1、1植物生理学作业绪论一. 名词解释：植物生理学：是研究植物生命活动规律的科学，包括研究植物的生长发育与形态建成，物质与能量转化、信息传递和信号转导等 3 方面内容。 第一章 植物的水分生理一. 名词解释 质外体途径：是水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动方式，阻力小，水分移动速度快。 共质体途径：是指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质，形成一个细胞质的连续体，移动速度较慢。 渗透作用：水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。 水分临界期：指植物对水分不足特别敏感的时期。二. 思考题1. 将植物细胞分别放在纯水和 1 molL-1 蔗糖溶液中，细
2、胞的渗透势、压力势、水势及细胞体积各会发生什么变化？答：渗透势是由于溶质颗粒的存在，降低了水的自由能；而压力势是指细胞的原生质体吸水膨胀，对细胞壁产生一种作用力相互作用的结果，是由于细胞壁压力的存在而增加水势的值；水势是衡量水分反应或做功能量的高低，是每偏摩尔体积水的化学势差。所以：（1）将植物细胞放入纯水中，由于纯水的浓度比细胞内液的浓度低，因此，纯水会向细胞质移动，引起细胞被动吸水，原生质体吸水膨胀，细胞的渗透势升高，压力势是增大，从而细胞的水势上升。（2）而将植物细胞放入 1 molL-1 蔗糖溶液时结果则相反，植物细胞失水，发生质壁分离，胞内的离子浓度升高，细胞渗透势下降，压力势减少，
3、即细胞水势明显降低。4. 水分是如何进入根部导管的？水分又是如何运输到叶片的？答：根系是陆生植物吸水的主要器官，它从土壤中吸收大量水分，以满足植物体的需要。植物根系吸水主要通过质外体途径、跨膜途径和共质体途径相互协调、共同作用，使水分进入根部导管。而水分的向上运输则来自根压和蒸腾拉力。正常情况下，因根部细胞生理活动的需要，皮层细胞中的离子会不断地通过内皮层细胞进入中柱，于是中柱内细胞的离子浓度升高，渗透势降低，水势也降低，便向皮层吸收水分。根压把根部的水分压到地上部，土壤中的水分便不断补充到根部，形成了根系吸水2的动力过程之一。蒸腾作用是水分运输的主要动力。正常生理情况下，叶片发生蒸腾作用，引
4、起水分的散失，从而使叶片细胞、输导组织产主一系列的水势梯度，导致根部被动吸水，水分由根部进入导管，不断从一个细胞传到另一个细胞，直到叶片上。第二章 植物的矿质营养一. 名词解释 溶液培养：亦称水培，是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。 诱导酶：指植物体内本来不含有，但在特定外来物质的诱导下可以生成的酶称为诱导酶。 临界浓度：是获得最高产量的最低养分浓度。 二. 思考题1. 植物进行正常的生命活动需要哪些矿质元素？如何用实验方法证明植物生长需要这些矿质元素？答：植物正常生命活动所需的元素有：大量元素：N、P、K、Ca、Mg、S 、Si 等；微量元素：Cl、 Fe、Mn、B、Zn、C
5、u 、Mo 、Ni、Na 等。通过用完全和缺素培养的方法可以证明植物生长是否需要这些矿质元素。如研究植物必需的某种矿质元素时，可在人工配成的混合营养液中除去该种元素，观察植物的生长发育和生理性状的变化。如果植物发育正常，表示这种元素是植物不需要的；如果植物发育不正常，但当补充该元素后又恢复正常状态，即可断定该元素是植物必需的。9. 根部细胞吸收的矿质元素通过什么途径和动力运输到叶片？答：根部细胞吸收矿质元素矿质元素在体内运输的途径有是：1. 离子吸附在根部细胞表面。2. 离子进入根的内部。 3. 离子通过被动扩散或主动运输进入导管或管胞。矿质元素同样通过根压和蒸腾拉力，随着水分运输到叶片。木质
