同作用于导管水柱，水柱上就会产生张力，但水分子内聚力远大于水柱张力。此外，水分子与导管或管胞细胞壁纤维素分子间还具有很大的附着力，因而维持了导管中水柱的连续性，使得导管水柱连续不断，这就是内聚力-张力学说。4．试述蒸腾作用的生理意义。(1)是植物对水分吸收和运输的主要动力。(2)促进植物对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。5、根系吸水有哪些途径并简述其概念。答：有3条途径：质外体途径：指水分通过细胞壁，细胞间隙等部分的移动方式。跨膜途径：指水分从一个细胞移动到另一个细胞，要两次经过质膜的方式。共质体途径：指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质的方式。6、简述植物体内水分向上运输的动力和产生原因。（水分和营养物质运输到叶子上的原因）答：植物体内水分向上运输的动力是根压和蒸腾拉力。根压产生的原因：植物根系从土壤溶液中吸收离子，离子通过一系列途径被释放到木质部导管中。内皮层细胞相当于皮层和导管间的半透膜。离子在导管内引起导管内渗透压下降，水势也下降，从而在内皮层内外建立了水势梯度，水分沿着水势梯度进入导管，因此而产生净水压，即根压。根压推动水分向上运输。蒸腾拉力产生的原因：当植物叶片进行蒸腾作用时，水分从气孔蒸腾散失到大气中，气孔下腔附近的叶肉细胞因蒸腾失水而水势下降，失水的细胞便会向相邻的水势较高的叶肉细胞吸水。如此传递，接近叶脉导管的细胞向叶脉导管、茎导管、根导管、根部吸水。这样便从叶片到根系产生了一个由低到高的水势梯度，促使根系从土壤吸水。这种因蒸腾作用所产生的吸水的能力就是蒸腾拉力。7、影响蒸腾作用的因素有那些(1)内部因素：气孔数量、气孔大小和气孔阻力直接影响蒸腾速率。气孔阻力包括气孔和气孔下腔的状况，如气孔的形状、气孔的体积和气孔的开度。在一定范围内，气孔数量多、气孔阻力小，蒸腾作用强。(2)外部因素：1）光照：光照能提高大气和叶片的温度，也促使气孔张开，从而增强蒸腾作用；2）大气相对湿度：大气相对湿度低，蒸腾作用增强，反之则相反；3）温度：在大气相对湿度相同时，温度增高，蒸腾作用增强。4）风速：微风能降低气孔外的水蒸气，促进蒸腾作用；强风能引起气孔关闭，蒸腾作用减弱。8、为什么淹水后植物会发生萎蔫的现象植物因失水过多或吸水不足会使细胞膨压降低而造成萎蔫。水涝时，土壤往往缺氧，根系有氧呼吸受阻，影响根系对矿物质的吸收。根系对离子的主动吸收受阻，根内外不能形成溶质势差（水势差），从而抑制了根系对水分的吸收；在缺氧时，根系进行无氧呼吸，在根际周围产生、累积乙醇等有害物质，使根系受损，限制根系的生长，减少根的吸收面积，并使根部输导水分的能力丧失。因此，在水涝时，尽管植物根系水分供应充足，但由于根系环境缺氧而不能进行正常的水分吸收，现出萎蔫现象。9．试述在光照条件下气孔运动的机理。气孔运动的渗透调节：气孔运动主要与保卫细胞的水势（膨压）变化有关，保卫细胞水势提高则气孔打开，水势降低则气孔关闭。目前主要有淀粉-蔗糖转化学说，K+积累学说和苹果酸代谢学说解释气孔运动机制。(1)淀粉-糖变化学说。气孔运动是由于保卫细胞中淀粉和蔗糖的转化而形成的渗透势改变造成的。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CO2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，便吸水膨胀使气孔张开。(2)K+离子吸收学说。在光照下，保卫细胞叶绿体通过光合磷酸化合成ATP，活化了保卫细胞质膜上的H+泵ATP酶，H+泵ATP酶分解光合磷酸化和氧化磷酸化产生的ATP，并将H+分泌到细胞壁，结果产生跨膜的H+浓度梯度和膜电位差，引起保卫细胞质膜上的K+通道打开，外面的K+进入到保卫细胞中来，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Cl-，水势降低。保卫细胞吸水，气孔就张开。(3)苹果酸生成学说。在光下保卫细胞内的CO2被利用，pH值上升，剩余的CO2就转变成重碳酸盐，淀粉通过糖酵解作用产生的磷酸烯醇式丙酮酸PEP在PEP羧化酶作用下还原成苹果酸，保卫细胞苹果酸含量升高，降低水势，保卫细胞吸水，气孔张开。10、影响气孔运动的外界因素：(1)光照：光照引起气孔运动的主要环境因素。多数植物的气孔在光照下张开，黑暗中关闭；景天科植物的气孔例外，白天关闭，晚上张开。(2)温度：在一定的温度范围内，气孔开度一般随温度的上升而增大，在30度左右达到最大气孔开度，35度以上的高温会使气孔开度变小。(3)水分：叶片水势下降，其空开度减少或关闭。(4)CO2：低CO2浓度促使气孔张开，高浓度使气孔迅速关闭。