2009年植物生理学考研答案

1、2009 年植物生理学简答题1.水稻收获前减少水分供给的生产措施的植物生理学原理？由于植物体内有两种形式的水分存在：水和水。水：距离胶粒较远可以，不易的水分，其参与各种代谢活动。水：靠近胶粒而被胶粒所的水分。当水/水比值高时，细胞原生质呈溶胶状态，植物代谢旺盛，生长较快，抗逆性弱；当水/水比值低时，细胞原生质呈凝胶状态，植物代谢活性低，生长缓慢，抗逆性强。因此，水稻收获前减少水分供给是为了降低其代谢活动，增加产量。2.如何证明光合作用中的 O2 是来自H2O 而不是来自CO2?用氧同位素标记H2O 饲喂植物，照光后如果的 O2 是同位素标记的 O2，则说明 O2 来自H2O；或者用二价的Fe

2、离子等，在没有反应证明，在离体的叶绿体中加入氢首体，如的参与的条件下照光后有氧气的。3.萌发必需的外界条件有哪些？萌发时吸水可分为那三个阶段？第一、三阶段细胞靠什么方式吸水？萌发需要足够的水分、足够的氧气、适宜的温度。此外，有些萌发还受光的影响、吸水三个阶段：（1）急剧吸水阶段（2）停滞吸水阶段（3）生长吸水阶段。第一阶段细胞主要靠吸胀性吸水。第三阶段是靠渗透性吸水。4.如何用实验证明植物的某一生理过程与光敏色素有关？光敏色素有红光吸收型和远红光吸收型两种存在形式。这两种形式可在红光和远红光照射下发生可逆反应，互相转化。依据这一特征，可用红光与远红光交替照射的方法，观察其所引起的生理反应，从而

3、判断某一生理过程是否有光明色素参与。例如莴苣的萌发需要光，当用 600nm 的红光照射时促进萌发，而用 730nm 的远红光照射时，一只萌发。当红光照射后再照以远红光，则红光的效果被消除；当用红光和远红光交替照射时，的萌发状况取决于最后照射的是红光还是远红光，前者促进萌发，后者抑制萌发。或者用短日植物苍耳闪光试验来证明。如在苍耳生长的暗期中间若用 660nm 的红光进行闪光处理，苍耳不开花，而用 730nm 的远红光照射可使其开花，反复用这两种波长的光交替照射时，相互抵消彼此的效应，且最后的效应取决于最后一次所用光的波长，则可确定苍耳开花与其体内光敏色素有关。5.为什么 C4 植物的光呼吸速率

4、低？C4 植物光呼吸低。因为光呼吸是由 RuBP 加氧羧化酶催化 RuBP 加氧造成的，C4 植物在叶肉细胞中只进行由PEP 羧化酶催化的羧化活动，且 PEP 羧化酶对 CO2 亲和力高，固定 CO2 的能力强，在叶肉细胞形成 C4 二羧酸之后再转运到维管细胞，脱羧后放出 CO2，就起到了“CO2 泵“的作用，增加了维管细胞中的 CO2 浓度，抑制了鞘细胞中 Rubisco 的加氧活性，并提高了它的羧化活性，有利于 CO2 的固定和还原，不利于乙醇酸形成，不利于光呼吸进行，所以 C4 植物光呼吸很低。6.干旱条件下气孔关闭同何种激素有关？试设计实验证明之。（干旱条件下气孔关闭同ABA 有关。实

5、验原理：干旱条件下ABA 能促进叶片气孔关闭，降低植物蒸腾作用。参考）实验材料：一盆生长良好的植物、电子天平、密封材料（薄膜）实验步骤：（1）将一盆生长良好的植物适量浇点水后，将该植物茎部以下及其花盆用薄膜密封，使水分只能通过体散失，然后用电子天平称重并M1（2）将（1）处理的植物放进恒温室中，保持其他条件不变（光照等），经过一段时间后再次称重并M2(3)用适宜浓度的 ABA 处理（2）植物的叶片，并称重后的植物放至与（2）处理的相同时间后，再称重M3(4)将（3）中处理M4.(5)将用 ABA 处理前后植物叶片分别制成切片，在显微镜下观察气孔运动。实验观察：通过比较 M1M2 与 M3M4

