植物生理學(xué)問答題

1、 問答題1、 將植物細(xì)胞分別放入純水和1mol/L蔗糖溶液中，細(xì)胞的滲透勢、壓力勢、水勢及細(xì)胞體積各會發(fā)生什么變化？ 正常情況下植物細(xì)胞水勢為負(fù)值，將植物細(xì)胞放在純水中，純水的水勢為0，故植物細(xì)胞會吸水，滲透勢、壓力勢及水勢均上升，細(xì)胞體積變大；當(dāng)吸水達(dá)到飽和時，細(xì)胞體積達(dá)最大，水勢最終變?yōu)?，滲透勢和壓力勢絕對值相等、符號相反，各組分不再變化。 當(dāng)植物細(xì)胞放于1mol/L蔗糖溶液中時，由于細(xì)胞的水勢大于蔗糖溶液的水勢，因此細(xì)胞放入溶液后會失水，滲透勢、壓力勢及水勢均減小，體積也縮小，嚴(yán)重時還會發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。如果細(xì)胞處于初始質(zhì)壁分離狀態(tài)，其壓力勢為0，水勢等于滲透勢。2、 從植物生理學(xué)角度

2、，分析農(nóng)諺“有收無收在于水”的道理？ 答：水，孕育了生命。陸生植物是由水生植物進(jìn)化而來的，水是植物的一個重要的“先天”環(huán)境條件。植物的一切正常生命活動，只有在一定的細(xì)胞水分含量的狀況下才能進(jìn)行，否則，植物的正常生命活動就會受阻，甚至停止?？梢哉f，沒 有水就沒有生命。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，水是決定收成有無的重要因素之一。 水分在植物生命活動中的作用很大，主要表現(xiàn)在4個方面： 水分是細(xì)胞質(zhì)的主要成分。細(xì)胞質(zhì)的含水量一般在7090%，使細(xì)胞質(zhì)呈溶膠狀態(tài)，保證了旺盛的代謝作用正常進(jìn)行，如根尖、莖尖。如果含水量減少，細(xì)胞質(zhì)便變成凝膠狀態(tài)，生命活動就大大減弱，如休眠種子。 水分是代謝作用過程的反應(yīng)物質(zhì)。在光合作用

3、、呼吸作用、有機(jī)物質(zhì)合成和分解的過程中，都有水分子參與。 水分是植物對物質(zhì)吸收和運(yùn)輸?shù)娜軇?。一般來說，植物不能直接吸收固態(tài)的無機(jī)物質(zhì)和有機(jī)物質(zhì)，這些物質(zhì)只有在溶解在水中才能被植物吸收。同樣，各種物質(zhì)在植物體內(nèi)的運(yùn)輸，也要溶解在水中才能進(jìn)行。 水分能保持植物的固有姿態(tài)。由于細(xì)胞含有大量水分，維持細(xì)胞的緊張度（即膨脹），使植物枝葉挺立，便于充分接受光照和交換氣體。同時，也使花朵張開，有利于傳粉3、 在栽培作物時，如何才能做到合理灌溉？ 要做到合理灌溉，就需要掌握作物的需水規(guī)律。反映作物需水規(guī)律的指標(biāo)有需水量和水分臨界期。作物需水量和水分臨界期又因作物種類、生長發(fā)育時期不同而有差異。合理灌溉則要以作

4、物需水量和水分臨界期為依據(jù)，綜合考慮土壤含水量、作物形態(tài)指標(biāo)（葉、莖顏色、長勢、長相）和生理指標(biāo)（葉片水勢、細(xì)胞汁液濃度、滲透勢、氣孔開度等）制定灌溉方案，采用先進(jìn)的灌溉方法（如噴灌、滴灌）及時地進(jìn)行灌溉。同時還要注意灌溉的水溫、水質(zhì)及灌溉量。4、 設(shè)計一個證明植物具有蒸騰作用的實(shí)驗(yàn)裝置？ 取一個廣口瓶，瓶中裝一定量的清水。取與瓶相配的橡皮塞，橡皮塞上打一孔，孔徑與待測枝條相同。選取生長健壯的枝條，在水中將枝條基部剪去一段（以防空氣進(jìn)入導(dǎo)管），迅速插入橡皮塞的孔中，在孔的周圍涂上凡士林，以防漏氣，蓋緊橡皮塞。將枝條用干燥的不透水的透明尼龍薄膜袋套住并扎緊，放在陽光充足的地方，一段時間后觀察袋內(nèi)

