植物生理学习题集(答案)

1、参考答案1三、填空题1.自由水 束缚水 2.变小 3. 衬质势 渗透势 压力势 4.水势差 高 低 5.气孔蒸腾 角质蒸腾 6.伤流 吐水 7.钾 叶绿体 ATP 钾一氢泵 钾 张开 8.光照 9.越小 越旺盛 越弱 10.叶片水势 气孔开度 11. 吸胀作用 渗透作用 代谢性 渗透性 12.水势差异13.吸胀作用 14. 气孔关闭 初干 植物暂时萎蔫 15. 500克水克干物质 2克干物质公斤水 16. 表面张力 17. 光 CO2 水 叶温18. 太阳辐射能 呼吸作用产生的ATP 19. 细胞分裂素（CTK） 脱落酸（ABA） 20.增大 增大 增大 四、问答题1.答：温度尤其是土壤温度与

2、根系吸水关系很大。过高过低对根系吸水均不利。(1)低温使根系吸水下降的原因：水分在低温下粘度增加，扩散速率降低，同时由于细胞原生质粘度增加，水分扩散阻力加大；根呼吸速率下降，影响根压产生，主动吸水减弱；根系生长缓慢，不发达，有碍吸水面积扩大。(2)高温使根系吸水下降的原因：土温过高会提高根的木质化程度，加速根的老化进程；使根细胞中的各种酶蛋白变性失活。土温对根系吸水的影响还与植物原产地和生长发育的状况有关。一般喜温植物和生长旺盛的植物的根系吸水易受低温影响，特别是骤然降温，例如在夏天烈日下用冷水浇灌，对根系吸水很为不利。2. 答：关于气孔开闭机理主要有两种学说:无机离子泵学说 又称K+泵假说。

3、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。这是因为保卫细胞质膜上存在着H+_ATP酶，它被光激活后，能水解保卫细胞中由氧化磷酸化或光合磷酸化生成的ATP，产生的能量将H+从保卫细胞分泌到周围细胞中,使得保卫细胞的pH值升高，质膜内侧的电势变低，周围细胞的pH值降低，质膜外侧电势升高，膜内外的质子动力势驱动K+从周围细胞经过位于保卫细胞质膜上的内向K+通道进入保卫细胞，引发开孔。苹果酸代谢学说 在光下, 保卫细胞内的部分CO2被利用时,p

4、H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. 答：细胞的重要组成成分 一般植物组织含水量占鲜重的7590。代谢过程的反应物质 如果没有水，许多重要的生化过程如光合作用放氧反应、呼吸作用中有机物质的水解都不能进行。各种生理生化反应和物质运

5、输的介质 如矿质元素的吸收、运输、气体交换、光合产物的合成、转化和运输以及信号物质的传导等都需以水作为介质。使植物保持固有的姿态 植物细胞含有大量水分，产生的静水压可以维持细胞的紧张度，使枝叶挺立，花朵开放，根系得以伸展，从而有利于植物捕获光能、交换气体、传粉受精以及对水肥的吸收。 具有重要的生态意义 通过水所具有的特殊的理化性质可以调节湿度和温度。例如：植物通过蒸腾散热，调节体温，以减轻烈日的伤害；水温的变化幅度小，在水稻育秧遇到寒潮时可以灌水护秧；高温干旱时，也可通过灌水来调节植物周围的温度和湿度，改善田间小气候；此外可以水调肥，用灌水来促进肥料的释放和利用。因此水在植物的生态环境中起着特

6、别重要的作用。4. 答：蒸腾作用产生的强大拉力把导管中的水往上拉，而导管中的水柱可以克服重力的影响而不中断,这通常可用蒸腾流内聚力张力学说,也称"内聚力学说"来解释，即水分子的内聚力大于张力，从而能保证水分在植物体内的向上运输。水分子的内聚力很大，可达几十MPa。植物叶片蒸腾失水后，便向导管吸水,而水本身有重量，受到向下的重力影响，这样，一个上拉的力量和一个下拖的力量共同作用于导管水柱上就会产生张力，其张力可达-3.0MPa，但由于水分子内聚力远大于水柱张力，同时，水分子与导管或管胞壁的纤维素分子间还有附着力，因而维持了输导组织中水柱的连续性,使得水分不断上升5.答：一般土

7、壤溶液的水势都高于根细胞水势，根系顺利吸水。若施肥太多或过于集中，会造成土壤溶液水势低于根细胞水势，根系不但不能吸水还会丧失水分，故引起“烧苗”现象。6.答：其主要原因有：根系环境内氧气缺乏，二氧化碳积累，呼吸作用受到抑制，影响根系吸水。长期在缺氧气条件下根进行无氧呼吸，产生并积累较多的乙醇，使根系中毒受伤。土壤处于还原状态，加之土壤微生物的活动，产生一些有毒物质，造成“黑根”或“烂根”。农业生产中的中耕耘田、排水晒田等措施是为了增加土壤的透气性。7.答：蒸腾速率与扩散力成正比，与扩散阻力成反比，因此，凡是二因子的内外条件均影响蒸腾速率。主要有如下二方面因素：(1)内部因素：气孔和气孔下腔都直

8、接影响蒸腾速率。气孔频度和开度大，气孔下腔容积大等都促进蒸腾作用。(2)外部因素：光照。光照对蒸腾起决定性的促进作用，叶片吸收的辐射能大部分用于蒸腾。光能促使气孔张开，又能提高 叶片温度，使内部阻力减小和叶内外蒸汽压差增大，加速蒸腾。大气相对湿度。当大气相对湿度大时，大气蒸汽压也增大，叶内外蒸汽压差就变小，蒸腾变慢；反之，加快。大气温度。叶温高于气温，尤其在太阳直射下叶温较气温一般高210，厚叶更显著。气温增高时，叶内外蒸汽压差增大，蒸腾加快。风。微风可吹走气孔外的界面层，补充一些蒸汽压低的空气，外部扩散阻力减小，蒸腾加快。但大风引起气孔关闭，使蒸腾减弱。土壤条件。凡是影响根系吸水的各种土壤条

