兰州大学草学草学考研植物生理学

目录

第一章植物细胞的结构与功能P12-42 （真题一到六） (5)

一、生物膜的功能P24 2010 (5)

二、液泡的功能P34 2007.2004.2003 （大点后面的话自己要看） (5)

三、膜外在蛋白、内在蛋白的特点是什么P22 2003 (5)

四、简述细胞膜的流动镶嵌模型及其特征P23 2003 (5)

五、典型的植物细胞与动物细胞的最主要的差异是什么？这些差异对植物的生理活动有什么影响？册5 2013 (5)

六、从细胞壁中的蛋白和酶的发现，谈谈对细胞壁功能的认识？册7 2016.2008.2006 (5)

七、为什么说真核细胞比原核细胞的进化程度高？册5 (6)

八、原生质体的胶体状态与其生理代谢有什么联系？册5 (6)

九、细胞内的区域化对其生命活动有何重要意义？册7 (6)

十、简述细胞质基质与其功能的关系? 册7 (6)

十一、胞间连丝有何功能？册8 (6)

十二、细胞的微膜系统、微梁系统和微球系统有何联系？册8 (6)

第二章植物的水分代谢P44-78 （真题一到五） (6)

一、根系吸水的途径P59 2008.2006 (6)

二、蒸腾作用的生理意义P63 2004.2003 (6)

三、简述影响根系吸水的土壤条件？册16 2012 (7)

四、简述水分在植物生命活动中的作用？册12 2007.2003 (7)

五、植物体内水分存在的形式与植物的代谢、抗逆性有什么关系？册12 2004 (7)

六、在植物生理学中引入水势概念有何意义？册12 (7)

七、植物细胞的水势由哪些组分组成？册12 (7)

八、植物吸水有哪几种方式？册15 (7)

九、简述水孔蛋白的水分运输机制、主要功能及其调控因子？册16 (8)

十、植物气孔蒸腾如何受光、温度和CO2的调节？册16 (8)

十一、适当降低蒸腾的途径有哪些？册18 (8)

十二、高大树木导管中的水柱为何可以连续不中断？假如导管中水柱中断了，树木顶端叶片还能不能得到水分？为什么？册18 (8)

十三、试述合理灌溉增产的原因？册18 (8)

十四、常用的作物灌溉的生理指标有哪些？册18 (8)

第三章植物的矿质与氮素营养P80-122 （真题一到六） (9)

一、什么是主动转运？原初主动转运与次级主动转运之间的差别是什么？P97 2015 (9)

二、在离子从土壤溶液到木质部的运输中，木质部装载的可能机制是什么？请举例说明。P100 2014 (9)

三、结合所学植物生理学知识，谈谈你对生理碱性盐、生理酸性盐、生理中性盐及单盐毒害的理解与看法。P99 2010 （此题于课本详看、再出大题的可能性很低） (9)

四、试述氮、磷、钾的生理功能及其缺素症状。册21 2012.2008.2003 (9)

五、植物缺素病症有的出现在顶端幼嫩枝叶上，有的出现在下部老叶上，为什么？举例加以说明。册22 2009 . 10

六、什么是必需元素？已确定的植物必需元素有哪些？必需元素和有益元素之间的差异是什么？请各举一例予以说明。用什么方法、根据什么标准来确定的？册21，P81 2013 (10)

七、植物根系吸收矿质有哪些特点？册23 (10)

八、试述矿质元素是如何从膜外转运到模内的？册23 (10)

九、用实验证明植物根系吸收矿质元素存在着主动吸收和被动吸收？册23 (10)

十、试述矿质元素在光合作用中的生理作用？册25 (11)

十一、试分析植物失绿的可能原因。册25 (11)

十二、为什么在叶菜类植物的栽培中常多施用氮肥，而栽培马铃薯和甘薯则较多地施用钾肥？册25 (11)

十三、为什么水稻秧苗在栽插后有一个叶色先落黄后返青的过程？册26 (11)

第四章植物的光合作用P124-190 （真题一到五，八） (11)

一、光合作用原初过程包括哪些步骤？P133 2004 (11)

二、试从解剖结构和生理方面阐述C4比C3光合作用强的原因。2013（暂无答案） (11)

三、光合作用的意义及影响光合作用的内外因素。册35+册39+P174 2015.2011 (11)

四、试述影响光合作用的环境因素，请以光合作用受限制或CO2受限制为例解释限制因素的概念。2015 （限制因素暂时搁置、、影响光合作用的环境因素见上题） (12)

五、C3途径可分为哪三个阶段? 各阶段的作用是什么? C4植物与CAM植物在碳代谢途径上有何异同点? 册37 2010 (12)

六、为什么光合作用被称为“地球上最重要的化学反应”？册35 (12)

七、可从哪些方面分析植株黄化的原因?（植株失绿的原因？影响叶绿素形成的原因？）册35 (12)

八、如何证明光合电子传递由两个光系统参与? 册35 2016 (13)

九、电子传递为何能与光合磷酸化偶联? 册36 (13)

十、为什么说光呼吸与光合作用是伴随发生的?光呼吸有何生理意义? 册37 (13)

十一、C4植物叶片在结构上有哪些特点? 册38 (13)

十二、产生光合作用"午睡"现象的可能原因有哪些?如何缓和"午睡"程度? 册39 (13)

十三、光对CO2同化有哪些调节作用? 册39 (14)

十四、为什么C4植物的光呼吸速率低? 册40 (14)

十五、影响光能利用率的因素有哪些?如何提高光能利用率? （提高作物产量的途径）册40 (14)

十六、什么是光抑制？植物通过哪些方式来避免或减轻光抑制的伤害？册42 (14)

第五章植物的呼吸作用P193-P237 （无真题） (14)

一、写出有氧呼吸和无氧呼吸的总方程式，两者有何异同点？册48 (14)

二、为什么说长时间的无氧呼吸会使陆地植物受伤，甚至死亡？册48 (15)

三、TAC循环、PPP、GAC途径各发生在细胞的什么部位？各有何生理意义？册49 (15)

四、呼吸作用与光合作用有何区别与联系？册50 (15)

五、为什么说油料种子播种时应注意适当浅播？册50 (15)

六、用温室栽培蔬菜，昼夜温度都保持25℃的恒温是否合适？应如何控制温度？册50 (15)

七、如何协调温度、湿度及气体的关系来做好果蔬的储藏？册51 (15)

八、呼吸作用与谷物种子储藏的关系如何？册51 (16)

第六章同化物的运输与分配P238-P274 （真题1-4） (16)

一、请描述筛管分子的解剖结构并试述其功能。P241 2014 (16)

二、试述韧皮部同化物运输的压力流动模型。在该模型中筛管汁液是顺水势梯度集流的吗？并请试述其原因。P253 2012 (16)

三、何谓植物“源”和“库”？并请论述其相互关系。P238 P267 2004、2011、2009、2015 (16)

四、试述同化物分配的一般规律。册59 2006 (16)

五、如何证明高等植物的同化物长距离运输是通过韧皮部途径的？册55 (16)

六、维管束系统对植物的生命活动具有哪些功能？册55 (16)

七、小叶脉中的伴胞有哪些类型？它们在形态解剖上各有哪些特征？册56 (17)

八、蔗糖作为同化物的运输形式具有哪些特点？册56 (17)

九、试述同化物韧皮部装载的过程和途径。装载途径和参与装载的伴胞类型以及被装载的糖的种类有何关联？册

56 (17)

十、如何判断同化物韧皮部装载是通过质外体途径还是通过共质体途径的？册57 (17)

十一、简述同化物韧皮部缷出的过程与途径。缷出途径与库器官种类有何关联？册57 (18)

十二、简述压力流动学说的要点和实验证据。册57 (18)

十三、简述库细胞内淀粉合成的可能途径。册58 (18)

十四、请举出植物体内同化物被再分配再利用的几个例子。册59 (18)

十五、如何理解库强在决定同化物分配中的重要性？册59 (18)

第七章植物细胞的信号转导P276-302 （真题1-3） (19)

一、简述细胞信号转导的基本过程册63 2016.2007 (19)

二、植物细胞中常见的第二信使有哪些？简述其主要功能。册63 2015 (19)

三、细胞受体有哪几类？受体有哪些主要特征？册63 2015 (19)

四、信号转导途径有哪些特性？册64 (19)

五、植物细胞的主要钙受体蛋白是什么？CaM的作用方式有哪些？册65 (20)

六、蓝光是如何诱导气孔开放的？册65 (20)

第八章植物生长物质P303-365 （真题一到四） (20)

一、植物生长延缓剂主要有哪些？简述其对植物生长发育的影响。P363-364 2003 (20)

二、试述IAA在植物体内运输机理P309 2004 (20)

三、简要说明生长素的作用机P316~318册70 2005 (20)

四、试述乙烯的生物合成途径及其调控因素P340册72 2014 (21)

五、六大类激素各有哪些生理效应？册68 (21)

六、如何用实验证明生长素的极性运输册69 (22)

七、各种赤霉素的结构、活性共同点及相互区别是什么？册71 (22)

八、证明细胞分裂素是在根尖合成的依据有哪些？册71 (22)

九、为什么用生长素、赤霉素或细胞分裂素处理可获得无子果实？册71 (22)

十、植物的休眠与生长可能是有哪两种激素调节的？如何调节？册72 (22)

十一、在调控植物生长发育方面，植物激素之间在哪些方面表现出协同作用或颉抗作用？册72 (22)

十二、乙烯是如何促进果实成熟的？册72 (22)

十三、多胺为什么能延缓衰老？册73 (22)

十四、IAA、GA、CTK的生理效应有什么异同？ABA、ETH的生理效应又有哪些异同？册73 (23)

十五、植物生长调节剂有哪些类型？在作物生产上可应用于哪些方面？册74 (23)

十六、生长抑制剂与生长延缓剂在概念及作用方式上有何异同？册74 (23)

十七、应用生长调节剂有哪些注意事项？册74 (23)

第十章植物的生长生理P404-P457 （真题一到四） (23)

一、植物组织培养的培养基通常有哪五类物质组成？P425 2003 (23)

二、植物组织培养的理论依据是什么？其在科学研究和生产上的应用有哪些？P422-423 2004 (24)

三、试述种子萌发的三个阶段，以及各阶段的代谢特点P432-433 2005、2009、2011 (24)

四、拟南芥等被子植物的胚胎发生一般要经历哪五个阶段P428-429 2014 (24)

五、生长、分化和发育三者之间有何区别与联系？册85 (24)

六、植物的生长发育有何特点？受那些因素控制？册85 (24)

七、植物细胞的分化一般有哪4步反应？册86 (25)

八、微管是如何控制细胞分裂和细胞生长的？册86 (25)