5、是否有水珠出現(xiàn)及瓶內(nèi)水量是否減少。5、 無土栽培技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上有哪些應(yīng)用？ 無土栽培可以替代天然土壤的功能，能為植物提供更好的水肥氣等根際環(huán)境。無土栽培技術(shù)目前主要應(yīng)用于蔬菜、食用菌、花卉和藥用植物等的栽培以及牧草、果樹和樹苗的生產(chǎn)。A反季節(jié)蔬菜、優(yōu)質(zhì)蔬菜和食用菌的栽培。如高產(chǎn)、早熟、優(yōu)質(zhì)的番茄、黃瓜等蔬菜的栽培。B花卉栽培。多用于草本或木本花卉的栽培，其特點(diǎn)是花朵較大、鮮艷、品質(zhì)優(yōu)且花期較長。C藥用植物的栽培。主要是名貴草本藥物的栽培。D在家庭庭院中應(yīng)用。在庭院、陽臺或樓房頂層上利用無土栽培技術(shù)養(yǎng)花、栽培蔬菜等。E在戈壁灘、鹽堿地、沙漠等土壤嚴(yán)重退化或受到嚴(yán)重污染不適宜生產(chǎn)蔬菜和花卉的地區(qū)

6、，無土栽培則是最有效的栽培技術(shù)。6、 植物對水分和礦質(zhì)元素的吸收有什么關(guān)系？是否完全一致？ 植物根系吸收水分和吸收礦物質(zhì)是相互依賴又相對獨(dú)立的過程，兩者有一定的聯(lián)系，但不存在直接的依賴關(guān)系。相關(guān)性表現(xiàn)在：A礦物質(zhì)要溶于水后才能被植物吸收和運(yùn)輸，根系吸水時，溶于水中的礦質(zhì)元素的一部分會進(jìn)入植物體內(nèi)，并隨蒸騰流運(yùn)輸?shù)街仓旮鞑糠?，但礦物質(zhì)不是由水分順便“帶進(jìn)”植物體內(nèi)的；B根系對礦質(zhì)的吸收能引起根部的水勢降低，有利于水分進(jìn)入根部；C水分的蒸騰產(chǎn)生蒸騰拉力，有利于溶于水中的礦質(zhì)元素的吸收和運(yùn)輸。相互獨(dú)立性表現(xiàn)在：A根系吸收水分與吸收礦質(zhì)的機(jī)制不同，吸收水分一般是以被動吸收為主，而礦質(zhì)吸收則以主動吸收為

7、主，有選擇性和飽和效應(yīng)；B植物吸收礦質(zhì)元素的量與吸收水分的量不成比例關(guān)系；C兩者的運(yùn)輸方向不同，水分主要被運(yùn)輸?shù)饺~片用于蒸騰消耗，而礦質(zhì)元素一般運(yùn)輸?shù)缴L中心供生長。7、 細(xì)胞吸收水分和吸收礦質(zhì)元素有什么關(guān)系？有什么異同？ 答：關(guān)系：水分在通過集流作用吸收時，會同時運(yùn)輸少量的離子和小溶質(zhì)調(diào)節(jié)滲透勢。相同點(diǎn)：都可以通過擴(kuò)散的方式來吸收。都可以經(jīng)過通道來吸收。不同點(diǎn)：水分可以通過集流的方式來吸收。水分經(jīng)過的是水通道，礦質(zhì)元素經(jīng)過的是離子通道。礦質(zhì)元素還可以通過載體、離子泵和胞飲的形式來運(yùn)輸。8、 試比較PS和PS的結(jié)構(gòu)及功能特點(diǎn)？ PS的顆粒大，直徑約17.5nm，主要分布在類囊體膜的疊合部分。受

