植物生理学复习整理.doc

一、名词解释1、水分代谢：指植物对水分的吸收、运输、丢失的过程。2、细胞的全能性：是指植物体的每个细胞都携带着一套完整的基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。3、代谢源：是指能够制造并输出同化物的组织、器官或部位。如绿色植物的功能叶，种子萌发期间的胚乳或子叶，春季萌发时二年生或多年生植物的块根、块茎、种子等。 代谢库：参与代谢的物质在组织及体液中的总和。如氨基酸代谢库。4、日中性植物：植物开花对日照长度没有特殊的要求，在任何日照长度下均能开花。5、平衡溶液：几种盐类按一定比例和浓度配制的不使植物发生单盐毒害的溶液。6、光合磷酸化：是指在光合作用中由光驱动并贮存在跨类囊体膜的质子梯度的能量把ADP和磷酸合成为ATP的过程。7、碳同化：生物体利用二氧化碳固定到细胞内形成各种含碳化合物的同化过程。8、光抑制：光能超过光合系统所能利用的数量时光合功能下降的现象。9、光敏色素：存在于植物中并与光周期相联系的一种发色团-蛋白质复合物。是一种可吸收红光-远红光可逆转换的光受体。10、细胞信号转导：是指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞生物学功能的过程。11、单盐毒害：如果将植物培养在只含一种金属离子的溶液中，即使这种离子是植物生长发育所必需的，如钾离子，而且在培养液中的浓度很低，植物也不能正常生活，不久即受害而死。12、离子拮抗：若在单盐溶液中加入少量其它盐类，单盐毒害现象就会消除，这种离子间能够互相消除毒害的现象，称离子拮抗。13、幼年期：是指植物早期生长的阶段。14、春化作用：低温诱导植物开花的过程。15、光周期现象：在一天之中，白天和黑夜的相对长度称为光周期。植物对白天和黑夜的相对长度的反应称为光周期现象。16、单性结实：是指子房不经过受精作用而形成不含种子果实的现象。17、植物激素：是指在植物体内合成并从产生之处运送到别处，对生长发育产生显著作用的微量有机物。包括有生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯类物质等。18、植物生长调节剂：是指一些具有植物激素活性的人工合成的物质。如萘乙酸、吲哚丙酸等。19、呼吸商：是表示呼吸底物的性质与氧气供应状态的一种指标。即植物组织在一定时间内放出二氧化碳的物质的量与吸收氧气的物质的量的比率。20、光饱和点：在一定的光强范围内，植物的光合强度随光照度的上升而增加，当光照度上升到某一数值后，光合强度不再继续提高时的光照度值。21、光补偿点：同一子叶在同一时间内光合过程中吸收的二氧化碳与光呼吸和呼吸作用过程中放出的二氧化碳等量是的光照强度。22、CO2饱和点：在辐射能充分满足的条件下，作物的光合作用强度不再随二氧化碳浓度的增加而增大时的二氧化碳浓度。23、CO2补偿点：当光合吸收的二氧化碳量等于呼吸放出的二氧化碳量，这个时候外界的二氧化碳含量就叫做二氧化碳的补偿点。24、顶端优势：是指植物的顶芽优先生长而侧芽受抑制的现象。25、光呼吸：植物绿色细胞依赖光照吸收氧和放出二氧化碳的过程。26、光形态建成：外界环境影响着植物的生长发育，其中以光影响最大。光对植物的影响主要有两个方面：1，光是绿色植物光合作用必需的；2，光调节植物整个生长发育，以便更好地适应外界环境。这种依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终会汇集成组织和器官的建成，就称为光形态建成，亦即光控制发育的过程。27、组织培养：从机体分离出的组织或细胞在体外人工条件下培养生长的技术。28、抗性：即抵抗能力，植物的抗性是指植物具有的抵抗不利环境的某些性状；如抗寒，抗旱，抗盐，抗病虫害等。