九、细胞的分化受哪些因素控制？册86 (25)

十、试述程序性细胞死亡的概念、特征和功能。册86 (25)

十、试述植物组织培养的一般程序。册87 (25)

十一、根尖分生组织有哪4类组织原细胞？有这些组织原细胞分别产生哪些组织？册88 (25)

十二、茎尖分生组织有哪些组织细胞学区？由这些组织细胞学区分别产生哪些组织？册88 (26)

十三、顶端优势的应用册90 (26)

十四、植物生长的相关性P447-451 (26)

第十一章植物的成花生理P460-487 真题第一道 (26)

一、南麻北种有何利弊？为什么？册P.97 2009 (26)

二、设计一简单的实验来证明在春化过程中植物感受低温的部位是茎尖生长点。册94 (26)

三、赤霉素与春化作用有何关系？册94 (26)

四、说明春化作用在农业生产实践中的应用价值？册95 (26)

五、什么是光周期现象？举例说明植物的主要光周期类型，并说明光周期反应类型与植物原产地的关系。册95 (26)

六.用实验证明植物感受光周期的部位，并证明植物可以通过某种物质来传递光周期刺激。册95 (27)

七、如果你发现一种尚未确定光周期特性的新植物种，怎样确定它是短日植物、长日植物或日中性植物？册96 (27)

八、试述植物激素与成花的关系？册96 (27)

九、为什么说光敏色素在植物的成花诱导中起重要作用？册96 (27)

十、用实验证明暗期和光期在植物成花诱导中的作用。册96 (27)

十一、举例说明光周期理论在农业实践中的应用。册97 (28)

十二、根据所学生理知识，简要说明从远地引种要考虑哪些因素才能成功。册97 (28)

十三、哪些因素影响花器官的形成？册98 (28)

十四、植物的性别表现有什么特点？受哪些因素的调控？册98 (28)

第十二章植物的生殖和衰老P.488-P.523 （真题一） (29)

一、引起种子休眠的原因有哪些？如何解除休眠？册-104 2009、2010 (29)

二、植物受精后，雌蕊的代谢主要有哪些变化？册102 (29)

三、高等植物的受精作用受哪些因素影响？册102 (29)

四、种子发育可分为哪几个时期？各时期在生理上有哪些特点？册102 (29)

五、种子中主要的贮藏物质有哪些？它们的合成与积累有何特点？册102 (29)

六、肉质果实成熟期间在生理生化上有哪些变化？册103 (30)

七、影响果实着色的因素有哪些？册104 (30)

八、引起芽休眠的主要原因是什么？常用的解除芽休眠和延长芽休眠的方法有哪些？册105 (30)

九、引起植物衰老的可能因素有哪些？册105 (30)

十、如何调控器官的衰老与脱落？册106 (31)

十三章植物的抗逆生理P.526-570 （真题一到六） (31)

一、植物的盐害主要表现在哪些方面？P.553 2003 (31)

二、在逆境中植物体内积累脯氨酸的作用？P529 2004 (31)

三、植物在逆境条件下合成哪些蛋白质？试述其生理功能。P533 2004、2009 (31)

四、简述植物体内的活性氧清除系统。P533 2005 (31)

五、什么是渗透胁迫？植物细胞如何利用有机小分子物质或相溶性溶质及无机离子实现渗透调节？P553、529 2012 (31)

六、什么是热击蛋白？试述热击蛋白在植物抗性中的作用。P533 2013 (32)

七、植物对逆境的适应性有哪几种方式？册111 (32)

八、逆境蛋白的产生对植物有何生理意义？册111 (32)

九、生物膜结构成分与抗寒性有何关系？册112 (32)

十、试述冷害与冻害的区别。册112 (32)

十一、抗寒锻炼为什么能提高植物的抗寒性？册113 (32)

十二、干旱对植物有哪些伤害？册113 (32)

十三、植物抗旱的生理基础有哪些？如何提高植物的抗旱性？册113 (33)

十四、高温对植物有什么危害？册114 (33)

十五、植物耐盐的生理基础表现在哪些方面？如何提高植物的抗盐性？册114 (33)

十六、植物感病后在生理生化方面有哪些变化？作物抗病的生理基础如何？册115 (33)

十七、什么叫大气污染？主要污染物有哪些？有哪几种伤害方式？册115 (34)

十八、植物氧代谢失调会引起哪些伤害？册116 (34)

十九、什么叫植物的交叉适应？交叉适应有哪些特点？册116 (34)

第一章植物细胞的结构与功能P12-42 （真题一到六）

一、生物膜的功能P24 2010

答：1.分室作用：细胞的膜系统能将细胞与外界环境隔开，也能将细胞内部的空间隔开，使细胞内部区域化，即形成多种细胞器，从而使细胞的生命活动分室进行。

2.代谢反应场所：生物膜是细胞许多代谢反应有序进行的场所。

3.能量转换场所：生物膜是细胞进行能量转换的场所，光合电子传递、呼吸电子传递以及与之相偶联的光和磷酸化和氧化磷酸化都发生在膜上。

4.控制物质交换：生物膜对物质的通透具有选择性，能控制膜内外的物质交换。

5.信号识别与转导：膜糖的残基分布在膜的外表面，好似“触角”，能够识别外界的某些物质，并将外界的某种刺激转换为胞内信使，诱导细胞反应。膜上还存在着各种各样的受体，能感受刺激，转导信号，调控代谢。

二、液泡的功能P34 2007.2004.2003 （大点后面的话自己要看）

答：1.转运物质

2.吞噬和消化作用

3.调节细胞水势

4.吸收和积累物质

5.调节pH和离子稳态

6.使细胞呈色

7.抵御病虫害

三、膜外在蛋白、内在蛋白的特点是什么P22 2003

答：1.生物膜中的蛋白质占细胞蛋白总量的20%-30%，他们是单纯蛋白或与糖或脂结合的结合蛋白，根据其与膜脂的作用方式或其在膜中的位置，膜蛋白分为外在蛋白和内在蛋白两类。

2.外在蛋白：为水溶性球状蛋白，通过静电作用及离子键等非共价键与膜脂相连，分布在膜的内外表面。

3.内在蛋白：占膜蛋白总量的70%-80%，又叫嵌入蛋白或整合蛋白，为水不溶性，分布在脂质双分子层中，有的横跨全膜，也叫跨膜蛋白，有的全部埋入双脂层，也有的与外在蛋白结合以多酶复合体形式一部分插在膜中，另一部分露在膜外。

四、简述细胞膜的流动镶嵌模型及其特征P23 2003

答：细胞膜的流动镶嵌模型是由辛格尔和尼柯尔森提出的解释生物膜结构的模型，认为液态的脂质双分子层中镶嵌着可移动的蛋白质，使膜具有不对称性和流动性。

特征：1.脂质以双分子层存在：构成膜骨架的脂质双分子层中，脂类分子疏水基向内，亲水基向外。

2.膜蛋白存在的多样性：外在蛋白以静电相互作用的方式与膜亲水性头部结合，内在蛋白与膜脂的疏水区以疏水键结合。

3.膜的不对称性：a.外层以磷脂酰胆碱为主，内层以磷脂酰丝氨酸和磷脂酰乙氨酸为主; b.膜内外两层所含外在蛋白与内在蛋白种类及数量不同; c.糖蛋白与糖脂只存在膜的外层，寡糖暴露于膜外。

4.膜的流动性，不对称性决定了不稳定性，磷脂和蛋白质都具有流动性。

五、典型的植物细胞与动物细胞的最主要的差异是什么？这些差异对植物的生理活动有什么影响？册5 2013 答:1.典型的植物细胞中存在大液泡和质体，细胞膜外还有细胞壁，这些都是动物细胞所没有的这些结构特点対植物的生理活动以及适应外界环境具有重要的作用。

2.大液泡的存在使植物细胞与外界环境构成一个渗透系统，调节细胞的吸水机能，维持细胞坚挺，另外液泡也是吸收和积累各种物质的场所。

3.质体中的叶绿体使植物进行光合作用；而淀粉体能合成并储藏淀粉。

4.细胞壁不仅使植物细胞维持固有的形态，而且在物质运输、信息传递、抗逆防病等方面起重要作用。

六、从细胞壁中的蛋白和酶的发现，谈谈对细胞壁功能的认识？册7 2016.2008.2006

答：长期以来细胞壁被认为是界定原生质体的僵死的“木头盒子”，只起被动的防御的作用。但随着研究的深入，大量蛋白质有时是几十种酶蛋白在细胞壁中被发现，使人们改变了传统的观念，认识到细胞壁是植物进行生命活动不可缺少的部分。它具有以下生理功能：

1.维持细胞形状，控制细胞生长：细胞壁增加了细胞的机械强度，也参与细胞的水势调节，这不仅有保护原生质体的作用，而且维持了器官与植物的固有的形态。

2.运输物质与传递信息：细胞壁是物质运输、化学信号（激素等）、物理信号（电波、压力等）传递的介质和通路。

3.代谢功能：细胞壁中的酶类广泛参与细胞壁高分子的合成、转移和水解等生化反应。

4.防御与抗性：细胞壁中的寡糖素能诱导植物抗毒素的形成：细胞壁中的伸展蛋白除了作为结构成分外，还有防御和抗病抗逆的能力。

七、为什么说真核细胞比原核细胞的进化程度高？册5

答：1.原核细胞没有明显的由核膜包裹的细胞核，只有由若干条线形DNA构成的拟核体，细胞体积一般很小，质膜和细胞质的分化简单，除核糖体外，没有其他亚细胞结构，主要以无丝分裂方式繁殖。

2.而真核细胞有明显的由两层核膜包裹的细胞核，细胞体积大，细胞质膜高度分化形成了各种大小不一和功能各异的细胞器，各种细胞器之间通过膜的联络形成了一个复杂的内膜系统，细胞分裂以有丝分裂为主。

3.由于真核细胞出现复杂的内膜系统和高度分化的细胞器，使细胞结构区域化，代谢效率提高，遗产物质稳定，能组成高等的真核生物。两者相比，真核细胞显然要比原核细胞进化程度高。

八、原生质体的胶体状态与其生理代谢有什么联系？册5

答：1.原生质体有溶胶和凝胶两种状态。

2.当原生质处于溶胶状态时，黏性较小，细胞代谢活跃，分裂与生长旺盛，但抗逆性较弱；

3.当原生质呈凝胶状态时，细胞生理活性降低，但对低温、干旱等不良环境的抵抗能力提高，有利于植物度过逆境；

4.在植物进入休眠时，原生质胶体从溶胶状态转变为凝胶状态。

九、细胞内的区域化对其生命活动有何重要意义？册7

答：1.细胞内的区域化是指有生物膜把细胞内的空间分隔，形成各种细胞器，这样不仅使各区域内具有的PH、点位、离子强度、酶系和反应物不同，而且能使细胞的代谢活跃“按室进行”各自执行不同的功能。

