《植物生理學》問答題

《 植 物 生 理 學 》 問 答 題1、試述植物光呼吸和暗呼吸的區(qū)別。答：比較項目底物代謝途徑發(fā)生部位發(fā)生條件O2CO2

暗呼吸葡萄糖糖酵解、三羧酸循環(huán)等途徑胞質(zhì)溶膠、線粒體光、暗處都可以進行無反應

光呼吸乙醇酸乙醇酸代謝途徑葉綠體、過氧化物酶體、線粒體光照下進行高O2促進，高CO2抑制2、光呼吸有什么生理意義？（）光呼吸使葉片在強光、CO2不足的條件下，維持葉片內(nèi)部一定的CO2水平，避免光合機構(gòu)在無CO2時被光氧化破壞。光呼吸過程消耗大量O2CO2濃度之間的比值，有利于提高RuBP氧化酶對CO2的親和力，防止O2對光合碳同化的抑制作用。綜上，可以認為光呼吸是伴隨光合作用進行的保護性反應。3、試述植物細胞吸收溶質(zhì)的方式和機制。（）擴散：①簡單擴散：簡單擴散是指溶質(zhì)從高濃度區(qū)域跨膜移向臨近低濃度區(qū)域的過程。不需要細胞提供能量。②易化擴散：又名協(xié)助擴散，是指在轉(zhuǎn)運蛋白的協(xié)助下溶質(zhì)順濃度梯度或電化學梯度的跨膜轉(zhuǎn)運過程。不需要細胞提供能量。離子通道：離子通道是指在細胞膜上由通道蛋白構(gòu)成的孔道，作用是控制離子通過細胞膜。載體：載體是跨膜轉(zhuǎn)運的內(nèi)在蛋白，在夸膜區(qū)域不形成明顯的孔道結(jié)構(gòu)。①單向運輸載體：單向運輸載體能催化分子或離子順電化學梯度單向跨膜轉(zhuǎn)運。②反向運輸器：反向運輸器與膜外的H+結(jié)合時，又與膜內(nèi)的分子或離子結(jié)合，兩者朝相反的方向運輸。③同向運輸器：同向運輸器與膜外的H+結(jié)合時，又與膜外的分子或離子結(jié)合，兩兩者朝相同的方向運輸。離子泵：離子泵是膜上的ATP酶，作用是通過活化ATP推動離子逆化學勢梯度進行跨膜轉(zhuǎn)運。胞飲作用：胞飲作用是指細胞通過膜的內(nèi)陷從外界直接攝取物質(zhì)進入細胞的過程。4、試述壓力流動學說的基本內(nèi)容。答：1930年明希提出了用于解釋韌皮部光合同化物運輸機制的“壓力流動學說光合同化物在篩管內(nèi)隨液流流動，液流的流動是由輸導系統(tǒng)兩端的膨壓差引起的。膨壓差的形成機制：①源端：光合同化物進入源端篩管分子→源端篩管內(nèi)水勢降低→源端篩管分子從臨近的木質(zhì)部吸收水分→源端篩管內(nèi)膨壓增加。②庫端：庫端篩管中的同化物不斷卸出→庫端篩管內(nèi)水勢提高→水分流向臨近的木質(zhì)部→庫端篩管內(nèi)膨壓降低。③源端光合同化物裝載和庫端光合同化物卸出不斷進行，使源庫間維持一定的膨壓差，在此膨壓差下，光合同化物可經(jīng)韌皮部不斷地由源端向庫端運輸。5、試述同源異形的概念及ABC模型的主要內(nèi)容。（）異型基因?！癆BC類基因在第二、三輪花器類基因在第三、四輪花器官中表達。其中ABBC相互重疊，但ACAC抑制AA單獨決定單獨決定心皮的發(fā)育。6、試述光合磷酸化的機理。（1）光合磷酸化的概念：光照條件下電子傳遞與磷酸化作用相偶聯(lián)，進而生成ATP的過程稱為光合磷酸化。光合磷酸化的類型：ATP的唯一途徑，主要在基質(zhì)片層內(nèi)進行。光，光合膜ADP+Pi ATP+H20而生成ATP的過程稱為非環(huán)式光合磷酸化。非環(huán)式光合磷酸化為含有基光，光合粒片層的放氧生物所特有，在光合磷酸化中占主要地位。2ADP+2Pi+2NADP+2H2O 2ATP+ 2NADPH + 2H+ +2H2O+O2（2H2O在反應前表示水的光解，在反應后表示ADP與Pi結(jié)合時所脫下）ATP假環(huán)式光合磷酸化。