植物生理学简答题

1、用酸生长学说简述生长素促进植物细胞生长的作用机理。

答：IAA通过激活细胞膜H+—ATPase向外分泌H+，引起细胞壁环境的酸化，进而激活了一种乃至多种适宜低pH的壁水解酶，如水解果胶的β-半乳糖苷酶和水解多糖的β-1,4-葡萄糖酶的活性成倍增加；纤维素微纤丝的氢键易断裂，联系松弛，因而细胞壁可塑性增加，液泡吸水扩大，细胞伸长。

（208p）2、植物的蒸腾作用的生理意义？答：蒸腾作用在植物生命活动中具有重要的生理意义：第一，蒸腾作用失水所造成的水势梯度产生的蒸腾拉力是植物被动吸水和运输水分的主要驱动力，特别是高大的植物，如果没有蒸腾作用，植物较高的部分很难得到水分；第二，蒸腾作用借助于水的高汽化热特性，能够降低植物体和叶片温度，使其免遭高温强光灼伤；第三，蒸腾作用引起的上升液流，有助于根部从土壤中吸收的无机离子和有机物以及根中合成的有机物转运到植物体的各部分，满足生命活动需要。

（54p）3、一般可将光合作用分为哪三大阶段？并简述各阶段中的能量转换过程及相互间的关系。

答：整个光合作用可大致分为3个步骤：①原初反应。

②电子传递（含水的光解、放氧）和光合磷酸化。

③碳同化过程。

原初反应：聚光色素分子吸收光子而被激发，以“激子传递”和“共振传递”两种方式沿着能量水平较低的方向进行能量传递。

在反应中心激发反应中心色素分子（可直接吸收光子）而发生电荷分离，将光能转变为电能。

电子传递和光合磷酸化：电子经过一系列电子传递体的传递，引起水的裂解放氧和NADP+还原成NADPH，并通过光合磷酸化形成ATP，把电能转化为活跃的化学能。

碳同化：光反应形成的同化力（ATP 和NADPH）将CO2转化为糖类即将活跃的化学能转化为稳定的化学能。

（152p）4、简述在胞内信号转导中CaM的作用方式。

答：CaM是一种耐热、酸性小分子可溶性球蛋白。

每个CaM分子具有4个Ca2+结合位点，CaM必须与Ca2+结合后发生构象改变才具有生理活性。

作用方式有两种：一是CaM直接与靶酶结合，诱导靶酶的活性构象改变而调节它们的活性；二是通过活化依赖Ca2+-CaM的蛋白激酶，将靶酶磷酸化，影响其活性。

（197p）5、支持矿质元素主动吸收的载体学说有哪些实验证据？并解释之。

答：饱和效应、选择性吸收和竞争性抑制效应。

经过载体进行的转运依赖于溶质与载体特殊部位的结合，而结合部位的数量有有限，所以载体运输具有饱和效应。

载体对所运转物质具有相对专一性，因此载体运输也有竞争性抑制。

（84p）6、植物缺素病症有的出现在顶端幼嫩枝叶上，有的出现在下部老叶上，为什么？举例加以说明。

答：根据矿质元素在植物体内其离子是否参与循环可分为可再利用元素（如N、P、Mg、K）和不可再利用元素（如Ca、Fe、Mn、S）。

可再利用元素在植物的个体发育中，优先分布于代谢较为旺盛的部位，如顶端幼嫩枝叶。

植物缺乏这类元素时，较老的组织或器官因可将其转运至较幼嫩的组织或器官而最先出现缺素症状；不可再利用元素则相反，它们在植物体内一般形成难溶解的稳定化合物即被固定而不能移动。

所以，器官越老含量越高。

因此，植物缺乏这类元素时，症状最先出现在幼嫩的部位。

如可再利用元素N，当植物体缺乏时，下部老叶最先出现叶片黄化现象；不可再利用元素S，植物体缺乏时，幼叶先表现缺绿、叶片发红等缺素症。

（95p）7、简述同化物分配的一般规律。

答：同化物分配的总规律是由源到库。

由某一源制造的同化物主要流向与其组成源-库单位中的库。

多个代谢库同时存在时，强库多分，弱库少分，近库先分，远库后分。

①优先供应生长中心：各种作物在不同生育期各有其生长中心，这些生长中心通常是一些代谢旺盛、生长速率快的器官或组织，它们既是矿质元素的输入中心，也是同化物的分配中心。