2.同时，由于内膜系统的存在又将多种细胞器联系起来，使得个细胞器之间能协调地进行物质、能量交换与信息传递，有序的进行各种生命活动。

十、简述细胞质基质与其功能的关系? 册7

答;细胞质基质也称为细胞浆，是富含蛋白质（酶）、具有一定的黏度、能流动的、半透明的胶状物质。它是细胞重要的组分，具有以下功能：

1.代谢场所：很多代谢反应（如糖酵解、磷酸戊糖途径、脂肪酸的合成、蔗糖的合成等）都在细胞质基质中进行，而且这些反应所需要的底物与能量都由基质提供。

2.维持细胞器的结构和功能：细胞质基质不仅为细胞器的实体完整性提供所需要的离子环境，供给细胞器行使功能所必需的底物与能量，而且流动的细胞基质十分有利于各细胞器与基质间进行物质与能量的交换。

十一、胞间连丝有何功能？册8

答：植物细胞的胞间连丝主要生理功能有两方面：

1.进行物质交换，相邻细胞的原生质可通过胞间连丝进行交换，使可溶性物质（如电解质和小分子有机物）、生物大分子物质（如蛋白质、核酸、蛋白核酸复合物）甚至细胞核发生胞间运输。

2.进行信号传递，物理信号（电波、压力）和化学信号（生长调节剂）都可通过胞间连丝进行共质体传递。

十二、细胞的微膜系统、微梁系统和微球系统有何联系？册8

答:1.植物细胞被微膜系统分隔成多种细胞器，使各种生理活动得以分室进行（即代谢、功能的区域化）。

2.微梁系统是细胞的骨架，维持细胞质的机械强度，推动细胞器的运动和促进物质和信息的交流。

3.微球系统是遗传信息的载体，承担着遗传信息的传递和表达。

4.各种细胞器虽然形成了细胞内的相对独立系统，但许多细胞器又有微膜系统和微梁系统相互联系，使得亚细胞结构之间随时都能进行物质、能量与信息交换。细胞的三个系统相互作用，使得细胞的结构和功能协调统一，并成为生物体的基本单位。

第二章植物的水分代谢P44-78 （真题一到五）

一、根系吸水的途径P59 2008.2006

答：1.根部吸收的水分通过根毛、皮层、内皮层、中柱薄壁细胞进入导管，水分在根内的径向运输有质外体途径、共质体途径和跨膜途径。

2.质外体途径：水分经由细胞壁、细胞间隙以及木质部导管等组成的质外体的移动途径。

3.共质体途径：水分依次从一个细胞的细胞质经过胞间连丝进入另一个细胞的细胞质的移动途径。

4.跨膜运输：水分透过细胞膜的运输途径。水分从细胞的一侧跨膜渗透进入细胞，从细胞的另一侧跨膜运出细胞，并可依次跨膜进出下一个细胞，最后进入植物体内部。

二、蒸腾作用的生理意义P63 2004.2003

答：1.蒸腾作用产生的蒸腾拉力是植物吸收与转运水分的主要动力

2.蒸腾作用促进木质部汁液中物质的运输

3.蒸腾作用能降低植物体的温度

4.蒸腾作用的正常进行有利于CO2的同化

三、简述影响根系吸水的土壤条件？册16 2012

答：1.土壤水分状况：土壤中的毛管水是植物吸收水分的主要来源。通常土壤含水量为田间持水量的70%左右时，最适宜根系吸水。当土壤缺少可以利用的水分时，植株会发生萎蔫。

2.土壤温度：在一定的温度范围内，根系吸水速率随土温的增高而加快。低温下水的黏度增加，扩散阻力加大；根系代谢活动减弱，主动吸水降低；根系生长缓慢，影响吸水面积增加。高温加速根的老化，使酶蛋白变性失活。骤然降温会使根系吸水减少，引起萎蔫。

3.土壤通气状况：土壤中水分适宜、氧气充足，可促进根系有氧呼吸，增加主动吸水，也有利于根系的生长和吸水面积的扩大。如果土壤板结或水分过多、氧气不足、CO2积累，影响根系的正常呼吸，影响水肥吸收，还会因无氧呼吸积累较多的酒精而使根系受到毒害。

4.土壤溶液浓度：土壤溶液浓度高时水势低，根系无法吸水甚至发生水分的反渗透，出现烧苗现象。

四、简述水分在植物生命活动中的作用？册12 2007.2003

答：1.水是植物细胞原生质的主要组分：植物细胞原生质中的70%~90%是水。

2.水在植物的生理活动中有重要的作用：

（1）水是代谢过程的反应物质，是光合作用的原料，参与呼吸作用和多种有机物的合成和分解；

（2）水是物质运输、吸收及生化反应的介质，是植物体内各种物质运输、吸收及信息传导的载体，也是酶活动和各种生理生化反应的介质;

（3）水使植物细胞维持体内膨压，促进细胞分裂和生长；

（4）使植物抱保持固有的姿态，有利于生理活动进行。

3.水对植物生存有重要的生态意义：

（1）植物体内大量的水分可维持体温的相对稳定，通过蒸腾散失水分降低体温，使植物不易受高温伤害；

（2）水可调节植物生存环境，水分可以增大气湿度、调节土壤和大气温度、改善田间小气候；

（3）水的透光性使水生植物的需光反应正常进行。

五、植物体内水分存在的形式与植物的代谢、抗逆性有什么关系？册12 2004

答：植物体内的水分存在有两种形式：

1.一种是和细胞组分紧密结合而不能自由移动、不易蒸发散失的水，称为束缚水；

2.另一种是与细胞组分之间吸附力较弱，可以自由移动的水，称为自由水。

3.自由水可以参与各种代谢活动，因此，当自由水/束缚水比值高时，细胞原生质呈溶胶状态，植物的代谢活动旺盛，生长较快，抗逆性弱；反之，自由水少时，细胞原生质呈凝胶状态，植物代谢活性低，生长迟缓，但抗逆性强。

六、在植物生理学中引入水势概念有何意义？册12

答：1.可用热力学知识来分析水分的运动状况：不论在生物界、非生物界，还是在生物界与非生物界之间，水分总是从水势高处流向水势低处，直到两处水势差为0为止。

2.可用同一单位来判别水分移动：水势的单位为压力(Pa)，与土壤学、气象学中的压力单位相一致，使在土壤-植物-大气的水分连续系统中，可用同一单位来判别水分移动。

3.与吸水力联系起来：水势概念与传统的吸水力（S）概念有联系，在数值上ψw = -S，使原先前人测定的吸水力数值在加上负号后就变成水势值。

七、植物细胞的水势由哪些组分组成？册12

答：1.植物细胞的水势是主要由溶质势（ψs）、压力势（ψp）和衬质势（ψm）3个组分组成。细胞水势的公式为：ψ细胞=ψs+ψp+ψm。

2.溶质势是指植物中含有大量溶质，由于溶质颗粒的存在而引起细胞水势降低。溶质的质点数越多，细胞液的溶质势越低。

3.压力势是指外界如细胞壁对细胞的压力而使细胞水势改变的值，压力势一般为正值。

4.衬质势是指由于细胞中的亲水物质对自由水的束缚而引起水势降低的值，由于具有中央液泡的细胞含水量很高，衬质吸附水后，衬质势趋于0，可忽略不计。

5.因此有液泡的成熟细胞的公式为:ψ细胞=ψs+ψp。

高处的水比低处的水具有较高的水势，研究水分在高大植物体内的运动时，应将重力势作为水势的一个组分。重力势（ψg）指由于重力的存在使体系水势增加的数值。但在细胞间和小型植物内部的水分运动时，重力势往往忽略不计。

八、植物吸水有哪几种方式？册15

答：通常认为细胞的水势主要有3部分组成：溶质势、压力势和衬质势。这3个组成中的任何一个发生变化，都会影响细胞水势的变化，从而影响细胞与外界水分的交换。所以引起植物吸水有下述3种方式：

1.渗透吸水：指由于溶质势（ψs）的下降而引起的细胞吸水。含有液泡的细胞吸水，如根系吸水、气孔开闭时保卫细胞的吸水。

2.吸胀吸水：依赖于低的衬质势（ψm）而引起的吸水。无液泡的分生组织和干燥种子中含有较多衬质（亲水物体），它们可以氢键和水分子结合，吸附水分。

3.降压吸水这里是指因压力势（ψp）的降低而引发的细胞吸水。如蒸腾旺盛时，木质部导管和叶肉细胞（特别是萎蔫组织）的细胞壁都因失水而收缩，使压力势下降，从而引起细胞水势下降而吸水。

九、简述水孔蛋白的水分运输机制、主要功能及其调控因子？册16

答：水孔蛋白是存在于生物膜上的具有选择性、高效转运水分功能的膜内在蛋白。水孔蛋白的主要功能是实现水分的跨膜运输。水孔蛋白不具有“水泵”功能，而是通过减少水越膜运动的阻力而使细胞间水分迁移的速率加快。水通过水孔蛋白是顺着膜内外的水势梯度被动运输。即水分运输的方向是由膜两侧的水势决定。水分由高水势处向低水势处流动，并不直接消耗能量。

水孔蛋白活性受多种因素调控：

1.在转录或翻译水平上调节水孔蛋白的表达，以影响其丰度及分布；

2.通过磷酸化、质子化、渗透压和静水压等可快速调节水孔蛋白的活性。其中，磷酸化是一个重要的调节手段，在水孔蛋白氨基酸残基上加上或除去磷酸可控制孔道开闭改变其对水的通透性；

3.H+-ATPase活性较高时，将质子外泵，细胞内质子浓度较低，水孔蛋白活性较高；反之，当受到逆境胁迫，H+-ATPase 活性较低，胞内质子浓度较高，可抑制水通道活性；

4.细胞自身的渗透压和静水压也会影响水通道活性，其机制可能是胞内压力对水孔蛋白产生张力，改变其构象，关闭水通道。

5.另外，汞是水孔蛋白的抑制剂，使孔道关闭。

十、植物气孔蒸腾如何受光、温度和CO2的调节？册16

答：1.光是影响气孔运动的主要环境因素。多数植物的气孔在光下张开，在黑暗中关闭。光促进气孔开启的效应有两种，一种是通过光合作用发生的间接效应；另一种是通过蓝光受体感受光信H+-ATP酶，将质子泵出细胞，对气孔开启直接的效应。

2.低浓度CO2促进气孔张开,高浓度CO2能使气孔关闭（无论光下或暗中都是如此）。可能的原因是：高浓度CO2会使质膜透性增加，导致K+泄漏，消除质膜内外的溶质势梯度；同时，高浓度CO2使细胞内酸化，影响跨膜质子浓度差的建立。

