生理学-复习题

第一章植物细胞的亚显微结构与功能

一名词解释

1.生物膜(biomembrane)又称细胞膜（cell membrane）是指由脂类和蛋白质组成的具有一定结构和生理功能的胞内所

有被膜的总称。

2.流动镶嵌模型(fluid mosaic model)由辛格尔(S.J. Singer)和尼柯尔森(G. Nicolson)在1972年提出，认为液态的

脂质双分子层中镶嵌着可移动的蛋白质。（膜的不对称性和流动性）。

3.经纬模型假说认为初生壁是由两个交联在一起的多聚物——纤维素微纤丝和穿过它的伸展蛋白网络交而形成的结

构，悬浮在亲水的果胶——半纤维素胶体基质中。（其中纤维素微纤丝是经，平行于壁平面排列，而伸展蛋白是纬，垂直于壁平面排列）

4.共质体(symplast) 由胞间连丝把原生质体连成一体的体系

5.质外体(apoplast) 细胞壁、质膜与细胞壁间的间隙以及细胞间隙等空间

6.植物细胞全能性(totipotency)：已经分化、停止分裂的体细胞仍然保留了像受精卵细胞一样的全能性，即具有发育

成完整植株的潜在能力。

7.原核细胞是低等生物（细菌、蓝藻）所具有的，无明显的细胞核，缺少核膜，由几条 DNA 构成拟核体，缺少细

胞器，只有核糖体，细胞进行二分体分裂，体积小，直径1~10μm 。

8.胞间连丝植物相邻活细胞之间穿过细胞壁的原生质通道。是由质膜连续构成的膜管，管腔内是由微管相互连结而成

的连丝微管，其内常由内质网填充，使相邻细胞的原生质相通。胞间连丝是植物细胞间物质运输和信息传递的重要通道，也是植物病毒传染的途径。

二中英文对照

ER内质网（RER糙面内质网 SER光面内质网）rDNA mRNA tRNA rRNA rRNA聚合酶

三简答

1.1真核细胞和元和细胞的区别

原核细胞低等生物（细菌、蓝藻）所特有的，无明显的细胞核，无核膜，由几条 DNA 构成拟核体，缺少

细胞器，只有核糖体，细胞进行二分体分裂，细胞体积小，直径为1~10μm 。

真核细胞具有明显的细胞核，有两层核膜，有各种细胞器，细胞进行有丝分裂，细胞体积较大，直径 10 ～

100μm 。高等动、植物细胞属真核细胞。

1.2植物细胞和动物细胞相比有什么特征？这些差异对植物细胞的生理活动有什么影响？

典型的植物细胞中存在大液泡和质体，比如叶绿体，细胞膜外还有细胞壁。这些结构是动物细胞所没有的。

叶绿体使植物能进行光合作用，细胞壁使植物细胞的刚性增加。

1.3什么是植物细胞全能性，其生物学意义有哪些？（课本P29）

植物细胞全能性(totipotency)：已经分化、停止分裂的体细胞仍然保留了像受精卵细胞一样的全能性，即具

有发育成完整植株的潜在能力。

生物学意义：是细胞分化（cell diferentiation）与织物组织培养技术的理论依据。

四另外

1.最早发现的结构蛋白是伸展蛋白（结构蛋白是细胞壁的重要组成部分）富含羟脯氨酸

2.细胞壁含有 1、纤维素 2、半纤维素3、结构蛋白4、酶5、植物凝集素6、木质素（可以增加植物细胞壁的抗

压强度及对病原物的抵抗能力）7、矿质元素（钙受体——钙调素、CaM结合蛋白）

3.微体由一层蛋白膜包被的球星细胞器，是由内质网小泡形成的。分为过氧化物酶体和乙醛酸循环体。

4.基因表达的调控：1、转录调控2、转录后调控3、翻译调控4、翻译后调控5、蛋白质活性的调控。

第二章植物水分生理

一名词解释

1.水分代谢(water metabolism)植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程

2.化学势(chemical potential,μ) 每偏摩尔物质所具有的自由能。用希腊字母μ表示。

3.水势(water potential) 每偏摩尔体积水的化学势。

4.渗透作用(osmosis) 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

5.蒸腾作用（transpiration）：植物体内的水分以水蒸气的方式从植物体的表面向外散失的过程。

6.水分临界期（critical period of water）：植物对水分不足最敏感、最易受害的时期。

二中英文对照

AQP 水孔通道蛋白是一类具有选择性、高效运转水分的跨膜通道蛋白

三简答

2.1试述气孔运动机理及影响因素。（课本P58-59）

影响因素

1.CO 2 叶片内较低的CO 2分压可使气孔张开。高CO 2则使气孔关闭。

2.光在无干旱胁迫的自然环境中，光是最主要的控制气孔运动的环境信号，一般情况下光使气孔开放，

黑暗使气孔关闭。

3.温度气孔开度一般随温度的升高而增大。

4.水分叶片的水势对气孔开放有着强烈的控制作用。

5.风高速气流（风）可使气孔关闭。

6.植物激素细胞分裂素可以促进气孔张开，而ABA可以促进气孔关闭。

运动机制

1.淀粉与糖转化学说

光下光合作用消耗CO2，于是保卫细胞细胞质PH增高的7，淀粉磷酸化酶催化正向反应，使淀粉水解为糖，引起保卫细胞渗透压下降，水势降低，从周围细胞吸取水分。保卫细胞膨大，因而气孔张开。在黑暗中……

2.苹果酸代谢学说

在光下，保卫细胞内的部分 CO 2被利用时， pH 上升至 8.0 ～ 8.5 ，从而活化了 PEP 羧化酶， PEP 羧化酶可催化由淀粉降解产生的 PEP 与 HCO 3 - 结合，形成草酰乙酸，并进一步被 NADPH 还原为苹果酸。苹果酸解离为 2H + 和苹果酸根，在 H + /K + 泵的驱使下， H + 与 K + 交换，保卫细胞内 K + 浓度增加，水势降低；苹果酸根进入液泡和 Cl ﹣共同与 K + 在电学上保持平衡。同时，苹果酸的存在还可降低水势，促使保卫细胞吸水，气孔张开。当叶片由光下转入暗处时，该过程逆转。

