1、考试科目： 植物生理学 第页，共 11 页2012年硕士学位研究生入学考试试题考试科目:植物生理学 满分：150 分 考试时间：180 分钟一、选择题（每题 2 分，共 40 分）1. 下列末端氧化酶中， 属于线粒体上的氧化酶。（A）抗坏血酸氧化酶 （B）黄素氧化酶 （C）细胞色素 C 氧化酶 （D）酚氧化酶2. 下列必需元素中，不属于灰分元素的是 。（A）Fe （B）H （C）Mg （D）Ca3. 小麦种子成熟后期，种子内主要积累 。（A）脂类 （B）淀粉 （C）蛋白质 （D）核酸4. 光合链中的最终电子供体是 （A）H 2O （B）CO 2 （C）O 2 （D）NADP +5. 自由水/束
2、缚水比值越大，植物 越弱。（A）抗性 （B）代谢 （C）能量 （D）物质6. 含羞草触碰后的运动，属于 运动。（A）感性 （B）向重力性 （C）向化性 （D）生物钟7. 光呼吸的底物是 。（A）丝氨酸 （B）葡萄糖 （C）乙醇酸 （D）乙醛酸8. 干旱能使植株内源激素发生变化，最明显的是 含量增加。（A）CTK （B）ETH （C）ABA （D）GA9. 造成果树小叶病是由于植物缺元素 引起的。（A）Fe （B）Mg （C）Ca （D）Zn10. 根系吸水的主要部位是 。（A）伸长区 （B）分生区 （C）根冠 （D）根毛区11. 光合 C3途径中的 CO2受体是 。（A）PEP （B）PGA
3、（C）Ru5P （D）RuBP12. C4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13. 下列果实中， 的生长速率是呈双 S 型曲线。注意：所有试题答案写在答题纸上，答案写在试卷上无效。考试科目： 植物生理学 第页，共 11 页（A）番茄 （B）苹果 （C）葡萄 （D）草莓14. 高山或越冬植物，其生物膜中的 含量相对增多。（A）蛋白质 （B）糖类 （C）饱和脂肪酸 （D）不饱和脂肪酸15. 设某一短日植物的临界夜长为 10 小时，某一长日植物的临界夜长为 12 小时，它们在 的黑暗条件下，二者
4、都会开花。（A）9 小时 （B）11 小时 （C）13 小时 （D）15 小时16. 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 ABA17. 光合作用合成淀粉是在 里进行的。（A）叶绿体间质 （B）线粒体间质 （C）细胞质 （D）液泡18. 以 C6H8O7作为呼吸底物，其呼吸商 。（A）RQ=1 （B）RQ1 （C）RQ1 （D）RQ=019. 生长素生物合成的前体物质是 。（A）脯氨酸 （B）谷氨酸 （C）色氨酸 （D）苯丙氨酸20. 新中国成立后，我国植物生理学的研究成果众多，其中比较突出的是 关于
5、光合磷酸化高能态的研究。 （A）汤佩松 （B）殷宏章 （C）沈允钢 （D）娄成后二、填空题（每空 0.5 分，共 20 分）1. 植物细胞处于临界质壁分离时其水势 w= (1) ；当吸水达到饱和时其水势 w= (2) 。2. 某植物每制造 2 克干物质，需水 800 克，其蒸腾比率是 (3) 。3. 种子休眠的原因主要有 (4) 、 (5) 、 (6) 和 (7) 。4. 翻译成中文：NADPH (8) ；NAD + (9) ；NADP + (10) ；NADH (11) 。5. 在必需元素中，金属元素 (12) 与生长素合成有关，而 (13) 和 (14) 则与光合作用分解水，释放氧气有关。
6、6. 茎的负向地性生长属于 (15) 运动，含羞草小叶受刺激而闭合是 (16) 运动，花粉管向胚囊生长是 (17) 运动。7. 叶片蒸腾方式有二种： (18) 和 (19) 。8. 在信号转导过程中，蛋白质的可逆磷酸化是生物体内的一种普遍的翻译后修饰方式。蛋白质的磷酸化与脱磷酸化分别由 (20) 和 (21) 来催化完成。9. C4途径中，PEP 羧化酶催化 (22) 与 (23) 生成 (24) 。10. 若细胞内的腺苷酸，全部是 (25) 时，其能荷为 0，全部是 (26) 时其能荷为1，全部是 (27) 时能荷为 0.5。考试科目： 植物生理学 第页，共 11 页11. 实验发现， (2
