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文檔簡介

_植物水分生理1、試述水分進出植物體的途徑及特點(1)植物根系從土壤中吸取水分,水分進入植物體后通過木質(zhì)部導(dǎo)管向上運輸?shù)街参矬w地上部的所有器官,部分水分參與植物體內(nèi)的各種代謝活動,其余大部分水分通過蒸騰作用擴散到大氣中。(2)植物根系從土壤中吸取水分的方式有主動吸收和被動吸收主動吸水:吸水動力是根壓,由于根系代謝活動使得礦質(zhì)離子在導(dǎo)管內(nèi)積累,引起導(dǎo)管內(nèi)滲透勢下降,水勢下降,水分沿著水勢梯度進入導(dǎo)管。【證明其的實驗:在植物莖基部靠近地面的部分切去枝葉,不久即有液滴從傷口流出。由于切去枝葉后沒有蒸騰作用導(dǎo)致被動吸水,但仍有傷流流出,證明根系可以主動吸水?!勘粍游何畡恿κ钦趄v拉力,是由于植物葉片的蒸騰作用,水分從氣孔蒸騰散失到大氣中,使得從葉片到根系產(chǎn)生由低到高的水勢梯度,促使根系從土壤吸水?!咀C明其的實驗:取生長旺盛的植物,切去根系后立即插入到帶有顏色的水中,使葉片保持挺立,一段時間后,可見帶顏色的水柱沿著莖導(dǎo)管和葉脈上升,說明沒有根系的生理活動,僅靠蒸騰拉力就能保持水分不斷上升?!浚?)在植物體內(nèi)水分的運輸均沿水勢降低的方向進行。水分運輸?shù)耐緩桨ㄙ|(zhì)外體和共質(zhì)體途徑。水分從土壤進入木質(zhì)部導(dǎo)管的運輸,屬于徑向運輸,運輸?shù)木嚯x短。水分在導(dǎo)管中的運輸屬于縱向運輸,運輸?shù)木嚯x長:質(zhì)外體途徑的水分運輸阻力小,運輸速度快;共質(zhì)體途徑和跨膜途徑的水分運輸阻力大,運輸速度相對較慢。蒸騰拉力是水分運輸?shù)闹饕獎恿?,水分在?dǎo)管中長距離運輸時,主要在蒸騰拉力內(nèi)聚力張力的作用下進行(4)運輸?shù)街参矬w地上部的水分以水蒸氣的形式經(jīng)皮孔、角質(zhì)層和氣孔向外蒸騰散失,其中以氣孔蒸騰為主要形式。氣孔蒸騰收氣孔運動的調(diào)節(jié)。2、影響氣孔運動的外界因素:(1)光照:一般情況下,光照使氣孔打開,黑暗使氣孔關(guān)閉,但CAM植物則相反。另外,光質(zhì)中藍光和紅光對氣孔運動調(diào)節(jié)最有效。(2)溫度:在一定的溫度范圍內(nèi),氣孔開度一般隨溫度的上升而增大。25度以上氣孔開度最大,30-35度會引起氣孔開度減小,低溫下氣孔關(guān)閉。(3)水分:葉片水勢下降,氣孔開度減小或關(guān)閉。但久雨天氣葉表皮細胞含水量高,體積增大,擠壓保衛(wèi)細胞引起氣孔關(guān)閉。發(fā)生水分虧缺時,氣孔關(guān)閉。(4)CO2:低濃度促進氣孔張開,高濃度氣孔迅速關(guān)閉,無論光照或黑暗。(5)風(fēng):微風(fēng)有利于氣孔打開,大風(fēng)可使氣孔關(guān)閉。(6)植物激素:ABA促使氣孔關(guān)閉,ABA會增加胞質(zhì)鈣離子濃度和PH,一方面抑制保衛(wèi)細胞質(zhì)膜上的內(nèi)向鉀離子通道蛋白活性,促進外向鉀離子通道蛋白活性,促使細胞內(nèi)鉀離子濃度減少;同時,ABA活化外向氯離子通道蛋白,保衛(wèi)細胞膨壓下降,氣孔關(guān)閉。CTK可以促進氣孔張開。3、如何快速鑒定細胞的死活?【實驗】(1)質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原法:用高滲溶液處理植物細胞,觀察細胞是否發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象,再將細胞置于純水或低滲溶液中,觀察細胞是否發(fā)生質(zhì)壁分離的復(fù)原,能夠發(fā)生質(zhì)壁分離及質(zhì)壁分離復(fù)原的細胞為活細胞,否則是死細胞。