3、K+积累学说

4、玉米黄素假说

2.2植物体内水分存在的形式与植物代谢强弱、抗逆性有何关系？（P40）

植物体内水分的存在状态与代谢关系极为密切，并且与抗性有关。

一般说来，束缚水不参与植物的代谢反应，若植物某些组织和器官主要含束缚水时，则其代谢活动非常微

弱，如越冬植物的休眠芽和干燥种子，仅以极低微的代谢强度维持生命活动，但其抗性却明显增强，能渡过不良

的环境条件。而自由水直接参与植物体内的各种代谢反应，含量多少还影响着代谢强度，含量越高，代谢越旺盛。

因此，常以自由水 / 束缚水的比率作为衡量植物代谢强弱的指标之一。

四另外

1.典型细胞水势ψw是由3个势组成的：ψw = ψs +ψp+ ψm

溶质势(solute potential)也叫渗透势(osmotic potential) 由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。用ψs表示

压力势(pressure potential) 由于压力的存在而使体系水势改变的数值，用ψp表示。

衬质势(matrix potential) Ψm ：衬质势，由于细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值。恒为负值。

2.田间持水量排除所有重力水，保留所有毛细管水和吸湿水，这时的土壤水分与土壤干重的百分比，称为田间持

水量。一般在20%左右。

最大持水量又叫饱和持水量。是指土壤中所有空隙都充满水时的含水量。一般在40%左右。

3.水的内聚力、黏附力、表面张力。

（课件上的练习题）

1.为什么在植物移栽时，要剪掉一部分叶子，根部还要带土？（P50）

2.简述蒸腾作用的部位及其生理意义？（P54）

3.光是怎样引起植物的气孔开放的? （P60）

光促进气孔开放的机制

一是通过光合作用产生的间接效应，被光合电子传递抑制剂DCMU（二氯苯基二甲基脲）所抑制

二是通过光受体感受光信号而发生的直接效应，不被DCMU抑制

红光和蓝光都可引起气孔张开，通常认为红光是通过间接效应，而蓝光是直接对气孔开闭起作用的。

红光的光受体可能是叶绿素，而蓝光的光受体可能是隐花色素；蓝光使气孔张开的效率是红光的10倍。

蓝光能活化H＋－ATP酶，不断泵出H＋，形成跨电化学势梯度，它是K＋通过K＋通道移动的动力，可使保卫细

胞内K＋浓度增加，水势降低，气孔张开。

4.植物细胞吸水与根系吸水的方式有何不同、有何联系?

区别：

（一）植物细胞对水分的吸收方式

1、渗透吸水（含液泡的植物细胞的主要吸水方式）

2、吸胀吸水（细胞形成液泡之前的主要吸水方式）

（二）植物根系对水分的吸收方式

1、共质体途径：通过胞间连丝进入细胞质

2、质外体途径：通过细胞间隙、细胞壁等进入细胞质

联系：？

5.光照如何影响植物根系吸水?

（ 1 ）光下叶片光合作用合成的有机物质向下运输到根系，为根系提供物质能量，根系不断延伸生长增加了主动、被动吸水的面积。

（ 2 ）光照直接影响着根系的主动吸水：光照能促进气孔开放提高叶片和大气温度，同时光是蒸腾作用的主要

能源，因此光照能加速蒸腾作用，通过蒸腾拉力影响根系被动吸水。

（ 3 ）光照影响根系的主动吸水：光下叶片光合作用合成的有机物质向下运输到根系，为根系提供有机营养物质，充足的呼吸基质是根系呼吸代谢旺盛，产生较多的代谢能量（ ATP ），促进了根系的主动吸水和矿质元素的

主动吸收。

（ 4 ）光照通过影响地温，影响根系生长和根系生命活动，再影响根系主动、被动吸水。

（ 5 ）以上说明光有利于根系吸水，但光照过强时，枝叶萎蔫，气孔关闭，蒸腾减弱，蒸腾拉力见效，被动吸

水减少；同时光合受抑制，有机物质不足，影响根系生长及代谢活动，由此也影响根系的主动吸水。

第三章植物的矿质和氮质营养

一名词解释

1.灰分分析（ash analysis）：即采用物理和化学手段对植物材料中干物质燃烧后的灰分进行分析的方法。

2.溶液培养法(solution culture method)亦称水培法(water culture method)：是在含有矿质元素的营养液中

培养植物的方法。

3.完全培养液——营养液中含有植物生长发育必需的各种元素，各元素为植物可以利用的形态，各元素间有适当

的比例，溶液有适当的PH值（一般在5.5—6.5之间）。

4.缺素培养---严格控制化学试剂纯度和营养液的元素组成，有目的地提供或缺少某一种元素，即可确认该元素是

否为植物所必需。

5.胞饮作用物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折将物质及液体转移到细胞内的攫取物质及液体的过程，称为

