植物生理学题库汇总

2020-11-29 来源：乌哈旅游

第一章植物水分生理

一、名词解释（写出下列名词的英文并解释）

自由水free water：不与细胞的组分紧密结合，易自由移动的水分，称为自由水。其特点是参与代谢，能作溶剂，易结冰。所以，当自由水比率增加时，植物细胞原生质处于溶胶状态，植物代谢旺盛，但是抗逆性减弱。

束缚水bound water：与细胞的组分紧密结合,不易自由移动的水分，称为束缚水。其特点是不参与代谢，不能作溶剂，不易结冰。所以，当束缚水比率高时，植物细胞原生质处于凝胶状态，植物代谢活动减弱，但是抗逆性增加。

生理需水：直接用于植物生命活动与保持植物体内水分平衡所需要的水称为生理需水

生态需水：水分作为生态因子，创造作物高产栽培所必需的体外环境所消耗的水

水势Water potential：水势是指在同温同压同一系统中，一偏摩尔体积（V）溶液（含溶质的水）的自由

能(μw）与一摩尔体积（V）纯水的自由能(μw)的差值(Δμw)。

Ψw=(μw / Vw) -（μw／Vw） =(μw-μw)／Vw=Δμw／Vw 植物细胞的水势是由溶质势、压力势、衬质势来组成的。

溶质势Solute potential、渗透势Osmotic potential ：由于溶质的存在而降低的水势，它取决于细胞内溶质颗粒(分子或离子)总和。和溶液所能产生的最大渗透压数值相等，符号相反。

压力势pressure potential：由于细胞膨压的存在而提高的水势。一般为正值；特殊情况下，压力势会等于零或负值。如初始质壁分离时，压力势为零；剧烈蒸腾时，细胞的压力势会呈负值。

衬质势matric potential：细胞内胶体物质（如蛋白质、淀粉、细胞壁物质等）对水分吸附而引起水势降低的值。为负值。未形成液泡的细胞具有明显的衬质势，已形成液泡的细胞的衬质势很小（-0.01MPa左右）可以略而不计。

扩散作用diffusion：任何物质分子都有从某一浓度较高的区域向其邻近的浓度较低的区域迁移的趋势，这种现象称为扩散。

渗透作用osmosis：指溶剂分子（水分子）通过半透膜的扩散作用。

半透膜semipermeable membrane：是指一种具有选择透过性的膜，如动物膀胱、蚕豆种皮、透析袋等。理想的半透膜只允许水分子通过而不允许其它的分子通过。

吸胀作用Imbibition ：是亲水胶体吸水膨胀的现象。只与成分有关：蛋白质>淀粉>纤维素> >脂类。豆科植物种子吸胀现象非常显著。未形成液泡的植物细胞，如风干种子、分生细胞主要靠吸胀作用。

代谢性吸水Metabolic absorption of water ：利用细胞呼吸释放出的能量，使水分通过质膜而进入细胞的过程——代谢性吸水。

质壁分离Plasmolysis：高浓度溶液中，植物细胞液泡失水，原生质体与细胞壁分离的现象。

质壁分离复原Deplasmolysis：低浓度溶液中，植物细胞液泡吸水，原生质体与细胞壁重新接触的现象。

土壤有效水Soil available water：指土壤中能被植物直接吸收利用，其含水量高于萎蔫系数以上的水。

萎蔫wilting：植物体内水分不足时，叶片和茎的幼嫩部分下垂，这种现象称为萎蔫

永久萎蔫Permanent wilting ：土壤中缺少有效水，根系吸不到水而造成的萎蔫叫做永久萎蔫。

暂时萎蔫Temporary wilting：当蒸腾作用过于强烈，根系吸水及转运水分的速度不足以弥补蒸腾失水，植物所产生的萎蔫现象称暂时萎蔫。

萎蔫系数wilting coefficient：萎蔫系数是指当植物发生永久萎蔫时，土壤中尚存的水分含量(以占土壤干重的百分率计)。

主动吸水Active absorption of water：根系本身生理活动而引起植物吸收水分的现象。

被动吸水Passive absorption of water ：被动吸水是指由于地上部的的蒸腾作用而引起根部吸水的现象。

根压Root pressure ：由于根系的生理活动使液流从根部沿木质部导管上升的压力。它的成分和大小代表根的生理活动及其强弱。

伤流Bleeding：汁液从伤口（残茎的切口）溢出的现象。由根压所引起。伤流液的成分和多少代表根生理活动的内容和强弱。

吐水Guttation ：土壤水分充足、大气温暖、湿润的环境中或清晨，未受伤叶尖或叶缘向外溢出液滴的现象。荷叶、草莓及禾本科吐水较多。可利用吐水作为选择壮苗的一种生理指标。

水通道蛋白Water channel proteins or aquaporins ：指细胞膜或液泡膜上，可减少水分跨膜运输阻力，加快水分进出生物膜的一类蛋白质。

共质体Symplast：是指活细胞内的原生质体通过胞间连丝及质膜本身互相连结成的一个连续的整体。水分在其间依次从一个细胞经过胞间连丝进入另一个细胞。

质外体Apoplast：是指原生质以外的包括细胞壁、细胞间隙和木质部的导管等无生活物质互相连结成的一个连续的整体。水分子移动阻力小，移动速度快。

蒸腾作用Transpiration：是指植物地上部分以水气状态向外界散失水分的过程。受植物结构和气孔行为的调控。

蒸腾拉力transpiration pull：由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使水分沿着导管上升的力

气孔蒸腾stomatal transpiration：通过气孔的蒸腾。是一般中生和旱生植物蒸腾作用的主要形式。

小孔定律Law of micropore diffusion：水蒸汽通过多孔表面扩散的速率不与小孔的面积成正比，而与小孔的周长成正比。

气孔复合体Stomatal complex：保卫细胞与邻近细胞或副卫细胞共同组成。

蒸腾速率Transpiration rate：单位面积单位时间内叶子蒸腾的水量。

蒸腾效率transpiration ratio：植物每消耗1kg的水所产生的干物质的克数

蒸腾系数（需水量）Transpiration coefficient or water requirement ：制造1克干物质所需的水分的克数。

内聚力学说cohesion theory：水分子由于蒸腾作用和水分子间的内聚力大于张力而使水分在导管内连续不断向上输送的学说。

水分临界期Critical period of water：是指需水量不一定多，但植物对水分不足最敏感，最易受害的时期。如小麦从分蘖末期到抽穗期之间的孕穗期。

水分利用效率Water use efficiency：生理学意义上定义叶片净光合速率( Pn) 与蒸腾速率( E) 的比值( Pn/ E)。

二、填空题

1 水分在植物细胞内以束缚水和自由水状态存在，自由水/束缚水比值大时，代谢旺盛。

2 细胞中的自由水越多，原生质粘性越低，代谢越旺盛，抗性越弱。 3 植物细胞自由水比束缚水比值低时，植物抗性提高，而代谢活动降低。 4 当植物体内自由水比值增加时，代谢活动增强，抗逆性减弱。

5 自由水比束缚水比值的大小，常作为衡量植物代谢活动和抗性强弱的指标。 6 当细胞内自由水比束缚水比值增高时，原生质胶体的粘性降低，细胞代谢活动变旺盛。

7 当细胞内束缚水比值上升时，原生质胶体呈凝胶态，代谢减弱，抗逆性增强。 8 植物细胞吸水的三种方式是吸胀吸水、渗透吸水和降压吸水。 9 植物细胞内起半透性膜作用的部位是指质膜、细胞质、液泡膜三个部分。 10 在相同温度压力下，一个系统中一偏摩尔容积的水溶液化学势（或称自由能）与一偏摩容积的纯水化学势（或称自由能）之间的差值，叫做水势。

11 在标准状况下，纯水的水势为0 。加入溶质后其水势降低，溶液愈浓，其水势越低。

12 当相同质量的溶质加入水中时，溶质的分子量越大，其Ψs 越大；溶质的分子量越小，其Ψs 越小。（Ψs不是指绝对值，Ψs为负值）

13 把成熟的植物生活细胞放在高水势溶液中，细胞通常表现吸水保胀；放在低水势溶液中，细胞常表现失水萎缩（质壁分离）；放在与细胞水势相等的溶液中，细胞表现为既不吸水也不失水。 14 与纯水相比，含有溶质的水溶液的沸点较高，冰点较低，渗透势较小。 15 植物组织的水势由渗透势，压力势和衬质势组成。

16 植物细胞发生初始质壁分离时，其Ψw＝Ψs ；当细胞吸水达到饱和时，其Ψw= 0 。 17 一般植物细胞ΨW=Ψs＋Ψp（指有液泡的细胞）；当细胞刚发生质壁分离时，其ΨW=Ψs 。 18 液泡化的植物细胞，其水势主要由Ψs 和Ψp 组成，而Ψm 可以忽略不计。 19 植物细胞处于临界质壁分离时其Ψw=Ψs ；充分吸水后其Ψw= 0 。

20 当叶片失水出现萎蔫状态时，这时细胞的膨压呈下降趋势直至0 ，其水势比正常值低，直至与Ψs相等。（注：“萎蔫状态”这个词太含糊，此题答案不唯一）

21 在通常情况下，植物细胞的压力势总是呈正值，但在剧烈蒸腾时，其压力势可呈负值，这时其Ψw < Ψs。

22 植物细胞间水分移动的快慢，取决于它们之间的水势差和。

23 茎叶的水势比根的水势低；在同一根部，内侧细胞的水势比外侧细胞的水势低。 24 种子萌发时靠吸胀作用吸水，其吸水量与种子原生质凝胶分子（组成物质）有关。 25 分生组织主要依靠吸胀作用吸水，形成液泡的细胞主要靠渗透吸水。

26 种子萌发时，原生质胶体变溶胶状态，这时其代谢变旺盛，抗逆性降低。

27 下列吸水过程中水势的组分分别是: 吸胀吸水Ψw Ψm ；渗透吸水Ψw Ψs+Ψp ；干燥种子

===

吸水Ψw Ψm ；分生组织细胞吸水Ψw Ψm ；一个典型细胞水势组分，Ψw Ψs＋Ψp+Ψm ；成长植株

的细胞吸水Ψw Ψs+Ψp ；

28 当细胞发生质壁分离时，压力势为 0 ，细胞的水势等于溶质势，当细胞水势等于零时，细胞的溶质势和压力势相等，但方向相反。

===

29 当细胞处于质壁分离时，Ψp 0 , Ψw Ψs ；当细胞充分吸水完全膨胀时，Ψp －Ψs , ===Ψw 0 ；在细胞初始质壁分离与充分吸水膨胀之间，随着细胞吸水，Ψs Ψw-Ψp ,Ψp Ψw-Ψs , Ψ=

w Ψs＋Ψp 。

30 写出下列情况下，土壤溶液水势（Ψw土）与根细胞水势（Ψw细）之间的状况（采用<、>或=符号表示）。水分进入根毛细胞Ψw细 < Ψw土;水分外渗至土壤溶液，Ψw细 > Ψw土;细胞不吸水也不外渗水Ψw细＝ Ψw土;施肥不当产生“烧苗” Ψw细 > Ψw土。 31 有两个相邻细胞，甲细胞的Ψs为-1.6Mpa，Ψp为0.9Mpa，乙细胞的Ψs为-1.3Mpa，Ψp为0.9Mpa。那么，甲细胞的Ψw是 –0.7 Mpa，乙细胞的Ψw是 –0.4 Mpa。水分的流向是由乙细胞向甲细胞。 32 有一个细胞的Ψs=-1.9Mpa,Ψp=1.8Mpa将其放入装有纯水的烧杯中, 当达到水分平衡时，如细胞体积增加可忽略不计，该时细胞的Ψs为，Ψp为 ΨW为。

33 一个细胞的Ψs=-1.9Mpa,Ψp=0.9Mpa将其放入装有纯水的烧杯中, 当达到平衡时细胞体积增加了30%，该时细胞的Ψs为，Ψp为，ΨW为。

34 植物根部吸水能力最强的部位为根毛区，因为 1、根毛区吸水表面积大；2、根毛细胞壁较薄，且含有丰富的果胶质，粘性和亲水性较强；3、根毛区的输导组织发达，对水分移动的阻力小。

35 植物以液体状态散失水分的过程叫做吐水，而以气体状态散失水分的过程叫做蒸腾作用。 36 植物从叶尖、叶缘分泌液滴的现象称为吐水，其动力是根压。

37 在土壤水分充足、大气温度湿度较高的环境条件下，比较容易见到草本植物的吐水现象，这时其吸水动力主要是根压（主动吸水）。

38 在暖湿天气条件下，植物吸水动力主要是主动吸水（根压），在干热天气下，植物吸水动力主要是被动吸水（蒸腾拉力）。

39 植物的伤流和吐水现象可以证明根压的存在。

40 一般说来，蒸腾强烈的植物，吸水主要是由被动吸水（蒸腾拉力）引起的，蒸腾程度很弱的植物，吸水主要由主动吸水（根压）引起。

41 比较容易在清晨见到吐水现象的植物，如荷、禾本科植物等。

42 永久萎蔫是土壤中缺少植物可利用的水引起的，暂时萎蔫则是蒸腾作用过于强烈引起的。

43 消除永久萎蔫可采用立即灌水，消除暂时萎蔫常用降低蒸腾作用。

44 根系吸水动力有主动吸水和被动吸水两种。前者与根系生理活动有关，后者则与蒸腾作用有关。

45 影响根系吸水的主要土壤因素是土壤可利用水分、土壤通气状况和土壤温度。 46 消除暂时萎蔫的方法有遮阴、降温和增大空气湿度等。 47 植物失水有吐水现象和蒸腾作用两种方式。

48 蒸腾可促进植物体内的水分和无机盐向上运输，又可避免叶面受到高温灼害。

49 气孔在叶面上所占的面积一般很小(1%左右) ，但气孔蒸腾失去了植物内的大量水分，这是因为气孔蒸腾符合小孔原理，这个原理的基本内容是水蒸气通过多孔表面扩散的速率，不与小孔的面积成正比，而与小孔的周长成正比。

50 气孔不仅是气体交换通道，也是水分交换通道。

51 水分通过气孔扩散的速度与小孔的周长成正比，不与小孔的面积成正比。 52 水分经大孔扩散的速度大小与孔的面积成正比，而不与孔的周长成正比。 53 气孔开放时，水分通过气孔扩散的速度与气孔下腔蒸汽压、叶外蒸汽压、气孔阻力、扩散层阻力等因素密切相关。

54 植物气孔开闭直接由保卫细胞性状的改变所控制，因此有人认为气孔运动就是保卫细胞吸水，保卫细胞与表皮细胞膨压差加大，气孔张开，该细胞缺水保卫细胞与表皮细胞膨压差减小，气孔关闭。

55 叶肉细胞因在大气中损失太多水分而使细胞壁水分饱和程度降低，引起蒸腾作用减弱的现象称为。

56 保卫细胞内CO2含量减少， pH 升高， K 浓度增加，或水分增加等，都能促使气孔开放。

57 保卫细胞内CO2含量增加， pH 降低， K 浓度减少，或水分减少等，都能导致气孔关闭。

58 提高保卫细胞内、和等可使气孔关闭。

59 气孔开闭的无机离子吸收（K泵）学说认为气孔在光照下张开时，保卫细胞内钾离子浓度升高，这是因为保卫细胞内含叶绿体，在光照下可以产生 ATP ，供给质膜上的 H＋泵ATPase，引起主动吸收钾离子，降低保卫细胞的水势而使气孔开放。

60 在光下由于进行光合作用，保卫细胞内 CO2浓度减少，导致pH上升，淀粉磷酸化酶在pH降低时把葡萄糖－1－磷酸转变为淀粉，使水势升高，气孔关闭。（本题不同学说有不同解释，这里指提供了淀粉－糖转化学说的答案）

61 影响气孔开闭的主要环境因素有光、 CO2 、温度和水分胁迫等。 62 影响蒸腾作用的主要环境因素是光照、空气湿度、温度等 63 常用的蒸腾作用指标是蒸腾速率、蒸腾效率和蒸腾系数。 64 细胞水分充足，空气的相对湿度下降时，蒸腾速度增加。

65 某植物每制造1克干物质，需耗水500克，其蒸腾系当数是 500g ，蒸腾效率是 2g 。 66 某植物蒸腾系数为400，每制造1克干物质需耗水 400 克，其蒸腾效率为 2.5g 。 67 某植物蒸腾效率为3，蒸腾系数为 1000/3 g ，每制造1克干物质需耗水 1000/3 克。

68 某植物0.5m叶片，在10min蒸腾了180g水，同化了12 m mol CO2，该植物的蒸腾强度是100/3

22-1

m mol H2O/ms，光合速率是 40 μmol CO2/ms，水分利用效率是 1.2μmol .mmol。

69 甲植物光合速率为15μmol/ms，蒸腾速率为5mmol/ ms, 如固定的CO2全变为干物质，即其蒸

-1

腾系数为 136g ，蒸腾效率为 7.3g 。水分利用效率为 3μmol .mmol 。

70 植物水分代谢的三个过程为水分的吸收、水分在植物体内运输分配和水分的排出。 71 水分在植物体内的运输，一部分是通过死细胞（导管和管胞）的长距离运输，另一部分是通过活细胞的短距离径向运输，包括水分由根毛到根部导管，主要经过和，由叶脉到气孔下腔要经过。

72 植物体内水分运输阻力最大的部位是根部，阻力最小的部位是导管和管胞。 73 水的内聚力对高大植物中的水分运输具有重要作用。

74 作物灌水的生理指标有叶组织相对含水量、叶片水势和溶质势、细胞汁液浓度、气孔开度。

75 当水势作为植物灌溉的指标时，以叶片水势较为可靠。

三、选择题

1. 当细胞内自由水/束缚水比值低时，这时植物细胞 2 。

（1）代谢强、抗性弱（2）代谢弱、抗性强（3）代谢、抗性都强（4）代谢、抗性都弱 2. 一般说来，越冬作物细胞中自由水与束缚水的比值 2 。（1）大于1 （2）小于1 （3）等于1 （4）等于零 2. 生长活跃、代谢旺盛的植物组织，其水分含量一般为 3 。（1）50% （2）50—70%（3）70—90%（4）90% 3. 根据下列中 3 ，就可以判断植物组织是活的。

（1）组织能吸水（2）表皮能撕下来（3）细胞能质壁分离（4）细胞能染色 4. 植物细胞吸水后，体积增大，这时其Ψs 1 。

（1）上升（2）下降（3）不变（4）等于零

5. 设根毛Ψs为-0.8Mpa，Ψp为0.6Mpa，土壤Ψs为-0.2Mpa，这时 3 。

（1）根毛吸水（2）根毛失水（3）根毛和土壤水分处于进出动态平衡（4）全可能 6. 设植物根毛的ΨS为－0.7MPa，ΨP 为0.6MPa，土壤溶液ΨS－0.1MPa，这时 3 。（1）根毛会吸水（2）根毛要失水（3）根毛和土壤水分处于进出动态平衡（4）全可能

7. 用小液流法测定组织水分状况，当小液滴不浮不沉时，其糖液Ψs就等于植物组织的 1 。（1）Ψw （2）Ψs （3）Ψp （4）Ψm

8. 将一植物组织浸入某一浓度糖液中，经一段时间后，若糖液浓度不变，则该糖液的Ψs等于植物组织的

1 。

（1）Ψw （2）Ψs （3）Ψp （4）Ψm

9. 植物细胞处于临界质壁分离时，这时外液s等于细胞的 2 。（1）Ψs+Ψp （2）Ψs （3）Ψp （4）Ψm

10. 有一充分吸水的细胞，将其放入比细胞浓度低10倍的溶液中，则细胞体积 1（若为植物细胞，动物细胞则胀破）。

（1）不变（2）变小（3）变大（4）不一定变化

11. 当把有一定膨压的活植物组织放入与其渗透势相等的糖溶液中时，则会发生 2 。（1）细胞吸水（2）细胞失水（3）细胞保持吸水和失水动态平衡（4）以上全可 12. 把植物组织放在高渗溶液中，植物组织 2 。

（１）吸水（２）失水（３）水分动态平衡（４）水分不动 13. 渗透作用进行条件是 4 。

（１）水势差（２）细胞结构（３）半透膜（４）半透膜和膜两侧水势差 14. 如果外液的水势高于植物细胞的水势，这种溶液称为 4 。

（１）等渗溶液（２）高渗溶液（３）平衡溶液（４）低渗溶液 15. A、B两细胞相邻，其渗透势和压力势都是A大于B，水势则是A小于B，这时水分总体应由 2 流

动。

（１）A向B （２）B向A （３）AB随机（４）都有可能 16. 已形成液泡的成熟细胞，其衬质势通常忽略不计，原因是 4

（１）Ψw不存在（2）Ψs很低（3）Ψp值很大（4）Ψm绝对值很小

17. 当细胞在0.25M蔗糖溶液中吸水达动态平衡时，将该其置于纯水中，细胞将 4 。（１）完全吸水（２）完全失水（３）吸水和失水平衡（４）吸水大于失水 18. 对于一个具有液泡的植物成熟细胞，其Ψw通常为 3 。（１）Ψp+Ψs+Ψm （２）Ψp +Ψm （３）Ψp+Ψs （４）Ψs-Ψp 19. 当植物细胞Ψs与Ψp绝对值相等时，这时细胞 3 。

（1）吸水加快（2）吸水减慢（3）吸水和失水达动态平衡（4）开始失水 20. 中生植物不能生长的最低环境水势，一般认为是。

（１）< -0.5MPa （２）<-1.0MPa （３）<-2.0MPa （４）<-0.4MPa 21. 水分在根及叶的活细胞间传导的方向决定于 3 。

（1）细胞液的浓度（2）细胞的渗透势（3）细胞的水势梯度（4）细胞压力势。 22、在同一枝条上，上部叶片的水势要比下部叶片的水势 2 。（1）更高（2）更低（3）相等（4）无一定变化规律

23. 在一张叶片中，距离叶脉越远的细胞，其水势与离叶脉近的细胞相比 2 （１）越高（２）越低（３）基本不变（４）全可能 24 风干种子吸水的数量与 4 有关。

（1）温度高低（2）氧气供应（3）种子的死活（4）种子成份的性质 25、下列植物中， 2 种子的束缚水含量相对较高。（1）水稻（2）大豆（3）小麦（4）油菜

26. 在萌发条件下、苍耳的不休眠种子开始4小时的吸水主要是属于 1 。（1）吸胀吸水（2）代谢性吸水（3）渗透性吸水（4）上述三种吸水都存在 27. 根系吸水的主要部位是 4 。

（１）伸长区（２）分生区（３）根冠（４）根毛区 28. 在温暖湿润的天气条件下，植株的根压 1 。

（1）比较大（2）比较小（3）变化不明显（4）测不出来 29. 根系被动吸水量与 4 有直接关系。

（1）土壤有效水（2）土壤温度（3）根的呼吸（4）叶的蒸腾

30. 当土壤水分充足、天气晴朗时，影响根系吸水量的首要因素是 4 。（1）根系活力（2）土温（3）土壤含氧量（4）叶子的蒸腾量 31. 植物发生永久萎蔫及时灌水后，叶片能迅速 1 。

（1）消除萎蔫状态（2）恢复原有光合效率（3）恢复原有水势（4）恢复原有气孔导度 32. 永久萎焉是 1 引起的。

（1）土壤水分含量过低（２）土壤水势过低（３）土壤盐碱（４）土禳结冰 33. 植物要带土移栽时，主要是为了 1 。

（1）保护根毛（２）减少水分蒸腾（３）增加肥料（４）土地适应 34. 水通道蛋白常常担负植物体内 4 的水分通过的功能。（1）20-30% （２）40-50% （３）100% （４）80-100% 35 叶片快速失水时，其气孔有时。

（1）完全关闭（2）开得更大（3）关不拢（4）开闭无常 36. 叶片缺水时，其气孔阻力通常 1 。

（1）增大（2）减小（3）变化不大（4）无一定变化规律 37. 常绿植物移植时往往要修剪去一些枝叶，主要是为了 3 。

（1）便于包装运输（2）减少呼吸消耗（3）减少水分蒸腾（4）塑造树型 38. 下列因素中，对蒸腾作用影响最大的是 3 。（1）温度（2）湿度（3）光照（4）风速 39. 微风促进蒸腾，主要因为它能 3 。

（1）使气孔大开（2）降低空气湿度（3）吹散叶面水汽（4）降低叶温 40. 植物每消耗1公斤水所积累的干物质克数，称为 2 。（1）蒸腾强度（2）蒸腾效率（3）蒸腾系数即需水量

41. 在气孔张开时，水蒸气分子通过气孔的扩散速度与 2 成正比。（1）气孔面积（２）气孔周长（３）气孔形状（４）气孔分布 42. 同一植物中，影响气孔蒸腾速率的主要因素是 4 。（１）气孔周长（２）气孔面积（３）气孔密度（４）气孔开度 43. 在植株蒸腾强烈时测定其根压，根压 4 。

（１）明显增大（２）略有增加（３）变化不大（４）显著下降甚至测不出来 44. 植物体木质部内水分连续向上运输，是在 3 作用下进行的。

（1）表面张力（２）大气压力（３）蒸腾—内聚力－张力（４）蒸腾拉力和根压 45. 植物体内水分的长距离运输是通过 2 进行的。

（1）筛管和伴胞（２）导管和管胞（３）转移细胞（４）胞间连丝 46. 白天水分沿导管或管胞上升的主要动力是 3 。（１）吐水（２）内聚力（３）蒸腾拉力（４）根压 47. 水分临界期是指植物 3 的时期。

（1）耗水最多（2）水分利用率最高（3）对缺水最敏感最易受害（4）需要水分最少 48、风和日丽的情况下，植物叶片在早晨、中午和傍晚的水势变化趋势为 2 。（1）低高低（2）高低高（3）低低高（4）高高低

四、问答题

1. 为什么用质壁分离法可以判断植物细胞的死活？质壁分离及质壁分离复原有何应用价值？

因为，死细胞的原生质层遭到了破坏，丧失了选择透过性，所以不能产生质壁分离的现象。应用：a可以说明原生质层具有选择透性膜的性质；b可以判断细胞的死活；c可以测定细胞液的溶质势，进行农作物品种抗旱性的鉴定；d利用质壁分离复原测定物质进入原生质体的速度和难易程度。

2. 夏季土壤灌水，最好在早晨或傍晚进行较为合理，为什么？

早上和傍晚灌水的话水温和土壤温度相差不大，水分容易被植物吸收。如果在中午灌水的话，水使得土壤温度突然下降，反而会抑制了植株对水分的吸收，造成植物的暂时萎蔫，甚至死亡。同时突然的低温使光合作用也受到一定的抑制，甚至停止，不利于植株的生长。