(2)活體染色法:利用活體染料對細胞進行染色觀察,在適宜的外界環(huán)境下,根據(jù)細胞染色的結(jié)果可以鑒定細胞的死活。常用的活體染料有中性紅、伊凡藍、臺盼藍。在中性或微堿性環(huán)境中,凡被中性紅將細胞中央大液泡染為紅色的是活細胞,相反液泡不著色,原生質(zhì)、細胞壁和細胞核被染為紅色的是死細胞。當用伊凡藍和臺盼藍對細胞進行處理時,只有死細胞被染為藍色,活細胞不攝取這種燃料,凡不染色的細胞為活細胞。(3)利用細胞質(zhì)壁分離法測定植物細胞滲透勢時,一般測得的結(jié)果小于滲透勢的真實值。因為細胞開始發(fā)生質(zhì)壁分離時細胞質(zhì)已經(jīng)失水,使得細胞液濃度相應(yīng)有所升高,所以在已經(jīng)發(fā)生質(zhì)壁分離時測定到的溶液滲透勢會略小于細胞壓力勢為零時的滲透勢。植物礦質(zhì)營養(yǎng)1、植物體內(nèi)已經(jīng)確定的17中必需元素是什么?主要生理作用是什么?(1)植物體內(nèi)的必須元素是C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、K、Fe、Cu、Zn、Mn、B、Mo、Cl、Ni,其中C、H、O、N、P、S、Ca、Mg、K為大量元素;Fe、Cu、Zn、Mn、B、Mo、Cl、Ni為微量元素。(2)生理作用:作為細胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成成分;參與調(diào)節(jié)植物細胞的生理活動,參與調(diào)節(jié)酶的活動;起電化學(xué)作用,即離子濃度的平衡、膠體的穩(wěn)定和電荷中和等;參與細胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。2、植物根系吸收礦質(zhì)有哪些特點?(1)根系吸收礦質(zhì)和水分吸收的相對性:聯(lián)系:礦質(zhì)元素只有溶于水中才能被根系吸收,礦質(zhì)元素被吸收后,水勢降低,促進了水分吸收區(qū)別:水分吸收以蒸騰作用引起的被動吸收為主,也以蒸騰作用消耗;礦質(zhì)吸收一消耗代謝能的主動吸收為主,且被配送到細胞中心;水分子和各種礦質(zhì)元素在跨膜進入活細胞時是分別通過不同的跨膜轉(zhuǎn)運蛋白進行的因此,植物對水分和礦質(zhì)的吸收是既相互關(guān)聯(lián)又相互獨立的兩個過程。(2)根系對離子吸收具有選擇性:植物對同一溶液中的不同離子吸收不同。即根部吸收的離子數(shù)量不與溶液中的離子濃度呈比例。(3)根系吸收單鹽會受毒害,離子間有拮抗作用。植物只有在含有適當比例的多鹽溶液中才能正常發(fā)育3、試分析導(dǎo)致植物葉片缺綠的可能原因:(1)營養(yǎng)元素缺乏導(dǎo)致缺素癥:N:是構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要成分,是葉綠素組分。缺N癥狀:生長受抑;葉缺綠,呈黃白色;莖、葉柄、葉脈呈紫色;從老葉開始。Mg:是葉綠素組成成分。癥狀:葉脈間缺綠,葉片形成褐斑壞死;從老葉開始。S:構(gòu)成蛋白質(zhì)的主要成分。癥狀:生長受抑;葉缺綠;花青素形成;從幼葉開始。Fe:形成原葉綠素酸酯所必需的。癥狀:葉缺綠;從幼葉開始。Mn、Cu、Zn:在葉綠素的生物合成過程中有催化功能或其他間接作用。其中,N素對植物缺綠的影響最大,因此葉色的深淺可作為衡量植株體內(nèi)N素水平高低的標志(2)外界條件不利于葉綠素的合成:(即葉綠素生物合成的外界因素)光照:從原葉綠素酸酯轉(zhuǎn)變?yōu)槿~綠素酸酯需要光,光照不足影響葉綠素的合成;但光過強,葉綠素也會受光氧化而破壞。溫度:葉綠素的生物合成是一系列酶促反應(yīng),受溫度影響很大。高溫和低溫都會使葉片失綠。高溫下葉綠素分解加快,褪色更快。