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文檔簡介
1、植物生理學(xué)課后習(xí)題第一章名詞解釋1 .水勢:waterpotential每偏摩爾體積水的化學(xué)勢差.就是水溶液的化學(xué)勢與純水的化學(xué)勢之差,除以水的偏摩爾體積所得的商.2 .滲透勢:osmoticpotential又稱溶質(zhì)勢,是由于溶質(zhì)的存在,降低了水的自由能,因而其水勢低于純水水勢的水勢下降值.在標(biāo)準(zhǔn)壓力下,溶液的滲透勢等于溶液的水勢.3 .壓力勢:pressurepotential細(xì)胞的原生質(zhì)吸水膨脹,對細(xì)胞壁產(chǎn)生一種作用力相互作用的結(jié)果,與引起富有彈性的細(xì)胞壁產(chǎn)生一種限制原生質(zhì)膨脹的反作用力.4 .質(zhì)外體途徑:apoplastpathway水分通過細(xì)胞壁.細(xì)胞間隙等沒有細(xì)胞質(zhì)部分的移動,阻力
2、小,速度快.5 .共質(zhì)體途徑:symplastpathway水分從一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)經(jīng)過胞間連絲移動到另一個(gè)細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì),形成一個(gè)細(xì)胞質(zhì)的連續(xù)體.6 .滲透作用(osmosis):物質(zhì)依水勢梯度而移動。7 .根壓(rootpressure):由于水勢梯度引起水分進(jìn)入中柱后產(chǎn)生的壓力。8 .蒸騰作用(transpiration):水分以氣體狀態(tài),通過植物體的表面(主要是葉子),從體內(nèi)散失到體外的現(xiàn)象。9 .蒸騰速率(transpirationrate):植物在一定時(shí)間內(nèi)單位葉面積蒸騰的水量。10 .蒸騰比率(transpirationratio,TR):植物蒸騰丟失水分和光合作用產(chǎn)生的干物質(zhì)的比值
3、。11 .水分利用率一wateruseefficiency一指植物制造1g干物質(zhì)所消耗的水分克數(shù).12 .內(nèi)聚力學(xué)說一cohesiontheory一以水分具有較大的內(nèi)聚力足以抵抗張力,保證由葉至根水柱不斷來解釋水分上升原因的學(xué)說。相同水分子間,具有相互吸引的力量,稱為內(nèi)聚力。葉片蒸騰失水后,便從下部吸水,所以水柱一端總是受到壓力,與此同時(shí),水柱本身的重量又使水柱下降,這樣上拉下墮使水柱產(chǎn)生張力。眾所周知,水分子與水分子之間的內(nèi)聚力很大,可達(dá)300x105Pq同時(shí)水分子與導(dǎo)管或管胞內(nèi)纖維素分子之間還有強(qiáng)的附著力,它們遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于水柱的張力(一5一30X105Pa),故可使水柱不斷。13 .水分臨界期
4、一criticalperiodofwater-植物對水分不足特別敏感的時(shí)期。思考題1 .將植物細(xì)胞分別放在純水和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?答:放在純水中:細(xì)胞吸水,滲透勢增大,壓力勢增大,水勢增大,體積增大.蔗糖溶液中:細(xì)胞失水,滲透勢減小,壓力勢減小,水勢減小,細(xì)胞體積減小2 .從植物生理學(xué)角度,分析農(nóng)諺”有收無收在于水”的道理水分在植物中的作用是很大的:1水分是細(xì)胞質(zhì)的主要成分2水分是代謝作用過程的反應(yīng)物質(zhì)3水分是植物對物質(zhì)吸收和運(yùn)輸?shù)娜軇?水分能保持植物的固有姿態(tài)5細(xì)胞分裂和生長需要足夠水.3 .水分是如何跨膜運(yùn)輸?shù)郊?xì)胞內(nèi)以滿足正常的生
5、命活動的需要的?答:植物細(xì)胞吸水主要有3種方式:擴(kuò)散,集流和滲透作用,最后一種方式是前兩種方式的組合,在細(xì)胞吸水中占主要地位。擴(kuò)散是物質(zhì)依濃度梯度向下移動,集流是物質(zhì)依壓力梯度向下移動的,而滲透作用是物質(zhì)依水勢梯度而移動。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)的水勢比細(xì)胞外的水勢低時(shí),細(xì)胞吸水,水從細(xì)胞外向細(xì)胞內(nèi)移動。水分集流是通過膜上的水孔蛋白形成水通道實(shí)施的。4 .水分是如何進(jìn)入根部導(dǎo)管的?水分又是如何運(yùn)輸?shù)饺~片的?答:首先,植物的根系在土壤中吸水,主要在根尖進(jìn)行。通過質(zhì)體外途徑,跨膜途徑和共質(zhì)體途徑。經(jīng)過根毛,根皮層,根中柱鞘,根導(dǎo)管。然后在根壓與蒸騰拉力的推動下,水分從下往上運(yùn)輸,其中蒸騰拉力是主要的動力。相同分子
6、之間有相互吸引力,即內(nèi)聚力。葉片在蒸騰失水后,便從下部吸水,所以水柱一端總是受到拉力,與此同時(shí),水柱本身的質(zhì)量又使水柱下降,這樣上拉下墜使水柱產(chǎn)生張力。水分子的內(nèi)聚力很大,比水柱張力大,故可以使水柱不斷,這樣,水分就可以運(yùn)輸?shù)饺~片了。5 .植物葉片的氣孔為什么在光照條件下會張開,在黑暗條件下會關(guān)閉?答:光照條件下,保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上的質(zhì)子泵ATP酶活化,質(zhì)子泵排出質(zhì)子到質(zhì)膜外,使得質(zhì)膜內(nèi)側(cè)的電勢更負(fù),于是通過各種通道吸收各種離子和積累有機(jī)溶質(zhì)于液泡,氣孔會張開。而黑暗條件下,質(zhì)子泵ATP酶無法活化,從而無法進(jìn)行以下過程,氣孔關(guān)閉;光照條件下,保衛(wèi)細(xì)胞光合作用消耗CO2細(xì)胞質(zhì)內(nèi)的pH增高,淀粉水解為
7、可溶性糖,保衛(wèi)細(xì)胞水勢下降,便從周圍細(xì)胞吸取水分,氣孔便張開。在黑暗條件下,則正好相反。6 .氣孔的張開與保衛(wèi)細(xì)胞的什么結(jié)構(gòu)有關(guān)?答:與保衛(wèi)細(xì)胞的細(xì)胞壁有關(guān)。由于保衛(wèi)細(xì)胞壁的厚度不同,加上纖維素微纖絲與胞壁相連,所以會導(dǎo)致氣孔運(yùn)動。例如,雙子葉植物的腎形保衛(wèi)細(xì)胞的內(nèi)壁(靠氣孔一側(cè))厚而外壁薄,微纖絲從氣孔呈扇形輻射排列。當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞吸水膨脹時(shí),較薄的外壁易于伸長,向外擴(kuò)展,但微纖絲難以伸長,于是將力量作用于內(nèi)壁,把內(nèi)壁拉過來,于是氣孔張開。7 .節(jié)水農(nóng)業(yè)工程對我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有什么意義?答:我國是世界上貧水國之一,加上有限的水資源分布不均勻,西北、華北地區(qū)極度缺水,限制農(nóng)業(yè)的發(fā)展。節(jié)水農(nóng)業(yè)工程能用
