植物生理學(xué)及試卷答案

考試科目：植物生理學(xué)第PAGE１１頁，共11頁2012年碩士學(xué)位研究生入學(xué)考試試題考試科目:植物生理學(xué)滿分：150分考試時(shí)間：180分鐘注意：所有試題答案寫在答題紙上，答案寫在試卷上無效。注意：所有試題答案寫在答題紙上，答案寫在試卷上無效。一、選擇題（每題2分，共40分）下列末端氧化酶中，屬于線粒體上的氧化酶。（A）抗壞血酸氧化酶（B）黃素氧化酶（C）細(xì)胞色素C氧化酶（D）酚氧化酶下列必需元素中，不屬于灰分元素的是。

（A）Fe（B）H（C）Mg（D）Ca小麥種子成熟后期，種子內(nèi)主要積累。

（A）脂類（B）淀粉（C）蛋白質(zhì)（D）核酸光合鏈中的最終電子供體是

（A）H2O（B）CO2（C）O2（D）NADP+自由水/束縛水比值越大，植物越弱。

（A）抗性（B）代謝（C）能量（D）物質(zhì)含羞草觸碰后的運(yùn)動(dòng)，屬于運(yùn)動(dòng)。

（A）感性（B）向重力性（C）向化性（D）生物鐘光呼吸的底物是。

（A）絲氨酸（B）葡萄糖（C）乙醇酸（D）乙醛酸干旱能使植株內(nèi)源激素發(fā)生變化，最明顯的是含量增加。

（A）CTK（B）ETH（C）ABA（D）GA造成果樹小葉病是由于植物缺元素引起的。

（A）Fe（B）Mg（C）Ca（D）Zn根系吸水的主要部位是。

（A）伸長(zhǎng)區(qū)（B）分生區(qū)（C）根冠（D）根毛區(qū)光合C3途徑中的CO2受體是。

（A）PEP（B）PGA（C）Ru5P（D）RuBPC4植物中CO2固定酶是。

（A）RuBP羧化酶/加氧酶（B）PEP羧化酶（C）Ru5P羧化酶/加氧酶（D）OAA羧化酶/加氧酶下列果實(shí)中，的生長(zhǎng)速率是呈雙S型曲線。

（A）番茄（B）蘋果（C）葡萄（D）草莓高山或越冬植物，其生物膜中的含量相對(duì)增多。

（A）蛋白質(zhì)（B）糖類（C）飽和脂肪酸（D）不飽和脂肪酸設(shè)某一短日植物的臨界夜長(zhǎng)為10小時(shí)，某一長(zhǎng)日植物的臨界夜長(zhǎng)為12小時(shí)，它們?cè)诘暮诎禇l件下，二者都會(huì)開花。

（A）9小時(shí)（B）11小時(shí)（C）13小時(shí)（D）15小時(shí)下列植物激素中主要是在根系合成的。

（A）CTK和IAA（B）IAA和ABA（C）ABA和CTK（D）ETH和ABA光合作用合成淀粉是在里進(jìn)行的。

（A）葉綠體間質(zhì)（B）線粒體間質(zhì)（C）細(xì)胞質(zhì)（D）液泡以C6H8O7作為呼吸底物，其呼吸商。

（A）RQ=1（B）RQ>1（C）RQ<1（D）RQ=0生長(zhǎng)素生物合成的前體物質(zhì)是。

（A）脯氨酸（B）谷氨酸（C）色氨酸（D）苯丙氨酸新中國(guó)成立后，我國(guó)植物生理學(xué)的研究成果眾多，其中比較突出的是關(guān)于光合磷酸化高能態(tài)的研究。