6、部运输 由下而上运输：矿质元素以离子形式或其他形式进入导管后，随着蒸腾流一起上升，也可以顺着浓度差而扩散；韧皮部运输 双向运输：叶片吸收的离子在茎部向上运输途径也是韧皮部，不过有些矿质元素能从韧皮部横向运输到木质部而向上运输，所以，叶片吸收的矿质元素在茎部向上运输是通过韧皮部和木质部。而这些运输途径的动力来源为蒸腾作用。15.引起嫩叶发黄和老叶发黄的分别是什么元素？请列表说明。所缺元素最早表现在 具体病症氮（N） 老叶缺氮时,蛋白质、核酸、磷脂等物质的合成受阻,植物生长矮小,分枝、分蘖很少,叶片小而薄,花果少且易脱落；3缺氮还会影响叶绿素的合成,使枝叶变黄,叶片早衰甚至干枯,从而导致产量降低。
7、磷（P） 老叶叶片由深绿色转为紫铜色，叶脉(尤其是叶柄)呈黄中带紫色。花芽形成困难，开花小而少且色淡，导致果实发育不良，甚至提早枯萎凋落钾（K） 老叶植株矮小，茎杆柔软易倒伏。叶片常皱缩，老叶由叶尖沿着叶边出现黑褐色斑色，叶周围变黄，而中部及叶脉搏仍呈绿色镁（Mg） 老叶植株生长不旺盛。老叶由下至上从叶缘至中央渐失绿变白，叶脉上出现各色斑点，最后全叶变黄钙（Ca） 嫩叶嫩叶绿且皱缩，叶缘上卷并有白色条纹，花朵受阻，新叶难以展开或呈病状扭曲镁（Mg ） 老叶植株生长不旺盛。老叶由下至上从叶缘至中央渐失绿变白，叶脉上出现各色斑点，最后全叶变黄硫（S） 嫩叶嫩叶从叶脉开始黄化，最后直至全叶发黄，根系
8、发育不正常。铁（Fe） 嫩叶幼芽幼叶缺绿发黄,甚至变为黄白色,而下部叶片仍为绿色。缺铁过甚或过久时，叶脉也缺绿，全叶白化第三章 植物的光合作用一. 一.名词解释荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色的现象。磷光现象：叶绿素除了在光照时能辐射出荧光之外，当去掉光源后，还能继续辐射出极微弱的红光，它是第一三线态回到基态时所产生的光，这种现象称为磷光现象。 增益效应：在远红光（710nm）条件下，如补充红光（波长 650nm） ，则量子产额大增，比这两种波长的光单独照射的总和还要多高，后人把这两种波长的光协同作用而增加光合效率的现象称为增益效应。 聚光色素（天线色素）：指没有光化学
9、活性，只能吸收光能并将其传递给作用中心色素的色素分子。聚光色素又叫天线色素。 【没有光化学活性，只有收集光能的作用，像漏斗一样把光能聚集起来,传到反应中心色素，绝大多数色素（包括大部分叶绿素 a 和全部叶绿素 b、胡萝卜素、叶黄素）都属于聚光色素，聚光色素又称为天线色素，因为它像收音机的天线一样，将吸收到的光能有效的集中到反应中心色素。 】 光合链：在类囊体膜上的 PS和 PS之间几种排列紧密的电子传递体完成电子传递的总轨道，称为光合链。光呼吸：植物的绿色细胞依赖光照，吸收 O2 和放出 CO2 的过程，被称为光呼吸。 光补偿点：同一叶子在同一时间内，光合过程中吸收的 CO2 与光呼吸和呼吸作
10、用过程中放出的 CO2 等量时的光照强度， 就称为光补偿点。 二. 思考题42.在光合作用过程中，ATP 和 NADPH+H+是如何形成的？ ATP 和NADPH+H+又是怎样被利用的？答：ATP 和 NADPH+H+的形成：在植物类囊体膜上，水在光合系统（PS）中的放氧复合物（ OEC）处水裂解后，把 H+释放到类囊体腔内，把电子传递到 PS，电子在光合电子传递链中传递时，伴随着类囊体外侧的 H+转移到腔内，由此形成了跨膜的 H+浓度差，引起了 ATP 的形成；与此同时把电子传递到 PS去，进一步提高了能位，而使 H+还原 NADP+为 NADPH,此外还放出 O2；。ATP 和 NADPH