8、較少的水源得到較大的收益,提高水分利用效率,無疑給我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來新的突破。8 .在栽培作物時(shí),如何才能做到合理灌溉?答:在生產(chǎn)實(shí)踐中,我們應(yīng)該盡可能地維持作物的水分平衡。水分平衡是指植物吸水量足補(bǔ)償蒸騰失水量的狀態(tài)。水分平衡破壞時(shí),常發(fā)生萎焉現(xiàn)象,農(nóng)業(yè)上用灌溉來保證作物是水分供應(yīng);移栽植物時(shí)常剪去部分枝葉以減少蒸騰,目的在于保持水分平衡。在栽培作物時(shí),應(yīng)該客觀地根據(jù)植物外部性征來灌溉。可以通過葉片水勢,細(xì)胞液濃度,滲透勢和氣孔開度來辨別是否需水。節(jié)水灌溉有幾種方法,噴灌,滴灌,調(diào)虧灌溉和控制性分根交替灌溉。9 .設(shè)計(jì)一個(gè)證明植物具有蒸騰作用的實(shí)驗(yàn)裝置。答:用容積法測定植物具有蒸騰作用。將帶
9、葉的植物枝條通過一段乳膠管與一支滴定管相連,管內(nèi)充滿水,組成一個(gè)簡易蒸騰計(jì)。過一段時(shí)間后,如果管內(nèi)的水減少了,就可以證明植物具有蒸騰作用。10 .設(shè)計(jì)一個(gè)測定水分運(yùn)輸速度的實(shí)驗(yàn)可對水分染色通過對該顏色觀察并記錄一定時(shí)間所運(yùn)輸?shù)木嚯x測定運(yùn)輸速度11 .如何利用水份虧缺的生理變化應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),以達(dá)到節(jié)水高產(chǎn)雙贏的目的?我們應(yīng)該盡可能維持作物的水分平衡,合理灌溉:1噴灌2滴灌3調(diào)虧灌溉4控制性分根交替灌溉。第三章名詞解釋1 .光合作用一photosynthesis綠色植物吸收陽光的能量,同化CO2和水,制造有機(jī)物質(zhì)并釋放氧氣的過程。2 .吸收光譜一absorptionspectrum是材料在某一些
10、頻率上對電磁輻射的吸收所呈現(xiàn)的比率,與發(fā)射光譜相對。如果把葉綠素溶液放在光源和分光鏡的中間,就可以看到光譜中有些波長的光被吸收了,因此,在光譜上出現(xiàn)黑線或暗帶,這種光譜稱為吸收光譜。3 .熒光現(xiàn)象(fluorescence):葉綠素溶液在透射光下呈綠色,而在反射光下呈紅色(葉綠素a為血紅光,葉綠素b為棕紅光),這種現(xiàn)象稱為熒光現(xiàn)象。4 .磷光現(xiàn)象(phosphorescence):葉綠素除了照光時(shí)間能輻射出熒光外,去掉光源后仍能輻射出微弱紅光,它是第一三線態(tài)回到基態(tài)時(shí)所產(chǎn)生的光,既為磷光。5 .增益效應(yīng)(enhancementeffect):兩種波長的光協(xié)同作用而增加光合效率的現(xiàn)象稱為增益效應(yīng)
11、或愛默生效應(yīng)。6 .光反應(yīng)(lightreaction):是必須在光下才能進(jìn)行的。光反應(yīng)是葉綠素等色素吸收光能,將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,形成ATP和NADPH勺過程,光反應(yīng)包括光能吸收、電子傳遞、光合磷酸化等三個(gè)主要步驟,在類囊體膜上進(jìn)行?!靖试鲇?008300502047 .碳反應(yīng)(carbonreaction):,是在暗處或光處都能進(jìn)行的,由若干酶所催化的化學(xué)反應(yīng),葉綠體利用光反應(yīng)產(chǎn)生的ATP和NADP山兩個(gè)高能化合物分別作為能源和還原的動力,經(jīng)過酶的催化,將CO2固定并轉(zhuǎn)變?yōu)樘?,在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行。8 .光合單位:(photosyntheticunit)是指結(jié)合在類囊體膜上能進(jìn)行光合作用的
12、最小結(jié)構(gòu)單位。光合單位=聚光色素系統(tǒng)+反應(yīng)中心9 .聚光色素(天線色素):(light-harvestingpigment)無光化學(xué)活性,只收集光能,傳到反應(yīng)中心色素,包括絕大多數(shù)色素(大部份葉綠素a、全部葉綠素b、胡羅卜素、葉黃素)都屬于聚光色素。10 .原初反應(yīng):(primaryreaction)光合作用第一步,從葉綠素受光激發(fā)到引起第一個(gè)光反應(yīng)為止,包括色素分子對光能的吸收、傳遞和轉(zhuǎn)換的過程,兩個(gè)光系統(tǒng)都參加11 .反應(yīng)中心:(reactioncentre)將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的膜蛋白復(fù)合體,包括特殊葉綠素a,脫鎂葉綠素和酶等電子受體12 .希爾反應(yīng):(Hillreaction)光照下,水
13、在光系統(tǒng)2的類囊體膜腔表面經(jīng)放氧復(fù)合體作用,放出氧氣,產(chǎn)生電子,釋放質(zhì)子到類囊體腔內(nèi)11 .光和鏈:(lightandchain)在類囊體膜上的PSn和PS之間幾種排列緊密的電子傳遞體完成電子傳遞的總軌道。12 .光和磷酸化:(Lightandphosphorylation)在光和作用中由光驅(qū)動并貯存的跨膜類囊體膜的質(zhì)子梯度的能量把ADP和磷酸合成為ATP的過程。13 .光和速率:(lightandspeed)光合作用強(qiáng)弱的一種表示法,又稱“光合強(qiáng)度”。光合速率的大小可用單位時(shí)間、單位葉面積所吸收的CO2或釋放的O2表示,亦可用單位時(shí)間、單位葉面積所積累的干物質(zhì)量表示。14 .同化力:(ass
