植物生理学答案

介绍植物生理学：研究植物生命活动规律的科学。2.为什么说“植物生理学是农业的基础学科”？植物生理学是研究植物生命活动规律的学科。其主要任务是研究和阐明各种环境条件下植物生命活动的规律和机制，并将这些研究成果应用于生产实践，为农业生产服务。例如，矿物营养的研究为肥料生产奠定了基础。光合作用的研究为农业生产中的间作、复种栽培、合理密植、矮化和高光效育种提供了理论依据。植物激素的研究促进了生长调节剂和除草剂的人工合成和应用，将作物的生长发育带入了化学调控时代。这些结果表明，植物生理学的每一项重大成就都带来了农业生产技术的重大变革，并大大提高了生产率。这充分证明植物生理学是农业的基础学科。一. 31渗透势：也称为溶质势，因为溶质粒子的存在降低了水的自由能，所以它的水势低于纯水。渗透：水从高水势系统通过半透膜向低水势系统的运动。水的临界期：植物对缺水特别敏感的时期。1.当植物细胞分别置于纯水和1毫升/升蔗糖溶液中时，细胞的渗透势、压力势、水势和细胞体积会发生什么变化？答：在纯水中，所有指标都增加；在蔗糖中，所有指标均下降。2.从植物生理学的角度，分析农业谚语“有无收获取决于水”的道理。答：水孕育生命。陆生植物是由水生植物进化而来的，水是植物重要的“先天”环境条件。植物的所有正常生命活动只能在一定的细胞含水量下进行，否则，植物的正常生命活动将被阻断甚至停止。可以说没有水就没有生命。在农业生产中，水是决定作物可用性的重要因素之一。水在植物生命活动中起着重要的作用，主要表现在四个方面：水是细胞质的主要成分。细胞质的含水量一般为70-90%，使细胞质处于溶胶状态，保证正常代谢，如根尖和茎尖。如果含水量减少，细胞质就会变成胶状，生命活动就会大大减少，如休眠种子。水是新陈代谢过程中的一种活性物质。水分子参与光合作用、呼吸、有机物质的合成和分解。水是植物吸收和运输物质的溶剂。一般来说，植物不能直接吸收固体无机和有机物质，这些物质只有溶解在水中才能被植物吸收。同样，植物中各种物质的运输只有在溶于水时才能进行。水可以保持植物的自然姿态。由于细胞含有大量的水，细胞的张力(即膨胀)得以保持，因此植物的枝叶直立，便于充分接收光线和交换气体。同时，它也使花朵开放，这有利于授粉。3.水如何穿过细胞膜进入细胞以满足正常生命活动的需要？答：通过膜脂双层之间的间隙进入细胞。膜上的水通道形成水通道，导致植物细胞的水聚集。植物水通道蛋白有三种类型：质膜上的质膜固有蛋白、液泡膜上的液泡膜固有蛋白和根瘤共生膜固有蛋白，其中液泡膜水通道蛋白在植物中含量最丰富，透水性最强。6.气孔开度和保卫细胞的结构有什么关系？答：细胞壁是柔性的，细胞的体积可以可逆地增加40-100%。细胞壁有不同的厚度和不均匀的分布。双子叶植物保卫细胞呈肾形，内壁厚，外壁薄，外壁易伸展。当吸收水分时，保护细胞向外扩张并打开毛孔。禾本科的保卫细胞呈哑铃状，中间厚，两端薄。当吸收水分时，保卫细胞e2.用塑料袋覆盖植物的叶子，但是塑料袋不能太厚，以免阳光照射到植物的叶子上。3.几天后，塑料袋里会发现小水滴。10.设计一个测量水传输速率的实验。回答：1。取一些植物，仔细清理根部的土壤。小心不要弄断根毛。植物的大小和叶子应该相似或相同。2.同时用同样的水将植物浸入量筒中，记下此时量筒的刻度数，同时开始计时。3.一段时间后，再次记下量筒的刻度。4.分别计算几种植物的输水速度，找出平均速度。二. 64矿物质营养：植物对矿物质的吸收、运输和同化。主动运输：运输过程与电化学梯度相反，需要新陈代谢来提供能量。离子通道：一种由细胞膜内固有蛋白质组成的孔道，可通过化学或电学方式激活，以控制离子通过细胞膜的顺电化学势梯度。离子泵：细胞膜固有蛋白，质膜上的三磷酸腺苷酶，通过激活三磷酸腺苷释放能量，推动离子逆着化学势梯度跨膜转运。1.植物正常的生活活动需要哪些矿物质元素？如何用实验方法证明植物生长需要这些元素答：有两种元素：大量元素：碳、氢、氮、磷、钾、钙、镁、硅和少量元素：铁、锰、锌、铜、莫娜、磷、氯、镍。