8、敵草?。―CMU，一種除草劑）的抑制。其光化學(xué)反應(yīng)是短波光反應(yīng)（P680，chla/chlb的比值小，即chlb的含量較高，主要吸收短波光），主要特征是水的光解和放氧。 PS的顆粒較小，直徑約11nm，主要分布在類囊體膜的非疊合部分。不受敵草隆的抑制。其光化學(xué)反應(yīng)是長波光反應(yīng)（P700，chla/chlb的比值大，即chla的含量較高，主要吸收長波光），主要特征是NADP+的還原。 PS的生理功能是吸收光能，進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生強(qiáng)還原劑，用于還原NADP+,實(shí)現(xiàn)質(zhì)體藍(lán)素到NADP+的電子傳遞。PS生理功能是吸收光能，進(jìn)行光化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生強(qiáng)氧化劑，使水裂解釋放O2，并把水中的電子傳至醌。9、 光

9、合作用的碳同化有哪些途徑？試述水稻、玉米、菠蘿的光合碳同化途徑有什么不同？ 光合碳同化的類型：C3途徑；C4途徑；CAM(景天科酸代謝)途徑: 水稻為C3途徑：C3途徑是碳同化的基本途徑，可分為羧化、還原和再生三個階段。每同化1個CO2要消耗3個ATP與2個NADPH。初產(chǎn)物為磷酸丙糖，它可運(yùn)出葉綠體，在細(xì)胞質(zhì)中合成蔗糖，也可留在葉綠體中合成淀粉而被臨時貯藏。C3途徑中固定CO2的酶為Rubisco，它的活化需要CO2與Mg2+的參與。Rubisco具有羧化與加氧雙重功能，O2和CO2互為羧化反應(yīng)和加氧反應(yīng)的抑制劑。 玉米為C4途徑：固定CO2的最初產(chǎn)物是蘋果酸或天冬氨酸等四碳二羧酸，C4途徑

10、需經(jīng)過兩種光合細(xì)胞，即在葉肉細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)中，由PEPC催化羧化反應(yīng)，形成C4二羧酸， C4二羧酸運(yùn)至維管束鞘細(xì)胞脫羧，釋放的CO2再由C3途徑同化。根據(jù)形成C4二羧酸的種類以及參與脫羧反應(yīng)的酶類，可將C4途徑分為NADP-ME、NAD-ME和PCK三種亞類型。 菠蘿味CAM途徑：其光合最初產(chǎn)物是四碳化合物(草酰乙酸），CAM途徑的特點(diǎn)是：晚上氣孔開啟，在葉肉細(xì)胞質(zhì)中由PEPC固定CO2，形成蘋果酸；白天氣孔關(guān)閉，蘋果酸脫羧，釋放的CO2由Rubisco羧化。10、 從光合呼吸的代謝途徑來看，光呼吸有什么意義？ 光呼吸在生理上的意義主要有：1.回收碳素，維持C3光合碳還原循環(huán)的運(yùn)轉(zhuǎn)。2.防止O2

11、對碳同化的抑制，減輕Warburg效應(yīng)。3.防止強(qiáng)光對光合機(jī)構(gòu)的破壞作用。4.消除乙醇酸對細(xì)胞的毒害作用。5.氮代謝的補(bǔ)充11.通過學(xué)習(xí)植物水分代謝、礦質(zhì)元素和光合作用知識之后，你認(rèn)為怎樣才能提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。答：合理灌溉。合理灌溉可以改善作物各種生理作用，還能改變栽培環(huán)境，間接地對作用發(fā)生影響。 合理追肥。根據(jù)植物的形態(tài)指標(biāo)和生理指標(biāo)確定追肥的種類和量。同時，為了提高肥效，需要適當(dāng)?shù)墓喔?、適當(dāng)?shù)纳罡透纳剖┓实姆绞健?光的強(qiáng)度盡量的接近于植物的光飽和點(diǎn)，使植物的光合速率最大，最大可能的積累有機(jī)物，但是同時注意光強(qiáng)不能太強(qiáng)，會產(chǎn)生光抑制的現(xiàn)象。 栽培的密度適度的大點(diǎn)，肥水充足，植株繁茂，能吸收