3. 在什么样的植物和环境条件下，容易看到吐水现象？

土壤水分充足、大气温暖、湿润的环境中或清晨，未受伤叶尖或叶缘容易看到吐水现象。荷叶、草莓及禾本科吐水较多。

4. 在正常的和干热的天气条件下，气孔开闭的日变化曲线有何不同，为什么？红线为正常天气条件下气孔开闭的日变化曲线。黑线为干热天气下的曲线。在正常的天气下，气孔的开度是随着温度的升高而增大，降低而减小。而干热的天气下，中午时的温度过高，使得蒸腾作用强烈，为防止细胞失水过多，气孔开度减小甚至关闭，以减小蒸腾作用，保护植物。

5. 植物在纯水中培养一段时间后，如果向培养植物的水中加入蔗糖，则植物会出现暂时萎蔫，这是什么原因？

植物在纯水中增养一段时间后植物细胞的水势与培养液相平衡，水势很高，如果向培养液中加入蔗糖，则培养液的水势会突然间低于细胞液，使细胞脱水，作物的蒸腾作用大于根系吸水及转运的速度，细胞质壁分离，水分无法再撑住植物的形态，出现了暂时的萎蔫。但随着时间的延长，蒸腾速度会逐渐降低，而培养液中的蔗糖也会被吸收到植物体中降低植物细胞的水势，细胞质壁分离复原，植物萎蔫解除。

6. 生产实践告诉我们，干旱时不宜给作物施肥。请从理论上分析其原因。根系细胞水势必须低于土壤溶液的水势，才能从土壤中吸水。化肥施用过量或过于集中时，可使土壤溶液浓度突然升高，阻碍根系吸水，产生\"烧苗\"现象。干旱时土壤中缺水，如果再施肥会使土壤的水势更低，导致作物难以从土壤中吸水，甚至反而脱水，造成植物的萎蔫和死亡。 7. 何谓根压，怎样证明根压的存在？

由于根系的生理活动使液流从根部沿木质部导管上升的压力。它的大小一般不超过1至2 Pa。根压存在的两个标志是伤流和吐水现象。

8. 举例说明植物存在主动吸水和被动吸水？主动：伤流、吐水。从地上切去叶和茎，有汁液从伤口中溢出。

被动：高温杀死或使根细胞失活，根的代谢活动停止，植物仍可以从土壤中吸水，甚至没有根的切条也可以吸水。

9. 甲、乙、丙三种土壤的田间持水量分别为38%、22%、9%，永久萎蔫系数分别为18%、11%、3%。用这三种土壤分别盆栽大小相等的同一种植物，浇水到盆底刚流出水为止。此后将盆栽植物放在空气流通的环境中，并且不再浇水，请问哪一种土壤中的植物将首先萎蔫？哪一种土壤中的植物最后萎蔫？为什么？

丙盆最先萎蔫。因为，田间持水量是指当土壤重力全部排除而保留的全部毛细管水时的含水量。其越高就说明土壤的保水能力越强，在上面生长的植物就越不容易萎蔫。而永久萎蔫系数是指萎蔫系数是指当植物发生永久萎蔫时，土壤中尚存的水分含量。其越低刚说明土壤中植物不可利用的水份越少，其上生长的植物也越不容易萎蔫。这两个参数的差正是植物可以利用的水分的含量。甲盆中为20％，乙盆中为11％，丙盆中为6％。丙盆最少，所以最先萎蔫。

10. 化肥施用过多为什么会产生“烧苗”现象？同6

11. 试从水势角度来说明根系为何能从土壤中吸收水分？

呼吸作用促进了离子的吸收，使得植物表面和根细胞的水势低于土壤水势，从而使水扩散到植物的根部，而根部细胞液中由于各种物质包括吸收的离子的存在而使得水势更低，才使水分进入根部质外体中运输。渗透论认为，离子通过主动运输进入根的中柱细胞中然后释放到导管里，降低了导管中的水势使水通过内皮层细胞渗透到中柱导管中，并向上运输。

12. 植物叶片水势的日变化为何比其他指标能更好的反映田间植物的水分状态？

植物的灌溉有两类指标，即形态指标和生理指标。但是当植物受旱时，首先是生理上受到水分亏缺的影响，然后才从形态上表现出某些症状，因此生理指标能及早地反映植物内部的水分状况，是较为灵敏的指标。而在各种生理指标中，叶片的水势又是最灵敏的，最直接的指标。只要水分亏缺，叶片水势就会明显下降。并且，叶片的水势的测量也是比较方便的。所以植物叶片水势的日变化比其他指标能更好的反映田间植物

的水分状态，常常被用来作为植物灌溉的生理指标。 13. 为什么在炎夏中午，不宜给大田作物灌冷水？同2

14. 低温抑制根系吸水的主要原因是什么？

低温下水的粘度增加，扩散速度降低；原生质的粘性也增大，水分不易通过；低温下植物的呼吸作用降低，影响了根的主动吸水；根系生长缓慢，有碍吸水表面的增加。

15. 为什么在植物移栽时，要剪掉一部分叶子，根部还要带土？

减小蒸腾，保护幼根，并使根的生长不受到破坏，以增加吸水量，防止植物因水分供应不上而枯萎。同时还要选择适当的移栽时间，尽量使植物体内的水分保持平衡有利于成活。喷洒如阿特拉津等抗蒸腾剂，也可以使气孔开度变小，减少蒸腾。

16. 夏季中午植物为什么经常出现萎蔫现象？

17. 请说明保卫细胞的水势在光照和黑暗的不同条件下为什么不同。 18. 光是怎样引起植物的气孔开放的？

光照促进糖、苹果酸的形成和K+、Cl+的积累。根据气孔开闭的假说： a光照促进光合作用，CO2消耗使细胞pH值升高，促进葡萄糖-1-磷酸的生成及在细胞中的积累，降低水势，使细胞吸水。

b光照下，保卫细胞质膜上的H+泵分泌H+到细胞壁的同时吸收K+到细胞中，使K+浓度从保卫细胞向外降低。这也促进了保卫细胞的吸水。

c光照下PEP与HCO3-生成OAA，再进一步生成苹果酸，提供H+和K+交换所需的H+和平衡K+的阴离子，并作为渗透物，降低水势，使气孔开放。

19. 试述水分对植物的生理生态作用？

a. 植物细胞原生质含水量一般在70-90%，水是原生质的组成成分，原生质失水严重的话，会引起原生质正常结构破坏，植物甚至死亡。

b. 水是植物代谢过程中的重要原料和介质，光合、呼吸、合成和分解等过程都要在水的介质下完成，并且要有水的参与。

c. 水是植物中物质运输的溶剂。

d. 水能保持植物的固有姿态，使植物挺立，便于充分接受阳光和进行气体交换，也使花朵张开利于传粉。

e. 水份保持植物体内正常的温度。蒸腾调节体温，比热大使温度变化小。 20. 试说明有哪些因素能影响气孔的开闭以及气孔开闭在植物生命活动中的重要性。（1）影响因素：

光：光照是影响气孔运动的主要因素，因为它促进糖、苹果酸的形成和K+、Cl+和积累。使气孔打开。而且气孔开第的作用光谱类似于光合作用的作用光谱，对蓝光更加敏感。 CO2：高浓度使气孔关闭，低浓度使气孔开放。温度：与气孔开度呈正关系。

水分：失水过多，气孔关闭，水太饱和的话，表皮细胞膨胀挤压保卫细胞也会使气孔关闭。化学物质：乙酰水杨酸：使气孔关闭，保存插花

脱落酸：使气孔关闭。作用位点在保卫细胞质膜的外侧。

第二章植物矿质营养

一、名词解释（写出下列名词的英文并解释）

单位膜Unit membrane：生物膜在电镜下都表现出暗带--明带—暗带的”三夹板”式的结构，曾被认为是所有生物膜的基本结构，称为单位膜。

溶液培养Water (solution ) culture or hydroponics：把植物生长所需的各种元素按一定的比例和适宜的pH值配成溶液，用来培养植物的方法。

砂基培养sand culture：用洁净的石英沙或细玻璃球代替土壤，并加上上培养液培养植物的方法

矿质营养mineral nutrition：矿物质的吸收、运输和同化，称为矿质营养。

灰分元素：灰分中的元素称灰分元素或矿质元素

必需元素Essential element ：简单地说就是植物生长发育必不可少的元素。三条标准：1.完全缺乏植物不能正常生长发育完成生活史；2.出现专一的缺素症状，并不能由其它元素的加入而消除，而只有加入该元素后植物才以恢复正常。3.此元素的功能必须是直接作用于植物的，而不是通过改善土壤或者培养基的物理化学和微生物条件所产生的间接效应。

大量元素Major element or macroelement：是指植物需要量较大,在植物体内含量较高（>0.1%)的必需元素,C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S。

微量元素trace element：是指植物需要量较少, 在植物体中含量较低(<0.01%)的元素, Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni。

有益元素Beneficial element：植物的有益元素是指能促进植物生长发育,但不为植物普遍所必需的,或在一定的条件下为植物所必需,或只有某些植物生长所必需的元素。

单盐毒害Toxicity of single salt ：由单一盐类引起植物中毒的现象。

钙调蛋白CaM：是一种由148个氨基酸组成的单链蛋白质，能够结合Ca形成Ca----CaM系统行使第二信使功能催化一些酶成为有活性的形式。

平衡溶液balanced solution：含有适当比例的各种植物必需元素和pH值，能使植物生长发育良好的溶液。

+-离子交换ion exchang：根细胞呼吸产生的CO2和H2O形成H和HCO3后被吸附于根细胞原生质表面并与土壤

+2-中的NH4和SO4进行交换而吸创刊在原生质表层，然后再经交换转移至原生质内部的过程。不需要能量。

被动吸收Passive absorption ：是指因扩散作用或其它物理化学过程而引起的矿质元素的吸收, 又称非代谢性吸收。

主动吸收Active absorption ：主动吸收是指植物细胞需要能量的逆电化学势吸收的过程。

Donnan平衡Donnan equilibrium ：细胞内可扩散的阴阳离子浓度的乘积等于细胞外可扩散的阴阳离子浓度的乘积时的状态,叫做杜南平衡。

表观自由空间AFS：水自由空间（WFS）和杜南自由空间（DFS）合称为表观自由空间（AFS）。

载体学说Carrier theory：膜中存在载体,载体利用ATP活化后与相应离子结合,形成载体-离子复合物；复合体运转至膜内侧, 将离子释放到膜内。

离子泵学说Ionic pump theory：质膜上的ATP酶起着离子泵的作用,这种酶能使ATP水解, 将H+从膜内侧

-泵到膜外侧,形成跨膜电化学势梯度，造成阳离子通过离子通道内流。另一方面阴离子载体,使OH沿pH梯度向膜外侧转移,而其它阴离子(如NO3-)则跨膜从外侧运转至内侧。

离子通道学说Ion channel theory：离子通道如K+通道、Na+通道、Ca2+通道和Cl-通道等像门一样的系统，通过门的开闭来控制离子的高速跨膜运转。其开闭受到电势或光照等的调控。

协同效应Synergistic action：一种离子的存在促进另一种离子的吸收,从而提高了后者的有效性称协同作用。

稀释作用dilution effect：当亏缺的元素得到补充，植物又会迅速生长，使由于浓缩作用而积累的其它元素被消耗，浓度下降。

胞饮作用pinocytosis：细胞类似于变形虫等吞饮食物的一种特殊的摄取物质的方式。

生理酸性盐Physiologically acid salts：由于植物的选择吸收, 引起阳离子吸收量大于阴离子吸收量,使溶液变酸的这一类盐，称生理酸性盐。如NH4Cl、NH4SO4、KCl、CaCl等

生理碱性盐Physiologically alkaline salts ：植物对阴离子的吸收量大于阳离子的吸收量,使溶液pH上升的这一类盐,称生理碱性盐。如Ca(NO3) 2、KNO3。

生理中性盐：植物对其阴阳离子的吸收相等,不因植物的吸收引起溶液pH改变的盐类称生理中性盐。如NH4NO3。

元素再利用：元素在一个部位使用后分解,移动到另一部位再次使用的现象称元素再利用

离子拮抗ion antagonism：这种离子间相互消除单盐毒害的现象,称离子拮抗。

根外追肥Absorption of mineral elements by leaf or foliar nutrition：在农业生产上常采用给植物地上部喷施肥料的措施,叫根外追肥或叶面营养

可再利用元素：元素在一个部位使用后分解,移动到另一部位再次使用的现象称元素再利用,能被再利用的称再利用元素

诱导酶induced enzyme：指组织本来不含（或很少有）此种酶,但在特定的外来物质(如底物)的影响下形成的酶并使酶的活性迅速提高。

养分临界期Nutrition critical period ：植物对缺乏矿质元素最敏感,缺乏后最易受害的时期,称为营养临界期——“麦浇芽” 。

养分最大效率期Nutrition maximum efficient period ：施肥效果最好的时期,这个时期对矿质营养需要量大,吸收能力强,若能满足肥料要求,增产效果十分显著,称为营养最大效率期——“菜浇花” 。

二、填空题

1 植物组织在灰化过程中，从土壤吸收的必需元素C、H、O、N已大部挥发散失，S也有一部分已经挥发。

2 在植物体内，C和O元素的含量大致都为其干重的45%，H为6%。 3 研究矿质营养常用的方法有水培养和沙培养。

4 确定必需元素的三条标准是缺少这种元素植物不能正常的生长发育，完成生活史、缺少这种元素时有专一的缺素症状，其它元素不能代替它使此症状消除，而只有这种元素的补充才能使症状消除和这种元素对植物的作用是直接的，而不是通过改善土壤或者培养液的物理化学和微生物条件来间接影响的。

5 目前已确认的植物必需元素有17种，其中大量元素9种，微量元素8种。 6 大多数植物，尤其是陆生植物，最主要的氮源是无机氮包括硝态氮和铵态氮。 7 植物缺N的典型症状主要是根须细长和矮小叶黄等（写2种）。 8 植物缺P的典型症状主要是新叶颜色深和老叶发红等（写2种）。 9 植物缺K的典型症状主要是根发育差和焦叶、易倒伏等（写2种）。

10 老叶和茎秆出现红色或紫色常是因为缺P所致，它使基部茎叶片积累大量糖分，合成花色素，所以产生红色。

11 缺Ca导致生长点死亡，可能与细胞壁的难以合成有关。

12 缺Ca的显著症状是生长点坏死，因为Ca是构成细胞壁的成分之一。 13 植物缺Ca的典型症状是生长点坏死、幼叶有缺刻状（写主要两种）。 14 缺Mg能影响叶绿素合成，从而引起脉间变黄症状。 16 缺Fe能影响叶绿素合成，从而引起脉间缺绿。

17 缺B植株的显著症状是花而不实、组织易碎、生长点停止生长。

18 缺B导致纤维素化合物过多，从而伤害根尖等分生组织；缺硼还能影响糖的运输。 19 缺B导致生长点死亡，可能与细胞壁不能形成有关。

20 油菜“花而不实”与缺元素B有关；豆科植物根瘤发育不好与缺元素Mo、Fe有关。

21 在必需元素中，金属元素Zn与生长素合成有关，而Mn和Ca则与光合作用分解水，释放氧气有关。

22 在植物的必需元素中，K（抗倒伏）和P（抗旱抗寒）、Mo（抗病毒）与提高植物抗性有关。 23 在植物的必需元素中，与同化物运输关系较大元素的元素有B、K和P。 24 缺乏必需元素Mg、Fe、N、Mn等，均可引起植物产生缺绿病。 25 植物缺N与缺S其症状的相同点是植株矮小，，不同点则是缺N是老叶失绿、缺S是新叶失绿。 26 缺N和缺Fe都能引起缺绿病，二者区别在于缺氮老叶发病，缺铁幼叶发病。

27 植物必需元素中，Zn元素与生长素有关，Mn和Ca等元素参与光合作用中水的分解。 28 在必需（金属）元素中，Zn与生长素合成有关；，Mn、Ca与光合放氧有关；Mo、Fe与豆科植物根瘤发育有关。

29 当缺乏Ca、Fe、B等元素时，其病症先在嫩叶或生长点出现。 30 当缺乏P、N、K等元素时，其病症先在老叶出现。

31 果树常因缺元素Zn引起小叶病，油菜则常因缺元素B导致“花而不实”。 32 生物膜主要成份是蛋白质和脂类，此外还有一定数量的糖、核酸等。

33 植物细胞吸收矿质元素的三种方式为被动吸收、主动吸收和。 34 离子扩散除取决于化学势梯度外，还取决于电势梯度，二者合起来称为电化学势梯度。 35 表观自由空间(AFS)包括水自由空间（WFS）和杜南自由空间（）两部分。

36 目前用来解释离子主动吸收机制的学说主要有载体学说和离子通道学说、离子泵学说等。 37 支持载体学说的实验证据是细胞吸收离子的饱和效应和竞争现象的存在。 38 长期施用硝态氮肥，可能导致土壤碱性，故称这类化肥为生理碱性盐。 39 土壤中施用NH4NO3，土壤pH不变，因此该化肥属于生理中性盐。 40 NH4Cl为生理酸性盐，NaNO3为生理碱性盐。

41 长期使用氨态氮化肥，会导致土壤pH下降，这类化肥故称为生理酸性盐。 42 影响根系吸收肥料的主要土壤因素是温度、O2浓度、pH值等。

43 当土壤溶液pH较低时，根表面正电荷增多，这有利于吸收阴离子。 44 根外追肥和喷药等，主要是通过叶面和幼茎进入植物体的。

45 土壤溶液pH升高时，Fe、Ca、Mg、Cu等离子逐渐变为不溶态，不利植物吸收；当土壤溶液pH

3-降低时，K、PO4、Mg、Ca等离子容易溶解，植物来不及吸收就易被雨水淋溶掉。

46 元素缺乏症状出现的部位，一方面与各元素的作用部位有关，更重要的是与各元素易移动性有关。

--47 高等植物体内NO3→NO2是由硝酸还原酶催化的，光合作用或呼吸作用为这一过程提供NADH。 48 根部吸收的硝酸盐，可以在叶和根器官进行还原。

49 根部吸收矿质元素，其向上运输的动力是蒸腾拉力和渗透压。

50 栽培叶菜类应多施N肥，栽培块根、块茎作物在后期应多施P、K、B肥。 51 栽培番薯、马铃薯后期应多施些K、P、B肥，栽培蔬菜应多施 N 肥。 52 植物合理施肥的指标有长相，叶色，叶绿素和酶活等。 53 水稻孕稻期，芯叶中酰胺的有无常作为N营养指标。 54 水稻叶鞘中的淀粉含量过高，常是N营养缺乏的指标。

三、选择题

1. 下列植物材料中，2的含灰量最高。

（1）种子（2）叶片（3）树皮（4）木质部

2. 下列元素中，3在组织充分燃烧时已部分挥发，因此它在灰分中的含量已相对减少。（1）N （2）P （3）S （4）Mg

3. 占植物体干重2以上的元素称为大量元素。

（1）百分之一（2）千分之一（3）万分之一（4）十万分之一。 4. 一般说来，生物膜功能越复杂，膜中的1含量也相应增多。（1）蛋白质（2）脂类（3）糖类（4）核酸

5. 在旱作耕地上，多数非豆科植物生长发育的基本氮源是1态氮。（1）NO3 –N （2）NH4-N （3）N2 （4）尿素。

6. 新叶绿色，老叶发黄并有死斑或焦边，一般与缺3有关。（1）Zn （2）P （3）K （4）Mg

7. 新叶正常或色新，老叶暗绿有时带紫红色，一般与缺2有关。（1）N （2）P （3）K （4）Mg

8. 植物缺乏4元素时，会引起蛋白质代谢失调，导致胺（腐胺与鲱精胺）中毒。（1）P （2）S （3）N （4）K 9. 新叶正常，老叶脉间发黄（叶脉绿色），结果成网状脉，这是缺3的症状。（1）N （2）S （3）Mg （4）P

10. 缺元素4会使豆科植物的根瘤发育不好。（1）铁（2）铜（3）锌（4）钼 11. 缺元素Zn，会影响 2 的合成。

（1）丙氨酸（2）色氨酸（3）蛋氨酸（4）脯氨酸 12. 萝卜黑心、甜菜心腐，往往与缺B有关。（1）K （2）Ca （3）B （4）P

13. 花粉内2含量较高，因为它有利于花粉萌发和花粉管伸长。（1）Cu （2）B （3）Mo （4）Zn 14. 硅、钠、硒等元素，属于3元素。

（1）大量（2）微量（3）有益（4）稀土

15. 引起黄瓜开裂、花椰等心腐等，一般与缺3有关。（1）K （2）Ca （3）B （4）Mo 16. Co、Se、Na、Si等元素属于3。

（1）大量元素（2）微量元素（3）有益元素（4）稀土元素。 17. 根系吸收水分和矿质营养时，二者在吸收的数量上4。（1）正比（2）正相关（3）负相关（4）无相关 18. 下列化肥中，2是生理酸性盐。

（1）NH4NO3 （2）(NH4)2SO4 （3）K NO3 （4）KH2PO4 19. 下列化肥中，3是属于生理碱性盐。

（1）NH4NO3 （2）(NH4)2SO4 （3）K NO3 （4）NH4H2PO4 20. 下列化肥中，3是最强的生理碱性盐。

（1）(NH4)2CO3 （2）KNO3 （3）NaNO3 （4）(NH4)2HPO4 21. (NH4) 2SO4 是一种1。

（1）生理酸性盐（2）生理碱性盐（3）化学中性盐（4）生理中性盐

– –

22. 根系对Cl和NO3的吸收，两者之间 3。

（1）相互对抗（2）相互促进（3）存在着竞争性抑制（4）不存在竞争性抑制。 23. 离子扩散取决于3梯度。

（1）化学势（2）电势（3）电化学势 (4) 浓度

24.3是指细胞不消耗能量能够逆浓度积累矿质离子的过程。

（1）离子泵（2）自由扩散（3）道南扩散（4）载体运载 25. 钠一钾跨膜运输主要是依靠3。

（1）自由扩散（2）道南扩散（3）主动运输（4）被动运输 26. 下列几组元素中，2组是容易再利用的。

（1）P、K、B （2）Mg、K、P （3）Ca、Mg、P （4）N、K、S

27. 矿质元素中的硫、钙、锰、铁等元素很少参与循环,它们往往集中分布在1。（1）老叶（2）新叶（3）茎杆（4）树皮

28. 在维管植物的较幼嫩部分，缺乏下列2元素时，缺素症状首先表现出来。（1）K （2）Ca （3）P （4）N

-29. 在4，叶片中常不易测出NO3来。

（1）晴天（2）多云天气（3）阴天（4）雨天 30 硝酸还原酶含有下列1矿质元素。

（1）Fe和Mo （2）Mg和Mo （3）Mn和Cu （4）Mo和Zn。

31 高等植物的硝酸还原酶总是优先利用下列物质中的4作为电子供体。（1）FADH2 （2）NADPH2 （3）FMNH2 （4）NADH2。

32. 植物体内大部分的氨通过 2催化而同化成氨基酸的。

（1）谷氨酸脱H酶 (2)谷氨酰胺合成酶 (3)转氨酶 (4)氨甲酰磷酸合成酶。 33植物根部吸收的无机离子向植物地上部运输时主要通过4。（1）韧皮部（2）质外体（3）转运细胞（4）木质部。 34植物叶片的颜色常作为3肥是否充足的指标。（1）P （2）S （3）N （4）K

35缺绿病是指3引起的叶片失绿症状。

（1）阳光不足（2）缺水（3）缺必需元素（4）气温过低 36植物组织内如酰胺含量极少，可能原因之一是土壤1肥不足。（1）N （2）P （3）K （4）Mg 四、问答题

1. 何谓溶液培养？它在管理方面应注意什么？（6分）

把植物生长所需的各种元素按一定的比例和适宜的pH值配成溶液，用来培养植物的方法，称溶液培养。应注意的问题：a.选择合适的培养液；b.定期更换培养液；c.注意通气，以提供足够的O2，增强根系吸肥吸水的能力。

2. 氮肥过多或不足，会引起植物发生哪些变化？（7分）

N是植物体内很多重要化合物的组成成分，包括核酸、蛋白质、叶绿素、植物激素等等；同时它也参与了物质和能量的代谢。

因此N肥充足时枝叶繁茂，叶色浓绿，生长健壮，籽粒饱满。N肥过多会使茎叶徒长，易受病虫危害和倒伏，贪青迟熟。

不足时，植物细胞分裂和生长受阻，发育停滞，植株矮小，分枝或分蘖少，根系老化细长，叶、果实、种子少而小，开花、结实提早；又由于叶绿素合成受阻，而且N素容易在植物体内转移，所以缺N植物老叶失绿发黄，导致全株颜色较淡，不过一般无斑点。

3. 缺氮与缺铁为什么都能引起缺绿病，二者症状区别在哪里？（6分）

因为氮和铁是叶绿素合成所必需的元素，所以两者的缺乏都会影响叶绿素的合成而导致缺绿病。

由于N素易在植物体内移动，所以症状先出现在老叶上，从老叶逐渐向上扩展，下部的老叶易早衰、脱落。而Fe不易在植物体内移动，所以症状首先出现在幼叶上，表现为脉间失绿，但叶脉信为绿色，整片新叶变为黄白甚至灰白，叶薄而柔软，表面茸毛很少。

4. 怎样才能证明某种元素是植物的必需？在进行这一工作时应注意些什么？（7分）

证明某种元素是植物的必需有三条标准：1.完全缺乏植物不能正常生长发育完成生活史；2.出现专一的缺素症状，并不能由其它元素的加入而消除，而只有加入该元素后植物才以恢复正常。3.此元素的功能必须是直接作用于植物的，而不是通过改善土壤或者培养基的物理化学和微生物条件所产生的间接效应。只有符合以上三条准则才是植物必需的元素，可以采用水培法或者沙培法有目的地缺少一种元素来对比出现的缺素症状，按照准则来判断其是否是必需元素。

5. 植物组织内的酰胺含量高低，为什么可做为施氮肥的指标之一？（5分）

因为，植物体吸收的N素NH4被同化主要是通过谷酰胺合成酶-谷氨酸合酶途径，首先利用水解ATP产生的

-能量推动谷氨酸和NH4+合成谷氨酰胺。而吸收的NO3经硝酸还原酶还原为NO2-，又经亚硝酸还原酶还原为NH4+，通过以上途径合成谷氨酰胺。虽然谷氨酰胺还会经过其它的途径转化为其它的氨基酸，但是植物组织内的酰胺的含量高低代表了植物N素营养水平，当植物组织内含N时，则代表了N素充足，反之则缺乏。

