植物生理学 思考题及答案第一章1.植物细胞和土壤溶液水势的组成有何异同点？答案：2一个细胞放在纯水中水势和体积如何变化？答案：水势升高，体积变大。3植物体内水分的存在形式及其与植物代谢强度、抗逆性有何关系？答案：存在形式：束缚水，自由水；与植物代谢强度、抗逆性关系：自由水与束缚水比值较高时，植物代谢活跃，但抗逆性差；反之，代谢活性低，但抗逆性较强。4.气孔运动的机制及其影响因素。答案：机制：淀粉-糖转化学说，无机离子吸收学说，苹果酸代谢学说；影响因素：凡能影响光合作用和叶子水分状况的各种因素：光照（主要因素）温度二氧化碳（影响显著）叶片含水量。5水分进出植物体的途径及动力。答案：途径：质外体途径，跨膜途径，共质体途径；动力：上端原动力蒸腾拉力；下端原动力根压；中间原动力水分子间的内聚力及导管壁附着力。6.如何区别主动吸水与被动吸水？答案：第二章1.溶液培养法有哪些类型？用溶液培养植物时应注意的事项？答案：s2如何确定植物必需的矿质元素？植物必须的矿质元素有哪些生理作用？答案：植物必须元素的三个标准：由于该元素缺乏，植物生育发生障碍，不能完成生活史；去除该元素则表现出专一缺乏症，且这种缺乏症可以预防恢复；该元素在植物营养生理上应表现直接的效果，绝不是因土壤或培养基的物理化学微生物条件的改变而产生的间接效果。生理作用：是细胞结构物质的组成成分；是植物生命活动的调节者，参与酶的活动；起电化学作用，即离子浓度的平衡，胶体的稳定和电荷中和。3植物细胞通过哪些方式吸收矿质元素？答案：离子通道运输，载体运输，离子泵运输，胞饮作用。4.试述植物从土壤中吸收的硝酸盐是如何进行还原和氨基酸的同化？答案：硝酸盐的还原：硝酸盐还原成亚硝酸盐的过程是由细胞质中的硝酸还原酶催化的。硝酸盐还原的步骤：亚硝酸盐还原成氨是由叶绿体中的亚硝酸还原酸催化的，其酶促过程如下式：氨基酸的同化：谷氨酸脱氢酶途径，氨基交换作用，酰胺合成酶途径。5.试述根系吸收矿质元素的特点，主要过程及其影响因素。答案：吸收特点：对盐分和水分的相对吸收离子的选择吸收主要过程：离子在根细胞表面的吸附：根细胞通过交换作用而吸附离子，故称为交换吸附。离子进入根内部：质外体途径；共质体途径：内皮层导管。影响因素：温度，通气状况，溶液浓度。6.为什么植物缺钙，铁等元素时，缺素症最先表现在幼叶上？答案：钙铁等元素不参与循环不能被再利用，而缺乏不可再利用元素的生理病症都出现在幼叶上。第三章1.分别叙述叶绿体各种色素在光合作用中的作用。答案：叶绿素：吸收光能（全部的叶绿素b和大部分的叶绿素a），光能电能（极少部分叶绿素a）；类胡萝卜素：收集光能，防止多余光照伤害叶绿素。2.光合作用机理。答案：光合作用是积累能量和形成有机物的过程，能量的积蓄是把光能转化为电能（原初反应），进一步形成活跃的化学能，在无机物形成有机物的同时，能量就积存于有机物中。整个光合作用大致分为三大步骤：原初反应（光能的吸收、传送和转换）电子传送和光合磷酸化（电能转化为活跃化学能）碳同化（活跃化学能转化为稳定化学能）。第属于光反应，在类囊体上进行，为暗反应，在叶绿体基质中进行。3非环式电子传递的过程和光合磷酸化的机理。答案：过程：机理：化学渗透学说：PS光解水时在类囊体膜内释放H；在电子传递中，PQ经穿梭在电子传递的同时，把膜外基质中的H转运至类囊体腔内；PS引起NADP的还原，进一步引起膜外H浓度降低。4.碳同化三条途径的异同。答案：C3途径是光合碳代谢最基本、最普遍的途径，同时，也只有这条途径才具备合成淀粉等产物的能力，C4途径和CAM途径则是对C3途径的补充。（？）三条途径的异同：从羧化酶种类和所在位置来看C3植物是由叶肉细胞叶绿体的Rubisco羧化空气中的C02，而C4和CAM植物则由叶肉细胞基质中的PEP羧化酶羧化；从卡尔文循环固定的CO2来源来看，C3植物直接固定空气的CO2。