(5)风：大风引起气孔关闭(6)植物激素：ABA促使气孔关闭，11、农谚讲“旱长根，水长苗”是什么意思道理何在这是指水分供应状况对植物根冠比调节的一个形象比喻。植物地上部生长和消耗的大量水分，完全依靠根系供应，土壤有效水的供应量直接影响枝叶的生长，因此增加土壤有效水，必然有利地上部生长；而地上部生长旺盛，消耗耗大量光合产物，使输送到根系的有机物减少，又会削弱根系的生长，加之如果水分过多，通气不良，也会限制根系活动，这些都将使根冠比减少。干旱时，由于根系的水分环境比地上部好，根系仍能较好地生长；而地上部则由于抽水，枝叶生长明显受阻，光合产物就可输入根系，有利根系生长，使根冠比增大。所以水稻栽培中，适当落干晒田，可对促进根系生长，增加根冠比。1、植物必需的矿质元素要具备哪些条件答：（1）缺乏该元素植物生长发育发生障碍,不能完成生活史。（2）除去该元素则表现专一的缺乏症，而且这种缺乏症是可以预防和恢复。（3）该元素在植物营养生理上应表现直接的效果而不是间接的。2、简述植物必需矿质元素在植物体内的生理作用。答：（1）是细胞结构物质的组成部分。（2）是植物生命活动的调节者，参与酶的活动。（3）起电化学作用，即离子浓度的平衡、胶体的稳定和电荷中和等。3、试述根吸收矿质元素的基本过程。答：（1）把离子吸附在根部细胞表面。这是通过离子吸附交换过程完成的，这一过程不需要消耗代谢能，吸附速度很快。（2）离子进入根的内部。离子由根部表面进入根部内部可通过质外体，也可通过共质体。从根表皮细胞经过内皮层进入木质部，这一过程是主动吸收。（3）离子进入导管。可能是主动地有选择性地从导管周围薄壁细胞向导管排入，也可能是离子被动地随水分的流动而进入导管。5、植物细胞吸收矿质元素的方式和机理有哪些植物对例子的吸收有三种方式：1、被动运输，顺着浓度梯度的运输，包括简单扩散和协助扩散；2、主动运输，逆浓度梯度的运输；3、通过胞饮作用来吸收矿质。矿质元素从膜外转运到膜内主要通过被动运输和主动运输两种方式。前者不需要代谢提供能量，后者需要代谢提供ATP能量。两者都可通过载体运输。被动运输有扩散作用和协助扩散两种方式。扩散作用是指分子或离子沿着化学势或电化学势梯度转移的现象；协助扩散是小分子物质经膜转运蛋白顺浓度梯度或电化学势梯度的跨膜转运。1、光合作用有哪些重要意义答：（1）光合作用是制造有机物质的重要途径。（2）光合作用将太阳能转变为可贮存的化学能。（3）可维持大气中氧和二氧化碳的平衡。2、植物的叶片为什么是绿的秋天时，叶片为什么又会变黄色或红色答：光合色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收很少，故呈绿色，秋天树叶变黄是由于低温抑制了叶绿素的合成，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。3、简述影响叶绿素生物合成的外界因素（1）、光：光是影响叶绿素形成的主要条件。但光过强，叶绿素受光氧化而破坏。（2）、温度：叶绿素的生物合成是一系列酶促反应，受温度影响；（3）、营养元素：氮、镁是叶绿素的组成成分，铁、锰、铜、锌等有催化功能或间接作用；（4）、氧：叶绿素的生物合成过程中需要氧的参与；（5）水：缺水影响叶绿素的合成，还促使原叶绿素分解，所以干旱时叶片呈黄褐色。4、C3途径可分为几个阶段每个阶段有何作用答：C3途径可分为三个阶段：（1）羧化阶段。CO2被固定，生成了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。光合碳循环中形成了3—磷酸甘油醛，经过一系列的转变，再重新形成RuBP的过程。5、作物为什么会有“午休”现象答：炎热的夏天，C3植物中午光合作用强度下降的现象称为“午休现象”。原因主要有：（1）中午光照强、温度高、大气相对湿度较低，叶片大量失水而造成气孔开度变小或关闭（2）气孔关闭，限制CO2的吸收，CO2的供应不足（3）温度升高，降低了各种酶的活性（4）生物钟的调节。6、如何理解C4植物比C3植物的光呼吸低答：C4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。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羧化酶活性低，光呼吸释放的CO2不易被重新固定。7、什么是希尔反应离体叶绿体加入具有适当氢接受体的水溶液中，在光下进行光解，并放出氧的反应，称为希尔效应。8、Rubisco的特点及其对光合作用的重要性Rubisco是核酮糖-1、5-二磷酸羧化/加氧酶，具有双重催化作用。