14、imilatorypower)是通過NADPHff口ATP所推動的一系列CO2同化過程,把CO2變成糖類等有機(jī)物質(zhì)。從物質(zhì)生產(chǎn)角度來看,占植物體干重90減上的有機(jī)物質(zhì),都是通過碳同化并轉(zhuǎn)化而成的。碳同化是在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行的,有許多種酶參與的反應(yīng)。由于ATP和NADP州于碳反應(yīng)中的CO2同化,所以把這兩種物質(zhì)合成為同化力。15 .卡爾文循環(huán):(TheCalvincycle)卡爾文循環(huán)(CalvinCycle)是所有植物光合作用碳同化的基本途徑,反應(yīng)場所為葉綠體內(nèi)的基質(zhì)。循環(huán)可分為三個(gè)階段:竣化階段、還原階段和更新階段,整個(gè)循環(huán)是利用ATP作為能量來源,并以降低能階的方式來消耗NADPH如此可
15、增加高能電子來制造糖。16.C4循環(huán)(C4-dicarboxylicacidpathway):植物固定CO2時(shí),最初的穩(wěn)定產(chǎn)物是四碳二竣酸化合物(蘋果酸和大冬氨酸)的生活途徑。17 .光抑制(photoinhibition):光能超過光合系統(tǒng)所能利用的數(shù)量時(shí),光合功能下降,這個(gè)現(xiàn)象就稱為光合作用的光抑制。18 .景天酸代謝途徑(crassulaceanacidmetabolism,CAM):夜晚氣孔開放,吸進(jìn)CO2在PEP竣激酶作用下,與PEP結(jié)合,形成OAA,進(jìn)一步還原為蘋果酸,積累于液泡中。白天氣孔關(guān)閉,液泡中的蘋果酸便運(yùn)到胞質(zhì)溶膠,在NAD斗果酸酶作用下,氧化脫竣,放出CO2,參與卡爾文
16、循環(huán),形成淀粉等。止匕外,丙糖磷酸通過糖酵解過程,形成PEP,再進(jìn)一步循環(huán)。這種有機(jī)酸合成日變化的代謝類型,最早發(fā)現(xiàn)于景天科植物,所以稱為景天酸代謝途徑。19 .光呼吸(photorespiration):植物的綠色細(xì)胞依賴光照,吸收O2和放出CO2的過程。20 .表觀光合作用(apparentphotosynthesis):葉綠體吸收CO2和釋放O2的過程。測定光合速率時(shí)沒將線粒體呼吸和光呼吸考慮在內(nèi),所得的結(jié)果是表觀表觀光合作用21 .真正光合作用:(truephotosynthesis)呼吸作用加上表觀光合作用及光呼吸,就是真正光合作用。22 .光飽和點(diǎn):(lightsaturation
17、point)在一定范圍內(nèi),光合速率隨著光照強(qiáng)度的增加而加快,光合速率不再繼續(xù)增加時(shí)的光照強(qiáng)度稱為光飽和點(diǎn)。23 .溫室效應(yīng):(greenhouseeffect)本來太陽輻射到地面的熱,地球以紅外線形式重新輻射到空間。由于人類無限制的向地球大氣層中排放CO2使CO2濃度不斷增長。大氣層中的CO2能強(qiáng)烈的吸收紅外線,太陽輻射的能量在大氣層中就“易入難出”,溫度上升,像溫室一樣,產(chǎn)生的效應(yīng)就是溫室效應(yīng)。24 .CO2補(bǔ)償點(diǎn):(CO2compensationpoint)當(dāng)光合吸收的CO2量與呼吸釋放的CO2量相等時(shí),外界的CO2濃度。25 .光補(bǔ)償點(diǎn):(lightcompensationpoint)指
18、同一片葉子在同一時(shí)間內(nèi),光合過程吸收的CO2和呼吸過程放出的CO2等量時(shí)的光照強(qiáng)度。26 .光能利用率(efficiencyforsolarenergyutilization):指單位土地面積上,農(nóng)作物通過光合作用所產(chǎn)生的有機(jī)物中所含的能量,與這塊土地所接受的太陽能的比.思考題1 .植物光合作用的光反應(yīng)和碳反應(yīng)是在細(xì)胞的哪些部位進(jìn)行的?為什么?答:光反應(yīng)實(shí)在類囊體膜(光合膜)上進(jìn)行的,而碳反應(yīng)是在葉綠體的基質(zhì)中進(jìn)行的。因?yàn)楣夥磻?yīng)需要的色素等在類囊體內(nèi),而碳反應(yīng)所需的CO2受體、酶等在葉綠體基質(zhì)中。2 .在光合作用過程中,ATP和NADPH+限如何形成的?ATP和NADPH+依是怎樣被利用的?答
19、:OEC處水裂解后,把H+釋放到類囊體腔內(nèi),把電子傳遞到PS2,電子在光合電子傳遞鏈中傳遞時(shí),伴隨著類囊體外側(cè)的H+專移到腔內(nèi),由此形成了跨膜的H+濃度差,引起了ATP的形成;與此同時(shí)把電子傳遞到PS1去,進(jìn)一步提高了能位,而使H斑原NADP的NADPH此外,還放出O2.o卡爾文循環(huán)以光反應(yīng)形成的ATP和NADP取為能源,固定和還原CO23 .試比較PS1和PS2的結(jié)構(gòu)及功能特點(diǎn)。PSI復(fù)合體顆粒較小,直徑為11nm,僅存在于基質(zhì)片層和基粒片層的非垛疊區(qū)。PSI核心復(fù)合體由反應(yīng)中心色素P70R電子受體和PSI捕光復(fù)合體3部分組成。PSI的功能是將電子從PC傳遞給鐵還原蛋白。PSR復(fù)合體顆粒較大
20、,直徑17.5nm,位于近內(nèi)腔一側(cè),多存在于基粒片層的垛疊區(qū)。PSII主要由PSII反應(yīng)中心、捕光復(fù)合體II和放氧復(fù)合體等亞單位。PSII的功能是利用光能氧化水和還原質(zhì)體釀。4.*答:葉綠體在陽光的作用下,把經(jīng)有氣孔進(jìn)入葉子內(nèi)部的二氧化碳和由根部吸收的水轉(zhuǎn)變成為葡萄糖,同時(shí)釋放氧氣。反應(yīng)式:H2g2H+1/2O2(水的光解)光合作用產(chǎn)生O2主要是與PSII有關(guān),PSII的一個(gè)重要的功能就是進(jìn)行水裂解放氧,P680接受能量后,由基態(tài)變?yōu)榧ぐl(fā)態(tài)(P680*),然后將電子傳遞給去鎂葉綠素(原初電子受體),P680*帶正電荷,從原初電子供體Z(反應(yīng)中心D1蛋白上的一個(gè)酪氨酸側(cè)鏈)得到電子而還原;Z+再
21、從放氧復(fù)合體上獲取電子;氧化態(tài)的放氧復(fù)合體從水中獲取電子,使水光解,同時(shí)放出氧氣和質(zhì)子。整個(gè)反應(yīng)如下:2H28O2+4H+4e-5 .答:Rubisco是一個(gè)雙功能酶,同時(shí)催化RuBP的竣化和加氧反應(yīng),處于光合作用和光呼吸的交叉點(diǎn)上,竣化或加氧的相對速率取決于氧氣和二氧化碳的相對濃度;Rubisco參與了C3循環(huán)的竣化階段,它催化RuBPffiCO2f乍用,形成中間產(chǎn)物,該產(chǎn)物再與1分子水反應(yīng),生成2分子的PGA完成CO2的竣化階段。此時(shí)Rubisco起了竣化酶的竣化作用。6 .光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?答:有三個(gè)途徑:卡爾文循環(huán)、C4途徑和景
