植物生理(大题)

一 把一发生初始质壁分离的细胞放入纯 水中 分析细胞的体积 水势 渗透势 压力势如何变化 初始质壁分离的细胞压力势为 0 水势等 于渗透势且小于 0 放在纯水中 细胞吸水 随着细胞吸水的进行 细胞的体积 水势 渗透势 压力势逐渐增大 吸水达到平衡时 细胞水势等于纯水水 势 此时压力势和渗透势绝对值相等 细 胞的体积 水势 渗透势 压力势都达到 最大 二 用实验来证明根压的产生是一个渗透 过程 而且与代谢有关 将植物幼苗地上部切去一小部分 会发现 有细胞汁液流出 称为伤流 将植物根系 放在纯水中 根压增加 伤流会加快 当 把植物放在较浓的溶液中时 根压下降 伤流减少 甚至已经流出的伤流液还会重 新吸回 如果用物理或化学因素将细胞膜 透性破坏 植物不再出现伤流 这说明根 压的产生是一个渗透过程 根压的产生与呼吸代谢密切相关 植物的 呼吸为根系离子的主动吸收与转运提供能 量 是维持中柱内外水势差不可缺少的因 素 良好的通气条件及呼吸促进剂能促进 植物的伤流 而抑制呼吸的因素如呼吸抑 制剂 低温 缺氧等 均能降低植物的伤 流 三 简述蓝光诱导气孔开启的机制 保卫细胞存在光受体 能感受蓝光信号 蓝光通过光受体可以激活质膜上的 H ATP 酶 将胞内的质子泵出胞外 建立跨膜的 质子电动势 pmf 这种跨膜的质子电动势 驱动保卫细胞外面 K 通过质膜上的内向 K 通道进入保卫细胞 这是一种 K 的主 动运输机制 K 的进入降低了保卫细胞的 水势而吸水 通过膨压运动使气孔开启 这是光诱导气孔开放的主要效应 四 简述 K 调控气孔开启的机制 在照光下 保卫细胞质膜上的 H ATP 酶做功 将 H 从保卫细胞内排到细 胞外 建立跨膜的质子电动势 驱动保卫 细胞外面 K 通过质膜上的内向 K 通道 进入保卫细胞 在 K 进入保卫细胞的同 时 还伴随着负电荷 Cl 进入 进一步降 低了保卫细胞的水势 促进吸水使气孔张 开 Cl 是通过 Cl K 共转运载体进 入保卫细胞的 与 K 交换的 H 来自苹 果酸 在照光下 保卫细胞 pH 升高活化了 淀粉磷酸化酶 导致淀粉水解成磷酸葡萄 糖 葡萄糖经糖酵解途径转变成 PEP 光 下由 PEP 羧化酶催化 PEP 与 CO2 反应 形成草酰乙酸并转变成苹果酸 苹果酸解 离成酸根和 2 个 H 在 H K 离子泵 的驱动下 H 与 K 进行交换 而苹果酸 根离子则进入保卫细胞的液泡内 和 Cl 共同与进来的 K 保持电化学的平衡 同 时也可降低保卫细胞的水势 所以 K 的 进入和苹果酸的形成共同造成保卫细胞水 势的下降 导致气孔张开 五 设计一个实验 证明根系吸收矿质元 素是一个主动的过程 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 与对照相比 可知呼吸被抑制后 32P 的吸收即减少 冰冻根际 检查处理前后伤流液中的离 子含量 与对照相比 可发现经冰冻处理 后 抑制根系对矿质元素的吸收 六 试述矿质元素如何从膜外转运到膜内 物质通过生物膜主要有二种方式 一是被 动吸收 是顺浓度梯度的运转 不消耗代 谢能 二是主动吸收 有载体或质子泵参 与 需消耗代谢能 矿质元素转运以主动 吸收方式为主 离子通过跨膜离子运输蛋白进行跨膜运输 跨膜离子运输蛋白分为离子通道 离子载 体和离子泵三类 