实验方法：采用溶液培养法或沙基培养法，通过添加一些营养液来证明可以观察到植物的正常生长。如果它能正常生长，就证明缺失的元素对植物生长来说不是必需的。如果它不能正常生长，就证明缺失的元素是植物生长所必需的。4.植物细胞如何吸收溶质来满足正常生活活动的需要？(1)扩散：1。简单扩散：溶质穿过膜从高浓度区域移动到低浓度邻近区域的物理过程。2.易扩散：也称为辅助扩散，指的是促进溶质沿浓度梯度或电化学梯度穿过膜的膜转运体，不需要细胞提供能量。(2)离子通道：由细胞膜中的通道蛋白组成的通道，控制离子通过细胞膜。(3)载体：跨膜转运的内部蛋白，在跨膜区不形成明显的孔结构。1.单向运输载体：单端口载体可以催化分子或离子沿电化学电位梯度在一个方向上穿过质膜。2.同向转运体：(同向转运体)是指转运体在质膜外与氢结合，同时与另一个分子或离子结合，向同一方向转运。3.反向转运蛋白(anti transporter)是指在质膜外侧与氢结合，而在质膜内侧与分子或离子结合的转运蛋白，两者的转运方向相反。(4)离子泵：膜内在蛋白是质膜上的三磷酸腺苷酶，通过激活三磷酸腺苷来推动离子逆向化学释放能量跨膜转运的电位梯度。(5)胞饮作用：细胞通过膜内陷直接从外部吸收物质进入细胞的过程。9.根细胞吸收的矿物质元素是通过什么方式和力量输送到叶子的？答：通过共质体和外质的运输主要依靠蒸腾拉力11.植物对水的吸收和矿物质元素之间有什么关系？完全一样吗？答：关系：矿物质元素可以溶解在溶液中，并被溶液的流动所吸收。两者的吸收并不完全一致。相同点：二者均可通过质外体途径和共质体途径进入根。(2)温度和通风都会影响它们的吸收。不同点：矿质元素除了根系吸收外，还可以通过叶片吸收和离子交换吸收矿物质。(2)水分也可以通过跨膜途径在根部被吸收。III p119光合作用：绿色植物吸收阳光能量，吸收二氧化碳和水，产生有机物质并释放氧气。光和单位：由浓缩色素系统和反应中心组成。光解和磷酸化：指合成二磷酸腺苷的过程答：形成过程是在光反应过程中。1)非循环电子转移形成NADPH:PSII和PSI被光共同激发，它们串联以推动电子转移，从水中带走电子，最后将电子转移到NADP以产生氧和NADPH，这是一条开放的路径。2)三磷酸腺苷：由循环光和磷酸化形成的质子交换膜：由质子交换膜产生的电子通过一些转运体转移，形成腔内外氢浓度的差异，这仅导致三磷酸腺苷的形成。3)无环光和磷酸化都可以形成：在氧释放复合体的水被裂解后，ba h被释放到类囊体腔中，将电子转移到PSII。当电子在光和电子转移链中转移时，类囊体外的h转移到空腔中，从而形成跨膜的h浓度差，导致ATP的形成；与此同时，电子被转移到质子交换膜，这进一步增加了能级并形成NADPH。此外，氧气被释放。这是一个开放的入口。利用过程是在碳反应过程中进行的。C3途径：甘油酸-3-磷酸被三磷酸腺苷磷酸化，在甘油酸-3-磷酸激酶的催化下形成甘油酸-1，3-二磷酸，然后在甘油醛-3-磷酸脱氢酶的作用下被NADPH还原形成甘油醛-3-磷酸。C4途径：叶肉细胞叶绿体中的草酰乙酸被NADP-苹果酸脱氢酶还原成苹果酸。C4酸脱羧形成的C3酸随后被输送回叶肉细胞。在叶绿体中，CO2受体PEP是由丙酮酸磷酸激酶和三磷酸腺苷的催化作用产生的，使反应循环。光和氧是如何产生的？答：在光照下，水分裂通过PSII的释氧复合体释放氧气，释放氧气，产生电子，并释放质子进入类囊体腔。释氧复合体位于PSII类囊体膜腔的表面。当PSII反应中心颜料P680被激发时，电子被转移到除去镁的叶绿上。脱镁叶绿素是主要的电子受体，Tyr是主要的电子供体。失去电子的Tyr通过锰簇从水分子中获得电子，分裂水分子并释放氧和质子。5.rubisco的结构特征是什么？它在光合碳同化中起什么作用？答：卢比斯科通常是由八个大的亚单位组成的聚合物。大亚基含有与催化和活化相关的氨基酸残基，并能结合底物(一氧化碳和溴化钌)和镁。小亚单位是调节酶活性的单位。高等植物中Rubisco的大亚基由叶绿体基因组编码。