22、天酸代謝途徑。水稻屬于卡爾文循環(huán),玉米屬于C4途徑、菠屬于景天酸代謝途徑,卡爾文途徑和C4途徑的CO2固定的最初產(chǎn)物不同,分別是一種三碳化合物、四碳二竣酸化合物,而景天酸代謝途徑則具有一個(gè)很特殊的CO2固定方式,它是夜晚氣孔開放積累相應(yīng)有機(jī)物,白天氣孔關(guān)閉,氧化脫竣,參與卡爾文循3o7.一股來說,C4植物比C3植物的光和產(chǎn)量要高,試從它們各自的光合特征及生理特征比較分析。答:從光和特征來看,卡爾文循環(huán)的CO2固定是通過核酮糖二磷酸竣化酶的作用來實(shí)現(xiàn)的,C4途徑的CO2固定是由磷酸烯醇式丙酮酸竣化酶催化來完成的。兩種酶都可使CO2固定。但它們對CO2的親和力卻差異很大。磷酸烯醇式丙酮酸竣化酶對C
23、O2的Kmfi(米氏常數(shù))是7pmol,核酮糖二磷酸竣化酶的Km值是450卜mol。前者比后者對CO2的親和力大得很多,C4植物的磷酸烯醇式丙酮酸竣化酶的活性比C3植物的強(qiáng)60倍,因此,C4植物的光合速率比C3植物快許多,尤其是在二氧化碳濃度低的環(huán)境下,相差更是懸殊。從生理特征來看,C4植物葉片的維管束薄壁細(xì)胞較大,其中含有許多較大的葉綠體,C3植物的維管束鞘薄壁細(xì)胞較小,不含或很少葉綠體,C4植物的光呼吸酶系主要集中在維管束鞘薄壁細(xì)胞中,光呼吸就局限在維管束鞘內(nèi)進(jìn)行,在它外面的葉肉細(xì)胞,具有對CO2親和力很大的磷酸烯醇式丙酮酸竣化酶,所以,即使光呼吸在維管束鞘放出CO2也很快被葉肉細(xì)胞再次吸
24、收利用,不易“漏出”。8 .從光呼吸的代謝途徑來看,光呼吸有什么意義?答:A、防止高光強(qiáng)對光合作用的破壞和光合器官的損傷:在強(qiáng)光下光合作用產(chǎn)生的同化力一般超過碳同化的需求,這些過剩同化力將損傷光合器官,鈍化碳素固定效率。通過光呼吸消耗,平衡同化力的需求關(guān)系,保護(hù)光合作用正常進(jìn)行。B、防止氧氣對光合碳同化的抑制作用,降低葉綠體周圍氧氣和二氧化碳的比值,提高RuBP竣化酶活性,促進(jìn)CQ竣化。C、為光合作用中磷酸丙糖的補(bǔ)充途徑,也有人認(rèn)為也是氨基酸合成的補(bǔ)充途徑。其中的甘氨酸、絲氨酸和放出NH均可參與葉片的氨代謝。D解除乙醇酸積累對細(xì)胞代謝的危害在有氧條件下,乙醇酸的產(chǎn)生是不可避免的,為光合作用非正
25、常產(chǎn)物,對植物有害,然而通過光呼吸的消耗免于植物受害。同時(shí),光合作用產(chǎn)生的氧氣對光合膜具氧化破壞作用,通過光呼吸消耗過多的氧氣,可保證光合器官結(jié)構(gòu)和功能不受破壞。9 .卡爾文循環(huán)和光呼吸的代謝有什么聯(lián)系?答:光合碳循環(huán)又稱卡爾文循環(huán),此循環(huán)的大部分反應(yīng)均在葉綠體的間質(zhì)中進(jìn)行,但從磷酸丙糖轉(zhuǎn)化成蔗糖的一些步驟則是磷酸三糖通過葉綠體被膜轉(zhuǎn)移到細(xì)胞質(zhì)中后,在細(xì)胞質(zhì)中完成的(光合碳循環(huán))。植物的光合碳循環(huán)常伴隨著光呼吸。有些植物中,在CO由光合碳循環(huán)同化前,先通過四碳途徑或景天科酸代謝途徑固定在四碳雙竣酸中。這些都是和碳同化密切關(guān)聯(lián)著的反應(yīng)??栁难h(huán)在光照下產(chǎn)生較多的乙醇酸增強(qiáng)光呼吸速率。rubis
26、co可以催化卡爾文循環(huán)和光呼吸兩個(gè)反應(yīng),而且其中一個(gè)底物RuBP是相同的,在CO2相對濃度高的條件下,反應(yīng)更側(cè)重于卡爾文循環(huán);在Q相對濃度高條件下,反應(yīng)更側(cè)重于光呼吸。10 .通過學(xué)習(xí)植物的水分代謝、礦質(zhì)營養(yǎng)和光合作用的知識之后,你認(rèn)為怎樣才能提高農(nóng)作物的產(chǎn)量?答:水分代謝:根據(jù)作物的需水規(guī)律,不同作物需肥不同,同一作物不同生育期需肥不同合理灌溉,提高水分利用效率。礦質(zhì)營養(yǎng):促進(jìn)光合作用,增加光合產(chǎn)物積累;調(diào)節(jié)代謝和生長發(fā)育;改善土壤環(huán)境,如溫度、pH值等,使土壤環(huán)境,如溫度、pH值,土壤水氣熱協(xié)調(diào),促進(jìn)土壤微生物的活動。光合作用:1.提高復(fù)種指數(shù)(全年內(nèi)作物收獲面積與耕地面積之比):套種或間
27、作。2. 延長生長期:如育苗移栽、套種、適時(shí)早播、防止早衰。3. 補(bǔ)充人工光照增加光合面積(葉面積系數(shù))4 .合理密植,改善株型:桿矮、葉直而小、葉片厚、分英密集。5 .提高CO2濃度:通風(fēng)、施CO2施有機(jī)肥、碳錢6 .抑制光呼吸:光呼吸抑制劑,如a羥基磺酸可抑制乙醇酸11 .C3植物、C4植物和CAM植物在固定CO2方面有什么異同?答:C3植物中,CO2的固定主要取決于1,5-二磷酸核酮糖竣化酶的活化狀態(tài),因?yàn)樵撁甘枪夂咸佳h(huán)的入口鑰匙,它催化1,5-二磷酸核酮糖竣化,將大氣中的CO2同化,產(chǎn)生兩分子磷酸甘油酸。C4植物是從C3植物進(jìn)化而來的一種高光效種類。與C3植物相比,它具有在高光強(qiáng),高
28、溫及低CO2農(nóng)度下,保持高光效的能力。C4植物固定CO2的酶為磷酸烯醇式丙酮酸竣化酶,與C3作物中1,5-二磷酸核酮糖竣化酶相比,磷酸烯醇式丙酮酸竣化酶對CO2的親和力高。C4植物的細(xì)胞分化為葉肉細(xì)胞和鞘細(xì)胞,而光合酶在兩類細(xì)胞中的分布不同。這種CO2的濃縮機(jī)理導(dǎo)致了鞘細(xì)胞內(nèi)的高濃度的CO2一方面提高1,5-二磷酸核酮糖竣化酶的竣化能力,另一方面又大大抑制了1,5-二磷酸核酮糖竣化酶的加氧活性,降低了光呼吸,從而使C4植物保持高的光合效率。特征G植物G植物CAMB物CO2固定酶RubiscoPEP竣激酶,RubiscoPEP竣激酶,RubiscoCO2固定途徑只有卡爾文循環(huán)在/、同空間分別進(jìn)行
29、G途徑和卡爾義循環(huán)在/、同時(shí)間分別進(jìn)行CAM途徑和卡爾文途徑最初CO2接受體RuBPPEP光下:RuBP暗中:PEPCO2固定的最初產(chǎn)物PGAOAA光下:PGA暗中:OAA12 .答:葉子變黃可能有下列條件有關(guān):溫度,溫度影響酶活動,就影響葉綠素的合成和降解;葉子的年齡,葉片衰老,葉綠素易降解,類胡蘿卜素比較穩(wěn)定,葉片呈黃色;光照,光照過弱,不利于葉綠素合成,葉色變黃;礦質(zhì)元素,對葉綠素形成有極大影響;水分,植物缺水會抑制葉綠素合成。13 .*答:沒有氧氣時(shí),呼吸不能進(jìn)行,影響其他代謝活動,光合作用微弱;高濃度的氧會促進(jìn)光呼吸,使凈光合速率降低,Q使碳同化所需的NADPH+H+合成量減少,光合