11、+H+的利用：在光合作用的第三步碳同化过程中，CO 2经过羧化阶段形成了 2 分子的 3-磷酸甘油酸（PGA ） ，紧接着 3-磷酸甘油酸被ATP 磷酸化，在 3-磷酸甘油酸激酶催化下，形成 1，3-二磷酸甘油酸（DPGA） ，然后在 3-磷酸甘油醛脱氢酶作用下被 NADPHH +还原，形成 3-磷酸甘油醛。从 3-磷酸甘油酸（PGA）到 3-磷酸甘油醛过程中，由光合作用生成的 ATP 和 NADPH 均被利用掉。7.一般来说，C 4 植物比 C3 植物的光合产量要高，试从它们各自的光合特征及生理特征比较分析。生理特征 C3 植物 C4 植物植物类型 典型温带植物 典型热带或亚热带植物生物产量
12、 220.3 3917叶结构 无 Kranz 结构，只有一种叶绿体有 Kranz 结构，常具两种叶绿体叶绿素 a/b 2.80.4 3.90.6光合特征 C3 植物 C4 植物CO2 固定酶 Rubisco PEP 羧激酶、RubiscoCO2 固定途径 只有卡尔文循环 在不同空间分别进行 C4 途径和卡尔文循环特征 C3 植物 C4 植物最初 CO2 接受体 RuBP PEPCO2 固定的最初产物PGA OAA光呼吸 高，易测出 低，难测出耐旱性 弱 强8.从光呼吸的代谢途径来看，光呼吸有什么意义？答：参与光保护机制：光呼吸释放 CO2，消耗过剩的同化力，多余能量，对光合器官起保护作用，避免
13、产生光抑制；维持光合作用的正常代谢：Rubisco 同时具有羧化和加氧的功能，在有氧条件下，光呼吸消耗了 CO2 之后，降低了 O2/CO2 之比，可提高 RuBP 羧5化酶的活性，有利于碳素同化作用的进行。虽然损失一些有机碳，但通过 C2 循环还可收回 75%的碳，避免损失过多。消除了乙醇酸的累积所造成的毒害。此过程可以作为丙糖和氨基酸的补充途径。第四章 植物的呼吸作用一、名词解释1.呼吸链：电子传递链又称为呼吸链，是呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途经，传递到分子氧的总过程。2.抗氰呼吸：在氰化物存在下，某些植物呼吸不受抑制，把这种呼吸称为抗氰呼吸。
14、3.末端氧化酶：位于电子传递途径的末端，能把电子直接传递给分子氧的氧化酶。二、思考题1.分析下列措施，并说明它们有什么作用？将果蔬贮存在低温下；小麦、水稻、玉米、高粱等粮食贮藏之前要晒干；给作物中耕松土；早春寒冷季节，水稻浸种催芽时，常用温水淋种和不时翻种。答： 将果蔬贮存在低温下，是通过温度的条件影响植物的呼吸作用。在低温下，抑制了呼吸酶的活性，细胞呼吸速率减慢，从而达到保鲜的作用； 小麦、水稻等均属于植物的种子结构，种子是有生命的有机体，不断地进行着呼吸作用。呼吸速率快，会引起有机物的大量消耗；呼吸放出的水分，又会使粮堆湿度增大，粮食“出汗” ，呼吸加强；呼吸放出的热量，又使粮温增高，反过
15、来又促使呼吸增强，最后导致发热霉变，使粮食变质变量，因此，可以通过晒干，减少种子的水分，降低呼吸速率，更利于贮藏；还可有效抑制微生物繁殖，确保粮食种子不发热霉变。 植物根埋藏在土壤中同样进行呼吸作用，当土壤中 O2的浓度降低时，植物的有氧呼吸就会下降，无氧呼吸则增强。因此，及时给作物松土，改善土壤通气条件，可以增加土壤中的含氧量，维持植物正常的有氧呼吸，促进根系发育。 早稻浸种催芽时，常用温水淋种和不时翻种，目的就是控制温度和通气，使呼吸顺利进行，预防无氧呼吸，利于种子发芽，为植株的生长打下良好的基础。6第五章 植物体内有机物的代谢一、名词解释1. 初生代谢物：糖类、脂肪、核酸和蛋白质等是初生