在光合作用中，Rubiso催化RUBP的羧化反应，固定CO2，形成3-磷酸甘油酸；在光呼吸中，Rubisco催化RuBP的加氧反应，产生的磷酸乙醇酸被磷酸酶催化脱去磷酸而生成乙醇酸（即乙醇酸循环）；在CO2/O2比值高的条件下，Rubisco的加氧活性被抑制，催化羧化反应，进行碳同化，当CO2/O2的比值低时，Rubisco的加氧活性表现出来，进行光呼吸。Rubisco的羧化酶活性和加氧酶活性取决于CO2/O2的比值。9、光呼吸有何生理意义答：①回收碳素。通过C2碳氧化环可回收乙醇酸中3/4的碳。②维持C3光合碳还原循环的运转。在叶片气孔关闭或外界CO2浓度低时，光呼吸释放的CO2能被C3途径再利用，以维持光合碳还原环的运转。③防止强光对光合机构的破坏作用。在强光下，光反应中形成的同化力会超过CO2同化的需要，从而使叶绿体中NADPH/NADP、ATP/ADP的比值增高。同时由光激发的高能电子会传递给O2，形成的超氧阴离子自由基会对光合膜、光合器有伤害作用，而光呼吸可消耗同化力与高能电子，降低超氧阴离子自由基的形成，从而保护叶绿体，免除或减少强光对光合机构的破坏。10.论述植物光合作用碳同化途径的特点。答：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C3途径（卡尔文循环或光合碳循环）、C4—二羧酸途径、景天酸代谢途径。特性C3植物C4植物景天科（CAM）植物代表植物典型的温带作物，水稻、小麦、大豆、烟草等典型的热带、亚热带作物，玉米、高粱、甘蔗等典型的热带干旱地区植物，景天科、仙人掌科、兰科、凤梨等叶片结构维管束鞘细胞不发达，内无叶绿体，无“花环”结构维管束鞘细胞发达，内有叶绿体，有“花环”结构肉质叶片，维管束鞘细胞不发达，无叶绿体，无“花环”结构CO2固定酶Rubisco（核酮糖-1、5磷酸羧化/加氧酶）PEPC（磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶）、Rubisco（核酮糖-1、5磷酸羧化/加氧酶）PEPC（磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶）、Rubisco（核酮糖-1、5磷酸羧化/加氧酶）催化CO2羧化反应的酶活性高Rubisco活性叶肉细胞中有高PEPC酶活性，维管束鞘细胞中有高Rubisco活性暗中有高PEPC酶活性，光下有高Rubisco活性碳同化途径一条C3途径在不同细胞中存在两条途径（叶肉细胞中PEPC进行羧化反应，固定CO2,形成C4酸，转移至维管束鞘细胞中，进行脱羧反应，生成CO2，在Rubisco的作用下进行C3反应）在不同时间有两条途径（晚上暗下进行PEPC羧化反应生成C4酸储存在液泡中，光下Rubisco进行C3反应）CO2受体RuBP（核酮糖-1、5-二磷酸）细胞质中PEP（磷酸烯醇式丙酮酸），维管束鞘细胞中RuBP暗下中PEP，光下RuBP光合初产物PGA（3-磷酸甘油酸）草酰乙酸----苹果酸暗下苹果酸，光下PGACO2补偿点高低光呼吸高低低光合最适温度较低，15-30度较高30-47约35耐旱性弱耐旱极耐旱蒸腾系数大小极小光合产物运输速率相对慢相对快11、矿质元素和光合作用的关系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，其表现为：（1）、叶绿体及叶绿素组分：N、P、S、Mg、C、H、O；（2）、影响叶绿素的形成：N、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn；（3）水的光解放氧：Mn、Cl、Ca；（4）光和电子传递：Fe、Cu、S；（5）同化力形成：Mg、P、K、H；（6）酶活化：K、Mg、Zn、Mn；（7）促进光合产物运输：K、B、P；（8）光合作用原料：C、H、O；（9）影响气孔开放：K、CL、Ca。光合作用为矿质元素的吸收提供能力及动力，促进矿质元素的吸收；同时光合作用形成的同化产物有利于体内矿质元素的运输、同化。1．试述呼吸作用的生理意义。答：(1)呼吸作用提供了植物生命活动所需的大部分能量，释放到的ATP供生命活动所需。(2)呼吸作用为细胞内其他物质的合成提供原料。呼吸作用中过程中产生许多中间产物，是进一步合成蛋白质、核酸、脂肪、激素、维生素、等重要生命物质的原料。（3）呼吸作用在植物的抗病免疫方面也具有重要作用。植物染病时，呼吸增强，有利于氧化分解病原菌毒素，消除病害；呼吸途径改变主要是PPP加强，可导致产生多种抗菌物质，阻止病原菌的侵染。2．在呼吸作用中，糖的分解代谢有几条途径分别发生于哪个部位答：有三种条途径：糖酵解、三羧酸循环和戊糖磷酸途径。糖酵解和戊糖磷酸途径是在细胞质中进行的；三羧酸循环在线粒体中进行。3．呼吸作用与光合作用有何联系答：(1)光合作用所需的ADP和辅酶NADP+与呼吸作用所需的ADP和NADP+是相同的。