植物生理学复习思考题

1.水分在生命活动中的作用有哪些？

水是原生质的重要组成部分；水是植物体内代谢的反应物质；水是对物质吸收和运输的溶剂；水能保持植物的固有姿态；水的理化性质为生命活动带来各种有利条件。

2.影响根系吸水的土壤条件有哪些？，如何影响？

土壤中可用水：植物和土竞争水分，植物可吸水，土壤保水；土壤通气状况：短期缺氧可使细胞呼吸减弱，影响根压，长时间缺氧形成无氧呼吸产生和积累较多的酒精，根系中毒受伤吸水减少；土壤温度：降低温度使吸水减少：水分本身黏性增加扩散速率降低，细胞质黏性增大、水分不易通过，呼吸减弱、影响根压，根系生长缓慢、吸水面积减少。

土壤温度过高对根系也不利：高温加速根的老化使根的木化程度和范围加大、减少了根的吸收面积，使根的酶钝化、影响根的主动吸水；土壤溶液浓度：盐碱土，水势低，植物很难吸水，使用化肥过量，有烧苗现象。

3.蒸腾作用的生理意义。

蒸腾作用是植物水分吸收和运输的主要动力（蒸腾拉力）；有利于植物吸收矿质盐(矿质盐只有溶解在水中才能被植物吸收和运输)；蒸腾作用可以降低植物体的叶片的温度，防止叶片温度过高，烧伤叶片。

4.为什么说气孔蒸腾量大而且是植物蒸腾的主要形式？

气孔占叶片面积的1％，所以经过气孔蒸腾的量应该等于与叶同面积自由水面的1％，但实际上气孔的蒸腾量远远大于1％，可达到50％，甚至100％。

5.植物叶片的气孔为什么在光照条件下会张开，在黑暗条件下会关闭？

1、淀粉－糖转化学说：光下，保卫细胞光合作用，消耗二氧化碳，使细胞的pH增高，淀粉磷酸化酶水解淀粉为葡萄糖－1－磷酸，细胞水势下降，副卫细胞的水分进入保卫细胞气孔张开；黑暗，呼吸产生的二氧化碳时保卫细胞的pH下降淀粉磷酸化酶又将葡萄糖－1－磷酸合成淀粉，细胞液浓度降低水势提高，水分从保卫细胞中排出，气孔关闭。

1、无机离子吸收学说：白天：光合、ATP增加、K离子泵打开、细胞内K离子浓度上升、细胞浓度增加、水势下降、吸水、气孔打开；晚上相反。

2、苹果酸生产学说：光下，保卫细胞内部分的二氧化碳被利用，pH上升，激活PEP羧化酶；细胞中剩余二氧化碳形成重碳酸盐(HCO3－) + 淀粉通过（呼吸作用）糖酵解产生磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）；在PEP羧化酶的作用下，PEP和重碳酸盐作用，形成草酰乙酸；草酰乙酸进一步还原成苹果酸；降低保卫细胞水势，吸水，气孔打开。黑暗条件下则不能进行此过程。

6.气孔张开和保卫细胞的什么结构有关？

细胞体积小并有特殊结构，有利于彭压迅速而显著的改变；细胞外壁上有横向辐射状微纤束与内壁相连，便于对内壁施加作用；细胞质内有一整套细胞器，而且数量较多；叶绿体具明显基粒构造，其中长有淀粉积累，且白天少晚上多。

7.植物吸收矿质元素的特点。

植物对盐分和水分吸收即相关又无关；离子的选择吸收；单盐毒害与离子拮抗。

8.细胞吸收水分和吸收矿质元素有什么关系？有什么异同？

矿质元素的吸收，促进水分的吸收。植物细胞吸收水分方式有：扩散、集流和渗透作用；植物下包吸收矿质元素的方式：简单扩散、离子通道运输、载体运输、离子泵运输和胞饮运输。

