《植物生理學(xué)》問(wèn)答題

《 植 物 生 理 學(xué) 》 問(wèn) 答 題1、試述植物光呼吸和暗呼吸的區(qū)別。答：比較項(xiàng)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(jìn)行無(wú)反應(yīng)

光呼吸乙醇酸乙醇酸代謝途徑葉綠體、過(guò)氧化物酶體、線粒體光照下進(jìn)行高O2促進(jìn)，高CO2抑制2、光呼吸有什么生理意義？（）光呼吸使葉片在強(qiáng)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(jī)構(gòu)在無(wú)CO2時(shí)被光氧化破壞。光呼吸過(guò)程消耗大量O2CO2濃度之間的比值，有利于提高RuBP氧化酶對(duì)CO2的親和力，防止O2對(duì)光合碳同化的抑制作用。綜上，可以認(rèn)為光呼吸是伴隨光合作用進(jìn)行的保護(hù)性反應(yīng)。3、試述植物細(xì)胞吸收溶質(zhì)的方式和機(jī)制。（）擴(kuò)散：①簡(jiǎn)單擴(kuò)散：簡(jiǎn)單擴(kuò)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(guò)程。不需要細(xì)胞提供能量。②易化擴(kuò)散：又名協(xié)助擴(kuò)散，是指在轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白的協(xié)助下溶質(zhì)順濃度梯度或電化學(xué)梯度的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程。不需要細(xì)胞提供能量。離子通道：離子通道是指在細(xì)胞膜上由通道蛋白構(gòu)成的孔道，作用是控制離子通過(guò)細(xì)胞膜。載體：載體是跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)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(yùn)輸載體：?jiǎn)蜗蜻\(yùn)輸載體能催化分子或離子順電化學(xué)梯度單向跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。②反向運(yùn)輸器：反向運(yùn)輸器與膜外的H+結(jié)合時(shí)，又與膜內(nèi)的分子或離子結(jié)合，兩者朝相反的方向運(yùn)輸。③同向運(yùn)輸器：同向運(yùn)輸器與膜外的H+結(jié)合時(shí)，又與膜外的分子或離子結(jié)合，兩兩者朝相同的方向運(yùn)輸。離子泵：離子泵是膜上的ATP酶，作用是通過(guò)活化ATP推動(dòng)離子逆化學(xué)勢(shì)梯度進(jìn)行跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)。胞飲作用：胞飲作用是指細(xì)胞通過(guò)膜的內(nèi)陷從外界直接攝取物質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的過(guò)程。4、試述壓力流動(dòng)學(xué)說(shuō)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(yùn)輸機(jī)制的“壓力流動(dòng)學(xué)說(shuō)光合同化物在篩管內(nèi)隨液流流動(dòng)，液流的流動(dòng)是由輸導(dǎo)系統(tǒng)兩端的膨壓差引起的。膨壓差的形成機(jī)制：①源端：光合同化物進(jìn)入源端篩管分子→源端篩管內(nèi)水勢(shì)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(kù)端：庫(kù)端篩管中的同化物不斷卸出→庫(kù)端篩管內(nèi)水勢(shì)提高→水分流向臨近的木質(zhì)部→庫(kù)端篩管內(nèi)膨壓降低。③源端光合同化物裝載和庫(kù)端光合同化物卸出不斷進(jìn)行，使源庫(kù)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(kù)端運(yùn)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(dá)。其中ABBC相互重疊，但ACAC抑制AA單獨(dú)決定單獨(dú)決定心皮的發(fā)育。6、試述光合磷酸化的機(jī)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(jìn)而生成ATP的過(guò)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(jìn)行。光，光合膜ADP+Pi ATP+H20而生成ATP的過(guò)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(yīng)前表示水的光解，在反應(yīng)后表示ADP與Pi結(jié)合時(shí)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(jī)理—化學(xué)滲透學(xué)說(shuō)：該學(xué)說(shuō)假設(shè)能量轉(zhuǎn)換和偶聯(lián)機(jī)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：①由磷脂和蛋白質(zhì)構(gòu)成的膜對(duì)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(dòng)力，并由質(zhì)子動(dòng)力推動(dòng)ATP的合成。7、試述氣孔運(yùn)動(dòng)的淀粉（1）淀粉-糖轉(zhuǎn)化學(xué)說(shuō)：①光照時(shí)，保衛(wèi)細(xì)胞進(jìn)行光合作用，消耗CO2，使細(xì)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(xì)胞水勢(shì)下降，保衛(wèi)細(xì)胞吸水，氣孔張開(kāi)。②在黑暗中，保衛(wèi)細(xì)胞進(jìn)行呼吸作用，產(chǎn)生CO2，使細(xì)胞內(nèi)PH值下降，胞水勢(shì)升高，保衛(wèi)細(xì)胞失水，氣孔關(guān)閉。