9、件，如土温、土壤通气状况、土壤溶液浓度等均可间接影响蒸腾作用。8.答：禾谷类作物有两个水分临界期：一个在孕穗期，即花粉母细胞四分体到花粉粒形成阶段。因为此阶段小穗正在分化，茎穗迅速发育，叶面积快速扩大，代谢较旺盛，耗水量最多，若缺水，小穗发育不良，植株矮小，产量低。另一个是在开始灌到乳熟末期。此时主要进行光合产物的运输与分配，若缺水机物运输受阻，造成灌浆困难，功能叶早衰，籽粒瘦小，产量低。9. 答：合理灌溉是依据作物需水规律和水源情况进行灌溉，调节植物体内的水分状况，满足作物生长发育的需要，用适量的水取得最大的效果。因此合理灌溉在节水农业中具有重要的意义。 要做到合理灌溉，就需要掌握作物的需水

10、规律。反映作物需水规律的参数有需水量和水分临界期。作物需水量（蒸腾系数）和水分临界期又因作物种类、生长发育时期不同而有差异。合理灌溉则要以作物需水量和水分临界期为依据，参照生理和形态等指标制定灌溉方案，采用先进的灌溉方法及时地进行灌溉。10. 答：植物体内的水分存在两种形式，一种是与细胞组分紧密结合而不能自由移动、不易蒸发散失的水，称为束缚水,另一种是与细胞组分之间吸附力较弱,可以自由移动的水,称为自由水。自由水可参与各种代谢活动，因此，当自由水/束缚水比值高时，细胞原生质呈溶胶状态，植物的代谢旺盛，生长较快，抗逆性弱；反之，自由水少时，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

11、强。11.答：（1）是植物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运输。（3）能够降低叶片的温度，防止植物灼伤。12.答：保卫细胞体积很小，并有特殊结构，有利于膨压迅速而显著 的改变；而表皮细胞大，又无特别形状。保卫细胞胞壁中有 径向排列的辐射状微纤束与内壁相连，便于对内壁施加作用。 保卫细胞中有一整套细胞器，且数目多。保卫细胞叶绿 体有明显的基粒构造，而表皮细胞无叶绿体。13. 答：许多因子都能调节气孔运动，可归纳为以下几方面：二氧化碳。乙叶片内低二氧化碳分压，可使气孔打开；高二氧化碳分压，使气孔关闭。光。一般情况下，光照使气孔打开，黑暗使气孔关闭，但植

12、物则相反。另外，光质对气孔运动的影响与对光合作用影响相似，即蓝光和红光最有效。温度。气孔开度一般随温度上升而增大，25以上气孔开度最大。但30-35会引起气孔开度减小，低温下气孔关闭。水分。叶中水势下降时气孔开度减小或关闭。但久雨时叶表皮细胞含水量高，体积增大，挤压保卫细胞引起气孔关闭。风。微风有利气孔打开，大风可使气孔关闭。植物激素。CTK促使气孔张开，ABA可促进气孔关闭。参考答案2三、填空题1. N、P、K、Mg、Zn； Ca、Mn、S、Fe 、B ；Fe、Mg、Mn、Cu、S、N 2. 快 还原力 磷酸丙糖 3.镁 锌 4.降低（呈酸性） 5. 木质部 韧皮部 韧皮部 胞间连丝 6.

13、叶色 酶类活性 叶绿素含量 细胞汁液浓度 酰胺与淀粉含量 7. 被动吸收 主动吸收 胞饮作用 8. Fe 、B、Cu、Zn、Cl、Co、Mn 9. WFS DFS 10. 硝酸还原酶和亚硝酸还原酶 铵 11.不能再利用 老叶 12.上升（呈碱性） 13. B 14. 上升 上升 上升 下降 15 N P K四、问答题1.答：（1）根系吸收矿质与吸收水分是既相互关联又相互独立的两个过程 相互关联表现在：盐分一定要溶于水中，才能被根系吸收，并随水流进入根部的质外体，随水流分布到植株各部分；矿质的吸收，降低了根系细胞的渗透势，促进了植物的吸水。相互独立表现在：矿质的吸收不与水分的吸收成比例；二者的吸

14、收机理不同，水分吸收主要是以蒸腾作用引起的被动吸水为主，而矿质吸收则是以消耗代谢能的主动吸收为主；二者的分配方向不同，水分主要分配到叶片用于蒸腾作用，而矿质主要分配到当时的生长中心。（2）根对离子吸收具有选择性 植物对同一溶液中不同离子或同一盐的阳离子和阴离子吸收的比例不同，从而引起外界溶液pH发生变化。（3）根系吸收单盐会受毒害 任何植物，假若培养在某一单盐溶液中，不久即呈现不正常状态，最后死亡。这种现象称为单盐毒害。单盐毒害无论是营养元素或非营养元素都可发生，而且在溶液很稀时植物就会受害。若在单盐溶液中加入少量其它盐类，这种毒害现象就会清除，这被称为离子间的颉颃作用。2.答：（1）施用过多

15、化肥使土壤溶液处于高渗状态，植物根系直接的吸水困难，导致间接的吸盐困难，若土壤溶液的水势低于植物细胞水势，则植物大量失水造成永久萎蔫，植物不仅不能吸盐甚至死亡。（2）植物对矿质元素的吸收主要有被动吸收与主动吸收二种形式。研究发现植物大量地通过载体逆电化学势梯度主动运转矿质元素，而载体运输具有饱和效应，因此一次施用过多化肥，不仅不能加快离子的主动吸收过程，相反肥料易被雨水冲走造成浪费以及"烧苗"现象的发生。3. 答：温度低时，代谢弱，能量不足，主动吸收慢；细胞质粘性增大，离子进入困难。其中，土温过低对植物吸收钾和硅酸的影响最大。4. 答：通常白天硝酸还原速度显著较夜间为快，这