30、色素加速光氧化。同時(shí)細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生活性氧,傷害生物膜,對光合作用有抑制作用。14 .在實(shí)踐上,如何讓判斷植株矮小的可能原因?怎樣克服它?答:將植株移到較弱的光照下,若植株有伸長趨勢,則是由于光抑制作用使得植株矮小,應(yīng)該將植株移到適合的光照下成長,增強(qiáng)光合作用增加一些植物所必需的礦質(zhì)元素,若植株有明顯伸長趨勢,則是由于礦質(zhì)元素的缺失,應(yīng)該增加植株體內(nèi)所必需的礦質(zhì)元素,增強(qiáng)植株的光合作用。15 .“霜葉紅于二月花",為什么霜降后楓葉變紅?答:霜降后,由于降溫,葉綠素較易降解,數(shù)量減少,而類胡蘿卜素比較穩(wěn)定,又由于體內(nèi)積累了較多糖分以適應(yīng)寒冷,體內(nèi)的可溶性糖多了,就形成較多的花色素甘(紅色),
31、葉子就呈紅色。第四章名詞解釋1 .呼吸作用(respiration):指生物體內(nèi)的有機(jī)物質(zhì),通過氧化還原而產(chǎn)生CO2同時(shí)釋放能量的過程。2 .有氧呼吸(aerobicrespiration):指生活細(xì)胞在氧氣的參與下,把某些有機(jī)物質(zhì)徹底氧化分解,放出CO2并形成H2O,同時(shí)釋放能量的過程。3 .無氧呼吸(anaerobicrespiration):指在無氧條件下,細(xì)胞把某些有機(jī)物分解成為不徹底的氧化產(chǎn)物,同時(shí)釋放能量的過程。4 .糖酵解(glycolysis):胞質(zhì)溶膠中的已糖在無氧狀態(tài)或有氧狀態(tài)下均能分解成丙酮酸的過程。5 .三竣酸循環(huán):(tricarboxylicacidcycle)糖酵解
32、進(jìn)行到丙酮酸后,在有氧的條件下,通過一個(gè)包括三竣酸和二竣酸的循環(huán)而逐步氧化分解,直到生成CO左口H2O為止。6 .戊糖磷酸途徑:pentosephosphatepathway)高等植物中,可以不經(jīng)過無氧呼吸生成丙酮酸而進(jìn)行有氧呼吸的途徑。7 .生物氧化(biologicaloxidation)有機(jī)物質(zhì)在生物體細(xì)胞內(nèi)氧化分解產(chǎn)生二氧化碳、水,并釋放出大量能量的過程。8 .呼吸鏈(respiratorychain):呼吸鏈又稱電子傳遞鏈,是由一系列電子載體傳遞體構(gòu)成的,從NADF®FADH2向氧傳遞電子的系統(tǒng)。9 .解偶聯(lián):(uncoupling)是指呼吸鏈和氧化磷酸化的偶聯(lián)遭到破壞的現(xiàn)
33、象。10 .氧化磷酸化:在生物氧化中,電子經(jīng)過線粒體的電子傳遞鏈傳遞到氧,伴隨ATP合酶催化,使ADP和Pi合成ATP的過程。11 .呼吸速率:呼吸速率以植物的單位鮮重、干重或原生質(zhì)(以含氮量表示),或在一定時(shí)間內(nèi)所放出的二氧化碳的體積,或吸收氧的體積來表示。12 .呼吸商:植物組織在一定時(shí)間內(nèi),放出二氧化碳的物質(zhì)的量與吸收氧氣的物質(zhì)的量的比率。13 .抗鼠呼吸:在氟化物存在下,某些植物呼吸不受抑制,這種呼吸叫抗鼠呼吸。14 .P/O比:氧化磷酸化中每吸收一個(gè)氧原子時(shí)所酯化無機(jī)磷酸分子數(shù)或產(chǎn)生ATP分子數(shù)的比值。15 .交替氧化酶:alternativeoxidase是抗鼠呼吸的末端氧化酶,可
34、以把電子傳給氧。16 .底物水平磷酸化:從底物份子直接轉(zhuǎn)移磷酸基給ADP生成ATP017 .巴斯德效應(yīng):Pasteureffect氧有抑制酒精發(fā)酵的現(xiàn)象,即氧可以降低糖類的分解代謝和減少糖酵解產(chǎn)物的積累。18 .末端氧化酶:terminaloxidase是把底物的電子通過電子傳遞系統(tǒng)最后傳遞給分子以氧并形成水或過氧化氫的酶類。19 .能荷:energycharge是ATP-ADP-AMPS統(tǒng)中可利用的高能磷酸鍵的度量,說明腺甘酸系統(tǒng)的能量狀態(tài)。20 .溫度系數(shù):由于溫度升高十度而引起的反應(yīng)速率的增加,通常稱為溫度系數(shù)。思考題1.1.糖酵解、三竣酸循環(huán)、戊糖磷酸途徑和氧化磷酸化過程發(fā)生在細(xì)胞的哪
35、些部位?這些過程相互之間有什么聯(lián)系?答:分別發(fā)生在細(xì)胞的胞質(zhì)溶膠、線粒體、胞質(zhì)溶膠和質(zhì)體、線粒體;糖酵解的產(chǎn)物丙酮酸是三竣酸循環(huán)的原料,糖酵解的中間產(chǎn)物葡萄糖-6-磷酸是戊糖磷酸途徑的原料,三竣酸循環(huán)是氧化磷酸化所需能量的主要來源。糖酵解進(jìn)行到丙酮酸后,在有氧條件下,進(jìn)行三竣酸循環(huán),而不經(jīng)過無氧呼吸生成丙酮酸而進(jìn)行有氧呼吸的途徑,就是戊糖磷酸途徑。糖酵解和戊糖磷酸途徑的產(chǎn)物是三竣酸循環(huán)的基礎(chǔ),同時(shí)糖酵解和戊糖磷酸途徑之間形成互補(bǔ)關(guān)系。2 .線粒體內(nèi)膜的復(fù)合體I,復(fù)合體H,復(fù)合體田和復(fù)合體IV各有什么結(jié)構(gòu)及功能特點(diǎn)?復(fù)合體I也稱NADH脫氫酶(NADH,由緊密的輔因子FMN和幾個(gè)Fe-S中心組成
36、,其作用是將質(zhì)子泵到膜間間隙,同時(shí)也將點(diǎn)子轉(zhuǎn)移給泛釀(UQ。復(fù)合體II又叫琥珀酸脫氫酶,由FAD和三個(gè)Fe-S中心組成。它的功能是催化琥珀酸氧化為延胡索酸,并把H轉(zhuǎn)移到UQ生成UQH2此復(fù)合體不泵出質(zhì)子。復(fù)合體田又稱細(xì)胞色素c還原酶,由Cytc是一個(gè)移動載體,其功能是在復(fù)合體田和IV之間傳遞電子,并泵出質(zhì)子到膜問間隙。復(fù)合體IV又稱細(xì)胞色素c氧化酶,含銅,Cyta和Cyta3。復(fù)合體IV是末端氧化酶,把Cytc的電子傳給O2,激發(fā)O2并與質(zhì)子中的H+結(jié)合形成H2Oo3 .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?答:有氧修件:60分子ATP(真核生物)64分子ATP(原核
