北林 植物生理学.docx

北林 植物生理学植物生理学 一、名词解释： 1、流动镶嵌模型：认为液态脂质双分子层中镶嵌着可移动的蛋白质，使膜具有不对称性和流动性的用于解释生物膜结构的模型。 要点：不对称性：即脂类和蛋白质在膜中的分布不对称流动性，即组成膜的脂类双分子层或蛋白质都是可以流动或运动的，膜的不对称性和流动性保证了生物膜能经受一定程度的形变而不致破裂，这也可使膜中各种成分按需要重新组合，使之合理分布，有利于表现膜的各种功能，更重要的是它允许膜互相融合而不失去对通透性的控制，确保膜分子在细胞分裂、膜动运输、原生质融合等生命活动中起重要的作用。 2、细胞全能性：每个生活的细胞中都包含有产生一个完整机体的全套基因，在适宜条件下，细胞具有形成一个新的个体的潜在能力。 3、水势：每偏摩尔水的化学势差。即体系中水的化学势与处于等温、等压条件下纯水的化学势之差，再除以水的偏摩尔体积 4、溶质势：由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。在渗透系统中，溶质势表示了溶液中水分潜在的渗透能力的大小。 5、压力势：由于压力的存在而使体系水势改变的数值。 6、伤流：从受伤或折断的植物组织伤口处溢出液体的现象。 7、吐水：从未受伤的叶片尖端或边缘的水孔向外溢出液滴的现象。 8、水分临界期：植物在生命周期中对水分缺乏最敏感最易受害的时期。 9、离子主动吸收：细胞利用呼吸释放的能量逆电化学势梯度吸收矿质的过程。 10、离子的被动吸收：细胞不需要由代谢提供能量的顺电化学势梯度吸收矿质的过程。 11、诱导酶：植物体内本来不含有，但在特定外来物质的诱导下可生成的酶。 12、红降现象：光合作用的量子产额在波长大于680nm时急剧下降的现象。 13、双光增益效应：在长波红光之外再加上较短波长的光促进光合效率的现象。 14、光合链：定位在光合膜上的，由多个电子传递体组成的电子传递的总轨道。 15、光和磷酸化：光下在叶绿体中发生的由ADP与Pi合成ATP的反应。 16、光呼吸：植物绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的过程。 17、光补偿点：叶片光合速率等于呼吸速率，CO2吸收量等于O2释放量，表观光合速率为零时的光强， 18、光饱和点：当达到某一光强时，光合速率不随光强的增加而增加的现象称为光饱和现象。开始达到光合速率最大值时的光强成为光饱和点。 19、CO2补偿点：光合速率和呼吸速率相等时，即净光合速率为零时环境中的CO2浓度。 20、光和午睡现象：植物的光合速率在中午前后下降的现象。 21、EMP糖酵解：己糖在细胞质中分解成丙酮酸的过程。 22、TCAC三羧酸循环：有氧条件下，丙酮酸在线粒体基质中彻底氧化分解的循环途径。 23、PPP戊糖磷酸途径：葡萄糖在细胞质内直接氧化分解，并以戊糖磷酸为重要中间产物的有氧呼吸途径。 24、末端氧化酶：处于生物氧化系列反应最末端的氧化酶。 25、巴斯德效应：当植物组织周围的氧浓度增加时，酒精发酵产物的积累逐渐减少，这种氧气抑制酒精发酵的现象。 26、呼吸商：植物组织在一定时间内，放出CO2的量与吸收O2的量的比值 27、源：产生提供同化物的器官或组织 28、库：消耗积累同化物的器官或组织(生长的根、茎、种子) 1 29、第二信使：能被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。 30、植物生长物质：能够调节植物生长发育的微量化学物质 31、植物激素：在植物体内合成的、能从合成部位运往作用部位、对植物生长发育产生显著调节作用的微量小分子有机物。 