6. 为什么说水分和矿质元素的吸收是两个既相对独立，又有密切关系的生理过程。（6分）水分和矿质元素的相对独立的：

水分的吸收区域主要是根毛区，矿质离子的吸收区域是根毛形成区。

水分的吸收主要是渗透式的被动吸收，而矿质离子的吸收主要是主动吸收，逆浓度的，并且具有选择性。水分和矿质元素的吸收不成比例。水分的矿质密切相关的：

根系吸收养分后使组织水势下降，促进根系水的吸收。

水分沿木质部向上运输，把矿质也带向植物各部分，降低了根部离子的浓度，有利于根系吸收矿质元素。矿质离子如K+还直接参与了气孔的开闭，调节蒸腾作用。

7、植物组织内的淀粉含量高低，为什么可做为施氮肥的指标之一？（5分）

N肥不足会使叶片中淀粉积累，所以可以根据叶鞘中所含淀粉的多少作为施氮肥的指标。

8. 植物缺氮和缺硫的表现症状有何异同？为什么有这种异同。

缺氮时，植物细胞分裂和生长受阻，发育停滞，植株矮小，分枝或分蘖少，根系老化细长，叶、果实、种子少而小，开花、结实提早；又由于叶绿素合成受阻，而且N素容易在植物体内转移，所以缺N植物老叶失绿发黄，导致全株颜色较淡。

缺硫时，植株矮小，新叶失绿，容易脱落。

两者都影响了植物所需要的主要物质，如蛋白质等的合成，使细胞分裂受阻，从而导致植株矮小。

区别主要在于症状的部位，缺N使老叶失绿，缺S在新叶失绿，那是因为前者易在植物组织中移动，而S则不易移动。

9. 叶面施肥有何优点和缺点？优点：

补充养料：幼苗根系不发达，或生育后期根系吸收能力衰退，此时叶面施肥容易被吸收。节省肥料：叶面喷肥所用的肥料数量远比根部施肥少。见效迅速：叶面喷肥的效果比根施来得快。利用率高：减少肥料的损失，充分提高利用率。缺点：

浓度不能过高，容易引起”烧苗”。

由于叶片的角质层亲水力不强，所以肥料中需要加入表面活性剂或沾湿剂增加其在叶面上的吸附能力。挥发性强的肥料不能用于根外追肥。追肥时间要以傍晚或阴天为佳。

10一些块根（茎）作物施 N肥过多，为何只长根，不长块？书（P61）不确定

11．如何理解“麦浇芽”、“菜浇花”？

养分临界期Nutrition critical period ：植物对缺乏矿质元素最敏感,缺乏后最易受害的时期,称为营养临界期——“麦浇芽” 。

12．浅谈矿质营养在植物体内的运输。矿质元素运输的途径：

（1）径向运输：根系吸收的矿质离子经质外体和共质体径向运到中柱，但是质外体运输会受到内皮层凯氏带的阻隔。而共质体途径可以通过村南平衡、胞饮作用和主动运输来实现。

（2）纵向运输：矿质离子能过木质部的导管向上运输，也可以从木质部活跃地横向运输到韧收部中。（3）叶片吸收的矿质元素的运输：可以是双向的，但是是以韧皮部的筛管为主，还可以从韧皮部中横向运输到木质部，再向上运输。

矿质元素在植物体内的分配与再利用：

（1）矿质元素进入导管后，随着蒸腾上长到地上部分，除硅外，其它元素大部分运到生长点、幼叶、幼枝、幼果等生长旺盛的部位，少部分运至功能叶与老叶中。

（2）可再利用元素的重新分配也表现在植株开花结实和落叶之前。而不可再利用元素因为开成了永久性的细胞结构物质而不能移动，只能随器官脱落。 13．生物膜的结构与功能如何？

结构：根据流动镶嵌模型：构成生物膜的主要成分是磷脂，两层磷脂分子，疏水端向内，亲水端向外形成磷脂双分子层功能：

• • • • 首先,生物膜可使细胞区室化,使各种代谢活动能在不同的细胞器区域内有条不紊地进行。其次,重重叠叠的膜系统也大大地增加了膜的作用表面,加速了各种反应和物质交换进程。

第三,膜既是物质进出细胞器必要的屏障,也是许多内外信号的感受器。如多种载体或运转器; 光感受器光敏素,植物激素受体及以受精识别反应,抗病原生物的过敏性反应等. 此外,生物膜还可以分泌和内吞的方式使物质大分子如病毒等出入细胞。

14．外界条件怎么影响矿质营养的吸收?

（1）温度：在一定的范围内根系吸收矿质元素随温度升高而加快。但是，土温过高或过低，根系吸收矿质元素的速率均下降。因为温度影响呼吸速率，进而影响主动吸收。

（2）O2 通气良好,有利矿质营养的吸收,有效地防止无氧呼吸及强还原性造成的有害物对根系的毒害。如H2S和Fe2+ --细胞色素氧化酶的抑制剂，水稻黑根；有毒的有机酸。（3）pH 影响到根系的带电状况和离子有效性。（4） Interaction between ions

• 协同作用Synergistic action：一种离子的存在促进另一种离子的吸收,从而提高了后者的有效

性称协同作用。

• 如在光下NO3-促进K+的吸收,NH4+促进PO43-的吸收;

• 竞争作用Competition:一种离子的存在能抑制植物对另一种离子的吸收, • 离子水化半径K+=5.32,Rb+=5.90,Cs=5.05。

（5）溶液浓度：在较低浓度下，离子吸收的数量随浓度的升高而增加，但当浓度增到一定后离子的吸收不再增加，即达到饱和。

（6）有毒物质：这类物质存在于土壤中，往往对根系造成不同程度的伤害。这些有毒物质除了植物无氧呼吸产生的乙醇，以及根系分泌的有机酸以外，大多是强还原性条件下，土壤含有的物质转变而来的。

-15. 简述植物NO3与光合作用的关系。

（书P58）硝酸盐的还原与光合作用有密切关系，目前认为，光合作用中形成的磷酸丙糖可以通过磷运转器由叶绿体输送到细胞质，在细胞质内经糖酵解产生NADH，为硝酸盐提供还原力。光合电子传递产生的还原态Fd又为HNO2还原为NH3提供还原力。

16.怎样用实验的方法确定植物必需元素?

• 采用溶液培养法设计对比试验，一个用完全培养液，一个用缺素培养液，在同样的适合的条件下

进行培养，如果该元素满足以下条件则为必需元素

• (1) in its absence the plant is unable to complete a normal life cycle.

• (2)that element can not be substituted for any other element and plant shows a specific

deficient symptom in its absence.

• (3)that elements is part of some essential plant constituent or metabolite。 17.溶液培养应注意哪些问题?有何应用价值?

• （1）choosing optimum cultural solution;

• （2）renewing cultural solution and adjusting pH in time ； • （3）Airing；

• (4) keeping root in darkness。

• Theory：Study for function of the elements and mechanism of its absorption.

• Application: production for vegetable, flower and food in greenhouse, desert etc. 18.简述N、P、K的生理功能及缺素症。

1．N functions in physiology ——Life element

1) Components of many essential compounds.核酸、蛋白质和酶、磷脂、叶绿素、光敏素、植物激素(如IAA、CTK)、维生素(如B1、B2、B6、PP)、生物碱(alkaloid)等都含有氮; 2)Participation in metabolism of substance and energy in plant。

高能三磷酸化合物(ATP、UTP、GTP、CTP、ADP等)、辅酶(CoA、CoQ、NAD(P)、FAD、FMN等)和铁卟啉等。 N main deficiency symptoms:

1）growth stun，roots show thinner and longer，less branches and tillerings (2)老叶发黄，新叶色淡， (3)基部发红

（花色苷(anthocyanin)积累其中）。 2. P functions in physiology

1)Components：nuclear acids, lipids, coenzymes and energy substance,etc.

2）Energy metabolism：directly participates in OSP and PSP and forms ATP(ADP+Pi →ATP)。 3)Metabolism and transportation for sugar。 4)Regulation to enzymes activities *。（磷酸化和去磷酸化）

5） Participation in synthesis for protein, fat and starch 。

6 ）As a buffer。

P deficient symptoms： extremely stun，young leaves appear dark-green in color and older leaves and base of stem exhibit reddish.

水稻缺P大麦生长矮小，叶色深绿。油菜缺P，老叶呈紫红色大麦缺P，老叶发红

玉米缺P，茎叶发红缺P：新叶色深，呈墨绿色 3.K functions in physiology

1) Regulation to water relationship:渗透势, 气孔,蒸腾作用.

2)Activator for enzymes:60多种酶的激活剂,如丙酮酸激酶、谷胱甘肽合成酶、淀粉合酶等。 3)Increase in resistance: resist to lodging, pests and diseases.

4) For sugar transport: K+ as a counterion of H+ participates in sugar loading 5) For synthesis of proteins and polysaccharose。 6)For energy metabolism:OSP and PSP K deficient symptoms。

1）stem weak, lodging easily, less resistance to stresses。 2）Older leaves develop mottling or chlorosis, followed by necrotic lesions at the leaf margins.——“焦边”。 3）“Cup leaf (杯状叶)”。K-deficient results in leaf like cup in soybean

19.植物细胞怎样吸收矿质营养?

根系吸收矿质离子是分两个阶段进行的：一是离子有外部进入根部表观自由空间，这是快速阶段，而且是不需要代谢能的物理过程，二是离子由表观自由空间通过质膜进入细胞内部，这是缓慢过程，而且是以消耗代谢能为主的主动吸收过程。

20.盐的生理酸、碱性是怎样引起的,并举例说明。

由于根系对养分的选择性吸收，致使同一种盐的阳离子和阴离子所谓吸收速率不同造成的，例如，硫酸铵，植物吸收氨离子较多，根据离子泵学说，必然引起质子排到溶液中，导致溶液PH下降，由于植物选择吸收。引起阳离子吸收大于阴离子吸收的而使溶液变酸的叫生理酸性盐。相反，由于植物吸收阴离子大于吸收阳离子使溶液PH上升的叫生理碱性盐，如KCl 21..影响生物固氮的因素有哪些?

1．光合作用：光合作用为固氮提供物质和能量

2．遗传因子有一些遗传因子控制豆科植物的产量和固氮能力

3．生长期最大的固氮速率是开花后，种子和果实发育是需氮最高的时期 4．土壤氮状况氮含量高抑制固氮

22. 如何提高植物养分利用效率？合理施肥？？？不确定

第三章植物光合作用

一、名词解释（写出下列名词的英文并解释）

1. 温室效应(Greenhouse effect)：阳光通过短波辐射到地表，使地面及物体温度升高，以长波辐射形式

返回散失热量，但由于温室气体（二氧化碳、甲烷等）不能透过长波辐射，使辐射出去的能量有反射回来，地球散失的能量减少，地球变暖。这种效应类似温室。 2. 集光（天线）色素（Light-harvesting pigment or antenna pigment）a kind of Photosynthetic pigments,

which only play roles in light absorption and transfer but does not undertake photochemical reaction. It includes all Chlb, carotenoids, large part of Chla.

3. 作用中心色素 (Reaction center pigment) a kind of Photosynthetic pigments, which can absorb

light energy (or accept the energy transferred from the antenna pigment) and then convert that into electric energy. It includes a few Chla. 4. 荧光现象(Fluorescence) 叶绿体溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色的现象。Fluorescence is light production accompanying rapid decay of electrons in the excited state. It lasts ~10-9s. 5. 光合膜(photosynthetic membrane) 即类囊体膜。因为类囊体膜相互连接，形成一个复杂的膜系统，光

合作用中光能的吸收、传递、转化，电子传递和光合磷酸化都在类囊体膜上进行，故称为~。 6. 原初反应 (Primary reaction) the beginning of the photosynthesis. It includes light absorption,

transfer and photochemical reaction. During primary reaction, ight energy is converted into electric one.

7. 光合链(Photosynthetic chain) A system consist of two photosystems and the other transporters

for electron (or hydrogen), which are exactly arranged in thylakoid membrane in the basis of

their oxidative-reductive electric potentials.

8. 光合强度（Photosynthetic rate (Pn,μmolCO2 ( O2 ) /m2·s)）即光合速率，每平方米叶片每秒钟

吸收的二氧化碳微摩尔数。这样测得的是净光合速率，等于总光合速率-呼吸速率。

9. 光合单位(Photosynthetic unit)：a photosynthetic pigment and protein complex. It function as

a unit for absorption and change of 1 photon into a charge, in which there are about 250-300 chl molecules.

10. 同化力(Assimilatory power) both ATP and NADPH. 通过电子传递和光合磷酸化，形成活跃化学能

ATP 和 NADPH，两者将用于二氧化碳的同化。

11. 红降现象Red drop： Emerson等人发现仅用波长长于685 nm光照射小球藻时虽可被吸收,但其量子效

率大为降低,这种现象称为红降现象。 12. 爱默生效应（双光增益效应）Emerson enhancement effect。用长波红光和短波红光同时照射，植物的

量子效率比单一的短波和长波红光单独照射时的总和还要高。这种现象称为~。 13. 非环式光合电子传递 (Non-cyclic electron transport) Photosynthetic electrons are transported

in photosynthetic chain (H2O„→PSII„→ PSI„→ NADP). It results in O2 evolving, NADPH2 and ATP formation. More than 70% of total photosynthetic electron transport.

14. 环式电子传递 (cyclic electron transport) Only PSI will be activated, and ATP can be generated.

About 30% of electron transport, for supplementary of ATP.

15. 假环式电子传递 (Pseudo-cyclic electron transport) It is similar to non-cyclic electron

transport, but the photosynthetic electron receptor is O2, to form 超氧自由基O2·. It happens under high irradiation, CO2-deficiency and superfluous NADPH.

16. Hill反应 (Hill reaction) 即水的光解（water photolysis）, found by Hill(1937). With the isolated chloroplasts and artificial electron acceptors (ferricyanide铁氰化合物), light-driven reduction of the electron acceptors was accompanied by O2 evolution. 17. PQ穿梭 (PQ shutter)）: PQ是质体醌，为光合链上的递氢体。While photosynthetic electron is

transported in photosynthetic chain, H+ is pumped into thylakoid lumen类囊体腔 from stromal side, which causes increase in pH in the stroma.

18. 光合磷酸化 (Photophosphorylation) A process, in which generation of ATP by using ADP and Pi

is accompanied with photosynthetic electron transport, is called Photophosphorylation (PSP). 19. C3途径 (C3 pathway) a photosynthetic pathway, in which the initial product of CO2 fixation

is C3 compound. e.g. 水稻，青菜etc.

20. C4途径 (C4 pathway) a photosynthetic pathway, in which the initial product of CO2 fixation

is C4 compound, OAA. 从空间上分隔二氧化碳的固定与同化。e.g.玉米、甘蔗etc

21. CAM途径(CAM pathway) a photosynthetic pathway, in which CO2 fixation only happens during

night, and CO2 assimilation happens during daytime. 从时间上分隔二氧化碳的固定与同化。e.g.景天、仙人掌、菠萝etc.

22. 光调节酶 ()C3循环中的Rubisco、PGAK、GAPDH、FBPase,SBPase,Ru5PK都是光调节酶。光下这些酶活

性提高，暗中活性降低或丧失。

23. Rubisco (RuBP羧化酶/加氧酶,ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase / oxygenase) 光合作用

中最关键的酶。它在C3途径中催。化RuBP与CO2结合形成3-PGA，即RuBP羧化酶活性；它还可以在光呼吸中催化RuBP与O2结合形成磷酸乙醇酸，即RuBP加氧酶活性

24. 光呼吸（C2途径） (Photorespiration) a process, carried out only under light, for uptake of

O2 and release of CO2. Glycolic acid乙醇酸 is in order metabolized in chloroplast, peroxisome and mitochondrion. 25. 光补偿点 (light compensation point(LCP)) the light intensity at which Pn is zero. and。

26. 光饱和点 (light saturation point(LSP)) the light intensity at which Pn reaches maximum. 27. CO2补偿点 (CO2 compensation point) Environmental CO2 concentration at which Pn is equal to

zero.

28. CO2饱和点 CO2 saturation point：photosynthetic rate rises no longer, even if CO2 concentration

further increases. This point of CO2 concentration is called CO2 saturation point.是指在一定范围内,植物净光合速率随CO2浓度增加而增加,但到达一定程度时再增加CO2浓度,光合速率也不再增加,这时的环境CO2浓度。

29. 光合量子效率 (Quantum efficiency) number of CO2 that the plant assimilates by absorption of

1 molecule of quantum. About 1/8 ~ 1/10 for C3 plants.

30. 光合量子需要量(Quantum requirement) during photosynthesis, number of quantum that plant

requires for assimilating 1 molecule of CO2 (or releasing 1 molecule of O2). About 8-10 for C3 plants (3ATP and 2NADPH).

31. 光能利用率 (Efficiency for solar energy utilization (SEU)) Total sun energy (J) radiated to this unit area

32. 叶面积指数(leaf area index) 指作物叶面积与土地面积的比值。在一定范围内，提高叶面指数可以

提高作物产量。二、填空题

1 1 地球上有三种碳素同化类型，它们究别是细菌光合作用、绿色植物

光合作用和化能合成作用。

2 2 产生温室效应的主要气体是二氧化碳和甲烷。

3 3 叶绿体的结构由类囊体、被膜和间质三大部位组成。 4 4 叶绿素a和b在可见光的蓝紫光区和红光区都有两吸收高峰。 5 5 叶绿素a与b相比在兰紫光区的吸收波长短而红光区的吸收波长长。 6 7 类胡萝卜素在蓝紫光区有吸收峰。

7 8 类胡萝卜素分布在细胞的叶绿体中，而花青素分布在液泡中。 8 9 植物合成叶绿素的起始物质是谷氨酸或阿而发－酮戊二酸；

从原叶绿素酸酯转变成叶绿素酸酯还必需有光照才能进行。

9 10 叶绿体分子的卟啉环端为亲水端，叶醇端为亲脂端，因而它可以定向排列在

类囊体膜上。

10 11 类胡萝卜素的主要功能是吸收光能和保护叶绿素、防止强烈光照伤害叶绿素。 11 12 高等植物的作用中心色素是叶绿素a 。

12 13 光能在色素分子之间传递，其波长逐渐变长，能量逐渐减小。

13 14 叶绿体色素吸收光能后，其光能主要以诱导共振方式在色素分子之间传递。在

传递过程中，其波长逐渐变长，能量逐渐变小。

14 15 叶绿体内起吸收，传递光能的色素分子称为集光色素，而起激发光化学反应的色

素分子称为作用中心色素。 15 16 从光能转化的角度看，兰紫光被叶绿体色素 a ，b 吸收后，比被类胡萝卜素吸

收后传递到作用中心的转化效率要高。

16 17 在强光下，兰紫光被叶绿体色素类胡萝卜素吸收后，比被叶绿素吸收

后对植物危害轻。

17 18 叶绿体中起吸收并转变光能的部位是类囊体膜，而固定和同化CO2的部位

是间质。

18 19 光合链上的PC，中文叫质蓝素，它是通过元素铜的变价来传递电子

的。

19 20 光合链上通过元素Cu的变价传递电子的组分是 PC 。

20 21 类囊体膜上的PQ库具有传递质子和电子的特点。

21 22 光合链上的PQ是一类质醌物质，其功能是传递质子和电子。 22 23 光合链上组分比例最高的物质是 PQ ，其功能是传递氢离子和电子。 23 24 光合链上的Fd，中文叫铁氧还蛋白，它是通过元素铁的变价来传

递电子的。

24 25 PSI中，电子的原初供体是 PC ，电子原初受体是 A0（单体叶绿素）。 25 26 PSII中，电子的原初供体是 YZ ，电子原初受体是 Ph（去镁叶绿素）。 26 27 非环式电子传递及其磷酸化过程所涉及的产物有 NADPH 、ATP 和 O2 。

27 28 绿色植物通过非环式电子传递和光合磷酸化作用，将光能转变成 ATP 和 NADPH

中的化学能，在此过程中还有 O2 的释放。

28 29 同化力是指 ATP 和 NADPH ，它们将用于光合作用中的CO2同化过程。 29 30 在光合链中，电子的最终供体是H2O ，电子最终受体是 NADP+ 。

30 31 在光合作用中，同化力中的ATP用于3-PGA转化为1，3-PGA 和Ru5P形成

RuBP ，NADPH则用于 1，3-PGA还原为GA-3-P 。

31 32 三碳植物光合作用的CO2受体是 RuBP ，初产物是 3-PGA 。C4途径

中的受体是 PEP ，初产物是草酰乙酸OAA 。 32 33 在CO2同化中，ATP是用于和，NADPH则是用于。（同31） 33 34 C3植物每同化1分子CO2，需要消耗 3 分子ATP和 2 分子NADPH。

SEU= The energy of dry matter(J) produced by plant per unit area *100%

34 35 C3植物每同化1分子CO2，一般需吸收 8-10 个光量子，其量子效率为

1/8-1/10 。

35 36 C4植物种类很多，最常见的是甘蔗，玉米和高梁等。

36 37 高等植物的Rubisco是由 8 大亚基和 8 小亚基组成，大亚基由叶绿体基因编

码，而小亚基由核基因编码。

37 38 植物的Rubisco活化不但需要 CO2 和镁离子，还需要 Rubisco活化酶

催化。

38 39 C4植物的RuBP羧化酶分布在维管束细胞部分，PEP羧化酶分布在叶肉细胞

部位。

39 40 C4途径中，PEP羧化酶催化 PEP 与碳酸氢根生成 OAA 。

40 41 C4植物的C3途径是在维管束鞘部位进行的，其固定CO2的酶是 PEP羧化酶。

歧义

41 42 C4植物在叶肉细胞固定CO2形成 OAA 后，即将其运入维管束细胞进

行碳同化。

42 43 C4植物每同化1分子CO2，需要消耗 5 分子ATP和 2 分子NADPH。

43 44 CAM植物在夜间固定CO2的酶是 PEP羧化酶，白天固定CO2的酶是Rubiso

酶。

44 45 CAM植物夜间其液泡的pH 小于6 ，这是由于积累了大量苹果酸引起的。 45 46 CAM植物夜间其气孔开放，淀粉减少，液泡内积累大量的苹果酸。 46 47 CAM植物在晚上固定CO2后形成 OAA ，再还原为苹果酸积累在液泡中。 47 48 CAM植物在水分充足的环境中，白天气孔开放进行 C3 光合途径。 48 49 常见的CAM植物有仙人掌和剑麻等。

1313

49 50 相比较而言， RuBPCase 酶光合时较难利用CO2其光合产物中积累的δC值

与大气或地质比差值大。

50 51 RuBP羧化酶、 GAP脱氢酶和 Ru5P激酶等光合碳循环的

酶是光调节酶。

1313

51 52 相比较而言， PEPCase 酶光合时较易利用CO2其光合产物中积累的δC值与

大气或地质比差值小。

52 53 光合作用中，电子的最终供体是 H2O ，电子最终受体是 NADP＋。

53 54 光呼吸的底物是乙醇酸，它是在叶绿体（细胞器）内由 RuBP加氧酶酶

催化形成的。

54 55 光呼吸可能的生理意义有防止高光强对光和器的破坏、和防止O2对光和碳同化的抑制

作用。等。

55 56 光呼吸是依次在叶绿体、过氧化体、线粒体三种细胞器中进行的。

56 57 光呼吸在细胞器线粒体和过氧化体中消耗O2，在细胞器线粒体

中放出CO2。

57 58 Rubisco催化底物 RuBP 加氧生成 3PGA 和磷酸乙醇酸，后者是光

呼吸底物的主要来源。

58 59 在炎热的中午，叶片因水势下降，引起气孔开度下降，这时气孔导度下降，

胞间CO2浓度下降。水稻、小麦等植物光合下降，其原因是 RuBPCase酶加快加氧反应，导致光呼吸上升。

59 60 在炎热的中午，叶片因水势下降，引起气孔开度下降，这时气孔导度下降，

胞间CO2浓度下降。高粱、玉米等植物不“午休”，其原因是 PEP羧化酶酶对碳酸氢根亲和力高，使 RuBP 不发生加氧反应。

60 61 光合作用中，磷酸丙糖是在叶绿体基质内合成的，蔗糖是在细胞质里合

成的。

61 62 叶绿体间质中的磷酸丙糖转移到细胞质部位，转移时要有 Pi 与之对等交换，才能在

该部位进一步合成蔗糖。

62 63 光合作用细胞在合成蔗糖时， FBPase果糖二磷酸酯酶酶受F2,6P的高度调节。在

F2-6P下降时，蔗糖合成增多。 63 64 在光下由于DHAP 上升及 Pi浓度下降，导致 F6P,2K失活，2-激酶活性下降， F-2, 6-Pase 酯酶活性提高，使F2-6P含量下降，蔗糖合成增加。 64 65 糖叶与粉叶在光和作用直接产物方面有较大差异，糖叶光合时主要形成蔗糖，并及时的向外运输。粉叶光合产物先形成淀粉；并积累在叶片中。

65 66 国际通用的光强标准单位是 PAR 光合有效辐射和 PPF光和光子通

量。

66 67 农作物中，水稻和小麦是三碳植物，而玉米和高梁是四碳

植物。

67 68 对C3农作物进行CO2施肥，既可提高其光合作用，又可降低光呼吸，因

此能增加光合产物的积累。

68 69 与C3植物相比，C4的光饱和点高，CO2补偿点低，呼吸作用。 70 提高环境CO2浓度，棉花、水稻等植物的光合速率增加，但玉米、高梁等植物的光合速率维持不变。

69 71 近期大量的研究表明，在不增加N投入的情况下，增加大气CO2浓度对 C3 光合途径

植物可暂时增加光合，而对 C4 光合途径植物来说，光合反会下降。

70 72 与C3植物相比，C4的光补偿点低，主要是因为 PEP羧化酶对碳酸氢根的亲和力

很高，在低浓度的CO2的情况下也能够进行羧化反应。

71 73 强光导致光合下降的现象称光抑制，其主要原因是 PS二关闭不吸收和转化光能、导

致PS二中的D1,D2等多肽变型，引起PS2损伤、和生成活性氧，使光和膜等受损等所致。

72 74 在水分不足的情况下，植物光合下降，其原因有气孔开度下降，通过气孔进出的水和CO2

减少（气孔导度和胞间CO2下降）和Rubisco活性下降和光化学反应下降。

73 75 在水分不足的情况下，植物光合下降伴随着Ci的下降和气孔导度的下降，该时光合的限

制因子主要是通过气孔进出的水和二氧化碳减少光合作用底物减少。如植物光合下降伴随着气孔导度的下降和Ci的上升，该时光合的限制因子主要是非气孔因子。

74 76 在光合最适温度以下，如提高温度，CO2补偿点降低，饱和点提高。 75 77 在光合最适温度以上，提高温度CO2补偿点，饱和点。

76 78 对多种农作物进行CO2施肥，既可提高光合持续期，又可降低

其。

77 79 O2对植物光合作用的抑制称瓦布格效应。

78 80 Chlororespiration是指。

三、选择题

1. 温室效应的主要成因是大气 4 含量增多造成的。（1）O3+ CO2 （2）CO2+SO2 (3) HF+CH4 （4）CO2+CH4 2. 叶绿素分子的叶醇基是 3 化合物。