16、代谢的产物，我们称之为初生代谢物。第六章 植物体内有机物的运输一、名词解释1. 韧皮部装载：是指光合产物从叶肉细胞到筛分子-伴胞复合体的整个过程。2. 韧皮部卸出：是指装载在韧皮部的同化产物输出到库的接受细胞的过程。3. 配置：是指源叶中新形成同化产物的代谢转化。4. 分配：是指新形成同化产物在各种库之间的分布。二、思考题1. 木本植物怕剥皮而不怕空心，这是什么道理？可是杜仲树皮（我国特产中药）剥去后，植物仍正常生长，清查资料了解详情。答：树 皮 的 作 用 除 了 能 防 寒 防 暑 防 止 病 虫 害 之 外 ， 主 要 是 为 了 运 送 养 料 。 在植 物 的 皮 里 有 一 层 叫
17、 做 韧 皮 部 的 组 织 ， 韧 皮 部 里 有无数细细的筛管，这些筛管连通了根部，将茎叶中通过光合作用产生的养料传输给根部供给其生存，使大树能正常生长。如果韧皮部收损，树皮被大面积剥掉，新的韧皮部来不及长出，树根部就会由于得不到有机养分而死亡。树干里则有无数细细的导管，利用蒸腾作用和毛细作用从下往上把养料和水份吸收供给大树，这就是很多老树烂芯了依然能够存活的原因，因为它的树干并没有全都烂光，并没有完全失去运输水分的功能；因此，剥 树 皮 剥 走 的 不 仅 是 一 棵 树 的 树 皮 ， 而 是 整 棵 树 的 生 命 ， 树皮对树的生死是十分重要的。而 杜 仲 树 具 有 自 生 能
18、力 。 杜 仲 剥 皮 后 树 皮 再 生 的 原 理 是 ： 一 般 选 取 健壮 的 树 体 ， 在 生 长 季 节 (5-7 月 )进 行 环 剥 皮 ， 环 剥 处 主 干 的 原 形 成 层 完 全 遭到 破 坏 ， 失 去 细 胞 分 生 作 用 。 如 果 剥 皮 处 在 剥 皮 后 随 即 用 塑 料 布 进 行 保 护 ，则 木 质 部 表 层 (创 伤 面 )的 未 成 熟 木 质 细 胞 在 数 天 内 形 成 愈 伤 组 织 ， 并 逐 渐 向外 加 厚 ， 形 成 木 栓 组 织 。 在 木 栓 组 织 达 到 一 定 厚 度 后 ， 处 于 木 栓 层 及 木 质
19、部之 间 的 细 胞 则 具 有 了 形 成 层 细 胞 的 功 能 ， 即 向 外 分 生 木 栓 层 ， 向 内 分 生 木 质部 。 这 里 的 关 键 是 ， 剥 皮 后 能 否 及 时 对 创 伤 面 进 行 保 温 处 理 (例 如 包 扎 塑 料布 等 )， 以 使 创 伤 面 未 成 熟 木 质 细 胞 保 持 活 性 ， 能 够 及 时 形 成 愈 伤 组 织 。7第七章 细胞信号转导一、名词解释1. 跨膜信号转换：信号与细胞表面的受体结合之后，通过受体将信号传递进入细胞内，这个过程称为跨膜信号转换。2. 信号：对植物体来讲，环境变化就是刺激，就是信号。3. 受体：是指能够特
20、异地识别并结合信号、在细胞内放大和传递信号的物质。4. 细胞内受体：位于亚细胞组分如细胞核、液泡膜上的受体叫做细胞内受体。5. 细胞表面受体：位于细胞表面的受体称之为细胞表面受体。6. 第二信使：由胞外信号激活或抑制，具有生理调节活性的细胞内因子称之为第二信使。第八章 植物生长物质一、名词解释1. 生长素极性运输：是指生长素只能从植物体的形态学上端向下端运输。2. 三重反应：由乙烯引起的植物生长特性。即乙烯抑制茎的伸长生长；促进茎和根的横向生长；地上部失去负向重力性生长（偏上生长） 。二、问答题8.生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯在农业生产上有何作用？答：植物激素 促进作用 抑制作用