29、交叉适应：植株在处于冰点以上的低温、炎热、干旱、盐渍条件下，可以提高其对另外一些逆境的抵抗能力，这种对不良环境反应之间的相互适应称之为植物的交叉适应。30、SOD：即超氧化物歧化酶，是一种源于生命体的活性物质，能消除生物体在新陈代谢过程中产生的有害物质。31、三重反应：一是抑制茎的伸长生长；二是促进上胚轴的横向加粗；三是失去负向地性而产生偏上生长。32、蒸腾系数：植物制造1g物质所消耗的水分克数。33、抗氰呼吸：在氰化物存在下某些植物呼吸不受抑制，所以把这种呼吸称为抗氰呼吸。二、问答题1、简述植物体内水分存在的形式及与植物代谢、抗逆性的关系。答：植物体内水分的存在形式主要有两种：自由水和束缚水。靠近胶粒而被胶粒吸附的不易自由流动的水分即为束缚水；距离胶粒较远可以自由流动的水分即为自由水。自由水参与各种代谢活动，它的含量制约着植物的代谢强度。自由水占总含水量的百分比越大，植物代谢越旺盛，抗逆性越弱。束缚水不参与代谢活动，但束缚水所占比值越大，细胞原生质呈凝胶状态，植物代谢活性低，生长迟缓，但抗逆性强。2、C4植物与CAM植物在碳代谢途径上有何异同点? 答：CAM植物与C植物固定与还原CO2的途径基本相同，二者都是由C4途径固定CO2，C3途径还原CO2，都由PEP羧化酶固定空气中的CO2，由Rubisco羧化C二羧酸脱羧释放的CO2，二者的差别在于：C植物是在同一时间(白天)和不同的空间(叶肉细胞和维管束鞘细胞)完成CO固定(C4途径)和还原(C3途径)两个过程；而CAM植物则是在不同时间(黑夜和白天)和同一空间(叶肉细胞)完成上述两个过程的。3、高山上的植物为何长得比较矮小。答：（1）高山上风大，植物产生了适应性变化，以防止被风折断；（2）昼夜温差大，过低的夜温会抑制植物的生长；（3）湿度大，影响植物蒸腾作用的正常进行，从而影响根系对水分的吸收，使矿物营养不能及时得到供应，影响植物的生长；（4）紫外光较强，因为紫外线能抑制植物体内某些生长激素的形成，所以能抑制茎的伸长。4、为何C4植物比C3植物具有更强的光合作用。答:C4植物比C3植物的光补偿点低，C4植物能够利用低浓度的CO2而C3植物不能；C4植物可以利用“浓缩的CO2”提高光合效率；C4植物的叶绿体多分布于维管束鞘，维管束比C3植物多，所以叶绿体大而密；C4植物没有光饱和点的限制；C4植物比C3植物的光呼吸低；C4植物在完成光合作用的各阶段结构功能分工合理，节约能量。5、在阳光充足、灌溉条件和昼夜温差大的地区所产瓜果甜度特大，试作解释。答：（1）瓜果为了抵抗干旱，保持足够水分维持正常的生长，所以大幅增加糖份，提高渗透势，减少水分损失；（2）昼夜温差大，光合产物较多，但因呼吸作用消耗掉的较少，而光合产物的原始形态就是蔗糖，因而糖积累较多。6、在缺乏CO2的情况下，对绿色叶片照光能观察到荧光，然后在供给CO2的情况下，荧光立即被猝灭，试解释其原因。答：激发态的叶绿素分子处于能量不稳定的状态，会发生能量的转变，或用于光合作用，或用于发热、发射荧光与磷光。荧光即是激发态的叶绿素分子以光子的形式释放能量的过程。在缺乏CO2的情况下，光反应形成的同化力不能用于光合碳同化，故光合作用被抑制，叶片中被光激发的叶绿素分子较多式以光的方式退激。故在缺乏CO2的情况下，给绿色叶片照光能观察到荧光，而当供给CO2时，被叶吸收的光能用于光合作用，故使荧光猝灭。7、试述同化物分配的一般规律。答：（1）同化分配的一般规律是由源到库。由某一源制造的同化物流向与其组成源-库单位中的库。多个代谢同时库存在时，强库多分，弱库少分，近库先分，远库后分。（2）优先供应生长中心。各种植物在不同生育阶段各有其生长中心，这些生长中心通常是一些代谢旺盛、生长速率快的组织或器官，它们既是矿物质的输入中心，也是同化物的分配中心。（3）就近供应。一个库的同化物来源主要由它附近的源叶来供应（4）同侧运输。