6、的大小可知 M1M2 M3M4,这说明在ABA 处理之前植物的蒸腾作用较强，经 ABA 处理后，植物的蒸腾作用明显减弱。此表明ABA 影响了植物的蒸腾作用，但只能通过调节气孔运动来降低蒸腾速率。此外，用显微镜观察切片后发现经 ABA 处理后的叶片气孔关闭，这种关闭即使在水分充足的条件下仍不能张开。7.简述膜脂组成与植物抗冷性的关系？一般生物膜脂呈液晶态，当温度下降到一定程度时，膜脂由液晶态变为凝胶态，从而导致原生质停止，透性增大。膜脂碳链越长，温度越高。当膜脂碳链长度相同时，不饱和键数越多，物的抗冷性就越强。论述题温度越低，即不饱和脂肪酸越多，植1. 试述植物细胞对狂之元素的吸收和主动吸收的机

7、理（1）吸收是指细胞不消耗代谢能量，而通过扩散作用或其他物理过程而进行的吸收过程。氧气、氨气等气体分子可以穿过膜的脂质双分子层，以简单扩散方式进入细胞，其扩散动力是膜两侧的这些化学物质的化学势差。而带电荷的离子吸收是顺着电化学势梯度进行的，不消耗代谢能量，而通过扩散作用获或其他离子不能穿过膜的脂质双分子层，其扩散需要转运蛋白的协助，所以叫协助扩散或异化扩散，其扩散动力是这些离子在膜两侧的电化学势差。离子通道就是离子顺着电化学势梯度，通过质膜上由通道蛋白的圆形孔道，以异化扩散的方式，地和单方向地跨膜。单向载体也可以催化离子顺着电化学势梯度跨膜。（2）主动吸收是指细胞利用代谢能量逆着浓度吸收矿质元

8、素的过程。主动吸收需要转运蛋白的参与。转运蛋白由通道蛋白和载体蛋白之分。载体蛋白又分为单向载体、同向载体和反向载体。质膜上已知的单项载体有铁离子、锌离子、锰离子、铜离子等载体。同向载体在与氢离子结合的同时，又与另一分子或离子（如氯离子、硝酸根离子、铵根离子等）结合，朝同一方向。反向载体是与氢离子集合的同时与其他分子或离子（钠离子）结合，两者朝相反方向程。在这种主动。这两种跨膜是你这电化学势梯度进行的主动过的过程中能量来自于跨氢离子电化学势梯度，即质子动力。而氢离子电化学势梯度是质子泵利用 ATP 的能量跨膜转运氢离子而建立的，这个过程叫初级主动转运，也叫初级共运转。利用已建立的质子动力载体将矿

9、物质跨膜的过程叫次级主动或叫次级共运转。离子也可以通过离子泵（质子泵和钙泵）跨膜。2.试用你所学到的植物激素方面的知识，阐述在生产实践中如何积极有效地调控番茄的贮藏和上市。3.光周期理论在农业生产实践中的应用（1）指导引种。不同纬度地区引种时要考虑品种的光周期特性和引种地区生长季节的日照条件，对以收获为主的作物，若是短日植物，比如大豆，从北方引种到南方，会提前开花，应选择晚熟品种；而从南方引种到北方，则应选择早熟品种。如将长日植物从北方引种到南方，会延迟开花，宜选择早熟品种；而从南方引种到北方时，应选择晚熟品种。对以收获营养为主的作物，引种时应遵循相反的原则，即引种到不适合的日照条件下，以抑制

10、开花，延长其营养生长，如麻类、烟草、等蔬菜。（2）育种上的利用。根据作物光周期特性，利用中国气候多样的特点，可进行作物的南繁北育：短日植物水稻与玉米可在海南岛加快繁育；长日植物小麦夏季在黑龙江、冬季在云南种植，可以满足作物发育对光照和温度的要求，一年内可繁育 2-3 代，加速育种进程，缩短育种年限。具有优良性状的某些作物品种间有时花期不遇，无法进行有性杂交育种。通过人工控制光周期，同时开花，便于进行杂交。如早稻和晚稻杂交育种时，可在晚稻秧苗 4-7两亲本进行遮光处理，促使其提早开花，以便和早稻进行杂交授粉，培育新品种。如在进行甘薯杂交育种时，可以人为地缩短光照，使甘薯开花整齐，以便进行有性杂交