氧氣:缺氧能引起Mg-原卟啉IX或Mg-原卟啉甲酯的積累,影響葉綠素的合成。水:缺水不但影響葉綠素的生物合成,而且還促使原有葉綠素加快分解。(3)植物受到病原菌或蟲害的侵染。一般來說,染病組織的葉綠體被破壞,葉綠素含量下降,光合速率明顯減慢。(4)遺傳因素,如水稻、玉米的白化苗以及花卉中的斑葉不能合成葉綠素。4、試解釋植物怎樣利用土壤中的氮素營養(yǎng)(固氮機制)(1)土壤中氮素營養(yǎng)主要有無機氮化物,其中以NO3-、NH4+為主要形式。(2)植物不能直接利用N2,需經(jīng)根瘤菌等固定還原成NH4+(3)植物從土壤中吸取的NH4+可用于合成氨基酸。(4)植物從土壤中吸取的NO3-需經(jīng)硝酸還原酶(NR)和亞硝酸還原酶(NiR)催化還原成NH4+才能被利用。根所吸收的NO3-可在根內(nèi)還原也可通過木質(zhì)部運到地上部在葉內(nèi)還原,或轉(zhuǎn)移到液泡內(nèi)貯藏。NO3-根內(nèi)的徑向運輸途徑是:根的表皮皮層內(nèi)皮層中柱薄壁細胞導(dǎo)管;向上運輸經(jīng)木質(zhì)部歲蒸騰流和根壓流上運,到達地上部枝葉。在光合細胞內(nèi),NO3-在細胞質(zhì)中先被NR還原為亞硝酸鹽;然后NO以HNO2分子態(tài)從細胞質(zhì)通過葉綠體被摸轉(zhuǎn)移到葉綠體,在NiR催化下被還原成NH4+(5)將氨同化形成谷氨酸和谷氨酰胺,在進一步轉(zhuǎn)化,合成蛋白質(zhì)。在谷氨酰胺合成酶(GS)作用下,以Mg2+、Mn2+、Co2+為輔因子,NH4+與谷氨酸結(jié)合形成谷氨酰胺。在細胞質(zhì)、根細胞的質(zhì)體和葉細胞的葉綠體中進行。在谷氨酸合酶(GOGAT)催化下谷氨酰胺與酮戊二酸結(jié)合形成谷氨酸。在根細胞的質(zhì)體和葉細胞的葉綠體中進行。當氨被同化形成谷氨酸和谷氨酰胺后,通過氨基轉(zhuǎn)移合成其他氨基酸,再進一步轉(zhuǎn)化,合成蛋白質(zhì)。植物光合作用1、說明Rubisco的特點以及活性調(diào)節(jié)。(1)Rubisco具有雙重催化作用。在光合作用中,Rubisco催化RuBP的羧化反應(yīng),固定CO2,形成3-磷酸甘油酸。在光呼吸中,Rubisco催化RuBP的加氧反應(yīng),產(chǎn)生的磷酸乙醇酸被磷酸酶催化脫去磷酸而形成乙醇酸。(2)在CO2/O2比值高的條件下,Rubisco的加氧活性被抑制,催化羧化反應(yīng),進行碳同化;但比值低時,Rubisco的加氧活性表現(xiàn)出來,進行光呼吸,消耗光合產(chǎn)物。(3)葉綠體受光后,光驅(qū)動的電子傳遞使H+向類囊體轉(zhuǎn)移,Mg2+則從類囊體腔轉(zhuǎn)移至基質(zhì),引起葉綠體基質(zhì)的pH值上升,Mg2+濃度增加。較高的pH值與Mg2+濃度時Rubisco酶活化。2、簡述景天科植物在光合作用中的碳固定途徑及其適應(yīng)意義。(1)夜間氣孔張開,CO2進入葉肉細胞,在細胞質(zhì)中,由PEPC催化,迅速發(fā)生羧化反應(yīng),PEP與HCO3-結(jié)合生成草酰乙酸;并在NADP-蘋果酸脫氫酶催化下,將草酰乙酸還原成蘋果酸,大量蘋果酸暫時貯存在葉肉細胞的大液泡中,此時葉片酸化,并維持較低的滲透勢以保存水分。(2)白天氣孔關(guān)閉,夜間貯存的蘋果酸從液泡轉(zhuǎn)移至細胞質(zhì)中,被NADP-蘋果酸酶催化脫羧,或由羧激酶催化OAA脫羧。釋放CO2進入葉綠體,在卡爾文循環(huán)中得以再固定。(3)意義:CAM植物白天氣孔關(guān)閉,當夜間溫度降低、相對濕度升高時氣孔才開放,保存水分、提高水分利用效率,以適應(yīng)高溫干旱的生態(tài)環(huán)境。3、從光合作用機理上看C4植物和C3植物各有何特點?把C4植物稱為“高光效植物”是否合理,為什么?