《植物生理學(xué)》第七版課后習(xí)題答案.doc

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第一章 植物的水分生理 l 水勢：水溶液的化學(xué)勢與純水的化學(xué)勢之差，除以水的偏摩爾體積所得商。 l 滲透勢：亦稱溶質(zhì)勢，是由于溶質(zhì)顆粒的存在，降低了水的自由能，因而其水勢低于純水水勢的水勢下降值。 l 壓力勢：指細(xì)胞的原生質(zhì)體吸水膨脹，對細(xì)胞壁產(chǎn)生一種作用力相互作用的結(jié)果，與引起富有彈性的細(xì)胞壁產(chǎn)生一種限制原生質(zhì)體膨脹的反作用力。 l 質(zhì)外體途徑：指水分通過細(xì)胞壁、細(xì)胞間隙等沒有細(xì)胞質(zhì)部分的移動(dòng)，阻力小，移動(dòng)速度快。 l 共質(zhì)體途徑：指水分從一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)經(jīng)過胞間連絲，移動(dòng)到另一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，形成一個(gè)細(xì)胞質(zhì)的連續(xù)體，移動(dòng)速度較慢。 l 滲透作用：水分從水勢高的系統(tǒng)通過半透膜向水勢低的系統(tǒng)移動(dòng)的現(xiàn)象。 l 根壓：由于水勢梯度引起水分進(jìn)入中柱后產(chǎn)生的壓力。 l 蒸騰作用：指水分以氣體狀態(tài)，通過植物體的表面（主要是葉子），從體內(nèi)散失到體外的現(xiàn)象。 l 蒸騰速率：植物在一定時(shí)間內(nèi)單位葉面積蒸騰的水量。 l 蒸騰比率：光合作用同化每摩爾CO2所需蒸騰散失的水的摩爾數(shù)。 l 水分利用率：指光合作用同化CO2的速率與同時(shí)蒸騰丟失水分的速率的比值。 l 內(nèi)聚力學(xué)說：以水分具有較大的內(nèi)聚力足以抵抗張力，保證由葉至根水柱不斷來解釋水分上升原因的學(xué)說。 l 水分臨界期：植物對水分不足特別敏感的時(shí)期。 1.將植物細(xì)胞分別放在純水和1mol/L 蔗糖溶液中，細(xì)胞的滲透勢、壓力勢、水勢及細(xì)胞體積各會(huì)發(fā)生什么變化？ 答：在純水中，各項(xiàng)指標(biāo)都增大；在蔗糖中，各項(xiàng)指標(biāo)都降低。 2.從植物生理學(xué)角度，分析農(nóng)諺“有收無收在于水”的道理。 答：水，孕育了生命。陸生植物是由水生植物進(jìn)化而來的，水是植物的一個(gè)重要的“先天”環(huán)境條件。植物的一切正常生命活動(dòng)，只有在一定的細(xì)胞水分含量的狀況下才能進(jìn)行，否則，植物的正常生命活動(dòng)就會(huì)受阻，甚至停止?？梢哉f，沒有水就沒有生命。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，水是決定收成有無的重要因素之一。水分在植物生命活動(dòng)中的作用很大，主要表現(xiàn)在4個(gè)方面：水分是細(xì)胞質(zhì)的主要成分。細(xì)胞質(zhì)的含水量一般在70~90%使細(xì)胞質(zhì)呈溶膠狀態(tài)，保證了旺盛的代謝作用正常進(jìn)行，如根尖、莖尖。如果含水量減少，細(xì)胞質(zhì)便變成凝膠狀態(tài)，生命活動(dòng)就大大減弱，如休眠種子。水分是代謝作用過程的反應(yīng)物質(zhì)。在光合作用、呼吸作用、有機(jī)物質(zhì)合成和分解的過程中，都有水分子參與。水分是植物對物質(zhì)吸收和運(yùn)輸?shù)娜軇?。一般來說，植物不能直接吸收固態(tài)的無機(jī)物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)，這些物質(zhì)只有在溶解在水中才能被植物吸收。同樣，各種物質(zhì)在植物體內(nèi)的運(yùn)輸，也要溶解在水中才能進(jìn)行。水分能保持植物的固有姿態(tài)。由于細(xì)胞含有大量水分，維持細(xì)胞的緊張度（即膨脹），使植物枝葉挺立，便于充分接受光照和交換氣體。同時(shí)，也使花朵張開，有利于傳粉。 3.水分是如何跨膜運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)以滿足正常的生命活動(dòng)的需要的？答：通過膜脂雙分子層的間隙進(jìn)入細(xì)胞。膜上的水孔蛋白形成水通道，造成植物細(xì)胞的水分集流。植物的水孔蛋白有三種類型：質(zhì)膜上的質(zhì)膜內(nèi)在蛋白、液泡膜上的液泡膜內(nèi)在蛋白和根瘤共生膜上的內(nèi)在蛋白，其中液泡膜的水孔蛋白在植物體中分布最豐富、水分透過性最大。 4.水分是如何進(jìn)入根部導(dǎo)管的？水分又是如何運(yùn)輸?shù)饺~片的？答：進(jìn)入根部導(dǎo)管有三種途徑：質(zhì)外體途徑：水分通過細(xì)胞壁、細(xì)胞間隙等沒有細(xì)胞質(zhì)部分的移動(dòng)，阻力小，移動(dòng)速度快。跨膜途徑：水分從一個(gè)細(xì)胞移動(dòng)到另一個(gè)細(xì)胞，要兩次通過質(zhì)膜，還要通過液泡膜。共質(zhì)體途徑：水分從一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)經(jīng)過胞間連絲，移動(dòng)到另一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)，形成一個(gè)細(xì)胞質(zhì)的連續(xù)體，移動(dòng)速度較慢。 這三條途徑共同作用，使根部吸收水分。 根系吸水的動(dòng)力是根壓和蒸騰拉力。 運(yùn)輸?shù)饺~片的方式：蒸騰拉力是水分上升的主要?jiǎng)恿?，使水分在莖內(nèi)上升到達(dá)葉片，導(dǎo)管的水分必須形成連續(xù)的水柱。造成的原因是：水分子的內(nèi)聚力很大，足以抵抗張力，保證由葉至根水柱不斷，從而使水分不斷上升。 5.植物葉片的氣孔為什么在光照條件下會(huì)張開，在黑暗條件下會(huì)關(guān)閉？答：保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞壁具有伸縮性，細(xì)胞的體積能可逆性地增大40~100%。保衛(wèi)細(xì)胞細(xì)胞壁的厚度不同，分布不均勻。雙子葉植物保衛(wèi)細(xì)胞是腎形，內(nèi)壁厚、外壁薄，外壁易于伸長，吸水時(shí)向外擴(kuò)展，拉開氣孔；禾本科植物的保衛(wèi)細(xì)胞是啞鈴形，中間厚、兩頭薄，吸水時(shí)，橫向膨大，使氣孔張開。 保衛(wèi)細(xì)胞的葉綠體在光下會(huì)形成蔗糖，累積在液泡中，降低滲透勢，于是吸水膨脹，氣孔張開；在黑暗條件下，進(jìn)行呼吸作用，消耗有機(jī)物，升高了滲透勢，于是失水，氣孔關(guān)閉。 6.氣孔的張開與保衛(wèi)細(xì)胞的什么結(jié)構(gòu)有關(guān)？答：細(xì)胞壁具有伸縮性，細(xì)胞的體積能可逆性地增大40~100%。細(xì)胞壁的厚度不同，分布不均勻。雙子葉植物保衛(wèi)細(xì)胞是腎形，內(nèi)壁厚、外壁薄，外壁易于伸長，吸水時(shí)向外擴(kuò)展，拉開氣孔；禾本科植物的保衛(wèi)細(xì)胞是啞鈴形，中間厚、兩頭薄，吸水時(shí)，橫向膨大，使氣孔張開。 第二章 植物的礦質(zhì)營養(yǎng) l 礦質(zhì)營養(yǎng)：植物對礦物質(zhì)的吸收、轉(zhuǎn)運(yùn)和同化。 l 大量元素：植物需要量較大的元素。 l 微量元素：植物需要量極微，稍多即發(fā)生毒害的元素。 l 溶液培養(yǎng)：是在含有全部或部分營養(yǎng)元素的溶液中栽培植物的方法。 l 透性：細(xì)胞膜質(zhì)具有的讓物質(zhì)通過的性質(zhì)。 l 選擇透性：細(xì)胞膜質(zhì)對不同物質(zhì)的透性不同。 l 胞飲作用：細(xì)胞通過膜的內(nèi)陷從外界直接攝取物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的過程。 