7、8) 是防止衰老的植物激素，因为它能增强叶片中 (29) 的合成。12. 植物体内的碳水化合物，作为运输形式的主要是 (30) ，作为贮藏形式的主要是 (31) ，作为结构物质主要是 (32) 。13. 激素有多方面功能，例如 (33) 能促进果实成熟、 (34) 能延缓器官衰老、 (35) 能增强顶端优势、 (36) 能促进抽苔、 (37) 还能促进胶汁分泌。14. 进行磷酸戊糖途径的部位是在 (38) 。15. 植物感受光周期刺激的部位是 (39) ，其所产生的光周期效应是通过 (40) 向外传递的。三、名词解释（每题 3 分，共 30 分）1. 水势2. 二氧化碳补偿点3. 植物生长调节
8、剂4. 组织培养5. 呼吸链6. Q107. 长日植物8. 脱落9. 胁迫10. 光合磷酸化四、问答题（40 分）1. 试述植物种子萌发的生理生化变化。 （10 分）2. 试述氧化磷酸化的机制。 （10 分）3. 试述气孔运动的机理。 （10 分）4. 试述植物成花诱导途径。 （10 分）五、论述题（20 分）1. 试述光合作用的过程。 （20 分）考试科目： 植物生理学 第页，共 11 页2012年硕士研究生入学考试参考答案及评分标准科目代码： 803 科目名称： 植物生理学 -一、选择题（每题 2 分，共 40 分）C B B A A A C C D D D B C D B C A B C
9、 C二、填空题（每空 0.5 分，共 20 分）（1） 渗透势 （2） 0（3） 2.5 g.kg-1（4） 种皮限制（5） 胚未完成后熟（6） 胚未完全发育（7） 抑制物质的存在（8） 还原态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（9） 氧化态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（10） 氧化态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（11） 还原态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（12） 锌（13） 锰或氯（14） 氯或锰（15） 负向地性（16） 感性（17） 向化性（18） 气孔蒸腾（19） 角质蒸腾（20） 蛋白激酶（21） 蛋白磷酸酶考试科目： 植物生理学 第页，共 11 页（22） PEP 或磷酸烯醇式丙酮酸或烯醇丙酮酸磷酸（23） C
10、O2或二氧化碳（24） OAA 或草酰乙酸（25） AMP（26） ATP（27） ADP（28） CTK 或细胞分裂素（29） 蛋白质（30） 蔗糖（31） 淀粉（32） 纤维素（33） ETH 或乙烯（34） CTK 或细胞分裂素（35） IAA 或生长素（36） GA 或赤霉素（37） ETH 或乙烯（38） 细胞质（39） 叶片（40） 韧皮部三、名词解释（每题 3 分，共 30 分）11. 水势：每偏摩尔体积水的化学势。12. 二氧化碳补偿点：同一叶子在同一时间内，光合过程中吸收的 CO2和呼吸过程中放出的 CO2等量时的外界 CO2浓度。13. 植物生长调节剂：具有植物激素活性的人
11、工合成的物质。14. 组织培养：在控制的环境条件下，在人工配制的培养基中，将离体的植物细胞、组织或器官进行培养的技术。15. 呼吸链：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径，传递到分子氧的总过程。16. Q10：由于温度升高 10 度而引起的反应速度的增加。考试科目： 植物生理学 第页，共 11 页17. 长日植物：在一定的发育时期内，每天光照时间必须长于一定时数并经过一定天数才能开花的植物。18. 脱落：植物细胞、组织或器官与植物体分离的过程。19. 胁迫：对植物产生伤害的环境。20. 光合磷酸化：利用贮藏在跨类囊体膜的质子梯度的光能把 ADP 和无机磷