16、是因为：(1)光合作用可直接为硝酸、亚硝酸还原和氨的同化提供还原力NAD(P)H、Fdred和ATP。(2)光合作用制造同化物，促进呼吸作用，间接为硝酸盐的还原提供能量，也为氮代谢提供碳骨架。(3)硝酸还原酶与亚硝酸还原酶是诱导酶，其活性不但被硝酸诱导，而且光能促进NO3-对NR、NiR活性的激活作用。5答：（1）在细胞质中，硝酸盐经硝酸还原酶还原为亚硝酸盐。（2）由亚硝酸还原酶催化将亚硝酸盐还原为氨，这一过程在叶片和根内均可进行。在叶内其还原力来自光合作用，在根内则来自呼吸作用。（3）植物体内氨被同化为氨基酸主要是通过谷氨酰胺合成酶-谷氨酸合成酶途径。6. 答：可以大大节约肥料。少量肥料施在

17、土壤里，往往被土壤吸附固定，作物不能吸收利用。如果喷在植株上，特别是用微量元素作追肥，起的作用则大得多。追肥及时方便。如果发现某作物缺乏某营养元素时，用喷肥的方法，可以很快补救。特别在作物生长后期，作物群体高大，在土壤内施肥不便时，根外喷肥就方便多了。对于那些盐渍土、冷土、板结土中的植物根系，生理机能常受到抑制而衰退，吸收能力很差，根外喷肥在一定程度上可以改善其营养不良的状态。根外营养，也是诊断作物缺素症的重要方法。植物的缺素症，除可用叶子汁液进行化学速测诊断外，还可以用根外喷肥方法诊断。把作物分成若干小区，分别喷施某些元素，如果某个小区内症状消失，就可断定它是由于缺乏什么营养元素引起的。根外

18、营养虽有不少优点，但只能作为一种给作物补充营养的方法，它不能代替作物的基肥和按生育期进行的根部追肥。因为它的喷施量不大，肥效不能维持很长。根外喷肥使用的溶液浓度不能太大，否则容易烧苗和引起器官的脱落。通常使用的浓度是：大量元素(氮、磷、钾)浓度以05为宜，微量元素(硼、锰、铁、铜、锌等)则以005-01比较合适。7答：肥料是作物的粮食。合理施肥，能使作物生长发育正常，产量增加，从植物生理方面分析，施肥增产的原因有如下几方面：扩大作物的光合面积。合理增施氮、磷肥料，可以迅速扩大光合作用面积。提高作物的光合能力。在叶面积相同的情况下，光合能力强的作物，产量也相应增加。为了尽可能地提高作物的光合能力

19、，应注意氮(N)、磷(P)、钾(K)三要素的配合施用，同时还要注意适当施用一些微量元素。延长光合作用时间。叶片寿命长时，进行光合作用的时间也长，积累的干物质也多，单位面积产量必然增加。如果缺乏肥料，特别是氮肥不足，叶片容易早衰凋落，缩短了光合作用时间。促进物质的运输和分配。合理施用水、肥，可以调节光合产物向生殖器官运输分配，使作物穗大粒多，花、果脱落率降低经济产量增加。改良作物的生活环境。利用秸秆还田或增施有机肥，可以改良土壤结构，防止土壤板结，增进土壤微生物活动。有了良好的土壤环境，作物才能生长得更健壮。 8. 答：植物呈现绿色是因其细胞内含有叶绿体，而叶绿体中含有绿色的叶绿素的缘故。因而凡

20、是影响叶绿素代谢的因素都会引起植物失绿。可能的原因有：（1）光 光是影响叶绿素形成的主要条件。从原叶绿素酸酯转变为叶绿酸酯需要光，而光过强，叶绿素反而会受光氧化而破坏。（2）温度 叶绿素的生物合成是一系列酶促反应，受温度影响。叶绿素形成的最低温度约为2，最适温度约30，最高温度约40。高温和低温都会使叶片失绿。高温下叶绿素分解加速，褪色更快。（3）营养元素 氮和镁都是叶绿素的组成成分，铁、锰、铜、锌等则在叶绿素的生物合成过程中有催化功能或其它间接作用。因此，缺少这些元素时都会引起缺绿症，其中尤以氮的影响最大，因此叶色的深浅可作为衡量植株体内氮素水平高低的标志。（4）氧 缺氧能引起Mg-原卟啉或

21、Mg-原卟啉甲酯的积累，影响叶绿素的合成。（5）水 缺水不但影响叶绿素的生物合成，而且还促使原有叶绿素加速分解。此外，叶绿素的形成还受遗传因素控制，如水稻、玉米的白化苗以及花卉中的花叶不能合成叶绿素。有些病毒也能引起花叶病。 9. 答：叶菜类植物的经济产量主要是叶片部分，受氮素的影响较大。氮不仅是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分，而且是叶绿素的成分，与光合作用有密切关系。因此，氮的多寡会直接影响细胞的分裂和生长，影响叶面积的扩大和叶鲜重的增加。且氮素在土壤中易缺乏，因此在叶菜类植物的栽培中要多施氮肥。氮肥充足时，叶片肥大，产量高，汁多叶嫩，品质好。钾与糖类的合成有关。钾肥充足时，蔗糖、淀粉、纤维素