（2）無(wú)機(jī)離子吸收學(xué)說(shuō)：光照時(shí)，保衛(wèi)細(xì)胞進(jìn)行光合作用，產(chǎn)生K－H離子泵，保衛(wèi)細(xì)胞吸收張開(kāi)。8、試述脫落酸誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑。答：ABA與質(zhì)膜上的受體結(jié)合→保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上的Ca2+通道打開(kāi)→保衛(wèi)細(xì)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(xì)胞內(nèi)水勢(shì)上升，水分外流→氣孔關(guān)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(gè)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(xì)胞質(zhì)中-++抗壞血酸氧化酶CuNADP細(xì)胞質(zhì)低-+-乙醇酸氧化酶黃素蛋白NAD過(guò)氧化物酶體極低---細(xì)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(duì)植物生存有何適應(yīng)意義？如水稻根系在淹水缺氧時(shí)，乙醇酸途徑增強(qiáng)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(xì)呼吸作用光合作用區(qū)別含有葉綠體或光合片層的細(xì)呼吸作用所有活細(xì)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(yīng)的關(guān)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(wú)光照均可原料CO2、H2O有機(jī)物、O2產(chǎn)物有機(jī)物、O2CO2、H2O能量轉(zhuǎn)變制造有機(jī)物，儲(chǔ)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(duì)CO2的親和力大，導(dǎo)致a.C4植物的CO2補(bǔ)償點(diǎn)低于C3物。b.逆境下氣孔關(guān)閉對(duì)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(xì)胞時(shí)可被再利用，C3植物不能再利CO2。13、C4CAM（1）相同點(diǎn)：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(diǎn)：C4植物是在同一時(shí)間（白天、不同空間（細(xì)胞）中完成CO2的固定和還原。CAM植物是在不同時(shí)間（黑夜和白天間（葉肉細(xì)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(gè)階段？各階段的作用是什么？答：C3途徑可分為以下三個(gè)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(yīng)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(gè)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(yīng)式為：3CO2+9ATP+6NADPH+6H++6H2O→3-GAP+9ADP+9Pi+6NADP+15、試述光對(duì)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(duì)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(guò)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(duì)Rubisco的調(diào)節(jié)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①光對(duì)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(zhǎng)素（IAA）促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)的作用機(jī)理。（）酸生長(zhǎng)學(xué)說(shuō)：IAA激活細(xì)胞質(zhì)膜上的質(zhì)子泵→活化的質(zhì)子泵將細(xì)胞內(nèi)的H+泵到細(xì)胞壁中→酸性條件下，細(xì)胞壁中某些多糖水解酶活化→細(xì)胞壁中多糖分子交織點(diǎn)斷裂→細(xì)胞壁松弛→細(xì)胞水勢(shì)下降，細(xì)胞吸水→細(xì)胞伸長(zhǎng)。（2）基因活化學(xué)說(shuō)：IAA與細(xì)胞質(zhì)膜上的或細(xì)胞質(zhì)中的受體結(jié)合→生長(zhǎng)素-受體復(fù)合物誘發(fā)產(chǎn)生，IP3打開(kāi)細(xì)胞器的Ca2+通道，細(xì)胞質(zhì)中的Ca2+水平增加→Ca2+活化細(xì)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(zhǎng)素形成蛋白質(zhì)-生長(zhǎng)素復(fù)合物→蛋白質(zhì)-生長(zhǎng)素復(fù)合物誘導(dǎo)細(xì)胞核轉(zhuǎn)錄合成mRNA伸長(zhǎng)。17、試述生長(zhǎng)素（IAA）極性運(yùn)輸?shù)臋C(jī)理。答：化學(xué)滲透極性擴(kuò)散假說(shuō)：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(xué)上端細(xì)胞的基部有IAA-輸出載體，細(xì)胞中的IAA-載體運(yùn)載到細(xì)胞壁，IAA-與細(xì)胞壁中的H+結(jié)合形成IAAH，IAAH頂部擴(kuò)散進(jìn)入該細(xì)胞，或由IAA-H+共向轉(zhuǎn)運(yùn)體運(yùn)入該細(xì)胞，細(xì)胞質(zhì)PH脫質(zhì)子化，重新變成IAA-。如此重復(fù)下去，即形成極性運(yùn)輸。18、如何用實(shí)驗(yàn)證明生長(zhǎng)素（IAA）具有極性運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)。