离子通过离子通道的运 输是被动运输 通过离子泵的运输是主动 运输 通过离子载体的运输是主动运输或 被动运输 七 在缺乏 CO2 的情况下对绿色叶片照光 能观察到荧光 然而在供给 CO2 的情况下 荧光即被猝灭 试解释原因 当叶绿素分子吸收光量子后 就由最稳定 的基态上升到不稳定的激发态 激发态的 叶绿素不稳定 会发生能量的转变 或用 于光合作用 或用于发热 发射荧光和磷 光 荧光即是激发态的叶绿素分子以光的 形式退激 释放能量 在缺乏 CO2 的情况下对绿色叶片照光 光 反应形成的同化力不能用于光合碳同化 光合作用被抑制 叶片中的叶绿素分子较 多地以光的方式退激 故能观察到荧光 而当供给 CO2 时被叶绿素吸收的光能用于 光合作用 使荧光猝灭 八 试述叶绿体中水 水循环 H2O H2O cycle 及其生理功能 假环式电子传递 H2O PS PQ Cytb6 f PC PS F d O2 电子的最终受体不是 NADP 而是 O2 O2 得到一个电子生成超氧阴离子自由 基 O2 O2 可被叶绿体中的超氧化物歧化 酶 SOD 歧化形成 H2O2 后者经抗坏血酸 过氧化物酶 APX 等催化形成 H2O 这 样电子从 H2O 到 H2O 被称为水 水循环 或 Asada 途径 假环式电子传递只在强光 低温等逆境下 NADP 缺乏时才发生 在强光下 光反应 形成的同化力会超过碳同化的要求 使 NADPH 积累导致 NADP 缺乏 O2 是一 种活性氧 具有极强的氧化伤害能力 通 过水 水循环可以减少 O2 的积累 从而 保护光合机构 是植物的一种光破坏防御 机制 九 为什么说 Rubisco 是一种兼性酶 其 与光合碳循环与光呼吸的关系如何 Rubisco 是一种兼性酶 具有催化羧化反应 和加氧反应两种功能 其催化方向取决于 CO2 和 O2 的分压 当 CO2 分压高而 O2 分压低时 RuBP 与 CO2 经此酶催化生成 2 分子 PGA 进入光合卡尔文循环 C3 循 环 反之 当 CO2 分压低而 O2 分压高时 则 RuBP 与 O2 在此酶催化下生成 1 分子 PGA 和 1 分子磷酸乙醇酸 前者进入卡尔 文循环 后者变成乙醇酸后进入光呼吸 C2 循环 十 为什么 C4 植物的光合效率一般比 C3 植物高 C4 植物比 C3 植物具有较高的光合作用 这与 C4 植物的 PEP 羧化酶活性较高 光 呼吸很弱有关 就对 CO2 的亲和力而言 C4 植物的 PEP 羧化酶 PEPC 活性比 C3 植物的 Rubisco 活性高几十倍 C4 二羧酸 由叶肉细胞进入维管束鞘脱羧 起着一个 CO2 泵 的作用 增加维管束鞘细胞的 CO2 O2 比值 增强 Rubisco 的羧化反应 抑制其加氧反应 此外 C4 植物的光呼吸酶系主要集中在维 管束鞘细胞 光呼吸就局限在维管束鞘内 进行 在它外面的叶肉细胞具有对 CO2 亲 和力很大的 PEP 羧化酶 即使光呼吸在维 管束鞘细胞放出 CO2 也很快被叶肉细胞 再次吸收利用 不易 漏出 以上特点使得 C4 植物能够利用低浓度的 CO2 CO2 补偿点比 C3 植物低 当干旱缺 水气孔关闭时 C4 植物就能利用细胞间隙 内的少量 CO2 继续生长 C3 植物则无此 本领 C4 植物的高光合效率只有在高温 强光和 低 CO2 条件下才显示出来 因为 C4 植物 