12、合成为 ATP的过程。四、问答题（40 分）1试述种子萌发的生理生化变化。1、种子吸水过程的变化。 种子吸水一般表现为三个阶段。第一阶段是急剧吸水的物理过程(鲜重增加),称吸胀作用。由于这个阶段的吸水主要依赖种子的衬质势,因此不论是否休眠,是否具生命力,均能进行吸水。其吸水量决定于种子的成分,而吸水速率与种皮的结构和组成成份有关,种皮致密富含蜡质、脂质的种子吸水慢。凡富含蛋白质的种子,其吸胀能力较大,如豆类种子的吸水率大于禾谷类种子,第二阶段是种子吸水停滞期。虽然种子不再吸水,但内部一些酶开始形成或活化，进行着剧烈的物质转化,为萌发的形态变化作好准备。第二阶段时间的长短取决于种子的种类,也与温
13、度有关。第三阶段使胚根细胞伸长,胚根在形态上突破种皮而伸出,俗称露白,此阶段由于生理生化变化及生长的需要,种子吸水再度上升,鲜重又明显升高,但干重实际是在不断下降。对于休眠种子或死种子却停留在第二阶段的状态。2、呼吸作用的变化。 种子萌发过程中,呼吸速率的变化与吸水的变化极为相似。第一个时期,呼吸迅速升高并且持续约 10 小时,线粒体内的柠檬酸循环及电子传递链的酶系统活化,RQ 略大于 1,有无氧呼吸。主要的呼吸底物是蔗糖。第二时期,在吸水后 10-25 小时,出现呼吸停滞期。此时子叶已为水饱和,预存的酶系统均已活化,RQ 升高至 3.0 以上,表示细胞发生了明显的无氧呼吸,当剥去种皮后,可缩
14、短停滞期。第三时期,出现第二次呼吸高峰。一方面是由于胚根穿破种皮,增加氧的供应,另一方面是由于生长的胚轴细胞合成新的线粒体和呼吸酶系统,此时 RQ 降到 1 左右,表明以碳水化合物为底物的有氧呼吸占优势。第四时期,随着贮存物质的耗用,子叶的解体,呼吸作用显著降低。3、核酸变化。 考试科目： 植物生理学 第页，共 11 页已证明在成熟的干胚中已存在贮存的,在萌发过程中作模板的 mRNA,它早在种子发育期间形成,在萌发初期作为模板合成萌发需要的蛋白质,人们把这类 mRNA 称为贮存mRNA（长命 mRNA,预先形成的 mRNA 等） 。除了贮存 mRNA 以外,在萌发过程中有新的 mRNA的合成。
15、DNA 合成往往与后萌发阶段有关。小麦胚吸水 6 小时后 DNA 聚合酶活性增加,持续至少24 小时,吸水 15 小时出现胚根伸长,并发生 DNA 的复制。4、贮藏有机物的转变。 种子中淀粉、蛋白质、脂肪等贮藏物质只有经过分解后,才能运往胚中去以支持胚的迅速生长,这过程需要酶的催化来完成。种子萌发时,酶有不同的来源:一是在种子形成时产生,在吸水后立即具有活性,如 -淀粉酶、磷酸酯酶、支链淀粉糖苷酶;另一类酶是由贮藏 mRNA 在萌发过程翻译而成的,一般在吸水几小时后就有活性,第三类酶活性在吸水后较晚时期才出现,这类酶可能是在吸胀后,由一些基因转录成新的 mRNA 合成新的酶。如 -淀粉酶。依据
16、种子主要贮存物成分的不同,可区分为淀粉种子与油质种子,其中淀粉种子既包括以淀粉为主的禾谷类种子,也包括既富淀粉也含相当多蛋白质的豆类种子。在油质种子中也有富含蛋白质的。5、激素的变化。 种子从休眠状态转变为萌发状态由多种内源激素调控。同样,种子萌发过程中也有许多内源激素调节细胞分裂、幼胚长大、器官分化和形态的建成。未萌发的种子通常不含游离态 IAA,但萌发初期种子内束缚态 IAA 即转变为游离态 IAA,并且继续合成新的IAA。落叶松种子层积处理后吸水萌发时,生长抑制剂含量逐渐下降,而 GA 的水平则逐渐升高。同时,CTK 和 ETH（乙烯）在种子萌发早期均有增加,而 ABA 和其它抑制物则明
17、显下降。2试述氧化磷酸化的机制。线粒体基质的 NADH 传递电子给氧的同时，也 3 次把基质的 H 释放到膜间间隙。由于内膜不让泵出的 H 自由地返回基质。因此膜外侧 H 高于膜内侧而形成跨膜 PH 梯度，同时也产生跨膜电位梯度，这两种梯度便建立起跨膜质子的电化学势梯度，于是使膜间间隙的 H 通过并激活 ATP 合酶，驱动 ADP 和 Pi 结合形成 ATP。+-电 位 呼 吸 作 用低 浓 度 质 子高 浓 度 质 子磷 酸 化NADHADP+iATP2H+ 2e-2H+ 2e-2e- 2H+2H+2H+F1F0 O21考试科目： 植物生理学 第页，共 11 页3.试述气孔运动的机理。 （1