这两种物质在光合和呼吸作用中可共用。(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的关系。它们的中间产物同样是三碳糖、四碳糖、五碳糖、六碳糖及七碳糖等。光合作用和呼吸作用之间有许多糖类是可以交替使用的。（3）呼吸作用产生的CO2给光合作用所利用，而光合作用产生的O2和有机物则供呼吸作用利用。4．陆生高等植物无氧呼吸过久就会死亡，为什么答：(1)无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞质的蛋白质变性；(2)无氧呼吸产生的能量很少，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；(3)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。5．粮食贮藏时要降低呼吸速率还是要提高呼吸速率为什么答：降低呼吸速率。原因：呼吸速率高会大量消耗有机物；呼吸放出的水分会使粮堆湿度增大，粮食“出汗”，不利于贮藏；呼吸放出的热量又使粮温增高，反过来又促使呼吸增强，同时高温高湿使微生物迅速繁殖，最后导致粮食变质。6．三羧酸循环（TCA）的要点和生理意义是什么答：（1）三羧酸循环是植物的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。三羧酸循环中释放的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。7．试述氧化磷酸化作用的机理。答：氧化磷酸化的机理有很多假说，目前得到较多支持的是化学渗透学说。该学说认为，氧化磷酸化的动力是呼吸电子传递产生的跨线粒体内膜的质子电化学梯度，在质子电化学势梯度推动下合成ATP。8、简述植物的抗氰呼吸及其生理意义在氰化物存在下，某些植物呼吸不受抑制，把这种呼吸称为抗氰呼吸。抗氰呼吸电子传递途径在某些条件下与正常的NADH电子传递途经交替进行，因此抗氰呼吸又称交替呼吸途径。其生理意义为：（1）促进开花、授粉。抗氰途径的氧化释放的热量少，从而有助于某些植物花粉的成熟及授粉、受精过程，有利于挥发引诱剂，吸引昆虫授粉。（2）增加抗性。植物在逆境胁迫时抗氰呼吸增强，抗氰呼吸的强弱与植物的抗性有密切联系。（3）能量溢流。当植物细胞富含糖，而糖酵解和三羧酸循环进行的很快，提供的电子无法完全经细胞色素途经传递时，交替途经可作为一种溢出途径将过量的电子放出去。（4）增加乙烯生成，促进果实成熟、促进衰老。随着植物年龄的增长、果实的成熟，抗氰呼吸随着提高。同时乙烯与抗氰呼吸上升有平行关系。乙烯刺激抗氰呼吸，诱发呼吸突变产生，促进果实成熟和植物组织衰老。9、种子储藏过程中应注意些什么种子储藏过程中，很多因素如温度、水分、氧气等都直接和间接的与种子呼吸代谢有关，从而影响种子的储藏寿命和发芽力。在种子储藏中通常主要通过降低种子的含水量来抑制呼吸作用，减少种子内储藏物质的消耗，以延长种子的寿命。同时配以低温、干燥、通风等条件，抑制种子呼吸作用，以延长种子的储藏时间。植物代谢受基因的控制，而代谢又对基因表达具控制作用，基因在不同时空的有序表现即为植物的生长发育过程，高等植物呼吸代谢的多条途径使其能适应变化多端的环境条件。10、说明植物呼吸代谢的多样性及其意义植物为了适应环境和生理活动的需要，其呼吸作用具有多样性，主要表现为底物降解的多途径、呼吸电子传递的多途径和末端氧化酶的多样性三方面。（1）呼吸底物降解的多途径。在植物体内存在EMP-TCA（糖酵解-三羧酸循环）、PPP（磷酸戊糖途径）、无氧呼吸、乙醛酸循环等呼吸途径。一般情况下，植物以EMP-TCA途径为主，只有当环境条件变化使EMP-TCA途径受阻时，其他途径的比例才有所增大。这种呼吸途径的多样性增强了植物对环境的适应能力。（2）呼吸电子传递的多途径。植物体内有多条呼吸电子传递途径，如细胞色素途径、交替途径，通常是以细胞色素途径为主。（3）末端氧化酶的多样性。植物体内有多种呼吸电子传递的末端氧化酶，其中细胞色素氧化酶位于呼吸主链的末端，其主导作用，其他氧化酶只起辅助作用。1、试述植物体中同化物装入和卸出筛管的机理。答：同化物装入筛管有质外体途径和共质体途径，即糖从共质体（细胞质）经胞间连丝到达韧皮部的筛管，或在某些点进入质外体（细胞壁），后到达韧皮部。同化物从筛管中卸出也有共质体和质外体途经。共质体途径是指筛管中的同化物通过胞间连丝输送到接受细胞筛管中。同化物也可先运出到质外体，然后再通过质膜进入接受细胞。2、解释筛管运输学说有几种每一种学说的主要观点是什么答：有3种，分别是压力流动学说，胞质泵动学说和收缩蛋白学说。