l 被動(dòng)運(yùn)輸：轉(zhuǎn)運(yùn)過程順電化學(xué)梯度進(jìn)行，不需要代謝供給能量。 l 主動(dòng)運(yùn)輸：轉(zhuǎn)運(yùn)過程逆電化學(xué)梯度進(jìn)行，需要代謝供給能量。 l 轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白：包括兩種通道蛋白和載體蛋白。 通道蛋白：橫跨兩側(cè)的內(nèi)在蛋白，分子中的多肽鏈折疊成通道，內(nèi)帶電荷并充滿水。 載體蛋白：跨膜的內(nèi)在蛋白，形成不明顯的通道，通過自身構(gòu)象的改變轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)。 l 單向運(yùn)輸載體：能催化分子或離子單方向地順著電化學(xué)勢梯度跨質(zhì)膜運(yùn)輸。 l 同向運(yùn)輸器：指運(yùn)輸器與質(zhì)膜外的H結(jié)合的同時(shí)，又與另一分子或離子結(jié)合，同一方向運(yùn)輸。 l 反向運(yùn)輸器：指運(yùn)輸器與質(zhì)膜外側(cè)的H結(jié)合的同時(shí)，又與質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的分子或離子結(jié)合，兩者朝相反的方向運(yùn)輸。 l 離子泵：膜內(nèi)在蛋白，是質(zhì)膜上的ATP酶，通過活化ATP釋放能量推動(dòng)離子逆化學(xué)勢梯度進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。 l 生物固氮：某些微生物把空氣中的游離氮固定轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程。 l 誘導(dǎo)酶：是指植物本來不含某種酶，但在特定外來物質(zhì)的誘導(dǎo)下生成的酶。 l 臨界濃度：在營養(yǎng)元素嚴(yán)重缺乏與適量之間的濃度。是獲得最高產(chǎn)量的最低養(yǎng)分濃度。 l 生物膜：細(xì)胞的外周膜和內(nèi)膜系統(tǒng)。 l 生理酸性鹽：對于（NH4）2SO4一類鹽，植物吸收NH4＋較SO4－多而快，這種選擇吸收導(dǎo)致溶液變酸，故稱這種鹽類為生理酸性鹽。 l 生理堿性鹽：對于NaNO3一類鹽，植物吸收NO3－較Na＋快而多，選擇吸收的結(jié)果使溶液變堿，因而稱為生理堿性鹽。 l 生理中性鹽：對于NH4NO3一類的鹽，植物吸收其陰離子NO3－與陽離子NH4＋的量很相近，不改變周圍介質(zhì)的pH值，因而，稱之為生理中性鹽。 l 單鹽毒害：植物被培養(yǎng)在某種單一的鹽溶液中，不久即呈現(xiàn)不正常狀態(tài)，最后死亡。這種現(xiàn)象叫單鹽毒害。 l 離子拮抗：在單鹽溶液中加入少量其它鹽類可消除單鹽毒害現(xiàn)象，這種離子間相互消除毒害的現(xiàn)象為離子拮抗。 l 養(yǎng)分臨界期：作物對養(yǎng)分的缺乏最敏感、最易受傷害的時(shí)期叫養(yǎng)分臨界期。 l 再利用元素：某些元素進(jìn)入地上部分后，仍呈離子狀態(tài)，例如鉀，有些則形成不穩(wěn)定化合物，不斷分解，釋放出的離子（如氮、磷）又轉(zhuǎn)移到其它需要的器官中去。這些元素就稱為再利用元素或稱為對與循環(huán)的元素。 l 誘導(dǎo)酶：又叫適應(yīng)酶。指植物體內(nèi)本來不含有，但在特定外來物質(zhì)的誘導(dǎo)下可以生成的酶。如水稻幼苗本來無硝酸還原酶，但如將其在硝酸鹽溶液中培養(yǎng)，體內(nèi)即可生成此酶。 l 生物固氮：微生物自生或與植物（或動(dòng)物）共生，通過體內(nèi)固氮酶的作用，將大氣中的游離氮固定轉(zhuǎn)化為含氮化合物的過程。 l 質(zhì)外體：植物體內(nèi)原生質(zhì)以外的部分，是離子可自由擴(kuò)散的區(qū)域，主要包括細(xì)胞壁、細(xì)胞間隙、導(dǎo)管等部分，因此又叫外部空間或自由空間。 l 共質(zhì)體：指細(xì)胞膜以內(nèi)的原生質(zhì)部分，各細(xì)胞間的原生質(zhì)通過胞間連絲互相串連著，故稱共質(zhì)體，又稱內(nèi)部空間。物質(zhì)在共質(zhì)體內(nèi)的運(yùn)輸會(huì)受到原生質(zhì)結(jié)構(gòu)的阻礙，因此又稱有陰空間。 1.植物進(jìn)行正常生命活動(dòng)需要哪些礦質(zhì)元素？如何用實(shí)驗(yàn)方法證明植物生長需這些元素 答：分為大量元素和微量元素兩種：大量元素：C H O N P S K Ca Mg Si ，微量元素：Fe Mn Zn Cu Na Mo P Cl Ni ，實(shí)驗(yàn)的方法：使用溶液培養(yǎng)法或砂基培養(yǎng)法證明：通過加入部分營養(yǎng)元素的溶液，觀察植物是否能夠正常的生長。如果能正常生長，則證明缺少的元素不是植物生長必須的元素；如果不能正常生長，則證明缺少的元素是植物生長所必須的元素。 2.在植物生長過程中，如何鑒別發(fā)生缺氮、磷、鉀現(xiàn)象；若發(fā)生，可采用哪些補(bǔ)救措施？ 缺氮：植物矮小，葉小色淡或發(fā)紅，分枝少，花少，子實(shí)不飽滿，產(chǎn)量低。補(bǔ)救措施：施加氮肥。 缺磷：生長緩慢，葉小，分枝或分蘗減少，植株矮小，葉色暗綠，開花期和成熟期都延遲，產(chǎn)量降低，抗性減弱。補(bǔ)救措施：施加磷肥。 缺鉀：植株莖稈柔弱易倒伏，抗旱性和抗寒性均差，葉色變黃，逐漸壞死，缺綠開始在老葉。補(bǔ)救措施：施加鉀肥。 4.植物細(xì)胞通過哪些方式來吸收溶質(zhì)以滿足正常生命活動(dòng)的需要？ (一) 擴(kuò)散：1.簡單擴(kuò)散：溶質(zhì)從高濃度的區(qū)域跨膜移向濃度較低的鄰近區(qū)域的物理過程。 2.易化擴(kuò)散：又稱協(xié)助擴(kuò)散，指膜轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白易讓溶質(zhì)順濃度梯度或電化學(xué)梯度跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)，不需要細(xì)胞提供能量。 (二) 離子通道：細(xì)胞膜中，由通道蛋白構(gòu)成的孔道，控制離子通過細(xì)胞膜。 (三) 載體：跨膜運(yùn)輸?shù)膬?nèi)在蛋白，在跨膜區(qū)域不形成明顯的孔道結(jié)構(gòu)。 1.單向運(yùn)輸載體：（uniport carrier）能催化分子或離子單方向地順著電化學(xué)勢梯度跨質(zhì)膜運(yùn)輸。 2.同向運(yùn)輸器：（symporter）指運(yùn)輸器與質(zhì)膜外的H結(jié)合的同時(shí)，又與另一分子或離子結(jié)合，同一方向運(yùn)輸。 3.反向運(yùn)輸器：（antiporter）指運(yùn)輸器與質(zhì)膜外側(cè)的H結(jié)合的同時(shí)，又與質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的分子或離子結(jié)合，兩者朝相反的方向運(yùn)輸。 (四) 離子泵：膜內(nèi)在蛋白，是質(zhì)膜上的ATP酶，通過活化ATP釋放能量推動(dòng)離子逆化學(xué) 勢梯度進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。 (五) 胞飲作用：細(xì)胞通過膜的內(nèi)陷從外界直接攝取物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的過程。 5.簡述植物體內(nèi)銨同化的途徑。答：①谷氨酰胺合成酶途徑。即銨與谷氨酸及ATP結(jié)合，形成谷氨酰胺。②谷氨酸合酶途徑。谷氨酰胺與α-酮戊二酸及NADH（或還原型Fd）結(jié)合，形成2分子谷氨酸。③谷氨酸脫氫酶途徑。銨與α-酮戊二酸及NAD（P）H結(jié)合，形成谷氨酸。④氨基交換作用途徑。