12、更多的CO2，但同時要注意光線的強(qiáng)弱，因?yàn)殡S著光強(qiáng)的增加CO2的利用率增加，光合速率加快。同時，可通過人工的增加CO2含量，提高光合速率。 使作物在適宜的溫度范圍內(nèi)栽植，使作物體內(nèi)的酶的活性在較強(qiáng)的水平，加速光合作用的碳反應(yīng)過程，積累更多的有機(jī)物。12、 試比較1mol蔗糖在有氧和無氧條件下生成的ATP數(shù)目有什么不同？ 蔗糖在消化系統(tǒng)的作用下分解為葡萄糖和果糖。在有氧的條件下，可以產(chǎn)生30*2=60個ATP,在無氧的條件下，產(chǎn)生2*2=4個ATP.13、 植物的光合作用與呼吸作用有什么關(guān)系？ 區(qū)別：1、光合作用以CO2、H2O為原料，而呼吸作用的反應(yīng)物為淀粉、己糖等有機(jī)物以及O2；2、光合作用

13、的產(chǎn)物是己糖、蔗糖、淀粉等有機(jī)物和O2，而呼吸作用的產(chǎn)物是CO2和H2O；3、光合作用把光能依次轉(zhuǎn)化為電能、活躍化學(xué)能和穩(wěn)定化學(xué)能，是貯藏能量的過程，而呼吸作用是把穩(wěn)定化學(xué)能轉(zhuǎn)化為活躍化學(xué)能，是釋放能量的過程；4,、在光合過程中進(jìn)行光合磷酸化反應(yīng)，在呼吸過程中進(jìn)行氧化磷酸化反應(yīng)；5、光合作用發(fā)生的部位是在綠色細(xì)胞的葉綠體中，只在光下才發(fā)生，而呼吸作用發(fā)生在所有生活細(xì)胞的線粒體、細(xì)胞質(zhì)中，光處、暗處都能進(jìn)行；6、光合作用H2O中的氫主要轉(zhuǎn)移到NADP+形成NADPH，呼吸作用有機(jī)物的氫主要轉(zhuǎn)移到NAD+形成NADH；7、光合作用產(chǎn)生的ATP和NADPH主要用于糖的合成過程，呼吸作用產(chǎn)生的ATP和

14、NADH用于細(xì)胞的各種需能代謝過程。 聯(lián)系：1、兩個代謝過程互為原料與產(chǎn)物，如光合作用釋放的O2可供呼吸作用利用，而呼吸作用釋放的CO2也可以被光合作用所同化；2、光合作用的卡爾文循環(huán)與呼吸作用的戊糖磷酸途徑基本上是正反對應(yīng)的關(guān)系，它們有多種相同的中間產(chǎn)物，催化糖之間相互轉(zhuǎn)換的酶也是類似的；3、在能量代謝方面，光合作用中供光合磷酸化產(chǎn)生ATP所需的ADP和供產(chǎn)生的NADPH所需的NADP+，與呼吸作用所需的ADP和NADP+是相同的，它們可通用。14、 光合磷酸化和氧化磷酸化有什么異同？ 特征 相同點(diǎn) 不同點(diǎn)光合磷酸化氧化磷酸化進(jìn)行部位均在膜上進(jìn)行類囊體膜上線粒體內(nèi)膜上形成ATP部位均有ATP