（A）湯佩松（B）殷宏章（C）沈允鋼（D）婁成后二、填空題（每空0.5分，共20分）植物細(xì)胞處于臨界質(zhì)壁分離時(shí)其水勢(shì)Ψw=(1)；當(dāng)吸水達(dá)到飽和時(shí)其水勢(shì)Ψw=(2)。某植物每制造2克干物質(zhì)，需水800克，其蒸騰比率是(3)種子休眠的原因主要有(4)、(5)、(6)和(7)。翻譯成中文：NADPH(8)；NAD+(9)；NADP+(10)；NADH(11)。在必需元素中，金屬元素(12)與生長(zhǎng)素合成有關(guān)，而(13)和(14)則與光合作用分解水，釋放氧氣有關(guān)。莖的負(fù)向地性生長(zhǎng)屬于(15)運(yùn)動(dòng)，含羞草小葉受刺激而閉合是(16)運(yùn)動(dòng)，花粉管向胚囊生長(zhǎng)是(17)運(yùn)動(dòng)。葉片蒸騰方式有二種：(18)和(19)。在信號(hào)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)的磷酸化與脫磷酸化分別由(20)和(21)來催化完成。C4途徑中，PEP羧化酶催化(22)與(23)生成(24)。若細(xì)胞內(nèi)的腺苷酸，全部是(25)時(shí)，其能荷為0，全部是(26)時(shí)其能荷為1，全部是(27)時(shí)能荷為0.5。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，(28)是防止衰老的植物激素，因?yàn)樗茉鰪?qiáng)葉片中(29)的合成。植物體內(nèi)的碳水化合物，作為運(yùn)輸形式的主要是(30)，作為貯藏形式的主要是(31)，作為結(jié)構(gòu)物質(zhì)主要是(32)。激素有多方面功能，例如(33)能促進(jìn)果實(shí)成熟、(34)能延緩器官衰老、(35)能增強(qiáng)頂端優(yōu)勢(shì)、(36)能促進(jìn)抽苔、(37)還能促進(jìn)膠汁分泌。進(jìn)行磷酸戊糖途徑的部位是在(38)。植物感受光周期刺激的部位是(39)，其所產(chǎn)生的光周期效應(yīng)是通過(40)向外傳遞的。三、名詞解釋（每題3分，共30分）水勢(shì)二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑組織培養(yǎng)呼吸鏈Q(jìng)10長(zhǎng)日植物脫落脅迫光合磷酸化四、問答題（40分）試述植物種子萌發(fā)的生理生化變化。（10分）試述氧化磷酸化的機(jī)制。（10分）試述氣孔運(yùn)動(dòng)的機(jī)理。（10分）試述植物成花誘導(dǎo)途徑。（10分）五、論述題（20分）試述光合作用的過程。（20分）2012年碩士研究生入學(xué)考試參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)科目代碼：803科目名稱：植物生理學(xué)一、選擇題（每題2分，共40分）CBBAAACCDDDBCDBCABCC二、填空題（每空0.5分，共20分）滲透勢(shì)02.5g.kg種皮限制胚未完成后熟胚未完全發(fā)育抑制物質(zhì)的存在還原態(tài)煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸氧化態(tài)煙酰胺腺嘌呤二核苷酸氧化態(tài)煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸還原態(tài)煙酰胺腺嘌呤二核苷酸鋅錳或氯氯或錳負(fù)向地性感性向化性氣孔蒸騰角質(zhì)蒸騰蛋白激酶蛋白磷酸酶PEP或磷酸烯醇式丙酮酸或烯醇丙酮酸磷酸CO2或二氧化碳OAA或草酰乙酸AMPATPADPCTK或細(xì)胞分裂素蛋白質(zhì)蔗糖淀粉纖維素ETH或乙烯CTK或細(xì)胞分裂素IAA或生長(zhǎng)素GA或赤霉素ETH或乙烯細(xì)胞質(zhì)葉片韌皮部三、名詞解釋（每題3分，共30分）水勢(shì)：每偏摩爾體積水的化學(xué)勢(shì)。二氧化碳補(bǔ)償點(diǎn)：同一葉子在同一時(shí)間內(nèi)，光合過程中吸收的CO2和呼吸過程中放出的CO2等量時(shí)的外界CO2濃度。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑：具有植物激素活性的人工合成的物質(zhì)。組織培養(yǎng)：在控制的環(huán)境條件下，在人工配制的培養(yǎng)基中，將離體的植物細(xì)胞、組織或器官進(jìn)行培養(yǎng)的技術(shù)。呼吸鏈：呼吸代謝中間產(chǎn)物的電子和質(zhì)子，沿著一系列有順序的電子傳遞體組成的電子傳遞途徑，傳遞到分子氧的總過程。Q10：由于溫度升高10度而引起的反應(yīng)速度的增加。長(zhǎng)日植物：在一定的發(fā)育時(shí)期內(nèi)，每天光照時(shí)間必須長(zhǎng)于一定時(shí)數(shù)并經(jīng)過一定天數(shù)才能開花的植物。脫落：植物細(xì)胞、組織或器官與植物體分離的過程。脅迫：對(duì)植物產(chǎn)生傷害的環(huán)境。光合磷酸化：利用貯藏在跨類囊體膜的質(zhì)子梯度的光能把ADP和無機(jī)磷合成為ATP的過程。四、問答題（40分）1．試述種子萌發(fā)的生理生化變化。1、種子吸水過程的變化。