3.气孔开度一般随温度的上升而增大。在30℃左右气孔开度最大，超过30℃或低于10℃，开度变小或关闭。高温使水分散失加快、呼吸升高，导致叶内CO2浓度增高，气孔关闭。

十一、适当降低蒸腾的途径有哪些？册18

答：1.减少蒸腾面积：如移栽植物时，可以去掉一些枝叶，减少蒸腾失水。

2.降低蒸腾速率：如在移栽植物时避开促进蒸腾的高温、强光、低湿、大风等外界条件，增加植株周围的湿度，或覆盖塑料薄膜等。

3.使用抗蒸腾剂：有些抗蒸腾剂能影响保卫细胞的膨胀，减少气孔开度，降低蒸腾失水量；有些施用于叶面后能形成保护膜，防止水分散失；有些能增加叶面对光的反射，降低叶温；减少蒸腾量等。

十二、高大树木导管中的水柱为何可以连续不中断？假如导管中水柱中断了，树木顶端叶片还能不能得到水分？为什么？册18

答：这通常可用蒸腾流-内聚力-张立学说（也称为内聚力学说）来解释：

植物叶片蒸腾失水后，便向导管吸水，而水本身有重量，受到向下的重力影响，这样，一个上拉的力量和一个下拖的力量共同作用于导管水柱上就会产生张力，但由于水分子内聚力远大于水柱张力，同时，水分子与导管或管胞壁的纤维素分子间还有附着力，因而维持了输导组织中水柱的连续性，使得水分不断上升。

假如某部分导管中水柱中断了，树木顶端叶片还是能够得到水分的，这是因为水分可以横向进入相邻的导管分子形成一条旁路，从而保持水煮的连续性，另外，在导管内大水柱中断的情况下，水流仍可以通过微孔以小水柱的形式上升。

十三、试述合理灌溉增产的原因？册18

答：作物要获得高产优质，就必须生长发育良好，而合理灌溉能在水分供应上满足作物的生理需水，尤其是确保水分临界期的水分供应，没促使作物生长发育良好使光合面积增大，叶片寿命延长，光和效率提高，根系活力增强，促进肥料的吸收和转运，并能促进光合产物向经济器官运送和转化，使产量和品质都得以提高。

十四、常用的作物灌溉的生理指标有哪些？册18

答：叶片是反应植株生理变化最敏感的部位，叶片的相对含水量、渗透势、水势、细胞汁液浓度和气孔开度等均可作为灌溉的生理指标。植物体水分丢失平衡时，叶片的含水量下降、溶质势下降、水势下降、细胞汁液浓度提高、

气孔开度减少甚至关闭。当有关生理指标达到临界值时，就应及时灌溉。

第三章植物的矿质与氮素营养P80-122 （真题一到六）

一、什么是主动转运？原初主动转运与次级主动转运之间的差别是什么？P97 2015

答：1.主动转运，即主动吸收，指细胞利用呼吸释放的能量逆电化学势梯度吸收矿质元素的过程。

2.原初主动转运：是指质膜H+-ATP酶利用ATP水解产生的能量，把细胞质内的H+向膜外泵出，产生质子驱动力的过程。

3.次级主动转运：是指以质子动力作为驱动力的离子或分子的转运。

原初主动转运与次级主动转运之间的差别：

1.原初主动转运是水解ATP把化学能转变成ΔμH+或质子动力

2.而离子的次级主动转运则是利用μH+或质子动力实现离子或分子的跨膜转运

3.次级主动转运会减ΔμH+，然而ΔμH+下降时通过反馈作用又可促进原初转运的持续进行

4.最终结果是消耗ATP，实现离子或分子的跨膜主动转运

二、在离子从土壤溶液到木质部的运输中，木质部装载的可能机制是什么？请举例说明。P100 2014

答：土壤溶液中的矿质元素一般需通过以下几个过程才可进入到根系的木质部导管。

1.土壤溶液中溶质向根部的运输：土壤溶液中的溶质可以集流或扩散的方式进入根系表面，溶质随水分向根流动是集流运输，而离子从高浓度向低浓度的分子运动是扩散运输。

2.离子进入根系表面细胞：根部细胞呼吸放出CO2和H2O。CO2溶于水生成H2CO3，H2CO3能解离出H+和HCO3-离子，这些离子可作为根系细胞的交换离子，同土壤溶液和土壤胶粒上吸附的离子进行交换从而进入根的表皮和皮层细胞。另外，土壤溶液中离子也可以直接进入根皮层的细胞壁和充水的细胞间隙。

3.离子进入根部导管：离子从根表面进入根导管有质外体运输和共质体运输两条平行途径，质外体运输通过细胞壁与细胞间隙到达中柱，共质体运输通过胞间连丝绕过液泡，从一个细胞到另一个细胞向中柱运输。

三、结合所学植物生理学知识，谈谈你对生理碱性盐、生理酸性盐、生理中性盐及单盐毒害的理解与看法。P99 2010 （此题于课本详看、再出大题的可能性很低）

四、试述氮、磷、钾的生理功能及其缺素症状。册21 2012.2008.2003

答：（1）氮

生理功能：

①氮是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分，而这三者又是原生质、细胞核和生物膜等细胞结构物质的重要组成部分。

②氮是酶、ATP、多种辅酶和辅基(如NAD+、NADP+、FAD等)的成分，它们在物质和能量代谢中起重要作用。

③氮还是某些植物激素（如生长素和细胞分裂素）、维生素（如B1、B2、B6、PP）等的成分，它们对生命活动起调节作用。

④氮是叶绿素的成分，与光合作用有密切关系。

缺氮病症：

①植株矮小；②叶色发黄或发红，分枝（分蘖）少，花少，籽粒不饱满，产量降低；③老叶先表现病症。

（2）磷

生理功能：

①磷是核酸、核蛋白和磷脂的主要成分；

②磷是许多辅酶（如NAD+、NADP+等）的成分，也是ATP和ADP的成分;

③磷参与碳水化合物的代谢和运输;

④细胞中的磷酸盐构成缓冲体系，在细胞渗透式的维持中起一定的作用。

缺磷症状：

①植株瘦小，分蘖或分枝减少，新叶呈黑绿色，老叶和茎基常变红，开花延迟，产量降低，抗性减弱；②老叶先表现病症。

（3）钾

生理功能：

①作为多种酶的激活剂参与植物体内重要的代谢；

②促进蛋白质、糖的合成，并能促进糖类运输；

③可增加原生质体的水合程度，降低其黏性，增加细胞保水力；

④构成细胞渗透势的重要成分，可参与细胞控制吸水、气孔等生理过程；

⑤作为细胞中最重要的电荷平衡成分，在维系活细胞正常生命活动中所必需的跨膜（质膜、液泡膜、叶绿体膜、线粒体膜等）电位中有不可替代的作用。

缺素病症：

①植物抗旱、抗寒性降低，植株茎秆柔弱，易倒伏，叶色变黄，叶缘焦枯，生长缓慢；②老叶先表现病症。五、植物缺素病症有的出现在顶端幼嫩枝叶上，有的出现在下部老叶上，为什么？举例加以说明。册22 2009 答：植物体内的矿质元素，根据它在植株内能否移动和再利用可分为二类：

1.一类是非重复利用元素，如钙、硫、铁、铜等；

2.另一类是可重复利用的元素，如氮、磷、钾、镁等。

在植株旺盛生长时，如果缺少非重复利用元素，缺素病症就首先出现在顶端幼嫩叶上，例如，大白菜缺钙时心叶呈褐色。如果缺少重复利用元素，缺素病症就会出现在下部老叶上，例如，缺氮时叶片由下而上褪绿发黄。

六、什么是必需元素？已确定的植物必需元素有哪些？必需元素和有益元素之间的差异是什么？请各举一例予以说明。用什么方法、根据什么标准来确定的？册21，P81 2013

答：必需元素是指对植物生长发育必不可少的元素。具有不可缺少性、不可替代性、直接功能性。

已确定的植物的必需元素有19种：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁、铜、硼、锌、锰、钼、氯、硅、镍、钠。后15种为矿质元素。

有益元素是指并非植物生命活动所必需，但能促进某些植物生长发育的元素。如Na, Si, Se等。

判断某种元素是否为植物必需元素有3条标准：

1.不可缺少性：由于缺乏该元素，植物生长发育受阻，不能完成生活史；

2.不可替代性：缺乏该元素植物表现出专一的病症，只有加入该元素这种病症才可被消除；

3.直接功能性：该元素在植物营养生理上能表现为直接效应，而不是由于该元素改善了植物生长的环境条件（如土壤的理化性质）而产生的促进植物生长发育的间接效应。

确定植物必需矿质元素的方法通常采用溶液培养法或砂基培养法，可在配制的营养液中除去或加入某一元素，观察该元素对植物的生长发育和生理生化的效应来判断。如果在培养液中，除去某一元素，植物生长发育不良，并出现特有的病症，当加入该元素后，病状又消失，则说明该元素为植物的必需元素。反之，若减去某一元素对植物生长发育无不良影响，即表示该元素为非植物必需元素。

七、植物根系吸收矿质有哪些特点？册23

答：1.根系对矿质与水分相对吸收（既相互关联又相互独立）：

关联表现在：①盐分一定要溶于水中，才能被根系吸收，并随水流进入根部的质外体，随水流分布到植株各部分；

②矿质的吸收，降低了根系细胞的渗透势，促进了植物的吸水。

相互独立表现在：①矿质的吸收不与水分的吸收成比例；②二者的吸收机理不同，水分吸收主要是以蒸腾作用引起的被动吸水为主，而矿质吸收则是以消耗代谢能的主动吸收为主；③二者的分配方向不同，水分主要分配到叶片用于蒸腾作用，而矿质主要分配到当时的生长中心。

2.根对离子吸收具有选择性：植物对同一溶液中不同离子或同一盐的阳离子和阴离子吸收的比例不同，从而引起外界溶液pH发生变化。

3.单盐毒害与离子拮抗：将植株培养在某一单盐溶液中，不久即呈现不正常状态，最后死亡。若在单盐溶液中加入少量其它盐类，这种毒害现象就会清除.

