植物生理学复习题及答案

植物生理学复习题

一.名词解释：

1.水势: 在等温等压下，体系（如细胞）中的水与纯水之间每偏摩尔体积的水的化学势差。用符号ψ（音PSi）或Ψw表示。

2.渗透势又称溶质势(ψs)。因溶质存在而使水势下降的数值。水势的组分之一,以ψπ表示。溶液中溶质颗粒与水分子相互作用,使水的自由能下降。恒为负值。其绝对值为渗透压。

3.蒸腾比率: 植物每消耗1kg水所生产干物质的克数，或者说，植物在一定时间内干物质的累积量与同期所消耗的水量之比称为蒸腾比率或蒸腾效率。一般植物的蒸腾效率是1～8g(干物质)/kg水。

4.蒸腾速率: 蒸腾速率是指植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。一般用每小时每平方米叶面积蒸腾水量的克数表示(g· m-2·h-1)。

5.单盐毒害: 由于溶液中只含有一种金属离子而对植物起毒害作用的现象称为单盐毒害。

6.主动吸收: 必须通过机体消耗能量，是依靠细胞壁“泵蛋白”来完成的一种逆电化学梯度的物质转运形式；这种吸收形式是高等动物吸收营养物质的主要方式。

7.胞饮作用: 胞饮作用（pinocytosis）也叫内吞作用，是指物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质及液体的过程。

8.平衡溶液: 几种盐类按一定比例和浓度配制的不使植物发生单盐毒害的溶液。这种配制的溶液是使其中各种盐类的阳离子之间表现它们的拮抗作用。

9.原初反应: 是指从光合色素分子被光激发，到引起第一个光化学反应为止的过程，它包括光能的吸收、传递与光化学反应。

10.希尔反应: 是指离体叶绿体在光照条件下照光，使水分解，释放氧气并还原电子受体的反应。

11.光合作用单位: 常用单位为毫克二氧化碳/平方分米/小时：指的是植物在光下，单位时间、单位面积同化二氧化碳的量。

12.光合作用中心: 在光合作用中能引起原初光化学反应或电荷分离的最小单位。

13.红降:发现当光子波长大于685nm时，虽然仍被叶绿素大量吸收，但量子产额急剧下降,这种现象被称为红降现象。

14.双光增益效用: 在远红光(波长大于685nm)条件下，如补充红光(波长650nm)，则量子产额大增，并且比这两种波长的光单独照射时的总和还要大。这样两种波长的光促进光合效率的现象叫做双光增益效应或爱默生效应(Emerson effect)。