（1）脂肪醇（2）倍半萜（3）二萜（4）单萜 3. 叶绿素分子的头部是 4 化合物。

（１）萜类（2） Fe卟啉环（3）Fe吡咯环（４） Mg卟啉环 4. 叶黄素分子是 4 化合物。

（１）单萜（2）倍半萜（３）二萜（４）四萜 5. 红光的波长大致在 4 mm范围。

（1）250-390 （2）390-480 （3）500-600 （4）620-700

6. 在400-700nm光波长中，对植物光合作用不重要的波长段是 3 。（1）黄光区（2）红光区（3）绿光区（4）蓝紫光区 7. 叶绿素提取液，如背着光源观察，其反射光是 1 。（1）暗红色（2）橙黄色（3）绿色（4）蓝色

8. 早春，作物叶色常呈浅绿色，主要是 3 引起的。

（1）吸收氮肥困难（2）光照不足（3）气温偏低（4）细胞内缺水 9. 光合链中的最终电子受体是 4 。（1）H2O （2）CO2 （3）O2 （4）NADP 10. 光合作用中的最终电子受体是 4 。（1）H2O （2）CO2 （3）O2 （4）NADP

11. 光合作用中的电子传递发生在在 2 。

（１）叶绿体膜上（２）类囊体膜上（３）叶绿体间质中（４）类囊体腔中 12. 光合作用中的碳同化发生在 3 。

（１）叶绿体膜上（２）类囊体膜上（３）叶绿体间质中（４）类囊体腔中 13. 光合作用中的光合磷酸化发生在 2 。

（１）叶绿体膜上（２）类囊体膜上（３）叶绿体间质中（４）类囊体腔中 14. 光合作用中的光能吸收和传递发生在 2 。

（１）叶绿体膜上（２）类囊体膜上（３）叶绿体间质中（４）类囊体腔中 15. 光合作用中的原初反应发生在 2 。

（１）叶绿体膜上（２）类囊体膜上（３）叶绿体间质中（４）类囊体腔中 16. 光合作用中ATP和NADPＨ的形成，发生在 3 。

（１）叶绿体膜上（２）类囊体膜上（３）叶绿体间质中（４）类囊体腔中 17. 通过光合作用的原初反应把 1 。

（1）光能变为电能（2）光能变为化学能（3）电能变为化学能（4）水分解 18. 光合作用的原初反应是指光能转变成 1 的过程。

（1）电能（2）化学能（3）同化力（4）碳水化合物 19. 光合作用的光化学反应是指 2 的过程。

（1）光能吸收传递（2）光能变电能（3）光能变化学能（4）电能变化学能 20. 光合作用的电子传递是 4 的过程。

（１）光能吸收传递（２）光能变电能（３）光能变化学能（４）电能变化学能 21. 光合作用的碳同化的过程是 2 的过程。（1）光能变电能（2）活跃的化学能变为稳定的化学能

（3）电能变化学能（4）稳定的化学能变为稳定的化学能 22. 作用中心色素的直接功能包括 3 。（1）吸收光能（2）通过诱导共振传递光能

（3）利用光能推动电子流动（4）推动跨膜H梯度的形成 23. 光合作用放氧是在叶绿体的 3 部位发生的。（1）被膜（2）间质（3）光合膜上（4）类中体内腔 24. 高等植物光合作用产生的O2来自 2 。

（1）CO2 （2）H2O （3）H2S （4）HOCH(CH3)CH3 25. PSII的原初电子受体应为 1 。

（1）Pheo(去镁叶绿素) （2）Q （3）PQ （4）Ao

26. 光合链中，数量最多又同时起电子、质子传递的组成是 2（质体醌）。

（1）Fd （2）PQ （3）QA （4）NADP 27. 光合链中的最终电子供体是 1 。

（1）H2O （2）CO2 （3）O2 （4）NADP

28. 光合链上的PC是一种含元素 3 的电子递体。（1）Fe （2） Mn （3）Cu （4）Zn

29. 光合链中的PQ，每次能传递 3 。

+ +

（1）2e- （2）2H（3）2e-和2H （4）2H2

30. 光合链中的Ｆd是一种含 1（铁氧还蛋白）的电子传递体。（1）Fe （2）Cu （3）Mn （4）Ca

31. 光合链中的QA，每次能传递 2 。

（1）2e （2）1e（3）e和H （4）2H

32. 光合链中的Ｆe-S中心，每次能传递 2 。

（1）2e （2）1e（3）e和H （4）2H

33. 光下叶绿体的类束体内腔的pH值往往 3 间质的pH值。（1）高于（2）等于（3）低于（4）无规律性

34. 光下叶绿体间质的pH值往往 1 类束体内腔的pH值。（1）高于（2）等于（3）低于（4）无规律性

35. 暗中类束体腔内的pH值往往 1 叶绿体间质的pH值。（1）高于（2）低于（3）等同于（4）无规律 36. 光合碳循环（C3途径）中的CO2受体是 4 。（1） PEP （2） PGA （3） Ru5P （4） RuBP 37. C3途径固定CO2的酶是 3 。

（1）PEP羧化酶（2）PEP羧激酶（3）RuBP羧化酶（4）Ru5Pp激酶 38. 光合碳循环中最先形成的C6糖是磷酸 4 。（1）核酮糖（2）赤藓糖（3）葡萄糖（4）果糖 39. C4植物叶肉细胞中固定CO2的受体是 1 。（1）PEP （2）PGA （3）Ru5P （4）RuBP 40. 在C4途径中，CO2的受体是 3 。（1）Ru5P （2）RuBP （3）PEP （4）E4P

41、玉米的PEPCase固定CO2在 2 中。

（1）叶肉细胞的叶绿体间质（2）叶内细胞质（3）维管束鞘细胞的叶绿体间质（4）维管束鞘细胞质

42、C4植物光合过程中，OAA还原为Mal在 2 中。

（1）叶肉细胞的叶绿体间质（2）叶内细胞质（3）维管束鞘细胞的叶绿体间质（4）维管束鞘细胞质

43、CAM植物PEPCase固定CO2在 2 中。

（1）叶肉细胞的叶绿体间质（2）叶内细胞质（3）维管束鞘细胞的叶绿体间质（4）维管束鞘细胞质

44. 夜间，CAM植物的液泡内积量大量的 3（苹果酸）。（1）氨基酸（2）糖类（3）有机酸（4）CO2 45. CAM途径中最先固定CO2的产物是 2 。

（１）Mal （2）OAA （３）Asp （4）Glu 46. 光呼吸的底物是 3 。

（1）丝氨酸（2）甘氨酸（3）乙醇酸（4）乙醛酸

47. Rubisco是双功能酶，在CO2/O2比值相对较高时，主要发生 3 反应。（１）加氧反应大于羧化反应（２）加氧反应（３）羧化反应

48. Rubisco是双功能酶，在CO2/O2比值相对较低时，主要发生 2 反应。（１）羧化反应（２）加氧反应（３）羧化反应大于加氧反应 49. 光合产物是以 4（GAP）从叶绿体转移到细胞质去的。（1）核酮糖（2）葡萄糖（3）蔗糖（4）磷酸丙糖 50. 光合细胞是在 1 内合成淀粉的。

（1）叶绿体（2）过氧化物体（3）线粒体（4）细胞质 51. 绿色细胞中光合作用产物合成蔗糖是在 3 里进行的。（1）叶绿体间质（2）线粒体间质（3）细胞质（4）液泡 52. 叶片在 3 阶段，其光合速率往往最强。

（1）幼龄（2）正在生长展开（3）充分生长展开（4）成熟衰老

53. 作物在抽穗灌浆时，如剪去一部分穗部，其余叶片的光合速度 1 。（1）适当增强（2）随之减弱（3）基本不变（4）变化无规律 54. 在一定范围内增加空气中的CO2浓度，C4植物的光合作用 1 。（1）继续增加（2）反而下降（3）变化不大（4）全可能 55. 玉米、高粱植物在600µl/l的CO2浓度下，理论上其光合速率与大气CO2下相比 3 。（1）明显增强（2）显著下降（3）变化不大（4）前三项均可能

56、水稻、棉花等植物在600µl/l的CO2浓度下，其光合速率比大气CO2浓度下 1 。（1）明显增强（2）显著下降（3）变化不大（4）前三项均可能 57. 如果光照充足，温度偏高，这时叶片光合CO2补偿点 1 。（1）明显升高（2）有所降低（3）变化不大（4）前三项均可能 58. 在其他条件适宜而温度偏低时，如提高温度，光合作用的光补偿点 2 。（1）明显上升（2）有所下降（3）不变化不大（4）前三项均可能

59. 在其他条件适宜而光照不足时，如增加光强，光合作用的CO2补偿点。（1）上升（2）下降（3）变化不显（4）规律变化

60. 轻微失水对叶片的扩展和光合作用都有影响，相比起来，叶片扩展受到的影响 2 。（1）更严重（2）比较轻（3）钾（4）镁

61 缺水影响光合作用，与成熟叶相比，幼叶受到的影响 1 。（1）更严重（2）比较轻（3）差异不大（4）无一定规律

62. 从理论计算，C3植物光合作用每同化1分子CO2所需光量子为 3 个。（1）2-4 （2）4-8 （3）8-10 （4）12-16

62. 从理论计算，C4植物光合作用每同化1分子CO2所需光量子为 3 个。（1）20-24 （2）40-48 （3）8-10 （4）12-16

四、问答题

1. 什么是光合作用?其意义有哪些?

2. 叶绿体结构怎样,其各部分有哪些功能? 3. 为什么叶绿素吸收红光和蓝紫光?

4. 简述影响叶绿素的生物合成的环境因子。

5. 秋天为什么许多植物的叶片会变黄，而有些植物叶片变红？ 6. 试说明光合作用的同化力是如何产生的？

光合作用的同化力即ATP和NADPH。

7. 光合作用的总过程可分为哪几个阶段，简要说明其过程及其发生的部位。（P77~P97）

光合作用总过程可分为三个主要阶段。

一，原初反应，包括光能的吸收，传递和光化学反应，发生部位在光合膜即类囊体膜上。二，电子传递和光合磷酸化，光合膜上。

光合电子传递，通过光合链，电子由H2O经4个主要复合体非环式、环式、假环式三种途径中任意，以NADP+为最终受体。同时伴随水的光解和氧的释放。

光合磷酸化，光下叶绿体在观和电子传递的同时，使ADP和Pi形成ATP。

三，碳同化，包括C3，C4，CAM途径。在叶绿体基间质中进行。把ATP和NADPH中活跃的化学能转化为稳定的化学能。

C3途径包括羧化，还原和RuBP再生阶段；C4途径包括CO2固定（叶肉细胞），转移（至维管束鞘细胞）和PEP再生（叶肉细胞）阶段；CAM途径，夜间气孔开放，固定CO2，白天同化CO2。

8. C3途径分分几个阶段，各有何特点？（P87~89）

C3途径在叶绿体间质中进行，分3个阶段。 1，羧化阶段，CO2的固定。间质中的CO2与CO2的受体RuBP和H2O反应生成3-PGA的过程。可

能生成中间产物。

2，还原阶段，利用“同化力”（ATP和NADPH）还原3-PGA为3-GAP，生成第一个三碳糖。 3， RuBP再生阶段，Calvin循环中生成的GAP除用于输出叶绿体合成蔗糖或在叶绿体内合成淀粉

外，一部分GAP要用于RuBP的再生。

9. 为什么C3途径是光合同化CO2的最基本途径?

因为只有C3途径具备合成蔗糖，淀粉以及脂肪和蛋白质等光合产物的能力，另外两条途径（C4，CAM）只起固定，运转或暂存CO2的功能，不能单独形成碳水化合物。

10. C3植物每同化1分子CO2，要消耗几分子ATP，何故？（P89）

3分子ATP，2分子（NADPH）。

每分子RuBP固定1分子CO2形成2分子PGA，2分子PGA消耗2分子ATP形成DPGA，2分子DPGA还原为2分子GAP消耗2分子NADPH，加上美分子Ru5P转变为1分子RuBP消耗1分子ATP。

11. C4植物每同化1分子CO2，要消耗几分子ATP，何故？（P92~93）

5分子ATP。

C3途径中3分子ATP。PEP再生阶段，1分子ATP变为AMP，AMP变为ADP还需1分子ATP。

12. C4植物光合作用的C4途径和C3途径是在什么部位进行的，二者如何联系？

C4途径：叶肉细胞；C3途径：维管束鞘细胞。

在C4植物的光合作用中，CO2先在叶肉细胞中被PEP固定形成OAA，OAA形成苹果酸或天冬氨酸运入维管束鞘细胞。进入维管束鞘细胞的C4化合物脱羧放出CO2，CO2被C3途径再次固定。被脱羧后的C3以丙酮酸到达叶肉细胞中重新生成PEP以固定CO2。

13. C4植物在光合作用方面有哪些特点不同于C3植物？把C4植物称为“高光效植物”是否合理，为什么？

C4 和 C3 植物在光合方面的不同主要有光合进行的部位的不同和光合途径的不同。

C3植物只有叶肉细胞具有叶绿体，其光合只有C3途径。光合作用的全过程均在叶肉细胞的叶绿体内完成。固定CO2的最初酶是RuBPCase,固定CO2后的最初产物是3—PAG，并进一步还原为糖。C3植物进行CO2固定的循环称为光合碳循环或Calvin循环。C4植物在叶结构上具有绿色的叶肉细胞和花环状的维管束鞘细胞叶绿体，其光合有C4和C3两途径。光合作用的全过程先在叶肉细胞的胞质中由PEPCase进行CO2固定，再输入到叶绿体内进行还原，形成OAA或ASP，进一步转入维管束鞘细胞，脱羧放出CO2，CO2最终进入维管束鞘叶绿体，进行光合碳循环，形成3—PAG，并进一步还原为糖。

所谓高光效植物是指吸收同样的光能同化更多的CO2或形成更多的干物质，把C4植物称之为高光效植物有一定道理但不完全正确。因为C4植物的高光效是有条件的。由于RuBPCase的双重功能，加氧和羧化，CO2常成为C3植物的光合的限制因素，这在高温、强光和低RH导致气孔关闭时尤为明显，这时C3植物的光呼吸大大增加，净光合速率大为降低，光能利用率下降，人们就认为它是低光效植物。但C4植物由于PEPCase对CO2的强亲和力，借助于高光强，仍能把低浓度的CO2固定，并不断的输送到RuBPCase的羧化位点，有效防止其加氧反应，控制了光呼吸的发生，光合速率和效率更高，因些这种条件下，其是高光效植物。但是，C4植物固定1分子的CO2需要5分子ATP，比C3植物多2分子，这些ATP是通过光能来形成，如果把它置于低光照下，会由于ATP的不足，使两条途径竞争ATP，光合速率反而低，这时无疑C4植物成为低光效植物。

14. CAM植物每同化1分子CO2，要消耗几分子ATP，何故？

5个ATP. CAM植物以PEP为受体固定CO2，PEP再生时消耗2个ATP；加上C3途径中固定同化1分子CO2需要3分子ATP，所以CAM植物每同化1分子CO2，要消耗5分子ATP。 15. 为什么Rubisco是光合作用中一个关键的酶？

Rubisco是光合作用中关键的酶，它同时具有RuBP羧化酶和RuBP加氧酶的活性。首先它是C3途径中唯一的一步把CO2变成有机物的酶，即催化C3途径的羧化阶段，使RuBP与CO2结合形成3-PGA；其次在光呼吸中催化RuBP与O2结合形成磷酸乙醇酸，为光呼吸提供原料，光呼吸通过一系列反应又把有机物变为CO2。

16. 试述光合碳循环与光呼吸的关系。

光呼吸的反应物RuBP也是C3途径的初反应物，经过Rubisco的脱羧和加氧催化后，产物回进入光合碳循环。Rubisco的加氧催化产物之一：磷酸乙醇酸进入光呼吸的途径。

光呼吸降低了叶绿体间质中O2的浓度，提高了CO2的浓度，防止O2对碳同化的毒害，同时保持了Rubisco羧化的活性。反过来，碳循环对周围的O2和CO2浓度的影响，可以影响Rubisco是发生羧化还是发生氧化反应，很大程度上影响了光呼吸的大小。

光呼吸的产物，如3－PGA等还会参与卡尔文循环，再生RuBP。 17. 简述光对光合作用的影响。

18. 论述光对光合作用的影响。

1光是光合作用的能量来源，绿色细胞将光能转化为有机物中贮存的化学能。光能被集光色素传递给作用中心色素，色素利用光能进入激发态，激发能在电子传递链中随高能电子的传递而传递，最后合成ATP和NADPH，他们是碳同化的主要动力和还原剂来源。

光是叶绿体和叶绿素合成的必要条件。叶绿体是由顶端分升组织内的原质体发育而来，原质体发育成为前质体，在有光条件下，继续发育出成熟的类囊体等结构，成为具有光合功能的叶绿体。叶绿素在合成的过程中，原叶绿素酸酯只有在光照条件下才能够合成叶绿素酸酯，缺光条件因此不能合成叶绿素，叶绿体发育也只能停留在原叶体（黄化质体）阶段。

光对光合作用还有抑制作用，表现为强光下光合速率降低。其原因是由光合机构接受光能超过光合作用所能利用的光能数量所引起的。过剩光能越多，光合系统受损程度越大，光合作用越弱。

最后很多光合作用的酶是由光参与调控的。如Rubisco、PGAld-3P-DH、FBPase、SBPase、Ru5PK。光通过对此类酶的调节，可对光合作用起到调节作用。

19. 试分析光合作用出现光饱和现象的原因。

主要原因是同化力不能完全在碳同化反应中被利用完，导致部分或全部光合作用中心关闭，使光能以其他形式散失而浪费。 20. 试从CO2和O2的浓度，分析它们对光合作用的影响。

CO2是光合作用的原料，在一定范围内，光合速率随CO2浓度增加而增加，到CO2饱和点后，再增加CO2浓度，光合速率也不再增加。但另一方面，CO2浓度过高，使气孔开度减小，是叶内CO2浓度不再增加；有的植物在CO2浓度过高时还会发生中毒现象。如果植物长期生长在高CO2条件下，光合会下调到原来大气CO2浓度的水平。

对于C3植物，O2浓度的增加会降低光合速率，因为氧气提高 Rubisco加氧酶活性，加强C3植物的光呼吸；氧气与NADP竞争光合链上的电子，使NADPH减少，同时生成活性氧，加速光合器官的光氧化，降低了光能的吸收、传递和转换。

21. 植物为什么会出现“午休”？如何减轻植物的“午休”？

中午相对湿度过低，导致叶片失水过多，气孔关闭影响CO2进入。提高湿度，增加CO2浓度等仍可使光合迅速恢复。但如长时期低湿加强光照，就会引起光系统的损伤和Rubisco等活性的降低，导致“午睡”一降不起。这种情况须待光强下降甚至过夜后才能恢复。

22. 为什么理论上计算C3植物固定1分子CO2需8-10个光量子? 23. 你认为可从哪些方面提高植物光合能力?

植物光合能力是由光能吸收传递和转化能力，CO2固定途径，电子传递和光合磷酸化能力及固定CO2的有关酶活等决定的。可以从这些方面来提高光合能力。

一共五点，书P100-101

24. 从分子生理的角度，如何提高植物光合能力？ 25. 从农林业生产的角度，如何提高植物光能利用率？

光能利用率指投射到作物表层的太阳光能或光合有效辐射能被植物转化为化学能的比率。它是估算生产潜力的前提。生产潜力是在一系列最优条件组合（温度、水分、养分、土壤以及社会经济条件等）下，植物所能达到的生产力，这是植物的理论生产力，它仅取决于植物的光能利用率。提高植物光能利用率的本质就是增加单位面积的生物学产量。除了考虑减少漏光、反射、透射损失外，还应考虑提高吸收光能的转换率和降低消耗。大致有以下几个方面。

1.选择合理种植方式：在温度条件允许情况下，最大可能延长光照时间；阳光最强时期具有较高的叶面积

系数，使温度、光强、叶面积系数的乘积之和达到最大值，据此可采取间套复种与合理选择行局和行距等，达到提高光能利用率的日的。 2.选育、推广优良品种

选育、推广合理的叶型、株型、高光效低光呼吸的品种是提高光能利用率的主要途径之一。就叶型来说，在作物群体中，接近直立的叶片比接近水平的叶片能更均匀地将所接受的光能分配给全部光合器官，从而更好地利用光能．矮秆品种株型紧凑，叶片短而挺直，耐肥抗倒伏，经济系数也较高，有利于增产。在光强和温度均较低的地区和季节，宜选育光合效率相对高的碳三植物。

3.改善CO2、水分条件，增加光合能力

合理密植可使作物群体通风透光，多施有机肥料和含有CO2的化肥，提高空气中CO2的浓度，对经济

作物和粮食作物都有增加生长量与产量的效果。足够的水分对加强光合作用也是十分重要的。叶片缺水，气孔开度变小，甚至关闭，影响CO2的吸收，蒸腾减弱，叶温增高，从而增加呼吸消耗，降低了净光合生产率。

25. 从农林业生产的角度，如何提高植物光能利用率？

在农业生产上：经济产量=生物学产量×经济系数，而生物学产量是由五个因素(光合面积×光合强度×光合时间-光合产物消耗)相互作用的结果，经济系数则是有多少光合产物运输到了收获的经济器官之中。生产上提高产量的光合的原理主要是提高植物群体的光合生产率。

在提高生物学产量方面，一是要增加光合面积。使叶面积指数达到一个合适的值,通过合理密植、合适的肥水管理和良好的株型调节，既能在最大生育期充分吸收光能，又能保持下部叶片的光照在光补偿点以上，防止叶片新老交替过快。二是延长光合时间，主要是指延长全年利用光能的时间。生产上常用，提高复种指数、合理的间套作和延长单季光合时间。当前特别是要充分运用设施栽培，来植物外界生长环境，延长全年种植时间，进行集约化生产。二是提高光合速率降低呼吸消耗，才传统的高光效育种、提高CO2浓度和合适的肥水管理的基础上开展高光效植物基因改良研究，如把C4植物光合关键酶转入C3植物，对光合关键酶进行分子结构改造，提高其对CO2的亲和能力，抑制光呼吸、减轻光合光抑制等植物基因改良和化学措施的应用等。

第四章植物呼吸作用

一、名词解释（写出下列名词的英文并解释）

糖酵解：(EMP)己糖部分氧化降解成丙酮酸并生成2分子NADH和2分子ATP的过程： C6H12O6+2NAD++2ADP+2Pi→2pyr+2NADH+2H++2ATP+2H2O。

三羧酸循环：(TCA)糖酵解的产物丙酮酸，在有氧的条件下，在线粒体基质中经三羧酸、二羧酸逐步氧化分解成CO2并生成ATP、NADH和FADH2的过程。

2pyr+8NAD++2FAD+2ADP+2Pi+4H2O→6CO2+2ATP+8NADH+H++2FADH2

戊糖磷酸途径：（PPP）葡萄糖-6-磷酸除了进行糖酵解之外还可以直接脱氢氧化，形成6-磷酸葡萄糖酸，再在脱羧酶的作用下，进一步脱羧氧化，将NADP+还原成NADPH+H+，并放出CO2，形成核酮糖-5-磷酸的过程。

呼吸链：Respiratory chain EMP、TCA和PPP途径中形成的NADH、NADPH和FADH2需要沿着一系列的按氧化还原电位高低有序排列在线粒体内膜上的氢及电子传递体，最后传递到O2形成H2O并生成造成H+跨膜运动。这一系列电子以及H+的传递链称为呼吸链。 NADH → FMN→ Fe-S → UQ→ Cytb→ Cytc → Cyta a3

P/O比：即每消耗一个氧原子，无机磷与ADP结合形成ATP的数目。P/O比表示了线粒体氧化磷酸化的活力。

巴斯德效应：Pasteure effect 巴斯德在用酵母生产葡萄酒时发现在空气中酵母生长快，产生的CO2和乙醇少；而在厌氧的条件下，酵母的生长缓慢，耗糖多而产生的CO2和乙醇也多。这种O2对无氧呼吸的抑制称为巴斯德效应。

呼吸速率：Respiration efficiency单位重量在单位时间释放的CO2或吸收O2的量。

末端氧化酶：Terminal oxidase :是指把底物的电子传递到分子氧并形成水或过氧化氢的酶。植物体中细胞色素氧化酶是最重要的末端氧化酶。

细胞色素氧化酶：cytochrome oxidase是一种含铁和铜的氧化酶，含有细胞色素a及a3，铁卟啉为其辅基，细胞色素a3中的铁原子只与卟啉环及蛋白质形成五个配位键，还有一个配位键可与氧结合。反应时，细胞色素氧化酶把细胞色素a的电子传给O2，使其激活，与质子（H+）结合形成水。细胞色素氧化酶对O2的亲和力很高，但它也可以与CN-、N3-、CO结合，抑制呼吸作用的进行。

交替氧化酶：alternate oxidase 在天南星科海芋属植物在开花时，花序的呼吸速率很高，并且不会受到CN-、N3-、CO的抑制。这种呼吸被称为抗氰呼吸，而这条呼吸链中对氰化物不敏感的氧化酶称为交替氧化酶或抗氰氧化酶。电子从CoQ经交替氧化酶的传递，直接交给O2形成一条缩短的支路。不过交替氧化酶亲和力低得多，而且交替电子传递不太会与氧化磷酸化作用相偶联，所以这条途径主要产生热量而不形成ATP。

能荷：energy charge (EC) ATP、ADP及Pi在细胞中的浓度被认为是调控呼吸作用的一个重要因素。因

此，能荷代表了细胞的能量水平。能荷=（[ATP]+1/2[ADP]）/（[ATP]+[ADP]+[AMP]）。通过反馈调节，生活细胞的能荷一般稳定在0.75-0.95之间。