②就近供应：一个库的同化物来源主要靠它附近的源叶来供应，随着源库间距离的加大，相互间供求程度就逐渐减弱。

一般说来，上位叶光合产物较多地供应籽实、生长点；下位叶光合产物则较多地供应给根。

③同侧运输：同一方位的叶制造的同化物主要供给相同方位的幼叶、花序和根。

（4)功能叶间无同化物供应关系。

（5）同化物和营养元素的再分配和利用。

（179p）8、光周期理论在生产实践中有哪些应用?答：1、指导引种：如对于短日植物而言，由较短日照区域向较长日照区域引种后，其生育期延长，开花推迟。

故要选引早熟品种；相反，由较长日照区域向较短日照区域引种后，其生育期缩短，开花提前。

因此引种选晚熟品种。

长日植物与短日植物则相反。

2、控制开花：如对于短日植物而言，人工遮光缩短光照时间，可以使其反季节开花；人工补光延长光照时间或进行暗其间断，则可以推迟其开花。

（3）加速世代繁育。

（300p）9、简述植物细胞把环境刺激信号转导为胞内反应的途径。

答：胞外（胞间）刺激信号传递至胞膜，胞膜信号转换，胞内刺激信号释放、放大和蛋白质可逆磷酸化组成的胞内信号转导，特异信号表达产生细胞反应（外界刺激→胞膜受体→胞内信号转导系统→细胞反应）。

（195p）10、简述植物的呼吸作用与水分和矿质吸收的相互关系。

答：植物对水分和矿质元素吸收有主动和被动吸收两种分式。

其中主动吸收需要消耗代谢能量，特别是矿质元素的吸收，这些能量主要靠呼吸作用提供。

同时矿质离子的主动吸收，使根内的离子积累，导致水势降低引起主动吸水。

根是植物吸收水分和矿质的主要部位，根呼吸旺盛时对水分和矿质的吸收能力增强。

因此植物的呼吸作用为水分和矿质的主动吸收提供能量。

此外，根系作为植物吸收水分和矿质的主要器官，其旺盛的生长和代谢活动要靠呼吸作用提供能量。

反过来，吸收的水分可为植物提供生理代谢的液体环境，某些矿质离子作为酶的辅助因子或激活剂而参与植物的呼吸作用过程。

11、简述碳四植物比碳三植物光呼吸低的原因。

答：光呼吸是一个氧化过程，被氧化的底物是乙醇酸。

乙醇酸的产生则以RuBP为底物，催化这一反应的酶是Rubisco。

这是一种兼性酶，具有催化羧化反应和加氧反应两种功能。

RuBP与O2在此酶催化下生成1分子PGA和1分子磷酸乙醇酸（加氧反应），后者在磷酸乙醇酸磷酸酶的作用下变成乙醇酸。

在碳四植物植物中，C4二羧酸从叶肉细胞转移到BSC（维管束鞘细胞）内脱羧释放CO2，使BSC内的CO2浓度可比空气中高出20倍左右，能有效抑制Rubisco的加氧反应。

（165和169p）12、简述植物体内有机物分配的基本特点。

答：①优先供应生长中心。

②就近供应，同侧运输。

③功能叶之间无同化物供应关系④同化物与营养元素的再分配与再利用。

（179p）13、简述植物必需矿质元素在体内的生理作用。

答：必需元素在植物体内的生理作用主要有4个方面：①细胞结构物质的组成成分，如N、P、S等。

②作为酶、辅酶的成分或激活剂等，参与调节酶的活性，如K+、Ca+等。

③电化学作用，参与渗透调节、胶体的稳定和电荷的中和等，如K+、Cl+等。

④作为重要的细胞信号转导信使，如Ca+等。

14、用TTC和红墨水染色法测定植物种子生活力的原理及方法。

答：原理：有生活力的种子能够进行呼吸代谢，在呼吸代谢中底物经脱氢酶催化所释放的氢可以将无色的2,3，5-三苯基氯化四氮唑（TTC）还原为红色的三苯甲腙，而使种胚染为红色。