同一方位的叶制造的同化物主要供给同方位的幼叶、花和根。（5）再分配。8、老叶与幼叶缺素症的判断。答：可循环元素-先表现在老叶上：N、P、Mg、K，其中N、P也表现在幼叶上；不可循环元素-先表现在幼叶上：Ca、S、Si、Fe、Mn、Cu、B等。（1）植株缺氮：植株矮小，叶小色淡，或发红，分枝少，花少，子实不饱满，产量低，基部叶片呈黄色，干燥时呈黄褐色；（2）植株缺磷：植株深绿，常呈红色或紫色，基部叶片黄色，干燥时暗绿，茎短而细；（3）植株缺镁：基部叶片杂色或缺绿，有时呈红色，有坏死斑点，茎细；（4）植株缺钾：叶杂色或缺绿，在叶脉间或叶尖和叶缘有坏死小斑点，茎细；（5）植株缺钙：顶芽死亡，嫩叶变形，初呈钩状，后从叶尖和叶缘向内坏死；（6）植株缺硫：嫩叶失绿，叶脉失绿；（7）植株缺铁：嫩叶失绿，缺铁过甚或过久也会导致叶脉失绿，全株白化；（8）植株缺锰：顶芽缺绿或萎蔫，嫩叶失绿，坏死斑点小，叶脉间缺绿；（9）植株缺铜：嫩叶萎蔫，无失绿，叶黑绿，其中有坏死点，茎尖弱；（10）植株缺硼：嫩芽和顶芽坏死，从叶基起枯死，嫩叶基部浅绿，叶捻曲，丧失顶端优势，分枝多。9、矿质元素跨膜运输的途径及机理。答：主要途径有主动运输和被动运输。根据运输蛋白的不同又分为扩散、离子通道、载体、离子泵、胞饮等五种方式。（1）扩散主要包括简单扩散和易化扩散。简单扩散：溶质从高浓度区域向低浓度区域运输的物理过程，决定因素是细胞内外浓度梯度，如CO2、O2等的运输；易化扩散：指膜转运蛋白易让溶质顺浓度梯度跨膜运输，不需细胞提供能量。（2）离子通道：是指细胞膜中由通道蛋白构成的孔道，控制离子通过细胞膜，是顺电化学梯度的被动跨膜运输。（3）载体运输：是一类跨膜运输的载体蛋白，在跨膜区域不形成明显的孔道结构。载体蛋白的活性部分首先与膜一侧的转运物质结合，形成载体-转运物质复合体，通过载体蛋白的构象变化，将被运物质暴露于膜的另一侧，并释放出去。（4）离子泵：植物细胞上有离子泵，也是膜内在蛋白。离子泵其实是质膜上的ATP酶，当少量的钠、钾阳离子进入质膜时，活化ATP酶，促进ATP水解，释放能量，将离子逆着电化学梯度进行跨膜运输。（5）胞饮作用：细胞通过膜的内陷从外界直接摄取物质进入细胞内的过程。10、种子休眠的原因有哪些?如何破除？答：（1）种子休眠一般是由四种原因引起的：胚未完全发育；种皮限制 ：种皮太坚硬或不透气，阻碍胚的生长，使种子呈现休眠状态。 抑制物的存在：果实或种子里存在着一些酚类、有机酸、醛类和脱落酸等物质，抑制种子萌发。种子未完成后熟。 (2)解除休眠方法主要有： 机械破损；清水漂洗；层积处理；温水处理；化学处理；激素处理；光照处理；物理方法 如X-射线、超声波、高低频电流、电磁场等处理种子，也有破除休眠的作用。11、呼吸代谢主途径（EMP、TCA）基本过程、场所、特点。答：（1）EMP（糖酵解）-基本过程：己糖的磷酸化：这一阶段是淀粉或己糖活化，消耗ATP，将果糖活化为果糖-1，6-二磷酸，为裂解成2分子丙糖磷酸做准备；己糖磷酸的裂解：包括己糖磷酸裂解为2分子的丙糖磷酸，即甘油醛-3-磷酸和二羟丙酮磷酸以及两者之间的转化；ATP和丙酮酸的生成：甘油醛-3-磷酸氧化释放能量，经过甘油酸磷酸、烯醇丙酮酸磷酸，形成ATP和NADH + H离子，最终生成丙酮酸，因此这个阶段也称为氧化产能阶段。由于底物的分子磷酸直接转到ADP而形成ATP，所以一般又称为底物水平磷酸化。场所：线粒体内膜上。特点：一步氧化；两步底物水平磷酸化；三个不可逆反应；四个阶段：活化，裂解，氧化，转化。（2）TCA（三羧酸循环）-基本过程：柠檬酸生成阶段；氧化脱羧阶段；草酰乙酸的再生阶段。场所：线粒体基质。特点：在有氧条件下转运，是产生还原当量的主要途径；三羧酸循环是单向不可逆转的；三羧酸循环的中间物质必需补充与更新。