15.光补偿点: 指植物在一定的光照下·光合作用吸收CO2的呼吸作用数量达到平衡状态时的光照强度。植物在光补偿点时，有机物的形成和消耗相等，不能累积干物质。

16.二氧化碳补偿点: 指在光照条件下，叶片进行光合作用所吸收的二氧化碳量与叶片所释放的二氧化碳量达到动态平衡时，外界环境中二氧化碳的浓度。

17.有氧呼吸: 有氧呼吸是指细胞在氧气的参与下，把某些有机物彻底氧化分解，放出二氧化碳并形成水，同时释放出大量能量的过程。

18光呼吸: 是所有进行光合作用的细胞在光照和高氧低二氧化碳情况下发生的一个生化过程。它是光合作用一个损耗能量的副反应。过程中氧气被消耗，并且

会生成二氧化碳。有着很重要的细胞保护作用。

19.糖酵解: 糖酵解是葡萄糖或糖原在组织中进行类似发酵的降解反应过程。最终形成乳酸或丙酮酸，同时释出部分能量，形成ATP供组织利用。

20.植物激素: 是由植物自身代谢产生的一类有机物质，并自产生部位移动到作用部位，在极低浓度下就有明显的生理效应的微量物质，也被称为植物天然激素或植物内源激素。

21.植物生长调节剂：是用于调节植物生长发育的一类农药，包括人工合成的化合物和从生物中提取的天然植物激素。

22.生长：生长是指生物通过营养作用，以细胞增大和细胞分裂为基础的量变过程。只将养分转化为本身生命物质的过程。

23.春化作用：有些花卉需要低温条件，才能促进花芽形成和花器发育，这一过程叫做春化阶段，而使花卉通过春化阶段的这种低温刺激和处理过程则叫做春化作用。

24.光周期：光周期是指昼夜周期中光照期和暗期长短的交替变化。光周期现象是生物对昼夜光暗循环格局的反应。

25.光周期诱导：在一定时间内给予适宜的光周期影响，以后即使置于不适宜的光周期条件下，而光周期的影响仍可持续下去，这种现象称为光周期诱导。

26.需寒量：植物自然休眠需要在一定的低温条件下经过一段时间才能通过。生产上通常用植物经历0～7.2℃低温的累计时数计算，称之为“需冷量”。

27.逆境：亦称为环境胁迫，对植物生存生长不利的各种环境因素的总称。根据不同的分类方法可分为生物逆境和理化逆境，或自然逆境和污染逆境等。

28.水孔蛋白：水通道蛋白（Aquaporin），又名水孔蛋白，是一种位于细胞膜上的蛋白质（内在膜蛋白），在细胞膜上组成“孔道”，可控制水在细胞的进出。

29.抗逆性：植物对干旱、寒冷、水涝和盐等逆境具有一定限度的忍受能力。这种对不良环境的适应性和抵抗力，称植物的抗逆性。

30.AQP：水孔蛋白,又称水通道蛋白。

二.简答题：

1.必须矿质元素的鉴定标准是什么？

答：国际植物营养学会规定，植物必需的矿物质元素必须具备下列三条标准： 不可缺少性 ：由于缺乏这种元素，植物不能进行正常的生长发育，甚至不能完成其生活史。

不可替代性：缺乏该元素，植物呈现出特有的缺乏症，只有加入该元素才能预防或恢复，加入其它元素均不能代替钙元素的作用。

直接功能性：该元素对植物生长发育的影响必须是该元素直接作用的结果，而不是由于该元素通过改变土壤或者培养基等条件所产生的间接效果。

2.植物体对矿质元素吸收的特点是什么？

答：1.根系吸收矿质与吸收水分既有关又无关

2. 根系对离子吸收具有选择性

3.根系吸收单盐会受毒害。

3.什么是初级主动运输？什么是次级主动运输？

答：即为一些泵，直接利用ATP或PPi水解产生的能量运输离子。其中质膜和液泡膜上的H＋－ATPase消耗ATP，由质膜内向质膜外或由细胞质向液泡中泵出H+， 形成跨膜H+的梯度和电势差。

指利用原初主动转运所产生的电化学势，逆浓度梯度运输，而在该物质运输的同时，还需另一种离子顺浓度梯度运输。据两种物质运输方向的异同，又分为共向传递体，反向传递 体。

4.为什么C4植物的光呼吸比 C3植物低的多？

答：C3植物的叶肉细胞的过氧化物酶体较多，而C4植物的过氧化物酶体大多数在维管束鞘细胞的薄壁细胞内。过氧化物酶体离叶绿体较近。换言之，C4的较远，光呼吸就相对较弱了。

5.为什么 C4植物比 C3植物抗旱？

答：C4植物耐干旱，干旱时气孔关闭， C3植物无CO2来源，而C4植物仍可利用细胞间隙CO2及胞内Mal, OAA脱羧时放出的CO2。因此C4植物具有更高的水分利用效率。

获得对维持生命活动所需的能量，在有氧情况下与无氧下相比，只消耗少量的糖即足。生物体根据氧的有无，来调节糖的分解量，而使能量得到节制。

7.IAA的主要生理作用是什么？其作用机理如何？

答：（1）促进生长。生长素的主要作用是能够促进植物的生长。植物的生长包括细胞体积的增大和细胞数目的增多两方面。植物生长素的作用是促进细胞的纵向伸长，使细胞体积增大。

（2）促进果实的发育。

（3）促进扦插的枝条生根。促进生根是指促进植物长出不定根，是促进了细胞的分裂和分化使细胞数目增多。

目前植物生理学上较普遍的有两种理论：

1、酸生长理论：生长素与受体结合，进一步通过信号传导促进质子泵活化，把质子（H+）排到细胞壁，当细胞壁环境酸化后使细胞壁中对酸不稳定的键(如氢键)断裂，同时一些细胞中的酶被激活，细胞壁松弛，导致细胞的压力势下降，导致细胞的水势下降，细胞吸水，体积增大而发生不可逆增长。

2、基因活化学说：当IAA与质膜上的激素受体蛋白(可能就是质膜上的质子泵)结合后，激活细胞内的第二信使，并将信息转导至细胞核内，使处于抑制状态的基因解阻遏，基因开始转录和翻译，合成新的mRNA和蛋白质，为细胞质和细胞壁的合成提供原料，并由此产生一系列的生理生化反应。

8.GA的主要生理作用是什么？

答:1. 促进茎的伸长生长

2. 诱导禾谷类种子α-淀粉酶的合成，促进萌发

3. 打破延迟器官的休眠

4. 生殖生理作用

(1)代替长日照使长日植物在短日下开花。(如春性天仙子、金光菊)

(2)代替低温使未春化植物在常温下开花。(如冬油菜、冬性天仙子)

(3)克服植物的幼年性，使二年生植物当年开花。(如二年生作物甘蓝、油菜、胡萝卜)

(4)促进雄花的形成。

(5)诱导单性结实。(葡萄、梨、杏等)

5.防止衰老脱落

GB处理花果，可阻止离层的形成，防止脱落。

9.IAA在生产上的主要应用有那些？

答: 1.促进插条生根

2.阻止器官脱落

3.诱导单性结实(西红柿、黄瓜、茄子、菠萝)

4.促进性别分化：黄瓜开雌花

5.促进菠萝开花：14个月龄的菠萝，NAA、2,4-D处理后2月即可开花。

6.疏花疏果

7.除草剂(如2,4,-D可刺激形成层细胞的分裂，压迫输导组织，使植物死亡，可除去双子叶杂草(宽叶)).