胞饮作用（pinocytosis）。是非选择性吸收。

6.由初级主动转运所建立的跨膜电化学势梯度驱动其它无机离子或小分子有机物的跨膜转运，促进细胞对矿质元

素的吸收，这种间接利用能量转运离子的过程称为次级主动转运。

7.离子间能相互减弱或消除单盐毒害作用的现象叫做离子拮抗（ion antagonism）。

二中英文对照

GS谷氨酰胺合成酶 AFS表观自由空间 RFS相对自由空间 GDH谷氨酸脱氢酶 NR硝酸还原酶 NiR亚硝酸还原酶GOGAT谷氨酸合酶

三简答

3.1如何确定植物必需的矿质元素？植物必需的矿质元素有哪些生理作用？

（生理课习题解答P5）缺素培养可根据以下三条标准来判断：

第一如无该元素，则植物生长发育不正常，不能完成生活史；

第二植物缺少该元素时，呈现出特有的病症，只有加入该元素后才能逐渐转向正常；

第三该元素对植物的营养功能是直接的，绝对不是由于改善土壤或培养基的物理、化学和微生物条件所产生的

间接效应。

生理作用有四个方面：

（ 1 ）细胞结构物质的组成成分。如N、 P 、S 。

（ 2 ）作为酶、辅酶的成分或激活剂等，参与调节酶的活性。如K、Ca。

（ 3 ）电化学作用，参与渗透调节、胶体的稳定和电荷的中和等。如 K、Cl

（ 4 ）作为重要的细胞信号转导信使。如Ca

（ 1 ）作为细胞结构物质的组分。如碳、氢、氧、氮、磷、硫等组成糖类、脂类、蛋白质和核酸等有机物的组分，参与细胞壁、膜系统，细胞质等结构组成。

（ 2 ）作为植物生命活动的调节者。可作为酶组分或酶的激活剂参与酶的活动，还可作为内源生理活性物质（如激素类生长调节物质）的组分，调控植物的发育过程。

（ 3 ）参与植物体内的醇基酯化。例如磷与硼分别形成磷酸酯与硼酸酯，磷酸酯对代谢物质的活化及能量的转换起着重要作用。而硼酸酯有利于物质运输。

（ 4 ）起电化学作用。如钾、镁、钙等元素能维持离子浓度的平衡，原生质胶体的稳定及电荷中和等。

3.2试述矿质元素在光合作用中的生理作用？（生理课习题解答P5）

. N ：叶绿素、细胞色素、酶类和膜结构等组成成分。

P ： NADP 为含磷的辅酶， ATP 的高能磷酸键为光合作用所必需；光合碳循环的中间产物都是含磷基团的糖类，淀粉合成主要通过含磷的 ADPG 进行；磷促进三碳糖外运到细胞质，合成蔗糖。

K ：调节气孔的开闭；也是多种酶的激活剂。

Mg ：叶绿素的组成成分；是一些催化光合碳循环酶类的激活剂。

Fe ：是细胞色素、铁硫蛋白、铁氧还蛋白的组成成分，还能促进叶绿素合成。

Cu ：质兰素（ PC ）的组成成分。

Mn ：参与水的光解放氧。

B ：促进光合产物的运输。

S ： Fe-S 蛋白的成分；膜结构的组成成分。

Cl ：光合放氧所必需。

3.3H+ -ATP酶是如何与主动转运相关的？H+ -ATP没还有哪些生理功能？

H+—ATP酶催化水解ATP，同时将细胞质中的H+泵到细胞外，使细胞外侧的H+浓度增加，形成跨膜H+电化学梯度。H+—ATP酶利用ATP水解释放的能量转运H+至膜的一侧，这个过程称为初级主动转运。由初级主动转运所建立的跨膜电化学势梯度驱动其它无机离子或小分子有机物的跨膜转运，促进细胞对矿质元素的吸收，这种间接利用能量转运离子的过程称为次级主动转运。

是植物生命活动中的主宰酶（master enzyme），对植物许多生命活动起重要的调控作用。

例如细胞内环境pH的稳定，细胞的伸长生长，气孔运动，种子萌发等。

3.4试述根系吸收矿质元素的特点、主要过程及其影响因素？（生理课习题解答P5）

1对矿质元素和水的相对吸收。2对离子的选择性吸收。3单盐毒害和离子对抗。

A离子吸附到根部细胞表面。B离子进入根内部。C离子进入导管。

1土壤温度。2土壤通气状况。3土壤溶液的浓度。4土壤溶液的pH。5土壤含水量。6土壤颗粒对离子的吸附能力。7土壤微生物。8土壤中离子的相互作用

四另外

1.缺素症

1Zn 色氨酸合成酶的组分，催化吲哚与丝氨酸成色氨酸。玉米“花白叶病”，果树“小叶病”。缺锌时，植株矮小。华北地区的果树缺锌易得“小叶病”，也叫“斑叶病”。缺锌玉米易得“花白叶病”

2铜 Cu2+ （①参与氧化还原过程。②光合电子传递链中的电子传递体质体蓝素的组分。）禾谷类“白瘟病”，果树“顶枯病”，缺铜叶片生长缓慢，呈蓝绿色，幼叶缺绿，小麦缺Cu叶片失水变白?可再循环元素：N、P、Mg、K、Zn，病症从老叶开始

?不可再循环元素：Ca、B、Cu、S、Fe，病症从幼叶始

?引起缺绿症：Fe、Mg、Mn、Cu、S、N

可用：N黄、P紫、K边焦；S白Ca卷，Mg花条； Fe、Mn缺绿B烂心；Ca、Mo、Cl慢Zn叶小；老叶先病缺N、P、K、Mg、ClB、Fe、Ca、S、Cu病在幼叶捎。