12、在果实储藏中，呼吸跃变产生的可能原因是什么，可采用哪些措施来调节呼吸跃变？答：可能原因是果实中产生乙烯的结果，乙烯可增加果皮细胞的透性，加强内部氧化过程，促进果实的呼吸作用，加速果实成熟。适当降低温度和氧的浓度（提高二氧化碳浓度或充氮气）都可以延迟呼吸跃变的出现；反之，提高温度和氧浓度，或施以乙烯都可以刺激呼吸跃变的早临。13、光合午休现象产生的原因及消除措施。答：气孔因素-在干热的中午，水分供应紧张，空气湿度较低，引起气孔部分关闭，进而使CO2吸收减少。非气孔因素-中午及午后的强光、高温、低CO2浓度等条件都会使光呼吸激增，光抑制产生，这些也都会使光合速率降低。消除措施-可采用适时灌溉、选用抗旱品种、增强光合能力、遮光等措施。14、试述植物“根深叶茂”的原因。答：植物在生长过程中，地上部分（茎叶系统）所需要的水分、矿物质和养料等，都是由根从地下吸收并输送来的。而根又得依靠叶的光合作用获得它所需要的有机养料。叶靠茎、枝的支持，使其扩展空间，以充分行使其光合作用功能。所以 “根深叶茂”正是说明植物地上部分与地下部分存在相互依存和相互制约的辩证关系。15、光周期现象在引种中的应用及注意的问题。答：应用：（1）如南方大豆、秋菊等是短日照植物，南种北引，开花期延迟，所以引种要引早熟种。（2）通过人工光周期诱导，可以加速良种繁育，缩短育种年限。（3）杂交育种中，可以延长或缩短日照长度，控制花期，以解决父母本花期不遇的问题。（4）如甘蔗、大麻等南方作物引入北方可提高产量等。 问题：（1）了解被引进品种对光周期的反应类型；（2）了解原产地与引进地日照条件的差异；（3）了解引进植物收获的是营养体还是种子或果实。16、怎样证明植物感受光周期刺激的部位是叶？答：这一点可以用对植株不同部位进行不同光周期处理后观察对开花效应的情况来证明。17、试讨论光对植物生长发育的影响作用。答：间接影响：主要通过光合作用，是一个高能反应。 直接影响：主要通过光形态建成，是一个低能反应。光在此主要起信号作用。光对植物种子萌发的影响：光质、光强等对种子的吸涨和萌发产生影响；光对植物叶片的影响：光对叶片的发育和成熟有一种全面的刺激效果，尤其是双子叶植物；光对植物茎生长的影响：蓝光对茎生长有抑制作用；光对植物叶绿素合成的影响：蓝紫光促进叶绿素的合成；光对植物开花的影响：植物由营养生长转变到生殖生长是受到红光-远红光受体和蓝光-近紫外光受体调节的。光还对植物的花青苷和类黄酮化合物等物质的形成有促进作用。18、五大类激素主要特点、生理作用及其在植物生长发育方面相互促进或相互拮抗的关系。答：（1）脱落酸ABA：特点-在根冠或萎蔫的叶片合成。生理作用-促进脱落；抑制生长；促进休眠；引起气孔关闭；调节种子胚的发育；影响性分化；增加抗逆性。（2）细胞分裂素CTK：特点-主要存在于如茎尖、根尖、未成熟的种子、萌发的种子、生长着的果实等部位。生理作用-主要是引起细胞分裂，诱导芽的形成和促进芽的生长。（3）乙烯ET：特点-产生于果实、种子、花、根、茎、叶。生理作用-促进成熟；促进脱落；抑制伸长，促进增粗，偏上生长。（4）生长素IAA：特点-广泛分布于植物根、茎、叶、花、果实、种子及胚芽鞘中。生理作用-作为贮藏形式；作为运输形式；解毒；调节自由生长素含量。（5）赤霉素GA：特点-分为自由赤霉素和结合赤霉素，广泛分布于植物生长较旺盛的部分。生理作用-促进茎伸长，两性花的雄性花形成，单性结实，某些植物开花，花粉发育，细胞分裂，叶片扩大，种子发芽，果实生长，某些植物坐果；抑制成熟、侧芽休眠、衰老、块茎形成。关系：相互促进-IAA和CTK都促进细胞分裂，ABA和ET都促进脱落。 相互拮抗-ABA促进休眠，GA促进萌发；CTK促进毛孔开放，ABA促进毛孔关闭；CTK促进芽生长抑制根生长，IAA促进根生长抑制芽生长；IAA导致顶端优势，CTK抑制顶端优势。19、从气孔的结构和代谢论述气孔开闭的机理.