压力流动学说：主张筛管液流是靠源端和库端的压力势差建立起来的压力梯度来推动的。胞质泵动学说：认为筛分子内腔的细胞质呈几条长丝，形成胞纵连束，纵跨筛分子反复地、有节奏地收缩和张驰，就产生一种蠕动，把胞质长距离泵走，糖分就随之流动。收缩蛋白学说：认为筛管腔内有许多具有收缩能力的韧皮蛋白（P蛋白），P蛋白的收缩运动将推动筛管汁液的移动。3．试说明有机物运输分配的规律。答：同化物的分配是指植物体内光合同化物有规律地向各种器官输送，是从源到库的运输。其运输规律：（1）优先分配给生长中心：生长中心是指一定时期内正在旺盛生长的器官或部位，是对营养组分竞争最强。（2）就近运输：叶片的光合产物主要运至邻近的生长部位，随着源库之间距离的加大，库得到的同化物减少。（3）同侧运输：叶片优先向与其有直接维管束联系的、同侧的库运送同化物。4.如何证明高等植物的同化物长距离运输的通道是韧皮部答：(1)环割试验剥去树干上的一圈树皮(内有韧皮部)，这样阻断了叶片形成的光合同化物通过韧皮部向下运输，而导致环割上端韧皮部组织因光合同化物积累而膨大，环割下端的韧皮部组织因得不到光合同化物而死亡。(2)放射性同位素示踪法让叶片同化14CO2，数分钟后将叶柄切下并固定，对叶柄横切面进行放射性自显影，可看出14CO2标记的光合同化物位于韧皮部。5、简述“树怕剥皮，不怕烂心”的生理学原理韧皮部主要分布在树皮中，韧皮部是植物有机物质运输的主要部位，若树皮剥掉了将切断地上部分制造的有机物向根部的运输。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，而本身贮藏的消耗殆尽，根部就会饿死，从而使根无法吸收水肥等，致使整棵植株死亡。所谓烂心主要是指树木的木髓部坏死，其不包括木质部和韧皮部，既不含有导管和筛管，不影响水分和有机物质的运输，因此不影响植物的正常生命活动。1.简述生长素的主要生理作用答：生长素主要的生理功能为：（1）促进离体胚芽鞘或幼茎段细胞的伸长生长，及促进根、茎的伸长生长（2）促及维管束分化，低浓度IAA促进韧皮部的分化，高浓度促进木质部的分化（3）促进侧根和不定根的发生（4）影响花和果实的发育，促进雌花增加，刺激子房发育形成果实（促进单性结实）（5）诱导叶原基的发生，从而调控叶片和叶序的形成，调控叶片的脱落（6）维持顶端优势2．比较生长素（IAA）与赤霉素（GA）的异同点。1)相同点：a.促进细胞的伸长生长b.诱导单性结实c.促进坐果2)不同点：诱导雌花分化,GA诱导雄花分化对整株效果明显,而IAA对离体器官效果明显有双重效应,而GA没有类似效应3.简述生长素（IAA）促进细胞伸长生长的酸生长学说答：（1）生长素诱导激活质膜上的H+-ATP水解酶；（2）H+-ATP水解酶利用水解ATP释放的能量，使细胞内的H+外运，导致细胞壁的酸化；（3）在酸性条件下，细胞壁中的扩张蛋白被活化，活化扩张蛋白促进连接木葡聚糖与纤维素微纤丝间的键断裂，细胞壁松弛；（4）细胞的压力势下降，导致细胞水势下降，细胞吸水，从而促进细胞伸长生长。4、植物体内哪些因素决定组织中IAA的含量﹖答：①IAA生物合成；②可逆不可逆地形成束缚IAA；③IAA的运输（输入、输出）；④IAA的酶促氧化或光氧化；⑤IAA在生理活动中的消耗。5、试讨论植物生长发育过程中激素间的相互作用在植物的生长发育过程中，激素间的相互作用和协调平衡调控所有过程（1）种子萌发和休眠：生长素、细胞分裂素促进种子萌发，ABA（脱落酸）促进休眠，抑制种子萌发，赤霉素可打破休眠，促进萌发。生长素、细胞分裂素、赤霉素与脱落酸比例高促进萌发，反之促进休眠。（2）营养生长：生长素（IAA）、细胞分裂素（CTK）、赤霉素（GA）与脱落酸的相互作用调控营养生长，IAA、CTK、GA与ABA比例高促进生长。（3）顶端优势：乙烯（Eth）、CTK和IAA调控顶端优势，IAA、乙烯诱导顶端优势，促进顶芽生长；CTK抑制顶端优势，促进侧芽发育。（4）器官分化：IAA和CTK调控器官分化，IAA比例高诱导生根，CTK高诱导长芽。（5）成花诱导：GA促进多种LDP（长日照植物）在短日照条件下成花，IAA可促进一些LDP成花，但抑制SDP（短日照植物）成花。细胞分裂素能促进一些SDP和LDP成花，ABA可代替短日照促使一些SDP在长日条件下成花（6）性别分化：IAA和乙烯促进雌花分化，GA促进雄花分化；（7）成熟、衰老：IAA、CTK能延缓衰老，乙烯促进成熟、衰老；（8）叶片脱落：乙烯促进叶片脱落，IAA浓度梯度影响叶片脱落。２、解释一年生被子植物的整个生活史中激素的作用，包括每一阶段上激素执行的功能，包括种子萌发，营养生长，果实成熟，叶片脱落及休眠等生理过程。答：种子萌发：原来一些束缚型的激素迅速转变为生长素类，同时胚细胞也会产生新的激素，提供新器官形成时所需的物质和能量。