37、好氧性生物)瓢氧修件:4分子ATP4 .植物細(xì)胞的呼吸作用是一個(gè)耗氧的過程,而氧是怎樣被利用的?答:糖酵解和三竣酸循環(huán)所產(chǎn)生的NADH+H不能直接與游離的氧分子結(jié)合,需要經(jīng)過電子傳遞鏈傳遞后,才能與氧結(jié)合。底物氧化脫氫產(chǎn)生還原劑型輔酶(NADHffiUQH2FADH2還原型輔酶中的電子(e)要經(jīng)過一系列的電子傳遞體傳遞給分子氧(Q),同時(shí)釋放能量合成ATP。呼吸電子傳遞體是按一定的順序排列成行起來的。在線粒體內(nèi)膜上,呼吸電子傳遞體按一定順序相互銜接,所構(gòu)成的電子傳遞體系,稱為呼吸電子傳遞鏈。底物氧化脫下的電子不管是否經(jīng)過呼吸鏈最終都要傳遞給分子氧(Q),將底物脫下的電子傳遞給分子氧,并使其還原
38、水。5 .為什么呼吸作用既是一個(gè)放能的過程又是一個(gè)貯能的過程?答:呼吸作用指生物體內(nèi)的有機(jī)物質(zhì),通過氧化還原而產(chǎn)生CO2同時(shí)釋放能量的過程.但是在呼吸作用的糖酵解過程中會消耗ATP。因?yàn)楹粑饔冕尫拍芰康乃俣容^慢,而且逐步釋放,適合于細(xì)胞利用。釋放出來的能量,一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芏⑹У簦徊糠忠訟TP的形式貯存著。6用很低濃度的氟化物和疊氮化合物或高濃度CO處理植物,植物很快受到傷害,試解釋該傷害的原因答:細(xì)胞色素C氧化酶(基復(fù)合體iv)接收Cytc傳來的電子,經(jīng)過Cyta和Cyta3再將電子傳給氧,使其激活,與質(zhì)子結(jié)合形成水。氟化物,疊氮化合物和CO會抑制該酶使植物受傷害。7光合作用與呼吸作用
39、有什么關(guān)系?答:植物的光合作用和呼吸作用是植物體內(nèi)相互對立而又相互依存的兩個(gè)過程。光合作用是制造有機(jī)物,貯藏能量的過程,而呼吸作用則是分解有機(jī)物,釋放能量的過程,兩者的區(qū)別見下表光合作用呼吸作用1以CO2和H2O為原料2產(chǎn)生有機(jī)物糖類和O23葉綠素等捕獲光能4通過光合磷酸化把光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP5H20的氫主要轉(zhuǎn)移至NADP+形成NADPH+H+6糖合成過程主要禾用ATP和NADPH+H+7僅含有葉綠素的細(xì)胞才方旨進(jìn)行光合作用8只在光照卜發(fā)生9發(fā)生于真核細(xì)胞植物的葉綠體中1以O(shè)2和有機(jī)物為原料2產(chǎn)生CO2?口H2O3有機(jī)物化學(xué)能暫時(shí)貯存于ATP或以熱能散失4通過氧化磷酸化把有機(jī)物的化學(xué)能形成ATP
40、5有機(jī)物的氫主要轉(zhuǎn)移至NAD+形成NADH+H-6細(xì)胞活動是禾1用ATP和NADH+H功7活的細(xì)胞都能進(jìn)行呼吸作用8在光!1蘇下或黑暗下都能發(fā)生9糖酵解和戊糖磷酸途徑發(fā)生于胞質(zhì)溶膠中,三竣酸循環(huán)和生物氧化發(fā)生于線粒體中但是,光合作用和呼吸作用又是相互依存,共處于一個(gè)統(tǒng)一體中的。二者的辯證關(guān)系主要體現(xiàn)在以下三方面:1 .光合作用所需的ADP和輔酶NADP+與呼吸作用所需的ADP和NADP是相同的,這兩種物質(zhì)在光合和呼吸中可共用。2 .光合作用的碳反應(yīng)與呼吸作用的戊糖磷酸途徑基本上是正反反應(yīng)的關(guān)系。它們的中間產(chǎn)物同樣是三碳糖,四碳糖五碳糖,六碳糖,七碳糖等。呼吸作用和光合作用之間的許多糖是可以交替
41、使用。3 .光合釋放的O2可供呼吸使用,而呼吸作用釋放的CO2亦能為光合作用所同化。4 植物的光呼吸和暗呼吸的有哪些區(qū)別?答:暗呼吸和光呼吸的區(qū)別暗呼吸光呼吸代謝途徑糖酵解,三竣酸循環(huán),戊糖磷酸途徑乙醇酸途徑底物糖類脂肪或蛋白質(zhì),葡萄糖最常用新形成的或儲存的乙醇酸,新形成的發(fā)生條件和部位在光,暗處的生活細(xì)胞中的胞質(zhì)溶膠和線粒體中在光照卜,光合細(xì)胞中葉綠體,過氧化物酶體和線粒體等3種細(xì)胞器協(xié)同作用對O2和CO2濃度的反應(yīng)O2和CO2濃度對暗呼吸無明顯影響;O2和CO2之間亦無方向性的競爭現(xiàn)象在O2濃度1%-100%£圍內(nèi),光呼吸隨著O2濃度而增強(qiáng);高濃度CO2抑制光呼吸9 .光合磷酸化
42、和氧化磷酸化有什么異同?答:氧化磷酸化是電子從NADHffiFADHa過電子傳遞鏈傳給氧形成水,這個(gè)過程偶聯(lián)著ADP磷酸化生成ATP。光合磷酸化是在光的作用下,電子傳遞和光合磷酸化偶聯(lián)著ATP的生成。其相同點(diǎn)都是由H+ffi過ATP合成酶把ADP磷酸化為ATP。不同點(diǎn)有:氧化磷酸化發(fā)生在線粒體的內(nèi)膜上,光合磷酸化發(fā)生在葉綠體的類囊體膜上;氧化磷酸化為2對H+M到膜間隙,2個(gè)H+3次穿過ATP合成酶形成1分子ATP。光合磷酸化是3對H+泵到基質(zhì)中,3個(gè)H+2次穿過ATP合成酶形成1分子ATP。需要的條件不同:氧化磷酸化不需要光,光合磷酸化需要光;類型不同:氧化磷酸化有底物水平的氧化磷酸化和電子傳
43、遞水平的氧化磷酸化,光合磷酸化有環(huán)式和非環(huán)式兩種。10 .分析下列的措施,并說明它們有什么作用?(1)將果蔬貯存在低溫下。(2)小麥,水稻,玉米,高粱等糧食貯藏之前要曬干。(3)給作物中耕松土。(4)早春寒冷季節(jié),水稻浸種催芽時(shí),常用溫水淋種和不時(shí)翻種。答:(1)低溫使呼吸作用減弱。降低貯藏溫度,可以減弱水果的呼吸強(qiáng)度。溫度下降10C,大多數(shù)水果的呼吸強(qiáng)度可以降低13倍左右,大大減少了水果的養(yǎng)分消耗,延長水果的貯藏壽命。低溫還能抑制各種病菌的滋長,有助于減少水果的腐爛損耗。(2)種子是有生命的有機(jī)體,不斷進(jìn)行著呼吸作用。呼吸速率快,會引起有機(jī)物的大量消耗;呼吸放出的水分,又會使糧堆濕度增大,呼
44、吸增強(qiáng);呼吸放出的熱量,又使糧溫增高,反過來又促進(jìn)呼吸增強(qiáng),最后導(dǎo)致發(fā)熱霉變,使糧食變質(zhì)變量。所以要曬干。(3)改善土壤通氣條件,使呼吸順利進(jìn)行。(4)控制溫度和通氣,使呼吸順利進(jìn)行。11.綠茶,紅茶和烏龍茶是怎樣制成的?道理何在?茶葉中含的氧化酶是多酚氧化酶,具活性很高。紅茶制作時(shí),需要使葉先凋萎脫去20%-30%K分,然后揉捻,將細(xì)胞揉破,通過多酚氧化酶的作用,將茶葉的兒茶酚(及鄰苯二酚)和糅質(zhì)氧化并聚合成紅褐色的色素,從而制得紅茶。而在制綠茶時(shí),則把采下的茶葉立即殺青焙火殺青,破壞多酚氧化酶,才能保持茶葉的綠色。烏龍茶,制作時(shí)適當(dāng)發(fā)酵,使葉片稍有紅變,是一類介于紅綠茶之間的半發(fā)酵茶。11