4.存在基因型差异植物在吸收的矿质种类和吸收速率以及利用效率等方面都存在明显的差异。

八、试述矿质元素是如何从膜外转运到模内的？册23

答：矿质元素从膜外转运到膜内主要有两种方式：被动吸收和主动吸收。

1.被动吸收：被动吸收有扩散作用和协助扩散两种方式。

（1）扩散作用指分子或离子沿着化学势或电化学势梯度转移的现象。

（2）协助扩散是小分子物质经膜转运蛋白顺浓度梯度或电化学势梯度的跨膜转运。膜转运蛋白有通道蛋白和载体蛋白两类，它们都是细胞膜中一类内在蛋白。通道蛋白构成了离子通道。载体蛋白通过构象变化转运物质。2.主动吸收：矿质元素的主动吸收需要ATP提供能量，而ATP的能量释放依赖于ATP酶。ATP酶是质膜上的插入蛋白，它既可以在水解ATP释放能量的同时直接转运离子，也可以水解ATP时释放H+建立ΔμH+后启动载体(传递体)转运离子。通常将质膜ATP酶把细胞质内的H+向膜外泵出的过程称为原初主动运转。而把以ΔμH+为驱动力的离子运转称为次级共运转。进行次级共运转的传递体有共向传递体、反向传递体和单向传递体等，它们都是具有运转功能的蛋白质。矿质元素可在ΔμH+的驱动下通过传递体以及离子通道从膜外转运到膜内。

九、用实验证明植物根系吸收矿质元素存在着主动吸收和被动吸收？册23

答：1.将植物的根系放入含有矿质元素的溶液中，首先有一个矿质迅速进入根的阶段，称为第一阶段，然后矿质吸收速度变慢且较平稳，称为第二阶段。

2.在第一阶段，矿质通过扩散作用进入质外体，而在第二阶段矿质又进入原生质和液泡。

3.如果将植物根系从溶液中取出转入水中，进入组织的矿质会有很少一部分很快地泄漏出来，这就是原来进入质

外体的部分。如果将植物的根系处于无O2、低温中，或用抑制剂来抑制根系呼吸作用时，会发现：矿质进入质外体的第一阶段基本不受影响，而矿质进入原生质和液泡的第二阶段会被抑制。

4.这一实验表明，矿质进入质外体与其跨膜进入细胞质和液泡的机制是不同的。前者是由于扩散作用而进行的吸收，这是不需要代谢来提供能量的顺电化学势梯度被动吸收矿质的过程；后者是利用呼吸释放的能量逆电化学势梯度主动吸收矿质的过程。

十、试述矿质元素在光合作用中的生理作用？册25

答：矿质营养在光合作用中的功能极为广泛，归纳起来有以下方面：

1.叶绿体结构的组成成分：如N、P、S、Mg是叶绿体结构中构成叶绿素、蛋白质以及片层膜不可缺少的元素。

2.电子传递体的重要成分：如PC中含Cu、Fe-S中心、Cytb、Cytf和Fd中都含有Fe，因而缺Fe会影响光合电子传递速率。

3.磷酸基团在光、暗反应中具有突出地位：如构成同化力的ATP和NADPH，光合碳还原循环中所有的中间产物，合成淀粉的前体ADPG，合成蔗糖的前体UDPG等，这些化合物中都含有磷酸基团。

4.光合作用所必需的辅酶或调节因子：如Rubisco，FBPase的活化需要Mg2+；放氧复合体不可缺少Mn2+和Cl-；而K+和Ca2+调节气孔开闭；另外，Fe3+影响叶绿素的合成；K+促进光合产物的转化与运输等。

十一、试分析植物失绿的可能原因。册25

答：植物呈现绿色是因其细胞内含有叶绿体，而叶绿体中含有绿色的叶绿素的缘故。因而凡是影响叶绿素代谢的因素都会引起植物失绿。可能的原因有：

1.光：光是影响叶绿素形成的主要条件。从原叶绿素酸酯转变为叶绿酸酯需要光，而光过强，叶绿素反而会受光氧化而破坏。

2.温度：叶绿素的生物合成是一系列酶促反应，受温度影响。高温和低温都会使叶片失绿。高温下叶绿素分解加速，褪色更快。

3.营养元素：氮和镁都是叶绿素的组成成分，铁、锰、铜、锌等则在叶绿素的生物合成过程中有催化功能或其它间接作用。因此，缺少这些元素时都会引起缺绿症，其中尤以氮的影响最大，因此叶色的深浅可作为衡量植株体内氮素水平高低的标志。

4.氧：缺氧能引起Mg-原卟啉Ⅸ或Mg-原卟啉甲酯的积累，影响叶绿素的合成。

5.水：缺水不但影响叶绿素的生物合成，而且还促使原有叶绿素加速分解。

6.此外，叶绿素的形成还受遗传因素控制，如水稻、玉米的白化苗以及花卉中的花叶不能合成叶绿素。有些病毒也能引起花叶病。

十二、为什么在叶菜类植物的栽培中常多施用氮肥，而栽培马铃薯和甘薯则较多地施用钾肥？册25

答：1.叶菜类植物的经济产量主要是叶片部分，受氮素的影响较大。氮不仅是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分，而且是叶绿素的成分，与光合作用有密切关系。因此，氮的多寡会直接影响细胞的分裂和生长，影响叶面积的扩大和叶鲜重的增加。且氮素在土壤中易缺乏，因此在叶菜类植物的栽培中要多施氮肥。

2.钾与糖类的合成有关。钾肥充足时，蔗糖、淀粉、纤维素和木质素含量较高，钾也能促进糖类运输到贮藏器官中，在富含糖类的贮藏器官中钾含量较多.在栽培马铃薯和甘薯等作物时要多施钾肥。

十三、为什么水稻秧苗在栽插后有一个叶色先落黄后返青的过程？册26

答：植物体内的叶绿素在代谢过程中一方面合成，一方面分解，在不断地更新。水稻秧苗根系在栽插过程中受伤，影响植株对构成叶绿素的重要矿质元素N和Mg的吸收，使叶绿素的更新受到影响，而分解过程仍然进行。另一方面，N和Mg等矿质元素是可重复利用元素，根系受伤后，新叶生长所需的N和Mg等矿质元素依赖于老叶中叶绿素分解后的转运，即新叶向老叶争夺N和Mg等矿质元素，这就加速了老叶的落黄，因此水稻秧苗在栽插后有一个叶色落黄过程。当根系恢复生长后，新根能从土壤中吸收N、Mg等矿质元素，使叶绿素合成恢复正常。随着新叶的生长，植株的绿色部分增加，秧苗返青。

第四章植物的光合作用P124-190 （真题一到五，八）

一、光合作用原初过程包括哪些步骤？P133 2004

答: 1.原初反应是指从光合色素分子被光激发，到引起第一个光化学反应为止的过程，它包括光物理反应与光化学反应两个反应。

2.光物理指天线色素吸收光能，通过分子间能量传递，把光能传给反应中心色素。

3.光化学是指受光激发的反应中心色素发生光氧化还原反应。

二、试从解剖结构和生理方面阐述C4比C3光合作用强的原因。2013（暂无答案）

三、光合作用的意义及影响光合作用的内外因素。册35+册39+P174 2015.2011

答：光合作用的意义：

由于食物、能量和氧气是人类生活的三大要素，它们都与光合作用密切有关，所以光合作用对人类的生存和发展具有重要的意义，主要表现在三方面：

1.光合作用把CO2转化为碳水化合物。

2.光合作用将太阳能转变为可贮存的化学能。

3.光合作用中释放氧气，维持了大气中CO2和氧气的平衡。

影响光合作用的内在因素：

1.叶龄：嫩叶的光合速率很低；幼叶的呼吸作用旺盛，也使表观光合速率降低；当叶片的叶面积和厚度长至最大，光合速率通常也达到最大值；以后随着叶片衰老，叶绿素含量下降，以及叶绿体内部结构的解体，叶的光合速率下降。

2.叶的结构：叶厚度、栅栏组织与海棉组织的比例、叶绿体和类囊体的数目等，都对光合速率有影响。

3.光合产物的输出：光合产物（蔗糖）从叶片中输出的速率以及光合产物积累到一定水平都会影响叶片的光合速率。

影响光合作用的外部因素：

1.光：光是光合作用的动力，也是形成叶绿素、叶绿体以及正常叶片的必要条件，光还显著地调节光合酶的活性与气孔的开度，因此光直接制约着光合速率的高低。光能不足可成为光合作用的限制因素，光能过剩会引起光抑制使光合活性降低。

2.温度：光合过程中的许多反应是由酶所催化的化学反应，因而受温度影响。光合作用有一定的温度范围和三基点，即最低、最高和最适温度。光合作用只能在最低温度和最高温度之间进行。

3.水分：①直接影响：水为光合作用的原料，没有水不能进行光合作用。②间接影响：光合作用必须在含水的体系中进行，水分亏缺会使光合速率下降。因为缺水会引起：气孔导度下降；光合产物输出变慢；光合机构受损；光合面积扩展受抑等。另外，水分过多会使叶肉细胞处于低渗状态，土壤水分太多，会导致通气不良而妨碍根系活动等，这些也都会影响光合作用的正常进行。

4.气体：CO2是光合作用的原料，CO2不足往往是光合作用的限制因子，对C3植物光合作用的影响尤为显著。O2对光合作用有抑制作用，一方面O2促进光呼吸的进行，另一方面高氧下形成超氧阴离子自由基，对光合膜、光合器有伤害作用。

5.氮素：氮素是叶绿体叶绿素的组成成分，也是Rubisco 等光合酶以及构成同化力的ATP和NADPH等物质的组成成分。在一定范围内，叶的含N量、叶绿素含量、Rubisco 含量分别与光合速率呈正相关。

四、试述影响光合作用的环境因素，请以光合作用受限制或CO2受限制为例解释限制因素的概念。2015 （限制因素暂时搁置、、影响光合作用的环境因素见上题）

五、C3途径可分为哪三个阶段? 各阶段的作用是什么? C4植物与CAM植物在碳代谢途径上有何异同点? 册37 2010 答：C3途径可分为羧化、还原、再生3个阶段。

1.羧化阶段：指进入叶绿体的CO2与受体RuBP结合，生成PGA的过程。

2.还原阶段：指利用同化力将3-磷酸甘油酸还原为甘油醛-3-磷酸甘油醛的反应过程。

3.再生阶段：由3-磷酸甘油醛重新形成1,5-二磷酸核酮糖的过程。

CAM植物与C４植物固定与还原CO2的途径基本相同，二者都是由C4途径固定CO2 ，C3途径还原CO2，都由PEP羧化酶固定空气中的CO2，，由Rubisco羧化C４二羧酸脱羧释放的CO2，二者的差别在于：C４植物是在同一时间(白天)和不同的空间(叶肉细胞和维管束鞘细胞)完成CO２固定(C4途径)和还原(C3途径)两个过程；而CAM植物则是在不同时间(黑夜和白天)和同一空间(叶肉细胞)完成上述两个过程的。