同化 CO2 消耗的能量比 C3 植物多 所以 在光强和温度较低条件下 C4 植物的光合 速率并不高 甚至要低于 C3 植物 十一 将 A B 两种植物分别置于密闭的 光照培养箱中 定期抽取箱中气体样品分析 CO2 含量 得 到下列曲线图 据图回答 1 分析图中曲线变化的原因 2 推测两种植物光合碳同化途径 3 用另一种实验方法验证你的推测 1 光合作用消耗 CO2 使密闭生长箱中 CO2 浓度逐渐降低 一定时间后 CO2 浓度 下降到某一浓度时 光合速率等于呼吸速 率 CO2 浓度达到稳态 这个浓度即为 CO2 补偿点 2 根据图中两种植物 CO2 补偿点的数值 范围 可以推测 A 植物是 C4 植物 通过 C4 途径同化 CO2 B 植物是 C3 植物 通 过 C3 途径同化 CO2 3 验证方法 14CO2 标记实验 14C 首先出现在四碳化合物中的植物是通过 C4 途径同化 CO2 的 14C 首先出现在三碳化 0 20 40 60 80 100 120 140 04080120160 照光时间 h CO2含量 l L 1 A植物B植物 合物中的植物是通过 C3 途径同化 CO2 的 观察叶片解剖结构 维管束鞘细胞 BSC 具 有叶绿体的植物是通过 C4 途径同化 CO2 的 不具有叶绿体的是通过 C4 途径同化 CO2 的 十二 提高作物产量的途径有那些 作 物的光合速率高产量就一定高 的说法是 否正确 试论述之 作物的产量主要由光合产物转化而来 提 高作物产量的根本途径是改善作物的光合 性能 作物产量不仅仅取决于光合速率 而是取决于光合性能的五个方面 光合性 能是指光合系统的生产性能 光合性能包 括光合能力 光合面积 光合时间 光合 产物的消耗和光合产物的分配利用 可具 体表述为 经济产量 光合能力 光合 面积 光合时间 消耗 经济系数 提高光合能力 选用光合效率高的作物 品种 增加田间 CO2 浓度可显著提高光合 速率 抑制光呼吸 改善光 温 水 肥 条件 提高光合机构的活性等 增加光合面积 合理密植 即科学 的叶面积系数 LAI 改善株型 如选育矮 秆或半矮秆 株型紧凑 耐肥抗倒的类型 可有效提高叶面积系数 延长光合时间 提高复种指数 适 当延长作物生育期 延缓作物早衰 补充 人工光照等 减少有机物质消耗 注意提高呼吸效率 尽量减少浪费型呼吸 如增加 CO2 浓度降 低 C3 植物的光呼吸 防除病虫草害 提高经济系数 即作物的经济产量与生 物量之比 提高收获指数应从选育优良品 种 调控有机物运输分配 使尽可能多的 同化产物运往产品器官 十三 植物体内有机物运输的源 库关系如 何 有机物的分配有哪些特点 代谢源是制造和提供同化物的器官 代谢 库是接纳同化物的部位 源制造的光合产 物主要供应相应的库 构成 源 库单位 它们之间在营养上相互依赖 又相互制约 库大会促源 源大会促库 而库小会抑制 源 源小库就不会大 源与库的位置也是 相对的 会随着生育期而改变 同化物的分配主要有以下几个特点 一 同化物分配的总规律是由源到库 并按源 库单位分配 二 优先分配给生长中心 不同生育期 各有明显的生长中心 是光合产物的分配 中心 三 就近供应 同侧运输 分配给距离 近的生长中心 且向同侧分配较多 四 功能叶之间无同化物供应关系 幼 叶需要输入光合产物 已成为 源 的叶 片之间没有分配关系 