能荷调节：ATP+AMP→2ADP通过腺苷酸酶可达到平衡。通过反馈调节，当能荷变小，细胞会相应地启动、活化ATP的合成反应，反之当能荷变大时，则ATP合成反应就变慢。因此生活细胞的能荷一般稳定在0.75-0.95之间。

生物氧化：Biological oxidation 广义上指在活细胞内,有机物质氧化降解,包括消耗O2,生成CO2和H2O及放出能量的总过程。它是经一系列酶催化、在常温和以H2O为介质的环境中进行,并且是逐步完成的,能量也是逐步释放出来的。这些能量的相当大部分是以高能键形式贮存,供各种生理活动之需。狭义上指电子传递、氧化磷酸化吸氧和产生H2O的过程。

氧化磷酸化：Oxidative phosphorylation （当底物脱下的氢经呼吸链（氢和电子传递体）传至氧的过程中,伴随着ADP和Pi 合成ATP的过程称氧化磷酸化。）Mitchell化学渗透学说，当电子在呼吸链中传递时，H+被泵到膜间空间中，形成了跨膜的电化学梯度。电化学梯度的能量通过内膜上的ATP合成酶转化成化学能贮存在ATP中。这一氧化作用和ATP合成的磷酸化作用偶联称为氧化磷酸化。

抗氰呼吸：在天南星科海芋属植物在开花时，花序的呼吸速率很高，并且不会受到CN-、N3-、CO的抑制。这种呼吸被称为抗氰呼吸，而这条呼吸链中对氰化物不敏感的氧化酶称为交替氧化酶或抗氰氧化酶。生长呼吸：维持呼吸：

呼吸商：R.Q (Respiration Quotient) 又称呼吸系数，是植物组织在一定时间内释放的CO2的摩尔数与吸收的O2的摩尔数的比率。它表示了呼吸底物的性质及氧气供应状态的一种指标。当呼吸底物是糖类而又完全氧化时，R.Q.=1。而脂类比糖的还原程度高，所以脂类在生物氧化时需要更多的氧，其R.Q.<1。而氧化程度比较高的物质，如有机酸的R.Q.>1。无氧呼吸RQ远大于1，而不完全氧化的RQ值小于1。

温度系数：温度每升高10度所引起的呼吸速率的增加的倍数，如Q10=（t度+10度）时的呼吸速度/t度时的呼吸速率。

安全含水量：temperature coefficient (Q10) 适于周年长期保管的种子含水量称安全含水量。呼吸跃变：部分果实成熟过程呼吸渐渐下降,但在成熟前呼吸又急剧升高,达到一个小高峰后再下降的现象。如苹果、梨、香蕉、草莓等, 称跃变型果实。二、填空题

1 植物正常呼吸时，主要的呼吸底物是葡萄糖；但在持续饥饿条件下，它将动用氨基酸、脂肪用于呼吸代谢。

2 有氧呼吸可分成糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化三个阶段。

3 催化EMP的酶系分布在细胞质内，催化TCA循环的酶系分布在线粒体基质内，催化PPP的酶系分布在细胞质内。

4 糖酵解的最终产物是丙酮酸，在有氧条件下，它进入线粒体彻底氧化分解；在转氨酶作用下则可生成丙氨酸。

5 高等植物的无氧呼吸随环境中O2的增加而减弱，当无氧呼吸停止时，这时环境中的O2浓度称为消失点。

6 高等植物如果较长时间进行无氧呼吸，由于有机物的过度消耗，中间产物（ATP？）供应不足，加上酒精、乳酸的积累，因而对植物是不利的。

7 高等植物的某些部位（或时期）在正常情况下也局部进行无氧呼吸，例如块根和块茎。

8 种子从吸胀到萌发阶段，由于种皮尚未突破，此时以无氧呼吸呼吸为主，RQ值 >1 ，而从萌发到胚部真叶长出，此时转为以有氧呼吸为主，淀粉类种子RQ = 1，油料和蛋白质种子RQ < 1。

＋

9 高等植物在正常呼吸时，主要脱氢酶的辅酶是 NAD ，是终的电子受体是氧气。

＋＋

10 糖酵解过程的氢受体是 NAD ，磷酸戊糖途径的氢受体则是 NADP ，因此二者的比例在代谢调节中起看一定的作用。

11 催化PPP的酶系分布在细胞质，催化EMP的酶系分布在细胞质，催化TCA环酶系分布在线粒体衬质，而电子传递的部位是在线粒体内膜。

12 糖代谢是通过中间产物乙酰CoA 和 NADPH 与脂肪代谢相联系的。

13 芳香族氨基酸的合成，需要由PPP与EMP途径分别提供中间产物莽草酸和乙酰CoA 作为其碳架。

14 在磷酸戊糖途径的中间产物中，戊糖化合物是合成核酸的原料，赤藓糖-4-磷酸和3-磷酸甘油酸可与糖酵解中的乙酰CoA 形成莽草酸。

15 糖代谢通过其中间产物草酰乙酸、 α－酮戊二酸和丙酮酸与氨结合成相应的氨基酸与氮代谢相联系。

16 糖代谢的多种中间产物可用于其他物质的合成，例如：乙酰CoA 与莽草酸可用于合成芳香族氨基酸，而合成萜类的起始物是乙酰CoA 。

17 进行磷酸戊糖途径的部位是在细胞质，其氢的受体是 NADP＋。

18 线粒体是进行有氧呼吸的细胞器，在其内膜上进行电子传递和氧化磷酸化过程，衬质内则进行三羧酸循环。

19 呼吸链上的CoQ是醌类化合物，其作用是传递质子和电子。 20 线粒体内的末端氧化酶有细胞色素氧化酶和交替氧化酶等。

21 细胞色素是通过元素 Fe 的变价来传递电子的，而CoQ是通过 CoQ与CoQH2 互变来传递电子和质子的。

22 线粒体以外的末端氧化酶主要有抗坏血酸氧化酶、酚氧化酶和黄素氧化酶等。 23 天南星科植物的佛焰花序放热较多，这是由于进行抗氰呼吸的结果。 24 抗氰呼吸释放出较多的热量，这种呼吸生成的ATP 很少。

25 植物细胞内产生ATP的方式有三种，即底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化。 26 正常呼吸链上的末端氧化酶是细胞色素氧化酶，植物进行抗氰呼吸时，其末端氧化酶是交替氧化酶，放热呼吸的呼吸链上的末端氧化酶是交替氧化酶。

27 Cytb中文名叫细胞色素b ，它是通过元素 Fe 的变价来传递电子的。

28 Pasteur效应是指氧气对无氧呼吸的抑制现象；Warburg效应是指氧气对光合作用的抑制现象。

29 若细胞内的腺甘酸，全部是 AMP 时，其能荷为0，全部是 ATP 时其能荷为1，全部是 ADP 时能荷为0.5。

30 若细胞内的腺苷酸全部为AMP时，其能荷EC= 0 ；全部为ADP时，其EC= 0.5 ；全部以ATP存在时，其EC= 1 。

31 呼吸商是指呼吸作用中释放的 CO2 和消耗的 O2 的摩尔数的比率。

32 呼吸作用以糖做为呼吸底物时，其呼吸商RQ ＝1 ，若以有机酸做为呼吸底物时其RQ >1 。 33 以糖做为呼吸底物时，若细胞内发生局部无氧呼吸时，这时的RQ <1 。 34 影响植物呼吸速率的主要环境因素是温度、氧气和二氧化碳。

35 淀粉种子的安全水分约在 13 %，油料种子的安全水分大约 11 %，超出这一范围后，呼吸很快上升，其原因是呼吸和呼吸引起的。

36 要使粮油种子能周年贮藏，最主要的是要控制种子含水量和温度。

37 许多肉质果实在成熟时其呼吸作用急剧升高，达到小峰后又下降，这个时期称为跃变期，已查明激素乙烯与这一过程有密切的关系。

38 为延缓或抑制果实的呼吸跃变，通常可采取降温、降氧或加CO2 等措施。

三、选择题

1、糖代谢的磷酸戊糖途径是在 3 内进行的。

（1）线粒体（2）叶绿体（3）细胞质（4）细胞核 2、在糖酵解过程中，糖氧化时的氢受体是 2 。

（1）FAD （2）NAD （3）NADP （4）COQ 3、三羧酸循环中的主要氢受体是 1 。（1）NAD （2）NADP （3）FAD （4）CoQ

4、在缺氧条件下，呼吸速率减慢，底物分解速率 2 。

（1）也减慢（2）反而上升（3）变化不显（4）无一定变化规律 5、有氧条件下，植物组织呼吸速率增加，底物分解速率 1 。（1）加快（2）减慢（3）不变（4）变化无常 6、糖酵解的最后产物是 3 。

（1）丙酮（2）丙酸（3）丙酮酸（4）醛类

7、用标记C1和C6的葡萄糖分别测定呼吸放出的CO2来源，若测出的C6/C1接近于零，说明植物的呼吸主要

走 2 。

（1）EMP-TCA途径（2）PPP途径（3）两种途径相当

8、用标记C1和C6的葡萄糖分别测定呼吸产生的CO2来源，若测出的C6/C1比值约为0.6，说明植物组织的呼

吸代谢 3 。

（1）EMP-TCA途径（2）PPP （3）两种途径都在进行

9、用标记C6和C1的葡萄糖分别测定呼吸放出的CO2来源，若测出C6/C1的比值接近于1，说明植物组织的呼

吸代谢 1 。

（1）主要是EMP-TCA途径（2）主要是PPP途径（3）两种途径相当 10、在磷酸戊糖途径中，糖氧化时的氢受体是 2 。

（1）NAD（2）NADP+ （3）FAD （4）CoQ

11、呼吸链中的细胞色素主要靠元素 3 的变化来传递电子（1）钼（2）锰（3）铁（4）钙

12、苹果和马铃薯等切开后，组织变褐，是由于其末端氧化酶 4 作用的结果。（1）抗坏血酸氧化酶（2）抗氰氧化酶（3）细胞色素氧化酶（4）多酚氧化酶 13、呼吸作用发生解偶联是指 4 。

（1）底物氧化受阻（2）发生无氧呼吸（3）呼吸链电子传递中断（4）氧化磷酸化受影响 14、具有明显放热特征的呼吸途径，其末端氧化酶是 2 氧化酶。（1）细胞色素（2）抗氰（3）抗坏血酸（4）多酚 15、抗氰呼吸的最主要特征之一是 3 。

（1）P/O=2 （2）P/O=3 （3）放热（4）P/O=0 16、在有氧呼吸中，O2的作用是 4 。

（1）参与底物氧化（2）参与氢的传递（3）参与电子传递（4）作为电子的最终受体

17、巴斯德效应是指空气中的氧气能限制 1 的过程。（1）EMP （2）TCA循环（3）PPP （4）产生ATP 18、巴斯德效应是指 1 能限制糖酵解过程的现象。（1）氧气（2）CO2 （3）改善光照（4）防治病虫害

19、当细胞内的腺苷酸全以ADP状态存在时，其能荷等于 3 。（1）1 （2）0.75 （3）0.5 （4）0

20、植物组织进行强烈的需能反应时，其能荷 2 。（1）增大（2）减小（3）变化不大（4）无规律变化

21、某组织材料有ATP 16nmol、 ADP 2nmol、AMP 2nmol，该组织的能荷为 2 。（1）1 （2）0.85 （3）0.9 （4）0.8 22、呼吸商是呼吸过程中 2 的比值。

（1）吸收O2/放出CO2 （2）放出CO2/吸收O2 （3）吸收O2/产生H2O （4）放出CO2/产生H2O

23、以葡萄糖作为呼吸底物，其呼吸商 1 。（1）RQ=1 （2）RQ>1 （3）RQ<1 （4）RQ=0

24、若以有机酸作为呼吸底物，其呼吸商 1 。（1）RQ>1 （2）RQ=1 （3）RQ<1 （4）RQ=0

25、分生组织内由于有局部的无氧呼吸发生，因此其呼吸商 2 。（1）RQ=1 （2）RQ＞1 （3）RQ＜1 （4）RQ=0

26、与油料种子相比，淀粉种子萌发时消耗的氧气 2 。（1）更多些（2）较少（3）差异不大（4）差异不规律 27、某组织材料的呼吸强度在10C时为8（mgCO2/千克时），15C时为12， 20C时为16，其10～20C

的温度系数Q10= 4 。

（1）1.5 （2）0.66 （3）1.5 （4）2.0

28、植物在受伤或感病时常常改变呼吸作用途径，使 3 加强。（1）TCA （2）无氧呼吸（3）PPP （4）乙醛酸循环 29、粮油种子贮藏应注意控制的首要因素是 2 。（1）温度（2）含水量（3）气体成分（4）避光 30、呼吸跃变现象的出现与 1 的产生有关。（1）乙烯（2）糖（3）H2O2 （4）CO2

四、问答题

1. 什么是呼吸作用?其生理意义有哪些?

答：呼吸作用是指一切生活细胞经过某些代谢途径使有机物氧化分解，并释放出能量的过程。生理意义有（1）提供植物生命活动所需要的大部分能量；（2）呼吸降解过程的中间产物为其他化合物的合成提供原料。

2. 有氧呼吸的总过程可分哪几个阶段？简述其发生的部位和代谢物的衔接。

答：分为糖酵解、三羧酸循环和氧化磷酸化。糖酵解发生在细胞质，三羧酸循环发生在线粒体衬质，氧化磷酸化发生在线粒体内膜上。糖酵解与三羧酸循环的衔接代谢物是乙酰CoA，与氧化磷酸化衔接的代谢物是NADH和FADH2。

3. 高等植物的无氧呼吸是如何发生的（并简要说明其过程），它对植物有何利弊？

答：无氧呼吸是指在无氧条件下，生活细胞的呼吸底物降解为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。它使植物能适应不利环境，保持生命延续。但是长时间的无氧呼吸会对植物造成危害，因为无氧呼吸积累酒精、乳酸，导致蛋白质变性；植物消耗更多的有机物，造成体内养料损耗过多；代谢中间产物缺乏，其他物质合成受阻；根系缺氧还阻碍根尖合成的细胞分裂素从根部向地上部运输，养分元素的吸收减小，根际微生物产生的有毒物质积累。

4. 为什么说长时间的无氧呼吸会使植物受害，甚至死亡？

答：因为无氧呼吸积累酒精、乳酸，导致蛋白质变性；植物消耗更多的有机物，造成体内养料损耗过多；

代谢中间产物缺乏，其他物质合成受阻；根系缺氧还阻碍根尖合成的细胞分裂素从根部向地上部运输，养分元素的吸收减小，根际微生物产生的有毒物质积累。

5. 如何从C6/C1比值大小，分析植物体内呼吸代谢途径的类型？

答：当C6/C1等于1时，植物体内的呼吸代谢途径是糖酵解；大于0小于1时，糖酵解和戊糖磷酸途径都进行，等于0时，只进行戊糖磷酸途径。

6. 试从呼吸原理分析油料植物种子应浅播的原因。

答：脂类的还原程度高，在生物氧化时需要更多的氧。釉料种子萌发初期，脂肪酸在胚乳中转化或呼吸氧化。所以油料种子应浅播，保证种子获得足够的氧气。

7. 能荷怎样调节植物呼吸作用？

答：当能荷变小，会相应地启动、活化ATP的合成反应，反之，当能荷变大时，则ATP合成反应就变慢。

8. F-2，6-P如何调节植物呼吸作用。

答：F-2，6-P一方面是PFP和ATP－PFK的强活化剂，可促进果糖－1，6－二磷酸的形成，另一方面又是果糖－1，6－二磷酸酶的抑制剂，抑制果糖－1，6－二磷酸水解成果糖－6－磷酸，从而进一步有利于果糖－1，6－二磷酸积累，促进糖酵解过程。

它在胞质中的浓度水平取决于合成与降解它的酶的活性。果糖－6－磷酸激酶－2（PFK－2）和果糖－2，6－二磷酸酯酶（FBPase－2）分别催化果糖－2，6－二磷酸的形成和降解。3－磷酸甘油酸（3－PGA）、磷酸丙糖（TP）可抑制PFK－2活性，而Pi激活PFK－2活性；F6P和Pi均抑制FBPase－2的活性。 9. 试比较叶绿体和线粒体在结构、功能方面的异同点。 ①相似点：

1) 叶绿体和线粒体都是半自主性细胞器，它们都含有DNA和70S核糖体，能独立合成一些蛋白质； 2) 两者都具有双层膜结构，外膜透性较大，而内膜则具有较强的选择透性； 3) 两者都含有电子传递链，能产生ATP，与能量的转换有关。 ②不同点：

1) 叶绿体含叶绿素，通过光合作用，将光能转化为化学能，线粒体则将稳定的化学能转化为活跃的化学能――ATP，为生命活动提供直接的能源；

2) 叶绿体利用无机物合成有机物，而线粒体则氧化分解有机物；

3) 叶绿体内部的间质理埋藏着许多复杂的膜系统，形成类囊体结构，上面结合有光合色素，而线粒体中则有由内膜向内褶皱形成的瘠，上面附有ATP合成酶复合体。

10. 简述氧化磷酸化及其与光合磷酸化的异同。

相同点：都是伴随着电子的传递的同时，使ADP和Pi形成ATP的过程。根据化学渗透假说，两者通过膜两侧的质子剃度和电位差，由ATP合成酶把质子动力势转化为ADP和Pi合成为ATP的动力。不同点：

氧化磷酸化：在线粒体的内膜上进行，产生ATP的同时产生H2O，质子来源是NADH2+和FDAH.

光合磷酸化：在叶绿体的类囊体膜上进行，生ATP的同时产生NADPH，质子来源是H2O光解产生的。 11. 试比较光呼吸与暗呼吸的异同。两者都吸收氧气，放出二氧化碳不同点：

1）光呼吸的主要过程是乙醇酸的生物合成及其氧化代谢的过程，而暗呼吸是生活细胞经过某些代谢途径使有机物氧化分解，并释放能量的过程；

2）光呼吸的作用底物是RuBP，而暗呼吸的作用底物为各种有机物，如糖类、脂肪和蛋白质；

3）完成光呼吸全过程依次涉及到叶绿体、过氧化物酶体和线粒体三种细胞器，而暗呼吸主要在线粒体中进行；

4）光呼吸速率要比暗呼吸的高3～5倍；

5）光呼吸是植物的一种自身防护体系，而暗呼吸则为植物的生命活动提供能量； 6）光呼吸只能在光照下进行，而暗呼吸则没有这个约束。

12. 如何应用呼吸原理进行粮油种子贮藏？

种子呼吸受种子含水量，环境温度及气体成分的影响。其中控制种子水含量最重要，种子在进仓前必须充分晒干，使之低于安全含水量。适当调低保存的温度和粮仓内的气体成分对呼吸也有抑制作用，可以用充氮气，二氧化碳或密封缺氧的方法提高保存效果。

13. 为什么粮油种子必需晒干到其安全水分以内方可入仓贮藏？

充分干燥的种子，缺乏介质，呼吸微弱，但是当种子吸湿变潮时呼吸作用就增强，水分越多，呼吸作用越强，当种子含水量超过一定界限后，呼吸作用会骤然升高，使种子发热霉变。而适合于长期保存的种子含

水量称为安全含水量。

14. 如何协调温度，湿度及气体间的关系来做好果蔬的贮藏？

根据不同植物和不同地区的特点，可以采用不同的方法综合调节。目前比较有效的方法是进行气调贮藏即综合控制温度、湿度、氧气、 CO2，并即使排除乙烯来延长贮藏期。

15. 何谓呼吸跃变？为什么呼吸跃变过后，肉质果实就很快进入可食状态？

在果实最后成熟的过程中，有一种呼吸作用变化的类型是在成熟时呼吸又急剧升高，达到一个小高峰后再下降，这一过程称为呼吸跃变。呼吸高峰和果实中贮藏物质的水解过程是一致的。在经过呼吸跃变后，果实中的一些物质被水解成了糖类，果实进入成熟衰老阶段，所以很快可食。

16. 如何应用呼吸原理进行果实、蔬菜的保鲜贮藏？

呼吸高峰和果实中贮藏物质的水解过程是一致的。显然推迟呼吸高峰就能延长果实的贮藏期限。已经证实呼吸高峰的出现与乙烯大量产生、氧气浓度和温度有很大关系。所以可以采用控温、降氧或加二氧化碳等。目前比较有效的方法是进行气调贮藏即综合控制温度、湿度、氧气、 CO2，并即使排除乙烯来延长贮藏期。第五章植物体内同化物运输与分配

一、名词解释（写出下列名词的英文并解释）区隔化（compartmention）：植物细胞将不同的代谢途径分隔到膜包裹的不同的细胞器或区室中。不仅提供了对通过个别代谢途径的物流量加以调控的有效手段，而且把细胞划分成小体积的不同空间，可以提高酶和中间产物的浓度，以及可防止出现一些方向相反的反应共处一室可能造成的无效循环。这就是所谓的区隔化或是区室化。区室化现象是真核生物代谢的一个重要特征。

生长中心：是指在某一特定的生长期中，生长最迅速，最易获及同化物的部位。随着植株生长发育的阶段变化生长中心是会迁移的。

源库单位：在某一发育时期一个叶片的同化物，主要供应某些器官或组织，它们之间在营养上互相依赖，这些叶片（源）和器官或组织（库）称为源库单位。

代谢源：指制造或输出同化物的部位或器官，如成熟叶，发芽时块根，块茎等

代谢库：消耗或贮藏同化物的部位或器官，如根系，形成中种子，幼果，膨大中块根、块茎等。库器官又分使用库和贮藏库。

糖和质子共运输：蔗糖分子逆浓度的跨膜运输是与质子的顺电化学势梯度跨膜运输相偶联的，称为蔗糖质子共运输。它是相邻细胞的短距离运输的一种方式，也是长距离运输中自质外体装载入韧皮部的途径。

转运细胞：分布在输导组织未端及花果器官等同化物装入或卸出部位的一些特化细胞。其胞壁和质膜内凹，使表面积增大。此外胞质浓厚，细胞器发达，代谢旺盛，有利于物质的吸收和排出。它们位于植物体中进行短距离溶质运输旺盛的区域，能在质外体和共质体两种区室间进行高效率的物质交换。在源端装入，库端卸出。二、填空题

1 植物体内的碳水化合物，作为运输形式的主要是蔗糖，作为贮藏形式的主要是淀粉、蔗糖，作为结构物质主要是纤维素、果胶、半纤维素。

2 木质素等酚类物质的生物合成与细胞内的苯丙烷类代谢途径有关。

3 乙醛酸体是进行脂类代谢的细胞器，它主要出现在油料种子萌发过程中。

4 油料种子萌发时，其脂肪转变成糖首先经过β-氧化、乙醛酸和逆糖酵解途径，这时细胞内形成了许多与此代谢途径有关的细胞器乙醛酸体。

5 胞间连丝是由质膜和压紧的内质网膜构成的通道。胞间连丝的数量多，直径大，则有利于共质体系统的运输。

6 P-蛋白是分布在筛孔内的一种运输性蛋白，它是被子植物特有的。

7 在同化物长距离运输中，碳水化合物主要是以蔗糖形式进行的，而含氮物质是以啊形式进行的。

8 韧皮部运输的碳水化合物主要是蔗糖，其他种类的物质则有氨基酸、和等。 9 筛管汁液中，阳离子以 K离子最多，阴离子以为主。 10 筛管内运输的含氮化合物，主要是以和的形式运输的。 11 代谢源是指为其它器官提供养料的部位，代谢库是指接纳养料的部位。 12 环割试验证明有机物是通过韧皮部运输的，这种方法应用于果树的枝条上可促进。 13 在禾谷类植物抽穗期，如剪去部分麦穗，叶片的光合速率将下降；若剪去一部分叶片，保留下

来的叶片的光合速率将上升。

14 影响同化物运输的植物因素主要有矿质元素、植物激素和生长调节剂。 15 影响韧皮部同化物运输的环境因素主要是温度、光照和水分。

16 温度过高或过低均可导致内形成而使有机物的运输受阻。 17 胼胝质是容易在筛管里形成的一种碳水化合物。

18 在夜温高、昼夜温差小的地区，小麦叶片衰老的速度快，灌浆的天数减少，穗粒重降低。

19 在夜温较低、昼夜温差较大的地区，小麦叶片功能期长，灌浆的天数增多，植株衰老慢，穗粒重增加。

20 一般说来，在昼夜温差很小的地区，瓜果的含糖量低。

21 昼夜温差大，有机物呼吸消耗低，禾谷种子的千粒重大。

22 同化物在植物体内的运输分配规律有定向运输、双向运输、切线方向的横向运输、就近运输。

23 在必需元素中，与同化物运输有关的元素是磷、钾、硼。

24 有机物在植物体内的分配方向是1由源到库，2 ，3 ，4 。三、选择题

1. 植物组织中，最常见的二糖是 1 。

（1）蔗糖（2）乳糖（3）麦芽糖（4）纤维二糖 2. 纤维素是由 2 聚合而成的多糖

（1）α葡萄糖（2）β葡萄糖（3）果糖（4）麦芽糖 3. 植物体内合成纤维素的主要糖基供体是 3 。（1）ADPG （2）GDPG （3）UDPG （4）G6P 4. 植物体内含量最多的多糖是 2 。

（1）淀粉（2）纤维素（3）半纤维素（4）果胶物质 5. 木质素的基本结构单位是 3 。

（1）苯环（2）苯甲酸（3）苯丙烷（4）硝基苯

6. 细胞器 2 参与油料种子萌发时将脂肪转变为糖的重要过程。（1）高尔基体（2）乙醛酸体（3）过氧化物体（4）细胞核

7. 棉花和麻皮有很强的韧性，主要与其细胞壁含有大量 2 有关。（1）果胶物质（2）纤维素（3）半纤维素（4）木质素 8. 大部分植物筛管内运输的光合产物主要是以 4 进行的。（1）山梨糖醇（2）葡萄糖（3）果糖（4）蔗糖

9. 许多蔷薇科植物，如苹果等筛管内运输的光合产物以 1 为主。（1）山梨糖醇（2）葡萄糖（3）果糖（4）蔗糖

10. 秋季落叶前，叶片撤退的含氮化合物主要通过运往根中。（1）木质部导管（2）薄壁细胞（3）韧皮部筛管（4）木质部和韧皮部 11、P—蛋白是 3 特有的一种蛋白质。

（1）初生壁（2）柱头表面（3）筛管内（4）分生组织 12. 蔗糖向筛管装载是 2 进行的。

（1）顺浓度梯度（2）逆浓度梯度（3）等浓度（4）无一定浓度规律 13. 秋季落叶前，筛管内含氮物质明显增多，其成分主要是。（1）蛋白质（2）多肽（3）氨基酸和酰胺（4）无机氮

