《植物生理学》问答题

1、植物生理学问答题1、试述植物光呼吸和暗呼吸的区别。 答：比较项目暗呼吸光呼吸底物葡萄糖乙醇酸代谢途径糖酵解、三竣酸循环等途径乙醇酸代谢途径发生部位胞质溶胶、线粒体叶绿体、过氧化物酶体、线粒体发生条件光、暗处都可以进行光照下进行对02、C02浓度的反应无反应髙02促进，髙C02抑制2、光呼吸有什么生理意义？答：（1）光呼吸使叶片在强光、C02不足的条件下，维持叶片内部一左的C02水平，避免光 合机构在无C02时被光氧化破坏。（2）光呼吸过程消耗大量02,降低了叶绿体周用02浓度和C02浓度之间的比值，有利 于提髙RuBP氧化酶对C02的亲和力，防止02对光合碳同化的抑制作用。综上，可以认为光呼吸

2、是伴随光合作用进行的保护性反应。3、试述植物细胞吸收溶质的方式和机制。答：（1）扩散： 简单扩散：简单扩散是指溶质从高浓度区域跨膜移向临近低浓度区域的过程。不 需要细胞提供能量。 易化扩散：又需协助扩散，是指在转运蛋白的协助下溶质顺浓度梯度或电化学梯 度的跨膜转运过程。不需要细胞提供能量。（2）离子通道：离子通道是指在细胞膜上由通道蛋白构成的孔道，作用是控制离子通过 细胞膜。（3）载体：载体是跨膜转运的内在蛋白，在夸膜区域不形成明显的孔逍结构。 单向运输载体：单向运输载体能催化分子或离子顺电化学梯度单向跨膜转运。 反向运输器：反向运输器与膜外的H+结合时，又与膜内的分子或离子结合，两 者朝相反

3、的方向运输。 同向运输器：同向运输器与膜外的H+结合时，又与膜外的分子或离子结合，两 两者朝相同的方向运输。（4）离子泵：离子泵是膜上的ATP酶，作用是通过活化ATP推动离子逆化学势梯度进 行跨膜转运。（5）胞饮作用：胞饮作用是指细胞通过膜的内陷从外界直接摄取物质进入细胞的过程。4、试述压力流动学说的基本内容。答：1930年明希提出了用于解释韧皮部光合同化物运输机制的“压力流动学说”，苴基本观 点是：（1）光合同化物在筛管内随液流流动，液流的流动是由输导系统两端的膨压差引起的。梢选文档（2）膨压差的形成机制： 源端：光合同化物进入源端筛管分子-*源端筛管内水势降低一源端筛管分 子从临近的木质部

4、吸收水分一源端筛管内膨压增加。 库端：库端筛管中的同化物不断卸出一库端筛管内水势提髙一水分流向临 近的木质部一库端筛管内膨压降低。 源端光合同化物装载和库端光合同化物卸出不断进行，使源库间维持一定的膨 压差，在此膨压差下，光合同化物可经韧皮部不断地由源端向库端运输。5、试述同源异形的槪念及ABC模型的主要内容。答：（1）同源异形：分生组织系列产物中一类成员转变为与该系列种在形态和性质上不同 的另一类成员的现象称为同源异形现象。导致同源异型现象发生的基因称为同源 异型基因。（2） “ABC”模型：A类基因在第一、二轮花器官中表达，B类基因在第二、三轮花器 官中表达，C类基因在第三、四轮花器官中表

5、达。英中AB、BC相互重叠，但AC相 互拮抗，即A抑制C在第一、二轮花器官中表达，C抑制A在第三、四轮花器官中 表达。A单独决泄萼片的发育，AB共同决左花瓣的发育，BC共同决泄雄蕊的发疗， C单独决定心皮的发育。6、试述光合磷酸化的机理。答：（1）光合磷酸化的槪念：光照条件下电子传递与磷酸化作用相偶联，进而生成ATP的 过程称为光合磷酸化。（2）光合磷酸化的类型： 环式光合磷酸化：光照条件下环式电子传递与磷酸化作用相偶联，进而生成ATP 的过程称为环式光合磷酸化。环式光合磷酸化是菲光合放氧生物光能转换的唯一 途径，主要在基质丿层内进行。ADP + Pi 一亠沦 J ATP + H20 非环式光