谷氨酸與草酰乙酸結(jié)合，在ASP-AT作用下，形成天冬氨酸和α-酮戊二酸。谷氨酰胺與天冬氨酸及ATP結(jié)合，在AS作用下形成天冬酰胺和谷氨酸。 6.簡述植物中硫酸鹽的同化過程。答：硫酸根在ATP硫酸化酶的作用下與ATP結(jié)合成APS。APS在APS磺基轉(zhuǎn)移酶作用下與GSH結(jié)合形成S-磺基谷胱苷肽，S-磺基谷胱苷肽與GSH結(jié)合形成亞硫酸鹽，在亞硫酸鹽還原酶作用下，由6Fdred提供電子形成硫化物。與O-乙酰絲氨酸結(jié)合，在O-乙酰絲氨酸硫解酶作用下形成半胱氨酸。 7.植物細(xì)胞通過哪些方式來控制胞質(zhì)中的鉀離子濃度？答：鉀離子通道：分為內(nèi)向鉀離子通道和外向鉀離子通道兩種。內(nèi)向鉀離子通道是控制胞外鉀離子進(jìn)入胞內(nèi)；外向鉀離子控制胞內(nèi)鉀離子外流。載體中的同向運(yùn)輸器：運(yùn)輸器與質(zhì)膜外側(cè)的氫離子結(jié)合的同時(shí)，又與另一鉀離子結(jié)合，進(jìn)行同一方向的運(yùn)輸，其結(jié)果是讓鉀離子進(jìn)入到胞內(nèi)。 8.無土栽培技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有哪些應(yīng)用？答：可以通過無土栽培技術(shù)，確定植物生長所必須的元素和元素的需要量，對于在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，進(jìn)行合理的施肥有指導(dǎo)的作用。無土栽培技術(shù)能夠?qū)χ参锏纳L條件進(jìn)行控制，植物生長的速度快，可用于大量的培育幼苗，之后再栽培在土壤中。 10.在作物栽培時(shí)，為什么不能施用過量的化肥，怎樣施肥才比較合理？答：過量施肥時(shí)，可使植物的水勢降低，根系吸水困難，燒傷作物，影響植物的正常生理過程。同時(shí)，根部也吸收不了，造成浪費(fèi)。合理施肥的依據(jù)：根據(jù)形態(tài)指標(biāo)、相貌和葉色確定植物所缺少的營養(yǎng)元素。通過對葉片營養(yǎng)元素的診斷，結(jié)合施肥，使?fàn)I養(yǎng)元素的濃度盡量位于臨界濃度的周圍。測土配方，確定土壤的成分，從而確定缺少的肥料，按一定的比例施肥。 11.植物對水分和礦質(zhì)元素的吸收有什么關(guān)系？是否完全一致？答：關(guān)系：礦質(zhì)元素可以溶解在溶液中，通過溶液的流動(dòng)來吸收。兩者的吸收不完全一致 相同點(diǎn)：①兩者都可以通過質(zhì)外體途徑和共質(zhì)體途徑進(jìn)入根部。 ②溫度和通氣狀況都會(huì)影響兩者的吸收。 不同點(diǎn)：①礦質(zhì)元素除了根部吸收后，還可以通過葉片吸收和離子交換的方式吸收礦物質(zhì)。 ②水分還可以通過跨膜途徑在根部被吸收。 12.細(xì)胞吸收水分和吸收礦質(zhì)元素有什么關(guān)系？有什么異同？答：關(guān)系：水分在通過集流作用吸收時(shí)，會(huì)同時(shí)運(yùn)輸少量的離子和小溶質(zhì)調(diào)節(jié)滲透勢。相同點(diǎn)：①都可以通過擴(kuò)散的方式來吸收。②都可以經(jīng)過通道來吸收。不同點(diǎn)：①水分可以通過集流的方式來吸收。②水分經(jīng)過的是水通道，礦質(zhì)元素經(jīng)過的是離子通道。③礦質(zhì)元素還可以通過載體、離子泵和胞飲的形式來運(yùn)輸。 13.自然界或栽種作物過程中，葉子出現(xiàn)紅色，為什么？答：缺少氮元素：氮元素少時(shí)，用于形成氨基酸的糖類也減少，余下的較多的糖類形成了較多的花色素苷，故呈紅色。 缺少磷元素：磷元素會(huì)影響糖類的運(yùn)輸過程，當(dāng)磷元素缺少時(shí)，阻礙了糖分的運(yùn)輸，使得葉片積累了大量的糖分，有利于花色素苷的形成。 缺少硫元素：缺少硫元素會(huì)有利于花色素苷的積累。 自然界中的紅葉：秋季降溫時(shí)，植物體內(nèi)會(huì)積累較多的糖分以適應(yīng)寒冷，體內(nèi)的可溶性糖分增多，形成了較多的花色素苷。 14.植株矮小，可能是什么原因？答：缺氮：氮元素是合成多種生命物質(zhì)所需的必要元素。 缺磷：缺少磷元素時(shí)，蛋白質(zhì)的合成受阻，新細(xì)胞質(zhì)和新細(xì)胞核形成較少，影響細(xì)胞分裂，生長緩慢，植株矮小。缺硫：硫元素是某些蛋白質(zhì)或生物素、酸類的重要組成物質(zhì)。缺鋅：鋅元素是葉綠素合成所需，生長素合成所需，且是酶的活化劑。缺水：水參與了植物體內(nèi)大多數(shù)的反應(yīng)。 15.引起嫩葉發(fā)黃和老葉發(fā)黃的分別是什么元素？請列表說明。 答：引起嫩葉發(fā)黃的：S Fe，兩者都不能從老葉移動(dòng)到嫩葉。 引起老葉發(fā)黃的：K N Mg Mo，以上元素都可以從老葉移動(dòng)到嫩葉。 Mn既可以引起嫩葉發(fā)黃，也可以引起老葉發(fā)黃，依植物的種類和生長速率而定。 16.葉子變黃可能是那些因素引起的？請分析并提出證明的方法。 答：缺乏下列礦質(zhì)元素：N Mg F Mn Cu Zn。證明方法是：溶液培養(yǎng)法或砂基培養(yǎng)法。 分析：N和Mg是組成葉綠素的成分，其他元素可能是葉綠素形成過程中某些酶的活化劑，在葉綠素形成過程中起間接作用。 光照的強(qiáng)度：光線過弱，會(huì)不利于葉綠素的生物合成，使葉色變黃。 證明及分析：在同等的正常條件下培養(yǎng)兩份植株，之后一份植株維持原狀培養(yǎng)，另一份放置在光線較弱的條件下培養(yǎng)。比較兩份植株，哪一份首先出現(xiàn)葉色變黃的現(xiàn)象。 溫度的影響：溫度可影響酶的活性，在葉綠素的合成過程中，有大量的酶的參與，因此 過高或過低的溫度都會(huì)影響葉綠素的合成，從而影響了葉色。 證明及分析：在同等正常的條件下，培養(yǎng)三份植株，之后其中的一份維持原狀培養(yǎng)，一份放置在低溫下培養(yǎng)，另一份放置在高溫條件下培養(yǎng)。比較三份植株變黃的時(shí)間。 第三章 植物的光和作用 l 光合作用：綠色植物吸收陽光的能量，同化CO2和水，制造有機(jī)物質(zhì)并釋放氧氣的過程。 l 吸收光譜：經(jīng)過葉綠素吸收后，在光譜上出現(xiàn)黑線或暗帶。 l 熒光現(xiàn)象：葉綠素溶液在透射光下呈綠色，而在反射光下呈紅色。 l 磷光現(xiàn)象：葉綠素在光照去掉光源后，還能繼續(xù)輻射出極微弱紅光的現(xiàn)象。 l 光反應(yīng)：必須在光下才能進(jìn)行的，由光引起的光化學(xué)反應(yīng)。 l 碳反應(yīng)：在暗處或光處都能進(jìn)行的，由若干酶所催化的化學(xué)反應(yīng)。 l 光和單位：由聚光色素系統(tǒng)和反應(yīng)中心組成。 l 聚光色素：沒有光化學(xué)活性，只有收集光能的作用，將光能聚集起來傳給反應(yīng)中心色素。包括絕大多數(shù)的色素。 l 原初反應(yīng)：指光和作用中從葉綠素分子受光激發(fā)到引起第一個(gè)光化學(xué)反應(yīng)為止的過程。 l 反應(yīng)中心：是將光能轉(zhuǎn)換為化學(xué)能的膜蛋白復(fù)合體。包括特殊狀態(tài)的葉綠素a。 l 希爾反應(yīng)：在光照下，離體葉綠體類囊體能將含有高鐵的化合物還原為低鐵化合物并釋放氧。 l 光和鏈：在類囊體摸上的PSII和PSI之間幾種排列緊密的電子傳遞體完成電子傳遞的總軌道。 l 光和磷酸化：是指在光合作用中由光驅(qū)動(dòng)并貯存在跨類囊體膜的質(zhì)子梯度的能量把ADP和磷酸合成為ATP的過程。 l 光和速率：單位時(shí)間、單位葉面積吸收CO2的量或放出O2的量，或者積累干物質(zhì)的量。 l 同化力：由于ATP和NADPH用于碳反應(yīng)中CO2的同化，把這兩種物質(zhì)合稱為同化力。 l 卡爾文循環(huán)：CO2的受體是一種戊糖，CO2的固定的出產(chǎn)物是一種三碳化合物。 l C4途徑：CO2固定最初的穩(wěn)定產(chǎn)物是四碳化合物。 l 光抑制：光能超過光和系統(tǒng)所能利用的數(shù)量時(shí)，光和功能下降。 