直到最后衰老死亡 十四 举例说明植物源 库关系的变化 以小麦为例 分析种子萌发期 苗期 籽粒灌浆期的源 库关系特点 种子萌发期 胚乳是代谢源 而新形成的 胚根 胚芽是代谢库 苗期 功能叶是代谢源 而根 幼嫩 的茎叶是代谢库 籽粒灌浆期 功能叶 上部绿色的茎 杆是代谢源 而灌浆的籽粒是主要的代谢 库 十五 简述植物细胞信号传导的几个阶段 及其作用 信号分子传导的途径可分为四个阶段 胞间信号的传递 当环境刺激的作用位点 与效应位点处在植物体的不同部位时 就 有胞间信号的产生 并输送到效应位点 这些胞间信号为初级信使 即第一信使 膜上信号转换 胞间信号从产生位点经长 距离运输传递到达靶细胞 靶细胞首先要 感受信号并将胞外信号跨膜转变为胞内信 号 然后启动各种细胞内信号传递系统 胞内信号转导 由胞外刺激信号激活或抑 制的 具有生理调节活性的细胞内因子称 为细胞信号传导过程中的次级信号或第二 信使 第二信使系统 蛋白质可逆磷酸化 胞内信号通过调节胞 内蛋白质的磷酸化与脱磷酸化过程进一步 实现信号转导 并最终导致生理反应 十六 举例说明植物激素间可表现出增效 作用或拮抗作用 一 生长素与细胞分裂素 CTK 加强 IAA 的极性运输 可增强 IAA 的生理效应 两者在顶芽和侧芽生长中拮抗 IAA 促进 顶芽生长而维持顶端优势 而 CTK 促进侧 芽发育而打破顶端优势 这两种激素控制愈伤组织根 芽分化 当 CTK IAA 比例高利于分化芽 CTK IAA 比 例低时利于分化根 二 生长素与乙烯 IAA 与 ET 的有些生 理效应相同 如在促进菠萝开花和黄瓜雌 花分化方面 IAA 和 ET 具有相同的生理作 用 原因是生长素促进 ACC 合成酶的活性 而促进乙烯的生物合成 所以 高浓度的 生长素具有抑制生长的作用 IAA 与 ET 的生理效应有些截然不同 如低 浓度的 IAA 促进生长 而 ET 则抑制生长 促进成熟 这是因为乙烯对生长素有抑制 作用 乙烯抑制 IAA 的极性运输 乙 烯抑制 IAA 的生物合成 乙烯促进 IAA 氧化酶活性而加速 IAA 的分解 三 赤霉素与脱落酸 在萌发与休眠的 关系中 GA 和 ABA 的作用相反 GA 和 ABA 有共同的生物合成前体 异 戊二烯基焦磷酸 IPP 植物通过光敏素 感受日照条件 在长日照条件下 IPP 合成 GA 打破休眠促进生长 而在短日照条件 下 IPP 合成 ABA 抑制生长促进休眠 四 细胞分裂素与脱落酸 CTK 抑制叶 绿素 核酸 蛋白质的降解 抑制叶片衰 老 而 ABA 则抑制核酸 蛋白质的合成 并提高核酸酶的活性 促进叶片衰老 ABA 促进气孔关闭 而 CTK 促进气孔开 放 五 生长素与赤霉素 IAA 和 GA 有相 互促进加成的作用 原因是 GA 能够使 IAA 处于含量较高的水平 GA 促进 IAA 的生物合成 GA 抑制 IAA 氧化分解 GA 促进束缚态生长素转变为游离态生长 素 十七 简述 DELLA 蛋白参与赤霉素信号 转导的机制 DELLA 蛋白参与赤霉素的信号转导 DELLA 蛋白位于细胞核中 和某种未知的 转录促进因子结合 抑制其活性 阻遏基 因转录 所以在赤霉素信号转导途径中 DELLA 蛋白起一种负调节因子的作用 也 就是说 在 GA 信号缺乏的情况下 DELLA 蛋白阻遏植物生长发育 当 DELLA 