六、为什么光合作用被称为“地球上最重要的化学反应”？册35

答：1.光合作用是地球上规模最巨大的把太阳能转变为可储存的化学能的过程。也是规模最巨大的将无机物合成有机物和从水中释放氧气的过程。

2.光合作用合成的物质不仅是植物合成其结构物质和维持其生命活动的能量物质的根本来源，同时也是其他生物有机体的结构和能量物质的根本来源。

3.地球上大部分的能量物质都是经光合作用由太阳能来的。

4.光合作用也是目前唯一知道的通过分解水产生氧气的生物过程。

5.原始大气中没有氧气，自从有了光合作用，需氧生物才得以进化和发展。

七、可从哪些方面分析植株黄化的原因?（植株失绿的原因？影响叶绿素形成的原因？）册35

答：1.植物黄化的原因是植物缺乏叶绿素，凡影响叶绿素合成的因素都会使植株发生黄化。影响叶绿素合成的因素有环境因素和遗传生理因素。

2.环境因素包括光照、温度、矿质元素、干旱等逆境。

3.光是影响叶绿素合成的主要条件。从原叶绿素酸酯a转变为叶绿素酸酯a需要光。光照过弱，不利于叶绿素的

生物合成，光照过强，叶绿素分子又会受光氧化被破坏而褪去绿色。

4.叶绿素的生物合成是一系列酶促反应，受温度影响。低温抑制叶绿素的形成；高温下叶绿素分解大于合成。

5.叶绿素的形成必须有一定的营养元素。氮和镁是叶绿素的组成成分，铁、锰、铜、锌等则在叶绿素的生物合成过程中中有催化功能或其他间接作用。因此，缺少这些元素时都会引起缺绿症，其中氮的影响最大，因而叶色的深浅可作为衡量植株体内氮素水平高低的标志。

6.缺水不断影响叶绿素的合成，而且还促使叶绿素加速分解，所以干旱时叶片呈黄褐色。

7.有些病毒的存在也都会使植物缺绿，发生黄化。

8.遗传上若缺乏编码叶绿素合成和叶绿体正常发育的基因，那么叶绿素的合成反应受到阻碍。

八、如何证明光合电子传递由两个光系统参与? 册35 2016

答：1.红降现象和双光增益效应：

红降现象是指用大于680nm的远红光照射光和器官时，光合量子效率急剧下降的现象；而双光增益效应指在用远红光照射时补加一点稍短波长的光(例如650nm的光)，量子效率大增的现象，这两种现象暗示着光合机构中存在着两个光系统，一个能吸收长波长的远红光，而另一个只能吸收稍短波长的光。

2.光合放氧的量子需要量大于８：从理论上讲，一个量子引起一个分子激发，可转移一个电子，那么释放一个O2，传递4个电子只需吸收4个量子(2H2O→4H＋+4e-+Ｏ２↑)而实际测得光合放氧的最低量子需要量为8～12。这也证实了光合作用中电子传递要经过两个光系统，有两次光化学反应。

3.类囊体膜上存在PSⅠ和PSⅡ色素蛋白复合体：现在已经用电镜观察到类囊体膜上存在PSⅠ和PSⅡ颗粒，能从叶绿体中分离出PSⅠ和PSⅡ色素蛋白复合体,在体外进行光化学反应与电子传递,并证实PSⅠ与NADP+的还原有关，而PSⅡ与水的光解放氧有关。

九、电子传递为何能与光合磷酸化偶联? 册36

答：根据化学渗透学说，ATP的合成是由质子动力(或质子电化学势差)推动形成的，而质子动力的形成是H+跨膜转移的结果。在光合作用过程中，随着类囊体膜上的电子传递会伴随H+从基质向类囊体膜腔内转移，形成质子动力，由质子动力推动光合磷酸化的进行。

用以下实验也可证实电子传递是与光合磷酸化偶联的：在叶绿体体系中加入电子传递抑制剂（如DCMU），光合磷酸化就会停止；如果在体系中加入ADP与Pi磷酸化底物则会促进电子传递

十、为什么说光呼吸与光合作用是伴随发生的?光呼吸有何生理意义? 册37

答：光呼吸是植物的绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的反应，这种反应需叶绿体参与，仅在光下与光合作用同时发生，光呼吸底物乙醇酸主要由光合作用的碳代谢提供。

光呼吸与光合作用伴随发生的根本原因主要是由Rubisco的性质决定的，Rubisco是双功能酶，它既可催化羧化反应，又可以催化加氧反应，即CO2和O2竞争Rubisco同一个活性部位，并互为加氧与羧化反应的抑制剂。因此在O2和CO2共存的大气中，光呼吸与光合作用同时进行，伴随发生，既相互抑制又相互促进，如光合放氧可促进加氧反应，而光呼吸释放的CO2又可作为光合作用的底物。

光呼吸在生理上的意义推测如下：

⑴回收碳素通过C2碳氧化环可回收乙醇酸中3/4的碳(2个乙醇酸转化1个PGA，释放1个CO2)。

⑵维持C3光合碳还原循环的运转在叶片气孔关闭或外界CO2浓度低时，光呼吸释放的CO2能被C3途径再利用，以维持光合碳还原环的运转。

⑶防止强光对光合机构的破坏作用在强光下，光反应中形成的同化力会超过CO2同化的需要，从而使叶绿体中NADPH/NADP、ATP/ADP的比值增高。同时由光激发的高能电子会传递给O2，形成的超氧阴离子自由基会对光合膜、光合器有伤害作用，而光呼吸却可消耗同化力与高能电子，降低超氧阴离子自由基的形成，从而保护叶绿体，免除或减少强光对光合机构的破坏。

十一、C4植物叶片在结构上有哪些特点? 册38

答：C4植物的光合细胞有两类：叶肉细胞和维管束鞘细胞(BSC)。C4植物维管束分布密集，间距小(每个叶肉细胞与BSC邻接或仅间隔1个细胞)，每条维管束都被发育良好的大型BSC包围，外面又为一至数层叶肉细胞所包围，这种呈同心圆排列的BSC与周围的叶肉细胞层被称为克兰兹(Kranz)解剖结构，又称花环结构。C4植物的BSC中含有大而多的叶绿体，线粒体和其它细胞器也较丰富。BSC与相邻叶肉细胞间的壁较厚，壁中纹孔多，胞间连丝丰富。这些结构特点有利于叶肉细胞与BSC间的物质交换，以及光合产物向维管束的就近转运。此外，C4植物的两类光合细胞中含有不同的酶类，叶肉细胞中含有磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶以及与C4二羧酸生成有关的酶；而BSC中含有Rubisco等参与C3途径的酶、乙醇酸氧化酶以及脱羧酶。在这两类细胞中进行不同的生化反应。

十二、产生光合作用"午睡"现象的可能原因有哪些?如何缓和"午睡"程度? 册39

答：引起光合"午睡"的主要因素是大气干旱和土壤干旱。在干热的中午，叶片蒸腾失水加剧，如此时土壤水分也亏缺，使植株的失水大于吸水，就会引起萎蔫与气孔导性降低，进而使CO2吸收减少。另外，中午及午后的强光、

高温、低CO2浓度等条件都会使光呼吸激增，光抑制产生，这些也都会使光合速率在中午或午后降低。光合"午睡"是植物中的普遍现象，也是植物对环境缺水的一种适应方式。但是"午睡"造成的损失可达光合生产30%，甚至更多，在生产上可采用适时灌溉、选用抗旱品种、增强光合能力、遮光等措施以缓和"午睡"程度。

十三、光对CO2同化有哪些调节作用? 册39

答：(1)光通过类囊体反应对CO 2同化提供同化力。

(2)调节着光合酶的活性C3循环中的Rubisco、PGAK、GAPDH、FBPase，SBPase，Ru5PK都是光调节酶。光下这些酶活性提高，暗中活性降低或丧失。光对酶活性的调节大体可分为两种情况，一种是通过改变微环境调节，即光驱动的电子传递使H+向类囊体腔转移，Mg2+则从类囊体腔转移至基质，引起叶绿体基质的pH从7上升到8，Mg2+浓度增加。较高的pH与Mg2+浓度使Rubisco等光合酶活化。另一种是通过产生效应物调节，即通过Fd-Td(铁氧还蛋白-硫氧还蛋白)系统调节。FBPase、GAPDH、Ru5PK等酶中含有二硫键(－S－S－)，当被还原为2个巯基(－SH)时表现活性。光驱动的电子传递能使基质中Fd还原，进而使Td还原，被还原的Td又使FBPase和Ru5PK等酶的相邻半胱氨酸上的二硫键打开变成2个巯基，酶被活化。

十四、为什么C4植物的光呼吸速率低? 册40

答：(1)维管束鞘细胞中有高的CO2浓度。C4植物的光呼吸代谢是发生在BSC中,由于C4途径的脱羧使BSC中CO2浓度提高，这就促进了Rubisco 的羧化反应，抑制了Rubisco 的加氧反应。

(2) PEPC对CO2的亲和力高由于C4植物叶肉细胞中的PEPC对CO2的亲和力高, 即使BSC中有光呼吸的CO2释放，CO2在未跑出叶片前也会被叶肉细胞中的PEPC再固定。

十五、影响光能利用率的因素有哪些?如何提高光能利用率? （提高作物产量的途径）册40

答：影响光能利用率的因素大体有以下几方面：

⑴光合器官捕获光能的面积占土地面积的比例，作物生长初期植株小，叶面积不足，日光的大部分直射于地面而损失。

⑵光合有效幅射照射能占整个辐射能的比例只有53%，其余的47%不能用于光合作用。

⑶照射到光合器官上的光不能被光合器官全部吸收，要扣除反射、透射及非叶绿体组织吸收的部分。

⑷吸收的光能在传递到光合反应中心色素过程中会损失，如发热、发光的损耗。

⑸光合器将光能转化为同化力，进而转化为稳定化学能过程中的损耗。

⑹光、暗呼吸消耗以及在物质代谢和生长发育中的消耗。

⑺内外因素对光合作用的影响，如作物在生长期间，经常会遇到不适于作物生长与进行光合的逆境，如干旱、水涝、低温、高温、阴雨、缺CO2、缺肥、盐渍、病虫草害等。在逆境条件下，作物的光合生产率要比顺境下低得多，这些也会使光能利用率大为降低。

提高作物光能利用率的主要途径为:

⑴提高净同化率如选择高光效的品种、增施CO2、控制温湿度、合理施肥等。

⑵增加光合面积通过合理密植或改变株型等措施，可增大光合面积。

⑶延长光合时间如提高复种指数、适当延长生育期，补充人工光源等。

十六、什么是光抑制？植物通过哪些方式来避免或减轻光抑制的伤害？册42

答：光抑制是强光引起植物光合速率下降的现象，其原因是光合机构接受的光能超过它所能利用的量，过剩光能对光合机构造成伤害。发生光抑制的前提是光能过剩，避免强光过照射或加强光能利用或增加光能消耗的方式就能避免或减少光抑制的伤害。通常植物可通过以下方式来避免或减少光抑制的伤害：