9.植物对水分和矿质元素的吸收有什么关系？是否完全一致？

关系：盐份一定要在水中；不完全一致，区别：吸收水分：蒸腾拉力引起的被动吸收；盐份吸收：通道、载体运输离子泵等吸收过程。

10.氧化磷酸化

在生物氧化中，电子经过线粒体的电子传递链传到氧，伴随ATP合酶催化，使ADP和Pi合成ATP的过程，称为氧化磷酸化作用。机理为化学渗透假说：线粒体机制的NADPH传递电子给O2的同时，也三次把基质的H+释放到膜间间隙；由于膜不让泵出的H+自由的返回基质，因此膜外侧[H+]高于内膜内侧而形成跨膜pH梯度，同时也产生跨膜电位梯度，这两种梯度便建立起跨膜质子的电化学试梯度，于是使膜间间隙的H+通过并激活ATP合酶，ADP和Pi结合形成ATP。

11.韧皮部装载特点有哪些？

逆浓度梯度进行：薄壁细胞》叶肉细胞》筛分子－伴胞；需能过程：需要ATP水解能；具有选择性：以蔗糖为主。

12.有机物分配受哪些因素影响？

温度：最适温度为20～30℃；矿质元素：B：可以和糖形成复合物，并使之带有极性有利于穿越质膜，促进糖运输；K：促进糖向淀粉方向转化，维持维管束两端的压力差，有利于糖的运输；P：蔗糖磷酸化或以蔗糖的活化形式，可以促进库膜运输，有利于糖的转运。植物激素：植物激素影响质外体装载和卸出质膜上的主动运输器。激素还可以调节共质体卸出的位点，包括液泡运输器、蔗糖进入的酶、细胞壁的伸展性以及胞间联丝的透性。

13.目前普遍被公认的有机物运输的激励假说是哪一个？这个假说的要点是什么？

压力流动学说：筛管液流是靠源端和库端的膨压差建立起来的压力梯度推动的；前提是筛孔是中空的筛道，而且是充分开放的。（可以解释被子植物的长距离运输）。

14.什么是钙调蛋白？它有什么作用？

钙调素(CaM)：存在于细胞溶之中的一类小分子水溶性蛋白，能可递的与Ca2+结合，结合后可活化一些关键性的酶从而对许多带些活动具调节作用，是影响细胞活动的第二信使。作用：直接和靶酶结合，改变其构象，并诱导其活性；和Ca2+结合，形成活化态的Ca2+CaM复合体，再和靶酶结合，并将靶酶激活。

15.解释信号传导的双信使系统。

胞外刺激使PIP2转化成IP3和DAG，引发IP3/Ca2+和DAG/PKC两条信号转导途径，在细胞内沿两条方向传递，这样的信使系统成为双信使系统。

16.用化学渗透极性扩散假说解释生长素极性运输机理。

首先IAA以非解离型（IAAH）被动的进入细胞或以阴离子型（IAA-）主动协同进入细胞；细胞壁因质膜H+-ATP酶活动而维持细胞壁酸性；胞质溶胶pH呈中性，阴离子型（IAA-）占优势；阴离子型（IAA-）通过聚集于长距离运输途径细胞基部的阴离子输出载体运出细胞。

17.赤霉素在生产上的应用主要有那些？

促进麦芽糖化：用于啤酒工业（促进a－淀粉酶的活性）；促进营养生长：对根伸长无促进作用，但可显著促进茎叶的生长；防止脱落：花，果；打破休眠。

18.生长素在生产上的应用有那些？

促进插条生根；阻止器官脱落如使棉花的保蕾、保铃；促进结实；促进菠萝开花。

19.简述乙烯生物合成的酶。

（1）、ACC合酶存在于细胞质中：种子萌发、果实成熟器官衰老时ACC合酶活性加强，乙烯产量多；逆境诱导或活化ACC合酶；生长素在转录水平诱导ACC合酶合成； ACC合酶对磷酸吡哆醛的抑制剂敏感；乙烯本身可以自我抑制（原因是抑制ACC合酶的合成和促进降解；乙烯对骤变果实中ACC合成从抑制到促进，对非骤变果实或组织则缺乏这种转变能力。

（2）ACC氧化酶：在有氧气条件下氧化ACC成乙烯。ACC氧化酶位于液泡膜内表面，极不稳定，其活性依赖于膜的完整性。

成熟乙烯可以提高ACC氧化酶的活性。

（3）ACC丙二酰转移酶：催化ACC丙二酰化反应，形成MACC。MACC在胞质溶胶中合成，并贮藏在液泡中；水分胁迫以及SO4 2－会促进小麦叶片积累大量的MACC；乙烯促进ACC丙二酰转移酶的活性，自我抑制作用。