l 景天酸代謝途徑：植物在夜間氣孔開放，利用C4途徑固定CO2，形成蘋果酸，貯存在液泡中，白天氣孔關(guān)閉，將夜間固定的CO2釋放出來，再經(jīng)C3途徑固定CO2的過程。 l 光呼吸：植物的綠色細(xì)胞依賴光照，吸收O2和放出CO2的過程。 l 表觀光合作用：沒有把葉子的線粒體呼吸和光呼吸考慮在內(nèi)的光和速率。 l 真正光和作用：表觀光和作用+呼吸作用+光呼吸。 l 光飽和點(diǎn)：當(dāng)達(dá)到某一光強(qiáng)度時(shí)，光和速率不再增加時(shí)的光強(qiáng)。 l 溫室效應(yīng)：大氣層中的CO2能強(qiáng)烈的吸收紅外線，太陽輻射的能量在大氣層中就“易入難出”，使得溫度上升。 l CO2補(bǔ)償點(diǎn)：當(dāng)光和吸收的CO2量等于呼吸放出的CO2量，這時(shí)外界CO2含量。 l 光補(bǔ)償點(diǎn)：同一葉子在同一時(shí)間內(nèi)，光和過程中吸收的CO2與光呼吸和呼吸作用過程中放出的CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度。 l 光能利用率：指植物光合作用所積累的有機(jī)物所含的能量，占照射在單位地面上的日光能量的比率。 l 希爾反應(yīng)：離體葉綠體在光下所進(jìn)行的分解水并放出氧氣的反應(yīng)。 l 光系統(tǒng)：由葉綠體色素和色素蛋白質(zhì)組成的可以完成光化學(xué)轉(zhuǎn)換的光合反應(yīng)系統(tǒng)，植物光合作用有PSI和PSII兩個(gè)光系統(tǒng)。 l 紅降現(xiàn)象：當(dāng)光波大于685nm時(shí)，光合作用的量子效率急劇下降，這種現(xiàn)象被稱為紅降現(xiàn)象。 l 增益效應(yīng)（愛默生效應(yīng)）：如果在遠(yuǎn)紅光（大于685nm）照射下補(bǔ)充紅光（650nm），量子產(chǎn)額大增，比單獨(dú)用這兩種波長的光照射時(shí)的總和還要高，這種效應(yīng)稱為增益效應(yīng)。 1.植物光合作用的光反應(yīng)和碳反應(yīng)是在細(xì)胞的哪些部位進(jìn)行的？為什么？答：光反應(yīng)在類囊體膜（光合膜）上進(jìn)行的，碳反應(yīng)在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行的。原因：光反應(yīng)必須在光下才能進(jìn)行的，是由光引起的光化學(xué)反應(yīng)，類囊體膜是光合膜，為光反應(yīng)提供了光的條件；碳反應(yīng)是在暗處或光處都能進(jìn)行的，由若干酶催化的化學(xué)反應(yīng)，基質(zhì)中有大量的碳反應(yīng)需要的酶。2.在光合作用過程中，ATP和NADPH是如何形成的？又是怎樣被利用的？ 答：形成過程是在光反應(yīng)的過程中。 1) 非循環(huán)電子傳遞形成了NADPH：PSII和PSI共同受光的激發(fā)，串聯(lián)起來推動(dòng)電子傳遞，從水中奪電子并將電子最終傳遞給NADP+，產(chǎn)生氧氣和NADPH，是開放式的通路。 2) 循環(huán)光和磷酸化形成了ATP：PSI產(chǎn)生的電子經(jīng)過一些傳遞體傳遞后，伴隨形成腔內(nèi)外H濃度差，只引起ATP的形成。 3) 非循環(huán)光和磷酸化時(shí)兩者都可以形成：放氧復(fù)合體處水裂解后，吧H釋放到類囊體腔內(nèi)，把電子傳遞給PSII，電子在光和電子傳遞鏈中傳遞時(shí)，伴隨著類囊體外側(cè)的H轉(zhuǎn)移到腔內(nèi)，由此形成了跨膜的H濃度差，引起ATP的形成；與此同時(shí)把電子傳遞到PSI，進(jìn)一步提高了能位，形成NADPH，此外，放出氧氣。是開放的通路。 利用的過程是在碳反應(yīng)的過程中進(jìn)行的。 C3途徑：甘油酸-3-磷酸被ATP磷酸化，在甘油酸-3-磷酸激酶催化下，形成甘油酸-1，3-二磷酸，然后在甘油醛-3-磷酸脫氫酶作用下被NADPH還原，形成甘油醛-3-磷酸。 C4途徑：葉肉細(xì)胞的葉綠體中草酰乙酸經(jīng)過NADP-蘋果酸脫氫酶作用，被還原為蘋果酸。C4酸脫羧形成的C3酸再運(yùn)回葉肉細(xì)胞，在葉綠體中，經(jīng)丙酮酸磷酸雙激酶催化和ATP作用，生成CO2受體PEP，使反應(yīng)循環(huán)進(jìn)行。 3.試比較PSI和PSII的結(jié)構(gòu)及功能特點(diǎn)。 PSII PSI 位于類囊體的堆疊區(qū)，顆粒較大 位于類囊體非堆疊區(qū)，顆粒小 由12種不同的多肽組成 由11種蛋白組成 反應(yīng)中心色素最大吸收波長680nm 反應(yīng)中心色素最大吸收波長700nm 水光解，釋放氧氣 將電子從PC傳遞給Fd 含有LHCII 含有LHCI 4.光和作用的氧氣是怎樣產(chǎn)生的？答：水裂解放氧是水在光照下經(jīng)過PSII的放氧復(fù)合體作用，釋放氧氣，產(chǎn)生電子，釋放質(zhì)子到類囊體腔內(nèi)。放氧復(fù)合體位于PSII類囊體膜腔表面。當(dāng)PSII反應(yīng)中心色素P680受激發(fā)后，把電子傳遞到脫鎂葉綠色。脫鎂葉綠素就是原初電子受體，而Tyr是原初電子供體。失去電子的Tyr又通過錳簇從水分子中獲得電子，使水分子裂解，同時(shí)放出氧氣和質(zhì)子。 6.光合作用的碳同化有哪些途徑？試述水稻、玉米、菠蘿的光合碳同化途徑有什么不同？ 答：有三種途徑C3 途徑、C4 途徑和景天酸代謝途徑。 途徑 C3 C4 CAM 植物種類 溫帶植物（水稻） 熱帶植物（玉米） 干旱植物（菠蘿） 固定酶 Rubisco PEPcase/Rubisco PEPcase/Rubisco CO2 受體 RUBP RUBP/PEP RUBP/PEP 初產(chǎn)物 PGA OAA OAA 7.一般來說，C4植物比C3植物的光合產(chǎn)量要高，試從它們各自的光合特征以及生理特征比較分析。 C3 C4 葉片結(jié)構(gòu) 無花環(huán)結(jié)構(gòu)，只有一種葉綠體 有花環(huán)結(jié)構(gòu)，兩種葉綠體 葉綠素a/b 2.8+-0.4 3.9+-0.6 CO2固定酶 Rubisco PEPcase/Rubisco CO2固定途徑 卡爾文循環(huán) C4途徑和卡爾文循環(huán) 最初CO2接受體 RUBP PEP 光合速率 低 高 CO2補(bǔ)償點(diǎn) 高 低 飽和光強(qiáng) 全日照1/2 無 光合最適溫度 低 高 羧化酶對CO2親和力 低 高，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于C3 光呼吸 高 低 總體的結(jié)論是，C4植物的光合效率大于C3植物的光合效率。 8.從光呼吸的代謝途徑來看，光呼吸有什么意義？答：光呼吸的途徑：在葉綠體內(nèi)，光照條件下，Rubisco把RUBP氧化成乙醇酸磷酸，之后在磷酸酶作用下，脫去磷酸產(chǎn)生乙醇酸；在過氧化物酶體內(nèi)，乙醇酸氧化為乙醛酸和過氧化氫，過氧化氫變?yōu)檠髿?，乙醛酸形成甘氨酸；在線粒體內(nèi)，甘氨酸變成絲氨酸；過氧化物酶體內(nèi)形成羥基丙酮酸，最終成為甘油酸；在葉綠體內(nèi)，產(chǎn)生甘油-3-磷酸，參與卡爾文循環(huán)。 在干旱和高輻射期間，氣孔關(guān)閉，CO2不能進(jìn)入，會(huì)導(dǎo)致光抑制。光呼吸會(huì)釋放CO2，消耗多余的能量，對光合器官起到保護(hù)的作用，避免產(chǎn)生光抑制。 在有氧條件下，通過光呼吸可以回收75%的碳，避免損失過多。 有利于氮的代謝。 9.卡爾文循環(huán)和光呼吸的代謝有什么聯(lián)系？ 答：卡爾文循環(huán)產(chǎn)生的有機(jī)物的1/4通過光呼吸來消耗。氧氣濃度高時(shí)，Rubisco作為加氧酶，是RUBP氧化，進(jìn)行光呼吸；CO2高時(shí)，Rubisco作為羧化酶，使CO2羧化，進(jìn)行卡爾文循環(huán)。光呼吸的最終產(chǎn)物是甘油酸-3-磷酸，參與到卡爾文循環(huán)中。 10.