种子的生活力越强，代谢活动越旺盛，种胚被染成红色的程度就越深；死亡的种子由于没有呼吸作用，TTC不能被还原为三苯甲腙，种胚不被染成红色。

（250p）方法：1）将种子用温水（约30℃）浸泡2~6h，使种子充分吸胀；2）随机取小麦种子30粒，沿种胚中央准确切开，每切1粒确认各半种子皆含胚后，分别放置两只培养皿中；3）在上述一只培养皿中加入TTC溶液（至其中种子全部浸入为止），恒温箱（30~35℃）中保温至少30 min。

从TTC溶液中取出种子，直接观察种胚颜色变化；4）另一培养皿中加入约5 ml 红墨水，室温下浸5 min；倒出红墨水后，用清水冲洗种子1~2次（注意要缓慢冲洗，不要让水流直接冲到种子上），观察种胚被染色的情况。

15、简述植物地上与地下、主茎与侧枝生长的相关性，并举例说明在生产实践中的应用。

答：地上部和地下部的生长相关性：①相互依赖：地下部的根负责从土壤中吸收水分、矿物质、有机质以及合成少量有机物、细胞分裂素等供地上部所用；根生长所必需的糖类、维生素等由地上部供给。

②相互制约：主要表现在对水分、营养等的争夺上，并通过根冠比的变化表现出来。

当水分、营养等不足时，地上部更加表现不足症状，此时根冠比增加；当水分、营养等充足时，地上部生长表现更加旺盛，此时，根冠比减小。

主枝与侧枝的生长相关性：主要体现在顶端优势即植物的顶端在生长上占有优势并抑制侧枝或侧根生长的现象。

究其原因，目前有两种假说。

其一，“营养学说”认为顶芽构成营养库，垄断了大部分营养物质，而侧芽因缺乏营养物质而生长受到抑制。

其二，“生长素学说”认为顶芽合成生长素并极性运输到侧芽，抑制侧芽的生长。

在农业生产上，常用水肥措施来调控植物的根冠比，促进收获器官的生长，已达到增产的目的。

对于收获器官是地下部分的作物，前期应保证充足的水肥供应，以促进茎叶的生长，加强光合作用；后期则减少氮肥和水分供应，增施磷、钾肥，以利于光合产物向下运输及淀粉的积累，从而促进薯块长大。

利用顶端优势，可以根据生产需要调节植株的株型。

如需高大笔直的茎杆，则保持顶端优势；如需增加分枝，促进多花多果，可以利用打顶或植物生长调节剂处理植株，去除顶端优势。

（263p）16、农谚讲“旱长根，水长苗”是什么意思﹖请简述其生理原因。

答：缺水时，根生长较苗快；水分充足时，苗生长较为旺盛。

根和地上部的生长都需要水。

由于根生活在土壤中容易得到水分，而地上部的水分是主要靠根来供应的。

所以，缺水时地上部会更缺水，此时地上部生长会受到一定程度的抑制，根的相对质量增加。

当土壤水分较多时，由于土壤通气性不良，根的生长受到一定程度的影响，而地上部由于水分供应充足而保持旺盛生长，因而地上部相对质量增加。

此即“旱长根，水长苗”的生理原因。

（261p）17、试比较生长抑制剂和生长延缓剂抑制植物生长的作用方式和特点。

答：生长抑制剂能抑制顶端分生组织细胞的伸长生长和分化，破坏顶端优势，增加侧枝数目，植株变矮，叶片变小，影响生殖器官发育，外施GA不能解除抑制。

生长延缓剂能抑制内源GA的生物合成，从而抑制茎尖伸长区细胞伸长，促使节间缩短而矮化植株，能被外源GA解除抑制。

18、简述“旱长根，水长苗”的生理原因。

19、何谓顶端优势？产生的原因何在？生产实践中怎样根据生产目的进行调控？答：顶端优势即植物的顶端在生长上占有优势并抑制侧枝或侧根生长的现象。

究其原因，目前有两种假说。

其一，“营养学说”认为顶芽构成营养库，垄断了大部分营养物质，而侧芽因缺乏营养物质而生长受到抑制。