2.吸盐和吸水是两个相对独立的生理过程

相关：（1）矿质元素必须溶于水中才能被吸收，随水一起进入根部自由空间。

（2）由于矿质的吸收形成水势差---吸水的动力。

无关

（1）动力和吸收方式不同：矿质元素的吸收方式以主动吸收为主。水分吸收主要是被动吸收。

（2）植物吸收养分的量与吸水的量无一致关系。

3光照如何影响根系对矿质的吸收？

（ 1 ）光照影响光合，光合产物多，向根系运输多，有利根系生长，增加根系吸收面积，有利矿质（主、被动）吸收。

（ 2 ）光照通过光合增加呼吸基质，有利根系呼吸供能，有利根系主动吸收。根系呼吸产生供交换离子，有利离子的吸附交换，促进被动吸收。

（ 3 ）光照影响气温，进一步影响地温，地温提高，促进根系呼吸，促进根系生长，有利根系（主、被动）吸收。

（ 4 ）光照影响气孔开放，进一步影响蒸腾，有利于矿质在体内分布，促进矿质的吸收。

可见，光照一般有利于矿质吸收。但光照过强时，因蒸腾失水过多，气孔关闭，影响光合，进一步影响矿质吸收。五练习题

某实验室正在进行必需元素的缺素培养，每一培养缸中只缺一种元素，其中有三缸未注明缺乏何种元素，但缺乏症状已表现出来：

第一缸植物的老叶叶尖和叶缘呈枯焦状，叶片上有褐色斑点，但主脉附近仍为绿色。

第二缸植株的老叶叶脉间失绿，叶脉清晰可见；

第三缸植株的症状也是老叶失绿，但失绿叶片的色泽较为均一，只是叶尖和中脉附近较严重些。

根据上述缺素症状，你能判断出各培养缸中最可能缺乏的元素吗？

（思考题）

1.为什么在石灰性土壤上施用时，作物的长势较施用的好？

2.为使肥效充分发挥，生产上常采取哪些主要措施？

3.施肥如何才能做到合理？

4.如何理解“麦浇芽”、“菜浇花”？

5.如何提高植物养分利用效率？

第四章植物的呼吸作用

一名词解释

●呼吸作用生活细胞内的有机物，在一系列酶的参与下，逐步氧化分解成简单物质，并释放能量的过程。

●三羧酸循环乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成含三个羧基的柠檬酸，反复的进行脱氢脱羧，又生成草酰乙酸，再重

复循环反应的过程。

●抗氰呼吸在植物体内还存在着一条在氰化物存在条件下仍运行的呼吸作用。

●氧化磷酸化(oxidative phosphorylation)是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化，生成ATP，又称为偶

联磷酸化。

●底物水平磷酸化 (substrate level phosphorylation) 是底物分子内部能量重新分布，生成高能键，使ADP磷

酸化生成ATP的过程。

●呼吸商(respiratory quotient，RQ) 又称呼吸系数，是指植物组织在一定时间内，释放CO2与吸收O2的数量(体

积或物质的量)比值。

●呼吸跃变(respiratory climacteric): 当果实成熟到一定时期，其呼吸速率突然增高，最后又突然下降，这种

现象称为呼吸跃变。

二中英文对照

PPP 磷酸戊糖途径

三简答

4.1植物呼吸代谢有多条途径有何生物学意义？

植物呼吸代谢途径具有多样性，这是植物在长期进化过程中对多变环境的适应表现。然而，植物体内存在的多条化学途径并不是同等运行的。随着不同的植物种类、不同的发育时期、不同的生理状态和环境条件而有很大的差别。在正常情况下以及在幼嫩的部位，生长旺盛的组织中均是TCA途径占主要地位。在缺氧条件下，植物体内丙酮酸有氧分解被抑制而积累，并进行无氧呼吸，其产物也是多种多样的。而在衰老、感病、受旱、受伤的组织中，则戊糖磷酸途径加强。富含脂肪的油料种子在吸水萌发过程中，则会通过乙醛酸循环将脂肪转换为糖。水稻根系在淹水条件下则有乙醇酸氧化途径运行。植物呼吸系统的多样性满足了各种条件下植物对能量的需求。

4.2以化学渗透假说说明氧化磷酸化的机制？（课本P122-123）

电子经呼吸链传递时，可将质子（H+）从线粒体内膜的基质侧泵到内膜胞浆侧，产生膜内外质子电化学梯度储存能量。当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。

4.3抗氰呼吸的生理有哪些？

1、放热反应抗氰呼吸释放的热量对产热植物早春开花有保护作用，有利于种子萌发。

2、促进果实成熟在果实成熟过程中出现的呼吸跃变现象，主要表现为抗氰呼吸速率增强。

3、增强抗病能力

4、代谢协同调控1）当底物和NADH过剩时，分流电子；2）cyt 途径受阻时，保证EMP-TCA途径、PPP正常运转。4.4 长时间的无氧呼吸为何会使植物受伤死亡？

1、无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞质的蛋白质变性；

2、无氧呼吸利用葡萄糖产生的能量很少，植物要维持正常的生理需要就要消耗更多的有机物；

3、没有丙酮酸氧化过程，缺乏新物质合成的原料。

4.5 TCA循环（三羧酸循环）的特点和意义如何？

1.TCA循环是生物体利用糖或其它物质氧化获得能量的有效途径。

2.TCA循环中释放的CO2中的氧，不是直接来自空气中的氧，而是来自被氧化的底物和水中的氧。

3.在每次循环中消耗2分子H2O。一分子用于柠檬酸的合成，另一分子用于延胡索酸加水生成苹果酸。

4.TCA循环中并没有分子氧的直接参与，但该循环必须在有氧条件下才能进行，因为只有氧的存在，才能使

NAD+和FAD在线粒体中再生，否则TCA循环就会受阻。

5.该循环既是糖、脂肪、蛋白彻底氧化分解的共同途径；又可通过代谢中间产物与其他代谢途径发生联系和.

相互转变。

4.6油料作物呼吸作用有什么特点。

油料种子在发芽过程中，细胞中出现许多乙醛酸体，贮藏脂肪首先水解为甘油和脂肪酸，然后脂肪酸在乙醛酸体氧化分解为乙酰CoA，并通过乙醛酸循环转化为糖类。

四另外

磷酸戊糖途径的生理意义

（1）中间产物如Ru5P和R5P是核酸的原料，PPP与EMP相沟通。F6P，7-P-景天庚酮糖(SBP)使呼吸与光合作用连系。（2）NADPH2，特别是脂肪合成需要NADPH2供给，NADPH能被植物线粒体氧化形成ATP。