(1)C4植物,PEP羧化酶對CO2親和力高,固定CO2的能力強,在葉肉細胞質(zhì)形成C4二羧酸后,再轉(zhuǎn)運到維管束鞘細胞葉綠體,脫羧后放出CO2,起到CO2泵作用,增加了CO2濃度,提高了RuBP羧化酶的活性,有利于CO2的固定和還原,不利于乙醇酸形成,不利于光呼吸進行,所以C4植物光呼吸測定值很低。(2)C3植物,在葉肉細胞葉綠體內(nèi)固定CO2,葉肉細胞的CO2/O2比值較低,此時,RuBP加氧酶活性增強,有利于光呼吸的進行,而且C3植物中RuBP羧化酶對CO2親和力低,光呼吸釋放的CO2不易被重新固定。(3)把C4植物稱為“高光效植物”不合理,因為C4植物每固定1個CO2比C3植物多消耗1個ATP,所以在光照較弱、溫度較低的條件下,C4植物的光合速率不一定高于C3植物,甚至是低于C3植物。4、分析光能利用率低的原因及提高作物光能利用率的途徑。(1)光能利用率低的原因:輻射到地面的光能只有可見光的一部分能被植物吸收利用;照到葉片上的光被反射、透射。吸收的光能大量消耗于蒸騰作用;葉片光合能力的限制;呼吸的消耗;CO2、礦質(zhì)元素、水分等供應(yīng)不足;病蟲危害(2)提高光能利用率的途徑:增加光合面積:合理密植;改善株型延長光合時間:提高復(fù)種指數(shù);延長生育期;補充人工光照提高光合速率:增加田間CO2濃度;降低光呼吸提高經(jīng)濟系數(shù):通過育種或栽培管理措施促進光合產(chǎn)物向經(jīng)濟器官中運送,提高經(jīng)濟系數(shù)減少光合產(chǎn)物消耗:培育光呼吸低得作物品種,室內(nèi)栽培的晚上降低室內(nèi)溫度等。韌皮部運輸與同化物分配1、試述韌皮部運輸機制中收縮蛋白學(xué)說與細胞質(zhì)泵動學(xué)說的主要內(nèi)容,主要解決了運輸方面的哪些問題?(1)收縮蛋白學(xué)說認為,篩管中存在大量的P蛋白,P蛋白在篩管中形成可以收縮的管狀纖絲。收縮蛋白分解ATP將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機械能,通過收縮與舒張進行同化物的長距離運輸。(2)細胞質(zhì)泵動學(xué)說認為,篩管分子的細胞質(zhì)呈長絲狀,形成胞縱連束,縱跨篩管分子,在束內(nèi)呈環(huán)狀的蛋白質(zhì)反復(fù)地、有節(jié)奏的收縮與舒張,把細胞質(zhì)長距離泵走,糖分隨之流動。(3)這兩個學(xué)說共同的特點是,認為有機物質(zhì)的運輸需要能量的供應(yīng),同時解決了篩管中有機物質(zhì)的雙向運輸問題。2、試述在果樹生產(chǎn)上常利用環(huán)剝提高產(chǎn)量所蘊含的生理學(xué)原理。以及“樹怕剝皮”的原理?(1)果樹開花期對樹干適當進行環(huán)剝,可阻止枝葉部分光合產(chǎn)物的下運,使更多的光合產(chǎn)物運往花果,從而利于增加有效花數(shù),提高座果率,提高產(chǎn)量和品質(zhì)。(2)韌皮部主要分布在樹皮中,韌皮部是植物有機物質(zhì)運輸?shù)闹饕课弧H绻h(huán)剝的切環(huán)太寬,切環(huán)下又未長出新枝葉,時間久了,根系得不到地上部分提供的同化物和生理活性物質(zhì),而本身貯藏的又消耗殆盡,根部就會“餓死”,從而使根無法吸收水肥等,致使整個植株死亡。3、簡述植物體內(nèi)同化物運輸?shù)耐緩?、方向和形式及其研究方法。?)途徑:韌皮部的篩管是同化物運輸?shù)闹饕緩??!狙芯糠椒ǎ涵h(huán)剝試驗:剝?nèi)涓缮系囊蝗淦?,這樣阻斷了葉片的光合同化物通過韌皮部向下運輸,導(dǎo)致環(huán)剝上端韌皮部組織因光合同化物積累而膨大,環(huán)剝下端的韌皮部組織因得不到光合同化物而死亡。放射性同位素示蹤:讓葉片同化14CO2,數(shù)分鐘后將葉柄切下并固定,對葉柄橫切面進行放射性自顯影,可看出14C標記的光合同化物位于韌皮部?!