種子吸水一般表現(xiàn)為三個(gè)階段。第一階段是急劇吸水的物理過程(鮮重增加),稱吸脹作用。由于這個(gè)階段的吸水主要依賴種子的襯質(zhì)勢(shì),因此不論是否休眠,是否具生命力,均能進(jìn)行吸水。其吸水量決定于種子的成分,而吸水速率與種皮的結(jié)構(gòu)和組成成份有關(guān),種皮致密富含蠟質(zhì)、脂質(zhì)的種子吸水慢。凡富含蛋白質(zhì)的種子,其吸脹能力較大,如豆類種子的吸水率大于禾谷類種子,第二階段是種子吸水停滯期。雖然種子不再吸水,但內(nèi)部一些酶開始形成或活化，進(jìn)行著劇烈的物質(zhì)轉(zhuǎn)化,為萌發(fā)的形態(tài)變化作好準(zhǔn)備。第二階段時(shí)間的長(zhǎng)短取決于種子的種類,也與溫度有關(guān)。第三階段使胚根細(xì)胞伸長(zhǎng),胚根在形態(tài)上突破種皮而伸出,俗稱露白,此階段由于生理生化變化及生長(zhǎng)的需要,種子吸水再度上升,鮮重又明顯升高,但干重實(shí)際是在不斷下降。對(duì)于休眠種子或死種子卻停留在第二階段的狀態(tài)。2、呼吸作用的變化。

種子萌發(fā)過程中,呼吸速率的變化與吸水的變化極為相似。第一個(gè)時(shí)期,呼吸迅速升高并且持續(xù)約10小時(shí),線粒體內(nèi)的檸檬酸循環(huán)及電子傳遞鏈的酶系統(tǒng)活化,RQ略大于1,有無氧呼吸。主要的呼吸底物是蔗糖。第二時(shí)期,在吸水后10-25小時(shí),出現(xiàn)呼吸停滯期。此時(shí)子葉已為水飽和,預(yù)存的酶系統(tǒng)均已活化,RQ升高至3.0以上,表示細(xì)胞發(fā)生了明顯的無氧呼吸,當(dāng)剝?nèi)シN皮后,可縮短停滯期。第三時(shí)期,出現(xiàn)第二次呼吸高峰。一方面是由于胚根穿破種皮,增加氧的供應(yīng),另一方面是由于生長(zhǎng)的胚軸細(xì)胞合成新的線粒體和呼吸酶系統(tǒng),此時(shí)RQ降到1左右,表明以碳水化合物為底物的有氧呼吸占優(yōu)勢(shì)。第四時(shí)期,隨著貯存物質(zhì)的耗用,子葉的解體,呼吸作用顯著降低。3、核酸變化。

已證明在成熟的干胚中已存在貯存的,在萌發(fā)過程中作模板的mRNA,它早在種子發(fā)育期間形成,在萌發(fā)初期作為模板合成萌發(fā)需要的蛋白質(zhì),人們把這類mRNA稱為貯存mRNA（長(zhǎng)命mRNA,預(yù)先形成的mRNA等）。除了貯存mRNA以外,在萌發(fā)過程中有新的mRNA的合成。DNA合成往往與后萌發(fā)階段有關(guān)。小麥胚吸水6小時(shí)后DNA聚合酶活性增加,持續(xù)至少24小時(shí),吸水15小時(shí)出現(xiàn)胚根伸長(zhǎng),并發(fā)生DNA的復(fù)制。4、貯藏有機(jī)物的轉(zhuǎn)變。

種子中淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等貯藏物質(zhì)只有經(jīng)過分解后,才能運(yùn)往胚中去以支持胚的迅速生長(zhǎng),這過程需要酶的催化來完成。種子萌發(fā)時(shí),酶有不同的來源:一是在種子形成時(shí)產(chǎn)生,在吸水后立即具有活性,如β-淀粉酶、磷酸酯酶、支鏈淀粉糖苷酶;另一類酶是由貯藏mRNA在萌發(fā)過程翻譯而成的,一般在吸水幾小時(shí)后就有活性,第三類酶活性在吸水后較晚時(shí)期才出現(xiàn),這類酶可能是在吸脹后,由一些基因轉(zhuǎn)錄成新的mRNA合成新的酶。如α-淀粉酶。依據(jù)種子主要貯存物成分的不同,可區(qū)分為淀粉種子與油質(zhì)種子,其中淀粉種子既包括以淀粉為主的禾谷類種子,也包括既富淀粉也含相當(dāng)多蛋白質(zhì)的豆類種子。在油質(zhì)種子中也有富含蛋白質(zhì)的。5、激素的變化。