6、合磷酸化：光照条件下非环式电子传递与磷酸化作用相偶联，进而生 成ATP的过程称为非环式光合磷酸化。非环式光合磷酸化为含有基粒片层的放 氧生物所特有，在光合磷酸化中占丰要地位。2ADP + 2Pi + 2NADP + 2H20：旳'： 2ATP + 2NADPH + 2H+ + 2H20 + 02（2H20在反应前表示水的光解，在反应后表示ADP与Pi结合时所脱下的水。） 假环式光合磷酸化：光照条件下假环式电子传递与磷酸化作用相偶联，进而生 成ATP的过程称为假环式护合磷酸化。ADP + Pi + H20 一 ATP + 02- + 4H + NADP+（3）光合磷酸化的机理一化学渗透学

7、说：该学说假设能量转换和偶联机构具有以下特点： 由磷脂和蛋白质构成的膜对离子和质子具有选择性。 具有氧化还原电位的电子传递体不匀称地嵌合在膜内。 膜上有偶联电子传递的质子转移系统。 膜上有转移质子的ATP酶。在解释光合磷酸化机理时，该学说强调：光合电子传递链的电子传递会伴随膜内 外两侧产生质子动力，并由质子动力推动ATP的合成。梢选文档7、试述气孔运动的淀粉-糖转化学说和无机离子吸收学说。答：（1）淀粉-糖转化学说： 光照时，保卫细胞进行光合作用，消耗C02,使细胞内PH值升高，促使淀粉在 淀粉磷酸化酶的催化作用下转变为可溶性糖。从而使保卫细胞水势下降，保卫细 胞吸水，气孔张开。 在黑暗中，保

8、卫细胞进行呼吸作用，产生C02,使细胞内PH值下降，促使可溶 性糖在淀粉磷酸化酶的催化作用下转变为淀粉。从而使保卫细胞水势升髙，保 卫细胞失水，气孔关闭。（2）无机离子吸收学说：光照时，保卫细胞进行光合作用，产生ATP, ATP活化存在于 细胞质膜上的K-H离子泵，保卫细胞吸收K+,水势降低，气孔张开。8、试述脱落酸诱导气孔关闭的信号转导途径。答：ABA与质膜上的受体结合一保卫细胞质膜上的Ca2+通逍打开一保卫细胞内Ca2+ 浓度和PH值上升一抑制K+内流，激发K+、C1-外流一保卫细胞内水势上升，水 分外流一气孔关闭。9、植物呼吸作用的多样性表现在哪些方面？从其中一个方面叙述之。答：（1）植

9、物呼吸作用的多样性表现在三个方而：呼吸代谢途径的多样性、电子传递链的 多样性、末端氧化酶的多样性。（2）各种末端氧化酶主要特性的比较：金属辅基需要辅脇定位与02的亲和力与ATP的偶联CN的抑制co的抑制酚氧化场CuNADP细胞质中-+抗坏血酸氧化脇CuXAD?细胞质低-乙醉酸氣化酹黄素蛋白NAD过氣化物陽体极低-细胞色素氧化酶FeNAD线粒体极高+卄交替氣化IWFe （非血红素）NAD线粒体高-10、植物呼吸代谢途径的多样性对植物生存有何适应意义？答：植物呼吸代谢途径的多样性使其能够适应时常变化的环境条件。例如植物遭受病菌浸染 时，戊糖磷酸途径增强，形成植保素、木质素以提高其抗病能力。又如水稻

10、根系在淹水 缺氧时，乙醇酸途径增强以保持根系的正常生理功能。11、植物光合作用与呼吸作用有何区别与联系? 答：光合作用呼吸作用区别部位含有叶绿体或光合片层的细胞所有活细胞条件光照有无光照均可原料C02、 H20有机物、02产物有机物、02C02、 H20能量转变制造有机物，储存能量分解有机物，释放能量梢选文档联系 ADP和NADP+这两种物质在光合作用和呼吸作用中共用。 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。 光合作用释放的02可被呼吸作用利用，呼吸作用释放的C02可被光合作用利用。12、为什么C4植物光合效率高于C3植物。答：（1） PEPcase （磷酸烯醇式丙酮