营养生长：这个阶段主要是IAA、GA、CTK，它们促进细胞的分裂、伸长、分化，延缓植物的衰老，保证各种代谢的顺利进行。果实成熟：未成熟的果实能合成乙烯，加快呼吸作用，使果实达到可食程度。叶片脱落：日照变短诱导ABA的合成，与乙烯一起使叶柄产生离层区，导致叶柄脱落。休眠：ABA含量增多，导致光合呼吸下降，叶绿素分解，叶片脱落。一年生的植物体逐步进入衰亡。由于果实中含有生长抑制物质如ABA，则种子休眠过冬。到了来年，种子中的ABA逐步分解，取而代之的是促进生长的激素物质的合成，故种子萌发。6．试述生长素极性运输的机理。生长素的极性运输机理可用化学渗透极性扩散假说解释。这个学说的要点是：植物形态学上端的细胞的基部有IAA-输出载体，细胞中的IAA-首先由输出载体输出到细胞壁，IAA与H+结合成IAAH，IAAH再通过下一个细胞的顶部扩散透过质膜进入细胞，或通过IAA-—H+共向转运体运入细胞质。如此重复下去，即形成了极性运输。1.种子萌发过程中有哪些生理生化变化答：(1)种子的吸水：3个阶段：急剧吸水、吸水停止、重新迅速吸水，快、慢、快的特点。（2）呼吸作用的变化和酶的形成：1）呼吸的变化：在胚根突出种皮之前，种子的呼吸主要是无氧呼吸，在胚根长出之后，以有氧呼吸为主。2）酶的形成：萌发种子中酶的来源有两种：A.从已经存在的束缚态的酶释放或活化而来，B.通过蛋白质合成而形成的新酶。(3)有机物的转变：种子中贮存着大量的有机物，主要有淀粉、脂肪和蛋白质等，萌发时，将其分解，分解产物参与种子的代谢活动。（淀粉转化为糖；脂肪分解为甘油和脂肪酸，进一步转化为糖或氨基酸；蛋白质分解为氨基酸）2.种子的萌发必需的外界条件有哪些种子萌发时吸水可分为哪三个阶段第一、三阶段细胞靠什么方式吸水答：种子萌发必须有足够的水分、充足的氧气和适宜的温度。此外，有些种子萌发还受光的影响。种子吸水分为三个阶段：1）急剧吸水阶段。2）吸水停止阶段。3）胚根长出后重新迅速吸水阶段。第一阶段细胞主要靠吸胀作用。第二、三阶段是靠渗透性吸水。3．试述生长、分化与发育三者之间的区别与关系①在生命周期中，生物细胞、组织和器官的数目、体积或干重等不可逆增加的过程称为生长；②从一种同质的细胞类型转变成形态结构和功能与原来不相同的异质细胞类型的过程成为分化；③发育则指在生命周期中，生物组织、器官或整体在形态结构和功能上的有序变化；④三者紧密联系，生长是基础，是量变；分化是质变。发育包含了生长和发育。4．简述引起种子休眠的原因有哪些生产上如何打破种子休眠(1)引起种子休眠的原因：种皮障碍、胚休眠、抑制物质(2)生产上打破种子休眠方法：机械破损、层积处理、药剂处理5．植物地上部分与地下部分的相关性（常言道：“根深叶茂”是何道理）答：根和地上部分的关系是既互相促进、互相依存又互相矛盾、互相制约的。根系生长需要地上部分供给光合产物、生长素和维生素等，而地上部分生长又需根部吸收的水分、矿物质、根部合成的多种氨基酸和细胞分裂素等，这是两者相互依存、互相促进的一面，所以说“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生长会抑制地下部分的生长，只有两者的比例比较适当，才可获得高产。在生产上，可用人工的方法加大或降低根冠比，一般说来，降低土壤含水量、增施磷钾肥、适当减少氮肥，或进行适当修剪等，都有利于加大根冠比，反之则降低根冠比。2．试述光敏素与植物成花诱导的关系。光敏素的两种类型Pr和Pfr的可逆转化在植物成花中起着重要的作用：当Pfr/Pr的比值高时，促进长日植物的开花；当Pfr/Pr的比值低时，促进短日植物的开花。3、水稻是短日植物，把原产在东北的水稻品种引种到福建南部可以开花结实吗如果把原产在福建南部水稻品种引种到东北，是否有稻谷收获，为什么答：原产在东北的水稻引种到福建南部，可以开花结实，但生育期缩短，无法形成产量。原产在福建南部的水稻引种到东北，当东北有适宜的短日照适宜水稻开花时，温度已过低，不适宜水稻开花结实，因此没有稻谷收获4、植物的成花诱导有哪些途径答：植物的成花诱导有4条途径。一是光周期途径。依赖光周期诱导，光敏色素和隐花色素参与这个途径。二是自主/春化途径。依赖生理年龄或春化诱导三是糖类或蔗糖途径。依赖糖类或蔗糖浓度升高四是赤霉素途径。赤霉素诱导5、如何使菊花提前在6~7月份开花又如何使菊花延迟开花菊花是短日照植物，原在秋季（10月）开花，可用人工进行遮光处理，使花在6~7月份也处于短日照，从而诱导菊花提前在6~7月份开花。如果延长光照或晚上闪光使暗间断，则可使花期延后。