（）極性運(yùn)輸?shù)母拍睿簶O性運(yùn)輸是指物質(zhì)只能從植物形態(tài)學(xué)上端向植物形態(tài)學(xué)下端進(jìn)行運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸過(guò)程。極性運(yùn)輸屬于主動(dòng)運(yùn)輸，需要載體和能量。（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程：①取2個(gè)胚芽鞘。②A胚芽鞘上端放置含有生長(zhǎng)素的瓊脂塊，下端放置不含有生長(zhǎng)素的瓊脂塊。③B胚芽鞘倒置，B胚芽鞘上端放置含有生長(zhǎng)素的瓊脂塊，下端放置不含有生長(zhǎng)素的瓊脂塊。塊中任然不含有生長(zhǎng)素。上述實(shí)驗(yàn)即可證明生長(zhǎng)素具有極性運(yùn)輸?shù)奶攸c(diǎn)。19答（）①植物成花接受低溫影響的部位：莖尖生長(zhǎng)點(diǎn)。②證明植物成花接受低溫影響的部位的實(shí)驗(yàn)：花接受低溫影響的部位是莖尖生長(zhǎng)點(diǎn)。證明春化素存在的實(shí)驗(yàn)：者開(kāi)花，該實(shí)驗(yàn)即可證明春化素的存在。20、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明植物開(kāi)花的光周期感受部位和開(kāi)花刺激物（成花素）的傳導(dǎo)。（）①植物開(kāi)花的光周期感受部位：葉片。②證明植物開(kāi)花的光周期感受部位的實(shí)驗(yàn)：a.b.將植物全株置于適宜的光周期條件下，植物開(kāi)花。c.只將植物葉片置于適宜的光周期條件下，植物開(kāi)花。d.只將植物葉片置于不適宜的光周期條件下，植物不開(kāi)花。上述四組實(shí)驗(yàn)即可證明植物開(kāi)花的光周期感受部位是葉片。（2）證明開(kāi)花刺激物（成花素）傳導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)：全部開(kāi)花。該實(shí)驗(yàn)即可證明開(kāi)花刺激物（成花素）的傳導(dǎo)。21素？（）植物進(jìn)行正常的生命活動(dòng)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(zhǎng)需要某種元素的方法（溶液培養(yǎng)法：①準(zhǔn)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(zhǎng)勢(shì)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(shí)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(zhǎng)，從而說(shuō)明植物生長(zhǎng)需要該種元素。22、試述細(xì)胞吸水過(guò)程中相對(duì)體積變化與水勢(shì)及其組分的關(guān)系。、升高。當(dāng)細(xì)胞吸水達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)，Ψw=0，Ψp＝-Ψs。23、植物生長(zhǎng)的相關(guān)性表現(xiàn)在哪些方面？試述一個(gè)方面的相關(guān)性。（）根與地上部分的相關(guān)性、營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)的相關(guān)性。根與地上部分的相關(guān)性：第26題第（1）問(wèn)的答案。營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)的相關(guān)性：第27題的答案。24（“根深葉茂，本固枝榮”的植物生理學(xué)原理：（“水長(zhǎng)苗、旱長(zhǎng)根”的植物生理學(xué)原理：消耗大量光合產(chǎn)物，使輸送給根系的有機(jī)物減少，使根系生長(zhǎng)受阻，根冠比25、試述營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)和生殖生長(zhǎng)的關(guān)系。（）化。生殖器官生長(zhǎng)所需的養(yǎng)料，大部分是由營(yíng)養(yǎng)器官供應(yīng)的。（2）長(zhǎng)的進(jìn)行會(huì)抑制營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)。26抗作用。IAA（生長(zhǎng)素、CTK（細(xì)胞分裂素、ABA（脫落酸、GA（赤霉素答（）增效作用：①IAA和GA在促進(jìn)節(jié)間伸長(zhǎng)上具有增效作用。②IAA和CTK在促進(jìn)細(xì)胞分裂上具有增效作用。③ABA和乙烯在促進(jìn)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(kāi)花的植物，其營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)與生殖生長(zhǎng)交替進(jìn)行，葉片或莖稈會(huì)多

次衰老死亡，而地下部分一直存活。②一生中只開(kāi)一次花的植物，在開(kāi)花結(jié)實(shí)后整株衰老死亡。（2）植物衰老的原因：①營(yíng)養(yǎng)虧缺理論：該理論認(rèn)為生殖器官?gòu)臓I(yíng)養(yǎng)器官中吸取營(yíng)養(yǎng)導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)體衰老。致植物

②激素調(diào)控理論：該理論認(rèn)為促進(jìn)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(dǎo)致植物衰老。③自由基傷害理論：該理論認(rèn)為植物體內(nèi)過(guò)量的自由基對(duì)細(xì)胞產(chǎn)生破壞作導(dǎo)致植物衰老。④細(xì)胞凋亡理論：該理論認(rèn)為在基因控制下，細(xì)胞高度有序的解體導(dǎo)致植⑤DNA損傷理論：該理論認(rèn)為DNA的損傷導(dǎo)致植物體機(jī)能失常，進(jìn)而導(dǎo)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(jī)構(gòu)的組成。K