高级植物生理学复习题.doc

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1、（1）伸展蛋白：是植物初生细胞壁中一类富含羟脯氨酸的糖蛋白，于1960年首次被发现。因猜测这种蛋白质可能与细胞生长时的细胞壁伸展性有关，故命名为伸展蛋白，它是细胞壁中起结构作用的一种组分，伸展蛋白在组成细胞壁结构、防御和抗病抗逆方面有重要功能。（2）寡糖素：一些初生壁的寡糖片段能诱导植物抗毒素的形成，并对其它生理过程有调节作用，将这种具有调节活性的寡糖片断称为寡糖素。寡糖素可能具有控制形态建成、与植物病理中的过敏死亡现象有关、蛋白酶抑制剂诱导因子等功能。（3）转运肽：叶绿体中的大部分多肽是由核基因编码并在细胞质的核糖体上合成的。细胞质中所合成的叶绿体中多肽的前体几乎都带有一段含几十个氨基酸序列

2、的转运肽，这些前体由转运肽引导进入叶绿体后，转运肽被蛋白酶切去，同时相应的多肽到达预定部位。（4）光能利用率是指植物光合作用所积累的有机物中所含能量，与照射在单位地面上的太阳光能的百分比。（5）光合性能：作物的经济产量主要决定于五个方面：即光合面积、光合能力、光合时间、光合产物消耗、光合产物的分配利用。这五方面称为光合系统的生产性能或光合性能，是决定作物产量高低和光能利用率高低的关键。（6）原初反应：是光和作用的起点，指光和色素吸收太阳能所引起的光物理及光化学过程。包括光能的吸收、传递和电荷分离，在光合膜上进行。（7）光合磷酸化：指叶绿体在光下催化ADP与无机磷形成ATP的反应。分为非环式、环

3、式和假环式。(8)量子效率：衡量光化学反应效率的是量子产额。是光合机构每吸收一摩尔光量子后光合释放的O2摩尔数或同化的CO2摩尔数。其倒数为量子需要量。（9）净同化率：是指一天中在1m2叶面积上所积累的干物质量，它实际上是单位叶面积上，白天的净光合生产量与夜间呼吸消耗量的差值。（10）光合作用主要酶RuBP：核酮糖-1，5二磷酸Rubisco：核酮糖二磷酸羧化酶/加氧酶（11）逆境蛋白：多种因素剌激(如高温、低温、干旱、病原菌、化学物质、缺氧、紫外线等)可能抑制某些原来正常蛋白的合成，诱导形成新的蛋白质(或酶)，通常使植物对相应的逆境适应性增强，这些蛋白质可统称为逆境蛋白。（12）渗透调节：有

4、些植物在遭受逆境时，可在体内积累各种有机和无机物质，通过调节体内的渗透势来保持水分，适应水分胁迫环境，这种现象称为渗透调节。相应的物质称为渗透调节物质。（13）光形态建成：光在植物正常的分化 、生长、发育的各个进程中起调节控制作用，这些调节作用表现在分子、细胞、组织和器官四个水平层次的变化上，亦即植物的光发育作用。（14）暗形态建成：完全黑暗环境对植物生长发育的影响叫暗形态建成或黄化现象。（15）光敏色素：一种对红光和远红光的吸收有逆转效应、参与光形态建成、调节植物发育的色素蛋白。分为光敏色素(P)和光敏色素(P)。Pr是生理钝化型，Pfr是生理活化型。（16）隐花色素：又称蓝光受体，是吸收蓝

5、光和近紫外光而引起光形态建成的一类光敏受体。（17）逆境：是指对植物生存生长不利的各种环境因素的总称。根据环境的种类又可将逆境分为生物因素逆境和理化因素逆境等类型。（18） 抗性：是指植物对逆境的抵抗和忍耐能力。其表现为三方面：避逆性、御逆性和耐逆性。（19）植物的交叉适应现象：植物经历了某种逆境条件后，能提高对另一些逆境的抵抗能力，这种对不良环境反应之间的相互适应作用，称为植物的交叉适应。（20）种子活力：种子活力是决定种子和种子批在发芽和出苗期间的活性强度和那些种子特性的综合表现。表现好的种子称为高活力种子，表现差的种子称为低活力种子。对种子活力的概念，归纳为两方面：（1）萌发速度和生长能