32、植物生长调节剂：一些具有类似于植物激素活性的人工合成的物质 33、极性运输：物质只能从植物形态学的一端向另一端运输而不能倒过来运输的现象 34、生长抑制剂：抑制顶端分生组织生长的生长调节剂 35、极性：细胞、器官和植株内的一端与另一端在形态结构和生理生化存在差异的现象 36、顶端优势：植物的顶芽生长占优势而抑制侧芽生长的现象 37、光形态建成：由光调节植物生长、分化和发育的过程。 38、光敏色素：对红光和远红光吸收有逆转效应，参与光形态建成、调节植物发育的色素蛋白。 39、花熟状态：植物经一定营养生长期后具有的，能感受环境条件而诱导开花的生理状态 40、春化作用：低温诱导促使植物开花的作用 41、光周期现象：昼夜的相对长度对植物生长发育的影响。 42、临界日长：引起长日植物成花的最短日照长度/引起短日植物成花的最长日照长度 43、临界暗期：引起短日植物成花的最短暗期长度/引起长日植物成花的最长暗期长度 44、生理休眠：在适宜的环境条件下，因为植物本身内部的原因造成的休眠 45、衰老：植物的器官/整株的生理功能的衰退，最终自然死亡的现象 46、脱落：植物细胞、组织、器官脱离母体的过程。 47、逆境：植物生存生长不利的各种环境因素的总称 48、抗性：植物对逆境的抵抗和忍耐能力。 49、渗透调节：通过提高细胞液浓度，降低渗透势表现出的调节作用。 50、交叉适应：植物经历了某种逆境后，能提高对另一些逆境的抵抗能力，这种对不良环境之间的相互适应作用就叫做交叉适应。 二、简答： 1. 原生质胶体状态与其生理代谢有什么联系？ 原生质胶体存在溶胶和凝胶两种状态。当处于溶胶状态时，粘性较小，细胞代谢活跃，分裂与生长旺盛，抗逆性弱；凝胶时，细胞生理活性降低，对低温干旱等不良环境的抵抗能力提高，有利于植物度过逆境。植物进入休眠时，原生质胶体从溶胶状态转变为凝胶状态。 2. 生物膜的功能？ 分室作用代谢反应的场所物质交换识别功能 3. 植物体内水分存在的形式与植物代谢、抗逆性的关系？ 细胞内水有两种存在形式，一是与细胞组分紧密结合而不能自由移动、不易蒸发散失的束缚水；另一种是与细胞组分之间吸附力较弱，可以自由移动的自由水。自由水可直接参与各种代谢活动，当自由水/束缚水比值较高时，细胞原生质为溶胶状态，植物代谢旺盛，生长较快，抗逆性弱;反之，凝胶，代谢活性低，生长迟缓，抗逆性强。 4. 植物吸水方式及举例？ 渗透、吸胀、降压 5. 温度对根系吸水的影响？ 低温：水分粘度增加，扩散速率降低，同时细胞原生质粘度增加，水分扩散阻力加大。 2 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，有碍吸水面积的扩大。 高温:土温过高会提高根的木质化程度，加速根的老化过程，使根细胞中的各种酶蛋白变性失活。 根系吸水动力与方式：生长状况和蒸腾速率；主动吸水、被动吸水 6. 气孔开闭机理？ 无机离子泵学说：光下，K由表皮/副卫细胞进入保卫细胞，保卫细胞中K浓度增加，溶质势降低，水分进入保卫细胞，气孔张开；暗下，K由保卫细胞进入表皮/副卫细胞，保卫细胞中水势升高而失水，气孔关闭。 苹果酸代谢学说：光下，保卫细胞内的部分CO2被利用时，PH上升至8.0至8.5，活化了PEP羧化酶，它催化由淀粉降解产生的PEP与HCO3结合成草酰乙酸，并进一步被NADPH还原为苹果酸，苹果酸被解离为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。