ADP+Pi+H2O ATP+O2-+4H+NADP+光合磷酸化的機理—化學滲透學說：該學說假設能量轉(zhuǎn)換和偶聯(lián)機構(gòu)具有以下特點：①由磷脂和蛋白質(zhì)構(gòu)成的膜對離子和質(zhì)子具有選擇性。②具有氧化還原電位的電子傳遞體不勻稱地嵌合在膜內(nèi)。③膜上有偶聯(lián)電子傳遞的質(zhì)子轉(zhuǎn)移系統(tǒng)。④膜上有轉(zhuǎn)移質(zhì)子的ATP酶。膜內(nèi)外兩側(cè)產(chǎn)生質(zhì)子動力，并由質(zhì)子動力推動ATP的合成。7、試述氣孔運動的淀粉（1）淀粉-糖轉(zhuǎn)化學說：①光照時，保衛(wèi)細胞進行光合作用，消耗CO2，使細胞內(nèi)PH值升高，促使淀粉在淀粉磷酸化酶的催化作用下轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄蕴?。從而使保衛(wèi)細胞水勢下降，保衛(wèi)細胞吸水，氣孔張開。②在黑暗中，保衛(wèi)細胞進行呼吸作用，產(chǎn)生CO2，使細胞內(nèi)PH值下降，胞水勢升高，保衛(wèi)細胞失水，氣孔關閉。（2）無機離子吸收學說：光照時，保衛(wèi)細胞進行光合作用，產(chǎn)生K－H離子泵，保衛(wèi)細胞吸收張開。8、試述脫落酸誘導氣孔關閉的信號轉(zhuǎn)導途徑。答：ABA與質(zhì)膜上的受體結(jié)合→保衛(wèi)細胞質(zhì)膜上的Ca2+通道打開→保衛(wèi)細胞內(nèi)Ca2+濃度和PH值上升→抑制K+內(nèi)流，激發(fā)K+、Cl-外流→保衛(wèi)細胞內(nèi)水勢上升，水分外流→氣孔關閉。9、植物呼吸作用的多樣性表現(xiàn)在哪些方面？從其中一個方面敘述之。（1）遞鏈的多樣性、末端氧化酶的多樣性。各種末端氧化酶主要特性的比較：酶金屬輔基需要輔酶定位與O2的親和力與ATP的偶聯(lián)CN的抑制CO的抑制酚氧化酶CuNADP細胞質(zhì)中-++抗壞血酸氧化酶CuNADP細胞質(zhì)低-+-乙醇酸氧化酶黃素蛋白NAD過氧化物酶體極低---細胞色素氧化酶FeNAD線粒體極高+++++交替氧化酶Fe（非血紅素）NAD線粒體高+--10、植物呼吸代謝途徑的多樣性對植物生存有何適應意義？如水稻根系在淹水缺氧時，乙醇酸途徑增強以保持根系的正常生理功能。光合作用區(qū)別含有葉綠體或光合片層的細呼吸作用光合作用區(qū)別含有葉綠體或光合片層的細呼吸作用所有活細胞部位聯(lián)系①ADPNADP+這兩種物質(zhì)在光合作用和呼吸作用中共用。②光合作用的碳循環(huán)與呼吸作用的戊糖磷酸途徑基本上是正反反應的關系。③光合作用釋放的O2可被呼吸作用利用，呼吸作用釋放的CO2可被光合作用利用。條件胞光照有無光照均可原料CO2、H2O有機物、O2產(chǎn)物有機物、O2CO2、H2O能量轉(zhuǎn)變制造有機物，儲存能量12、為什么C4植物光合效率高于C3植物。（1）PEPcase（磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶）比Rubisco（核酮糖-1，5-二磷酸羧化/加氧酶）對CO2的親和力大，導致a.C4植物的CO2補償點低于C3物。b.逆境下氣孔關閉對C4植物光合作用的影響程度更小。（2）C4途徑的存在使C4植物的光呼吸低于C3植物。C4植物光呼吸產(chǎn)生的CO2經(jīng)葉肉細胞時可被再利用，C3植物不能再利CO2。13、C4CAM（1）相同點：①固定與還原CO2的途徑基本相同，二者都是由C4途徑固定CO2，由C3途徑還原CO2。②二者都是由PEPcase（磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶）固定空氣中的CO2，由Rubisco（核酮糖-1，5-二磷酸羧化/加氧酶）羧化C4二羧酸脫羧釋放的CO2。