（3）抗病：4-P-赤藓糖和PEP可以合成莽草酸，它是多种具抗病作用的多酚物质的前体。如木质素，花菁苷等。

复合体酶名称

复合体Ⅰ复合体Ⅱ复合体Ⅲ复合体Ⅳ

NADH-泛醌还原酶

琥珀酸-泛醌还原酶

泛醌-细胞色素C还原酶

细胞色素c氧化酶

辅基

FMN，Fe-S

FAD，Fe-S

铁卟啉，Fe-S

铁卟啉，Cu

多肽链数

39

4

10

13

泛醌和Cyt c 均不包含

在上述四种复合体中。

第五章植物的光合作用

一名词解释

●光合色素在光合作用的反应中吸收光能的色素

●光合速率是指单位时间、单位叶面积吸收的CO2的量或O2的释放量。

●将光合作用同化CO2量与呼吸作用释放CO2量相等时的CO2浓度称为CO2补偿点

●光合速率开始不变时的CO2浓度称为CO2的饱和点。

●光合作用：绿色植物利用光能把CO２和水合成有机物，同时释放氧气的过程。

●库吸收、消耗、贮存同化物是部位或器官，这些部位生长旺盛、代谢活跃，如生长点，正在发育的幼叶、花、

果实等。分为代谢库和贮藏库

●源指植物制造和输出同化物的部位或器官，主要指进行光合作用的叶片。

●源-库单位 : 存在同化物供求关系的源与库。由制造同化物的源叶片和从这片叶接收同化物的库器官加上它们

之间的输导组织构成。

二中英文对照

CAM 景天科酸代谢途径； chl叶绿素；PSⅡ光系统2； PEP磷酸烯醇式丙酮酸;

PGA 3-磷酸甘油酸

三简答

5.1如何证明光合电子传递由两个光系统参与，并接力进行？

20世纪40年代，当以绿藻为材料，研究不同光波的量子产额，即每吸收一个光子后释放出的氧分子数，发现用波长大于685mm的远红光照射材料时，虽然光子仍被叶绿素大量吸收，但量子产额急剧下降，这种现象成为红降。

1957年，罗伯特·爱默生观察到，在远红光条件下，如补充红光（波长650mm），则量子产量大增，并且比两种波长的光单独照射的总和还要大。这样两种波长的光促进光合效率的现象叫做双光增益效应或者爱默生效应。我们可以认为是远红光帮助了短波长的红光，或者是短波长的红光帮助了远红光。

这些现象让人设想，光合作用可能包括两个光化学反应接力进行。后来，进一步的研究证明光合作用确实是由两个光化学反应，分别由两个光系统完成。一个吸收短波红光的光系统II，另一个是吸收短波的光系统I。这两个光系统是以串联的方式协同作用的。

5.2 C?途径分为哪3个阶段？各阶段的作用分别是什么？

（一）、RuBP的羧化 3RuBP+3CO2+3H2O Rubisco PGA + 6H+

（二）、C3产物的还原利用同化力将3-磷酸甘油酸还原为甘油醛-3-磷酸(GAP,磷酸丙糖)。

（三）、RuBP的再生由甘油醛-3-磷酸重新形成核酮糖-1，5-二磷酸(RuBP)

5.3 C?植物、C?植物和CAM植物在碳代谢上各有什么异同点？

C4和CAM植物中，只有卡尔文循环能够最终同化CO2，PEP的羧化只起了临时固定和浓缩CO2的作用。

不同点：固定CO2的方法不同。

相同点：最终同化CO2的方法相同。

5.4光呼吸是如何发生的？有何生理意义？

（1）植物的绿色细胞在光照下有吸收氧气,释放CO2的反应，由于这种反应仅在光下发生，需叶绿体参与，并与光合作用同时发生，称作为光呼吸(photorespiration)。

（2）光呼吸的意义

①减少损失②保护叶绿体③在CO2浓度低时或气孔关闭时，维持碳同化的转运④光呼吸途径也可能对绿色细

胞氮代谢起有利作用

5.5简述压力流动学说的要点、实验依据及遇到的问题？

要点（1930，明希）：在输导系统两端存在着由同化物的浓度差异而产生的压力差，这种压力差推动筛管中的液流流动。在源端（叶片），光合产物不断地装到筛管分子中，浓度增加，水势降低，吸水膨胀，压力势升高，推动物质向库端流动；在库端，同化物不断地卸出到库中去，浓度降低，失水，压力势下降。源库两端便产生了压力势差，这种压力势差推动物质由源到库源源不断地流动。

支持压力流动学说的实验证据：（ 1 ）用蚜虫吻针法证明，筛管源库两端存在压力势差。

（ 2 ）用蚜虫吻针法证明，筛管中有液流流动。

（ 3 ）筛管接近源库的两端存在浓度梯度。

（ 4 ）激素类物质在有糖浓度梯度时才可被运输。

压力流动学说不完善的方面：

1.只能说明单方向运输；

2. 源库端的压力势差不能克服筛板的阻力；

3. 学说本身没有反映代谢的主动作用；

4.对筛管内P蛋白的作用解释不清。

面临的两大难题：（1）筛管细胞内充满韧皮蛋白和胼胝质，阻力很大，要保持糖溶液如此快的流速，需要的压力势差要大得多；（2）对于筛管内物质的双向运输很难解释

5.6试述同化物运输与分配的特点和规律？（生理课后习题解答P12）

1.优先供应生长中心

2.就近供应，同侧运输

3.功能叶中间无同化物供应关系

4.同化物和营养元素的再分配和再利用

5.运输方向总是从源到库

四另外

同化物运输的形式，及它的优点。形式：蔗糖优点：1、蔗糖是还原性糖，具有很高的稳定性，其糖苷键水解需要很高的能量。2、蔗糖的溶解度很高，在100℃时，100ml水中可溶解蔗糖487g。3、蔗糖的运输速率很高。