叶片进入暗下，该过程逆转。 7. 合理灌溉生理指标？ 土壤指标形态指标生理指标 8. 硝态氮进入植物体被还原及合成氨基酸的过程 绿叶中：硝酸盐的还原在细胞质中进行。细胞质中的硝酸还原酶利用NADH供H体将硝酸还原为亚硝酸，亚硝酸被运到叶绿体，由亚硝酸还原酶利用光反应产生的还原性Fd作电子供体将NO2还原为NH4。 根中：与叶基本相同，也在细胞质中，但NADH来源于糖酵解，形成的NO2再在前质体被亚硝酸还原酶还原为NH4。 NH4同化在根、根瘤、叶中进行，通过谷胺酶合成酶循环进行，GS和GOGAT参与催化。 9. 植物失绿的原因？ (1)营养元素：N、MG是叶绿素的组分，Mn、Zn、Cu在叶绿素合成中起催化作用，缺失 (2)光：从叶绿素酸酯转变为叶绿酸酯需光，光过强，叶绿素受光氧化破坏 (3)温度：影响叶绿素合成酶促反应，高/低温均失绿 (4)氧：引起Mg-原卟啉IX 或Mg-原卟啉甲酯积累 (5)水：影响叶绿素生物合成，促使原有叶绿素加速分解 10. 影响叶绿素形成的条件：光、温度、营养元素、氧、水 11. 光呼吸生理意义？ 回收碳素：通过C2碳氧化环还可回收3/4的碳 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循环再利用，维持光合碳还原循环的运转。 防止强光对光和机构的破坏作用：强光下：光反应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的比值增大。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和膜、光和器有伤害，而光呼吸却可消耗同化里与高能电子，降低超氧阴离子的形成，从而保护叶绿体，免除或减少强光对光和机构的破坏。 清除乙醛酸：对细胞有毒害，光呼吸可消除。 12. CO2同化：植物利用光反应中形成的NADPH和ATP将CO2转化成稳定的碳水化合物的过程。 3 13. C3、C4受体、酶、细胞定位 CO2固定场所 CO2受体 催化酶 最初产物 最终产物 C3 MC叶绿体基质 RuBP Rubisco PGA 磷酸丙糖 C4 MC细胞质 PEP PEPC、Rubisco OAA PEP CAM MC细胞质 光下RuBP、暗中PEP PEPC、Rubisco 光下PGA、暗中OAA 14. 长时间的无氧呼吸会使植物受伤，死亡？ 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有机质，以致呼吸基质很快耗尽产生氧化不彻底产物，这些物质积累对植物起毒害作用产生的中间产物少，不能为合成多种细胞组成成分提高足够的原料 15. 呼吸作用与光和作用的区别与联系 区别： 原料 产物 能量转化 反应 部位 条件 光合 CO2 H2O 淀粉己糖等有机物，O2 光能电能活跃化学能稳定化学能 贮藏能量 光合磷酸化 绿色细胞叶绿体 光下 呼吸 淀粉等有机物，O2 CO2 H2O 稳定化学能活跃化学能 释放能量 氧化磷酸化 所有生活细胞的线粒体和细胞质 光下暗下均可 联系：(1)两个代谢过程互为原料产物:O2、CO2；光合作用的卡尔文循环与呼吸作用的戊糖磷酸循环途径基本上正反对应，有多种相同中间产物，催化酶也是类同的能量代谢：光和磷酸化产生ATP所需的ADP和NADH所需的NADP，与呼吸作用所需的ADP和NADP相同，可通用。 16. 呼吸作用与谷物种子贮藏关系？ 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，此时含水量为安全含水量。