22、和木质素含量较高，葡萄糖积累则较少。钾也能促进糖类运输到贮藏器官中，所以在富含糖类的贮藏器官（马铃薯块茎和甘薯块根）中钾含量较多，种植时钾肥需要量也较多。10. 答：植物体内的叶绿素在代谢过程中一方面合成，一方面分解，在不断地更新。水稻秧苗根系在栽插过程中受伤，影响植株对构成叶绿素的重要矿质元素N和Mg的吸收，使叶绿素的更新受到影响，而分解过程仍然进行。另一方面， N和Mg等矿质元素是可重复利用元素，根系受伤后，新叶生长所需的N和Mg等矿质元素依赖于老叶中叶绿素分解后的转运，即新叶向老叶争夺N和Mg等矿质元素，这就加速了老叶的落黄，因此水稻秧苗在栽插后有一个叶色落黄过程。当根系恢复生长后，新根

23、能从土壤中吸收N、Mg等矿质元素，使叶绿素合成恢复正常。随着新叶的生长，植株的绿色部分增加，秧苗返青。参考答案3三、填空题1. 细胞质 细胞质 线粒体 2. 有氧与无氧参与 糖酵解阶段 3.上升 4.2 5. 多条呼吸途径 呼吸电子传递有多条 多种末端氧化酶 6. NAD+ NADP+ 7.碳水化合物 油或脂肪酸 有机酸 8. 果糖-6-磷酸激酶 丙酮酸激酶 已糖激酶 细胞质 线粒体衬质内 线粒体内膜 9. 铜 质体 微体 多酚酶活化 醌类物质 10. 有氧呼吸 无氧呼吸 11. 不利用氧 不彻底 有机物的形式 能量 12. 进行抗氰呼吸，其PO值小，电子传递释放的能量多变成热能放出 13.

24、原生质流动 主动吸收水分与离子 生物合成与降解（或细胞分裂 细胞分生与分化 物质转化与运输种子萌发 授粉受精以及生物发光等） 光反应 蒸腾作用 干种子吸胀 14.细胞色素氧化酶酚氧化酶 抗坏血酸氧化酶 交替氧化酶 乙醇酸氧化酶15. 糖酵解 三羧酸循环 氧化磷酸化 16.铜 铁 17. 多酚氧化酶铜 18. EMP-TCA 19.25-35 20. 水份 温度 O2 CO2四、问答题1.答：PPP在生物合成中占有十分重要的地位， 该途径中生成的中间产物是多种重要化合物合成的原料，能沟通多种代谢。例如：Ru5P和R5P是合成核苷酸的原料；E4P是合成莽草酸的原料，经莽草酸途径可进一步合成芳香族氨

25、基酸，还可合成与植物生长、抗病有关的生长素、木质素、绿原酸、咖啡酸等。PPP可生成大量的NADPH，这是脂肪合成所必需的"还原力"，所以在植物感病、受伤、干旱，或合成脂肪代谢旺盛时，该途径在呼吸中的比重上升。由于该途径和EMP-TCA途径的酶系统不同，因此当EMP-TCA 途径受阻时，PPP可代行正常的有氧呼吸，并有较高的能量转化效率。2.答：（1）无氧呼吸释放的能量少,要依靠无氧呼吸释放的能量来维持生命活动的需要就要消耗大量的有机物,以至呼吸基质很快耗尽。无氧呼吸生成氧化不彻底的产物,如酒精、乳酸等。这些物质的积累，对植物会产生毒害作用。无氧呼吸产生的中间产物少，不能为合

26、成多种细胞组成成分提供足够的原料。3.答：植物的呼吸代谢有多条途径，如表现在呼吸底物的多样性、呼吸生化历程的多样性、呼吸链电子传递系统的多样性以及末端氧化酶的多样性等。不同的植物、器官、组织、不同的条件或生育期，植物体内物质的氧化分解可通过不同的途径进行。呼吸代谢的多样性是在长期进化过程中，植物形成的对多变环境的一种适应性，具有重要的生物学意义，使植物在不良的环境中，仍能进行呼吸作用，维持生命活动。例如，氰化物能抑制生物正常呼吸代谢，使大多数生物死亡，而某些植物具有抗氰呼吸途径，能在含有氰化物的环境下生存。4.答：抗氰呼吸广泛分布于高等植物中，如天南星科海芋属，禾本科的玉米、小麦、大麦，豆科的

27、豌豆、绿豆，还有甘薯、木薯、马铃薯、烟草、胡萝卜等，在低等植物中也存在。抗氰呼吸的主要生理功能：放热效应。与天南星科植物的佛陷花序春天开花传粉、棉花种子发芽有关。促进果实成熟。果实成熟过程中呼吸跃变的产生，主要表现为抗氰呼吸的增强，而且，果实成熟中乙烯的产生与抗氰呼吸呈平行关系，三者紧密相连。代谢的协同调控。在细胞色素电子传递途径的电子呈饱和状态时，抗氰呼吸就比较活跃，即可以分流电子；而当细胞色素途径受阻时，抗氰呼吸会产生或加强，以保证生命活动继续维持下去。与抗病力有关。抗黑斑病的甘薯品种在感病时抗氰呼吸活性明显高于感病品种。5.答：糖酵解的产物丙酮酸的化学性质十分活跃，可以通过各种代谢途径，

28、产生不同的反应。若继续处在无氧的情况下，丙酮酸就进入无氧呼吸的途径，转变为乙醇或乳酸等(通过乙酲发酵，丙酮酸先在丙酮酸脱羧酶作用下脱羧生成乙醛酸和CO2，再在乙醇脱氢酶的作用下，乙醛被还原为乙醇，或通过乳酸发酵，在乳酸脱氢酶的作用下丙酮酸被NADPH还原为乳酸)；在有氧气的条件下，丙酮酸进入线粒体，通过三羧酸循环逐步脱羧脱氢，彻底氧化分解为CO2和水；丙酮酸也可参于氮代谢用于氨基酸的合成等。6.答：两个代谢过程互为原料与产物，如光合作用释放的O2可供呼吸作用利用，而呼吸作用释放的CO2也可被光合作用所同化；光合作用的卡尔文循环与呼吸作用的戊糖磷酸途径基本上是正反对应的关系，它们有多种相同的中间