合成的前体被加工并与基质中的小亚基组装以完成酶。小亚单位编码核基因组，合成的前体通过叶绿体包膜上的三磷酸腺苷依赖性转运蛋白进入叶绿体，并经蛋白酶处理除去氨基末端约50个氨基酸残基，然后组装成完整的酶。然后，在叶绿体监控蛋白的帮助下，它与大亚基组装成一个完整的酶。在碳同化过程中，Rubisco催化RuBP的羧基化生成3-磷酸甘油酸。7.总的来说，C4植物的光合产量高于C3植物。尝试比较和分析它们各自的光合特性和生理特性。C3补体第四成份缺乏叶片结构没有环状结构，只有一个叶绿体它有一个环状结构和两个叶绿体。叶绿素a/b2.8 -0.43.9 -0.6二氧化碳固定化酶RubiscoPEPcase/Rubisco二氧化碳固定途径卡尔文循环C4途径和卡尔文循环初始CO2受体RUBP活力光合酌率低的高的二氧化碳补偿点高的低的饱和光强全日照1/2不最佳光合温度低的高的羧化酶对二氧化碳的亲和力低的高，比C3大得多轻呼吸高的低的总体结论是C4植物的光合效率大于C3植物。8.光呼吸在光呼吸代谢途径中的意义是什么？答：光呼吸途径：在光照条件下，卢比可将叶绿体中的RUBP氧化成乙醇酸磷酸盐，然后在磷酸酶的作用下去磷生成乙醇酸。在过氧化物酶中，乙醇酸被氧化成乙醛酸和过氧化氢，过氧化氢被转化成外来气体，乙醛酸形成甘氨酸；在线粒体中，甘氨酸变成s在干旱和高辐射期间，气孔关闭，CO2不能进入，导致光抑制。光呼吸释放二氧化碳，消耗多余的能量，保护光合器官，避免光抑制。在有氧条件下，75%的碳可以通过光呼吸回收，以避免过度损失。它有利于氮代谢。Iv p150呼吸：指生物体中的有机物质产生二氧化碳并通过氧化和还原释放能量的过程。呼吸链：呼吸代谢中间产物的电子和质子沿着由一系列连续电子转运体组成的电子转移途径转移到分子氧的整个过程。解偶联：指呼吸链和氧化磷酸化之间的偶联被破坏的现象。氧化磷酸化：在生物氧化中，电子通过线粒体的电子转移链转移到氧，三磷酸腺苷合酶催化腺苷二磷酸和三磷酸腺苷二磷酸合成三磷酸腺苷。抗氰化物呼吸：在有氰化物的情况下，一些植物的呼吸不受抑制。1.细胞中糖酵解、三磷酸循环、戊糖磷酸途径和氧化磷酸化发生在哪里？这些过程之间有什么关系？答：糖酵解是指葡萄糖或糖原在缺氧条件下分解成乳酸，同时产生少量三磷酸腺苷的过程。这一过程是在细胞质中无氧条件下进行的，每个反应步骤基本上都是由特定的酶催化的。在缺氧条件下，丙酮酸可以被乳酸脱氢酶催化，接受从磷酸丙酯中除去的氢，并被还原成乳酸。而在氧气条件下，糖的氧化分解称为糖的有氧氧化，丙酮酸可以进一步氧化分解生成乙酰辅酶a，进入三羧酸循环生成CO2和H2O。三羧酸循环发生在线粒体基质中。这是一个将乙酰辅酶a中的乙酰基氧化为CO2的酶促反应的循环系统。循环的第一步是乙酰辅酶a与草酰乙酸缩合形成柠檬酸。在三羧酸循环中，反应物葡萄糖或脂肪酸变成乙酰辅酶a。这种“活化的乙酸”(辅酶分子与乙酰基相连)。它将在循环中分解，产生最终产品二氧化碳并脱氢。质子将被转移到辅酶-烟酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD)和黄素腺嘌呤(FAD)，使它们成为NADH和FADH2。NADH和FADH2将继续在呼吸链中被氧化成NAD和FAD并产生水。这种受调节的“燃烧”将产生三磷酸腺苷并提供能量。戊糖磷酸途径是葡萄糖代谢途径。它是一系列的酶促反应，可以根据不同的需要生产各种产品。它显示了这条道路的灵活性。葡萄糖教师产生高氧化核糖5磷酸，转化后可参与糖酵解，这是核酸的生物合成。一些糖酵解和糖异生酶将参与这一过程。反应位点是胞质溶胶。所有中间产品都是磷酸酯。过程的调节是通过改变底物和产物浓度来实现的。线粒体中发生氧化磷酸化。它是指生物氧化过程中伴随着三磷酸腺苷生成的作用。磷酸化有两种类型：代谢物连接的磷酸化和呼吸链连接的磷酸化。三磷酸腺苷生产有两种类型。一个是代谢物脱氢后分子内能量的重新分配。无机磷酸酯化首先形成高能的中间代谢产物，促进二磷酸腺苷转化为