而C4植物和CAM植物则利用C4酸脱羧出来的CO2从卡尔文循环的叶绿体位置来看，C3和CAM植物都是在叶肉细胞进行，而C4植物则在维管束鞘细胞进行；从同化CO2和进行卡尔文循环来看，C3植物是同时同处进行。C4植物在空间分隔进行，即分别在叶肉细胞和维管束鞘细胞进行。CAM是在时间上分隔进行，即分别在夜晚和白天进行。5.比较C3、C4植物的光合特征。答案：见表格C3、C4光和特征比较：PEP羧化酶对CO2的亲和力比RUBP羧化酶大60倍，所以光合速率高、C4植物能够利用低浓度的CO2，C4植物的CO2补偿点比较低。PEP羧化酶的CO2泵作用增加维管束鞘薄壁细胞的CO2/O2比率，改变RUBP羧化酶加氧酶的作用方向。因此C4植物在光照下，只产生少量的乙醇酸光呼速率非常之低。6光呼吸的生化过程及意义。答案：植物绿色细胞在光下吸收氧气放出二氧化碳的过程称为光呼吸，是一个氧化过程，底物是乙醇酸。过程：乙醇酸的生成乙醇酸途径：光呼吸全过程需要叶绿体、过氧化体和线粒体三者协同完成；氧化底物为乙醇酸，故称C2循环；氧气的吸收主要发生在叶绿体和过氧化体，二氧化碳的释放发生在线粒体；C2循环中，每氧化2分子乙醇酸放出1分子二氧化碳，碳素损失25%。意义：消除乙醇酸的毒害维持C3途径的运转防止强光对光合机构的破坏氮代谢的补充。7.影响光合作用的因素：答案：外界：光：光强，光质。二氧化碳（饱和点与补偿点）。温度三基点（光合作用最低最适最高）水分（间接导致缺水气孔阻力增大，二氧化碳同化受阻，光合产物输出缓慢，光合机构受损，光合面积减少）矿质：N、P、S、Mg参与组成叶绿素、蛋白质和片层膜；Cu、Fe是电子传递的重要成分；Pi是ATP、NADPH及碳还原循环中许多中间产物的成分；Mn、Cl是光合放氧的必须因子；K、Ca对气孔开闭和同化物运输有调节作用。光合速率的日变化。8.比较阴生植物与阳生植物的生理特征和形态特征。答案：课件笔记都没有。第四章1.呼吸作用的类型及意义。答案：类型：有氧呼吸，无氧呼吸。意义：为植物一切生命活动提供所需能量呼吸作用的中间产物是合成体内重要有机物质的原料呼吸作用可增强植物的抗病能力。2糖酵解、三羧酸循环的方程式。答案：糖酵解：C6H12O6+2NAD+2ADP+Pi2CH3COCOOH+2NADH+2H+2ATP+2H2O三羧酸循环：CH3COSCoA+3NAD+FAD+GDP+Pi+2H2O2CO2+CoASH+3NADH+3H+FADH2+GTP.3.简述PPP的生理意义。答案：PPP是一个不经糖酵解，而对葡萄糖进行直接氧化的过程，生成的NADPH通过氧化磷酸化作用生成ATP。该途径中脱氢酶的辅酶是NADP+，形成的NADPH+H+，用于脂肪酸和固醇等的合成。该途径的中间产物是许多重要物质的合成原料。4.计算有氧呼吸作用的能量被贮存的效率。（目测此题不考）答案：？5.呼吸底物性质与呼吸商的关系。答案：底物类型：葡萄糖，完全氧化时R.Q.（呼吸商）=1；富含氢的脂肪、蛋白质1。6.糖酵解中形成的NADH中的H是怎样逐步传递给氧的？答案：呼吸链？7.光合作用与呼吸作用的区别。答案：书141页。8.根据呼吸速率与环境因子的关系，分析水果，种子贮存是如何是如何控制其环境因子的？答案：书146页下半部148页上半部。9.如何理解呼吸代谢的多样性？答案：植物呼吸代谢具有多样性，它表现在呼吸途径的多样性、呼吸链电子传递条数的多样性（电子传递主路、几条支路和抗氢途径），末端氧化系统的多样性（细胞色素氧化酶、酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、乙醇酸氧化酶和交替氧化酶）。