45、.請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)證明植物具有呼吸作用的實(shí)驗(yàn)。答:實(shí)驗(yàn)的材料和用具:豌豆苗、小麥種子、廣口瓶、橡皮塞、細(xì)玻璃管、長頸漏斗、尖頭銀子、燒杯、打孔器、黑布或黑紙、澄清的石灰水、試管、紗布、凡士林、蠟燭、火柴?!緦?shí)驗(yàn)一】植物呼吸時(shí)吸收O2取兩個(gè)廣口瓶,甲瓶內(nèi)放入活的豌豆苗,乙瓶內(nèi)放人用開水燙死的豌豆苗,密封后放到黑暗的環(huán)境條件下24小時(shí),另取一個(gè)空瓶為內(nèi)瓶,密封后也同甲、乙瓶一樣處理。上課時(shí),用燃燒的蠟燭放到瓶中檢驗(yàn)瓶中氣體的成分。如果蠟燭熄滅說明耗掉了瓶中氧氣?!緦?shí)驗(yàn)二】植物呼吸時(shí)釋放CO2取三個(gè)廣口瓶,甲瓶內(nèi)放入活的豌豆苗,乙瓶放入燙死的豌豆苗,內(nèi)瓶為空瓶。蓋上蓋后放到黑暗環(huán)境條件下24小時(shí),換上雙孔
46、瓶塞,用澄清的石灰水檢驗(yàn)瓶里的氣體。石灰水變渾濁說明有二氧化碳的產(chǎn)生。13.光合電子傳遞鏈和線粒體呼吸鏈有什么異同?請全面分析。答:光合作用電子傳遞鏈?zhǔn)怯梢幌盗械碾娮虞d體構(gòu)成的,同線粒體呼吸鏈中電子載體的作用基本相似。但二者不同的是,線粒體呼吸鏈中的載體位于內(nèi)膜,將NADHffiFADH2的電子傳遞給氧,釋放出的能量用于ATP的合成;而光合作用的電子載體位于類囊體膜上,將來自于水的電子傳遞給NADP+并且這是一個(gè)吸熱的過程而不是放熱的過程。象線粒體的呼吸鏈一樣,光合作用的電子傳遞鏈中的電子載體也是細(xì)胞色素、鐵氧還蛋白、黃素蛋白和酶等構(gòu)成。第六章名詞解釋1 .胞間連絲:它是連接兩個(gè)相鄰植物細(xì)胞之
47、間的細(xì)胞質(zhì)通道,行使水分,營養(yǎng)物質(zhì),小的信號分子,以及大分子的胞質(zhì)運(yùn)輸功能。2 .壓力流學(xué)說:壓力流學(xué)說是指篩管中溶液流(集流)運(yùn)輸是由源和庫端之間滲透產(chǎn)生的壓力推動的。3 .切皮部裝載:切皮部裝載是指光合產(chǎn)物從葉肉細(xì)胞到篩分子-伴胞復(fù)合體的整個(gè)過程。4 .多聚體一陷阱模型:葉肉細(xì)胞合成的蔗糖運(yùn)到維管束鞘細(xì)胞,經(jīng)過眾多的包間連絲,進(jìn)入居間細(xì)胞就,居間細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸蔗糖分別與1或2個(gè)半乳糖分子合成棉子糖或水酥糖,這兩種糖分子大,不能擴(kuò)散到維管束鞘細(xì)胞,只能運(yùn)送到篩分子。篩分子-伴胞復(fù)合體的滲透勢大于葉肉細(xì)胞,對糖分運(yùn)輸有選擇性的逆濃度梯度積累的現(xiàn)象。5 .切皮部卸出:是指裝載在切皮部的同化作用輸出
48、到庫的接受細(xì)胞的過程。6 .胞質(zhì)泵動學(xué)說:在束內(nèi)呈環(huán)狀的蛋白質(zhì)絲反復(fù)地,有節(jié)奏地收縮和張弛,就產(chǎn)生一種蠕動,把細(xì)胞質(zhì)長距離泵走,糖分就隨之流動。7 .收縮蛋白學(xué)說:篩管腔內(nèi)有許多具收縮能力的P蛋白,認(rèn)為是它在推動篩管汁液運(yùn)行?!玖种緲?biāo)2008300502158 .庫強(qiáng)度:等于庫容量和庫活力的乘積。9 .配置:是指源葉中新形成同化產(chǎn)物的代謝轉(zhuǎn)化。10 .分配:(pardoning)是指新形成同化產(chǎn)物在各種庫之間的分布。思考題11 物葉片中合成的有機(jī)物是以什么形式和通過什么途徑運(yùn)輸?shù)礁??如何用?shí)驗(yàn)證明植物體內(nèi)有機(jī)運(yùn)輸?shù)男问胶屯緩??答:用?cái)蟲吻刺法收集到切皮部汁液,分析得到運(yùn)輸物質(zhì)主要是水,其中溶
49、解很多糖類,糖類中主要是蔗糖,還有一些無機(jī)溶質(zhì)和各種激素(乙烯除外),可溶蛋白。通過環(huán)割實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)有機(jī)物運(yùn)輸是由切皮部擔(dān)任的。葉片產(chǎn)生的光合產(chǎn)物從葉肉細(xì)胞到篩分子-伴胞復(fù)合體的整個(gè)過程成為切皮部裝載,切皮部裝載過程存在兩條途徑:質(zhì)外體途徑和共質(zhì)體途徑。韌皮部的同化產(chǎn)物輸出到庫的接受細(xì)胞的過程是切皮部卸載,該過程也有兩條途徑:質(zhì)外體途徑和共質(zhì)體途徑。財(cái)蟲吻刺法可以證明有機(jī)物運(yùn)輸?shù)男问?。放射性示蹤元素?shí)驗(yàn)、環(huán)割試驗(yàn)可以證明運(yùn)輸?shù)耐緩健?.目前普遍被公認(rèn)的有機(jī)物運(yùn)輸?shù)臋C(jī)理假說有哪一個(gè)?這個(gè)假說的要點(diǎn)是什么?答:壓力流學(xué)說。該學(xué)說主張篩管中溶液流(集流)運(yùn)輸時(shí)源和庫之間滲透產(chǎn)生的壓力梯度推動的,所以
50、稱壓力流學(xué)說。源細(xì)胞(葉肉細(xì)胞)將蔗糖裝載入篩分子一伴胞復(fù)合體,降低源篩管內(nèi)的水勢,而篩分子又從臨近的木質(zhì)部的吸收水分,由此產(chǎn)生高的膨脹壓。與此同時(shí),庫篩管內(nèi)的蔗糖不斷卸出,進(jìn)入庫細(xì)胞(如貯藏根),庫端篩管的水勢升高,水分也流到木質(zhì)部,于是降低庫端篩管的膨壓。源端和庫端之間就存在膨壓差,它推動篩管內(nèi)同化產(chǎn)物的集流,穿過篩孔沿著系列篩分子,由源端向庫端運(yùn)輸。1)源庫間溶液濃度的差異導(dǎo)致壓力勢差,源端具較高的壓力勢。2)在壓力勢差的推動下,溶質(zhì)隨溶液一起集體流動。3)在源庫間有導(dǎo)管、篩管構(gòu)成的質(zhì)外體與共質(zhì)體交替的連結(jié)系統(tǒng)。4)有濃度低于源端溶液的環(huán)繞水溶液。3.胞間連絲的結(jié)構(gòu)有什么特點(diǎn)?它在植物體