蛋白上的 GA 信号感知区接收到 GA 信号后 DELLA 蛋白的阻遏作用被解 除 恢复了转录促进因子的活性 植株表 现出正常的 GA 反应 十八 实践中可以如何调控乙烯作用来控 制果实成熟延长贮存期 乙烯是成熟激素 乙烯的生物合成是一个 蛋氨酸的代谢循环 由 ACC 合酶 ACS 催化的 ACC 合成是乙烯生物合成的限速步 骤 由 ACC 转变为乙烯的反应是由 ACC 氧化酶 ACO 催化的 该酶也是乙烯生 物合成中的关键酶 该酶有重要的限速作 用 通过调控乙烯生物合成的的关键步骤 和抑制乙烯与受体结合发挥作用是控制果 实成熟的主要手段 利用一些物质抑制 ACC 或乙烯的合成 如 AVG 和 AOA 是乙烯生物合成抑制剂 AVG 和 AOA 是以磷酸吡哆醛为辅基的酶 的特异抑制剂 ACC 合酶也是一种以磷酸 吡哆醛作为辅基的酶 Co2 是乙烯生物合 成的抑制剂 它阻抑 ACC 转化为乙烯的反 应 利用一些物质抑制乙烯的生理作用 如 1 甲基环丙烯 MCP 可以特异地与乙烯 受体产生不可逆的结合 从而抑制乙烯的 大部分生理作用 反式环辛烯是目前发现 的最强的一种乙烯竞争性抑制剂 Ag 是 乙烯生理作用的最有效的抑制剂之一 高 浓度 CO2 可抑制乙烯的许多生理作用 利用基因工程手段 如通过反义 RNA 技 术成功制备了耐贮藏转基因番茄 其原理 是将 ACC 合酶或 ACC 氧化酶的反义基因 导入植物 抑制这两种酶的 mRNA 的翻译 并且加速其 mRNA 的降解 从而完全抑制 乙烯的生物合成 这样的果实只能用外源 乙烯处理才能成熟 十九 何谓根冠比 论述地上部分与地下 部分生长的相关性 并写出生产中控制根 冠比的方法及其原理 根 冠比 R T 根与地上部的干重或鲜重之 比 地上部分和地下部分相互促进 相互依赖 的关系 地上部分为根系提供光合产物 激素和维生素 根系为地上部分提供水分 矿质 激素等 地下部分和地上部分之间 进行着信息交流 地上部分和地下部分相互制约关系 主要 表现在水肥不足时 常常由于竞争而相互 制约 见教材 生产上控制根冠比的方法及原理 水分控制 增加土壤水分促进地上部分 生长 减少光合产物向根系输入 R T 减 小 干旱时根系水分状况好于地上部分 地上部分生长受阻严重 R T 增大 即所 谓 旱长根 水长苗 营养 氮肥 控制 供氮充足蛋白质合 成旺盛 利于枝叶生长 减少光合产物向 根系输入 R T 下降 供氮不足明显抑制 地上部生长 而根系受抑程度较小 R T 变大 使用 P K 一般使 R T 有所增加 修剪整枝 果树修剪后和棉花整枝后一 是相对减少了光合产物向根系的运输 二 是相对增加了肥水向枝叶的供应 从而延 缓根系生长而促进茎枝生长的作用 使 R T 变小 中耕松土利于土壤通气 利于根系生长 R T 增大 适当施用生长延缓剂抑制地上部分生长 R T 增大 二十 举例说明光敏色素在植物生长发育 中的作用 光敏色素的作用机理有哪些 光敏色素在植物生命活动中作用广泛 如 细胞水平 质体的形成 细胞分化 花 色素形成等 光形态建成 种子萌发 根原基起始 叶分化与扩大 下胚轴弯钩和子叶张开 节间延长 营养生长 子叶运动 节律现象 落叶 休眠等 生殖生长 光周期反应 花芽分化 光 敏雄性不育 光敏素还调控许多酶的活性 如 NR Rubisco 等 光敏色素的作用机理 