通過學(xué)習(xí)植物水分代謝、礦質(zhì)元素和光合作用知識之后，你認(rèn)為怎樣才能提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。 答：合理灌溉。合理灌溉可以改善作物各種生理作用，還能改變栽培環(huán)境，間接地對作用發(fā)生影響。 合理追肥。根據(jù)植物的形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)確定追肥的種類和量。同時(shí)，為了提高肥效，需要適當(dāng)?shù)墓喔?、適當(dāng)?shù)纳罡透纳剖┓实姆绞健? 光的強(qiáng)度盡量的接近于植物的光飽和點(diǎn)，使植物的光合速率最大，最大可能的積累有機(jī)物，但是同時(shí)注意光強(qiáng)不能太強(qiáng)，會(huì)產(chǎn)生光抑制的現(xiàn)象。 栽培的密度適度的大點(diǎn)，肥水充足，植株繁茂，能吸收更多的CO2，但同時(shí)要注意光線的強(qiáng)弱，因?yàn)殡S著光強(qiáng)的增加CO2的利用率增加，光合速率加快。同時(shí)，可通過人工的增加CO2含量，提高光合速率。 使作物在適宜的溫度范圍內(nèi)栽植，使作物體內(nèi)的酶的活性在較強(qiáng)的水平，加速光合作用的碳反應(yīng)過程，積累更多的有機(jī)物。 11.C3植物、C4植物和CAM在固定CO2方面的異同。 C3 C4 CAM 受體 RUBP PEP PEP 固定酶 Rubisco PEPcase/Rubisco PEPcase/Rubisco 進(jìn)行的階段 CO2羧化、CO2還原、更新 CO2羧化、轉(zhuǎn)變、脫羧與還原、再生 羧化、還原、脫羧、C3途徑 初產(chǎn)物 PGA OAA OAA 能量使用 先NADPH后ATP 12.據(jù)你所知，葉子變黃可能與什么條件有關(guān)，請全面討論。 答：水分的缺失。水分是植物進(jìn)行正常的生命活動(dòng)的基礎(chǔ)。 礦質(zhì)元素的缺失。有些礦質(zhì)元素是葉綠素合成的元素，有些礦質(zhì)元素是葉綠素合成過程中酶的活化劑，這些元素都影響葉綠素的形成，出現(xiàn)葉子變黃。 光條件的影響。光線過弱時(shí)，植株葉片中葉綠素分解的速度大于合成的速度，因?yàn)槿鄙偃~綠素而使葉色變黃。 溫度。葉綠素生物合成的過程中需要大量的酶的參與，過高或過低的溫度都會(huì)影響酶的活動(dòng)，從而影響葉綠素的合成。 葉片的衰老。葉片衰老時(shí)，葉綠素容易降解，數(shù)量減少，而類胡蘿卜素比較穩(wěn)定，所以葉色呈現(xiàn)出黃色。 13.高O2濃度對光合過程有什么影響？答：對于光合過程有抑制的作用。高的O2濃度，會(huì)促進(jìn)Rubisco的加氧酶的作用，更偏向于進(jìn)行光呼吸，從而抑制了光合作用的進(jìn)行。 15.“霜葉紅于二月花”，為什么霜降后楓葉變紅？答：霜降后，溫度降低，體內(nèi)積累了較多的糖分以適應(yīng)寒冷，體內(nèi)的可溶性糖多了，就形成較多的花色素苷，葉子就呈紅色的了。 第四章 植物的呼吸作用 l 呼吸作用：指生物體內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)，通過氧化還原而產(chǎn)生CO2同時(shí)釋放能量的過程。 l 有氧呼吸：指生活細(xì)胞在氧氣的參與下，把某些有機(jī)物質(zhì)徹底氧化分解，放出CO2并形成水，同時(shí)釋放能量的過程。 l 無氧呼吸：指在無氧條件下，細(xì)胞把某些有機(jī)物分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物，同時(shí)釋放能量的過程。 l 糖酵解：胞質(zhì)溶膠中的己糖在無氧狀態(tài)或有氧狀態(tài)下均能分解成丙酮酸的過程。 l 三羧酸循環(huán)：糖酵解進(jìn)行到丙酮酸后，在有氧條件下，通過一個(gè)包括三羧酸和二羧酸的循環(huán)而逐步氧化分解，直到形成水和CO2為止。 l 戊糖磷酸途徑：可以不經(jīng)過無氧呼吸生成丙酮酸而進(jìn)行有氧呼吸的途徑。 l 生物氧化：有機(jī)物質(zhì)在生物體細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行氧化分解和釋放能量的過程。 l 呼吸鏈：呼吸代謝中間產(chǎn)物的電子和質(zhì)子，沿著一系列有順序的電子傳遞體組成的電子傳遞途徑，傳遞到分子氧的總過程。 l 解偶聯(lián)：指呼吸鏈與氧化磷酸化的偶聯(lián)遭到破壞的現(xiàn)象。 l 氧化磷酸化：在生物氧化中，電子經(jīng)過線粒體的電子傳遞鏈傳遞到氧，伴隨ATP合酶催化，使ADP和Pi合成ATP的過程。 l 呼吸速率：用植物的單位鮮重、干重或原生質(zhì)表示，或者在一定時(shí)間內(nèi)所放出的二氧化碳的體積，或所吸收的氧氣的體積來表示。 l 呼吸商：植物組織在一定時(shí)間內(nèi)，放出二氧化碳的物質(zhì)的量與吸收氧氣的物質(zhì)的量的比率。 l 抗氰呼吸：在氰化物存在下，某些植物呼吸不受抑制。 l P/O比：是指氧化磷酸化中每吸收一個(gè)氧原子時(shí)所酯化無機(jī)磷酸分子數(shù)或產(chǎn)生ATP分子數(shù)之比值。 l 交替氧化酶：抗氰呼吸的末端氧化酶，可把電子傳給氧。 l 底物水平磷酸化：由于底物的分子磷酸直接轉(zhuǎn)到ADP而形成ATP。 l 巴斯德效應(yīng)：氧可以降低糖類的分解代謝和減少糖酵解產(chǎn)物的積累。 l 末端氧化酶：是把底物的電子通過電子傳遞系統(tǒng)最后傳遞給分子氧并形成水或過氧化氫的酶類。 l 能荷：就是ATP-ADP-AMP系統(tǒng)中可以利用的高能磷酸鍵的度量。 l 溫度系數(shù)：由于溫度升高10℃而引起的反應(yīng)速率的增加。 6.用很低濃度的氰化物和疊氮化合物或高濃度的CO處理植物，植物很快會(huì)發(fā)生傷害，試分析該傷害的原因是什么？答：上述的處理方法會(huì)造成植物的呼吸作用的抑制，使得植物不能進(jìn)行正常的呼吸作用，為植物體提供的能量也減少了，從而造成了傷害的作用。 7.植物的光合作用與呼吸作用有什么關(guān)系？ 相對性 光合作用 呼吸作用 物質(zhì)代謝 合成物質(zhì) 分解物質(zhì) 能量代謝 儲(chǔ)能過程：光能-化學(xué)能 光合電子傳遞、光合磷酸化 放能過程：化學(xué)能-ATP/NADPH 呼吸電子傳遞、氧化磷酸化 主要環(huán)境因素 光、CO2 溫度、O2 場所 葉綠體 所有活細(xì)胞 相關(guān)性：載能的媒體相同：ATP、NADPH。 物質(zhì)相關(guān)：中間產(chǎn)物交替使用。光合的O2用于呼吸；呼吸的CO2用于光合。 磷酸化的機(jī)制相同：化學(xué)滲透學(xué)說。 8.植物的光呼吸和暗呼吸有哪些區(qū)別？ 暗呼吸 光呼吸 代謝途徑 糖酵解、三羧酸循環(huán)等途徑 乙醇酸代謝途徑 底物 葡萄糖，新形成或儲(chǔ)存的 乙醇酸，新形成的 發(fā)生條件 光、暗處都可以進(jìn)行 光照下進(jìn)行 發(fā)生部位 胞質(zhì)溶膠和線粒體 葉綠體、過氧化物酶體、線粒體 對O2和CO2濃度反應(yīng) 無反應(yīng) 高O2促進(jìn)，高CO2抑制 9.光合磷酸化與氧化磷酸化有什么異同？ 光合磷酸化 氧化磷酸化 驅(qū)動(dòng)能量 光能 化學(xué)能 H、e的來源 水的光解 底物氧化脫氫 H、e的傳遞方向 水--NADP NADPH---O2 場所 類囊體膜 線粒體內(nèi)膜 H梯度 內(nèi)膜》外膜 外膜》內(nèi)膜 影響因素 光 O2和溫度 相同點(diǎn)：使ADP與pi合成ATP。 10.分析下列的措施，并說明它們有什么作用？ 1) 將果蔬貯存在低溫下：在低溫情況下，果蔬的呼吸作用較弱，減少了有機(jī)物的消耗，保持了果蔬的質(zhì)量。 2) 小麥、水稻、玉米、高粱等糧食貯藏之前要曬干：糧食曬干之后，由于沒有水分，從而不會(huì)再進(jìn)行光合作用。若含有水分，呼吸作用會(huì)消耗有機(jī)物，同時(shí)，反應(yīng)生成的熱量會(huì)使糧食發(fā)霉變質(zhì)。 