20.当植物体内水分亏缺时，ABA促进气孔关闭机制？

缺水，导致ABA运输到保卫细胞；ABA增加，提高胞质中的钙浓度；抑制内向钾通道，激活外向钾通道；活化外向氯离子通道，使保卫细胞水势增加，失水关闭。

21.ABA如何经过信号转导诱发气孔关闭？

结合后，激活G蛋白，释放IP3，启动对IP3敏感的钙泵，增加胞质中的钙浓度，引发保卫细胞失水关闭。

22.生长抑制剂和生长延缓剂的异同点

生长抑制剂：抑制植物的顶端分生组织生长，丧失顶端优势，植物形态发生很大变化。外用赤霉素不能逆转这种抑制。

生长延缓剂：抑制茎顶端分生组织细胞延长，节间缩短，株型紧凑、矮小，生殖器官不受影响或不大。这是人工合成的，它们抑制赤霉素的生物合成，是抗赤霉素。外用赤霉素可以逆转其抑制效益。

23.植物激素、植物生长调节剂、植物生长延缓剂和植物生长抑制剂有什么区别？试各举一例说明。

植物激素：体内合成，并运输到其他部位，对生长发育有显著作用的微量有机物。如赤霉素。植物生长调节剂：有激素活性的人工合成物质。TIBA，整形素。生长抑制剂：抑制植物的顶端分生组织生长，丧失顶端优势，植物形态发生很大变化，外用赤霉素不能逆转这种抑制。如ABA，肉桂酸，水杨酸。生长延缓剂：抑制茎顶端分生组织细胞延长，节间缩短，株型紧凑、矮小，生殖器官不受影响或不大，它们抑制赤霉素的生物合成，是抗赤霉素。外用赤霉素可以逆转其抑制效益。如氯化氯胆碱，氯丁唑。

24.植物具有完善的光受体系统，简述目前已知的光受体。

光敏色素：感受红光和远红光区域的光；隐花色素和向光素：感受蓝光和近紫外光区域的光；UV－B受体：感受紫外光B区域的光。

25.什么是光形态建成？它与光合作用有何不同？

光形态建成：依赖光控制细胞分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成。

光合作用时将光能转化成化学能，而在光形态建成过程中，光只作为一个信号去激发受体，推动新报内的一系列反应，最终表现为形态结构的变化。

26.光如何影响植物的生长发育？

光合：光能转变成化学能过程；调节植物整个生长发育：光作为环境信号激发受体，推动细胞内一系列反应，最终表现为形态建成；光形态建成：依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终会聚成组织和器官的建成，为光形态建成或光控制发育的过程；暗形态建成：暗中生长的植物表现出各种黄化现象。茎细长，顶端钩状，叶片小黄色的现象。

27.影响种子萌发的外界条件有哪些？如何影响？

水分：软化种皮，氧气易于透过，胚呼吸加强，胚容易突破种皮；使凝胶状态细胞质变成溶胶状，在酶作用下容易转化；

有利于物质的运输。氧气：种子萌发是活跃的代谢活动，需要有氧呼吸提供能量。温度：调节酶活性，调节生理生化反应。光：一般没有影响。有些萌发需要光（莴苣，烟草，拟南芥）；不需要光的种子（西瓜属）。

28.试述植物生长的相关性。

生长相关性：植物体各部分间的相互制约与协调的现象。1、根和地上部分相关性：根深叶茂：吸收水分和矿物质；CK合成中心；合成植物碱等含氮化合物。地上部分促进根生长：碳供者；维生素等物质。2、主茎和侧枝的相关：顶端优势：植物顶芽生长占优势而抑制侧芽生长的现象为顶端优势。3、营养生长和生殖生长的相关性：统一的；矛盾的。

29.举例说明向性运动和感性运动的区别。

向性运动：由光、重力等外界刺激而产生，运动方向取决于刺激方向。如叶镶嵌现象，向日葵横向光性。感性运动：由外界刺激（光暗转变、触摸）或内部时间机制引起，外界刺激方向不能决定运动方向。如感夜性，含羞草的感震性。