光敏色素是一种自磷酸化蛋白激酶 光 敏色素本身是一种受光调节的蛋白激酶 具有光受体和激酶的双重性质 照射红光 后 生色团受光刺激 使 C 端的蛋白激酶 活化 将 ATP 磷酸基团转移到 N 端的丝氨 酸残基 光敏色素分子因自身磷酸化而活 化 而后再使下游的 X 因子发生磷酸化 同时也将红光信号传递给下游的 X 组分 X 组分有多种类型 因而经 X 组分的信号 转导途径所引发的生理反应可不同 细胞 核中的 X 组分大多为转录因子 Pfr 与转录 因子发生相互作用而调节基因表达 细胞 质中的 X 组分可以是 G 蛋白 钙调素等胞 内信使等 通过它们启动细胞质中信号转 导途径 引发相关的生理反应 光敏色素调控基因表达 大多数光敏色 素调节的慢反应都涉及基因表达 至今已 发现有几十种酶受光调控 光敏色素调节快反应的可能机理 活化 的光敏色素可能通过调节膜上离子通道和 质子泵等来影响离子的流动 二十一 简述自由基活性氧与植物伤害衰 老的关系 自由基不稳定 寿命短 化学性质活泼氧 化能力强 自由基引发的反应具有连锁反 应特性 反应一旦启动 便会不断地继续 下去 只有当新生的自由基被清除或者自 由基间相互碰撞结合成稳定分子而猝灭时 才能使反应终止 因此自由基对植物的危 害极大 会加速植物的衰老过程 在正常 情况下 植物体内自由基的产生和清除处 于动态平衡状态 自由基浓度很低 不会 引起伤害 也不会造成植物衰老 但当植物进入衰老阶段或遭受某种环境胁 迫时 体内自由基会增多 而清除能力下 降 使自由基的浓度超过伤害阀值 就会 使细胞内的一些生物大分子 蛋白质 核 酸 膜脂 叶绿素等 发生氧化 特别是 膜脂中的不饱和脂肪酸的双键 由于电子 密度大 最易受到自由基的攻击而发生过 氧化作用 加速植物细胞衰老和死亡 二十二 何谓植物的交叉适应 交叉适应 有哪些特点 1 交叉适应的概念 植物经历了某种逆 境后 能提高对另一些逆境的抵抗能力 植物对不良环境之间的相互适应作用 称 为植物的交叉适应 如低温 高温等刺激 都可提高植物对水分胁迫的抵抗力 缺水 盐渍等处理可提高烟草对低温和缺氧的抵 抗能力 干旱或盐处理可提高水稻幼苗的 抗冷性 2 交叉适应有以下特点 多种保护酶的参与 如 SOD 谷胱甘肽还 原酶 抗坏血酸过氧化物酶都参与多种胁 迫的抗性反应 多种逆境条件下 植物体内的脱落酸 乙 烯等激素含量都增加 提高对多种逆境的 抵抗能力 产生逆境蛋白 一种逆境可使植物产生多 种逆境蛋白 多种逆境可使植物产生同样 的逆境蛋白 如缺氧 水分胁迫 盐 脱 落酸等都能诱导 HSPs 的合成 多种病原菌 乙烯 几丁质等都能诱导病原相关蛋白的 合成 多种逆境条件下 植物都会积累脯氨酸等 渗透调节物质 通过渗透调节作用提高对 多种逆境的抵抗能力 在多种逆境条件下生物膜的结构和透性发 生相似的变化 多种膜保护物质可能发生 类似的反应 在一种逆境下植物生长受到抑制 各种代 谢发生相应变化 从而减弱了对胁迫条件 的敏感性 二十三 总结 H ATP 酶在植物体内的生 理作用 细胞膜 H ATP 酶可利用 ATP 水解释放 的能量将 H 由细胞膜一侧转运至另一侧 这称为原初主动转运 由原初主动转运建 立跨膜质子电化学势梯度 即质子动力势 pmf 这种跨膜质子电化学势梯度是一种极 其重要的驱动力 由 pmf 所驱动的其他无 机离子或小分子有机物的跨膜转运过程称 