俊緦嶒灐浚?)方向:同時雙向運輸,也可橫向。研究方法:同位素示蹤法。(3)形式:主要包括糖、氨基酸、激素和一些無機離子。研究方法:蚜蟲吻刺法和同位素示蹤法。呼吸作用1、呼吸作用的生理意義。(對水分吸收礦質(zhì)營養(yǎng)和物質(zhì)運輸有何影響)(1)呼吸作用為水分、礦質(zhì)營養(yǎng)的吸收及運輸提供能量。呼吸作用通過氧化磷酸化和底物水平磷酸化形成ATP供植物生命活動需要。(2)提供原料:呼吸作用產(chǎn)生的許多中間產(chǎn)物是合成碳水化合物、脂肪、蛋白質(zhì)、核酸和各種生理活性物質(zhì)的原料,從而構(gòu)成植物體,調(diào)節(jié)植物的生長發(fā)育。(3)呼吸作用為N、S、P等的同化過程提供還原力。(4)防御功能:通過呼吸作用可消除致病微生物產(chǎn)生的毒素或消除感染,通過呼吸作用可修復(fù)被昆蟲或其他動物咬傷的傷口以及機械損傷。2、如何用植物呼吸作用的相關(guān)知識來解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的問題。(1)調(diào)控植物生長發(fā)育:用溫室栽培蔬菜時,應(yīng)注意控制適當溫差,減少高溫造成的高呼吸速率消耗大量的有機物。(2)呼吸躍變與果實成熟的關(guān)系和如何延長果實的貯藏時間:果實呼吸躍變是果實成熟的一個特征,標志著果實的完熟,并進入衰老。因此,延緩果蔬呼吸躍變的出現(xiàn),即可延長果蔬的貯藏時間。在果蔬儲藏期間,要協(xié)調(diào)好溫度、濕度及氣體的關(guān)系。在適宜的低溫和保持較高的濕度條件下,使貯藏環(huán)境保持適當?shù)脱鯕夂透叨趸紳舛鹊姆椒ㄟM行氣調(diào)貯藏,可以明顯抑制果實呼吸作用和病菌的活動,抑制果實的呼吸躍變,這樣就達到延熟、保鮮、防止腐爛的目的。(3)種子貯藏的注意問題:嚴格控制進倉時種子的含水量,不得超過安全含水量;注意庫房的干燥和通風(fēng)降溫;控制庫房內(nèi)空氣成分,適當增加二氧化碳或充入氮氣、降低氧氣的含量;用磷化氫等藥劑滅菌,抑制微生物的活動。在種子儲藏中通常主要是通過降低種子的含水量來抑制呼吸作用,減少種子內(nèi)貯藏物質(zhì)的消耗,以延長種子的壽命或貯藏時間。如果種子的含水量超過安全安全含水量,呼吸作用顯著增強:呼吸速率高會大量消耗有機物;而且放出的水分會使種堆濕度增大,糧食“出汗”;放出的熱量使種堆溫度增高,使呼吸作用進一步增強。高溫、高濕的環(huán)境有利于微生物活動,易導(dǎo)致種子霉爛變質(zhì),使種子喪失發(fā)芽力。植物生長物質(zhì)1、簡述赤霉素的主要生理作用。(1)赤霉素促進植物下胚軸、禾本科植物節(jié)間的伸長生長,對矮生植物和蓮座狀植物莖伸長的效應(yīng)尤其明顯。(2)能誘發(fā)種子萌發(fā),主要是能誘導(dǎo)淀粉酶的合成。(3)GA對植物開花的誘導(dǎo)效應(yīng)視不同植物反應(yīng)型而定。施用GA能促進多種需長日或低溫誘導(dǎo)開花的植物在非誘導(dǎo)條件下開花,但對短日植物的花芽分化一般無促進作用。(4)對于雌雄異花同株的植物,用GA處理可增加雄花的比例。2、簡述脫落酸的主要生理作用。(1)脫落酸可誘導(dǎo)成熟期種子的程序化脫水與營養(yǎng)物質(zhì)的積累,脫落酸對于維持種子的休眠也具有重要的作用。(2)脫落酸通過不同的信號途徑表現(xiàn)出促進氣孔關(guān)閉和抑制氣孔開放的效應(yīng),降低蒸騰。(3)逆境脅迫下,脫落酸能誘導(dǎo)一些脅迫相應(yīng)基因的表達,提高植物的抗逆性。(4)外源脫落酸噴施于短日植物牽牛、草莓等植物的葉片時,可誘導(dǎo)植物在長日照條件下開花;用脫落酸處理擬南芥、菠菜等長日植物,則明顯抑制開花3、簡述乙烯的主要生理作用。(1)大多數(shù)雙子葉植物黃花幼苗經(jīng)微量乙烯處理后發(fā)生“三重反應(yīng)”。