6、如何用试验证明植物的某一生理过程与光敏色素有关答：光敏色素有红光吸收型Pr和远红光吸收型Pfr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各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725nm的远红光照射时，则抑制萌发，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。1、何谓休眠植物休眠有何生物学意义﹖为什么休眠器官的抗逆力较强﹖大多数种子在成熟后，只要在合适的外界环境中，就能很快萌发，但有些种类的植物种子即使有适于萌发的条件也不萌发，需要经过一定时间后才能萌发，这种现象称为种子的休眠。其生物学意义为：种子休眠时，植物发育过程出现的暂停现象，是植物经过长期演化而获得的一种对环境条件及季节性变化的生物学适应性，有利于种的生存与繁衍：通过休眠，度过不良环境；保证种族的繁衍。休眠器官抗逆力较强的原因：①贮藏物质积累；②原生质含水量降低；③代谢水平低；④抗逆激素（ABA）和抗逆蛋白产生。2、简述种子休眠的原因，及解除休眠的方法答：（1）种皮限制。种胚外的种皮、果皮以及一些其他附属物对种子萌发有抑制作用，有些种皮有蜡质或角质层或由于坚硬而厚的种皮阻止胚对水和氧气的吸收；（2）胚未完全发育。有些植物如人参、当归等的种子或果实离开母体后，胚尚未发育完全，在湿润和适当低温条件下，胚继续从胚乳中吸取营养完成发育后，才能萌发。（3）种子未完全成熟。有些种子的胚已经发育完全，但在适宜的条件下仍不萌发，他们一定要经过一段时间休眠，在胚内发生一些生理生化变化才能萌发，通常称之为后熟过程。（4）抑制物质的存在。许多种子中存在萌发抑制物质，如HCN、NJ3等。解除休眠的方法有：机械破损、层积处理、清洗处理、化学处理、光照处理（需光作物）。3、肉质果实成熟时有哪些生理生化变化答：(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。在果实成熟时，有机酸含量下降，有的转变为糖；有的被氧化为二氧化碳和水；有些则被钙离子、钾离子等中和。(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。(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。(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胶有关。(6)色泽变艳。果皮由绿色变为黄色，是由于果皮中叶绿素逐渐破坏而失绿，类胡萝卜素仍存在，呈现黄色，或因花色素形成而呈现红色（8）呼吸变化：果实成熟中，某些果实的呼吸速率最初降低，至成熟末期突然升高，随后再下降，这种现象成为呼吸突变。呼吸突变的出现通常标志着果实成熟。但有些果实不出现呼吸突变，据此果实可分为突变性和非突变性。呼吸突变产生的主要原因是内源乙烯含量的增加。突变型果实有大量乙烯产生，非突变性果实乙烯含量维持在较低水平。4、植物衰老时发生了哪些生理生化变化答：植物衰老在外部特征上的表现是：生长速率下降、叶色变黄。在衰老过程中，内部也发生一些生理变化：1）光合速率下降。整株植物的光合速率降低。叶绿素含量减少、叶绿素a/b比值减少。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）酶活性变强。如核糖核酸酶，蛋白酶等水解酶类活性增强。5）激素变化。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，保留下细胞壁。5、植物器官脱落与植物激素的关系如何答：（1）生长素：当生长素含量降至最低时，叶片就会脱落。（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。）脱落酸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：脱落前乙烯生成量增多，感病植株，乙烯释放量增多，促进脱落。（4）赤霉素：促进乙烯生成，也可促进脱落。（5）细胞分裂素：延缓衰老，抑制脱落。6、试述光对植物生长的影响。①光合作用的能源；②参与光形态建成；③与一些植物的开花有关；④影响植物生长与休眠；⑤影响一些植物的种子萌发；⑥影响叶绿素的生物合成；⑦影响植物细胞的伸长生长；⑧调节气孔开闭；⑨影响植物的向性运动、感性运动等。7、简述环境条件对种子萌发的影响（1）水分：是种子萌发的首要条件，种子萌发的第一阶段是吸胀，干燥的种子必须吸收足够的水分才能恢复细胞的各种代谢功能。（2）温度：温度影响种子萌发过程各种水解酶类的合成和分泌。（3）氧气：从吸胀早期开始伴随着呼吸的增加，因此需要有足够的氧气供应才能保证有氧呼吸的进行。（4）光照：需光种子的萌发需要光照。