11、酸竣化酶）比Rubisco （核酮糖-1, 5-二磷酸竣化/加氧 酶）对C02的亲和力大，导致a.C4植物的C02补偿点低于C3植物。b.逆境下气孔 关闭对C4植物光合作用的影响程度更小。（2）C4途径的存在使C4植物的光呼吸低于C3植物。（3）C4植物光呼吸产生的C02经叶肉细胞时可被再利用，C3植物不能再利用光呼吸产 生的C02。13、C4植物与CAM植物在碳代谢上有哪些异同？答：（1）相同点： 固泄与还原C02的途径基本相同，二者都是由C4途径固泄C02,由C3途径还原 C02o 二者都是由PEPcase （磷酸烯醇式丙酮酸竣化酶）固定空气中的C02,由Rubisco （核酮糖-1，5-

12、二磷酸拨化/加氧酶）竣化C4二竣酸脱竣释放的C02。（2）不同点：C4植物是在同一时间（白天）、不同空间（叶肉细胞和维管束鞘细胞）中 完成C02的固定和还原。CAM植物是在不同时间（黑夜和白天）、同一空间（叶肉 细胞）中完成C02的固定和还原。14、C3途径（卡尔文循环）可分为哪几个阶段？各阶段的作用是什么？ 答：C3途径可分为以下三个阶段：（1）竣化阶段：该阶段进行C02的固定。RuBP （核酮糖-1, 5-二磷酸）在Rubisco （核 酮糖-1, 5-二磷酸竣化/加氧酶）的催化作用下与C02反应生成3-PGA （3-磷酸甘 油酸）。（2）还原阶段：利用同化力（NADPH、ATP）将3-P

13、GA还原成3-GAP （3-磷酸甘油醛）， 即光合作用中第一个三碳糖。（3）更新阶段：光合碗循环中生成的3-GAP,经一系列转变，重新生成RuBP« 在卡尔文循环中3分子C02转变为1分子3-GAP的总反应式为：3C02 + 9ATP + 6NADPH + 6H+ + 6H20 -» 3-GAP + 9ADP + 9Pi + 6NADP+15、试述光对C3途径（卡尔文循环）的调节。答：光对卡尔文循环的调节是通过调节酶活性实现的。在卡尔文循环中，有5种酶属于光 调节酶，即Rubisco （核酮糖-1, 5-二磷酸竣化/加氧酶）、FBPase （果糖-1, 6二磷酸 磷酸酶）、

14、GAPDH （甘油醛-3-磷酸脱氢酶）、Ru5PK （核酮糖-5-磷酸激酶）、SBPase （景 天庚酮糖-1, 7-二磷酸酶）。光对酶活性的调节分为三种情况：（1）微环境调节：光驱动电子传递促使H+从叶绿体基质向类囊体腔转移，Mg2+则从类 囊体腔向叶绿体基质转移。于是，叶绿体基质的PH值从7上升到8, Mg2+浓度增梢选文档 力n。在较高的PH值和Mg2+浓度下，上述5种光调节酶活化。（2）效应物调节:FBPase、GAPDH、Ru5PK和SBPase四种酶通过Fd-Td系统（铁氧 还蛋白-硫氧还蛋白系统）受光调节。（3）光对Rubisco的调i'j表现在以卜几个方而： 光对Rub

15、isco大小亚基的基因转录有影响。 光调节Rubisco的活性表现出昼夜节律变化。 光促进ATP的形成，Rubisco活化酶与ATP水解酶偶联而活化Rubisco。 光照有利于Rubisco活化酶的解离作用。16、试述生长素（IAA）促进细胞伸长的作用机理。答：（1）酸生长学说：IAA激活细胞质膜上的质子泵一活化的质子泵将细胞内的H+泵到细胞壁中一 酸性条件下，细胞壁中某些多糖水解酶活化一细胞壁中多糖分子交织点断裂一 细胞壁松弛一细胞水势下降，细胞吸水一细胞伸长。（2）基因活化学说：IAA与细胞质膜上的或细胞质中的受体结合一生长素-受体复合物诱发IP3产生, IP3打开细胞器的Ca2+通道，细