30.如何解释根的正向重力性？

根横放时，平衡石沉降到细胞下侧的内置网上，产生压力，诱发内质网释放Ca2+到细胞质内，Ca2+和钙调蛋白结合，激活细胞下侧的钙泵和生长素泵，于是细胞下策积累过多钙和生长素，影响该侧细胞生长，导致上侧生长快于下侧，跟就像重力方向弯曲生长。

31.植物幼年期和成年期主要生理特征区别有哪些？

幼年期特征：不可以开花；代谢快；生根诱导容易。成年期：开花；代谢慢；生根诱导难。

32.解释花器官形成的ABCDE模型。

ABCDE模型：拟南芥、矮牵牛、番茄花器官特征基因的克隆后将它们可归纳成五类ABCDE。A类基因：第一二轮的发育；B类基因：第二、三轮的分化；C类基因：第三四五轮的发育；D类基因：第五轮的发育；E类基因：除一以外的其他四轮分化。

33.将北方的苹果引种到南方地区种植，苹果仅进行营养生长而不开花结果，试分析其原因？

光照和温度影响花器官形成。苹果是长日照植物

34.有什么办法可使菊花在春节开花而花多？又有什么办法使其在夏季开花而且花多？

在满足其栽培条件和生理条件的前提下，人工加长其光照时间使其春节开花多，人工缩短其光照时间使其夏季开花多。

35.果实成熟时的色香味变化有哪些？并简单说明这些变化的原因。

变甜：淀粉变成可溶性糖；酸味减少：有机酸在果实成熟过程中转变为糖；涩味消失：单宁被氧化酶氧化或凝结成不溶于水的胶状物质；香味产生：成熟时产生的酯类以及特殊的醛类（橘子中的柠檬醛）；由硬变软：细胞壁中层中果胶变成可溶性果胶，果肉细胞分离，果肉细胞中淀粉粒消失；色泽变艳：成熟过程中叶绿素被破坏，出现类胡罗卜颜色，光诱导形成花色素苷。

36.种子休眠的原因以及破除方法。

1、种皮：不透水或差（硬实种子）；不透气（氧分压低而CO2分压高抑制胚的生长）；种皮太硬胚不能突破种皮。破除：自然条件下细菌和真菌分泌的酶水解；人工酸蚀，温水浸泡等。

2、种子未完成后熟：有些种子胚发育完全但需要在休眠期内发生生理、生化变化，这一过程就是后熟。后熟后，种皮透性增加，呼吸加强，有机物分解。破除：低温层积处理。

3、胚未完全发育：缺项。破除：层积使胚发育完全。

4、抑制物质的存在：如ABA，香豆素等。破除：层积可以减少。

37.外施脱落酸提高抗逆性的原因是什么？

减少膜伤害：ABA可以稳定膜结构；提高膜羟酰链的流动性；阻止还原态谷光甘肽减少；使极性脂类脂肪酸去饱和作用。减少自由基对膜的伤害：延缓SOD和CAT酶的活性的下降，降低丙二醛等有毒物质积累。改变体内代谢：增加脯氨酸可溶性糖蛋白的量，提高抗性。减少水分丧失：ABA导致气孔关闭。

38.植物的光周期反应类型有哪些？

要求短日照，在一定范围内随日照长度缩短而加速开花，短日植物；要求长日照，随日照长度的延长而加速开花，长日植物；对日照的要求范围很大，在任何日照条件下都可开花，日中性植物；双重日照类型。

39.根据需光量，光敏色素反应有哪些类型？

极低辐照度反应、低辐照度反应、高辐照度反应

40.冷害和冻害伤害植物的机理和对植物照成的伤害

冷害：零上低温，虽无结冰，但能引起喜温植物的生理障碍，使植物受伤甚至死亡的现象。机理：1、低温使膜从液晶态转化成凝胶态，膜的透性增加；2、膜上的酶系统破坏，活性降低；3、氧化磷酸化解偶联；4、破坏膜上酶和膜外酶系统之间的平衡，导致有毒物质的积累植物中毒。伤害：胞质环流慢或停止，可能使氧化磷酸化解偶联，ATP量少；水分平衡失调：零上低温造成根吸水下降，蒸腾不变时使水分失调；光合速率低：影响叶绿素合成和光合；呼吸速率大起大落：冷害症状出现之前呼吸加快，随着低温的持续呼吸更强，之后迅速降低，这可能使线粒体结构破坏，氧化磷酸化解偶联。