11、，培育新品种。（3）控制花期。花卉栽培中，光周期的人为控制可以促进或延迟开花。如短日照植物菊花，用遮光缩短光照实践的办法，可以从十月提前至六、七月间开花；若在短日来临之前，人工补充延长光照时间或进行暗期间断，则可推迟开花。对日性的花卉，如花。、山茶花等，人工延长光照或进行暗期间断，可提早开（4）调节营养生长和生殖生长。对以收获营养体为主的作物，可以通过控制光周期抑制其开花。如将短日植物美洲烟草引种至温带，可提前至春季播种，促进营养生长，提高烟草产量。对于短日植物麻类，南种北引可推迟开花，增加植物高度，提高产量和质量。4.试述植物衰老的调节机制（1）营养物质的变化诱导衰老。由于官对营养物质的竞争

12、力较强，一次性开花的一些植物在开花结实后， 大量养分从营养运入官被用，致使营养衰老。糖含量的变化是诱导衰老的信号分子。（2）基和活性氧加速衰老。具不成对电子的原子、分子或离子称基，生物体内存在并影响衰老的基有羟基（OH）、烃氧基（ RO ）、超氧阴离子基（O2）超氧物基（HOO和 ROO）、单线态氧（O2）等。由于它们均含氧，且比氧更活泼，又称为活性氧（ROS）。植物体内生物大分子的降解会导致ROS 的。ROS 对植物产生氧化作用是多方面的：促进许多重要酶如Rubscio 和谷氨酰胺酶等的降解；诱导脂质过氧化反应，影响膜的结构和功能；加速乙烯的生成；参与衰老促进植物的衰老。白哦大的信号转导等，

13、从而正常情况下，在植物体内存在基清除剂，如SOD、CAT、POD、维生素E、维生素 C 和谷胱甘肽等。植物体内基清除剂可随时清除体内产生的自由基，但一旦植物体内抵御氧化的机制效率下降，或产生活性氧的能力增加，二者失去平衡，基积累，就会加速衰老。（3）激素对衰老调控。乙烯是诱导衰老的主要激素，乙烯是果实成促进因子，乙烯也促进叶片的衰老。乙烯是叶片衰老的调控因子，乙烯的存在加速叶片的衰老，但乙烯不是诱导衰老的启动因子，乙烯不引起片只有发育到一定阶段后才对乙烯信号产生反应。叶片的衰老，叶细胞素延缓衰老，由于细胞吸引营养物质，细胞素延缓叶绿素和蛋白降解，维持 Rubscio 和 PEPC 的活性，保护

14、膜的完整性，维持 SOD和CAT 的活性；同时，细胞成，从而减少乙烯的生成，可清除刺激多胺的形成，多胺抑制 ACC 合酶的形基。GA 能和蛋白质降解，并清除基，从而延缓衰老。ABA 可抵消细胞素和 GA 的作用，促进衰老。（4）胁迫对衰老的影响。病原菌侵染、水分胁迫、由臭氧和 UV-B 诱导的氧化胁迫等可诱导植物体在还未成熟就发生衰老。不同胁迫反应的信号途径与衰老相关的表达有明显的交叉，如SA.JA 和乙烯信号分子参与调控植物对病原菌反应及环境胁迫反应的达。表达，这些途径也参与调控衰老过程的表（5）衰老的遗传控制。衰老是遗传程序控制的主动发育过程，在衰老早期，叶片中多数 mRNA 水平显著下降

15、，如编码与光合作用有关的多数蛋白的，编随着叶片衰老而其表达急剧下降。另一类在衰老时被诱导表达，这类码的蛋白质主要参与大分子的降解，氧化代谢的解毒、防卫机制的诱导以及信号和调控反应等，使细胞的代谢活动从代谢为主转向降解代谢为主。如催化乙烯生物的 ACC 合酶和 ACC 氧化酶的表达增强，产生大量乙烯；谷氨酰胺酶的表达增强，参与降解物的转化与再分配。5.现在地球上的生物体的生存问题日益突出，试举例说明植物在适度逆境胁迫下的一些生理生化变化反应，并分别说明其生理意义。ABA 含量增加：ABA 是植物适应各种胁迫条件的重要调节物质；各种胁迫调节均诱导内源 ABA 水平升高；ABA 诱导抗性增加的原因有：诱导 ABA表达出响应蛋白，类似胁迫蛋白；诱导渗透调节物质产生，诱导休眠、生长延缓及气孔关闭等（1）渗透调节物质的产生：主要渗透调节物质有无机离子和一些有机物（如Pro、甜菜碱、甘露醇、可溶性糖等）渗透调节物质的作用：降低细胞水势，防止水分散失，保持原生质