8啤酒生产中可用什么方法使不发芽的大麦种子完成糖化过程为什么答：可用GA（赤霉素）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，分泌至胚乳使淀粉糖化等，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。1、经过抗旱锻炼的植物在抗旱性增强的同时对其他逆境的抗性也增强，为什么植物对逆境的抗性具有交叉适应性，即经历某种逆境后，能提高对另外一些逆境的抵抗能力。植物对逆境的交叉适应是由于其对多种逆境具有某些共同的防御和抵御机制。如干旱、低温、盐害等多种逆境都能诱导植物逆境激素（ABA、乙烯），逆境蛋白，提高细胞渗透调节物质，增加膜保护物质，增加氧自由基的清除酶等，以抵御逆境的胁迫，这些也是植物应对逆境的几种主要机制。因此，干旱锻炼在增强抗寒性的同时，也能增强了植物对其他逆境的抵抗能力。2、冬季到来之前，树木发生了哪些适应低温生理变化温度是和休眠相关的重要因子。内部的生理变化：（1）细胞含水量降低，束缚水的相对含量增高（2）呼吸减弱，整个代谢强度降低（3）ABA含量增加，GA含量减少，生长停止，进入休眠（4）保护性物质增大，细胞浓度增加，冰点降低。若在秋末进行灌水，施肥等，使植物生长过旺，不能进入休眠或休眠不深，一遇严寒即受冻害，因此要注意入秋的栽培。3、植物的冻害主要原因是什么植物如何产生对低温的抗性抗性增强的原因答：冻害主要原因：⑴结冰伤害：细胞间、细胞内结冰伤害；⑵蛋白质被损害；⑶膜伤害。对低温的抗性：⑴植株含水量下降；⑵呼吸减弱；⑶ABA含量增多；⑷生长停止，进入休眠；⑸保护物质增多抗性增强的可能原因：⑴温度逐渐降低：植物进入休眠的主要条件之一。⑵光照长短、强度的变化：短日照促进休眠，增强抗性；长日照阻止休眠。⑷土壤含水量：土壤含水量降低，提高抗寒性。⑸土壤营养元素：充足，增强抗寒性；缺乏，抗寒力降低4.干旱对植物的伤害作用及作物的抗旱性机制答：干旱对植物最直接的影响是引起原生质脱水，原生质脱水是旱害的核心。其伤害主要有以下几个方面：（1）破坏膜结构。膜透性增加，引起胞内物质外渗；（2）代谢失调。光合作用显着下降。干旱使水解酶的活性加强，合成酶活性降低。蛋白质分解加强，脯氨酸大量积累。（3）引起植物激素变化。ABA含量增加，细胞分裂素、生长素含量减少。（4）水分重新分配。干旱使植物组织间按水势大小竞争水分，一般幼叶向老叶吸水。（5）植物生长受抑。（6）呼吸作用先升后降。抗旱性强的植物具有一些形态和生理特征：（1）形态特征：根系发达，根冠比较大，叶片细胞小，叶脉密，表皮绒毛多，角质化程度高，可减少水分的散失。（2）生理特征：细胞原生质具有较高的亲水性、粘性和弹性，束缚水含量高，自由水含量低；较强同化能力。蛋白质、淀粉等物质的合成仍能维持在一定水平，糖代谢方面相对稳定；渗透调节物质增加，脯氨酸、甜菜碱和ABA等物质累积；有些植物可以通过生育周期的调整逃避干旱的干扰，降低受旱害程度。提高抗旱性的途径：（1）抗旱锻炼（2）化学诱导（3）合理施肥（4）使用生长延缓剂或抗蒸腾剂（5）发展节水、集水旱作农业。1、简述G蛋白在参与跨膜信号转换过程中的作用当细胞受到刺激，配体与受体结合后，受体构象发生变化，与G蛋白结合形成受体-G蛋白复合体，使G蛋白a亚基发生变化，排斥GDP，结合GTP而活化。而后a亚基脱离其它两个亚基与下游组分，如腺苷酸环化酶结合，活化酶并通过ATP水解产生cAMP分子。此后，与GDP结合的a亚基又回到其它两个亚基上，完成一个循环。2、简述细胞信号转导的过程。细胞信号转导可以分为4个步骤：一是信号分子与细胞表面的受体结合；二是通过受体将信号转导进入细胞内，即跨膜信号转换过程；三是通过胞内的信号分子或第二信使进一步传递和放大；四是导致细胞的生理生化反应。3、什么叫植物的向光性向光性生长的机理如何答：植物随光方向弯曲的能力，称为向光性。植物的向光弯曲与生长素在向光面与背光面的不均匀分布有关。单方向的光照会引起生长素向背光面移动，以致引起背光面比向光面生长快，而表现向光弯曲。生长素向背光面移动的原因可能与光照引起器官尖端的不同部位产生电势差有关。向光面带负电荷、背光面带正电荷，弱酸性的生长素阴离子被正电荷吸引移向背面。4．粮食贮藏为什么要降低呼吸速率1）呼吸作用过强，消耗大量的有机物，降低了粮食的质量；2）呼吸作用产生水会使贮藏种子的湿度增加；呼吸作用释放热量又使种子温度升高，反过来促使呼吸加强；高温高湿会使种子发霉变质。5、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返回到低浓度外侧的趋势，当通过偶联因子复合物（CF1—F0）返回到外侧时，释放出的能量被偶联因子捕获，使ADP和无机磷形成ATP。这一学说已经获得越来越多的实验的证实和支持。