16、胞质中的Ca2+水平增加一 Ca2+进入液泡，苣换 岀H+, H+活化细胞质膜上的ATP酶一蛋白质磷酸化一活化的蛋白质与生长素 形成蛋白质-生长素复合物一蛋白质-生长素复合物诱导细胞核转录合成mRNA -合成构成细胞质和细胞壁的蛋白质一细胞伸长。17、试述生长素（IAA）极性运输的机理。答：化学渗透极性扩散假说：IAA在植物体内有两种存在形式，即阴离子型IAA-和非解离 型IAAH。植物形态学上端细胞的基部有IAA-输岀载体，细胞中的IAA-由输出载体运 载到细胞壁，IAA-与细胞壁中的H+结合形成IAAH, IAAH再从下一个细胞的顶部扩 散进入该细胞，或由IAA-H+共向转运体运入该细胞，

17、细胞质PH值髙，IAAH脱质子 化，重新变成IAA如此重复下去，即形成极性运输。18、如何用实验证明生长素（IAA）具有极性运输的特点。答：（1）极性运输的概念：极性运输是指物质只能从植物形态学上端向植物形态学下端进行 运输的运输过程。极性运输属于主动运输，需要载体和能量。（2）实验过程： 取2个胚芽鞘。®A胚芽鞘上端放置含有生长素的琼脂块，下端放置不含有生长素的琼脂块。 B胚芽鞘倒置，B胚芽鞘上端放宜含有生长素的琼脂块，下端放置不含有生长素 的琼脂块。 一段时间后，A胚芽鞘下端的琼脂块中出现生长素，B胚芽鞘下端的琼脂块中任 然不含有生长素。上述实验即可证明生长素具有极性运输的特点。

18、19、设计实验证明植物成花接受低温影响的部位和春化索的存在。答：（1）（0植物成花接受低温影响的部位：茎尖生长点。 证明植物成花接受低温影响的部位的实验：栽培于室温中的芹菜，由于得不到成花所需的低温，因而不能开花结实。如果用梢选文档 胶管将芹菜茎尖缠绕起来，通入冷水，使茎尖生长点得到低温，芹菜则能够通过 春化作用开花。反之，如果将芹菜置于低温条件下，但茎尖生长点通入温水，芹 菜则不能通过春化作用开花。该实验即可证明植物成花接受低温影响的部位是茎 尖生长点。楮选文档（2）证明春化素存在的实验：将春化的二年生天仙子叶子嫁接到没有春化的同种植株的砧木上，可诱导后者开 花，该实验即可证明春化素的存在。

19、20、设计实验证明植物开花的光周期感受部位和开花刺激物（成花素）的传导。 答：（1）植物开花的光周期感受部位：叶片。证明植物开花的光周期感受部位的实验：a. 将植物全株置于不适宜的光周期条件下，植物不开花而保持营养生长。b. 将植物全株置于适宜的光周期条件下，植物开花。c. 只将植物叶片置于适宜的光周期条件下，植物开花。d. 只将植物叶片置于不适宜的光周期条件下，植物不开花。上述四组实验即可证明植物开花的光周期感受部位是叶片。（2）证明开花刺激物（成花素）传导的实验：将数株短日植物苍耳嫁接串联在一起，只将其中一株的一片叶置于适宜的光周期 条件下，而英他植株均程于不适宜的光周期条件下，结果数株苍

20、耳全部开花。该 实验即可证明开花刺激物（成花素）的传导。21、植物进行正常的生命活动需要哪些矿质元素？如何证明植物生长需要这些元素？ 答：（1）植物进行正常的生命活动所需的矿质元素： 大量元素：N、P、K、Ca、Mg、S、Si。 微量元素：Cl、Fe、B、Mn、Cu、Mo、Zn、Ni、Na。（2）证明植物生长需要某种元素的方法（溶液培养法）： 准备A、B两份培养液，其中A培养液不含某种元素。 取两株长势相同且状态良好的植株分别放入A、B培养液中培养一段时间。 A培养液中的植株出现转移缺乏症，B培养液中的植株正常生长，从而说明植物 生长需要该种元素。22、试述细胞吸水过程中相对体积变化与水势及其