种子含水量提高后，原生质从凝胶转变为溶胶，自由水含量升高，呼吸酶活性增加，呼吸加强。呼吸旺盛，会引起大量贮藏物质的消耗，而且呼吸作用散热和产生的水增加粮堆的温度和湿度，有利于微生物的活动，易导致粮食变质，使种子丧失发芽力和实用价值。 安全贮藏：严格控制进仓种子含水量在安全含水量之下通风干燥降温控制空气成分，提高CO2/O2比值杀菌，抑制微生物活动 17. 同化物分配的一般规律？ 由源到库，即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优先供应生长中心，这些中心既是矿质元素的输入中心，也是同化物的分配中心，通常是些代谢旺盛、生长快速的器官和组织。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，相互间供应程度就逐渐减弱。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、花序和根延存器官优先，有利于整个物种延续。 18. 植物体内同化物被再分配再利用的例子？ 小麦衰老时，原有叶片中的大多数N和Pi转移到穗部。许多植物的花在受精后，花瓣细胞中的内含物大量转移，花瓣迅速凋谢。植物器官在离体后仍能进行同化物的转运，如收获的白菜等贮藏过程中新叶照常生长稻、麦等收割后不马上脱粒，连杆堆放一起，可提高粒重。 4 19. 五大植物激素的主要生理作用？ 生长素：促进生长/插条不定根形成，调运养分诱导无籽果实，引起顶端优势，促进菠萝开花，诱导雌花分化。赤霉素：促进茎的伸长生长/雄花分化，诱导开花/单性结实，打破休眠。细胞分裂素;促进细胞分裂/芽分化/细胞扩大/侧芽发育，延缓器官衰老，打破种子休眠。脱落酸：促进休眠/气孔关闭/脱落，抑制生长，增加抗逆性。乙烯：改变生长习性，促进成熟/脱落/开花和雌花分化，诱导扦插不定根形成。 20. 五大植物激素合成的前体？ 生长素色氨酸 赤霉素甲瓦龙酸 细胞分裂素异戊烯基焦磷酸、AMP 脱落酸甲瓦龙酸 乙烯甲硫氨酸 21. 农业常用生长调节剂及应用？ 生长促进剂，GA促进雄花发育和营养生长， IBA、NAA插枝生根，NAA、GA、2，4-D防止器官脱落，2，4-D、NAA、GA、乙烯利促进菠萝开花，乙烯利催熟 生长抑制剂，三碘苯甲酸增加大豆分支，整形素植株矮化，培育盆景 生长延缓剂，PP333、矮壮素调节株型 22. 调控植物生长发育方面，五大类激素的拮抗和增效？ 增效：生长素、赤霉素促进节间伸长生长生长素、细胞分裂素促进细胞分裂脱落酸、乙烯促进器官脱落IAA促核分裂，CTK促质分裂，共同作用，加快细胞分裂。 拮抗：GA和ABA影响淀粉酶的合成，前者促进，后抑制GA和ABA影响伸长生长 脱落酸和细胞分裂素控制衰老进程生长素和脱落酸影响器官脱落IAA和CTK影响植物顶端优势，前维持，后减弱 23. 植物地下部分和地上部分的相关性及如何调节根冠比 处于不同环境中，有维管束联络，存在营养物质和信息物质的大量交换。根活动生长依赖于地上部分提供的光合产物、生长素、维生素等，而地上部分的生长的活动则需要根系提供水分、矿质、氮素以及根中合成激素、AA等。根系生长良好，其地上部分的枝叶也茂盛；同样，地上部分生长好，也促进根系生长。 加大根冠比：降低地下水位，增加磷钾肥、减少N肥，中耕松土，使用三碘苯甲酸，整形素、矮壮素等 减少：提高地下水位，施用GA等生长促进剂 24. 产生顶端优势的可能原因，利用或抑制实例？ 营养假说：顶芽是一个营养库，它在胚中就形成，发育早，输导组织发达，能优先获得营养而生长，侧芽由于养分缺乏被抑制。 