3) 給作物中耕松土：改善土壤的通氣條件。 4) 早春寒冷季節(jié)，水稻浸種催芽時(shí)，常用溫水淋種和不時(shí)翻種：控制溫度和空氣，使呼吸作用順利進(jìn)行。 第五章 植物體內(nèi)有機(jī)物的代謝 l 初生代謝物：初生代謝的產(chǎn)物，如糖類、脂肪、核酸、蛋白質(zhì)等。 l 次生代謝物：由糖類等有機(jī)物次生代謝衍生出來的物質(zhì)。 l 萜類：由異戊二烯組成的次生代謝物，一般不溶于水。 l 酚類：芳香族環(huán)上的氫原子被羥基或功能衍生物取代后生成的化合物，是重要的次生代謝物之一。 l 生物堿：一類含氮雜環(huán)化合物，通常有一個(gè)含氮雜環(huán)，其堿性來自含氮的環(huán)。 l 固醇：是三萜的衍生物，它是質(zhì)膜的主要組成，又是與昆蟲脫皮有關(guān)的植物蛻皮激素的成分。 l 類黃酮：是兩個(gè)芳香環(huán)被三碳橋連起來的15碳化合物，其結(jié)構(gòu)來自兩個(gè)不同的合成途徑。 第六章 植物體內(nèi)有機(jī)物的運(yùn)輸 l 胞間連絲：是連接兩個(gè)相鄰植物細(xì)胞的胞質(zhì)通道，行使水分、營養(yǎng)物質(zhì)、小的信號分子，以及大分子的胞質(zhì)運(yùn)輸功能。 l 壓力流學(xué)說：篩管中溶液流運(yùn)輸是由源和庫端之間滲透產(chǎn)生的壓力梯度推動(dòng)的。 l 韌皮部裝載：指光和產(chǎn)物從葉肉細(xì)胞到篩分子-伴胞復(fù)合體的整個(gè)過程。 l 多聚體-陷阱模型：葉肉細(xì)胞合成的蔗糖運(yùn)到維管束鞘細(xì)胞，經(jīng)過眾多的胞間連絲，進(jìn)入居間細(xì)胞，居間細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸蔗糖分別與1或2個(gè)半乳糖分子合成棉子糖或水蘇糖，這兩種糖分大，不能擴(kuò)散回維管束鞘細(xì)胞，只能運(yùn)送到篩分子。 l 韌皮部卸出：裝載在韌皮部的同化產(chǎn)物輸出到庫的接受細(xì)胞的過程。 l 胞質(zhì)泵動(dòng)學(xué)說：篩分子內(nèi)腔的細(xì)胞質(zhì)呈幾條長絲狀，形成胞縱束，縱跨篩分子，每束直徑為1到幾微米。在束內(nèi)呈環(huán)狀的蛋白質(zhì)絲反復(fù)的、有節(jié)奏的收縮和張弛，就產(chǎn)生一種蠕動(dòng)，把細(xì)胞質(zhì)長距離泵走，糖分就隨之流動(dòng)。 l 收縮蛋白學(xué)說：篩管腔內(nèi)有很多具有收縮能力的P蛋白，是它推動(dòng)篩管汁液運(yùn)行。 l 庫強(qiáng)度：等于庫容量和庫活力的乘積。 l 配置：指源葉中新形成同化產(chǎn)物的代謝轉(zhuǎn)化。 l 分配：指新形成同化產(chǎn)物在各種庫之間的分布。 l 代謝源：指制造并輸送有機(jī)物質(zhì)到其他器官的組織、器官或部位。如成熟的葉片。 l 代謝庫：指植物接受有機(jī)物質(zhì)用于生長、消耗或貯藏的組織，器官或部位。如正在發(fā)育的種子、果實(shí)等。 1.植物葉片中合成的有機(jī)物質(zhì)是以什么形式和通過什么途徑運(yùn)輸?shù)礁?？如何用?shí)驗(yàn)證明植物體內(nèi)有機(jī)物運(yùn)輸?shù)男问胶屯緩剑? 答：運(yùn)輸形式：還原性糖，例如蔗糖、棉子糖、水蘇糖和毛蕊糖，其中以蔗糖為最多。 運(yùn)輸途徑：篩分子-伴胞復(fù)合體通過韌皮部運(yùn)輸。 驗(yàn)證形式：利用蚜蟲的吻刺法收集韌皮部的汁液。蚜蟲以其吻刺插入葉或莖的篩管細(xì)胞吸取汁液。當(dāng)蚜蟲吸取汁液時(shí)，用CO2麻醉蚜蟲，用激光將蚜蟲吻刺于下唇處切斷，切口處不斷流出篩管汁液，可收集汁液供分析。 驗(yàn)證途徑：運(yùn)用放射性同位素示蹤法。 5.木本植物怕剝皮而不怕空心，這是什么道理？答：葉片是植物有機(jī)物合成的地方，合成的有機(jī)物通過韌皮部向雙向運(yùn)輸，供植物的正常生命活動(dòng)。剝皮即是破壞了植物的韌皮部，使有機(jī)物的運(yùn)輸收到阻礙。 第七章 細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo) l 跨膜信號轉(zhuǎn)換：信號與細(xì)胞表面的受體結(jié)合后，通過受體將信號傳遞進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的過程。 l 信號：環(huán)境的變化。 l 受體：是指能夠特異地識別并結(jié)合信號、在細(xì)胞內(nèi)放大和傳遞信號的物質(zhì)。 l CAMP：調(diào)節(jié)靶酶的活性。 l 細(xì)胞內(nèi)受體：位于亞細(xì)胞組分上的受體。 l 細(xì)胞表面受體：位于細(xì)胞表面的受體。 l 蛋白激酶：催化ATP或GTP的磷酸基團(tuán)轉(zhuǎn)移到底物蛋白質(zhì)的氨基酸殘基上。 l 第一信使：能引起胞內(nèi)信號的胞間信號和環(huán)境刺激，亦稱為初級信使。 l 第二信使：位于細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)，將信號進(jìn)一步傳遞和放大，最終引起細(xì)胞反應(yīng)。 l 級聯(lián)反應(yīng)：信號通過跨膜轉(zhuǎn)換后，進(jìn)入細(xì)胞，再通過細(xì)胞內(nèi)的信號分子或第二信使，使信號進(jìn)一步傳遞或放大，最終引起細(xì)胞反應(yīng)。 l G 蛋白：全稱為 GTP 結(jié)合調(diào)節(jié)蛋白。此類蛋白由于其生理活性有賴于三磷酸鳥苷(GTP )的結(jié)合以及具有GTP 水解酶的活性而得名。在受體接受胞間信號分子到產(chǎn)生胞內(nèi)信號分子之間往往要進(jìn)行信號轉(zhuǎn)換，通常認(rèn)為是通過G 蛋白偶聯(lián)起來，故G 蛋白又被稱為偶聯(lián)蛋白或信號轉(zhuǎn)換蛋白。 l 雙信號系統(tǒng)：是指肌醇磷脂信號系統(tǒng)，其最大的特點(diǎn)是胞外信號被膜受體接受后同時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)胞內(nèi)信號分子 （ IP 3 和 DAG ），分別激活兩個(gè)信號傳遞途徑，即 IP3 /Ca2+和 DAG/PKC 途徑，因此把這一信號系統(tǒng)稱之為“雙信號系統(tǒng)”。 1.什么叫信號轉(zhuǎn)導(dǎo)？細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)包括哪些過程？答：信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是指細(xì)胞偶聯(lián)各種刺激信號與其引起的特定生理效應(yīng)之間的一系列分子反應(yīng)機(jī)制。包括四個(gè)步驟：第一，信號分子與細(xì)胞表面受體的相結(jié)合；第二，跨膜信號轉(zhuǎn)換；第三，在細(xì)胞內(nèi)通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信號傳遞、放大和整合；第四，導(dǎo)致生理生化變化。 2.什么叫鈣調(diào)蛋白？它有什么作用？答：鈣調(diào)蛋白是一種耐熱的球蛋白，具有148個(gè)氨基酸的單鏈多肽。兩種方式起作用：第一，可以直接與靶酶結(jié)合，誘導(dǎo)構(gòu)象變化而調(diào)節(jié)靶酶的活性；第二，與CA結(jié)合，形成活化態(tài)的CA/cam復(fù)合體，然后再與靶酶結(jié)合，將靶酶激活。 3.蛋白質(zhì)可逆磷酸化在細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)中有什么作用？答：是生物體內(nèi)一種普遍的翻譯后修飾方式。