18、0 分）关 于 气 孔 运 动 的 机 理 ， 目 前 仍 存 在 三 种 学 说 :1、 淀 粉 -糖 转 化 学 说 。 此 学 说 于 本 世 纪 三 十 年 代 提 出 ， 认 为 保 卫 细 胞 的 叶 绿 体在 光 照 下 进 行 光 合 作 用 ， 消 耗 CO2， 使 细 胞 内 pH 值 升 高 ， 淀 粉 磷 酸 化 酶 便 水 解 淀 粉 为葡 萄 糖 -1-磷 酸 ， 细 胞 内 葡 萄 糖 浓 度 提 高 ， 水 势 下 降 ， 副 卫 细 胞 (或 邻 近 细 胞 )的 水 分进 入 保 卫 细 胞 ， 使 保 卫 细 胞 膨 胀 气 孔 便 张 开 。 黑 暗 则
19、 相 反 ， 呼 吸 产 生 CO2使 保 卫 细 胞pH 值 下 降 ， 淀 粉 磷 酸 化 酶 把 葡 糖 -1-磷 酸 合 成 为 淀 粉 ， 细 胞 水 势 升 高 ， 水 分 从 保 卫 细胞 向 副 卫 细 胞 (或 邻 近 细 胞 )排 放 ， 使 保 卫 细 胞 失 去 膨 压 ， 气 孔 关 闭 。 这 一 学 说 有 一 定的 局 限 性 :(1)植 物 保 卫 细 胞 中 无 叶 绿 体 ， 但 气 孔 仍 可 开 闭 。 而 景 天 科 植 物 的 气 孔 白 天关 闭 ， 夜 间 开 放 ， 更 无 法 解 释 。 (2) 植 物 保 卫 细 胞 叶 绿 体 中 无
20、Rubisco 不 依 赖 于 通常 的 CO2的 固 定 光 合 作 用 。 (3)发 现 保 卫 细 胞 内 淀 粉 和 糖 的 转 化 相 当 缓 慢 ， 无 法 解 释 气孔 的 快 速 启 闭 。 如 表 1-4 所 示 ， 早 晨 气 孔 刚 开 启 时 ， 淀 粉 因 分 解 而 明 显 减 少 ， 但 此 时葡 萄 糖 却 并 未 相 应 增 多 ； 傍 晚 ， 气 孔 刚 关 闭 ， 淀 粉 量 重 新 增 多 ， 但 葡 萄 糖 含 量 却 相 当高 。 而 保 卫 细 胞 内 淀 粉 与 苹 果 酸 之 间 却 存 在 着 一 定 关 系 (相 互 消 长 )。 由 此
21、可 见 ， 气 孔启 闭 与 保 卫 细 胞 内 淀 粉 和 苹 果 酸 变 化 有 关 ， 而 与 糖 的 变 化 无 关 。2、 无 机 离 子 吸 收 学 说 又 叫 钾 离 子 学 说 。 在 60 年 代 末 ， 人 们 发 现 气 孔 运 动 与 保 卫细 胞 积 累 K+有 着 非 常 密 切 的 关 系 。 将 蚕 豆 叶 片 表 皮 放 在 不 同 浓 度 的 KCl 溶 液 中 ， 无论 在 光 照 或 黑 暗 条 件 下 ， 溶 液 K+浓 度 越 大 ， 气 孔 开 度 就 越 大 。 用 微 型 玻 璃 钾 电 极 插 入保 卫 细 胞 及 其 邻 近 细 胞 可 直
22、 接 测 定 K+浓 度 ， 确 认 了 鸭 跖 草 气 孔 复 合 体 各 部 分 之 间 存 在着 相 当 大 的 K+浓 度 梯 度 。 光 照 时 ， K+浓 度 从 保 卫 细 胞 向 外 降 低 ； 而 在 黑 暗 时 ， K+浓 度考试科目： 植物生理学 第页，共 11 页则 向 副 卫 细 胞 和 表 皮 细 胞 增 高 。 这 个 事 实 说 明 K+能 逆 着 浓 度 梯 度 而 迁 移 ， 存 在 着 K+的 主 动 运 输 。 研 究 表 明 ， 这 种 离 子 的 转 移 是 由 于 保 卫 细 胞 的 质 膜 上 具 有 光 活 化 的 H+泵 ATP 酶 ， 分
23、解 氧 化 磷 酸 化 或 光 合 磷 酸 化 产 生 的 ATP， 在 分 泌 H+到 细 胞 壁 的 同 时 ，把 外 边 的 K+吸 收 到 细 胞 中 来 ， 保 卫 细 胞 水 势 下 降 ， 副 卫 细 胞 (或 邻 近 细 胞 )的 水 分 进入 保 卫 细 胞 ， 使 保 卫 细 胞 膨 胀 气 孔 便 张 开 。 黑 暗 则 相 反 。 一 系 列 实 验 结 果 表 明 K+进出 保 卫 细 胞 是 通 过 K+选 择 性 通 道 而 进 行 的 被 动 转 运 。 保 卫 细 胞 质 膜 上 存 在 内 流 和 外 流的 K+通 道 ， 即 IK+,in channels