为次级共转运 原初主动转运与植物体内的许多生理过程 直接相关 包括提供细胞吸收养分 矿质 有机物运输 如蔗糖 所需的动力 调控 细胞的伸长生长 生长素作用 气孔的开 放 保卫细胞吸收 K 盐分排泌等许多 过程 二十四 综述光对植物生长发育的直接和 间接影响 光对植物的影响是多方面的分为直接影响 和间接影响 1 间接 光是光合作用的能源和启动者 也是叶绿素形成的条件 为植物生长提供 有机营养和能量 但强光会产生光抑制现 象 光质主要影响光合效率 也影响植物 生长 短波光特别是紫外光破坏生长素而 抑制生长 光影响植物的许多代谢过程 如硝酸还原 中的 NR 碳同化中的 Rubisco 等许多酶受 光的调节 2 直接 光控制植物的形态建成 如叶的 伸展扩大 茎的高矮 开花 分枝 长度 根冠比等 光影响种子萌发 需光种子萌发受光照 促进 而需暗种子萌发则受光的抑制 光与植物营养生长 幼苗发育对光有明 显要求 暗中生长呈黄化现象 照光后茎 叶转绿 植株健壮 光与成花诱导 LDP SDP DNP 等植 物开花对光周期长短都有严格要求 日照时数长短影响植物的生长与休眠 绝大多数多年生植物是长日照促进生长 短日照诱导休眠 光与植物运动 如向光性 此外 一些 植物叶片的昼开夜合 气孔运动等都受光 的调节 二十五 解释下列现象 1 植物受涝后叶片偏上生长 萎蔫或受害 死亡 在根系淹水时 根系内产生大量 ACC 由于 缺氧无法转变为乙烯 便通过蒸腾流向上 运输 运输到地上部的 ACC 可以迅速转化 为乙烯 使上部叶片发生乙烯诱导的典型 反应 偏上生长 植物受涝根系缺氧 短时间内使细胞呼吸减弱 主动吸水受到 影响 长时间受涝会导致根部无氧呼吸 产生和积累较多的酒精 使根系中毒受伤 吸水困难 致使叶片萎蔫变黄 甚至引起 植株死亡 2 冬季温室栽培植物应避免温度偏高 冬季温室中光线一般较弱 由于光照不足 光合作用较弱 如果此时温度偏高 呼吸 作用增强幅度较大 容易达到光补偿点 即光合作用吸收的 CO2 与呼吸作用释放的 CO2 达到动态平衡 在白天没有光合产物 积累 夜间呼吸还要消耗有机物 造成消 耗大于积累 久之导致植物生长不良甚至 死亡 3 光合作用存在 Emerson effect 1957 年 R Emerson 观察到 在远红光 波 长大于 685nm 条件下 如补充红光 波 长 650nm 则量子产额大增 比这两种波 长的光单独照射时的总和还要大 爱默生 效应的原因是光合作用有两个光化学反应 分别由两个光系统完成 一个是吸收短波 红光 680nm 的光系统 另一个是吸 收长波红光 700nm 的光系统 这两 个光系统是以串联的方式协同作用的 4 库强 在同化物分配中有重要决定作 用 库强是指库器官接纳和转化同化物的能力 是一种 拉力 来竞争光合产物 库强对 光合产物向库器官的分配具有极其重要的 作用 源中蔗糖的输出速率和输出方向由 库强控制 这是因为 库强大时 进入库 细胞的蔗糖随即被合成贮藏物质或分解后 利用 从而保持了源 库两端有高的压力 势差 使源端制造的光合产物源源不断地 运入库 这样也有利于源强的维持 5 GA 促进大麦种子的萌发 GA 对种子萌发有独特效应 具胚的大麦种 子萌发时 胚中产生的 GA 通过胚乳扩散 到糊粉层细胞 诱导 淀粉酶的形成 及 其它水解酶类的合成 