1.通过叶片运动，改变叶和光的角度，减少受光面积，叶绿体运动或在叶表面形成叶毛或表面物质等都可以降低光能的吸收；

2.通过增加光合电子传递和光合关键酶的含量及活化程度，提高光和能力等来增加对光能的利用；

3加强非光合的耗能代谢过程，如光呼吸、Mehler反应等；

4加强热耗散过程，如蒸腾作用和叶黄素循环，叶黄素循环可以直接猝灭叶绿素的单线激发态，以热的形式耗散激发能，并消耗掉对植物有损伤作用的活性氧，因而起到了保护的作用；5增加活性氧的清除系统，植物细胞中有超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶、抗坏血酸还原酶、谷胱甘肽还原酶、抗坏血酸还原酶等酶系统，可以使氧自由基、过氧化物等失活，防止活性氧对植物细胞的破坏；

6加强PSll的修复循环，即修复和合成D1多肽。

第五章植物的呼吸作用P193-P237 （无真题）

一、写出有氧呼吸和无氧呼吸的总方程式，两者有何异同点？册48

答：有氧呼吸的总反应方程式为

+6O2CO2+6H2O 。’=-2870KJ/mol-1

C6H

无氧呼吸的总反应方程式为

C

H12O6C2H5OH+2CO2 G。’=-226KJ/mol-1

共同点：1、有氧呼吸和无氧呼吸都是生活细胞内在酶的参与下，将有机物逐步氧化分解并释放能量的过程。

2、它们都可为植物的生命活动提供能量和中间产物。

3、有氧呼吸（EMP-TCAC）和无氧呼吸最初阶段的反应历程都经过了糖酵解阶段。

不同点：1、有氧呼吸有分子氧参与，而无氧呼吸可在无氧条件下进行。

2、有氧呼吸的呼吸底物能彻底氧化分解二氧化碳和水，释放的能量多：而无氧呼吸对呼吸底物进行不彻底的氧化分解，释放的能量少，而且它的生成物（如酒精、乳酸）对植物有毒害作用。

3、有氧呼吸产生中间产物多，即为机体合成作用所能提供的原料多：而无氧呼吸产生的中间产物少，为机体合成作用所能提供的原料也少。

二、为什么说长时间的无氧呼吸会使陆地植物受伤，甚至死亡？册48

答：1、无氧呼吸释放的能量少，要依靠无氧呼吸释放的能量来维持生命活动的需要就要消耗大量的有机物，以至呼吸基质很快耗尽。

2、无氧呼吸生成氧化不彻底的产物，如酒精、乳酸等。这些物质的积累，对植物会产生毒害作用。、

3、无氧呼吸产生的中间产物少，不能为合成多种细胞组成成分提供足够原料。

三、TAC循环、PPP、GAC途径各发生在细胞的什么部位？各有何生理意义？册49

答：1、TAC循环发生在线粒体基质中，它的生理意义：（1）在TCA循环中，丙酮酸彻底氧化分解为二氧化碳和水，同时生成NADH、FADH和ATP，此外，脂类、氨基酸等呼吸底物也主要通过TCAC产生能量。因此，TAC循环是需氧生物体内有机质氧化分解的主要途径及获取能量的有效途径。（2）TCAC的中间产物是合成糖、脂类和氨基酸等的原料，其具有将多种有机物代谢联系起来的功能，成为植物体内物质代谢的枢纽。

2、PPP 发生在细胞质内，它的生理意义：(1)PPP途径中生成的中间产物是多种重要化合物合成的原料，能沟通多种代谢。例如，5-磷酸核糖是合成核苷酸的原料：4-磷酸赤藓糖（E4P）是合成芳香族氨基酸、生长素、木质素、绿原酸、咖啡酸等的原料。（2）由于该途径和EMP-TAC途径的酶系统不同，因此当EMP-TCA途径受阻时，PPP可代行正常的有氧呼吸，并有较高的能量转化效率。

3、GAC途径发生在植物和微生物的乙醛酸体中，它的生理意义：（1）GAC分解脂肪酸生成二羧酸与三羧酸，可以进入TCA循环：（2）油料作物种子萌发时，通过乙醛酸循环，将脂肪转变为糖，供生长发育的需要。

四、呼吸作用与光合作用有何区别与联系？册50

答：（1）光合作用与呼吸作用的主要区别：

1、光合作用以CO

2、H20为原料，而呼吸作用的底物为淀粉、己糖等有机物以及O2；

2、光合作用的产物是己糖、蔗糖、淀粉等有机物和O2，而呼吸作用的产物是CO2和H2O；

3、光合作用把光能依次转化为电能、活跃的化学能和稳定化学能，是储藏能量的过程，而呼吸作用是把稳定化学能转化为活跃化学能，是释放能量的过程；

4、在光合过程中进行光合磷酸化反应，在呼吸过程中进行氧化磷酸化和底物水平磷酸化反应；

5、光合作用发生的部位是在绿色植物细胞的叶绿体中，只有在光下才发生，而呼吸作用发生在所有生活细胞的线粒体、细胞质中，在光下、暗处随时都在进行。

（2）联系：1、两个代谢过程互为原料与产物，如光合作用释放的O2可供呼吸作用利用，而呼吸作用释放的CO2也可被光合作用所同化；光合作用的卡尔文循环与呼吸作用的戊糖磷酸途径基本上是正反对应的关系，它们有多种相同的中间产物（如GAP、Ru5P、E4P、F6P、G6P等），催化诸糖之间相互转换的酶也是类同的。

2、在能量代谢方面，光合作用中供光合磷酸化产生ATP所需的ADP和供生产NADPH所需的NADP+，与呼吸作用所需ADP和NADP+是相同的，它们是可以通用。

五、为什么说油料种子播种时应注意适当浅播？册50

答：油料种子中含脂肪多，萌发时，耗氧多，呼吸商小。种子如果播种过深会影响正常的有氧呼吸，对物质转化和器官的形成都不利，特别是根的生长和分化会受到明显的抑制。所以油料种子播种时需要注意适当浅播，以保证O2的供应。

六、用温室栽培蔬菜，昼夜温度都保持25℃的恒温是否合适？应如何控制温度？册50

答：昼夜温度都保持25℃的恒温并不适合蔬菜栽培，因为25℃左右是一般植物生长的最适温度，光合作用和呼吸作用都比较强，到了夜晚，光合作用停止，而在这样的温度下旺盛的呼吸消耗大量的有机物，积累的就比较少了，也即净同化率比较低。正确的方法是：白天维持25℃左右以利于光合生产，晚上应适当降低温室的温度以降低呼吸消耗。新疆的瓜果大又甜、青海的小麦千粒重高，与当地昼夜温差大有直接关系。

七、如何协调温度、湿度及气体的关系来做好果蔬的储藏？册51

答：果蔬是含水量高的富含营养食品，果实蔬菜的储藏过程中，关键的问题是保持果蔬的新鲜，减少物质消耗，

延迟其完熟，这就要求协调好温度、湿度和气体的关系，其措施是：

1、降低温度。在不发生冷害的情况下，适当降低温度，以降低呼吸速率，减少养分的消耗，缓解叶绿素的分解，推迟绿色果蔬的黄化。

2、调节气体成分，降低周围环境中氧气的浓度，增加二氧化碳的含量，或充氮气。这样也可以抑制果实中乙烯的产生，推迟呼吸跃变的发生，并降低其发生的强度。

3、控制温度。果蔬储藏环境必须保湿，多数果蔬适宜储藏的相对湿度为80%-90%。

八、呼吸作用与谷物种子储藏的关系如何？册51

答：种子呼吸速率受其含水量的影响很大。一般油料种子含水量在8%-9%，淀粉种子含水量在12%-14%时，种子中原生质处于凝胶状态，呼吸酶活性低，呼吸极微弱，可以安全储藏，此时的含水量称为安全含水量。超过安全含水量时呼吸作用就显著增强。原因是，种子含水量增高后，原生质由凝胶转变成溶胶，自由水含量升高，呼吸酶活性大大提高，呼吸也就增强。呼吸旺盛，不仅会引起大量储藏物质的消耗，而且由于呼吸作用的散热提高了粮堆温度，呼吸作用放出的水分会使种堆湿度增大，这些都有利于微生物活动，易导致粮食的变质，使种子丧失萌芽力和食用价值。

为了做到种子的安全储藏，1、严格控制进仓时种子的含水量不得超过安全含水量。

2、注意库房的干燥和通风降温。

3、控制库房内空气成分，如适当增高二氧化碳含量或充入氮气降低氧的含量。

4、用磷化氢等药剂灭菌，抑制微生物的活动。

第六章同化物的运输与分配P238-P274 （真题1-4）

一、请描述筛管分子的解剖结构并试述其功能。P241 2014

答：

二、试述韧皮部同化物运输的压力流动模型。在该模型中筛管汁液是顺水势梯度集流的吗？并请试述其原因。P253 2012

答：

三、何谓植物“源”和“库”？并请论述其相互关系。P238 P267 2004、2011、2009、2015

答：1、源即代谢源，指生产同化物以及向其他器官提供营养的器官或组织，如功能叶、萌发种子的子叶或胚乳。库即代谢库，指消耗或积累同化物的器官或组织，如根、茎、果实、种子等。

2、探讨作物源库关系时，须设置改变源强与库强的试验。通常采用去叶、提高CO2浓度、改变光强、供给外源糖等处理来改变源强；而采用剪穗、去花、蔬果、变温、施加抑制剂等处理来改变源强。试验表明，源是库的供应者，而库对源具有调节作用；库源两者相互依赖，又相互制约。

3、源强会为库提供更多的光合产物，并控制输出蔗糖的浓度、时间以及装载进入韧皮部的蔗糖数量；而库强则能调节源中蔗糖的输出速率和输出方向。一般来说，源强有利于库强潜势的发挥，库强则有利于源强的维持。

四、试述同化物分配的一般规律。册59 2006

答：1、同化物分配的总规律是由源到库由某一源制造的同化物主要流向与其组成源-库单位中的库。多个代谢库同时存在时，强库多分，弱库少分；近库现分，远库后分。

2、优先供应生长中心各种作物在不同生育期各有其生长中心，这些生长中心通常是一些代谢旺盛、生长速率快的器官或组织，它们既是矿质元素的输入中心，也是同化物的分配中心。

3、就近供应一个库的同化物来源主要靠它附近的原叶来供应，随着源库间距离的加大，相互间供应程度就逐渐减弱。一般来说，上位叶光合产物较多地供应子实、生长点；下位叶光合产物则较多地供应给根。