21、生产应用生长素促进细胞伸长；促进插条生根；促进细胞分裂和分化；诱导开花结实，单性结实；性别分化，促进雌花的形成低浓度促进生长控制侧芽生长（保持顶端优势） ；延长休眠；防止器官脱落；高浓度抑制生长促进雌花增加，诱导单性结实赤霉素促进细胞伸长；诱导淀粉酶合成；打破休眠，促进发芽；防止脱落；代替低温促进开花；诱导单性结实；促进黄瓜雄花分化；促进侧枝生长，打破顶端优势抑制不定根形成； 促进麦芽糖化（啤酒生产） ；促进某些植物开花（菠萝、黄瓜） ，单性结实（葡萄）；防止脱落：防止离层形成，提高坐果率（应用于保花保果）8细胞分裂素 促进细胞分裂；诱导花原基形成；促进侧芽生长，消除顶端优势；促进伤口愈合；促
22、进果实生长抑制不定根形成和侧根形成，延缓叶片衰老CKT 能延长蔬菜的贮存时间；CKT 可防止果树生理落果；组织培养脱落酸促进花、叶、果脱落；促进侧芽生长，块茎休眠；促进光合产物运向发育着的种子；促进果实产生乙烯，果实成熟；抑制种子发芽，IAA运输，植株生长提高抗逆性乙烯三重反应与偏上性反应；促成熟（催熟激素） ；促进两性花中雌花的分化；诱导次生物质（橡胶乳汁的分泌）的生长；不定根的形成；抑制某些植物开花，生长素的转运，茎和根的伸长生长促进次生物质排出（橡胶，漆树） ；促进菠萝开花；解除休眠9. 植物激素、植物生长调节剂、植物生长促进剂、植物生长抑制剂和植物生长延缓剂各有什么区别？试各举一例说明
23、。答：植物生长调节物质可分为两类：一是植物激素；二是植物生长调节剂。（1）植物激素，又称内源激素或天然激素，是植物体内自行产生的一种生理活性的有机化合物。它可由产生部位或组织运送到其他器官。植物激素包括五大类：生长素(IAA)、赤霉素(GA) 、细胞分裂素 (CTK)、脱落酸(ABA)和乙烯(Eth)，这些物质在植物体内含量虽极微，但是作用却很大，是植物生命活动不可缺少的物质。它具有多方面的生理作用，任何一种植物，缺少了这类活性物质，便不能正常生长发育，乃至整个植株枯死。由此可见，植物激素具有三大特征：第一，植物激素都是内生的，故又称为内源激素，是植物生命活动过程中的代谢产物；第二，它能在植物
24、体内移动，不同的植物激素，有不同的器官组织产生后，还转运到植物体内的其他部位，它们移动的速率和方式，随植物激素的种类而异，也随植物及器官的特征而不同；第三，极低的浓度即具有调节的功能。（2）植物生物调节剂亦称植物生长调节物质，指那些从外部施加给植物，只要很微量就能调节、改变植物生长发育的化学试剂。除了植物激素从外部施加给植物作为生长调节剂外，更多的植物生长调节剂，是植物体内并不存在的人工合成有机物，主要包括。一是植物生长促进剂，促进分生组织细胞分裂和分化，促进营养器官的生长和生殖器官的发育，例如与生长素有类似生理效能的吲哚丁酸(IBA)、萘乙酸(NAA)、2，4-D 等，与细胞分裂素有类似生理
25、效能的激动素(KT)和 6-苄基氨基嘌呤(6-BA)等。二是植物生长延缓剂，有延缓生长作用，降低茎的伸长而不完全停止茎端分生组织的细胞分裂和侧芽的生长，其作用能被赤霉素恢复，例如矮壮索9（CCC）、助壮素（Pix ）等。三是植物生长抑制剂，也有延缓生长的效果，但与生长延缓剂不同，它们主要干扰顶端的细胞分裂，使茎伸长停顿和顶端优势的破坏，其作用不能被赤霉素恢复，例如马来酰肼（MH）、三碘苯甲酸(TIBA)等。第九章 光形态建成一、名词解释1. 光形态建成：依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成，称为光形态建成（即光控制发育的过程） 。2. 暗形态建成：暗中生长的植物表现出黄化特征，茎细而长，顶端呈钩状弯曲，叶片小而呈黄白色，这种现象称为暗形态建成。3. 光敏色素：是一种对红光和远红光吸收有逆转效应，参与光形态建成、调节植物发育的色素蛋白。在细胞中，光敏色素分布在膜系统、胞质溶胶和细胞核等部位。4. 向光性：植物生长器官随光的方向而引起生长弯曲的现象。5. 隐花色素：是指植物细胞中能够感受蓝光和近紫外光区域的光的一种受体（或称吸光色素系统） 。