(2)在淹水情況下,乙烯能誘導(dǎo)一些水生植物莖的伸長。(3)乙烯能誘導(dǎo)菠蘿、芒果等植物開花。(4)乙烯對植物器官的脫落有極顯著的促進作用。4、設(shè)計實驗證明赤霉素誘導(dǎo)淀粉酶產(chǎn)生?!緦嶒灐窟x用子粒飽滿的大麥種子,用刀片將種子切成有胚和無胚的兩半,分別進行以下處理:有胚半粒種子和無胚半粒種子分別放入兩個不含GA溶液的三角瓶中培養(yǎng)。有胚半粒種子和無胚半粒種子分別放入兩個含有GA溶液的三角瓶中培養(yǎng)。一段時間后再胚乳中檢測淀粉酶的活性。結(jié)果表明,有胚半粒種子中能檢測到淀粉酶的活性。同時無胚半粒種子經(jīng)GA溶液處理后也能檢測到淀粉酶的活性??梢宰C明,大麥胚產(chǎn)生的GA誘導(dǎo)淀粉酶形成,催化淀粉水解。5、試討論植物生長發(fā)育過程中激素間的相互作用。(1)種子萌發(fā)與休眠:IAA、CTK促進種子萌發(fā);ABA促進休眠,抑制種子萌發(fā);GA可打破休眠,促進萌發(fā)。IAA、CTK、GA與ABA比例高促進萌發(fā),比例低促進休眠。(2)營養(yǎng)生長:IAA、CTK、GA與ABA的相互作用調(diào)控營養(yǎng)生長,比例高促進生長,比例低抑制生長。(3)頂端優(yōu)勢:ETH、CTK和IAA調(diào)控頂端優(yōu)勢,IAA、ETH誘導(dǎo)頂端優(yōu)勢,促進頂芽生長。CTK抑制頂端優(yōu)勢,促進側(cè)芽發(fā)育。(4)器官分化:IAA/CTK比例高時,誘導(dǎo)生根,比例低時,誘導(dǎo)長芽。(5)成花誘導(dǎo):GA可促進多種長日植物在短日照條件下成花;IAA可促進一些長日植物(天仙子、毒麥等)成花,但抑制短日植物成花。CTK能促進一些SDP(紫羅蘭屬、牽牛屬等)成花;ABA可代替短日照促進一些SDP在長日條件下開花,使菠菜等一些LDP成花受抑制。(6)性別分化:IAA、ETH促進雌花分化,GA促進雄花分化。(7)成熟與衰老:IAA、CTK延緩衰老,乙烯促進成熟、衰老。(8)葉片脫落:乙烯促進葉片脫落,生長素濃度梯度影響葉片脫落。植物生長生理1、何謂營養(yǎng)生長和生殖生長?兩者有何相關(guān)性?在生產(chǎn)上如何協(xié)調(diào)兩者的關(guān)系?(1)營養(yǎng)生長和生殖生長是植物生長的兩個階段,以花芽分化為生殖生長開始的標志。(2)營養(yǎng)生長與生殖生長是相互依賴協(xié)調(diào)的。生殖生長以營養(yǎng)生長為基礎(chǔ),花芽必須在一定的營養(yǎng)生長的基礎(chǔ)上分化。生殖器官生長所需的養(yǎng)料大部分是由營養(yǎng)器官供應(yīng)的,營養(yǎng)器官生長不好,生殖器官的發(fā)育自然也不會好;另外,生殖器官在生長過程中形成了植株的眾多代謝庫,而且會產(chǎn)生一些激素類物質(zhì),反過來促進物質(zhì)代謝和轉(zhuǎn)運,有利于光合及營養(yǎng)生長。(3)營養(yǎng)生長與生殖生長也存在相互制約的關(guān)系。營養(yǎng)生長過旺,枝葉徒長,營養(yǎng)大量消耗,必然影響生殖生長的各個環(huán)節(jié),最終影響生殖生長。相反,生殖生長過旺,花果過多,往往消耗大量營養(yǎng),就會抑制營養(yǎng)生長。(4)在生產(chǎn)上,應(yīng)根據(jù)栽培目的,適當調(diào)控營養(yǎng)生長和生殖生長,以獲得高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)。例如,加強水肥管理,既防止營養(yǎng)器官早衰,又不使營養(yǎng)器官生長過旺;在果樹生產(chǎn)中,適當疏花、疏果,使營養(yǎng)收支平衡,并有積余,以便年年豐產(chǎn),消除大小年。