15、復(fù)合酶，能形成ATP在膜外側(cè)形成在膜內(nèi)側(cè)形成電子傳遞體位置均有一系列電子遞體在光合鏈上在呼吸鏈上能量狀況均有能量轉(zhuǎn)換來自光能激發(fā)，貯藏能量來自底物分解，釋放能量與H2O的關(guān)系均與H2O有關(guān)是H20的光解是H2O的生成質(zhì)子泵均有質(zhì)子泵PQ穿梭，將H+泵到膜內(nèi)UQ穿梭，將H+泵到膜外15、 分析下列措施并說明它們有什么作用？（1） 將果蔬貯存在低溫下。作用：降低呼吸效率，因?yàn)楹粑俾矢邥罅肯挠袡C(jī)物，呼吸作用放出水分會使果蔬的貯藏環(huán)境濕度增大，發(fā)生“出汗”，呼吸放出的熱量還會反過來促使呼吸增強(qiáng)，同時高溫、高濕的環(huán)境使微生物迅速繁殖，最后果蔬變質(zhì)。（2） 小麥、水稻、玉米、高粱等糧食貯藏之前要曬干

16、。作用：是為了降低種子的含水量以達(dá)到安全含水量，降低呼吸速率，減少消耗，保持品質(zhì)。（3） 給作物中耕松土。作用：增加土壤中的O2含量，使植物根系進(jìn)行正常呼吸作用。（4） 早春寒冷季節(jié)，水稻浸種催芽時，常用溫水淋種和不時翻種。作用：常用溫水淋種是為了增加溫度，滿足種子發(fā)芽時呼吸作用所需溫度條件，時常翻種的目的是保持種子發(fā)芽條件的一致和通氣，增加氧氣供應(yīng)，使呼吸作用順利進(jìn)行，便于種子發(fā)芽。16、 請設(shè)計一個證明植物具有呼吸作用的試驗(yàn)？ 將植物放置于密閉的玻璃罩內(nèi)，用放射性同位素標(biāo)記玻璃罩內(nèi)的氧分子，遮光處理一天，避免光合左右影響，一天后會發(fā)現(xiàn)罩內(nèi)空氣中的二氧化碳分子中的氧原子上發(fā)現(xiàn)放射性同位素標(biāo)記

17、，即可證明。17、 如何理解植物體內(nèi)有機(jī)物分配的“庫”與“源”之間的關(guān)系？ 源是制造同化物的器官，而庫是接收同化物的器官，源與庫共存于同一植物體，相互促進(jìn)，相互依賴，相互制約。庫與源在植物生理代謝和產(chǎn)量形成中是不可分割的統(tǒng)一整體，作物要高產(chǎn)，需要庫源的相互適應(yīng)，協(xié)調(diào)一致，相互促進(jìn)，庫大會促源，源大會促庫；庫小會抑制源，源小庫就不會大，高產(chǎn)就困難。作物產(chǎn)量形成的源庫關(guān)系有三種類型，即源限制型、庫限制型和庫源互補(bǔ)型。增源于增庫均能達(dá)到增產(chǎn)目的。庫是植物產(chǎn)量物質(zhì)基礎(chǔ)，是決定植物產(chǎn)量的關(guān)鍵。減少也面積或降低葉片的光合速率，造成源的短缺，對庫的供應(yīng)能力減弱，必定引起植株器官的減少或器官發(fā)育不良，影響庫強(qiáng)

18、度，最終影響植物的產(chǎn)量和質(zhì)量。庫依賴于源而生存，庫接收源同化物的多少，直接受源的同化效率及輸出數(shù)量的影響，庫與源是供求關(guān)系。庫有一種“拉力”，即庫的競爭能力。另外，庫對源的同化能力具有明顯的反饋?zhàn)饔?。所以，適當(dāng)增大庫源比，對增強(qiáng)源的活性和促進(jìn)源的供應(yīng)能力有重要的作用。18、 生長素與赤霉素，生長素與細(xì)胞分裂素，赤霉素與脫落酸，乙烯與脫落酸各有什么相互關(guān)系？ 一、相互促進(jìn)作用1、促進(jìn)植物生長：生長素、細(xì)胞分裂素。 2、延緩葉片衰老：生長素、細(xì)胞分裂素。3、誘導(dǎo)愈傷組織分化成根或芽：生長素、細(xì)胞分裂素。 4、促進(jìn)果實(shí)成熟：脫落酸、乙烯。5、調(diào)節(jié)種子發(fā)芽：赤霉素、脫落酸。6、促進(jìn)果實(shí)坐果和生長：生長