21、组分的关系。答：在高水势的溶液中，细胞吸水，细胞相对体积增大，屮P、屮s升髙，屮w也随之升高。 当细胞吸水达到饱和状态时，屮严0,屮戸=-屮s。23、植物生长的相关性表现在哪些方面？试述一个方面的相关性。答：（1）植物生长的相关性表现在三个方而：主枝与侧枝或主根与侧根的相关性、根与地上 部分的相关性、营养生长与生殖生长的相关性。（2）根与地上部分的相关性：第26题第（1）问的答案。（3）营养生长与生殖生长的相关性：第27题的答案。24、试述“根深叶茂，本固枝荣”、“水长苗、旱长根”的植物生理学原理。答：（1）“根深叶茂，本固枝荣”的植物生理学原理：梢选文档 该谚语反映了植物的根系和地上部分之间

22、相互促进、相互依存的关系。根系生长需 要地上部分供给光合产物、生长素和维生素等物质，而地上部分生长又需要根系供 给水分，矿物质和细胞分裂素等物质。所以说“根深叶茂，本固枝荣”。（2）"水长苗、旱长根”的植物生理学原理：该谚语反映了上壤水分供应状况对根冠比的影响。上壤干旱时，根系的水分供应状 况优于地上部分，根系仍能较好地生长，但地上部分的生长因缺水而受阻，根冠比 上升，即为“旱长根”。上壤水分充足时，地上部分生长旺盛，消耗大量光合产物, 使输送给根系的有机物减少，使根系生长受阻，根冠比下降，即为“水长苗”。25、试述营养生长和生殖生长的关系。答：（1）依赖关系：营养生长是生殖生长的基

23、础。花芽基于一泄的营养生长才能分化。生 殖器官生长所需的养料，大部分是由营养器官供应的。（2）对立关系：营养器官生长过旺，会影响到生殖器官的形成和发冇。生殖生长的 进行会抑制营养生长。26、在调控植物生长发育上，五大类植物激素之间有哪些方面表现出增效作用或拮抗作用。IAA （生长素）、CTK （细胞分裂素）、ABA （脱落酸）、GA （赤霍素） 答：（1）增效作用：®IAA和GA在促进节间伸长上具有增效作用。IAA和CTK在促进细胞分裂上具有增效作用。®ABA和乙烯在促进衰老与脫落上具有增效作用。（2）拮抗作用：®ABA和GA在淀粉酶合成上具有拮抗作用。ABA和I

24、AA在脱落上具有拮抗作用。®ABA和CTK在衰老上具有拮抗作用。 IAA和CTK任顶端优势上具有拮抗作用。27、植物衰老有哪些类型？植物衰老的原因是什么？答：（1）植物衰老的类型： 一生中能多次开花的植物，其营养生长与生殖生长交替进行，叶片或茎秆会多 次衰老死亡，而地下部分一直存活。 一生中只开一次花的植物，在开花结实后整株衰老死亡。（2）植物衰老的原因： 营养亏缺理论：该理论认为生殖器官从营养器官中吸取营养导致营养体衰老。 激素调控理论：该理论认为促进植物衰老的激素（如ETH、ABA等）的增加与 抑制植物衰老的激素（如CTK、IAA等）的减少导致植物衰老。 自由基伤害理论：该理论认

25、为植物体内过量的自由基对细胞产生破坏作用，进而 导致植物衰老。 细胞凋亡理论：该理论认为在基因控制下，细胞高度有序的解体导致植物衰老。 DNA损伤理论：该理论认为D7A的损伤导致植物体机能失常，进而导致植物梢选文档衰老。28、试述施肥增产的原因。答：（1）直接原因：N、P、Mg. Cu、Fe、Ca等元素直接参与光合机构的组成。（2）间接原因：施肥改善植物光合性能。例如K肥防倒伏，N肥延长叶片寿命，增加 叶片而积。综上，直接或间接促进植物光合作用是施肥增产的原因所在。29、光照后类囊体腔中的pH值低于叶绿体基质的原因是什么？答：光照后类囊体腔中水的光解及PQ穿梭使H+在类囊体腔中积累，所以光照后类囊体腔 中的pH值低于叶绿体基质。30、顶端优势如何形成？棉花打顶的原理是什么？会引起哪些生长效应？答：（1）顶端优势的形成：顶芽合成的生物素向下运输，大量积累在侧芽部位，并且侧芽对生长素的敏感程度 高于顶芽，所以表现为顶芽优先生长而侧芽的生长受