種子從休眠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)槊劝l(fā)狀態(tài)由多種內(nèi)源激素調(diào)控。同樣,種子萌發(fā)過程中也有許多內(nèi)源激素調(diào)節(jié)細(xì)胞分裂、幼胚長(zhǎng)大、器官分化和形態(tài)的建成。未萌發(fā)的種子通常不含游離態(tài)IAA,但萌發(fā)初期種子內(nèi)束縛態(tài)IAA即轉(zhuǎn)變?yōu)橛坞x態(tài)IAA,并且繼續(xù)合成新的IAA。落葉松種子層積處理后吸水萌發(fā)時(shí),生長(zhǎng)抑制劑含量逐漸下降,而GA的水平則逐漸升高。同時(shí),CTK和ETH（乙烯）在種子萌發(fā)早期均有增加,而ABA和其它抑制物則明顯下降。2．試述氧化磷酸化的機(jī)制。線粒體基質(zhì)的NADH傳遞電子給氧的同時(shí)，也3次把基質(zhì)的H釋放到膜間間隙。由于內(nèi)膜不讓泵出的H自由地返回基質(zhì)。因此膜外側(cè)H高于膜內(nèi)側(cè)而形成跨膜PH梯度，同時(shí)也產(chǎn)生跨膜電位梯度，這兩種梯度便建立起跨膜質(zhì)子的電化學(xué)勢(shì)梯度，于是使膜間間隙的H通過并激活A(yù)TP合酶，驅(qū)動(dòng)ADP和Pi結(jié)合形成ATP。3.試述氣孔運(yùn)動(dòng)的機(jī)理。（10分）關(guān)于氣孔運(yùn)動(dòng)的機(jī)理，目前仍存在三種學(xué)說:1、淀粉--糖轉(zhuǎn)化學(xué)說。此學(xué)說于本世紀(jì)三十年代提出，認(rèn)為保衛(wèi)細(xì)胞的葉綠體在光照下進(jìn)行光合作用，消耗CO2，使細(xì)胞內(nèi)pH值升高，淀粉磷酸化酶便水解淀粉為葡萄糖-1-磷酸，細(xì)胞內(nèi)葡萄糖濃度提高，水勢(shì)下降，副衛(wèi)細(xì)胞(或鄰近細(xì)胞)的水分進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞，使保衛(wèi)細(xì)胞膨脹氣孔便張開。黑暗則相反，呼吸產(chǎn)生CO2使保衛(wèi)細(xì)胞pH值下降，淀粉磷酸化酶把葡糖-1-磷酸合成為淀粉，細(xì)胞水勢(shì)升高，水分從保衛(wèi)細(xì)胞向副衛(wèi)細(xì)胞(或鄰近細(xì)胞)排放，使保衛(wèi)細(xì)胞失去膨壓，氣孔關(guān)閉。這一學(xué)說有一定的局限性:(1)植物保衛(wèi)細(xì)胞中無葉綠體，但氣孔仍可開閉。而景天科植物的氣孔白天關(guān)閉，夜間開放，更無法解釋。(2)植物保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體中無Rubisco不依賴于通常的CO2的固定光合作用。(3)發(fā)現(xiàn)保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)淀粉和糖的轉(zhuǎn)化相當(dāng)緩慢，無法解釋氣孔的快速啟閉。如表1-4所示，早晨氣孔剛開啟時(shí)，淀粉因分解而明顯減少，但此時(shí)葡萄糖卻并未相應(yīng)增多；傍晚，氣孔剛關(guān)閉，淀粉量重新增多，但葡萄糖含量卻相當(dāng)高。而保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)淀粉與蘋果酸之間卻存在著一定關(guān)系(相互消長(zhǎng))。由此可見，氣孔啟閉與保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)淀粉和蘋果酸變化有關(guān)，而與糖的變化無關(guān)。2、無機(jī)離子吸收學(xué)說又叫鉀離子學(xué)說。在60年代末，人們發(fā)現(xiàn)氣孔運(yùn)動(dòng)與保衛(wèi)細(xì)胞積累K+有著非常密切的關(guān)系。將蠶豆葉片表皮放在不同濃度的KCl溶液中，無論在光照或黑暗條件下，溶液K+濃度越大，氣孔開度就越大。用微型玻璃鉀電極插入保衛(wèi)細(xì)胞及其鄰近細(xì)胞可直接測(cè)定K+濃度，確認(rèn)了鴨跖草氣孔復(fù)合體各部分之間存在著相當(dāng)大的K+濃度梯度。光照時(shí)，K+濃度從保衛(wèi)細(xì)胞向外降低；而在黑暗時(shí)，K+濃度則向副衛(wèi)細(xì)胞和表皮細(xì)胞增高。