答：气孔的开关与保卫细胞的水势有关,保卫细胞水势下降而吸水膨胀，气孔就张开，水势上升而失水缩小，使气孔关闭。（1）无机离子泵学说：光下K+由表皮细胞和副卫细胞进入保卫细胞，保卫细胞中K+浓度显著增加，溶质势降低，引起水分进入保卫细胞，气孔就张开；暗中, K+由保卫细胞进入副卫细胞和表皮细胞，使保卫细胞水势升高而失水，造成气孔关闭。（2）苹果酸代谢学说：在光下, 保卫细胞内的部分CO2被利用时,pH值上升至8.08.5，从而活化了PEP羧化酶, PEP羧化酶可催化由淀粉降解产生的PEP与HCO3-结合形成草酰乙酸,并进一步被NADPH还原为苹果酸。苹果酸解离为2H+和苹果酸根，在H+K+泵的驱使下，H+与K+交换，保卫细胞内K+浓度增加,水势降低；苹果酸根进入液泡和Cl-共同与K+在电学上保持平衡。同时，苹果酸的存在还可降低水势，促使保卫细胞吸水，气孔张开。当叶片由光下转入暗处时，该过程逆转。（3）淀粉-糖学说：认为保卫细胞光合作用消耗CO2，细胞质内的pH增高，淀粉水解为可溶性糖，保卫细胞水势下降，便从周围细胞吸取水分，气孔便张开，反之，在黑暗中气孔便关闭。20、如何证明某一生理现象有光敏素参与调节。答：因为光敏素是一种可吸收红光-远红光可逆转换的光受体，如果一个光反应可以被红闪光诱发，又可以被紧随红光之后的远红闪光所充分逆转，那么，这个反应的光敏受体就是光敏色素，所以可以用红光、远红光交替照射，观察生理反应。21、影响植物成花的主要因素。答：（1）幼年期：是指植物早期生长的阶段；（2）春化作用：即低温诱导植物开花的过程。（3）光周期现象：在一天之中，白天和黑夜的相对长度称为光周期。植物对白天和黑夜的相对长度的反应称为光周期现象。22、植物经过抗寒锻炼后为何会提高对干旱胁迫的抵抗力。答：因为植物存在着“交叉适应”现象，即植物经历了某种逆境后，能提高对另一些逆境的抵抗能力。一种剌激(逆境)可使植物产生多种逆境蛋白；此外，逆境条件下植物会积累脯氨酸等渗透调节物质，通过渗透调节作用可提高对逆境的抵抗能力；生物膜在多种逆境条件下有相似的变化，而多种膜保护物质在胁迫下可能发生类似的反应，使细胞内活性氧的产生和清除达到动态平衡。23、植物受涝后，叶片为何会萎蔫甚至死亡？答：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。24、路灯下树木叶片落叶慢？树木易受冻？答：因为路灯下的树木难以受到短日照的刺激，无法正常形成脱落酸，叶柄基部形成不了离层，所以落叶慢。路灯下的树木不能正常休眠，使抗逆性降低，不能及时做好抗逆环境准备，所以易受冻。25、植物衰老时在生理生化上有哪些变化？简述有关衰老的理论。答：植物衰老过程中，其外部表现为生长速率下降，叶色发黄，内部表现为：（1）蛋白质显著下降；（2）核酸含量的变化：RNA总量下降，尤其是rRNA的减少最为明显。DNA含量也下降，但下降速度较RNA小。；（3）光合速率下降；（4）呼吸作用异常 呼吸速率先下降、后上升，又迅速下降，但降低速率比光合速率降低得慢；（5）细胞结构的变化：膜结构破坏，选择透性丧失，细胞产生自溶而解体；（6）激素变化 促进生长的植物激素如IAA、CTK、GA等含量减少，而诱导衰老的植物激素ABA和乙烯含量升高。理论主要有四种：（1）营养亏缺学说：在自然条件下，一稔植物一旦开花结实后，垄断了营养的分配就会导致全株死亡；（2）植物激素调节假说：一稔植物的衰老是由一种或多种激素总和控制的；（3）自由基损伤假说：自由基代谢平衡失调，导致生物膜、大分子等遭到破坏、衰老，如羟基自由基、脂过氧化物、双氧水等；（4）细胞程序性死亡：由细胞内已存在的、由基因编码的程序控制衰老和死亡。26、自由基和活性氧代谢理论与衰老、逆境的关系。答：自由基（活性氧）损伤假说认为植物的衰老与植物体中产生的自由