激素抑制假说：生长素对侧芽抑制形成顶端优势。生长素通过极性运输运到侧芽，侧芽对生长素比顶芽敏感而受抑制。 营养转移假说：生长素既能调节生长，又能控制代谢物定向运转，植物顶端是生长素的合成部位，高浓度IAA使其保持为生长活动中心和物质交换中心，将营养物质调运至颈端，因而不利侧芽生长。 细胞分裂素假说：细胞分裂素能促进侧芽萌发，解除顶端优势。 原发优势假说：先发育的器官的生长可抑制后发育器官生长。顶端合成并向外运出的生长素可以抑制侧芽中生长素的运出，从而抑制生长 都认为顶端时信号源，该源由顶端产生并极性向下运输的生长素，它直接或间接调节其他激素、营养物质合成、运输分配，从而促进顶端生长而抑制侧芽的生长。 利用：麻类、烟草控制侧枝生长，使主茎强壮。 消除：棉花打顶、瓜类摘蔓、果树修剪，使用三碘苯甲酸抑制大豆顶端优势，促进腋芽开花，提 5 高结荚率 25. 营养生长和生殖生长的相关性及协调？ 依赖关系，生殖生长以营养生长为基础。花芽必须在一定的营养生长基础上分化，生殖器官生长所需养料，大部由营养器官供应。 对立关系：1）营养器官生长旺盛，会影响生殖器官的形成发育2）生殖生长抑制营养生长。 协调：加强水肥管理，即可放营养器官早衰，又不使营养器官生长过旺；疏花疏果是营养收支平衡，消除大小年；对以营养器官为收获的植物，供应充足水分，增施N肥，摘花芽可促进营养器官生长，抑制生殖器官生长。 26. 证明植物感低温部位是茎生长点？ 利用春化作用证明。 选取盆栽芹菜，温暖室内，茎尖用胶管缠绕，通冷水，可开花；低温室外，通热水，不开花。 27. 引种要考虑的因素？ 了解被引品种的光周期特性，是长日或短日，是否有低温要求了解原产地和引种地生长季节的温度光照条件差异根据被引进作物收获的主要器官的不同来确定引种短日植物从北引向南，会提前开花，若为收获果实或种子，应选晚熟品种。从南引向北，应选早熟品种；长日植物从北引南，会推迟开花，若为收获种子宜选早熟植物，从南引北，应选晚熟。 28. 植物性别表现特点，调控因素？ 性别差别主要在花器官、生理上。个体发育后期完成性别表达，性别分化易受环境和化学物质影响。雌雄同株同/异花，雌雄异株，雌/雄花、两性花同/异株。 调控：遗传控制：性染色体，性基因年龄环境条件植物激素影响 29. 肉质果实成熟期生理生化变化？ 糖含量增加有机酸减少果实软化挥发性物质产生涩味消失色泽变化 30. 种子休眠原因及解除？ 原因：胚未完全发育种子未完成后熟作用抑制物的存在，脱落酸、乙烯等 解除：低温处理温浴法乙醚气熏法植物生长调节剂，如GA打破芽休眠 31. 生物膜结构成分与抗寒性的关系？ 由脂类和蛋白质镶嵌而成。低温下：膜脂相变，不饱和脂肪酸越多，越耐低温。经抗寒锻炼后，由于膜脂上不饱和脂肪酸的增多，膜相变的温度降低，膜透性稳定，从而提高抗寒性。 32. 交叉适应及特点？ 概念：植物经历了某种逆境后，能提高对另一种逆境抵抗能力的对不良环境之间的相互适应作用 特点：多种保护酶的参与多种逆境条件下，植物体内的脱落酸、乙烯等含量增加，提高抵抗能力产生逆境蛋白，一种逆境可产生多种逆境蛋白，多种逆境可产生同样的逆境蛋白在多种逆境条件下，植物积累渗透调节物，通过渗透作用提高对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变化，多种膜保护物质发生类似反应，使细胞内自由基的产生和清除达动态平衡在一种逆境下植物生长受抑制，各种代谢发生相应变化，减弱对胁迫条件的敏感性，从而对另一种胁迫可能导致的危害有更大适应性。 6