29、产物(如GAP、Ru5P、E4P、F6P、G6P等)，催化诸糖之间相互转换的酶也是类同的。在能量代谢方面，光合作用中供光合磷酸化产生ATP所需的ADP和供产生NADPH所需的NADP+，与呼吸作用所需的ADP和NADP+是相同的，它们可以通用。7.答：茶叶中的氧化酶主要是多酚氧化酶，加工过程中，多酚氧化酶可将酚类物质氧化成棕红色的醌类物质，使茶叶失去绿色。把采摘的茶叶立即杀青就可以破坏多酚氧化酶的活性，从而保持茶叶的绿色。8.答：（1）TCA循环 发生在线粒体的基质中，它的生理意义：在TCA循环中，丙酮酸彻底氧化分解为CO2和水，同时生成NADH、FADH和ATP，所以TCA循环是需氧生物体内

30、有机物质彻底氧化分解的主要途径，也是需氧生物获取能量的最有效途径。TCA循环可通过代谢中间产物与其他多条代谢途径发生联系，所以说，TCA循环是需氧生物体内的多种物质的代谢枢纽。（2）GAC途径 发生在植物和微生物的乙醛酸体中，它的生理意义：GAC中生成中的二羧酸与三羧酸，可用以进入TCA循环；油料作物种子萌发时,通过乙醛酸循环，将脂肪转变为糖，为满足生长发育的需要。9.答：种子呼吸速率受其含水量的影响很大。一般油料种子含水量在8%9%，淀粉种子含水量在12%14%时，种子中原生质处于凝胶状态，呼吸酶活性低，呼吸极微弱，可以安全贮藏,此时的含水量称之为安全含水量。超过安全含水量时呼吸作用就显著增

31、强。其原因是，种子含水量增高后，原生质由凝胶转变成溶胶，自由水含量升高，呼吸酶活性大大增强，呼吸也就增强。呼吸旺盛，不仅会引起大量贮藏物质的消耗，而且由于呼吸作用的散热提高了粮堆温度，呼吸作用放出的水分会使种堆湿度增大，这些都有利于微生物活动，易导致粮食的变质，使种子丧失发芽力和食用价值。为了做到种子的安全贮藏，严格控制进仓时种子的含水量不得超过安全含水量。注意库房的干燥和通风降温。控制库房内空气成分。如适当增高二氧化碳含量或充入氮气、降低氧的含量。用磷化氢等药剂灭菌，抑制微生物的活动。10.答：细胞中的酚氧化酶等与其底物在细胞中是被隔开的，损伤使原来的间隔被破坏，酚类化合物被迅速氧化。损伤使

32、某些细胞恢复分裂能力，通过形成愈伤组织来修复伤口，这些分裂生长旺盛的细胞，需要合成大量的结构物质，这些均需通过增强呼吸作用为其合成提供原料和能量，所以组织的呼吸速率会提高。参考答案4三、填空题1. 外膜 内膜 间质 间质片层 基粒片层 2.叶绿素 类胡萝卜素 藻胆素3.叶绿素a 叶绿素b 胡萝卜素 叶黄素 4.红光区 蓝紫光区 5.吸收 传递 转换 6. 少数特殊状态的叶绿素a 天线色素 7. 气孔关闭CO2难以进入 淀粉水解加强糖积累 光合产物运出缓慢 8.18 2 9. C3 C4 CAM C3 10. N、Mg、Fe、Cu、Mn、Zn 11.叶绿体 细胞质 12. 叶绿素占优势 叶绿素分

33、解、类胡萝卜素呈现颜色 糖转化成花色素 13. 1，5 -二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶羧化 加氧 14.叶绿体 细胞质 15. RuBP PEP RuBP 16. 原初电子供体 作用中心色素 原初电子受体 P680 P700 水 NADP+ 17. 光反应 暗反应光化学反应 酶促反应 18.Mn Cl HO2 19. 类囊体膜上 基质 20.环式光合磷酸 非光合磷酸 假光合磷酸 21.叶绿体 线粒体 乙醇酸 22. ATP NADPH2 23.红降现象 双光增益现象 24. RuBP RuBP羧化酶 3-PGA PEP PEP 羧化酶 OAA 25. 光合时间 光合面积 光合效率 呼吸消耗 经济

34、系数 26. PEP CO2 草酰乙酸 RuBP CO2 3-磷酸甘油酸 27. 三碳化合物， C途径 28. 小麦 水稻 玉米 甘蔗 景天 落地生根 29. -氨基乙酰丙酸 30. 高CO2 高O2 31.单峰曲线型 双峰曲线型 32. 低 高 33.增加光合面积 延长光合时间 34. CO2 苹果酸 液泡 35. 蛋白质 脂肪 有机酸 蔗糖 淀粉 36. 光照 二氧化碳和氧气 水分 温度和矿质元素四、问答题1. 答：用氧同位素标记的H2O饲喂植物，照光后如果释放的O2是同位素标记的O2，则说明O2来自H2O。或用希尔反应证明，在离体的叶绿体中加入氢受体，如Fe3+等，在没有CO2参与的条件

35、下照光后有O2的释放。 2. 答：C4植物的光合细胞有两类：叶肉细胞和维管束鞘细胞(BSC)。C4植物维管束分布密集，间距小(每个叶肉细胞与BSC邻接或仅间隔1个细胞)，每条维管束都被发育良好的大型BSC包围，外面又为一至数层叶肉细胞所包围，这种呈同心圆排列的BSC与周围的叶肉细胞层被称为克兰兹(Kranz)解剖结构，又称花环结构。C4植物的BSC中含有大而多的叶绿体，线粒体和其它细胞器也较丰富。BSC与相邻叶肉细胞间的壁较厚，壁中纹孔多，胞间连丝丰富。这些结构特点有利于叶肉细胞与BSC间的物质交换，以及光合产物向维管束的就近转运。此外，C4植物的两类光合细胞中含有不同的酶类，叶肉细胞中含有磷