这些酶扩散到胚乳 使淀粉 蛋白质等大分子水解 利于胚的 生长利用 6 低浓度生长素促进植物生长 而高浓度 生长素抑制植物生长 低浓度 IAA 条件下 一方面 IAA 与受体结 合 活化质膜上的质子泵 把细胞质内的 H 分泌到细胞壁中去 促进细胞壁环境酸 化 增加可塑性 细胞体积增大 另一方 面 IAA 促进核酸和蛋白质的合成 为原 生质体和细胞壁的合成提供原料 促进细 胞生长 高浓度的 IAA 通过促进 ACC 合 酶的活性而诱导乙烯的生物合成 使植物 生长受到抑制 7 从远方引种须考虑光 温条件 一是要考虑春化作用 我国北方纬度高温 度低 南方纬度低而温度高 在南北方地 区之间引种时必须了解品种对低温的要求 北方的品种引种到南方 就可能因当地温 度较高而不能满足它对低温的要求 致使 植物只进行营养生长而不开花结实 二是必须考虑品种的光周期特性 了解作 物原产地与引种地生长季节的日照条件的 差异 避免因提早或延迟开花而造成减产 甚至无收 短日植物从北方引种到南方会 提前开花 而从南方引种到北方会延迟开 花 长日植物从北方引种到南方时会延迟 开花 而从南方引种到北方时会提早开花 8 正常生长植株内能检测到活性氧 但植 株不会受害 植物体内存在抗氧化体系 即自由基和活 性氧清除剂 包括抗氧化物质和抗氧化酶 类 能有效地清除自由基 植物体内酶促 防护体系有 SOD POD CAT 等 其中尤 以 SOD 最重要 所以在正常情况下 植物 体内自由基的产生和清除处于动态平衡状 态 自由基浓度很低 不会引起伤害 也 不会造成植物衰老 试述光对植物生长发育的直接和间接影响 间接 光是植物光合作用的能源 也是叶 绿素形成的条件 光通过光合作用为植物 的生长提供有机营养和能量 在一定范围 内 植物的光合速率随光强的增强而增加 但当光强超过一定范围之后 会出现光饱 和现象 强光也会产生光抑制现象 光质 主要影响光合效率 在橙光和红光下光合 速率最高 其次是蓝紫光 绿光最差 光 质也影响植物生长 一般红光对植物生长 没有抑制作用 而短波光 特别是紫外光 破坏生长素 对植物生长有抑制作用 直接 光控制植物的形态建成 即叶的伸 展扩大 经的高矮 开花等 光与种子萌发 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 光与植物的营养生长 幼苗的发育对光有 明显的要求 黑暗中生长会呈黄化状态 照光后 就能使茎叶逐渐转绿 植株健壮 光与成花诱导 自然界许多植物的开花受 光周期的诱导 长日植物 短日植物的开 花对日照的长短都有严格要求 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 光与植物的运动 如向光性 通常茎叶有 正的向光性 根有负的向光性 此外 一 些植物叶片的昼夜开合 气孔运动等都受 光的调节 设计一个实验证明 Mo 是植物必须的微量 元素 在各种光质元素都充足适量的水溶液中 单独去掉 mo 然后观察植物生长状况 如 果植物生长发育不良 当加入 mo 以后又 能恢复 说明是必需元素 如果植物发育 良好说明是不必须的 证明微量就用加多 或加少量 多量会产生毒害作用 说明是 微量元素 以小麦为例 分析比较种子萌发期 苗期 籽粒灌浆期的源 库关系特点 源和库是相对的 源是制造同化物的器官 库是接受同化物