冻害：0℃以下，植物体内发生结冰，造成植物受伤甚至死亡的现象。机理：1、细胞间结冰：气温缓降，导致CW附近的水结冰，造成胞间蒸气压降低，周围水气向胞间冰晶体凝集，逐渐加大冰晶。细胞质过度脱水，蛋白细胞质凝固变性；冰晶对细胞的机械伤害；温度回升后，冰晶迅速溶化，CW易复原，但细胞质来不及吸水膨胀而被撕破。2、胞内结冰伤害：气温速降时，胞内也会结冰（胞质－液泡）导致对细胞的机械伤害。伤害：过度脱水；结冰和化冻引发的对膜和细胞质的破坏的机械胁迫导致离子平衡紊乱；膜蛋白变性；氧化磷酸化解偶联；叶绿体和线粒体功能受阻。

41.为什么ABA在交叉适应中起作用？

减少膜伤害，ABA可以稳定膜结构：提高膜羟酰链的流动性，阻止还原态谷光甘肽减少，使极性脂类脂肪酸去饱和作用；减少自由基对膜的伤害：延缓SOD和CAT酶的活性的下降，降低丙二醛等有毒物质积累；改变体内代谢：增加脯氨酸可溶性糖蛋白的量，提高抗性；减少水分丧失：ABA导致气孔关闭。

42.简述逆境下植物细胞形成的代谢适应物

1、胁迫蛋白：高温诱导热激蛋白，提高植物抗热性；低温下诱导冷调节蛋白，降低胞间隙体液的冰点；盐胁迫下诱导盐胁迫蛋白；水淹下形成厌氧多肽等，有些是酶，催化ATP形成；病原相关蛋白：具有水解酶活性；紫外诱导蛋白

2、渗透调节物质：脯氨酸：维持原生质和环境的渗透平衡，和细胞内一些物质形成聚合物（类似亲水胶体），防止原生质体的水分丢失，同时保持膜的完整性；甜菜碱：干旱、盐渍等逆境可以导致植物细胞细胞质积累甜菜碱。可溶性糖：低温逆境可是导致植物积累可溶性糖。

3、ABA：任何逆境都会提高组织中ABA含量提高抗逆性。

43.简述活性氧对植物的伤害

使细胞结构和功能受损；是植物生长受抑制；诱发膜脂过氧化作用：质膜透性增加；损伤生物大分子。

44.总结自由基和活性氧种类

自由基：氧自由基：无机氧自由基：O2。－。OH：有机氧自由基：过氧化物自由基ROO。；烷氧自由基RO。；多聚不饱和脂肪酸自由基PUFA；非氧自由基：甲自由基CH3。；三苯甲自由基（C6H5）3C。

活性氧：超氧物阴离子自由基O2－；羟自由基OH；过氧化氢H2O2；单线态氧1O2

45.干旱对植物伤害有哪些

各部分间水分重新分配：如幼叶从老叶夺水；胚组织将水分配到成熟组织；改变各种生理过程：气孔关闭，叶绿体受伤，光合停止；光合产物运输阻断；呼吸提高但P/O下降，氧化磷酸化解偶联。导致暂时萎蔫甚至永久萎蔫。

46.盐胁迫对植物伤害有哪些？

吸水困难；生物膜破坏：Na可置换膜结合的钙离子破坏膜结构，导致K＋和磷和有机溶质外渗；生理紊乱：降低蛋白合成，加速贮藏蛋白的分解，体内积累氨；高盐时积累腐胺，而腐胺脱氨又积累氨；叶绿体分解，光合色素破坏；气孔关闭；呼吸速率下降；缺素（K、P、N）

47.呼吸加强为什么能减轻病害？

呼吸和抗病能力是正相关。呼吸可分解微生物产生的毒素（氧化成CO2和H2O）；呼吸促进伤口愈合：促进木栓层形成；旺盛的呼吸抑制病原菌的水解酶活性。