1.光合作用和呼吸作用的联系与区别

联系：

（ 1 ） NADP + 和 NAD + 在光合作用与呼吸作用中通用。

（ 2 ）卡环与 PPP 基本上是正反反应，中间物质可交换使用。

（ 3 ）光合作用放出的 O 2 供给呼吸作用，呼吸释放 CO 2 供给光合作用。

（ 4 ）相互促进，相互制约，没有光合作用提供物质（呼吸底物），呼吸作用难于进行，没有呼吸作用提供各

种中间产物和 ATP ，光合作用也会受到影响。

（课件上的思考题）

1. 高等植物筛管汁液中，主要的有机物是蔗糖。

2. 植物细胞信号传递中的第二信使系统包括 Ca2+信号系统、肌醇磷酸系统、 cAMP信号系统。

3. 被子植物筛管分子含有的特殊物质有包括 P蛋白、胼胝质，其所起的主要作用？

4. 同化物分配规律源到库、优先供应生长中心、就近供应、同侧运输。

第六章植物代谢物质

一名词解释

●细胞信号转导（signal transduction）:偶联各种胞外刺激信号（包括各种内外源刺激信号）与其相应的生理

反应之间的一系列分子反应机制。

●受体(receptor) 是指在细胞质膜上能与化学信号物质（配体ligand）特异性结合，并能把胞外信号转换为胞

内信号，发生相应细胞反应的物质。

●植物生长物质（plant growth substances）：指具有调节植物生长发育的一些生理活性物质，包括植物激素和

生长调节剂。

●植物激素(plant hormones或phytohormones)：指在植物体内合成的，可移动的，对生长发育产生显著作用的

微量(<1μmol/L)有机物。

●植物生长调节剂（plant growth regulators）：指人工合成的具有类似植物激素生理活性的化合物。

●植物生长抑制剂是指抑制植物茎顶端分生组织生长的生长调节剂

●植物生长延缓剂是指抑制植物亚顶端分生组织生长的生长调节剂。

二中英文对照

IAA吲哚乙酸；NAA萘乙酸；GA赤霉素；CCC矮壮素；ABA脱落酸；PA多胺；ETH乙烯；CTK细胞分裂素；cAMP环腺苷酸

三简答

●什么叫细胞信号转导？膜上信号转导是如何实现的？

细胞信号转导（signal transduction）:偶联各种胞外刺激信号（包括各种内外源刺激信号）与其相应的生理反应之间的一系列分子反应机制。

信号传递至胞膜，与细胞表面受体结合而活化受体后，便进入了跨膜信号转换。有关跨膜信号转换的方式有多种，其中研究较清楚的是G蛋白介导的跨膜信号转换方式，其次是类受体蛋白激酶与二元组分系统跨膜信号转换方式。

●生长素和赤霉素都影响茎的伸长，茎对生长素和赤霉素的反应在哪些方面表现出差异？

1、AUX仅能促进离体组织的伸长、GA可以促进整株植物的伸长。

2、AUX的作用具有双层效果，可引起顶端优势现象；GA没有。

●植物激素对开花有哪些影响？

1、赤霉素能诱导开花、促进雄花分化。

2、细胞分裂素能促进果树花芽分化、促进结实。

3、乙烯能促进开花和雌花分化

●试用基因激活假说和酸生长假说解释生长素是如何促进细胞生长的？

a、酸生长理论：IAA通过激活细胞膜H+—ATPase向外分泌H+，引起细胞壁环境的酸化，进而激活了一种乃至

多种适宜低PH的壁水解酶；纤维素微纤丝的氢键易断裂联系松弛，因而细胞壁可塑性增大，胞夜吸水扩大，细胞伸长。

b、基因激活假说：在IAA刺激细胞伸长的同时，闭眼有新的物质添加到细胞壁中以维持其厚度。因此，生长素的

第二个效应在于又到细胞壁成分的合成。当生长素与其受体结合后，便会启动信号转导过程，强化一些转录因子；

这些强化的转录因子进入细胞核，就能进行特异基因的表达，产生细胞生理效应，如细胞伸长，壁蛋白合成等。根据转录因子的不同，生长素诱导的基因分为两类，即早期基因和晚期基因。

●GAs水平随着种子成熟过程而降低，而同时ABA的水平却上升，这有什么生理意义？

植物激素对生长发育的调控具有顺序性。

例如：种子的发育过程中伴随着各种激素水平的消长。对大多数植物的种子而言，CTK水平子种子发育早期总是最高的，此时细胞分裂的速度也最快。当种子进入快速生长时，CTK水平下降，同时GA和IAA水平上升，而此时ABA几乎检测不到。从胚发育开始进入后期。GA和IAA水平开始下降，ABA水平却开始上升。在成熟期种子的体积和干重达到最大时，ABA水平也达到顶峰。这表明，ABA在胚成熟阶段发挥重要的生理作用，而GA和IAA则在胚和种子生长发育阶段发挥作用。

四另外

●生长素

1、前体：色氨酸、

2、作用机理：（如上）

3、生理效应

1.促进生长（双重作用、不同器官对生长素的敏感性不同、对离体器官和整体植物效应有别）

2.促进插条不定根的形成

3.对养分的调运作用

4.生长素的其他效应

●赤霉素

1、前体物：甲瓦龙酸

2、生理效应 1.促进茎的伸长生长.（⑴促进整株植物生长⑵促进节间的伸长⑶不存在超最适浓度的抑制作用）

2.诱导开花

3.打破休眠

4.促进雄花分化

5.其他生理效应

3、作用机理

1. GA与酶的合成大麦种子萌发时胚中产生的GA，通过胚乳扩散到糊粉层细胞，诱导α—淀粉酶的形成，该酶又扩

散到胚乳使淀粉水解。

2．赤霉素调节生长素的水平。

3. GA调节细胞壁中的钙的水平 (促进茎的延长)。

●乙烯生理效应：1.改变生活习性

2.促进成熟

3.促进脱落

4.促进开花和雌花分化

5.乙烯的其他效应，如：诱导次生物质(橡胶树的乳胶)的分泌；不定根的形成；打破种子休眠等

●细胞分裂素

1、生物合成由tRNA水解产生从头合成，前体: 甲瓦龙酸

2、生理效应

1.促进细胞分裂（IAA只促进核的分裂。CTK——促进细胞质分裂。GA缩短细胞周期中的G1期和S期的时间.）

2. 促进芽的分化【CTK / IAA 高——形成芽、CTK / IAA 低——形成根、CTK / IAA 中——保持生长而不分化】3．延缓叶片衰老【清除活性氧；阻止水解酶的产生，保护核酸、蛋白质、叶绿素不被破坏；阻止营养物质外流】