對于以營養(yǎng)器官為收獲物的植物(茶、桑、麻、葉菜類),則可供應(yīng)充足的水分、增施氮肥、摘除花芽等措施來促進營養(yǎng)器官的生長,抑制生殖器官的生長。植物生殖生理1、設(shè)計實驗證明植物感受光周期的部位和在春化作用中對低溫的感受部位。【實驗】(1)栽培于溫室內(nèi)的芹菜,由于得不到花分化所需的低溫,不能開花結(jié)實。如果用膠管把芹菜莖尖纏繞起來,通入冷水,使莖的生長點得到低溫,就能通過春化作用而在長日條件下開花;反之,如果將芹菜植株至于低溫條件下,向纏繞莖尖的膠管通入溫水,芹菜則不能通過春化作用而開花。上述結(jié)果能證明植物感受低溫的部位是莖尖生長點。(2)植物在適宜的光周期誘導(dǎo)后,成花的部位是莖端的生長點,而感受光周期的部位卻是葉片。這一點可以用對植株不同部位進行光周期處理后觀察對開花效應(yīng)的情況來證明:將植株全株置于不適宜的光周期條件下,植物不開花而保持營養(yǎng)生長;將植物全株置于適宜的光周期下,植物可以開花;只將植物葉片置于適宜的光周期條件下,植物正常開花;只將植物葉片置于不適宜的光周期下,植物不開花。2、為什么說光敏色素參與了植物的成化誘導(dǎo)過程?它與植物成花之間有何關(guān)系?(1)用不同波長的光間斷暗期的試驗表明,無論是抑制短日植物開花,還是促進長日植物開花,都是以600660nm波長的紅光最有效;且紅光促進開花的效應(yīng)可被遠紅光逆轉(zhuǎn)。這表明光敏色素參與了成花反應(yīng),光的信號是由光敏色素接受的。(2)光敏色素有兩種可以互相轉(zhuǎn)化的形式:吸收紅光的Pr型和吸收遠紅光的Pfr型。Pr是生理鈍化型,Pfr是生理活化型。照射白光或紅光后,Pr型轉(zhuǎn)化為Pfr型;照射遠紅光后,Pfr型轉(zhuǎn)化為Pr型。光敏色素對成花的作用與Pr與Pfr的可逆轉(zhuǎn)化有關(guān),受Pfr/Pr比值的影響。低的比值有利短日植物成花,高的比值有利于長日植物成花植物的休眠、成熟和衰老生理1、種子休眠的原因是什么?人工如何控制?(1)種子休眠的原因:種皮限制:不透水,不透氣,對胚具有機械阻礙作用;胚未發(fā)育完全。有些植物如銀杏、人參、當歸等的種子或果實在脫離母體后,胚尚未發(fā)育完全,在濕潤和適當?shù)蜏貤l件下,幼胚繼續(xù)從胚乳中吸取營養(yǎng),完成發(fā)育后才能萌發(fā)。種子未完成后熟。某些植物種子如薔薇科的蘋果、桃、櫻桃,胚的分化發(fā)育雖已完成,但生理上尚未成熟,經(jīng)一段后熟期后,才能破除休眠。種子內(nèi)含有抑制物質(zhì)。如扁桃苷、芥子油、水楊酸、香豆素、生物前、ABA。(2)種子休眠的破除:機械破損:對種皮過厚或緊實不透水的種子,可用摩擦切破種皮;低溫濕沙層積法:即用濕潤的沙子將種子分層堆埋在室外,經(jīng)低溫預(yù)冷,可打破種子休眠,如桃、蘋果、梨?;瘜W(xué)藥劑處理:可以用生長調(diào)節(jié)劑處理打破休眠,促進萌發(fā),常用的有GA,IAA等;清水沖洗:如番茄、西瓜等種子,播種前用流水反復(fù)沖洗,以除去附著在種子上的抑制物質(zhì)而解除休眠。2、影響衰老的環(huán)境因子有哪些?(1)光照:光是調(diào)控植物衰老的重要因子,植株或離體器官在光下不易衰老,在暗中則加速衰老。其主要原因是光調(diào)節(jié)葉片上的氣孔開度,進而影響植物的氣體交換、光合作用、呼吸作用、水分和礦質(zhì)的吸收和運輸?shù)戎饕磉^程。強光和紫外光誘發(fā)植物體內(nèi)產(chǎn)生自由基,加速衰老。紅光可阻止葉綠素和蛋白質(zhì)降解,遠紅光可消除紅光的作用,藍光可延緩衰老。日照長度影響植物激素GA和ABA的合成,長日照促進GA合成,有利于生長;短日照促進ABA合成,加速器官的衰老。(2)溫度:高溫和低溫都加速葉片衰老,誘發(fā)自由基產(chǎn)生、膜破壞等。