36、酸烯醇式丙酮酸羧化酶以及与C4二羧酸生成有关的酶；而BSC中含有Rubisco等参与C3途径的酶、乙醇酸氧化酶以及脱羧酶。在这两类细胞中进行不同的生化反应。3. 根据对光的需要情况，把光合作用可以分为需光的光反应和不需光的暗反应两个阶段。光反应是在叶绿体的类囊体膜上进行的，而暗反应是在叶绿体的基质中进行的。光反应的结果产生了ATP和NADPH，这两者被称为同化力。依靠这种同化力，在叶绿体基质中发生CO2的固定，暗反应的初产物是磷酸丙糖(TP)， TP是光合产物运出叶绿体的形式。可见，光反应的实质在于产生同化力去推动暗反应的进行，而暗反应的实质在于利用同化力将无机碳(CO2)转化为有机碳(CH2

37、O)。当然，光暗反应对光的需求不是绝对的，在光反应中有不需光的过程(如电子传递与光合磷酸化)，在暗反应中也有需要光调节的酶促反应。现在认为，光反应不仅产生同化力，而且产生调节暗反应中酶活性的调节剂，如还原性的铁氧还蛋白。4. 答：(1)光 光是光合作用的动力，也是形成叶绿素、叶绿体以及正常叶片的必要条件，光还显著地调节光合酶的活性与气孔的开度，因此光直接制约着光合速率的高低。光能不足可成为光合作用的限制因素，光能过剩会引起光抑制使光合活性降低。光合作用还被光照诱导,即光合器官要经照光一段时间后，光合速率才能达正常范围。(2)温度 光合过程中的暗反应是由酶所催化的化学反应，因而受温度影响。光合作

38、用有一定的温度范围和三基点，即最低、最高和最适温度。光合作用只能在最低温度和最高温度之间进行。(3)水分 直接影响：水为光合作用的原料，没有水不能进行光合作用。间接影响：水分亏缺会使光合速率下降。因为缺水会引起气孔导度下降，从而使进入叶片的CO2减少；光合产物输出变慢； 光合机构受损，光合面积扩展受抑等。水分过多会使叶肉细胞处于低渗状态，另外土壤水分太多，会导致通气不良而妨碍根系活动等，这些也都会影响光合作用的正常进行。(4)气体 CO2是光合作用的原料， CO2不足往往是光合作用的限制因子，对C3植物光合作用的影响尤为显著。O2对光合作用有抑制作用，一方面O2促进光呼吸的进行，另一方面高氧下

39、形成超氧阴离子自由基，对光合膜、光合器有伤害作用。 5. 答：光合作用分为需光的光反应和不需光的暗反应两个阶段。位于叶绿体的类囊体膜上的光系统受光激发，引起电子传递。电子传递的结果，引起水的裂解放氧，并产生类囊体膜内外的H+电化学势差。依H+电化学势差，H+从ATP酶流出类囊体时，发生磷酸化作用，结果产生了ATP和NADPH，这两者被称为同化力。利用这种同化力，在叶绿体基质中发生CO2的固定，将无机碳(CO2)转化为有机碳(CH2O)。暗反应的初产物是磷酸丙糖(TP)， TP是光合产物运出叶绿体的形式。暗反应的实质在于利用同化力。6.答：光合器官捕获光能的面积占土地面积的比例，作物生长初期植株

40、小，叶面积不足，日光的大部分直射于地面而损失。光合有效幅射照射能占整个辐射能的比例只有53%，其余的47%不能用于光合作用。 照射到光合器官上的光不能被光合器官全部吸收，要扣除反射、透射及非叶绿体组织吸收的部分。 吸收的光能在传递到光合反应中心色素过程中会损失，如发热、发光的损耗。光合器将光能转化为同化力，进而转化为稳定化学能过程中的损耗。 光、暗呼吸消耗以及在物质代谢和生长发育中的消耗。内外因素对光合作用的影响 ，如作物在生长期间，经常会遇到不适于作物生长与进行光合的逆境，如干旱、水涝、低温、高温、阴雨、缺CO2、缺肥、盐渍、病虫草害等。在逆境条件下，作物的光合生产率要比顺境下低得多，这些也

41、会使光能利用率大为降低。提高作物光能利用率的主要途径为:提高净同化率 如选择高光效的品种、增施CO2、控制温湿度、合理施肥等。增加光合面积 通过合理密植或改变株型等措施，可增大光合面积。延长光合时间 如提高复种指数、适当延长生育期，补充人工光源等。7.答：光合磷酸化有三种类型：非环式光合磷酸化，其电子传递是一个开放的通路，最终电子受体是NADP+，。环式光合磷酸化，其电子传递是一个闭合的回路。假环式光合磷酸化，其电子传递是一个开放的通路，但最终电子受体不是NADP+，而是O28.答：答：植物呈现绿色是因其细胞内含有叶绿体，叶绿体中含有绿色的叶绿素的缘故。因而凡是影响叶绿素代谢的因素都会引起植物

42、失绿。失绿原因有：（1）光。光是影响叶绿素形成的主要条件。从原叶绿素酸酯转变为叶绿酸酯需要光，而光过强，叶绿素反而会受光氧化而破坏。（2）温度。叶绿素的生物合成是一系列酶促反应，受温度影响。叶绿素形成的最低温度约为2，最适温度约30，最高温度约40。高温和低温都会使叶片失绿。（3）营养元素。氮和镁都是叶绿素的组成成分，铁、锰、铜、锌等则在叶绿素的生物合成过程中有催化功能或其它间接作用。因此，缺少这些元素时都会引起缺绿症。（4）氧。缺氧能引起Mg-原卟啉或Mg-原卟啉甲酯的积累，影响叶绿素的合成。（5）水。缺水不但影响叶绿素的生物合成，而且还促使原有叶绿素加速分解。此外，叶绿素的形成还受遗传因素