（2）不同點：C4植物是在同一時間（白天、不同空間（細胞）中完成CO2的固定和還原。CAM植物是在不同時間（黑夜和白天間（葉肉細胞）中完成CO2的固定和還原。14、C3途徑（卡爾文循環(huán)）可分為哪幾個階段？各階段的作用是什么？答：C3途徑可分為以下三個階段：CO2核酮糖二磷酸Rubisco（核酮糖-1，5-二磷酸羧化/加氧酶）的催化作用下與CO2反應生成3-PGA（3-磷酸甘油酸還原階段：利用同化力將3-PGA甘油醛，即光合作用中第一個三碳糖。3-GAP，經(jīng)一系列轉(zhuǎn)變，重新生成RuBP在卡爾文循環(huán)中3分子CO2轉(zhuǎn)變?yōu)?分子3-GAP的總反應式為：3CO2+9ATP+6NADPH+6H++6H2O→3-GAP+9ADP+9Pi+6NADP+15、試述光對C3途徑（卡爾文循環(huán)）的調(diào)節(jié)。5屬于光調(diào)節(jié)酶，即核酮糖二磷酸羧化/加氧酶果糖二磷酸磷酸酶甘油醛-3-磷酸脫氫酶核酮糖-5-磷酸激酶SBPase（景天庚酮糖-1，7-二磷酸酶。光對酶活性的調(diào)節(jié)分為三種情況：H+則從類囊體腔向葉綠體基質(zhì)轉(zhuǎn)移。于是，葉綠體基質(zhì)的PH值從7上升到8，Mg2+濃度增加。在較高的PH值和Mg2+濃度下，上述5種光調(diào)節(jié)酶活化。GAPDHRu5PKSBPase四種酶通過Fd-Td系統(tǒng)（鐵氧還蛋白-硫氧還蛋白系統(tǒng)）受光調(diào)節(jié)。光對Rubisco的調(diào)節(jié)表現(xiàn)在以下幾個方面：①光對Rubisco大小亞基的基因轉(zhuǎn)錄有影響。②光調(diào)節(jié)Rubisco的活性表現(xiàn)出晝夜節(jié)律變化。ATPATP水解酶偶聯(lián)而活化Rubisco。Rubisco活化酶的解離作用。16、試述生長素（IAA）促進細胞伸長的作用機理。（）酸生長學說：IAA激活細胞質(zhì)膜上的質(zhì)子泵→活化的質(zhì)子泵將細胞內(nèi)的H+泵到細胞壁中→酸性條件下，細胞壁中某些多糖水解酶活化→細胞壁中多糖分子交織點斷裂→細胞壁松弛→細胞水勢下降，細胞吸水→細胞伸長。（2）基因活化學說：IAA與細胞質(zhì)膜上的或細胞質(zhì)中的受體結(jié)合→生長素-受體復合物誘發(fā)產(chǎn)生，IP3打開細胞器的Ca2+通道，細胞質(zhì)中的Ca2+水平增加→Ca2+活化細胞質(zhì)膜上的ATP酶→蛋白質(zhì)磷酸化→活化的蛋白質(zhì)與生長素形成蛋白質(zhì)-生長素復合物→蛋白質(zhì)-生長素復合物誘導細胞核轉(zhuǎn)錄合成mRNA伸長。17、試述生長素（IAA）極性運輸?shù)臋C理。答：化學滲透極性擴散假說：IAA在植物體內(nèi)有兩種存在形式，即陰離子型IAA-和非解離型IAAH。植物形態(tài)學上端細胞的基部有IAA-輸出載體，細胞中的IAA-載體運載到細胞壁，IAA-與細胞壁中的H+結(jié)合形成IAAH，IAAH頂部擴散進入該細胞，或由IAA-H+共向轉(zhuǎn)運體運入該細胞，細胞質(zhì)PH脫質(zhì)子化，重新變成IAA-。如此重復下去，即形成極性運輸。18、如何用實驗證明生長素（IAA）具有極性運輸?shù)奶攸c。（）極性運輸?shù)母拍睿簶O性運輸是指物質(zhì)只能從植物形態(tài)學上端向植物形態(tài)學下端進行運輸?shù)倪\輸過程。極性運輸屬于主動運輸，需要載體和能量。（2）實驗過程：①取2個胚芽鞘。②A胚芽鞘上端放置含有生長素的瓊脂塊，下端放置不含有生長素的瓊脂塊。③B胚芽鞘倒置，B胚芽鞘上端放置含有生長素的瓊脂塊，下端放置不含有生長素的瓊脂塊。