19、素、細(xì)胞分裂素、赤霉素。二、相互拮抗作用1、頂端優(yōu)勢：生長素促進(jìn)頂芽生長，細(xì)胞分裂素和赤霉素則促進(jìn)側(cè)芽生長。2、調(diào)節(jié)器官脫落：生長素抑制花朵脫落，脫落酸促進(jìn)葉、花、果的脫落。3、兩性花的分化：生長素使雌花增加，赤霉素使雄花形成。4、調(diào)節(jié)氣孔的開閉：細(xì)胞分裂素促進(jìn)氣孔張開，脫落酸促進(jìn)氣孔關(guān)閉。 生長素與赤霉素關(guān)系。A兩者之間存在相輔相成的作用：兩者都能促進(jìn)細(xì)胞分裂，在一定程度上都能延緩器官衰老與脫落，都能調(diào)節(jié)與生長相關(guān)的基因表達(dá)，GA有抑制IAA氧化酶活性的作用，能防止IAA的氧化，GA能增加蛋白質(zhì)酶的活性，促進(jìn)蛋白質(zhì)分解，色氨酸數(shù)量增多，有利于IAA的生物合成，GA促進(jìn)由束縛型轉(zhuǎn)變?yōu)樽杂尚?。b

20、兩者的生理效應(yīng)有明顯的不同，IAA促進(jìn)細(xì)胞核分裂，對促進(jìn)細(xì)胞分化和伸長具有雙重作用，能維持頂端優(yōu)勢，促進(jìn)不定根的形成，促進(jìn)雌花分化，而GA促進(jìn)整體植株細(xì)胞伸長的效應(yīng)更明顯，無雙重效應(yīng)，抑制不定根的形成，促進(jìn)雄花的分化。 生長素與細(xì)胞分裂素關(guān)系。A兩者都能促進(jìn)細(xì)胞分裂，在一定程度上都能延緩器官衰老與脫落，都能調(diào)節(jié)與生長相關(guān)的基因表達(dá)。B兩者的作用方式有不同。IAA促進(jìn)細(xì)胞核分裂，對促進(jìn)細(xì)胞分化和伸長具有雙重作用，能維持頂端優(yōu)勢，促進(jìn)不定根的形成，促進(jìn)雌花分化，CTK則主要促進(jìn)細(xì)胞質(zhì)的分裂和細(xì)胞擴(kuò)大，促進(jìn)芽的分化，打破頂端優(yōu)勢，促進(jìn)側(cè)芽生長；CTK能打破一些種子的休眠，而IAA 能延長某些種子或塊

21、莖的休眠。 赤霉素與脫落酸之間的關(guān)系。A兩者的合成前體物質(zhì)都是甲瓦龍酸，在形成共同的中間產(chǎn)物ipp之后，再分別在長日照和短日照條件下經(jīng)由光敏色素介導(dǎo)，進(jìn)行合成。B兩者之間的關(guān)系更多的表現(xiàn)在功能上的相互拮抗。如赤霉素能促進(jìn)莖和葉的生長、誘導(dǎo)開花、打破休眠，防止器官脫落。脫落酸則抑制植物植物生長，誘導(dǎo)植物適應(yīng)逆境，促進(jìn)器官脫落。 乙烯與脫落酸關(guān)系。A共同點(diǎn)：都能促進(jìn)器官的衰老、脫落，增強(qiáng)抗逆性，調(diào)節(jié)基因表達(dá)，一般情況下都能抑制營養(yǎng)器官的生長。b不同點(diǎn)：ABA能促進(jìn)休眠，引起氣孔關(guān)閉，乙烯則能打破一些種子和芽的休眠，促進(jìn)果實(shí)成熟，促進(jìn)雌花分化，引起不對稱生長，誘導(dǎo)不定根的形成。19、 將北方的蘋果引到華南地區(qū)種植，蘋果僅進(jìn)