43、控制，如水稻、玉米的白化苗以及花卉中的花叶不能合成叶绿素。有些病毒也能引起花叶病。9. 答： 回收碳素 通过C2碳氧化环可回收乙醇酸中3/4的碳(2个乙醇酸转化1个PGA，释放1个CO2)。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。 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，而光呼吸却可消耗同化力与高能电子，降低超氧阴

44、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. 答：C3途径卡尔文等人发现。C3途径可分为羧化、还原、再生3个阶段。(1)羧化阶段 指进入叶绿体的CO2与受体RuBP结合，生成PGA的过程。(2)还原阶段 指利用同化力将3-磷酸甘油酸还原为甘油醛-3-磷酸的反应过程。(3)再生阶段 甘油醛-3-磷酸重新形成核酮糖-1，5-二磷酸的过程。11. 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)

45、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。12. 答：引起光合"午休"的主要因素是大气干旱和土壤干旱。在干热的中午，叶片蒸腾失水加剧，如此时土壤水分也亏缺，使植株的失水大于吸水，就会引起萎蔫与气孔导性降低，进而使CO2吸收减少。另外，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在中午或午后降低。光合"午休"是植物中的普遍现象，也是植物对环境缺水的一种适应方式。但是"午睡

46、"造成的损失可达光合生产30%，甚至更多，在生产上可采用适时灌溉、选用抗旱品种、增强光合能力、遮光等措施以缓和"午休"程度参考答案5三、填空题：1. 韧皮部筛管 扩散作用 原生质环流 2.渗透动力 代谢动力 3. 共质体 质外体 共质体4.供应能力 运输能力 竞争能力 竞争能力 5. 对装载物质有选择性 必须供给能量 具有饱和动力学特点 6.筛管 伴胞 韧皮薄壁细胞 7. 溢泌现象，即筛管内确有很大的正压力 筛管的源库两端存在浓度梯度 叶中激素如生长素的运输只有在源库间存在蔗糖的浓度梯度时才能被运输出去 8.逆 9. 白天光照强 夜间温度较低 光合速率高 10.共

47、质体运输 质外体运输交替运输 11. 源 库 就近供应 同侧运输 优先供应生长中心 可再分配利用 12.胞间连丝 13. 籽粒本身容积 同化物供应不足 14.蔗糖 棉籽糖 水苏糖 毛蕊花糖 15花 蕾 茎 叶 根16.为筛管提供结构物质 提供信息物质RNA 维持筛管分子间的渗透平衡四、问答题1. 答：用于植物的形态建成或已执行某种生理功能的生物大分子或小分子，在植物体内可以重新分配，即有机物的再分配与再利用的原理是题中做法的基础。早霜即至，连秆带穗收割玉米，使其茎叶不被冻死，则茎叶等营养器官中的有机物质可继续向籽粒转移，以增加经济产量。2.答：(1)蔗糖是非还原糖，化学性质比还原糖稳定。(2)

48、蔗糖水解时能产生相对高的自由能。(3)蔗糖分子小、移动性大，运输速率高，适合进行长距离的韧皮部运输。3.答：同化物从周围的叶肉细胞转运进韧皮部SE-CC复合体的过程中存在着两种装载途径：(1)质外体装载途径 光合细胞输出的蔗糖进入质外体后通过位于SE-CC复合体质膜上的蔗糖载体逆浓度梯度进入伴胞，最后进入筛管的过程。(2)共质体装载途径 光合细胞输出的蔗糖通过胞间连丝顺蔗糖浓度梯度进入伴胞或中间细胞，最后进入筛管的过程。韧皮部卸出的途径有两条：(1)共质体途径 如正在生长发育的叶片和根系，同化物是经共质体途径卸出的，即蔗糖通过胞间连丝沿蔗糖浓度梯度从SE-CC复合体释放到库细胞中。(2)质外体

49、途径在SE-CC复合体与库细胞间不存在胞间连丝的器管或组织（如甜菜的块根、甘蔗的茎及种子和果实等）中，其韧皮部卸出是通过质外体途径进行的。在这些组织的SE-CC复合体中的蔗糖只能通过扩散作用或通过膜上的载体进入质外体空间，然后直接进入库细胞，或降解成单糖后进入库细胞。4. 答：1930年明希(E.Münch)提出了解释韧皮部同化物运输的压力流学说,其基本论点是，同化物在筛管内是随液流而流动的，而液流的流动是由输导系统两端的膨压差引起的。在此基础上经过补充的新的压力流学说认为，同化物在筛管内运输是由源库两侧SE-CC复合体内渗透作用所形成的压力梯度所驱动的。而压力梯度的形成则是由于源端

50、光合同化物不断向SE-CC复合体进行装载，库端同化物不断从SE-CC复合体卸出，以及韧皮部和木质部之间水分的不断再循环所致。即光合细胞制造的光合产物在能量的驱动下主动装载进入筛管分子，从而降低了源端筛管内的水势，而筛管分子又从邻近的木质部吸收水分，以引起筛管膨压的增加；与此同时，库端筛管中的同化物不断卸出并进入周围的库细胞，这样就使筛管内水势提高，水分可流向邻近的木质部，从而引起库端筛管内膨压的降低。因此，只要源端光合同化物的韧皮部装载和库端光合同化物的卸出过程不断进行，源库间就能维持一定的压力梯度，在此梯度下，光合同化物可源源不断地由源端向库端运输。5. 答：温度：糖的运输速率以2030C最