6、力；(2)对逆境生长的适应性。（21）植物激素：是指在植物体合成的、通常从合成部位运往作用部位、对植物的生长发育具有显著调节作用的微量有机物。（22）甾类激素：是甾类固醇化合物，广泛存在于动植物界的一类天然产物，如胆固醇、维生素D、胆酸、肾上腺皮质激素、强心苷等，它们都含有一个由四个环组成的环戊烷多氢菲的骨架。23油菜素内酯：油菜素是一种混合物，精制后得到具高活性的结晶物，属于甾醇内酯，命名为油菜素内酯（BR）。油菜素内酯能促进菜豆细胞的伸长和分裂，对水稻苗显示出特别的生理效应，可使第二叶片弯曲，以及调节光合产物的分配等。24、核酮糖1.5双磷酸羧化酶/加氧酶是一种双功能的酶，它既可催化双磷酸

7、核酮糖(RuBP)的羧化，又可催化其氧化。因此，它在植物的光合作用和光呼吸中起着重要作用。在高等植物中，RubisCO是由8个大亚基和8个小亚基组成(L8,S8)，其催化活性要依靠大、小亚基共同存在才能实现，这两类亚基在空间结构上的相互作用可能影响其催化活性一、 植物生理学与现代农业的关系和看法？世界面临着人口、食物、能源、环境和资源问题的挑战，解决这些问题植物生理学占有突出地位。农业是通过绿色植物“加工”太阳能的产业，植物的生长发育既是生产过程，又是产品本身。植物生理学是研究绿色植物生命活动规律的科学，是合理农业的基础。农作物生产不外乎要抓好两件事，一是改造植物遗传性，一是改善栽培技术，而要

8、做好这两件事必须基于对植物生命活动规律的认识。高等绿色植物具有多种特殊生理功能：自养营养、全能性、“四固”能力，即固定碳素、固定氮素、分解水释放出氧气和制造氢气的能力；具有合成橡胶、香料、药物等特殊代谢物质的能力，有很强的适应性和抗逆能力等等。深刻揭露绿色植物这些特殊本领并加以利用，可以开辟植物生产的应用新领域，提高人们驾驭自然、利用植物资源的能力，为振兴农业不断提供新方法、新途径。应用植物生理学是植物生理学与农业现代化关系的一个缩影。如提高光合作用效率与光呼吸问题、间作套种和合理密植、合理用水和经济用水、合理施肥和经济施肥等都是应用植物生理学研究的课题。二、 植物生理学的发展趋势？植物生理学

9、是研究植物生命活动的基本规律的科学。主要研究内容有物质代谢、能量转化、信息传递、形态建成。殷宏章先生指出：近年来随着研究的不断深入和与其他学科的交叉渗透，植物生理学的研究，有向两端发展的趋势。（1）一方面随着现代生物化学、生物物理学、细胞生理学的发展，特别是分子遗传学的突跃，已将一些生理的机理研究深入到分子水平，或亚分子水平，这是微观方向的发展（2）另一方面由于环境的破坏和人为的污染，人与生物圈的关系逐渐受到重视，农林生产自然生态系统的环境生理对植物生理提出了大量基本的问题，需要向宏观方面发展。三 、细胞壁结构和生理特点：细胞壁是植物细胞所特有的，具一定弹性和硬度，在细胞质膜之外并界定细胞形状

10、的复杂结构。 细胞壁的结构和化学组成(一)细胞壁的结构特点：典型的细胞壁是由胞间层，初生壁、有的细胞还具有次生壁所组成。与细胞壁形成有关的细胞器是:内质网，高尔基体，微管。（二）细胞壁化学组成：构成细胞壁的物质，主要成分是90%左右的多糖和10%左右的蛋白质以及酶类、脂肪酸等。多糖又分为三大类：纤维素、半纤维素和果胶类。胞间层:果胶质初生壁:果胶质、纤维素、半纤维素次生壁:果胶质、纤维素、半纤维素、木质素。果胶物质根据其结合情况及理化性质，可分为三类：(1)果胶酸(2)果胶(3)原果胶。木质素不是多糖，是由苯基丙烷衍生物的单体所构成的聚合物，在木本植物成熟的木质部中，其含量达18%38%，主要

11、分布于纤维、导管和管胞中。 (三)细胞壁的功能：1. 支持作用 2运输通道 3保护作用4参与各种代谢活动 另外:细胞壁参与了植物与根瘤菌共生固氮的相互识别以及共同完成侵染作用；细胞壁中的多聚半乳糖醛酸酶可能参与了砧木和接穗之间嫁接过程中的识别反应。总之，高等植物细胞壁积极参与各种代谢活动包括细胞的生长、分化、细胞识别及抗病抗逆机制等方面。四、比较C3、C4、CAM植物的异同（1）C3途径又叫卡尔文循环，可分为明显的四个阶段：羧化（进入叶绿体的CO2与受体RuBP结合，产生3-磷酸甘油酸）、还原（利用光反应同化力将3-磷酸甘油酸还原为甘油醛-3-磷酸）、再生（甘油醛-3-磷酸重新合成核酮糖-1，