4. 其他生理作用【促进气孔开放；打破种子休眠；刺激块茎形成；促进果树花芽分化】

●脱落酸

1、前体物质：甲瓦龙酸（MVA）

2、生理效应 1.促进休眠 2.促进气孔关闭3.抑制生长4.促进脱落5.增加抗逆性

●目前公认的植物激素：生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、脱落酸和乙烯。

●植物激素具有以下特点：

内生性，是植物生命活动中的正常代谢产物；

可运性，由某些器官或组织产生后运至其它部位而发挥调控作用，在特殊情况下植物激素在合成部位也有调控作用；

调节性，植物激素不是营养物质，通常在极低浓度下产生生理效应。

●作用：

在植物激素中：

诱导黄瓜分化雌花的有（

）和（）诱导分化雄花的有（

）促进休眠的是（

）；打破休眠的是（）维持顶端优势的是（

）；打破顶端优势的是（）；

促进插条生根的是（

）；促进器官脱落的是（

）和（）；促进果实成熟的是（

）；延缓植物衰老的是

（）促进气孔关闭的是（

）；诱导淀粉酶形成的是（）促进细胞分裂的是（）。

I A A ET H G A A B A G A I A A C T K I A A A B A ET H ET H C T K A B A G A C T K

第七章植物的生长生理

一 名词解释

● 植物生长（ plant growth ）: 植物在体积和重量上的不可逆增加过程。是由细胞分裂、细胞伸长以及原生质体、

细胞壁的增长引起的。

● 植物分化（ differentiation ）: 分生组织细胞在分裂中，不仅有量变，而且产生质变，共同来源于一个分子或单

个细胞的那些（在外表上）遗传特性相同的细胞在形态上，生理生化上机能上异质性的表现 。

● 极性（polarity ）：表现在植物的器官、组织或细胞的形态学两端在生理上的差异性（异质性）。例如植物的形态学

上端总是长芽，下端总是长根。

● 发育（ development ）: 生物组织、器官或整体形态结构和功能上的有序变化过程--在形态学上常叫形态发生

Morphogenesis 。包括胚胎建成、营养体建成，生殖体建成三个阶段。【特点 ①时间上的严格顺序②空间上的协调】

● 种子萌发：种子吸水到胚根突破种皮（或播种到幼苗出土）之间所发生的一系列生理生化变化过程。

● 组织培养 指在无菌条件下，将离体的植物器官、组织、细胞以及原生质体和花药等，在人工控制的培养基上培养，

使其生长、分化以及形成完整植株的技术。【理论基础：细胞的全能性；植物激素】

● 生长大周期：无论是细胞、组织、器官，还是个体乃至群体，在其整个生长进程中，生长速率均表现出“慢－快－

慢”的节奏性变化。通常，把生长的这三个阶段总和起来，叫做生长大周期。

● 生长的相关性：植物各部分之间相互联系、相互制约、协调发展的现象，叫做生长的相关性。

● 向性运动 指植物的某些器官由于受到外界环境的单向刺激而产生的运动

● 生理钟(physiological clock)亦称“生物钟”指植物内生节奏调节的近似24小时的周期性变化节律

二 中英文对照

AGR 绝对生长速率；RGR 相对生长速率；Phy Ⅰ类型Ⅰ光敏色素；TTC 氯化三苯基四唑Pr 红光吸收型；Pfr 远红光吸收型；

三 简答

7.1长命mRNA 是在何时被合成，何时起作用的？

长命RNA 在种子形成过程中就已经产生，并保存在干燥种子中，他们对萌发早起几种水解酶的形成，以及胚根的发端可能起着重要的作用。

7.2淀粉时如何被彻底降解为葡萄糖的？α淀粉酶和β淀粉酶的作用方式有什么不同？

淀粉在α—淀粉酶和β—淀粉酶的作用下，水解为麦芽糖。麦芽糖再在麦芽糖酶的作用下水解为葡萄糖。

α—淀粉酶是从直链淀粉上，一次切下6个或12个葡萄糖分子将淀粉水解为小分子的糊精。

β—淀粉酶是从直链淀粉或糊精的末端葡萄糖开始每次只切下一个麦芽糖分子。

7.3总结种子萌发过程中贮藏物质的动员及再利用过程？

1、淀粉的动员

淀粉在淀粉酶的作用下分解为葡萄糖，供给种子萌发的营养需要。

2、脂肪的动员

在脂肪酶的作用下，脂肪转变为甘油和脂肪酸。

3、蛋白质的动员

胚乳或子叶内贮藏的蛋白质在蛋白酶的催化下，分解为氨基酸。

4、植酸的动员

种子萌发时，植酸在植酸酶的作用下，分解为肌醇和磷酸。磷酸参与体内能量代谢。肌醇可参与到细胞壁的形成过程中，因而对种子萌发和幼苗的生长是十分重要的。

7.4植物地上部与地下部相关性表现在哪些方面（生理课后习题解答P16）？在生产上如何利用？

植物的地上部与地下部的关系既相互促进相互依赖，又相互矛盾、相互制约。根系生长需地上部供给光合产物、生长素和维生素。而地上部生长又需根系吸收的水分、矿质和根系合成的 CTK 、氨基酸、酰胺、生物碱等。这

说明两者是相互依存，相互促进的。所谓根深叶茂或树大根深，就是讲两者相互促进的一面。但两者又是相互矛盾，相互制约的。例如，过分旺盛的地上部分的生长会抑制地下部分的生长，只有维持两者恰当比例，才能获得

农作物的高产。为此常常采用人为的方法来增加或降低根冠比。调节根冠比的措施主要有水肥管理，中耕除草等。一般地说降低土壤含水量，增施磷钾肥，适当控制氮肥，增强光照，进行中耕除草等，有利于增加根冠比，反之