51、快，高于或低于这个温度范围，运输速率下降。光照：光照可以通过光合作用，影响同化物的运输与分配。功能叶白天的输出率高于夜间。 水分：水分亏缺胁迫使水势降低，光合作用降低，叶片中可运态蔗糖的浓度降低，影响输出速率。矿物质：如氮磷、钾、硼等都会对有机物质的运输产生影响。氮：氮多，营养生长过旺，不利于物质向产品器官输出；氮少则会引起叶片的早衰，CN值适中对运输有利。磷：磷可以促进光合，促进可运态蔗糖浓度的提高，促进ATP的合成，所以可以促进物质的运输。钾：钾能促进库内蔗糖向淀粉的转化，维持库源两端的压力差，有利于物质的运输。硼：硼与糖结合成复合物，有利于透过质膜，从而有利于物质的6. 答：作物产量形成

52、的库源关系有三种类型：源限制型库限制型；源库协调型。源与库共同存在于一个统一体中，两者相互依赖、相互制约。要高产不仅需要有大的源与大的库，还要源与库的协调统一。同时，库大会促进源，源大会促进库；库小会抑制源，源小会抑制库。两者相互依赖、相互制约。适当地增源或库以及协调二者之间的关系，都会达到增产的效果。7. 答：(1)同化物分配的总规律是由源到库由某一源制造的同化物主要流向与其组成源-库单位中的库。多个代谢库同时存在时，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 各种作物在不同生育期各有其生长中心，这些生长中心通常是一些代谢旺盛、生长速率快的器官或组织，它们既是矿质元素的输

53、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靠它附近的源叶来供应，随着源库间距离的加大，相互间供求程度就逐渐减弱。一般说来，上位叶光合产物较多地供应籽实、生长点；下位叶光合产物则较多地供应给根。(4)同侧运输 同一方位的叶制造的同化物主要供给相同方位的幼叶、花序和根。8.答：会死。因为根系需要地上部供应有机营养，而叶片制造的有机物质正是通过韧皮部向下运输的。树被剥皮后，韧皮部被破坏，影响了有机物质的运输，时间一长就会影响根系的生长，进而影响地上部的生长，进而造成植株的死亡。9. 答：蕾铃脱落是棉花生产中的一个普遍现象，脱落率一般都在60-70，严重的高达80以上，棉花整

54、枝是棉田管理中的一项重要技术措施，其主要生理作用是调节和改善蕾铃的有机营养供给。环割、供糖、摘叶和摘花蕾的试验证明：改善有机营养的供给状况，可使棉花蕾铃脱落大大减少。其原因在于：（1）抑制营养生长、减少有机消耗、调节有机物运向生殖器官，从而增加蕾铃有机物供给水平；（2）改变了棉田通风状况和光照条件，使棉株中、下部各叶片能正常地进行光合作用，增加了棉株中、下部果枝结实器官的有机营养的供给水平；同时由于棉田通风和光照条件的改变，减少了病菌的滋生，也有利于减少蕾铃脱落。参考答案6三、填空题1. 由体内合成的、可移动的、微量但作用显著 2.生长素 细胞分裂素 赤霉素 脱落酸乙烯 3. 乙酰CoA 甲瓦

55、龙酸 长 短 4.长日照 低温 5. 生长素 吲哚乙酸 6.激动素 玉米素 7. 光 吲哚乙酸氧化酶 色氨酸 8. IAA ETH 9. 木质部 韧皮部 10. 气 蛋氨酸 ACC 有氧 NH3 CO2 11.极性运输 12. 植物激素 植物生长调节剂 13.负 高 14.两 芽 根 15.生长抑制剂 生长延缓剂 16. IAA见光氧化分解 17.生长素 18.色氨酸 19. ABA GA ABA CTK 20.低于 21. 2，4-D NAA 激动素 玉米素 乙烯利 22. CTK 23. 细胞核 细胞质 24. 赤霉素 25. RNA 蛋白质RNA 细胞膜透性四、问答题1.答：关于生长素的

56、作用机理有两种假说："酸生长理论"和"基因活化学说"。(1) 酸生长理论（acid growth theory）的要点是：原生质膜上存在着非活化的质子泵(H+-ATP酶)，生长素作为泵的变构效应剂，与泵蛋白结合后使其活化；活化了的质子泵消耗能量（ATP），将细胞内的H+泵到细胞壁中，导致细胞壁基质溶液的pH下降；在酸性条件下，H+一方面使细胞壁中对酸不稳定的键(如氢键)断裂，另一方面(也是主要的方面)使细胞壁中的某些多糖水解酶（如纤维素酶）活化或增加，从而使连接木葡聚糖与纤维素微纤丝之间的键断裂，细胞壁松弛；细胞壁松弛后，细胞的压力势下降，导致细胞的水势

57、下降，细胞吸水，体积增大而发生不可逆增长。(2) 基因活化学说认为：生长素与质膜上或细胞质中的受体结合；生长素-受体复合物诱发肌醇三磷酸（IP3）产生，IP3打开细胞器的钙通道，释放液泡中的Ca2+，增加细胞溶质Ca2+水平； Ca2+ 进入液泡，置换出H+，刺激质膜ATP酶活性，使蛋白质磷酸化；活化的蛋白质因子与生长素结合，形成蛋白质-生长素复合物，移到细胞核，合成特殊mRNA，最后在核糖体形成蛋白质(酶)，合成组成细胞质和细胞壁的物质，引起细胞的生长。2.答：(1)生长素的生理作用 促进生长，如10-10mol·L-1生长素能促进根的伸长，但浓度高时抑制生长；促进插条不定根的形成，如发根素的主要成分就是荼乙酸；对养分有调运作用，可诱导无籽果实；其它生理作用如:引起顶端优势、促进菠萝开花、诱导雌花分化等。(2)赤霉素的生理作用 促进茎的伸长生长，如10 mg·L-1GA3就显著促进水稻茎的伸长； 诱导开花；打破休眠，用2mg·L-1的GA处理休眠状态