(3)水分:水分脅迫刺激乙烯和ABA形成,加速葉綠體結(jié)構(gòu)解體,光合作用下降,呼吸速率上升,加速物質(zhì)分解,促進衰老。(4)礦質(zhì)營養(yǎng):礦質(zhì)營養(yǎng)缺乏使植物較老的器官加快衰老。(5)氧氣:氧氣是許多自由基的重要成分,濃度過高時,加速自由基形成,當超過其自身防御能力時,就會引起衰老。3、植物器官脫落與植物激素有何關(guān)系?(1)生長素:試驗證明,葉齡增長,生長素含量下降,便不能阻止脫落的發(fā)生。Addicott等提出脫落的生長素梯度學(xué)說,認為不是葉片內(nèi)生長素的絕對含量,而是橫過離層區(qū)兩邊生長素濃度梯度影響脫落。梯度大,即遠軸端生長素含量高,不易脫落;梯度小時,即近軸端生長素含量高于或等于遠軸端的量,則促進脫落。(2)脫落酸:幼果或幼葉的脫落酸含量低,當接近脫落時,它的含量最高。主要原因是可促進分解細胞壁的酶的活性,抑制葉柄內(nèi)生長素的傳導(dǎo)。(3)乙烯:棉花子葉在脫落前乙烯生成量增加一倍多,感病植株乙烯釋放量增多,會促進脫落。(4)赤霉素:促進乙烯生成,也可促進脫落。細胞分裂素延緩衰老,抑制脫落。植物的逆境生理1、植物組織中游離脯氨酸測定的原理是什么?在逆境中植物體內(nèi)積累脯氨酸的生理作用?(1)【采用磺基水楊酸提取植物體內(nèi)的游離脯氨酸。在酸性條件下,脯氨酸與茚三酮反應(yīng)生成穩(wěn)定的紅色縮合物,用甲苯萃取后,此縮合物在波長520nm處有一最大吸收峰。脯氨酸濃度的高低在一定范圍內(nèi)與其光密度成正比?!俊緦嶒灐浚?)脯氨酸在抗逆中有兩個作用:作為滲透調(diào)節(jié)物質(zhì),能夠保持原生質(zhì)與環(huán)境的滲透平衡。它可與胞內(nèi)一些化合物形成聚合物,類似親水膠體,以防止水分散失。保持膜結(jié)構(gòu)的完整性。脯氨酸與蛋白質(zhì)相互作用能增加蛋白質(zhì)的可溶性和減少可溶性蛋白的沉淀,增強蛋白質(zhì)的水合作用。2、逆境對植物代謝有何影響?提高植物抗逆能力的途徑有哪些?(1)逆境導(dǎo)致水分脅迫,細胞脫水,膜系統(tǒng)受害,透性加大。(2)光合速率下降,同化物減少,缺水引起氣孔關(guān)閉,葉綠體受損傷,RuBP等失活或變性。(3)冰凍、高溫、淹水時,呼吸速率逐漸下降;冷害、干旱脅迫時,呼吸先升后降;感病時呼吸速率明顯升高。(4)逆境導(dǎo)致糖類和蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)變成可溶性化合物。(5)組織內(nèi)脫落酸含量迅速升高。提高植物抗逆能力的途徑有:選育優(yōu)良品種;進行化學(xué)誘導(dǎo);合理的礦質(zhì)營養(yǎng);激素處理;進行合理的鍛煉。3、提高植物抗旱性的途徑。(1)選育抗旱品種。這是提高作物抗旱性的一條重要途徑。(2)進行抗旱鍛煉。如擱苗:將植物處于適當?shù)母珊禇l件中,讓植物經(jīng)受一定干旱,這樣做使植物根系更發(fā)達,保水能力強,葉綠素含量高,干物質(zhì)積累多,以后再遇到干旱脅迫時,體內(nèi)代謝較穩(wěn)定。當然時間不宜太長。(3)進行化學(xué)誘導(dǎo)。用化學(xué)試劑處理種子或植株,可產(chǎn)生誘導(dǎo)作用,提高植物抗旱性。如用0.25%CaCl2溶液浸種,因為鈣能穩(wěn)定生物膜的結(jié)構(gòu),提高原生質(zhì)的黏度和彈性,可以提高抗旱能力。(4)合理施肥。如少施氮素,多施磷、鉀肥。因為氮素過多對作物抗旱不利,凡是枝葉徒長的作物,蒸騰失水增多,易受旱害,而磷鉀肥能促進根系生長,提高植株的保水力?!狙a充:礦質(zhì)元素與作物抗旱性的關(guān)系:氮肥過多,枝葉徒長,蒸

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