細(xì)胞內(nèi)第二信使如CA等往往通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)多種蛋白激酶和蛋白磷酸酶，從而調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的磷酸化和去磷酸化過程，進(jìn)一步傳遞信號。 4.植物細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度變化是如何完成的？答：細(xì)胞壁是胞外鈣庫。質(zhì)膜上的CA通道控制CA內(nèi)流，而質(zhì)膜上的CA泵負(fù)責(zé)將CA泵出細(xì)胞。胞內(nèi)鈣庫的膜上存在CA通道、CA泵和CA/H反向運(yùn)輸器，前者控制CA外流，后兩者將胞質(zhì)CA泵入胞內(nèi)鈣庫。 第八章 植物生長物質(zhì) l 植物生長物質(zhì)：調(diào)節(jié)植物生長發(fā)育的物質(zhì)。 l 植物激素：是指一些在植物體內(nèi)合成，并從產(chǎn)生之處運(yùn)送到別處，對生長發(fā)育產(chǎn)生顯著作用的微量有機(jī)物。 l 植物激素受體：指特異地識別激素并能與激素高度結(jié)合的蛋白質(zhì)。 l 植物激素突變體：由于基因突變而引起植物激素缺陷的突變體。 l 植物多肽激素：具有調(diào)節(jié)生理過程和傳遞細(xì)胞信號功能的活性多肽。 l 生長素極性運(yùn)輸：生長素只能從植物體的形態(tài)學(xué)上端向下端運(yùn)輸。 l 植物生長調(diào)節(jié)劑：指一些具有植物激素活性的人工合成的物質(zhì)。 l 植物生長促進(jìn)劑：促進(jìn)分生組織細(xì)胞分裂和伸長，促進(jìn)營養(yǎng)器官的生長和生殖器官的發(fā)育，外施生長抑制劑可抑制其促進(jìn)效能。 l 植物生長抑制劑：抑制頂端分省組織生長，使植物喪失頂端優(yōu)勢，側(cè)枝多，葉小，生殖器官也受影響。 l 植物生長延緩劑：是赤霉素類，使植株矮小，莖粗，節(jié)間短，葉面積小，葉厚，葉色深綠，不影響花的發(fā)育。 l 三重反應(yīng)：乙烯可抑制黃化豌豆幼苗上胚軸的伸長生長，促進(jìn)其加粗生長，地上部分失去負(fù)向地性生長（偏上生長）。 1.生長素是在植物體的哪些部位合成的？生長素的合成有哪些途徑？ 答：合成部位：生長旺盛部位（葉原基、嫩葉、發(fā)育中種子）；途徑（底物是色氨酸）：吲哚丙酮酸途徑、色胺途徑、吲哚乙腈途徑、吲哚乙酰胺途徑。 2.根尖和莖尖的薄壁細(xì)胞有哪些特點(diǎn)與生長素的極性運(yùn)輸是相適應(yīng)的？答：生長素的極性運(yùn)輸是指生長素只能從植物體的形態(tài)學(xué)上端向下端運(yùn)輸。在細(xì)胞基部的質(zhì)膜上有專一的生長素輸出載體。 3.植物體內(nèi)的赤霉素、細(xì)胞分裂素和脫落酸的生物合成有何聯(lián)系。 4.細(xì)胞分裂素是怎樣促進(jìn)細(xì)胞分裂的？答：CTK+CRE1——信號的跨膜轉(zhuǎn)換——CRE1上的pi基團(tuán)到組氨酸磷酸轉(zhuǎn)移蛋白上——細(xì)胞核內(nèi)反應(yīng)蛋白——基因表達(dá)——細(xì)胞分裂 5.香蕉、芒果、蘋果果實(shí)成熟期間，乙烯是怎樣形成的？乙烯又是怎樣誘導(dǎo)果實(shí)成熟的？ 答：Met——SAM——ACC+O2——Eth（MACC） 誘導(dǎo)果實(shí)的成熟：促進(jìn)呼吸強(qiáng)度，促進(jìn)代謝；促進(jìn)有機(jī)物質(zhì)的轉(zhuǎn)化；促進(jìn)質(zhì)膜透性的增加。 8.生長素、赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸和乙烯在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有何作用？答：生長素：1.促進(jìn)扦插的枝條生根2．促進(jìn)果實(shí)發(fā)育3.防止落花落果；赤霉素：1.在啤酒生產(chǎn)上可促進(jìn)麥芽糖化2.促進(jìn)發(fā)芽3.促進(jìn)生長4.促進(jìn)雄花發(fā)生；細(xì)胞分裂素：細(xì)胞分裂素可用于蔬菜、水果和鮮花的保鮮保綠，還可用于果樹和蔬菜上，主要作用用于促進(jìn)細(xì)胞擴(kuò)大，提高坐果率，延緩葉片衰老；脫落酸：1.抑制生長2.促進(jìn)休眠3.引起氣孔關(guān)閉4.增加抗逆性；乙烯：1.催熟果實(shí)2.促進(jìn)衰老。 10.要使水稻秧苗矮壯分蘗多，你在水肥管理或植物生長調(diào)節(jié)劑應(yīng)用方面有什么建議？ 答：在水肥管理中，在氮、磷、硫、鋅的肥料的使用中，要適量不能使用太多，使用太多利于伸長生長。在植物生長調(diào)節(jié)劑方面，使用TIBA、CCC。 11.要使水仙矮化而又能在春節(jié)期間開花，用MH處理好呢，還是用PP333處理好呢？為什么？答：用PP333處理。原因：MH是生長抑制劑，植株矮小，生殖器官也會(huì)受影響；PP333是生長延緩劑，使用后，植株矮小，而不會(huì)影響花的發(fā)育。 13.作物能抵御各種逆境脅迫，是一種激素作用或多種激素作用？答：多種激素協(xié)同作用。 第九章 光形態(tài)建成 l 光形態(tài)建成：依賴光控制細(xì)胞的分化、結(jié)構(gòu)和功能的改變，最終匯集成組織和器官的建成。 l 暗形態(tài)建成：暗中生長的植物幼苗表現(xiàn)出各種黃化特征。 l 光敏色素：吸收紅光-遠(yuǎn)紅光可逆轉(zhuǎn)換的光受體。 l 去黃化：給黃化幼苗一個(gè)微弱的閃光出現(xiàn)的現(xiàn)象。 l 藍(lán)光受體：隱花色素和向光素，都是黃素蛋白，調(diào)節(jié)不同的藍(lán)光反應(yīng)。 1.什么是植物光形態(tài)建成？它與光合作用有何不同？ 答：依賴光控制細(xì)胞的分化、結(jié)構(gòu)和功能的改變，最終匯集成組織和器官的建成，就稱為光形態(tài)建成，亦即光控制發(fā)育的過程。光形態(tài)建成控制的是細(xì)胞的結(jié)構(gòu)，光合作用控制的是物質(zhì)的形成；光形態(tài)建成中利用紅光、遠(yuǎn)紅光、藍(lán)光和紫外光，光合作用中利用藍(lán)紫光和紅光；光形態(tài)建成在植物的各個(gè)器官中進(jìn)行，光合作用在葉片中進(jìn)行。 5.按你所知，請全面考慮，光對植物生長發(fā)育有什么影響？答：光合作用，光形態(tài)建成。 6.光敏色素作用機(jī)理。 答：前體—Pr—Pfr—+【X】——【Pfr.X】—生理反應(yīng)。Pr—Pfr為660nm；相反為730nm。 7.舉例說明光敏控制的快反應(yīng)。答：快反應(yīng)是吸收光量子到誘導(dǎo)形態(tài)變化反應(yīng)迅速，以分秒計(jì)。有棚田效應(yīng)，指離體的綠豆根尖在紅光下誘導(dǎo)膜產(chǎn)生少量正電荷，可以吸附在帶負(fù)電荷的玻璃表面，而遠(yuǎn)紅光逆轉(zhuǎn)這種現(xiàn)象。 8.舉例說明3中以上與光敏色素有關(guān)的生理現(xiàn)象。答：棚田效應(yīng)（快反應(yīng)）、紅光促進(jìn)萵苣種子萌發(fā)、誘導(dǎo)幼苗去黃花反應(yīng)（慢反應(yīng)）。 第十章 植物的生長生理 l 細(xì)胞周期：新生的持續(xù)分裂的細(xì)胞從第一次分裂形成的細(xì)胞至下一次再分裂成為兩個(gè)子細(xì)胞為止所經(jīng)歷的過程。 l 分化：分生組織的幼嫩細(xì)胞發(fā)育成具有各種形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理代謝功能的成形細(xì)胞過程。 l 脫分化：具高度分化能力的細(xì)胞和組織，在培養(yǎng)條件下喪失其特有的分化能力的過程。 l 再分化：已經(jīng)脫分化的細(xì)胞在一定條件下，又可經(jīng)過愈傷組織或胚狀體，再分化出根和芽，形成完整植株的過程。 l 酸-生長假說：生長素誘導(dǎo)細(xì)胞壁酸化并使其可塑性增大而導(dǎo)致細(xì)胞伸長的理論。 l 細(xì)胞全能性：指植物體的每個(gè)細(xì)胞都攜帶著一套完整的基因組，并具有發(fā)育成完整植株的潛在能力。 