24、 和 IK+,out channels.这 两 类 通 道 分 别 是 K+积 累 和 释放 的 途 径 。 Al3+可 以 专 一 地 阻 塞 IK+,in channels 而 不 影 响 IK+,out channels， 即Al3+抑 制 气 孔 开 放 而 不 抑 制 关 闭 。3、 苹 果 酸 生 成 学 说 。 七 十 年 代 初 ， 人 们 发 现 叶 片 表 皮 细 胞 的 苹 果 酸 水 平 与 气 孔 开度 具 有 密 切 的 正 相 关 。 保 卫 细 胞 的 苹 果 酸 是 在 细 胞 内 合 成 的 。 当 保 卫 细 胞 内 的 部 分CO2被 利 用 时 ， p
25、H 值 上 升 ， 剩 余 的 CO2就 转 变 成 重 碳 酸 盐 (HCO3-)。 而 淀 粉 则 通 过 糖 酵解 作 用 产 生 磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸 (PEP)， 在 PEP 羧 化 酶 作 用 下 ， PEP 与 HCO3-作 用 ， 产 生草 酰 乙 酸 ， 进 一 步 还 原 为 苹 果 酸 。 苹 果 酸 除 在 保 卫 细 胞 中 起 着 提 供 H+/K+交 换 所 需 的H+及 平 衡 胞 内 K+所 需 的 阴 离 子 外 ， 苹 果 酸 还 可 作 为 渗 透 物 ， 降 低 保 卫 细 胞 水 势 ， 使 气孔 开 放 。归 纳 来 说 ， 糖 、 苹
26、果 酸 和 K+、 Cl-等 进 入 液 泡 ， 使 保 卫 细 胞 的 水 势 下 降 ， 吸 水 膨胀 ， 气 孔 就 开 放 。4.试述植物成花诱导途径。 （10 分）应用现代遗传学理论和分子生物学手段，以拟南芥、金鱼草等为模式植物，总结出 4 条成花诱导途径：1 光周期途径。叶片感觉光周期信号，光敏色素和隐花色素作为光受体参与这个途径，它们通过生理钟基因 CO 的表达，CO 编码一个转录因子，在韧皮部直接促进成花素 FT 基因的表达，FT 运送到茎顶端后，促进 SCO 和 LFY 表达，并最终通过促进器官决定基因的表达，形成花器官而完成对开花的调控。2 自主/春化途径。植物要达到一定的
27、年龄才能开花，称为自主途径，它和遇低温春化一样，都抑制开花阻抑物基因 FLC 的表达，FLC 又通过抑制 SCO1 而抑制下游器官决定基因的表达。在这中间还存在许多步骤。3 糖类或蔗糖途径。它反映植物的代谢状态，蔗糖可能通过促进 SCO1 表达而促进拟南芥考试科目： 植物生理学 第页，共 11 页开花。4 赤霉素途径。赤霉素被受体接受之后，通过自身的信号转导途径来促进 SCO1 表达，促进早开花和在非诱导短日下开花。蔗糖和赤霉素如何促进 SCO1 表达还不清楚。五、论述题（20 分）1试述光合作用的过程。可将整个光合机理分为三个主要阶段:原初反应;电子传递和光合磷酸化;碳同化。光合作用中前两个
28、阶段属于光合膜上的反应,第三阶段则在叶绿体基间质中进行。通过原初反应把光能转化为电能,通过电子传递和光合磷酸化形成 NADPH+H+和 ATP,它们又用于 CO2同化。原初反应(primary reaction)是光合作用的序幕,它包括光能的吸收,传递和光化学反应。光能首先通过聚光色素吸收，然后通过光合色素进行传递，最后把光量子传递到光化学反应中心，使 P 活化，然后产生的电子转移给原初电子受体，然后通过光合链把电子转移给最终电子受体 NADP，而电子从水的光解作为供体产生。光合链是由两个光系统(PS和 PS)和若干电子传递体,按一定的氧化还原电位依次排列而成的体系。在电子传递的过程中，在类囊体膜内外两侧产生质子的梯度差异，利用质子差异使 ADP 和 Pi 形成 ATP，进行光合磷酸化过程。所产生的同化力用于光合碳同化。光合碳同化不仅把 ATP 和 NADPH 中的活跃的化学能转化为稳定的化学能,而且把无机物转化为有机物。高等植物 CO2同化途径有三条:C 3途径、C 4途径和 CAM 途径。其中C3途径是最基本和最普遍的。C 3途径在叶绿体间质中进行,其全过程大致分为三个阶段。