10.GA在生产上的应用主要有那些？

答:1.GA可以使莲座植物的茎伸长,如菠菜甘蓝等.

2.GA可以促使种子萌发.

3.可以促进植物开花结果.

4.用于形成无籽果实,及促进果实肥大.

11.什么叫暗期间断现象并解释其产生的原因。

答: 暗期间断现象在昼夜周期的长暗期中的适当时间，给以短时间的光照以间断暗期，则会发生短夜效应，即促进长日植物开花，抑制短日植物开花，这种现象叫暗期间断现象。

原因:

12.光敏素是如何参与长、短日植物成花的？

答: 当植物处于适宜的光照条件下诱导成花，并用各种单色光在暗期进行闪光处理，几天后观察花原基的发生，结果显示：阻止短日植物和促进长日植物成花的作用光谱相似，都是以600～660nm波长的红光最有效；且红光促进开花的效应可被远红光逆转。这表明光敏色素参与了成花反应。光的信号是由光敏色素接受的。光敏色素对成花的作用与Pr和Pfr的可逆转化有关，成花作用不是决定于Pr和Pfr的绝对量，而是受Pfr/Pr比值的影响。低的Pfr/Pr比值有利短日植物成花，而相对高的Pfr/Pr比值有利长日植物成花。

13.种子吸水可分为那几个阶段？每个阶段发生的主要生理变化是什么？ 答: 种子吸水的变化

快－－慢－－快三个阶段

(1)急剧吸水：纯物理吸涨，衬质势吸水。

(2)吸水变慢或停止。

(3)重新快速吸水：胚迅速长大，细胞体积增加，渗透性吸水(仅活种子)。

14.乙烯对植物生长的三重反应是什么？

答: 抑制茎的伸长生长、促进茎或根的横向及茎的横向生长(即使茎失去负向重力性),这就是乙烯所特有的"三重反应".

三.回答题：

1.为什么C4植物的光合效率比C3植物高的多？

答：从结状构上看：

C4植物维管束鞘细胞发达，排列成花环状，内含大的叶绿体，叶绿体内无基粒或有未发育好的基粒，维管束鞘外叶肉细胞排列紧密，叶绿体小，有基粒，维管束鞘与叶肉细胞间有丰富的胞间连丝连接。

C3植物维管束鞘细胞不发达，不排成花环状，内无叶绿体或叶绿体很小，维管束鞘外叶肉细胞排列松散，内有叶绿体，二者之间胞间连丝少。

从生理上看：

C4植物PEPCase对CO2的亲合力高PEPCase对CO2的亲合力高，km=7uM，而RuBPCase对CO2的亲合力弱，km=450uM，因此C4植物的PEPCase就可把外界低浓度的CO2运到鞘细胞中，起到CO2泵的作用。

C4植物CO2补偿点低

C4植物CO2补偿点低，为0~10ppm, 而C3植物CO2补偿点高，为50~150ppm。因此C4植物在低CO2浓度下仍可进行光合。

2.从结构和生理上谈气孔开放的机理是什么？

答：气孔运动的直接原因是保卫细胞的吸水膨胀与失水收缩，而气孔之所以吸水与失水，在历史上是曾有淀粉—糖转化学说、K＋吸收学说和有机酸代谢假说。

3.环境因素是如何影响植物光合作用的？

答：1、光

光质：兰光和红光最好，其中兰光对气孔的影响很大。光合有效辐射(PAR: photosynthetically active radiation)：指对光合作用有效的可见光。

光强：一定范围内，光合速率随光强的升高而增大。

光补偿点：在一定CO2浓度下，光合速率与呼吸速率相等时的光照强度(Pn=0) 光饱和点：光合速率不再继续升高时的光照强度

2、CO2浓度

CO2浓度过高时,影响呼吸作用,使呼吸作用的中间产物减少,而这些中间产物同时又是光合作用的过程中不可缺少的物质,从而影响光合作用的进行.

3、温度

C3植物的最适温度是25℃，C4植物的最适温度是35℃

4、矿质元素

直接作用：作为叶绿素、电子传递体的组成成分、或促进酶的合成。 间接作用：促进碳水化合物的运输。

5. 水分：

直接作用：作为光合作用的原料

间接作用：

(1) 影响气孔开放

(2) 影响光合产物运输

(3) 缺水时淀粉水解加强，糖类积累

（4）水分亏缺严重时，光合机构受损，电子传递降低，光合磷酸化解偶联。

6. 氧

没有氧气时，呼吸不能进行，影响其他代谢活动，光合作用微弱；

氧气浓度较高，呼吸、光呼吸等较强，净光合速率较低，同时细胞内产生活性氧，