则降低根冠比。

7.5就植物生长而言，光起什么作用？（生理课后习题解答P16）

光对植物生长具有多方面的影响。

（ 1 ）光是光合作用的能源，光合产物为植物生长提供有机营养和能量。

（ 2 ）光促进植物的形态建成，使叶片伸展扩大，茎的节间变短等。

（ 3 ）光照与植物的花诱导形成有关。长日植物只有满足长日照条件才能成花，短日植物则需要满足短日照条

件才能成花。

（ 4 ）日照时数影响植物生长或休眠，大多数多年生植物都是长日条件促进生长，短日条件诱导休眠，休眠芽

就是在短日照条件下诱导形成的。

（ 5 ）光影响种子萌发。需光种子的萌发受光照促进，而嫌光种子的萌发则受光照抑制，此外，光对植物的生

长还有许多影响。例如，影响叶绿素的形成，引起植物的向性运动，以及影响气孔开闭等。

7.6光敏色素分子的结构特点是什么？在植物体内有哪些生理作用？

光敏色素是易溶于水的浅蓝色色素蛋白。相对分子量约为

5

10

5.2×，由两个亚基构成的二聚体。每个亚基有两

个组成部分：一个称为“生色团”的吸光色素分子和一个脱辅基蛋白，两者结合构成全蛋白。高等植物光敏色素分子生色团由4个线性排列的吡哆环构成，相对分子量约为612，具有独特的吸光特性；脱辅基蛋白单体的相对

分子量约为

5

10

25

.1×，通过多肽链上的半胱氨酸以硫酯键的方式与生色团相连。

光敏色素在植物生命活动中作用很广泛，可归结为以几点：

（ 1 ）细胞水平

光敏色素可影响质体的形成、原生质体膨大、膜透性的改变、细胞的分化及花色素形成。

（ 2 ）光形态建成

一些需光种子莴苣、烟草和拟南芥等植物的种子，萌发时需要光照，在红光下萌率高，在远红光下萌发率低。红光促进种子萌发的原因，可能是提高 GA 与 ABA 的比值及改变了膜透性所致。另外光敏色素在光形态建成中的作用还表现在根原基起始，叶分化与扩大，下胚轴弯钩子张开，子叶张开，单子叶植物叶片开展，叶片偏上性生长，节间延长，叶片肉质化等。

（ 3 ）营养生长

子叶运动，节律现象，落叶、休眠、贮藏器官的形成和生长。

（ 4 ）生殖生长

引起光周期反应，诱导花芽分化开花，并可引起光敏雄性不育。

（ 5 ）调控内源激素代谢与运输。

（ 6 ）光敏色素还可以调控许多酶的活性，如磷酸甘油醛脱氢酶， RNA 聚合酶，核糖核酸酶，氨基酸激活酶等。四另外

●PCD 程序性细胞死亡

1、往往发生在单细胞。

2、在植物体内PCD是由核基因和线粒体基因共同参与调控的。

●种子生活力（seed viability）

指种子能够萌发的潜在能力或种胚具有的生命力。常用标准条件下测得的发芽力表示。但测定较慢。

常用快速检测方法：

1、组织还原法【活种子有呼吸作用，呼吸作用产生还原力，后者可使氯化三苯基四唑（简称TTC，无色）还原成

三苯甲簪（TTF或TPF，红色）。】

2、染色法【活种子细胞膜不能透过红墨水，胚不染色；】

3、萤光法【活种子产生的蛋白质、核酸发出荧光】

●营养生长与生殖生长的相关

1、依存关系营养生长是生殖生长的基础，生殖生长是营养生长的必然趋势和结果。

2、制约关系营养生长能制约生殖生长；生殖器官的形成与生长往往对营养器官的生长产生抑制作用，并加速营

养器官的衰老与死亡

第八章植物的生殖生理

一名词解释

●春化作用低温促进植物开花的作用

●光周期现象植物对昼夜相对长度的反应现象，称光周期现象。

●临界日长（critical daylength）使长日照植物开花的最短日照长度，或使短日照植物开花的最长日照长度，

称为临界日长（critical daylength）。

二中英文对照

SDP短日照植物； LDP长日照植物；

三简答

8.1植物的成花包括哪3个阶段？（生理课后习题解答P17）

首先是成花诱导，或者成花转变，即适宜的环境刺激诱导植物从营养生长向生殖生长的转变；

然后是成花启动，完成了成花诱导，处于成花决定态的分生组织，经过一系列内部变化分化成形态上可辨认的花源基，亦称花发端。

最后是花的发育或称花器官的形成。

8.2什么是春化作用，如何证实植物感受低温的部位是茎尖生长点？

春化作用低温促进植物开花的作用

感受低温的部位是根尖生长点。如：芹菜春化试验，离体胡萝卜、包菜实验等。芹菜放在温暖的室内，茎尖用胶管缠绕，通入冰冷的凉水，芹菜开花；如果放在冷室内，在茎尖的胶管内通入温水，芹菜不开花。

8.3为什么说暗期长度对短日照植物成花比对日照长度更为重要？

在光暗交替中，长日植物能开花的最大暗期长度或指短日植物能开花的最小暗期长度。

短日植物要求一定时间的连续暗期；光间断暗期则不能开花；在暗期的中间给予闪光最有效。试验证明，植物开花决定于暗期的长度而不是光期的长度。SDP实际上是长夜植物，LDP是短夜植物。暗期中断的效果，取决于暗期间施加光照的时间。一般植物对接近暗期中间的光间断最敏感，如短日植物苍耳在16 h长暗期中，在暗期开始后的8 h 进行闪光抑制开花的效果最高，暗期中断所需的光照强度和时间长短，也与植物种类有关。

虽然暗期对植物成花反应起着决定性作用，但是光期也是不可缺少的条件。

8.4如何用实验证明植物感受光周期的部位以及光周期诱导开花刺激物的传导？

光周期诱导开花刺激物的传导证明实验：