14. 植物激素对同化物的运输分配有明显的调节作用，其中以 1 的最为显著。（1）IAA （2）GA （3）CTK （4）ETH

15. 激素对同化物运输有明显的调节作用，其中以最为显著。（1） CTK （2）IAA （3） GA （4） Eth

16. 光照叶柄发现， 1 对光合产物的运输有直接的调控作用。（1）光强（2）CO2浓度（3）蔗糖浓度（4）ATP水平

17. 气温过高或过低都会由于筛管内形成而阻碍同化物的运输。（1）几丁质（2）角质（3）维纤丝（4）胼胝质

18. 植物在结果期，如去除果实，叶片的光合强度 2 。（1）增强（2）减弱（3）不会变化（4）变化无规律 19. 摘去植物的繁殖器官后，其营养器官的寿命（2）。（1）延长（2）缩短（3）变化不显（4）无一定变化规律 20. 正开花结实的作物，其叶片的光合强度比开花之前 1 。

（1）有所增强（2）有所下降（3）变化不大（4）变化无常 21.剪去枝上的一部分叶子，保留下来的叶片其光合速率 1 。（1）有所增强（2）随之减弱（3）变化不大（4）变化无规律 22. 不断摘去番茄的花蕾，其叶片的寿命（2）。

（1）明显延长（2）随之缩短（3）变化不大（4）无一定变化规律

四、问答题

1. 胞间连丝的结构如何？它怎么样调节不同分子量同化物的运输？ P159～P160

2. 为什么“树怕剥皮，不怕烂心”。

根系从土中吸收的水份和养料通过木质部向上运输，而叶片的同化物质则通过韧皮部运送到其他部位。P161 3. 韧皮部同化物的运输分配，具有哪些规律？

1．定向运输。2。双向运输。3。切线方向的横向运输。4。就近运输。P164

4. 为促使果树结果，常在一些枝条上进行环状剥皮或环切，其理论依据何在？与2类似，切断同化物质通过韧皮部的运输，保证有机物的积累来促进果树结果 5. 生产上如何达到“源”“库”协调？ P172～P173

6. 质膜和液泡膜上的糖和质子共运输有何特点？

答：P163～164。糖和质子共运输是相邻细胞的短距离运输的一种方式，又是长距离运输中自质外体装载入韧皮部的途径，是一种次级主动运输系统。共运输中糖是逆其电化学势梯度的跨膜运输，质子是顺电化学势梯度的跨膜运输，两者相偶联。驱动蔗糖逆浓度梯度进入细胞的是跨质膜的质子电化学势梯度，这一梯度是由质膜上的质子泵建立和维持的。

7. 试述植物体内代谢库与代谢的相互关系以及代谢库对同化物运输分配的影响。答：P172。

8. 怎样应用同化物分配规律，调节光合产物的分配为农林业生产服务？答：I don’t know，sorry。。。

9. 简述影响同化物分配和运输的内外因素。答：P173～175。

外因：温度、光照、水分；

内因：矿质元素、植物激素和植物生长调节素、库组织蔗糖裂解酶活力 10. 试分析同化物在韧皮部运输各种学说的优缺点。答：P167~171。

电渗流动假说：还有许多理论上未解决的难题；

原生质流动和收缩蛋白假说：原生质环流无法满足实际的韧皮部运输需求；

压力流动假说：迄今最为成功的假说，无法解释被子植物筛分子中大量的P-蛋白的功能，筛管的结构看起来阻力重重，很不适宜压力流动，假说还无法解释同意筛分子中可能存在的双向运输现象。第六章植物生长物质

一、名词解释（写出下列名词的英文并解释）

植物生长物质：plant growth substances 一类能调节植物生长发育的化学物质，它包括植物激素与植物

生长调节剂。在植物体内合成的称为植物激素，人工合成的为植物生长调节剂。

植物激素：plant hormones在植物体内合成的，一类能调节植物生长发育的化学物质。（或者：一些在植物体内合成的并转运到作用部位对生长发育产生显著作用的微量有机物。

植物生长调节剂：plant growth regulators人工合成的，一类能调节植物生长发育的化学物质。如：2，4-D、萘乙酸、乙烯利等。

极性运输：polar transport指生长素等物质，只能从植物体的形态学上端向形态学下端运输，而不能倒过来运输。反应了植物体内某些物质，如生长激素，在传导运输上的方向性。

酸生长效应：acid-growth effect酸所促进植物组织伸长生长的效应称为酸生长效应，如燕麦胚芽鞘在酸环境中引起伸长生长。

酸生长理论：acid-growth theory 生长素作用机理的一种假说，关键要点是IAA和质膜上的受体ATP酶－质子泵的结合。（如果要具体写过程，请看书上185页最后一段。）

三重反应： (triple response) 乙烯对植物生长具有的抑制茎的伸长生长、促进茎或根的增粗和使茎横向生长（即使茎失去负向地性生长）的三方面效应。

偏上生长：（epinasty growth）指器官的上部生长速度快于下部的现象。乙烯对茎和叶柄都有偏上生长的作用，从而造成茎的横向生长和叶片下垂。

生长抑制剂：(growth inhibitor) 抑制顶端分生组织生长的生长调节剂，它能干扰顶端细胞分裂，引起茎伸长的停顿和破坏顶端优势，其作用不能被赤霉素所恢复，常见的有脱落酸、青鲜素、水杨酸、整形素等。

生长延缓剂：(growth retardant) 抑制植物亚顶端分生组织生长的生长调节剂，它能抑制节间伸长而不抑制顶芽生长，其效应可被活性GA所解除。生产中广泛使用的生长延缓剂有矮壮素、烯效唑、缩节安等。激素受体：(hormone receptor) 能与激素特异结合并引起特殊生理效应的物质，一般是属于蛋白质。信号转导：signal transduction：细胞通过受体感受胞外信号分子的刺激，经复杂的细胞内信号转导系统的转换而影响其生物学功能，该过程称为细胞信号转导。二、填空题

1 IAA的化学结构名为吲哚－3－乙酸，它是在植物向光性研究时发现的。

2 IAAs是属于吲哚衍生物，它生物合成的主要部位是扩展的幼嫩叶片和顶端分生组织。 3 IAA的运输特点是极性运输，地上部总的方向是向基运输，地下部总的方向是向顶运输。 4生长素有两种存在形式。游离型生长素的生物活性较高，而成熟种子里的生长素则以束缚型存在。 5 植物器官对生长素的适宜浓度是根 < 芽 < 茎。

6 超适量的IAA对植物生长有抑止作用，这是由于其诱导生成了 Eth 引起的。

7 解释IAA促进细胞伸长的快反应机制是酸生长理论，慢反应机制是IAA活化基因理论。 8 生长素生理功能很多，例如促进细胞和器官的伸长、促进细胞分裂和分化和保持顶端优势等。 9 GA的基本结构是赤霉烷（一种双萜），生物合成的前体物质是乙酰辅酶A，对伸长作用最大的是GA3。 10禾谷类种子萌发时，在糊粉层部位合成α-淀粉酶，植物激素赤霉素对这一合成有直接的诱导作用。 11植物激素脱落酸ABA 能抑制大麦种子合成α-淀粉酶，它具有抗赤霉素GA 的作用。

12 CTK的基本结构是腺嘌呤衍生物，它是由异戊烯焦磷酸和AMP在异戊烯AMP合成酶的催化下合成的。 13 细胞分裂素是腺嘌呤衍生物，其生物合成的主要部位是根部。

14 ABA是属于倍半萜类化合物，其生物合成有萜类途径和类胡萝卜素途径途径。

15 ABA抑制大麦种子中赤霉素诱导的α-淀粉酶合成，但要消除这种抑制效应，必须有植物激素赤霉素GA和 CTK的联合作用。

16 Eth由酶促系统的蛋氨酸循环途径合成，其直接前体为ACC，由ACC合成酶和乙烯形成酶等催化形成乙烯。

17 乙烯特有的“三重反应”是指抑制茎的伸长生长、促进茎的增粗、和使茎横向生长。 18 乙烯释放剂乙烯利，在生产应用的例子有催熟果实、促进开花和促进器官脱落等。

19 植物激素CTK 能延缓叶片衰老，ABA 则能使叶片提早衰老；IAA能促使瓜类多开雌花，GA 则使黄瓜多开雄花。

20实验发现，CTK是防止植物衰老的激素，因为它能增强叶片中蛋白质与RNA 的合成。

21组织培养时，较高的IAA/CTK比例，有利于诱导顶端优势的形成；较低的IAA/CTK比例，则有利于诱导侧芽的形成。

22 植物激素生长素IAA能促使番茄形成无子果实，GA 则有利于葡萄形成无子果实。

23植物激素有多方面的功能，例如：乙烯能用于早稻催熟、 GA 能使作物拔节抽苔、 ABA能促进不定根形成、CTK能延缓器官衰老。 24 CTK能抑制等酶的合成，因此它有抗的作用。 25 植物激素有多方面功能，例如：IAA能促使瓜类多开雌花， GA能解除遗传矮生现象， CTK能使细胞扩大，IAA则能使细胞伸长。

26 在已知的植物激素中，CTK对同化物的运输分配有显著的调节作用，生长素与GA则有明显的协同作用。

27 植物激素细胞分裂素能促使气孔开放，乙烯能促进烟草、棉花早收，CTK则能延缓叶片衰老。 28 植物激素GA 能解释生理矮性现象，乙烯能促进成熟，ABA 能抑制叶片的蒸腾。 29 激素CTK能延缓器官衰老、IAA能增强顶端优势、GA能促进抽苔、乙烯能促进胶汁分泌。 30 植物激素 ABA能使气孔很快关闭。IAA能促进瓜类多开雌花，IAA能促进插条形成不定根。 31 能明显防止植物衰老的植物生长物质有油菜素内酯和多胺等。

32 许多肉质果实在成熟时出现呼吸跃变，这是由植物激素 Eth诱导的，而该激素是由 ACC 氧化直接产生的。

33 植物激素 GA 能解除越冬枝条的芽休眠和促进马铃薯发芽。 34 促进器官衰老、脱落的植物激素是ABA和乙烯。 35 在植物激素中，乙烯与 CTK均有可能引起植物三重反应。 36 在已定义的植物激素中，结构最简单的是乙烯，结构最复杂的是GA。

37 生长抑制剂和生长延缓剂的主要区别在于：前者干扰茎的顶端分生组织的正常活动，后者则是干扰茎

亚顶端分生组织的活动；前者是生长素抗类物质，后者是 GA 抗类物质， 38 TIBA等一类药剂有抗生长素作用，统称为生长抑止剂。 39 CCC等一类药剂有抗GA作用，统称为生长延缓剂。

40 应用植物生长调节剂，应特别注意不同使用目的和浓度、安全性和激素残留，否则，易造成药害。三、选择题

1. 生长素类是一素（2）。

（1）腺漂呤衍生物（2）吲哚衍生物（3）萜类物质（4）糖类物质

2. 下列植物激素中（2）是极性运输的。（1）CTK （2）IAA （3）ABA （4）Eth

3. 生长素生物合成的前体物质是（3）。（1）脯氨酸（2）谷氨酸（3）色氨酸（4）苯丙氨酸 4. 不同器官对生长素的敏感程度不同，其适应浓度（2）。（1）根<茎<芽（2）根<芽<茎（3）芽<根<芽（4）茎<根<芽

5. 植物器官对生长素敏感性不同，就伸长而言（1）对生长素的适宜浓度最低。（1）根（2）茎（3）叶（4）芽

6. 早春季节，生产上常对番茄、茄子等植物的花喷涂（2）药剂，以防止落花，促进座果。（1）生长素类（2）赤霉素类（3）乙烯利（4）生长延缓剂

7. GA其基本结构为（2）。（1）紫黄质（2）赤霉烷（3）吲哚（4）腺嘌呤

8. 植物体内GA生物合成的前体物质是（4）。（1）色氨酸（2）蛋氨酸（3）胡萝卜素（4）甲瓦龙酸 9. GA诱导大麦中合成α-淀粉酶的部位是（1）。（1）糊粉层（2）胚乳（3）胚（4）种皮 10. GA能促进禾谷种子发芽，因为它能促进（3）。

（1）种子吸胀（2）呼吸作用（3）α-淀粉酶合成（4）胚根生长

11. 啤洒工业常用（3）来诱导大麦产生α-淀粉酶。（1）CTK （2）IAA （3）GA （4）Eth

12. CTK的基本结构为（4）。（1）紫黄质衍生物（2）赤霉烷衍生物（3）吲哚衍生物（4）腺嘌呤衍生物

13. 细胞分裂素主要是在（4）合成的。（1）茎端（2）叶片（3）果实（4）根类 14. 下列植物激素中人工喷洒是不运输的。（1）CTK （2）IAA （3）ABA （4）Eth 15. 研究表明CTK是由（2）合成的。

（1）脯氨酸和ATP（2）异戊烯焦磷酸和AMP（3）异戊烯焦磷酸和ATP（4）脯氨酸和AMP 16. 诱导愈伤组织形成不定根、不定芽与的相对浓度有关。（1）IAA和GA （2）ETH和ABA （3）GA和CTK （4）IAA和CTK

17. 激素对延缓植物衰老有明显的调节作用，其中以（1）最为显著。（1）CTK（2）IAA（3）GA（4）ETH 18. ABA是属于（3）化合物。（1）胆碱类（2）二萜类（3）倍半萜类（4）腺嘌呤 19. 下列物质中（3）可能是合成ABA的前体。

（1）甲瓦龙酸和醌类（2）多酚和紫黄质（3）甲瓦龙酸和紫黄质（4）紫黄质和多酚 20. 促进植物落叶的最有效激素是（3）。（1）CTK （2）IAA （3）ABA （4）Eth 21. 乙烯主要是（2）的降解产物。（1）脯氨酸（2）蛋氨酸（3）精氨酸（4）谷氨酸 22. 合成乙烯的直接前体是（4）。（1）蛋氨酸（2）SAM （3）色氨酸（4）ACC

23. 下列植物激素中（3）主要是在根系合成的。

（1）CTK和IAA （2）IAA和ABA （3）GA和CTK （4）Eth和ABA

24. 下列植物激素中 (2)可明显促进部分植物单性结实。（1）CTK （2）IAA （3）ABA （4）Eth 25. 下列植物激素中（4）常用于葡萄形成无籽果实。（1）CTK （2）IAA （3）ABA （4）GA 26下列植物激素中（3）被认为是作为干旱根系向地上部输送的信号。（1）CTK （2）IAA （3）ABA （4）Eth

27. 下列植物生长调节物质中（2）最有可能成为植物的第六大类激素。（1）JA （2）BR （3）SA （4）PA

28. ABP1被认为可能是（2）的受体。（1）CTK （2）IAA （3）ABA （4）Eth

问答题：

1. 如何证明IAA是极性运输的？为什么IAA要极性运输？

答：我们可以通过同位素标记的方法，用C标记IAA，然后利用荧光检测，就可以证明出生长素的运输是极性的。也可以用另一种方法，将含有IAA的琼脂块放在一段切头去尾的燕麦胚芽鞘上端，再放一个没有IAA的琼脂在下端，后在下端检测倒IAA；如果将其倒过来实验，则不能在下端检测到IAA。

因为植物的不同器官对生长素的需求量不一样，所以生长素在植物体内的分布在浓度上是不均匀的，例如根部浓度较低，茎部较高。而这种浓度梯度是由极性运输所维持的。 2. IAA有何生理作用和应用？

答：生理作用：促进营养器官的伸长生长；促进细胞分裂和器官建成（与CTK配合可以引起细胞分裂）；促进果实发育及单性结实；保持植株的顶端优势；抑制离区的形成，促进木质部、韧皮部细胞分化，促进插条发根、调节愈伤组织的形态建成等。

应用：人工合成生长素，作用于植物，用于插枝生根，控制性别分化，促进结实，疏花疏果，抑制发芽，促进菠萝开花，杀除杂草；培养植物的顶端优势等等。 3. 试述IAA促进植物细胞伸长的机理。

答：生长素主要是促进植物细胞的伸长。生长素在细胞内与生长素受体结合，一方面活化细胞膜上的ATP酶，诱导细胞壁酸化并使其可塑性增大，从而增强细胞的渗透吸水能力，液泡不断增大，细胞体积也加大；另一方面，生长素促进蛋白质的合成，为原生质体和细胞壁的合成提供原料，保持持久性生长。 4. 早春给番茄、茄子等的柱头喷涂生长素类调节物质，为什么能保花保果？

答：生长素类调节物质可以促进细胞分裂，加大花器及周围组织的生长量，形成对养分争夺的绝对优势，以此来达到保花坐果的目的。所以，使用后花器会明显增大，即使在没有授粉受精的情况下，果实也能发育长大。

5. 简述GA的生理效应和应用。

答：赤霉素对植物最突出的作用是促进茎的伸长，特别对遗传型的矮化型效果更为明显。此外还有打破休眠促进发芽；诱导大麦糊粉层产生α-淀粉酶及未经春化的二年生植物当年抽苔开花；促进座果和单性结实，以及诱导无子果实和控制性别表现等作用，在农业生产上常施用GA3以达到增产目的。

6. GA为何诱导种子萌发？

答：GA可以诱导种子胚乳的糊粉层中的α-淀粉酶和其他水解酶的生成，从而使种子中贮存的淀粉糖化和蛋白质水解，促进种子萌发。同时能使DNA活化，然后转录成信使核糖核酸（mRNA），从mRNA翻译成特定的蛋白质。

另外，GA能代替某些种子萌发所需要的红光光照和低温条件，而红光光照和低温条件可以促进种子萌发。

7. GA怎样促进植株长高？

答：①GA可以促进IAA的生物合成，因为它可以促进色氨酸转化成IAA。并能够抑制IAA氧化酶和过氧化物的作用，防止IAA被氧化分解。而IAA对植物伸长生长具有很好的促进作用。 ②GA可以缩短植物细胞分裂间期，促进DNA复制，提高分裂速度。

③GA可以增加细胞壁的可塑性，抑制胞壁过氧化酶活性，胞壁的硬化程度减弱而伸展性提高，有利于植株增高。

8. CTK有何生理作用和应用？

答：其主要生理功能有：促进细胞分裂和扩大；促进侧芽生长、打破顶端优势；促进某些种子萌发；促进座果和果实膨大、诱导单性结实；抑制成熟、延缓哀老；抑制脱落等。这是促进型植调剂。

在蔬菜生产，水果生产应用以及食用菌的生产应用上，用CTK处理后，可以促进蔬菜保鲜贮藏，保持水果新鲜度，延长贮存期和供应期，和保持菌类新鲜嫩白等。 9. CTK如何延缓植物衰老。

答：①CTK可以促进细胞分裂，不断为组织增加新的细胞，以填补由于细胞衰老而留下的生理空缺。

②CTK能够把其他未处理的叶片中营养物质，调运到处理的叶片中，因此稍衰老的叶片就可以通过这种机理，从较嫩的叶片或者其他部位吸取养分，维持新鲜度，延缓衰老。

③CTK还能够促进核酸和蛋白质的合成，并可以改变mRNA形成的类型，所以可以延缓衰老器官组织中，叶绿体，蛋白质和RNA含量的下降速度。 10. ABA有何生理功能和应用？

答：ABA能够诱导气孔关闭，是抗蒸腾剂；促进器官脱落；抑制生长和加速衰老，叶绿素分解，叶片变黄；提高植物抗逆性；诱导芽休眠，抑制种子萌发等作用。另外还可以促进不定根的形成和抑制黄化苗叶片展开等作用。

目前在农业生产上，常用ABA来抑制农产品在储藏期间发芽；在种子的贮存时，促进种子和芽休眠，延长保存期。而且由于其诱导气孔关闭，抑制蒸腾，所以可以使处于干燥土壤中的部分根系产生根源逆境信号；在有些生产过程中，还可以降低作物的蒸腾量，减少地面的蒸发量，提高植物对水分的利用率。

11. ABA如何诱导气孔关闭？

ABA在保卫细胞原生质膜外的自由空间起作用，关键是ABA降低了ATP－质子泵的活力，切断了氢离子和钾离子的交换通道，使水分外渗，彭压降低，气孔关闭。 12. Eth在生产上有哪些应用？

催熟果实，促进开花，化学杀雄，促进器官脱落，促进次生物质的排出 13. Eth怎样引起植物和果实衰老？

乙烯能使原生质膜通透性增强，使水解酶外渗，呼吸作用增强，导致果内有机物强烈转化。乙烯对果内蛋白质合成起调节作用，表现在新合成不同组分的RNA可促进磷酸酯酶及其它与果实成熟有关的酶的合成，从而由这些酶催化果内有机物质转化促进果实成熟，乙烯也能以mRNA为模板合成纤维素酶，此酶作用于离区的细胞壁，使离层细胞分离，器官脱落。 14. 试述植物激素与植物性别分化的关系。

生长素促进黄瓜雌花开放，赤霉素促进黄瓜雄花分化，乙烯可以作为小麦的化学杀雄剂 15. 应用生长调节剂时要注意些什么？

考虑生长调节剂进入与在植物体内的分布因素，提高使用效率，就记进入植物体而言，2，4－D脂>2，4－D原酸>2，4－D盐；考虑不同的使用目的和浓度；安全性及残留；经济效益及与其他生产措施相结合；一天中使用的时间，周边植物等

16. 植物激素如何通过PLC途径调节生长发育。

激素分子结合到原生质膜的受体蛋白质上，继而此结合体活化了膜附近的磷脂酶C（PLC），PLC水解膜脂中的磷脂己醇－4，5－二磷酸（PIP2），释放出肌醇－1.4.5－三磷酸（IP3）和一分子二酰甘油（DAG），IP3和DAG两者进一步活化而引起一连串反应。IP3易移到液泡膜上与其上带正电荷的受体蛋白相结合，活化了钙离子泵，使贮存在液泡内的钙离子释放到细胞液中，随着钙离子水平提高激活了若干激酶，有些钙离子进一步形成有活性钙调素，通过钙调素又活化了蛋白质激酶，NAD＋激酶和ATP激酶。DAG在质膜上的功能是十分活跃的，它激活了漠上的蛋白激酶，此酶利用ATP使一些酶磷酸化，通过酶磷酸化和钙离子所激活的酶以调节各种代谢过程，此过程也包括激素－受体蛋白移动进入细胞核内起到基因活化作用，即活化特殊的mRNA，最后通过翻译过程为细胞的体积增大提供各类蛋白质分子。 17. 植物激素间有何互作生理效应？

生长素与赤霉素：生长素与赤霉素的互作，生长素与赤霉素在黄瓜性别分化上的相互拮抗作用

生长素与细胞分裂素的作用：生长素与细胞分裂素的互作，生长素使细胞分裂素的作用持续期延长，细胞分裂素能加强生长素的极性运输；生长素与细胞分裂素的拮抗作用，细胞分裂素促进侧芽发育，生长素有顶端优势

生长素与乙烯：生长素对乙烯的促进作用，生长素提高乙烯的含量；乙烯对生长素的抑制作用1）抑制IAA合成，2）乙烯影响生长素运输的效应，促进生长素的氧化，阻止生长素的运输

赤霉素与脱落酸的拮抗脱落酸抑制GA3诱导a－淀粉酶的形成，从而抑制GA促进种子的萌发 18. 简述植物激素受体的类型。

生长素的受体ABP GBP是赤霉素的受体 CTK结合蛋白 ABA结合蛋白 ETR1 ERS EIN4是乙烯的受体 19. 简述BR、JA、SA和PA的生理功能。

油菜素内酯（BR）促进植物生长，油菜素内酯的作用受光强和光质的影响，促进花粉管的伸长，促进核酸和蛋白质合成及影响一些酶的活性，促进光合作用，促进植物对硝酸根离子的吸收和运输

茉莉酸（JA）抑制生长和萌发，促进插条生根或根重，促进乙烯形成和加速叶片衰老，诱导某些酶的活性，提高植物的抗病性，诱导气孔关闭

水杨酸（SA）是发热植物类的热源物质，促进某些物质开花和影响性别表达，是植物产生抗病性的信号物质

多胺（PA）增强核酸稳定性和促进蛋白质的合成，促进植物生长，延缓植物衰老， 20. 举例说明激素信号传导在植物发育调节中的作用。

第六章植物生长物质

一、名词解释（写出下列名词的英文并解释）

植物生长物质：plant growth substances 一类能调节植物生长发育的化学物质，它包括植物激素与植物

生长调节剂。在植物体内合成的称为植物激素，人工合成的为植物生长调节剂。

植物生长调节剂：plant growth regulators人工合成的，一类能调节植物生长发育的化学物质。如：2，4-D、萘乙酸、乙烯利等。

酸生长效应：acid-growth effect酸所促进植物组织伸长生长的效应称为酸生长效应，如燕麦胚芽鞘在酸环境中引起伸长生长。

三重反应： (triple response) 乙烯对植物生长具有的抑制茎的伸长生长、促进茎或根的增粗和使茎横向生长（即使茎失去负向地性生长）的三方面效应。

偏上生长：（epinasty growth）指器官的上部生长速度快于下部的现象。乙烯对茎和叶柄都有偏上生长的作用，从而造成茎的横向生长和叶片下垂。

生长抑制剂：(growth inhibitor) 抑制顶端分生组织生长的生长调节剂，它能干扰顶端细胞分裂，引起茎伸长的停顿和破坏顶端优势，其作用不能被赤霉素所恢复，常见的有脱落酸、青鲜素、水杨酸、整形素等。生长延缓剂：(growth retardant) 抑制植物亚顶端分生组织生长的生长调节剂，它能抑制节间伸长而不抑制顶芽生长，其效应可被活性GA所解除。生产中广泛使用的生长延缓剂有矮壮素、烯效唑、缩节安等。激素受体：(hormone receptor) 能与激素特异结合并引起特殊生理效应的物质，一般是属于蛋白质。信号转导：signal transduction：细胞通过受体感受胞外信号分子的刺激，经复杂的细胞内信号转导系统的转换而影响其生物学功能，该过程称为细胞信号转导。二、填空题