第五章1.同化物是如何在韧皮部进行装载与运输的？答案：书158页。2简述压力流动学说的要点、实验证据及遇到的难题。答案：根据压力模型可以预测韧皮部运输有如下特点：各种溶质以相似的方向被运输在一个筛管中运输时单向的筛板的筛孔是畅通的在筛管的源端和库端间必须有足够大的压力度装载与卸出需要能量，而在运输途中不需消耗大量能量。有关证据：韧皮部汁液中各种糖的浓度随树干距地面高度的增加而增加（与有机物向下运输方向一致）。秋天落叶后，浓度差消失，有机物运输停止。蚜虫吻刺法证明筛管汁液存在压力。难题：压力流动学说不能解释双向运输。3同化物运输与分配的特点及规律。答案：书164页。同化物运输与分配的特点及规律：受供应能力竞争能力运输能力影响 优先供应生长中心就近供应 同侧运输功能叶之间无同化物供应关系同化物和营养的再分配与再利用第七章1.何谓“细胞信号转导”植物细胞信号转导可分为哪几个阶段？答案：主要研究植物感受、传导刺激的分子途径及其在植物发育过程中调控基因的表达和生理生化反应。四个阶段：信号分子与细胞表面受体的结合跨膜信号转换在细胞内通过信号转导网络进行信号传递、放大与整合导致生理生化变化，信号转导包括信号、受体、信号转导网络和反应等环节。2.参与细胞信号转导的主要因子有哪些？答案：暂时没找到3何谓细胞信号转导过程中的“初始刺激信号”和“第二信使”？答案：胞外刺激是信号转导过程中的初见信使保卫细胞内的胞质Ca+等传递胞外信号的一系列信号分子就是第二信使。第八章1.为什么切去顶芽会刺激胚芽发育？如何解释生长素抑制腋芽生长而不抑制产生生长素的顶芽生长？答案：双重作用：生长素在较低浓度下促进生长，高浓度时抑制生长，切去顶芽，生长素不再产生，腋芽处生长素浓度下降即可促进生长。极性运输：生长素会由形态学顶端向下端运输，产生生长素的位置不会积累过多生长素。2生长素和赤霉素都影响茎的伸长，茎对生长素和赤霉素的反应在哪些方面表现出差异？答案：赤霉素：促进整株植物的生长，尤其对矮生突变品种的效果特别明显；一般促进节间伸长而非节数增加；对生长的促进作用不存在超最适浓度的抑制作用；不同植物种和品种对赤霉素的反应有很大差异。生长素：双重作用（高浓度抑制低浓度促进）；不同器官敏感度不同（根芽茎）；对离体器官的生长有明显促进作用，而对整株植物效果不佳。3.植物的极性运输。答案：形态学上端的IAA（游离态吲哚乙酸）只能运向形态学下端。4.酸生长理论。答案：IAA通过增加壁的伸展性来刺激细胞的伸长生长。第九章1.种子萌发需要哪几个条件？答案：阶段一：吸胀吸水（物理过程，速度快）；阶段二：吸水的停滞期；阶段三：胚根突破种皮后的快速吸水（渗透性吸水）。水，温，气，光。2.利用组织培养技术将菊花叶的切片培养为一株完整植株，要经过哪些步骤？答案：无菌外植体脱分化再分化完整植株。3.植物的生长为何表现出生长大周期的特性？答案：生长初期植株幼小，合成物质总量少，生长慢；生长中期植株光合能力加强，合成物质总量多，生长快；生长后期植株整体衰老，光和能力下降，物质合成速度减慢，生长减慢后停止。4.知道什么是顶端优势？答案：植物顶端在生长上始终占优势并抑制侧枝或侧根生长的现象。5.植物地上部分与地下部分相关性表现在哪些方面？在生产上如何应用？答案：地上部与地下部的相关：依赖于大量、微生物质、生长活性物质（激素、维生素）以及信息物质的交换。（根深叶茂、本固枝荣）。相互制约：表现在对水分、营养等的争夺。生产应用：高光照下，根冠比重增加；人工剪枝，促进地上部生长。6.就“植物生长”而言，光起什么作用？参与光合作用的光与参与形态建成的光有何区别？答案：促进光合作用高能反应（间接）影响形态建