12、5-二磷酸）及产物合成（合成淀粉或蔗糖）。（2）CAM植物与C4植物固定与还原CO2 的途径基本相同，都是由C4途径固定C02，C3途径还原CO2。二者的差别在于：C4植物是在同一时间(白天)和不同的空间(叶肉细胞和维管束鞘细胞)完成CO2 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。（3）C3植物主要是典型的温带植物，如小麦、马铃薯、甜菜、大豆等。C4植物主要是典型热带或亚热带植物，如玉米、甘蔗，适应于强光、高温与半干旱环境。光合速率要远大于C3植物，是植物光合碳同化对热带环境的一种适应方式。CAM植物是典型的

13、旱地植物，如仙人掌、兰花、龙舌兰等肉质植物.五、举例说明一下提高光合效率与提高植物产量的关系植物的干物质有9095%来自光合作用，提高光合效率是提高植物产量的关键。一般作物对光能的利用效率很低，只有12%，高产地区也只有34%，以光合作用量子需要量推算，光能利用率可达10%左右。光能利用率低的原因主要有：漏光损失；光饱和限制及反射透射损失；环境条件不适等。提高光能利用率的措施有：1提高净同化率；2增加光合面积（合理密植，改变株形）3延长光合时间（提高复种指数，延长发育期，人工光照）例如：叶片挺立可使白天强光下由叶面反射的光折向群体内部被吸收利用，从而提高光合效率。叶面平展则反射光折向空中损失。

14、玉米下垂叶品系，人工使之直立，可使产量提高。六、植物激素特点：1)内生的；2)能从合成部位运往作用部位；3)在极低浓度(1mol/kg)下可调节植物的生理过程。七、甾类激素的生理生化特点？1）促进细胞伸长和分裂，2）促进光和作用，3）提高抗逆性。 甾类激素在体内影响转录和翻译而调节植物生长，此外，与IAA作用相似，都可以增强膜的电势差、ATP酶活性和H+的分泌。八、油菜素内酯（BR）的生理功能：促进作物生长,增加营养体收获量提高座果率，促进果实肥大提高结实率，增加粒重提高作物的耐冷性减轻药害，提高耐病性在组织培养中的应用。BRs在农业上的应用主要是促进作物生长、增加生物量和谷物产量，减少环境胁

15、迫(温度、病害、农药等)的危害，插技生根和花卉保鲜等九、相关的激素介绍。（1）茉莉酸类是广泛存在于植物体内的一类化物，现已发现了30多种。茉莉酸和茉莉酸甲酯是其中最重要的代表。茉莉酸的生理作用：1抑制生长和萌发；2促进生根；3促进衰老；4抑制花芽分化；5提高抗性。此外，JA还能抑制光和IAA诱导的含羞草小叶的运动，抑制红花菜豆培养细胞和根端切段对ABA的吸收。（2）水杨酸及其生理作用水杨酸即邻羟基苯甲酸。其生物合成途径是植物体内的反式肉桂酸经-氧化产生苯甲酸，再经羟化形成水杨酸。植物体内的水杨酸除了游离形式之外，还可以以葡萄糖苷的形式存在，另外，植物中的水杨酸还可以以水杨酸甲酯的形式释放到空气

16、中。水杨酸的生理作用：1生热效应；2诱导开花；3增强抗性。十、分析光对植物生理生化的影响：光对植物的影响是多方面的，主要有：（1）光是光合作用的能源和启动者，为植物的生长提供能源；（2）光控制植物的形态建成，如叶的伸展、茎的高矮、分枝多少等都与光照强度和光质有关；（3）日照时数影响植物的生长与休眠，绝大多数都是长日照促进生长、短日照诱导修面；（4）光影响种子萌发。此外，一些植物的叶片昼开夜合、气孔活动也受光的调节。十一、光形态建成和暗形态建成（1）光形态建成一词已用来描述各种波长的光对植物生长发育的调节作用。相应地，完全黑暗环境对植物生长发育的影响已用暗形态建成一词来表示，或用黄化现象表示。（

17、2）不论光形态建成或暗形态建成都被认为是自养植物对自然环境的特殊适应，以尽可能适应生存条件的变化。（3）暗形态建成虽具有个体的全部遗传信息，但它的大部分基因组不能表达出来。只有在一定的光照条件下，植物的基因才能充分地表达。（4）光照和黑暗条件下不但植物的形态特征不同，而且细胞分化和化学成分也有极大的差异。十二、三因子学说，赤霉素、脱落酸、细胞分裂素在一定浓度范围内，有些植物激素对种子的发芽起促进作用，如GA；有些则起抑制作用，如ABA。这两类物质相互作用控制着种子的休眠和发芽。三因子学说是指种子休眠与发芽主要由GA、CTK和发芽抑制物（如ABA）这三个因素所决定。赤霉素溶液能成功地打破种子休眠