1 IAA的化学结构名为吲哚－3－乙酸，它是在植物向光性研究时发现的。

6 超适量的IAA对植物生长有抑止作用，这是由于其诱导生成了 Eth 引起的。

14 ABA是属于倍半萜类化合物，其生物合成有萜类途径和类胡萝卜素途径途径。

15 ABA抑制大麦种子中赤霉素诱导的α-淀粉酶合成，但要消除这种抑制效应，必须有植物激素赤霉素GA和 CTK的联合作用。

16 Eth由酶促系统的蛋氨酸循环途径合成，其直接前体为ACC，由ACC合成酶和乙烯形成酶等催化形成乙烯。

19 植物激素CTK 能延缓叶片衰老，ABA 则能使叶片提早衰老；IAA能促使瓜类多开雌花，GA 则使黄瓜多开雄花。

20实验发现，CTK是防止植物衰老的激素，因为它能增强叶片中蛋白质与RNA 的合成。

21组织培养时，较高的IAA/CTK比例，有利于诱导顶端优势的形成；较低的IAA/CTK比例，则有利于诱导侧芽的形成。

22 植物激素生长素IAA能促使番茄形成无子果实，GA 则有利于葡萄形成无子果实。

26 在已知的植物激素中，CTK对同化物的运输分配有显著的调节作用，生长素与GA则有明显的协同作用。

32 许多肉质果实在成熟时出现呼吸跃变，这是由植物激素 Eth诱导的，而该激素是由 ACC 氧化直接产生的。

37 生长抑制剂和生长延缓剂的主要区别在于：前者干扰茎的顶端分生组织的正常活动，后者则是干扰茎

40 应用植物生长调节剂，应特别注意不同使用目的和浓度、安全性和激素残留，否则，易造成药害。三、选择题

1. 生长素类是一素（2）。

（1）腺漂呤衍生物（2）吲哚衍生物（3）萜类物质（4）糖类物质

2. 下列植物激素中（2）是极性运输的。（1）CTK （2）IAA （3）ABA （4）Eth

5. 植物器官对生长素敏感性不同，就伸长而言（1）对生长素的适宜浓度最低。（1）根（2）茎（3）叶（4）芽

6. 早春季节，生产上常对番茄、茄子等植物的花喷涂（2）药剂，以防止落花，促进座果。（1）生长素类（2）赤霉素类（3）乙烯利（4）生长延缓剂

7. GA其基本结构为（2）。（1）紫黄质（2）赤霉烷（3）吲哚（4）腺嘌呤

8. 植物体内GA生物合成的前体物质是（4）。（1）色氨酸（2）蛋氨酸（3）胡萝卜素（4）甲瓦龙酸 9. GA诱导大麦中合成α-淀粉酶的部位是（1）。（1）糊粉层（2）胚乳（3）胚（4）种皮

10. GA能促进禾谷种子发芽，因为它能促进（3）。

（1）种子吸胀（2）呼吸作用（3）α-淀粉酶合成（4）胚根生长

11. 啤洒工业常用（3）来诱导大麦产生α-淀粉酶。（1）CTK （2）IAA （3）GA （4）Eth

12. CTK的基本结构为（4）。（1）紫黄质衍生物（2）赤霉烷衍生物（3）吲哚衍生物（4）腺嘌呤衍生物

（1）CTK和IAA （2）IAA和ABA （3）GA和CTK （4）Eth和ABA

27. 下列植物生长调节物质中（2）最有可能成为植物的第六大类激素。（1）JA （2）BR （3）SA （4）PA

28. ABP1被认为可能是（2）的受体。（1）CTK （2）IAA （3）ABA （4）Eth

问答题：

1. 如何证明IAA是极性运输的？为什么IAA要极性运输？

5. 简述GA的生理效应和应用。

答：赤霉素对植物最突出的作用是促进茎的伸长，特别对遗传型的矮化型效果更为明显。此外还有打破休

眠促进发芽；诱导大麦糊粉层产生α-淀粉酶及未经春化的二年生植物当年抽苔开花；促进座果和单性结实，以及诱导无子果实和控制性别表现等作用，在农业生产上常施用GA3以达到增产目的。

6. GA为何诱导种子萌发？

另外，GA能代替某些种子萌发所需要的红光光照和低温条件，而红光光照和低温条件可以促进种子萌发。

7. GA怎样促进植株长高？

③GA可以增加细胞壁的可塑性，抑制胞壁过氧化酶活性，胞壁的硬化程度减弱而伸展性提高，有利于植株增高。

8. CTK有何生理作用和应用？

答：①CTK可以促进细胞分裂，不断为组织增加新的细胞，以填补由于细胞衰老而留下的生理空缺。 ②CTK能够把其他未处理的叶片中营养物质，调运到处理的叶片中，因此稍衰老的叶片就可以通过这种机理，从较嫩的叶片或者其他部位吸取养分，维持新鲜度，延缓衰老。

11. ABA如何诱导气孔关闭？

催熟果实，促进开花，化学杀雄，促进器官脱落，促进次生物质的排出 13. Eth怎样引起植物和果实衰老？

生长素促进黄瓜雌花开放，赤霉素促进黄瓜雄花分化，乙烯可以作为小麦的化学杀雄剂 15. 应用生长调节剂时要注意些什么？

16. 植物激素如何通过PLC途径调节生长发育。

活的酶以调节各种代谢过程，此过程也包括激素－受体蛋白移动进入细胞核内起到基因活化作用，即活化特殊的mRNA，最后通过翻译过程为细胞的体积增大提供各类蛋白质分子。 17. 植物激素间有何互作生理效应？

生长素与赤霉素：生长素与赤霉素的互作，生长素与赤霉素在黄瓜性别分化上的相互拮抗作用

赤霉素与脱落酸的拮抗脱落酸抑制GA3诱导a－淀粉酶的形成，从而抑制GA促进种子的萌发 18. 简述植物激素受体的类型。

生长素的受体ABP GBP是赤霉素的受体 CTK结合蛋白 ABA结合蛋白 ETR1 ERS EIN4是乙烯的受体 19. 简述BR、JA、SA和PA的生理功能。

茉莉酸（JA）抑制生长和萌发，促进插条生根或根重，促进乙烯形成和加速叶片衰老，诱导某些酶的活性，提高植物的抗病性，诱导气孔关闭

水杨酸（SA）是发热植物类的热源物质，促进某些物质开花和影响性别表达，是植物产生抗病性的信号物质

多胺（PA）增强核酸稳定性和促进蛋白质的合成，促进植物生长，延缓植物衰老， 20. 举例说明激素信号传导在植物发育调节中的作用。

第八章植物成花生理

一、名词解释（写出下列名词的英文并解释）

幼年期 Juvenility 幼年期是指植株在花芽分化前所取的年龄或生理状态，在这个时期即使给予合适的外界条件也不花芽分化，在果树上又叫童期。

春化作用Vernalization 低温对成花的促进作用称春化作用。一年生冬性植物，大多数二年生植物，一些多年生植物。在可以通过春化的温度下，温度越低，所需时间越短。就植物而言，通过春化作用所需温度越低落的植物，春化作用所需时间越长。

春化处理用适当的低温对植物进行充分的处理，从而使其顺利完成春化过程的处理方法。（没有找到标准答案）

脱春化 Devernalization 在春化过程完成之前将植物移到较高温度下,低温的效果被消除,这一现象被称为脱春化或解除春化。如冬天贮藏的洋葱鳞茎，在春季种植之前先用高温处理是其脱春化，可防止其开花而获得大鳞茎。

光周期现象Photoperiodism植物成花（或发育）对光周期的反应,称光周期现象。

光周期诱导 Photoperiod induction 植物只需得到足够日数的合适的光周期后,即使在不合适的光周期条件下也能开花的现象，叫光周期诱导。

长日植物 Long day plants指只有在日长长于临界日长的条件下能才开花的植物,如小麦、黑麦、天仙子、甜菜、胡萝卜等。

短日植物 Short day plants 指在只有在日长短于临界日长的条件下才能开花的植物，如牵牛、苍耳、紫苏、菊花、烟草、（秋）大豆、（晚）稻、（秋）玉米等。

日中性植物 Day-neutral plants 不存在临界日长, 只要温度等其他条件满足，可在任何日照条件下开花，如番茄、黄瓜、茄子、四季豆等。

临界日长Critical day是指昼夜周期中诱导短日植物开花的最长的日长或诱导长日植物开花的最短日长。临界夜长是指光暗交替中,长日植物开花的最长夜长,短日植物开花的最短夜长。

二胞花粉花粉母细胞经过减数分裂形成小孢子，小孢子进一步形成具有一个营养核和一个生殖核的花粉，称为二胞花粉。

三胞花粉花粉母细胞经过减数分裂形成小孢子，小孢子进一步形成具有一个营养核和两个生殖核的花粉，

称为二胞花粉。（有争议，等问过老师后再定）光敏素 phytochrome光敏素是在1959年从需光莴苣种子中发现的一种水溶性的色素蛋白二聚体，其生色团是一个线状的四吡咯环，光敏素具有Pr和Prf两种形式，可通过照射红光或远红光相互转化。中日性植物 Intermediate-day plants 只有在某一特定日常条件下才能开花，如一种甘蔗，只有在12.5小时日长的光周期下开花，短于或长于这一日长均表现开花抑制效应。

花发育ABC模式根据发育的解剖学、遗传和分子生物学的研究，萼片→花瓣→雄蕊→心皮（→胚珠），共由3-4类基因控制，分别为ABC（D）。每一类基因均在相邻的两轮花器官中起作用，即A基因控制萼片和花瓣，B基因控制花瓣和雄蕊，C基因控制雄蕊和心皮，D基因控制心皮和胚珠。

酸价每中和100g脂肪所需要的NaOH mg数。碘价每100g脂肪所能吸收的I2的克数。

二、填空题

1 1 缩短植物幼年期的常用方法有长日照处理和嫁接等。 2 2 植物的基底部位常是幼年，而顶端部位则为成年。 3 3 萝卜、白菜是在种子期通过春化的，甘蓝、芹菜则是在幼苗期

通过春化的。

4 4 低温促进植物发育的现象称为春化，其感受低温的部位是茎尖生长

锥。

5 5 能诱导长日植物花芽分化的最长暗期称为临界夜长。长日植物必需在

短于这一暗期的条件下才能开花。

6 6 长日植物一般在春末夏季节开花，短日植物则在秋季节开花。

7 7 植物感受光周期刺激的部位是叶，其所产生的光周期效应是通过

成花素向外传递的。

8 8 植物感受低温春化的部位是茎尖生长锥，感受光周期刺激的部位是叶

片。

9 9 中断暗期以照射红光最有效，若立即再照射远红光，则可消

除中断暗期的效应。

10 10 用红光中断长夜，会抑制短日植物开花。 11 11 农业生产上，短日植物南种北引，宜引早熟品种；北种南引宜引中迟熟品

种。

12 12 短日植物从原产地引向北方种植，其营养期延长，为收获果实种子的，宜引早

熟品种。

13 13 光敏色素主要有 Pfr 和 Pr 两种形式，二者是能够相互转变的。

14 14 植物体内Pfr/Pr的比值与植物的成花有关，比值高时，对长日植物开花有促进作

用，对短日植物开花有抑制作用。

15 15 Pr型光敏素吸收 660 纳米的光后就转变为Pfr型；Pfr型光敏素吸收 730

纳米波长的光后又会转变为Pr型。

16 16 白天， Pr 型的光敏素的转变为 Pfr 型光敏素。其中具有生理活性的是

Pfr型光敏素。

17 17 在光周期诱导中，中断暗期以照射红光最有效，若立即再照射远红光，则可

消除中断暗期的效应。

18 18 延长暗期，植物体内的Pfr/Pr比值会降低，这对长日植物开花有抑制作

用。

19 19 将东北的大豆带到北京种植，其开花期提前；在杭州栽种广东的黄麻其营养生

长期延长。

20 20 将东北的水稻带到北京种植，其开花期提前；在江苏栽种广东的黄麻其营养生

长期延长。

21 21 花粉中含有多种氨基酸，其中脯氨酸含量很高，而且与花粉的

育性有关。

22 22 在作花粉萌发试验时，需加入微量元素 B ，因为它有利于花粉管的伸长和花

粉的形成。

23 23 做花粉发芽试验时，培养基内要加少量硼酸和一定浓度的蔗糖，前者的作用是促进

花粉萌发，后者的作用是提供碳源和调节渗透压。

24 24 开花时若喷施少量硼酸，将有利于花粉的形成和花粉管的伸长，从而

提高结实率。

25 25 授粉时，如果花粉与柱头是亲和的，花粉产生的水解酶使花粉管能穿过柱头而生

长，如果是不亲和的，柱头就产生胼胝质或酶类以阻碍花粉管的穿入。

26 26 授粉时，花粉的数量越多，其萌发和花粉管生长就快，这种现象称为集体效

应。

27 27 油料种子形成时，最先在种子内积累的是可溶性糖和淀粉，以后它再逐渐转变为

脂肪，先形成的脂肪酸是饱和的，以后再转变为不饱和的脂肪酸。 28 28 随着油粒种子的成熟，其碘价升高，酸价降低。

29 29 昼夜温差大，有机物质呼吸消耗少，瓜果含糖量高。

30 30 桃李等果实的生长为双S 曲线，苹果、番茄等的生长为单S 曲线。

31 31 许多肉质果实在成熟时其呼吸作用在下降过程中突然增大，出现峰值，继而又减

小，这个时期称为呼吸跃变期。已经查明，激素 ETH 与这一过程有关。 32 32 一般说来，在昼夜温差很小的地区，瓜果的含糖量低，禾谷种子的千粒重

低。

三、选择题

1. 一般来说，草本植物的幼年期与木本植物比较，相对 2 。（1）要长（2）要短（3）一致

2. 一般来说，果树的幼年期与农作物比较，相对 1 。（1）要长（2）要短（3）一致

3. 北方小麦在南方种植不不能抽穗，主要是 4 不能满足其要求。（1）光强（2）光周期（3）生长期气温（4）越冬气温

4. 植株只有在苗长到一定大小后，才可接受低温，通过春化的称 3 。（1）萌芽春化（2）种子春化（3）绿体春化（4）苗期春化 5. 萌动的种子就可接受低温，通过春化的称 2 。

（1）萌芽春化（2）种子春化（3）绿体春化（4）苗期春化 6. 下列哪种植物开花不需经历底温春化作用___4___。（1）冬小麦（2）胡萝卜（3）天仙子（4）棉 7. 植物感受春化作用的主要部位是 1 。

（1）顶端分生组织（2）嫩茎（3）叶片（4）根端

8. 多数植物受低温诱导后产生的春化效应，可通过 2 传递下去。（1）细胞分裂（2）嫁接（3）分蘖（4）种子 9. 感受光周期刺激的植物器官是 3 。（1）根（2）茎（3）叶（4）芽

10. 要让菊花提早开花，可进行 1 处理。

（1）缩短日照（2）夜间照光（3）用强光中断暗期（4）白天中午断光期 11. 已知某一短日植物的临界日长为14小时，而某一长日植物的临界日长为12小时，生长在 2 的

日照长度下，二者才都会开花。

（1）11小时（2）13 （3）15 （4）9

12. 下列植物中哪些是 3 长日植物。

（1）秋大豆和晚稻（2）春大豆和晚稻（3）小麦和大麦（4）四季豆和番茄 13. 一植物只有在日长短于16小时的情况下开花，该植物是 1 。（1）长夜植物（2）短夜植物（3）日中性植物（4）中日性植物

14. 短日植物在春末夏初播种，其生育期与在夏末秋初播种比较 4 。（1）要长（2）要短（3）一致（4）可长可短

15. 不存在临界日长, 可在任何日照条件下开花的植物，称为___3___植物。（1）长夜植物（2）短夜植物（3）日中性植物（4）中日性植物

16．某大豆品种的临界日长为15小时, 以下___1___方法经周期性诱导后可使其开花。（1）14h光照+10h黑暗（2）16h光照+8h黑暗

（3）13h光照+11黑暗并在暗期开始后3小时处用红光中断15分钟（4）8h光照+16h黑暗并在暗期中间用白光中断15分钟

17. 天仙子的临界日长为11.5小时, 以下__4____的周期性处理经一定次数后可导致开花。（1）11h光照+13h连续黑暗

（2）10h光照后14h黑暗，在暗期开始后1.4h后用红光照1分钟（3）10h光照+14h黑暗中间先用红光再立即用远红光处理5分钟（4）9h光照+15h黑暗并在暗期中间用红光处理5分钟

18. 以下关于光周期诱导开花的阐述中, ___3___是错误的。（感觉4也有问题）（1）光敏色素介入光周期的开花诱导

（2）光周期诱导开花是光敏素与内源昼夜节律互作的结果

（3）茎尖在正确光周期的下，接受光周期诱导，形成成花素促进开花（4）植物的叶片只要经过一定次数的光周期诱导后,就可以开花

19. 一植物只有在日长长于10小时的情况下开花，该植物是 1 。（1）长日植物（2）短日植物（3）日中性植物（4）中日性植物 20. 温带地区，秋季开花的植物一般是 2 。

（1）长日植物（2）短日植物（3）中日植物（4）日中性植物 21. 感光性强的植物开花的最主要的影响因子是 2 。

（1）合适的低温（2）合适的光周期（3）充足的水分（4）良好的通气

22.为使营养体生长良好，提高产量，江浙一带常向广东省和福建省引种 4 等植物。（1）水稻（2）大豆（3）麦子（4）黄蔴

23. 发育的解剖学、遗传和分子生物学的研究提出了花器发育的4轮模式：萼片、花瓣、雄蕊、心皮，由

ABC等类基因控制，其中C类基因控制 4 的发育。

（1）萼片和雄蕊（2）萼片和花瓣（3）萼片和心皮（2）雄蕊和心皮

24. 由花器发育的4轮模式可知，如B类基因缺失，花器只有 3 的发育。（1）萼片和雄蕊（2）花瓣和雄蕊（3）萼片和心皮（2）雄蕊和心皮

25.萼片、花瓣、雄蕊、心皮，由ABC等类基因控制，其中A类基因控制 2 的发育。（1）萼片和雄蕊（2）萼片和花瓣（3）萼片和心皮（2）雄蕊和心皮 26. 花器发育的ABC模式表明B类基因控制 2 的发育。

（1）萼片和雄蕊（2）花瓣和雄蕊（3）萼片和心皮（2）雄蕊和心皮

27. 从花器发育的ABC模式看，只有花萼和雌蕊的花，是因为没有 2 类基因表达。（1）A （2）B （3）C （2）AB

28. 从花器发育的ABC模式看，没有花萼、花瓣和雄蕊，只有雌蕊的花，是因为没有 2 类基因表达。（1）A （2）BC （3）AC （2）AB

29. 从花器发育的ABC模式看，只有花萼和花瓣的花，是因为没有 2 类基因表达。（1）A （2）B （3）BC （2）C

30. 花粉中有多种氨基酸，其中 2 的含量与花粉的育性有关。（1）谷氨酸（2）脯氨酸（3）羧脯氨酸（4）天冬氨酸 30. 人工辅助受粉增产的生理基础是 3 。

（1）生长中心理论（2）识别反应（3）集体效应（4）杂种优势 31. 植物自交不亲和的物质基础是 3 。

（1）花粉育性（2）柱头生活力（3）花粉和柱头的互作（4）柱头识别蛋白 32. 花粉与柱头相互识别的物质基础是 1 。（1）蛋白质（2）激素（3）脂类（4）维生素

33. 油料种子成熟过程中，种子内首先积累游离 4 。（1）油脂（2）不饱和脂肪酸（3）甘油（4）饱和脂肪酸 34. 油料种子成熟后期，种子内主要积累 1 。（1）油脂（2）不饱和脂肪酸（3）甘油（4）饱和脂肪酸 35. 蛋白质种子成熟后期，种子内主要积累 3 。（1）可溶性糖（2）淀粉（3）蛋白质（4）油脂

36. 水稻、小麦等种子成熟后期，种子内主要积累 2 。（1）油脂（2）淀粉（3）蛋白质（4）饱和脂肪酸

37. 油菜、向日葵等植物种子成熟后期，种子内主要积累 1 。（1）油脂（2）淀粉（3）蛋白质（4）饱和脂肪酸 38. 大豆种子成熟后期，种子内主要积累 3 。（1）可溶性糖（2）淀粉（3）蛋白质（4）油脂 39. 下列 3 果实的生长曲线为双S曲线。

（1）番茄（2）梨（3）杏（4）香蕉

40. 油料种子形成初期，种子内积累的主要产物是 4 。（1）可溶性糖（2）淀粉（3）甘油（4）游离脂肪酸 41. 桃子等核果的生长曲线是一 3 。

（1）直线（2）单S形曲线（3）双S形曲线（3）抛物曲线 42. 下列 1 果实具呼吸跃变现象，且其生长曲线为单S曲线。（1）香蕉（2）杏（3）桃（4）橙

四、问答题

33. 1. 幼年期是否是植物的普遍现象？在幼年期植物对开花诱导因素是否有感受能力？

不是，有的草本植物没有幼年期，如花生，其休眠芽中已存在花序原基。幼年期对开花诱导因素不敏感。

34. 2. 那些类型的植物有低温春化要求？春化是否唯有在生长点才能进行？

有低温春化要求的植物类型有：一年生冬性植物，冬小麦，大麦，油菜等农作物,大多数二年生植物胡萝卜、甜菜、芹菜、天仙子及一些多年生植物如石竹、桂竹香、牧草、黑麦草。这些植物在通过春化以后还需在长日条件下才能开花。根据现有研究资料，春化并非只有在生长点才能进行，有些植物的叶切段也能为低温所诱发。

35. 3. 我国四川地区一些药农种植二年生药用植物当归，发现若当年收获块根则质量不好，越冬种

植在第二年种植期间又因抽苔开花，而降低块根质量，试问如何才能收获质量较好的块根？为什么? 可在第一年冬季将块根挖出，贮藏在高温下，第二年的抽苔率就可被降低从而获得较好质量的块根。这样做的目的是使当归脱分化，即在当归春化过程完成之前就将起移到较高温度下，原来的低温效果就被

消除，因此抽苔率降低，块根质量提高。 36. 4. 春化现象在农业上有何应用？

(1) 春化（脱春化）处理：冬小麦春播，当归、洋葱等脱春化。(2) 适期播种：注意不同春化类别和特性。(3) 合理引种：能否满足低温条件。

37. 5. 植株感受春化的部位是哪里？如何用实验证明这一点?

感受部位是茎尖生长锥可利用芹菜试验验证：

植株常温——茎顶端低温——开花。

植株低温——茎顶端常温——不开花 38. 6. 植物如何感知昼夜长短?

植物的叶片可感受光周期刺激，并通过形成信息传导物质将信息传递给植物体的其他部位，信息传导物质包括成花素、开花抑制物等。

39. 7. 何谓植物的光周期现象？光周期现象表现在那些方面?

植物的光周期现象是指植物成花（或发育）对光周期的反应，表现在开花受光周期影响等方面（具体还不清楚）。

40. 8. 你认为作物异地引种要注意那些因素?

要注意引入地区是否能满足所引作物品种开花所要求的（1）温度（2）光周期条件。 41. 9. 麻类作物属短日植物,南麻北种有利弊，为什么?

因为对于短日植物而言，从南到北的引种使得生育期延长，这样有利于营养器官的生长，可以提高产量。但是当日照满足诱导植物开花所需的条件时，由于气温太低，植物无法正常开花结籽，影响生殖。 42. 10. 光敏素有何生理作用？如何判定光敏色素介入生理事件?

光敏素的生理作用有种子萌发、光周期反应、叶脱落等（288页，表8-8）。判定光敏素是否介入生理事件可依据该生理事件是否会对红光和远红光产生相反类型的响应来判断（未找到标准答案）。 43. 11. 什么叫光敏素的光稳定平衡？为什么会形成这种平衡?

光敏素的两种形式Pr和Pfr在可见光波段上的吸收区域有相当多的重叠，因此在饱和光强条件下可以建立光稳定平衡，其值为Pfr/（Pr+Pfr），不同光的光稳定平衡只是不同的。 44. 12. 自交不亲和性表现在那些方面？如何克服？

自交不亲和性表现在（1）孢子体不亲和：花粉管不能穿过柱头，或（2）配子体不亲和：花粉管生长停顿，破裂。克服的方法有：增加染色体倍性、辐射诱变、花粉蒙导法、蕾期授粉、激素处理、柱头高温处理等。

45. 13. 从已有的研究结果看，花器发育与基因有何关系？

花器发育与基因的关系可以用花发育ABC模式来解释，即根据发育的解剖学、遗传和分子生物学的研究，萼片→花瓣→雄蕊→心皮（→胚珠），共由3-4类基因控制，分别为ABC（D）。每一类基因均在相邻的两轮花器官中起作用。

46. 14. 植物受精后，雌蕊的代谢主要有哪些变化? (1) 柱头IAA上升。

(2) 呼吸加快。

(3) 柱头成为强库。

47. 15. 种子发育过程中有何生理生化变化?

(1)呼吸速率的变化：先增快后减慢；(2)贮藏物质的合成与积累：淀粉类种子——前期可溶性糖(还原糖,非还原糖)逐渐增加，以后逐渐下降, 淀粉含量逐渐上升并达到最大值；油料种子——发育初期积累可溶性糖与淀粉, 随种子发育其含量迅速下降, 粗脂肪含量的急剧增加，种子成熟前期先形成饱和脂肪酸,后期转变成不饱和脂肪酸，最后形成甘油酯；蛋白质种子——碳水化合物含量下降，氨基酸和酰胺含量先升后降，贮藏蛋白质上升直到最高值；（3）植物激素：激素含量和种类均有变化,受精后CTK—GA—IAA—ABA；（4）脱水：种子成熟后期含水量下降。种子耐脱水性的提高,可能与胚胎发生晚期富集蛋白(LEA蛋白)的合成与积累,ABA水平和可溶性碳水化合物含量的增加有关。 48. 16. 种子发育与果实发育有何联系?

果实是在胚珠受精以后,由胚囊、花被或花托发育而来,这种果实为有子果实。有子果实的种子发育正常与否影响到光合产物向果实内的运输和分配，种子发育不良则果实发育就会很差。 49. 17. 肉质果实成熟期间在生理生化上有哪些变化?

(1)呼吸速率的变化——呼吸跃变，仅存于在完熟前含有淀粉和脂肪贮藏物的果实；(2) 着色：叶绿素分解,而胡萝卜素、花色素苷合成和积累；（3）变甜，变香，酸味下降淀粉水解成可溶性糖（葡萄糖、果糖、蔗糖和山梨糖醇）；芳香挥发性物质的合成（香蕉—乙酸丁酯和醋酸异戊酯，桔子—柠檬醛,葡萄—氨回酸甲酯。有机酸的氧化分解和转化。含酸量在0.1～0.5%,口感较好。(4) 涩味消失，果实变软，单宁物质的降解或凝聚。原果胶的分解，果内淀粉的水解。 50. 18. 果实呼吸高峰与果实采后保存有何关系?