51、內(nèi)有什么功能?答:結(jié)構(gòu)特點(diǎn):1,胞間連絲的外圍由質(zhì)膜包圍著2 ,胞間連絲的中央是連絲微管,它是由光滑內(nèi)質(zhì)網(wǎng)特化而成3 ,連絲微管的中心有中心柱4 ,胞間連絲質(zhì)膜的內(nèi)側(cè)與連絲微管的外側(cè)連接著球狀蛋白5 ,胞間連絲的直徑20-40nm功能:胞間連絲是連接兩個(gè)相鄰植物細(xì)胞的胞質(zhì)通道:可進(jìn)行物質(zhì)交換;可進(jìn)行信息傳遞。4如何了理解植物體內(nèi)有機(jī)物分配的“庫”與“源”的關(guān)系?答:源是制造同化物的器官,庫是接受同化物的部位,源與庫共存于同一植物體。源是庫的供應(yīng)者,而庫對源具有一定的調(diào)節(jié)作用。同時(shí)認(rèn)為源強(qiáng)有利于庫強(qiáng)潛勢的發(fā)揮,而庫強(qiáng)則有利源強(qiáng)的維持。庫大會促進(jìn)源,源大會促進(jìn)庫;庫小會抑制源,源小會抑制庫。兩者相
52、互依賴、相互制約。5木本植物怕剝皮而不怕空心,這是什么道理?可是杜仲樹皮(我過特產(chǎn)中藥)剝?nèi)ズ?,植物仍正常生長,請查資料理解詳情。答:木本植物含木質(zhì)部在內(nèi),切皮部在外,木質(zhì)部自下向上輸送水分和無機(jī)鹽,切皮部自上向下輸送有機(jī)物,一股切皮部都較薄,剝皮后切皮部被破壞,影響了有機(jī)物質(zhì)的運(yùn)輸,根系需要地上部供應(yīng)有機(jī)營養(yǎng),時(shí)間一長就會影響根系的生長,空心卻還會有部分木質(zhì)部保留,不會對樹造成太大的影響。樹木一般剝掉皮后,樹皮不能再恢復(fù)生長,如對樹木主干進(jìn)行環(huán)剝,則使樹木很快死亡。而杜仲的樹皮則有很強(qiáng)的再生能力,即使對主干某一區(qū)段樹皮進(jìn)行全部環(huán)剝,只要及時(shí)采取保護(hù)措施,短期內(nèi)在剝掉皮的木質(zhì)部上又可長出新的樹
53、皮,34年后即可趕上未剝皮部分樹皮的厚度。通過環(huán)剝皮還可以促進(jìn)樹株直徑的生長。杜仲樹樹皮這一再生特性,對杜仲樹皮的永續(xù)利用及杜仲資源保護(hù)提供了有利的條件。第七章名詞解釋1.跨膜信號轉(zhuǎn)換:(transmembranetransduction)信號與細(xì)胞表面的受體結(jié)合之后,通過受體將信號傳遞進(jìn)入細(xì)胞內(nèi),這個(gè)過程稱為跨膜信號轉(zhuǎn)換。2.信號:(signal)對植物來講,環(huán)境變化就是刺激,就是信號。根據(jù)信號分子的性質(zhì),信號分為物理信號和化學(xué)信號。光、電等刺激屬于物理信號;激素、病原因子等屬于化學(xué)信號。3 .受體:(receptor)是指能夠特異地識別并結(jié)合信號、在細(xì)胞內(nèi)放大和傳遞信號的物質(zhì)。4 .CaM
54、:鈣調(diào)蛋白是一種耐熱的球蛋白,等電點(diǎn)4.0,相對分子質(zhì)量約為16700.它是具有148個(gè)氨基酸的單鏈多肽。它以兩種方式起作用:第一,可以直接與靶酶結(jié)合,誘導(dǎo)構(gòu)想變化而調(diào)節(jié)靶酶的活性;第二,與鈣離子結(jié)合,形成活化態(tài)的Ca2+/CaM復(fù)合體,然后再把與靶酶結(jié)合,將靶酶激活。5 .細(xì)胞內(nèi)受體:intracellularreceptor,位于亞細(xì)胞組分如細(xì)胞核、液泡膜上的受體。6 .細(xì)胞表面受體:cellsurfacereceptor,位于細(xì)胞表面的受體。7 .蛋白激酶:proteinkinase(PK),一類催化蛋白質(zhì)磷酸化反應(yīng)的酶。蛋白激酶是一類磷酸轉(zhuǎn)移酶,其作用是將ATP的丫磷酸基轉(zhuǎn)移到底物特定
55、的氨基酸殘基上,使蛋白質(zhì)磷酸化??煞譃榻z氨酸/蘇氨酸激酶、酪氨酸激酶和組氨酸激酶8 .第二信使:secondmessengers,將作用于細(xì)胞膜的信息傳遞到細(xì)胞內(nèi),使之產(chǎn)生生理效應(yīng)的細(xì)胞內(nèi)信使。9 .級聯(lián)反應(yīng):cascade,在連鎖的酶促反應(yīng)中,前一反應(yīng)的產(chǎn)物是后一反應(yīng)的催化劑,每進(jìn)行一次修飾反應(yīng),就使調(diào)節(jié)信號產(chǎn)生一次放大作用。思考題1 .植物細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)是指細(xì)胞偶聯(lián)各種刺激信號(包括各種內(nèi)外源刺激信號)與其引起的特定生理效應(yīng)之間的一系列分子反應(yīng)機(jī)制。細(xì)胞接收胞外信號進(jìn)行信號傳導(dǎo)可以分四個(gè)步驟:1.信號分子與細(xì)胞表面受體的結(jié)合;2 .跨膜信號轉(zhuǎn)換;3 .在細(xì)胞內(nèi)通過信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信號傳遞、放
56、大與整合;4.導(dǎo)致生理生化變化。如果信號分子可以直接進(jìn)入細(xì)胞,前兩個(gè)步驟可省略。2 .鈣調(diào)蛋白是真核生物細(xì)胞中的胞質(zhì)溶膠蛋白,由148個(gè)氨基酸組成單條多肽,相對分子質(zhì)量為16.7kDa。它的作用是對任何微量的鈣都能敏感地捕獲。鈣調(diào)蛋白只有在與Ca2+結(jié)合后才有活性。因此,激素可以通過影響細(xì)胞內(nèi)CaZ+濃度變化來調(diào)控鈣調(diào)蛋白的活性?;钚訡a2+CaM復(fù)合物可以通過與靶酶作用方式調(diào)控代謝過程。即Ca2+CaM復(fù)合物與靶酶,如磷酸二酯酶、蛋白激酶等作用,使靶酶構(gòu)象發(fā)生變化(Ca2+乍用結(jié)果)而活化,從而對代謝過程起調(diào)控作用。3 .在信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中,蛋白質(zhì)的可逆磷酸化是生物體內(nèi)的一種普遍的翻譯后修飾方式。蛋白質(zhì)磷酸化與去磷酸化分別由蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化完成。前者催化ATP或GTP的磷酸集團(tuán)轉(zhuǎn)移到底物蛋白質(zhì)的氨基酸殘基上;后者催化逆轉(zhuǎn)的反應(yīng)。細(xì)胞內(nèi)的第二信使如Ca2包往通過調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)多種蛋白激酶和蛋白磷酸酶,從而調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的磷酸化和去磷酸化過程,進(jìn)一步傳遞信號。4 .Ca2+在植物細(xì)胞的多種信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中都有非常重要的調(diào)節(jié)
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