塊中任然不含有生長素。上述實驗即可證明生長素具有極性運輸?shù)奶攸c。19答（）①植物成花接受低溫影響的部位：莖尖生長點。②證明植物成花接受低溫影響的部位的實驗：花接受低溫影響的部位是莖尖生長點。證明春化素存在的實驗：者開花，該實驗即可證明春化素的存在。20、設計實驗證明植物開花的光周期感受部位和開花刺激物（成花素）的傳導。（）①植物開花的光周期感受部位：葉片。②證明植物開花的光周期感受部位的實驗：a.b.將植物全株置于適宜的光周期條件下，植物開花。c.只將植物葉片置于適宜的光周期條件下，植物開花。d.只將植物葉片置于不適宜的光周期條件下，植物不開花。上述四組實驗即可證明植物開花的光周期感受部位是葉片。（2）證明開花刺激物（成花素）傳導的實驗：全部開花。該實驗即可證明開花刺激物（成花素）的傳導。21素？（）植物進行正常的生命活動所需的礦質(zhì)元素：①大量元素：N、P、K、Ca、Mg、S、Si。②微量元素：Cl、Fe、B、Mn、Cu、Mo、Zn、Ni、Na。（）證明植物生長需要某種元素的方法（溶液培養(yǎng)法：①準備A、B兩份培養(yǎng)液，其中A培養(yǎng)液不含某種元素。②取兩株長勢相同且狀態(tài)良好的植株分別放入A、B培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時間。③A培養(yǎng)液中的植株出現(xiàn)轉(zhuǎn)移缺乏癥，B培養(yǎng)液中的植株正常生長，從而說明植物生長需要該種元素。22、試述細胞吸水過程中相對體積變化與水勢及其組分的關系。、升高。當細胞吸水達到飽和狀態(tài)時，Ψw=0，Ψp＝-Ψs。23、植物生長的相關性表現(xiàn)在哪些方面？試述一個方面的相關性。（）根與地上部分的相關性、營養(yǎng)生長與生殖生長的相關性。根與地上部分的相關性：第26題第（1）問的答案。營養(yǎng)生長與生殖生長的相關性：第27題的答案。24（“根深葉茂，本固枝榮”的植物生理學原理：（“水長苗、旱長根”的植物生理學原理：消耗大量光合產(chǎn)物，使輸送給根系的有機物減少，使根系生長受阻，根冠比25、試述營養(yǎng)生長和生殖生長的關系。（）化。生殖器官生長所需的養(yǎng)料，大部分是由營養(yǎng)器官供應的。（2）長的進行會抑制營養(yǎng)生長。26抗作用。IAA（生長素、CTK（細胞分裂素、ABA（脫落酸、GA（赤霉素答（）增效作用：①IAA和GA在促進節(jié)間伸長上具有增效作用。②IAA和CTK在促進細胞分裂上具有增效作用。③ABA和乙烯在促進衰老與脫落上具有增效作用。（2）拮抗作用：①ABA和GA在淀粉酶合成上具有拮抗作用。②ABA和IAA在脫落上具有拮抗作用。③ABA和CTK在衰老上具有拮抗作用。④IAACTK27、植物衰老有哪些類型？植物衰老的原因是什么？（）植物衰老的類型：①一生中能多次開花的植物，其營養(yǎng)生長與生殖生長交替進行，葉片或莖稈會多

次衰老死亡，而地下部分一直存活。②一生中只開一次花的植物，在開花結(jié)實后整株衰老死亡。（2）植物衰老的原因：①營養(yǎng)虧缺理論：該理論認為生殖器官從營養(yǎng)器官中吸取營養(yǎng)導致營養(yǎng)體衰老。致植物

②激素調(diào)控理論：該理論認為促進植物衰老的激素（如ETH、ABA等）抑制植物衰老的激素（如CTK、IAA等）的減少導致植物衰老。③自由基傷害理論：該理論認為植物體內(nèi)過量的自由基對細胞產(chǎn)生破壞作導致植物衰老。④細胞凋亡理論：該理論認為在基因控制下，細胞高度有序的解體導致植⑤DNA損傷理論：該理論認為DNA的損傷導致植物體機能失常，進而導衰老。28、試述施肥增產(chǎn)的原因。（）直接原因：N、、M、CuFe、Ca等元素直接參與光合機構(gòu)的組成。K