具有呼吸跃变的果实在出现呼吸高峰以后即进入了完熟期，完熟期的果实是不耐储藏的。因此果实采后保存因避免呼吸跃变的出现，可用的方法有：（1）包装箱内放入经高锰酸钾溶液浸泡过的干燥小砖块或分子筛等物体，利用高锰酸钾吸收议席，推迟呼吸高峰出现；（2）储存器中保持高二氧化碳浓度来延迟呼吸高峰出现。 51. 19. 生产上作物引种应注意哪些重要问题。

要了解所引作物品种开花所要求的温度和光后期调剂以及引入地区是否能满足他的要求。284页有例子

52. 20. 简述花期调控的常用方法。

（1）通过人工控制光周期来促进或延迟植物开花；（2）通过春化活脱春化处理。（3）通过缩短幼年期

53. 21. 试述春化现象和光周期理论在植物生理学理论发展中的作用和农业上的应用价值。农业生产上的应用价值：（1）不同纬度的异地引种（2）种子春化处理（2）调节开花期（4）控制水稻的光敏核不育（见284页）

第九章植物衰老生理一、名词解释衰老：Senescence:是指植物的器官或整个植株的生命功能的自然衰退，最终导致自然死亡的一系列恶化过程。是细胞程序性死亡。自由基：free radical 自由基为具有不配对电子的离子、原子或分子。特点：自由基极不稳定，寿命极短，只能瞬时存在；但是化学性质非常活泼，氧化能力很强，并能持续进行连锁反应。自由基的强氧化能力对细胞及许多生物大分子有破坏作用。活性氧

衰老相关基因：Senescence-associated genes（SAGs）是指这些基因的mRNA水平随衰老而提高，它们通常是与细胞内大分子物质降解和搬运等代谢过程有关的基因。衰老是一个遗传基因控制的渐进过程，因为不同的植物种类寿命差异很大。新近的研究发现在植物衰老期间，基因的表达大致可为2类：一类是在衰老下调(downward)基因，这些大都是与光合作用，极其他合成和产能有关的酶的基因。另一类是衰老上调基因，这些多是水解酶的合成基因,DNase, RNase, Protease, phospholipase。

离区与离层 abscission zone脱落发生的特定的组织部位。叶柄基部一段区域中经横向分裂而形成的几层细胞，其体积小，排列紧密，有浓稠的原生质和较多的淀粉粒，核大而突出，这就是离区。

脱落 Abscission是指植物细胞、组织或器官与植物体分离的过程，如叶、花、果实、枝条甚至树皮的脱落。衰老或成熟引起的脱落叫正常脱落。如叶片和花朵的衰老脱落，果实和种子的成熟脱落；环境条迫引起的脱落叫胁迫脱落（高温、低温、干旱、水涝、盐渍等和病虫）；植物本身生理活动不协调而引起的脱落，比如营养生长与生殖生长的竞争，源与库不协调等，均能引起生理脱落。

二、填空题

1 1 衰老的类型有整体衰老型、地上部衰老型、落叶衰老型、渐进的衰老型。 2 2 多年生草本植物和球茎类植物的衰老属于地上部衰老。 3 3 一次性结实植物的衰老属于整体衰老，常绿树的衰老属于渐进衰老，落

叶树的衰老属于落叶衰老。

4 4 一年生或两年生一次结实植物的衰老属于整体衰老，多年生及球茎类植物

的衰老属于地上部衰老，多年生常绿木本植物的衰老属于渐进衰老，多年生落叶木本植物的衰老属于落叶衰老。

5 5 细胞的衰老首先是细胞膜开始衰老。

6 6 植物磷脂酶有磷脂酶A ，磷脂酶 B ，磷脂酶C ，磷脂酶 D

四大类。

7 7 细胞内外钙离子的不平衡是衰老的重要原因之一。

8 8 生长素梯度学说认为：远基端/近基端的IAA比值较高时，抑制或延缓脱落；

两者比值较低时，会加速脱落。

9 9 防止植物衰老的植物生长物质有 GA 和 CTK 等。

10 10 植物生长物质中 ABA ， Eth 等增加均可诱导植物器官衰老脱落。 11 11 植物绿色部位的活性氧主要来自叶绿体。 12 12 植物干燥种子的活性氧主要有膜脂过氧化产生。

13 13 活性氧有超氧阴离子、过氧化氢、羟自由基和单线态氧等。 14 14 超氧自由基包括O2、O2、OH。

15 15

O SOD的作用是催化2形成氧气和过氧化氢。

16 16

等。 17 17 18 18 19 19 20 20 21 21

自由基的特点极不稳定、化学性质非常活泼、氧化能力很强

器官脱落前，发现有大量高尔基体向离层区的细胞壁分泌果胶酶等。如 SAG12、 SAG2 和 See1 等是植物的衰老相关基因。土温高，植株容易衰老，这主要与根呼吸作用加强有关。

叶片脱落前，离区细胞内纤维素酶和果胶酶活力较高，使叶片脱落。

实验发现，纤维素酶和果胶酶的活性与器官的脱落有显著相关。

O2 光合电子传递过程中，假环式电子传递产生。

22 22

23 23 与清除超氧有关的酶有 SOD ， AAO ，过氧化氢酶等。

24 近期的研究表明，CTK延缓植物衰老的最先过程是阻止衰老相关基因的表达。

三、选择题

(2)1. 多年生草本植物和球茎类植物的衰老属于衰老。（1）整体（2）地上部（3）落叶（4）渐进 (1)2. 细胞的衰老首先是开始衰老。

（1）细胞膜（2）细胞质（3）内质网（4）核 (1)3. 一次性结实植物的衰老属于衰老。

（1）整体（2）地上部（3）落叶（4）渐进 (4)4. 常绿树的衰老属于衰老。

（1）整体（2）地上部（3）落叶（4）渐进 (3)5. 落叶树的衰老属于衰老。

（1）整体（2）地上部（3）落叶（4）渐进 (2)6. 植物的衰老属于整体衰老。

（1）多年生草本植物（2）一次性结实植物（3）常绿树（4）落叶树 (1)7. 的衰老属于地上部衰老。

（1）球茎类（2）一次性结实植物（3）常绿树（4）落叶树 (3)8. 的衰老属于渐进衰老。

（1）多年生草本植物（2）一次性结实植物（3）常绿树（4）落叶树 (4)9. 的衰老属于落叶衰老。

（1）多年生草本植物（2）一次性结实植物（3）常绿树（4）落叶树 (1)10. 绿色植物活性氧主要来自。

（1）叶绿体（2）高尔基体（3）过氧化体（4）线粒体

（1）11. 植物干燥种子的活性氧主要有产生。

（1）膜脂过氧化（2）核酸断裂（3）过氧化体（4）线粒体 (4)12. 超氧自由基包括下列中。

O（1）2、O和HO

（2）O2、OH 和H2O2

OO22（3）、OH 和HO （4）、O、OH

O2（3）13. 光合电子传递过程中，电子传递产生。

（1）非环式（2）环式（3）假环式（4）环式和假环式

(1)14. 下列酶中与清除超氧有关的酶有等。（1）SOD、AAO、谷胱甘肽还原酶和过氧化氢酶（2）SOD、AAO、谷胱甘肽还原酶和核糖核酸酶

（3）SOD、谷胱甘肽还原酶、蛋白质合成酶和过氧化氢酶（4）SOD、AAO、IAA氧化酶和核糖核酸酶

O2(2)15. SOD的作用是催化形成。

（1）OH （2）H2O2 （3）H2O （4）O2

（3）16. 下列物质中增加均可诱导植物器官衰老脱落。

（1）ABA(脱落酸)、CTK（细胞分裂素）和JA（茉莉酸）（2）Eth、CTK和JA （3）Eth（乙烯）、ABA和JA （4）IAA、CTK和JA

（4）17. 近期的研究表明，CTK延缓植物衰老的最先过程是。（1）抑制核酸合成（2）促进核酸合成

（3）促进蛋白质成（4）阻止衰老相关基因的表达

（3）18. 叶片脱落前，离区细胞内活力较高，使叶片脱落。（1）α—淀粉酶（2）纤维素酶（3）纤维素酶和果胶酶

（4）19. 器官脱落前，发现有大量向离层区的细胞壁分泌果胶酶等。（1）内质网（2）核糖体（3）质体（4）高尔基体

（1）20. 土温高，植株容易衰老，这主要与根有关。

（1）呼吸增强（2）水肥吸收减少（3）CTK合成减少（4）代谢失控

四、问答题

1. 植物衰老有生理意义，其类型有哪些？有何假设？

答：植物的衰老不能单纯的看成是消极的死亡过程。衰老的过程伴随着营养物质的转移。

如一年生植物成熟衰老时营养器官中物质降解，转移至种子，块茎和球茎等处，以备新个体形成时再度利用；秋季树木叶子衰老脱落前，叶片内的物质发生水解，转移到茎、根或专门的贮藏器官，春天萌发时，开花、长叶；果实的成熟衰老后脱落，有利于种子传播，便于种的生存。

衰老的类型：A.整体衰老型，在开花结实后，随即全株衰老死亡，如一年生或二年生一次结实植物。

B.地上部衰老型，植株的地上部分器官随季节结束而死亡，由地下器官生长而更新，如许多多年生及球茎类植物。

C.落叶衰老型，季节性的夏季或冬季叶子衰老脱落，如许多多年生落叶木本植物。

D.渐进的衰老型，老的器官和组织逐渐衰老和退化，被新的器官和组织逐渐取代，如多年生常绿木本植物。 2. 为什么根系健壮能延缓植株衰老？答：从植株衰老的机理分析：

A.营养亏缺理论认为生殖体剥夺了营养体的养料是导致衰老的根本原因。根系健壮有利于植物体从周围土壤环境中吸收水肥，一定程度上补充了营养体丧失的养料，从而延缓植株衰老。

B.生长调节物质对植物衰老有很大的影响。IAA、GA和CTK延缓衰老。而细胞分裂素在植物体内的主要合成部位是根部，根系健壮有利于CTK的合成，从而阻止衰老相关基因的表达，阻止生物大分子水解，阻止和清除自由基，改变同化物分配方向等多方面起延缓衰老的作用。 3. 简述细胞衰老过程。

答：细胞衰老是植物组织、器官和个体衰老的基础，主要包括细胞膜衰老和细胞器衰老。细胞膜衰老过程：

(1)膜脂相变。衰老早期发生的事件。幼嫩细胞的膜为液晶相，流动性大。在衰老过程中，生物膜由液晶相向凝固相转化，结果膜变得刚硬，流动性降低，粘滞性增加。

(2)膜脂的降解和过氧化，膜磷脂含量下降。磷脂生物合成减少，磷脂酶活性增加造成。在磷脂酶(phospholipase)、脂氧合酶(lipoxygenase)和活性氧的作用下发生膜脂过氧化。 (3)膜的完整性丧失导致膜渗漏。细胞内外离子等梯度失去平衡，导致代谢紊乱。

细胞器衰老过程：主要表现在一下几点：

（1）核糖体和粗糙型内质网的数量减少；

（2）叶绿体随着衰老外层被膜脱落，类囊体解体，内部结构瓦解；

（3）线粒体先是出现嵴扭曲，褶皱膨胀，数目减少，进一步破坏，释放出各种水解酶和有机酸，使细胞发生自溶，加速细胞的衰老解体。 4. 植物叶片衰老时发生哪些生理生化变化？

答：结构的变化：叶片的衰老最明显的表现之一是叶绿素含量的下降、叶色变黄。叶绿体内基粒的膜结构逐渐解体，同时出现许多脂类小体。衰老初期的变化还包括：内质网的解体，以及核糖体逐渐消失。线粒体急剧减少，液泡膜消失，细胞液中的酶分散到整个细胞中，产生自溶作用。

组成和代谢活性的变化：叶绿素和蛋白质含量明显减少，可溶性碳水化合物，游离氨态氮有所增加。光合速率下降（分缓降和速降）。光合关键酶，特别是Rubisco活力和含量下降，光合电子传递活力和光合磷酸化活力下降，气孔导度下降。 5. 种子老化的原因是什么？

答：种子老化主要表现在膜结构破坏，透性加大。种子活力的变化与膜的不完整性密切相关，线粒体反应最敏感，内质网出现断裂或肿胀，质膜收缩并与细胞壁脱离，最终导致细胞内含物渗漏。引起种子老化（也就是细胞膜损伤）的主要原因是：第一，在磷脂酶作用下膜中磷脂降解；第二，中性脂肪水解及游离脂肪酸对膜的毒害；第三，脂质过氧化及其自由基的伤害。

6. 植物衰老时生理生化上有哪些变化？

答：衰老是植物的器官或整个植株的生命功能的自然衰退，最终导致自然死亡的一系列恶化过程。植物衰

老时生理生化上有很大的变化： A.衰老相关基因的表达：这些基因的mRNA水平随衰老而提高，它们通常是与细胞内大分子物质降解和搬运等代谢过程有关的基因。其表达大致可为2类：一类是在衰老下调(downward)基因，这些大都是与光合作用，及其他合成和产能有关的酶的基因。另一类是衰老上调基因，这些多是水解酶的合成基因； B.生物大分子物质的降解：主要表现在：（1）DNA降低，RNA的质和量都发生变化，RNA比DNA降低得更多些，尤其是rRNA对衰老过程最敏感。RNase活性增加，DNA—RNA聚合酶活性减少；（2）蛋白质的合成降低，而水解增加。衰老过程中可溶性蛋白和膜结合蛋白同时降解。（3）膜脂分解，生物膜功能衰退和丧失。 C.生长调节物质的变化：IAA、GA和CTK延缓衰老，衰老时这些激素含量下降。ABA、Eth和JA促进衰老，衰老时它们含量增加。

D.细胞内外Ca2+平衡失调：Ca-CaM与衰老有密切的关系，衰老时Ca2+进入细胞，导致内部Ca2+平衡失调。 E.自由基的变化：衰老过程中自由基产生量增加而自由基清除量降低。

7. 磷脂酶与衰老有何关系？

答：衰老的过程中，膜的流动性下降，膜流动性降低与磷脂含量降低是同步的，磷脂含量下降一步方面是由于磷脂生物合成减少；另一方面则是由于磷脂酶活性增加造成的。膜流动性下降，整个膜的选择性及功能受损。

膜渗漏是由于膜的完整性丧失，其主要原因可能是：膜脂的降解；膜脂的过氧化；中性脂肪的水解（形成游离脂肪酸而造成的毒害）。其中膜脂过氧化对膜造成的伤害最重，膜脂过氧化是在磷脂酶、脂氧合酶和活性氧的作用下发生的。

8. Ca与植物衰老有何关系？

答：Ca-CaM与衰老有密切的关系，衰老时Ca2+进入细胞，导致内部Ca2+平衡失调。具体：膜受损Ca2+进入细胞，激活磷脂酶D，同时激活CaM，从而激活磷脂酶A，导致磷脂水解生成不饱和脂肪酸，而这些不饱和脂肪酸在脂氧合酶的催化下进行一系列生化反应，最终产物不饱和脂肪酸氢过氧化物进一步产生有害代谢产物导致膜渗漏。

相反，Ca2+位于膜外部时，有稳定膜的作用，可减少乙烯的释放。 9. 植物激素与衰老有何关系？

答：1).CTK:从阻止衰老相关基因的表达，阻止生物大分子水解，阻止和清除自由基，改变同化物分配方向等多方面起延缓衰老的作用。

2).Eth:乙烯调节衰老的机理可能是引起呼吸链电子传递转向“抗氰途径”，引起电子转移速率增加4－6倍，物质消耗多，ATP生成少，造成空耗浪费而促进衰老。乙烯能增加膜透性，刺激O2的吸收并使其活化形成活性氧，过量活性氧使膜脂过氧化，使植物受伤害而衰老。

3).ABA:是利用关闭气孔的效应，协同其他作用作为衰老促进剂的。诱导水解酶的合成。 4).JA (Me-JA):抑制植物生长,促进衰老，加快叶绿素的降解，促进乙烯的生成，提高蛋白酶与核糖核酸酶等水解酶的活性，加速生物大分子的降解。JA在许多方面的作用与ABA相似，如抑制种子萌发，抑制花芽分化等等。

10. 引起植物衰老和脱落的可能因素有哪些？答：引起衰老的因素：

1)营养亏缺理论：生殖体剥夺了营养体的养料是导致衰衰老的根本原因。新近的研究发现在植物衰老期间，基因的表达大致可为2类：一类是在衰老下调(downward)基因，这些大都是与光合作用，极其他合成和产能有关的酶的基因。另一类是衰老上调基因，这些多是水解酶的合成基因,DNase, RNase, Protease, phospholipase。

2)衰老相关基因的表达：衰老是一个遗传基因控制的渐进过程，因为不同的植物种类寿命差异很大。 3)大分子的降解：DNA降低，RNA的质和量都发生，RNA比DNA降低得更多些，尤其是rRNA对衰老过程最敏感。RNase活性增加，DNA—RNA聚合酶活性减少。

蛋白质的合成降低，而水解增加。衰老过程中可溶性蛋白和膜结合蛋白同时降解，叶片衰老时降解的可溶性蛋白中85％是RuBP羧化酶。随着衰老推进，类囊体膜结合蛋白发生选择性地降解，如细胞色素f b的降解要早于其他光合膜蛋白。膜脂分解，生物膜功能衰退和丧失。

4)生长调节物质：IAA、GA和CTK延缓衰老，衰老时这些激素含量下降。ABA、Eth和JA促进衰老，衰老时它们含量增加。

5) 细胞内外Ca2+的不平衡：Ca-CaM与衰老有密切的关系，衰老时Ca2+进入细胞，导致内部Ca2+平衡失调。 6)自由基：自由基的强氧化能力对细胞及许多生物大分子有破坏作用。引起脱落的因素：

1)酶：纤维素酶、果胶酶和过氧化氢酶的含量的增多，脱落增加。 2)植物激素：

1AA：对器官脱落的效应与1AA的使用时间、1AA的浓度、处理部位有关。当远基（轴）端/近基（轴）端的1AA比值较高时，抑制或延缓脱落，当两者比值较低时，会加速脱落。 Eth：乙烯促进PG产生和分泌，从而使中胶层结构疏松，导致脱落。

ABA：促进脱落的原因，是ABA抑制叶柄内1AA的传导，并且促进分解细胞壁的酶类分泌。引起衰老和脱落的环境因素：

1)温度：温度过高和过低都会加速衰老和器官脱落。

2)水分：干旱使树木落叶，干旱促使衰老和脱落，是因为干旱引起内源激素的变化，1AA氧化酶活性增加，可扩散的1AA减少；CTK下降；Eth增加；ABA大增。淹水条件也造成叶、花、果的大量脱落，其原因是淹水使土壤中氧分压降低，并产生逆境乙烯。

3)光照：光照不足，器官容易脱落。因光照过弱，不仅使光合速率降低，形成的光合产物少，光直接影响碳水化合物的积累与运输，所以光线不足，叶、花、果因营养缺乏而脱落。日照长度对衰老和脱落也有影响，短日照促进衰老和落叶而长日照延迟衰老和落叶。 4)O2：高浓度氧增加脱落的原因可能是由于乙烯的生成。

5)矿质营养：矿质缺乏易引起衰老和脱落。其中N、Zn是1AA合成必需的，Ca是细胞壁中胶层果胶酸钙的重要组分，缺B常使花粉败育，导致不孕或果实退化，也引起脱落。 6)疾病，虫害，辐射和其他胁迫均引起衰老和脱落。 11. 如何调节控制器官的衰老?

答：1)防衰种质利用：植物类型、种和品种各自的衰老与否差异及大，生产上利用和选育防衰品种是经济有效的方法。

2)改造基因延缓衰老：把SAG12的启动子与IPT的编码区连接后形成嵌合基因PSAG12-IPT，一旦衰老，SAG12启动子将激活IPT的表达，细胞分裂素含量上升，叶片的衰老延缓；衰老进程受阻制后，对衰老敏感的SAG12启动子将关闭，从而有效地阻止了细胞分裂素的过量表达。

3)使用延缓衰老的植物生长物质：CTK类，BR类，多胺，IAA类等。

4)提供合适的外界条件：如防止光照过强和不足，防止干旱和涝害，保温，合理施肥，防除病虫害等。第十章植物逆境生理

一、名词解释（写出下列名词的英文并解释）

逆境抗性避性耐性生理干旱湿害冻害冷害热害膜脂相变膜脂液化逆境蛋白热击蛋白渗透调节

二、填空题

1 植物对逆境的适应有遗传适应和非遗传适应两种方式。 2 引起植物发生生理干旱的土壤因素是缺水、盐分过多等。 3 植物体内的结冰有胞间结冰和胞内结冰。 4 涝害的实质是缺氧，而不是水分过多引起的。

5 旱害的核心问题是缺水，而涝害的核心问题是缺氧。

6 研究发现，脯氨酸与抗旱性存在一定相关，因为该氨基酸既可解除 NH3 的毒害，还能增强细胞的保水能力。

7 抗旱的植物受旱时，体内脯氨酸含量大增，这种氨基酸可作为抗旱指标之一。 8 作物淹水时，其受程度是：死水比活水严重，清水比污水轻。有太阳时比阴雨天时严重，因为水内的溶解氧浇较少。

9 热害主要表现在和，此外，高温还可能导致膜脂液化。

10 越冬植物抗寒力的提高，要经过秋季短日照和低温的诱导和强化才得以形成。

11 越冬植物经过秋季短日照和低温的锻炼之后，细胞内束缚水的比例增加，淀粉减少，不饱和的脂肪酸增加，呼吸代谢减弱。 12 从生物膜的角度看，冷害是由于膜脂相变引起的，热害则是膜脂液化引起的。 13 温带或高山植物，其膜脂中的不饱和脂肪酸含量较高，这有利于避免膜在低温时发生膜脂相变。

14 北方越冬植物，膜脂中的饱和脂肪酸含量较低，膜的相变温度低，植物就不易受低温危害。

15 冷害可导致植物出现多种伤害，如光合速率下降、和气孔导度下降等。

16 冬天植物结冰通常危害不大，但春天回暖解冻太快反易造成伤害，这主要是和的缘故。 17 原生质胶体含水分愈少，其抗热性越高。

18 空间构型中含水分子多的蛋白质，其热稳定性差。

19 热带或夏作植物，其膜脂中的饱和脂肪酸高，这对于防止膜脂液化是有利的。

20 夏天或热带生长的植物，膜脂中的不饱和脂肪酸含量低，这可能避免在高温下发生膜脂液化。

21 高温促使膜脂液化，这与膜脂中不饱和脂肪酸含量高有关；低温促使膜脂固化，这与膜中饱和脂肪酸含量高有关。

22 肉质植物耐热原因之一是其体内含有大量的有机酸。

23 植物对病原物的反应有抗性，敏感性和耐热性。

24 植物感病后， ppp 呼吸代谢途径通常会提高，它可合成和等以防止或杀死病原物。

25 高度抗性植物，在病原物入侵后常发生过敏反应。

26 植物抗盐的机制有拒盐、泌盐和稀释等类型。 27 环境污染主要指大气、水和土壤污染，酸雨是酸性气体引起的。三、选择题

1. 叶片等组织显著失水时，其呼吸速率在短时间内一般 2 。（1）会增强（2）会降低（3）变化不大（4）无规律变化 2.干旱时叶片中 4 大量增加，使叶子容易衰老。（1）NH3 （2）无氧呼吸产物（3）乙烯（4）ABA

3. 2 有利于抗旱，因为它能增加植物细胞的保水能力。（1）谷氨酸（2）脯氨酸（3）羧脯氨酸（4）天冬氨酸 4. 植物缺水时，其叶片的ABA含量 1 。

（1）增加（2）减少（3）变化不大（4）变化无常

5. 干旱能使植株内源激素发生变化，最明显的是 3 含量增加。（1）CTK （2）ETH （3）ABA （4）GA

6. 干旱条件下， 4 植物体内含有大量的有机酸，使其具有很强的耐热性。（1）C3 （2）C4 （3）更苏（4）CAM

7. 肉质植物耐热的原因之一是其 2 含量高。（1）糖（2）有机酸（3）无机盐（4）水分

8. 越冬的白菜、蚕豆等，常冻得透明，这是 1 引起的。（1）细胞间隙结冰（2）细胞内结冰（3）细胞内外都结冰 9. 近代观点认为，冷害首先是由于 4 而引起的。

（1）有毒代谢产物积累（2）细胞失水（3）代谢失调（4）膜脂相变 10. 高温杀伤植物的温度与植物细胞含水量之间 2 。（1）呈正相关（2）呈负相关（3）无相关关系 11. 作物越冬时，组织内的束缚水相对量 2 。

（1）明显增大（2）有所下降（3）变化不大（4）无一定变化规律 12. 高山或越冬植物，其生物膜中的 4 含量相对增多。（1）蛋白质（2）糖类（3）饱和脂肪酸（4）不饱和脂肪酸

13. 细胞膜中的 2 含量高有利于膜脂的流动性和植物的抗寒性。（1）饱和脂肪酸（2）不饱和脂肪酸（3）蛋白质（4）糖类 14. 一般说来，生物膜抗高温的能力主要取决于膜中的 3 。（1）蛋白质（2）糖类（3）饱和脂肪酸（4）不饱和脂肪酸 15. 叶绿体膜的抗低温能力较强主要与膜酯中的 3 含量高有关。（1）糖蛋白（2）半乳糖脂（3）不饱和碳烯酸（4）糖类 16. 酸雨的主要成因是大气污染物 2 造成的。（1）CO2 （2）SO2 （3）O3 （4）HF

17. 北方农田有冬灌习惯，从植物生理学的角度看，主要目的是 3 。（1）给越冬作物供水（2）杀死越冬害虫（3）保温御寒（4）解决春早 18. 植物休内游离的 2 含量高，可使植物受冻害后及时恢复。（1）有机酸（2）硫氢基（-SH）（3）二硫磺键（-S-S-）（4）GA

19. 冬季植物组织中 4 含量提高可明显降低冰点，防止植物受冻害。（1）淀粉（2）蛋白质（3）ABA （4）可溶性糖

四、问答题

1.干旱对植物产生哪些伤害，植物怎样抵抗旱害？

2.淹水条件下植物产生哪些形态和生理变化？

3.为什么有些植物在严冬能忍受-20℃或更低的低温，但在夏季置于-4℃一段时间便会冻死?

4.植物冷害之后，会有哪些症状？

5.试述冷害容易发生的季节及其对植物的伤害。

6.越冬植物通过什么途径来抵御寒冷？

7.为了让作物及时安全越冬，在栽培措施上应注意些什么，其原因何在？

8.哪些逆境胁迫会引起细胞水势的下降?如何引起水势下降的?

9.高温怎样对植物产生危害？

10. 植物逆境下有何共同反应？

11. 如何提高植物抗逆性？

12. 植物在环境保护中有那些作用?

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