l 組織培養(yǎng)：指在控制的環(huán)境條件下，在人工配制的培養(yǎng)基中，將離體的植物細(xì)胞、組織或器官進(jìn)行培養(yǎng)的技術(shù)。 l 極性：指在器官、組織甚至細(xì)胞不同的軸上存在某種形態(tài)結(jié)構(gòu)和生理生化上的梯度差異。 l 生長大周期：開始生長緩慢，以后逐漸加快，達(dá)到最高點(diǎn)，然后生長速率又減慢至停止。 l 頂端優(yōu)勢：頂芽優(yōu)先生長，而側(cè)芽生長受抑制的現(xiàn)象。 l 相關(guān)性：植物各部分之間的相互制約與協(xié)調(diào)的現(xiàn)象。 l 向性運(yùn)動(dòng)：由外界刺激而產(chǎn)生，運(yùn)動(dòng)方向取決于外界的刺激方向。 l 向光性：植物隨光照入射的方向而彎曲的反應(yīng)。 l 向重力性：植物在重力影響下，保持一定方向生長的特性。 l 感性運(yùn)動(dòng)：由外界刺激或內(nèi)部時(shí)間機(jī)制而引起的，外界刺激方向不能決定運(yùn)動(dòng)方向。 l 生理鐘：生物對晝夜的適應(yīng)而產(chǎn)生生理上有周期性波動(dòng)的內(nèi)在節(jié)奏。 l 種子壽命：種子壽命是種子從采收到失去發(fā)芽能力的時(shí)間。 l 種子生活力：種子能夠萌發(fā)的潛在能力或胚具有生命力。 l 種子活力：在田間狀態(tài)下，迅速萌發(fā)成整齊度高而健壯幼苗的能力。 1.水稻種子或小麥種子在萌發(fā)過程中，其吸水過程和種子內(nèi)有機(jī)物是如何變化的？ 答：吸水過程分為三個(gè)過程：首先是急劇吸水，是由于細(xì)胞內(nèi)容物中親水物質(zhì)所引起的吸脹作用；其次是停止吸水，細(xì)胞利用已吸收的水分進(jìn)行代謝作用；最后是再重新迅速吸水，由于胚迅速長大和細(xì)胞體積加大，重新大量吸水，這時(shí)的吸水是與代謝作用相連的滲透性吸水。 種子內(nèi)有機(jī)物變化：淀粉被水解為葡萄糖；脂肪水解生成甘油和脂肪酸；蛋白質(zhì)分解為小肽，再被水解為氨基酸。 4.頂端優(yōu)勢在樹木、果樹和園林植物生產(chǎn)上有何應(yīng)用？答：修形、增加側(cè)枝從而增加收獲。 6.生長素與赤霉素是怎樣誘導(dǎo)細(xì)胞伸長生長的？ 答：生長素的酸-生長假說。 首先，生長素與受體結(jié)合，進(jìn)一步通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，促進(jìn)H-ATP酶基因活化，形成mRNA，運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞質(zhì)，翻譯成H-ATP酶，再運(yùn)輸?shù)劫|(zhì)膜。其次，在質(zhì)膜的H-ATP酶把H排出到細(xì)胞壁去，使細(xì)胞壁酸化。酸性環(huán)境就可以活化一組叫做膨脹素的蛋白，在一定范圍內(nèi)，pH越低，活性越大，細(xì)胞伸長越多。膨脹素作用于細(xì)胞壁中的纖維和半纖維素之間的界面，打斷細(xì)胞壁多糖之間的H鍵。多糖分子之間結(jié)構(gòu)組織點(diǎn)破裂，聯(lián)系松弛，膨壓就推動(dòng)細(xì)胞伸長。 赤霉素：赤霉素影響細(xì)胞的伸長依賴于生長素誘發(fā)細(xì)胞壁酸化。赤霉素增加細(xì)胞壁伸展性與XET活性有關(guān)。XET可使木葡聚糖產(chǎn)生內(nèi)轉(zhuǎn)基作用，把木葡聚糖切開，然后重新形成另一個(gè)木葡聚糖分子，再排列為木葡聚-纖維素網(wǎng)。XET有利于膨脹素穿入細(xì)胞壁，因此膨脹素和XET是赤霉素促進(jìn)細(xì)胞伸長必需的。 7.將發(fā)芽后的谷種隨意播于秧田，幾天后根總是向下生長，莖總是向上生長，為什么？有什么生物學(xué)意義？答：植物有向性運(yùn)動(dòng)。向光性的意義：葉子具有向光性的特點(diǎn)，可以盡量的處于最適宜利用光能的位置。向重力性的意義：種子播到土中，不管胚的方位如何，總是根向下長，莖向上長，方位合理，有利于植物生長發(fā)育。 9.分析植物地上、地下部分的相關(guān)性。答：地下部分對地上部分的促進(jìn)作用：地上部分生長需要的水分和礦物質(zhì)，主要是由根系供應(yīng)的；根部是全株細(xì)胞分裂素合成中心，形成后運(yùn)輸?shù)降厣喜糠?；根部還能合成植物堿等含氮化合物。地上部分對地下部分的促進(jìn)作用：地上部分為根提供糖；某些根所需的維生素在葉中合成。兩者的抑制作用：當(dāng)土壤水分含量降低時(shí)，會(huì)增加根的相對質(zhì)量，而減少地上部分的相對質(zhì)量，根冠比值增高；反之，土壤水分稍多，減少土壤通氣而限制根系活動(dòng)，而地上部分得到良好的水分供應(yīng)，生長過旺，根冠比值降低。 10.用生產(chǎn)實(shí)例說明營養(yǎng)生長與生殖生長的相關(guān)性。答：營養(yǎng)器官生長過旺，消耗較多養(yǎng)分，便會(huì)影響到生殖器官的生長。例如：小麥、水稻前期肥水過多，造成莖葉徒長，就會(huì)延緩幼穗分化過程，顯著增加空癟粒；后期肥水過多，造成貪青晚熟，影響粒重。又如果樹、棉花等枝葉徒長，往往不能正常開花結(jié)實(shí)，甚至花、果嚴(yán)重脫落。生殖器官生長同樣也影響營養(yǎng)器官生長。在番茄開花結(jié)實(shí)時(shí)，如讓花果自然成熟，營養(yǎng)器官生長就日漸減弱，最后衰老，死亡。但是如果把花、果不斷摘除，營養(yǎng)器官就繼續(xù)繁茂生長。 第十一章 植物的生殖生理 l 春化作用：低溫誘導(dǎo)植物開花的作用。 l 脫春化作用：在春化作用結(jié)束之前，如遇高溫、低溫效果會(huì)消弱甚至解除。 l 春化素：在春化過程中形成的一種刺激物質(zhì)。 l 夜間斷：若在長的暗期中給予一個(gè)短時(shí)間的光照處理使短日植物不開花而長日植物開花的反應(yīng)。 l 光周期：在一天之中，白天和黑夜的相對長度。 l 光周期誘導(dǎo)：植物只需要一定時(shí)間適宜的光周期處理，以后即使處于不適宜的光周期下仍然可開花。 l 長日植物：是指在一定的發(fā)育時(shí)期內(nèi)，每天光照時(shí)間必須長于一定時(shí)數(shù)并經(jīng)過一定天數(shù)才能開花的植物。如：小麥、胡蘿卜、油菜。 l 短日植物：是指在一定的發(fā)育時(shí)期內(nèi)，每天光照時(shí)間必須短于一定時(shí)數(shù)才能開花的植物。如：大豆、水稻、棉花。 l 日中性植物：是指在任何日照條件下都可以開花的植物。番茄、黃瓜、辣椒。 l 臨界日長：是指晝夜周期中誘導(dǎo)短日植物開花能忍受的最長日照或誘導(dǎo)長日植物開花所必須的最短日照。 l 臨界暗期：是指在晝夜周期中短日植物能夠開花的最短暗期長度，或長日植物能夠開花的最長暗期長度。 l ABCDE模型： l 成花素（開花素）： l 群體效應(yīng)： l 自交不親和性： 2.將北方的蘋果引起華南地區(qū)種植，蘋果僅進(jìn)行營養(yǎng)生長而不開花結(jié)果，試分析其原因。 答：冬天的溫度太高，不能使蘋果樹進(jìn)行正常的休眠，使能量消耗太多。 3.為什么晚造的水稻品種不能用于旱造種植？答：晚造水稻是典型短日植物，在長時(shí)間光照條件下，不能在正常生長期內(nèi)進(jìn)行正常的生殖生長。 4.試分析下列花卉在我國華南地區(qū)的廣東、海南種植能否開花？①菊花、②月季、③劍蘭、④牡丹、⑤郁金香、⑥風(fēng)信子。答：⑤、⑥有春化作用，在低溫下誘導(dǎo)植物開花，因此不能。 7.有什么辦法可使菊花在春節(jié)開花而且花多？又有什么辦法使其在夏季開花而且花多？ 答：菊花是短日照植物，經(jīng)過遮光形成短日照，在夏季就可以開花；若延長光照或晚上閃光使暗間斷，則可使花期延后。同時(shí)，要采用摘心的方法，增加花數(shù)。所謂摘心，就是用手指掐去或剪去植株主枝或側(cè)枝上的頂芽。 10.如何用實(shí)驗(yàn)證明感受低溫和光周期的部位？ 答：感受低溫部位的驗(yàn)證：芹菜會(huì)進(jìn)行春化作用