這個(gè)事實(shí)說明K+能逆著濃度梯度而遷移，存在著K+的主動(dòng)運(yùn)輸。研究表明，這種離子的轉(zhuǎn)移是由于保衛(wèi)細(xì)胞的質(zhì)膜上具有光活化的H+泵ATP酶，分解氧化磷酸化或光合磷酸化產(chǎn)生的ATP，在分泌H+到細(xì)胞壁的同時(shí)，把外邊的K+吸收到細(xì)胞中來，保衛(wèi)細(xì)胞水勢(shì)下降，副衛(wèi)細(xì)胞(或鄰近細(xì)胞)的水分進(jìn)入保衛(wèi)細(xì)胞，使保衛(wèi)細(xì)胞膨脹氣孔便張開。黑暗則相反。一系列實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明K+進(jìn)出保衛(wèi)細(xì)胞是通過K+選擇性通道而進(jìn)行的被動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)。保衛(wèi)細(xì)胞質(zhì)膜上存在內(nèi)流和外流的K+通道，即IK+,inchannels和IK+,outchannels.這兩類通道分別是K+積累和釋放的途徑。Al3+可以專一地阻塞IK+,inchannels而不影響IK+,outchannels，即Al3+抑制氣孔開放而不抑制關(guān)閉。3、蘋果酸生成學(xué)說。七十年代初，人們發(fā)現(xiàn)葉片表皮細(xì)胞的蘋果酸水平與氣孔開度具有密切的正相關(guān)。保衛(wèi)細(xì)胞的蘋果酸是在細(xì)胞內(nèi)合成的。當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)的部分CO2被利用時(shí)，pH值上升，剩余的CO2就轉(zhuǎn)變成重碳酸鹽(HCO3-)。而淀粉則通過糖酵解作用產(chǎn)生磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)，在PEP羧化酶作用下，PEP與HCO3-作用，產(chǎn)生草酰乙酸，進(jìn)一步還原為蘋果酸。蘋果酸除在保衛(wèi)細(xì)胞中起著提供H+/K+交換所需的H+及平衡胞內(nèi)K+所需的陰離子外，蘋果酸還可作為滲透物，降低保衛(wèi)細(xì)胞水勢(shì)，使氣孔開放。歸納來說，糖、蘋果酸和K+、Cl-等進(jìn)入液泡，使保衛(wèi)細(xì)胞的水勢(shì)下降，吸水膨脹，氣孔就開放。4.試述植物成花誘導(dǎo)途徑。（10分）應(yīng)用現(xiàn)代遺傳學(xué)理論和分子生物學(xué)手段，以擬南芥、金魚草等為模式植物，總結(jié)出4條成花誘導(dǎo)途徑：1光周期途徑。葉片感覺光周期信號(hào)，光敏色素和隱花色素作為光受體參與這個(gè)途徑，它們通過生理鐘基因CO的表達(dá)，CO編碼一個(gè)轉(zhuǎn)錄因子，在韌皮部直接促進(jìn)成花素FT基因的表達(dá)，F(xiàn)T運(yùn)送到莖頂端后，促進(jìn)SCO和LFY表達(dá)，并最終通過促進(jìn)器官?zèng)Q定基因的表達(dá)，形成花器官而完成對(duì)開花的調(diào)控。2自主/春化途徑。植物要達(dá)到一定的年齡才能開花，稱為自主途徑，它和遇低溫春化一樣，都抑制開花阻抑物基因FLC的表達(dá)，F(xiàn)LC又通過抑制SCO1而抑制下游器官?zèng)Q定基因的表達(dá)。在這中間還存在許多步驟。3糖類或蔗糖途徑。它反映植物的代謝狀態(tài)，蔗糖可能通過促進(jìn)SCO1表達(dá)而促進(jìn)擬南芥開花。4赤霉素途徑。赤霉素被受體接受之后，通過自身的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑來促進(jìn)SCO1表達(dá)，促進(jìn)早開花和在非誘導(dǎo)短日下開花。蔗糖和赤霉素如何促進(jìn)SCO1表達(dá)還不清楚。五、論述題（20分）1．試述光合作用的過程。可將整個(gè)光合機(jī)理分為三個(gè)主要階段:①原初反應(yīng);②電子傳遞和光合磷酸化;③碳同化。光合作用中前兩個(gè)階段屬于光合膜上的反應(yīng),第三階段則在葉綠體基間質(zhì)中進(jìn)行。通過原初反應(yīng)把光能轉(zhuǎn)化為電能,通過電子傳遞和光合磷酸化形成NADPH+H+和ATP,它們又用于CO2同化。原初反應(yīng)(primaryreac