18、，并促进非休眠种子的发芽。细胞分裂素类激素对种子萌发起促进作用。种子休眠不仅是由于抑制物的存在，也可能是由于缺乏GA和CTK。 三因子学说的问题在于验证方法存在缺陷和忽视了乙烯对种子萌发的作用。十三、种子萌发过程中物质代谢的特点、生理生化变化规律（1）种子萌发是指干种子吸水膨胀到胚的一部分突破种皮并继续生长的过程。通常以胚根或胚芽生长的长度达到一定量时作为种子萌发的标志。（2）种子萌发过程包括吸胀、萌动和发芽三个阶段。（3）种子萌发必须具备两方面的条件，一是种子本身具有生活力并完成了休眠；二是要有适当的外界条件如：水、温、气、光等。（4）种子萌发时的生理生化变化：吸胀作用显著呼吸剧烈增强，大量

19、释放能量，各种酶迅速形成贮藏的有机物质（淀粉、脂肪、蛋白质）急剧转化，同时伴随各种激素的参与新器官不断建成。（5）种子萌发三阶段：吸胀吸水阶段、吸水迟缓阶段、生长吸水阶段。十五、渗透调节（1）概念:多种逆境都会对植物产生水分胁迫。水分胁迫时植物体内积累各种有机和无机物质，提高细胞液浓度，降低其渗透势，保持一定的压力势，这样植物就可保持其体内水分，适应水分胁迫环境，这种现象称为渗透调节。(2)渗透调节物质种类 ：渗透调节物质的种类很多，大致可分为两大类。一类是由外界进入细胞的无机离子，一类是在细胞内合成的有机物质。1.无机离子2.脯氨酸3.甜菜碱4.可溶性糖 。(3)渗透调节物的共性及作用:渗透

20、调节物质有如下共同特点：分子量小、易溶解；有机调节物在生理pH范围内不带静电荷；能被细胞膜保持住；引起酶结构变化的作用极小；在酶结构稍有变化时，能使酶构象稳定，而不至溶解；生成迅速，并能累积到足以引起渗透势调节的量。植物在逆境下产生渗透调节是对逆境的一种适应性的反应，不同植物对逆境的反应不同，因而细胞内累积的渗透调节物质也不同，但都在渗透调节过程中起作用。(4)渗透调节的生理作用:维持细胞膨压、保持细胞持续生长、维持气孔开放与光合作用进行、延迟卷叶。十六、自由基的概念、种类和性质（1）概念：自由基指在原子或分子轨道中含有未成对电子的分子或分子片段，可以是不带电的原子或分子，也可以使带电离子。（

21、2）种类特点：活跃强氧化性、不稳定，瞬时存在、能持续进行连锁反应。自由基具有很强的氧化能力，对许多生物功能分子有破坏作用，但在正常情况下，由于细胞内自由基水平很低，所以不会引起伤害。细胞为了维持正常的生命活动，自由基必须处于一个低水平，细胞内存在着自由基清除系统，在正常情况下细胞内自由基的产生与清除是处于一种动态平衡状态，一旦这种平衡受到破坏，就可能产生伤害作用(3)自由基清除系统：保护酶系统：超氧化物歧化酶 （SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）、抗坏血酸、过氧化物酶（APX）、谷胱苷肽还原酶（GR）抗氧化剂：生育酚VE、抗坏血酸VC、谷胱苷肽 GSH、多胺、胡萝卜素、玉米黄

22、素等 （3）分析植物自由基清除系统的特点？1）在正常情况下，细胞内自由基的产生和清除处于动态平衡状态，自由基水平很低，不会伤害细胞。当植物受到胁迫时，自由基累积过多，这个平衡就被打破。2）自由基不仅具有使膜脂过氧化的作用，而且存在使膜脂脱酯化的作用3）自由基除了对膜具有破坏作用外，对含有不饱和双键的生物功能分子也有破坏作用。十七、如何提高植物抗逆性：1）选育抗逆性强的品种是最根本的方法，2）通过基因工程将抗性基因转移到植物中去，从而提供植物的抗逆性，3）提高各种栽培管理措施4）合理使用各种化肥调节N、P、K的比例5）施用植物生长调节剂，通过改变植物体内的激素平衡，调空生长发育的方向。十八、植物抗性统一性的基础:（1）逆境后果具有一致性（2）活性氧积累、膜系统及活性分子破坏、代谢失调（3）逆境蛋白具有统一性(4)SOD、保护蛋白、分子伴侣、遍再化蛋白等(5)逆境信号具有交叉性(6)渗透压变化、脱落酸、乙烯、水杨酸等.