4、同侧运输源叶优先供应与它之间有直接维管连接的库。一特定的叶片通常与其茎上方或下方其他叶片通过维管系统连接。同侧运输是指同一方位的叶制造的同化物主要供给相同方位的幼叶、花序和根。

五、如何证明高等植物的同化物长距离运输是通过韧皮部途径的？册55

答：1、环割实验环割是将树干（枝）上的一圈树皮（韧皮部）剥去而保留树干（木质部）的一种处理方法。此处理主要阻断叶片形成的光合同化物在韧皮部的向下运输，从而导致环割上端韧皮部组织中光合同化物积累引起膨大，环割下端的韧皮部组织因得不到光合同化物而死亡。实验结果可表明同化物长距离运输的通道是韧皮部。

2、同位素示踪法将14CO2或14C标记的蔗糖等物质引入植物体，一定时间后，将植株材料迅速冷冻、干燥(以防止标记物移动)，用石蜡或树脂包埋，切成薄片，在薄片上涂一层感光乳胶，置于暗处，经过一段时间后，标记元素的辐射使乳胶片曝光，显影和定影后，胶片上与组织中存在标记元素的部位便会出现银颗粒（底片呈黑色处）。实验结果表明，被14C标记的光合同化物位于韧皮部，即韧皮部是同化物长距离运输的通道。

六、维管束系统对植物的生命活动具有哪些功能？册55

答：1、物质长距离运输的通道一般情况下，水和无机营养由木质部输送，而同化物则由韧皮部输送。维管束鞘与周围组织隔离，减少水分等物质的泄漏，维持压力平衡，有利于物质的输导。

2、信息物质传递的通道如根部合成的细胞分裂素类和脱落酸等可通过木质部运至地上部分，而茎端合成的生长素则通过任韧皮部向下极性运输。植物受环境刺激后产生的电波也主要在维管束中传播。

3、两通道间的物质交换木质部和韧皮部通过侧向运输可相互间运送水分和养分。如筛管中的膨压变化就是由于导管与筛管间发生水分交流引起的。

4、对同化物的吸收和分泌韧皮部对同化物的吸收与分泌，不仅发生在源库端，而且在同化物运输的途中，维管束也能与周围组织发生物质交换。

5、对同化物的加工和储存同化物在运输过程中可卸至维管束中的某些薄其中合成淀粉，并储存下来。这些薄壁细胞就成为同化物的中间库，当其他库需要时，中间库的淀粉则可水解后再转运出去。C4植物的维管束鞘细胞还具有光合同化作用。

6、外源化学物质以及病毒等传播的通道一些杀虫剂、灭菌剂、肥料以及病毒分子经两通道的传输，能产生周身效应。

7、植物体的机械支撑植物的长高、加粗与维管束有密切关系。若树木没有由木质部形成的心材，就不可能长至几米、几十米、甚至一百多米的高度。

当然，在这些功能中，韧皮部最基本的功能是在源端把同化物装入筛管，在库端把同化物卸至生长细胞或储藏细胞，以及提供同化物长距离运输的通道。

七、小叶脉中的伴胞有哪些类型？它们在形态解剖上各有哪些特征？册56

答：小叶脉中的伴胞大体有3种类型：普通伴胞、转移细胞和中间细胞。

1、普通细胞具有叶绿体，除了与筛管分子间有大量的胞间连丝之外与其他细胞缺少胞间连丝的联络。

2、转移细胞的结构特征是细胞壁向内增生。尤其在与非筛管分子相邻的壁上更为显著。

3、转移细胞与普通伴胞类似，也是仅与筛管分子间有大量的胞间连丝的联络。

4、中间细胞最重要的结构特征是与周围细胞，特别是与鞘细胞间有大量的胞间连丝相联络。

八、蔗糖作为同化物的运输形式具有哪些特点？册56

答：蔗糖是光合作用的主要产物，韧皮部运输物质的主要形式，其具有以下特点而适合进行长距离运输：

1、蔗糖是非还原糖，化学性质比还原糖稳定，运输中不易发生反应；

2、蔗糖的糖苷键键能高，运输中不易分解，但水解和氧化时能产生相对高的自由能，因而蔗糖是很好的储能物质；

3、蔗糖分子小、水溶性高、移动性大，运输速率高。

九、试述同化物韧皮部装载的过程和途径。装载途径和参与装载的伴胞类型以及被装载的糖的种类有何关联？册

56

答：同化物韧皮部装载过程可分为3步：

1、光合产物从叶绿体转运至细胞质，并在细胞质中合成蔗糖；

2、蔗糖从叶肉细胞运至韧皮部的薄壁细胞；

3、蔗糖由薄壁细胞进入筛管分子-伴胞复合体（SE-CC）。

韧皮部装载存在着两种途径：质外体装载和共质体装载。

1、质外体装载是指光合细胞的蔗糖进入质外体，然后通过位于筛管分子-伴胞复合体质膜上的蔗糖载体逆浓度梯度进入伴胞，最后进入筛管的过程。

2、共质体装载途径是指光合细胞的蔗糖通过胞间连丝顺蔗糖浓度梯度进入伴胞，最后进入筛管的过程。

韧皮部装载途径与小叶脉伴胞类型以及被装载的糖的种类密切相关。普通伴胞和转移细胞因与周围薄壁细胞缺少胞间连丝，因此光合产物进入筛管分子-伴胞复合体必须经过质外体装载途径。而中间细胞与周围细胞间有大量的胞间连丝存在，因此光合产物可以经过共质体装载途径进入筛管。以蔗糖为运输物的植物大多数经质外体装载，而经共质体装载的植物，小叶脉通常具有中间细胞类型的伴胞。被装载的糖除运输蔗糖外还有棉子糖、水苏糖等寡聚糖。

十、如何判断同化物韧皮部装载是通过质外体途径还是通过共质体途径的？册57

答：可以根据以下方法判断。

1、从结构上判断，若叶片筛管分子-伴胞复合体与周围薄壁细胞无胞间连丝连接，即表明同化物韧皮部载是通过质外体途径；若筛管分子-伴胞复合体与周围薄壁细胞间存壁细胞内，在在紧密的胞间连丝，则表明同化物韧皮部装载可能是通过共质体途径。

2、从浓度梯度上判断，若筛管分子-伴胞复合体内的蔗糖浓度明显高出周围叶肉细胞中的蔗糖浓度，则表明同化物韧皮部装载可能是通过质外体途径，反之装载是通过共质体途径。

3、从蔗糖分布上判断，若标记的高浓度的14C蔗糖大量存于质外体中，即表明同化物韧皮部装载是通过质外体途径。

4、用代谢抑制剂或缺氧处理后判断，若能抑制筛管分子-伴胞复合体对蔗糖的吸收，则表明同化物韧皮部装载是通过质外体途径，反之是通过共质体途径。

5、用质外体运输抑制剂PCMBS（对氯汞苯磺酸）处理后判断，如能抑制筛管分子-伴胞复合体对蔗糖的吸收，表明同化物韧皮部装载是通过质外体途径；如果同化物的韧皮部装载对PC-MBS不敏感，表明装载可能是通过共质体途径。

6、将不能透过膜的染料（如荧光黄）注入叶肉细胞后判断，若经过一段时间后可检测到筛管分子中存在这些染料，说明同化物韧皮部装载是通过共质体装载途径的。

十一、简述同化物韧皮部缷出的过程与途径。缷出途径与库器官种类有何关联？册57

答：韧皮部的缷出主要发生在库端。韧皮部缷出是指在韧皮部运输的同化物从筛管分子中运出后经短距离运输，分配到储存或代谢它们的库细胞中的过程。同化物的缷出过程一般有3步：

1、筛分子卸载：运输在韧皮部的同化物离开库组织中的筛分子。

2、短距离运输：在筛分子卸载以后，同化物经短距离运输被运送到库组织的其他细胞。

3、储存与代谢：同化物在库细胞中储存或进行代谢反应。

同化物从筛管到接收细胞的缷出既可以通过质外体途径也可以通过共质体途径。通常，在筛管分子-伴胞复合体与库细胞存在胞间连丝的器官或组织（如正在生长发育的叶片和根系），同化物是经共质体途径缷出的；在筛管分子-伴胞复合体与库细胞间不存在胞间连丝的器官或组织（如甜菜的块根、甘蔗的茎及种子和果实等），其韧皮部缷出是通过质外体途径进行的。

十二、简述压力流动学说的要点和实验证据。册57

答：1930年明希提出了解释韧皮部同化物运输的压力流动学说，其基本论点是，同化物是在筛管内随液流而流动的，而液流的流动是由输导系统两端的膨压差引起的。而压力梯度的形成则是由于源端光合同化物不断向筛管分子-伴胞复合体缷出，以及韧皮部和木质部之间水分的不断再循环所致。即光合细胞制造的光合产物在能量的驱动下主动装载进入筛管分子，从而降低源端筛管内的水势，而筛管分子又从邻近的木质部吸收水分，以引起筛管膨压的增加；与此同时，库端筛管中的同化物不断缷出并进入周围的库细胞，这样就使筛管内水势提高，水分可流向邻近的木质部，从而引起库端筛管内膨压的降低。因此，只要源端光合同化物的韧皮部装载和库端光合同化物的缷出过程不断进行，源库间就能维持一定的压力梯度，在此梯度下，光合同化物可经韧皮部筛管源源不断地由源端向库端运输。

支持压力流动学说的主要证据有：1、以11CO2或14CO2作脉冲标记的实验表明，在单一筛管分子中，同化物运输是单向的。2、改进固定材料方法和制片技术，用电子显微镜观察，可发现筛板的筛孔是开放和畅通的。3、用昆虫吻针法可测定到筛管具有正压力，且源库间具有压力。4、实验表明，源的装载和库的缷出与代谢有关，装载和缷出能被呼吸抑制剂抑制，而长距离运输受呼吸抑制剂的影响不大。

十三、简述库细胞内淀粉合成的可能途径。册58

答：催化淀粉合成的途径有两条，一条称ADPG途径；另外一条为淀粉磷酸化酶催化的途径。然而，植物体内淀粉磷酸化酶主要催化淀粉降解代谢。因此，ADPG途径为淀粉合成的主要途径。

库细胞细胞质中形成的G1P或磷酸丙糖要通过位于淀粉体膜上的己糖载体或磷酸转运器才能进入淀粉体，然后再在ADPG焦磷酸化酶（AGP）等酶的作用下形成ADPG。ADPG也可在细胞质中合成，然后通过淀粉体膜上的ADPG 载体进入淀粉体。在淀粉体中，ADPG在淀粉合成酶催化下将分子中的葡萄糖转移到葡萄糖引物的非还原性末端逐渐形成直链淀粉，直链淀粉又可在分支酶作用下最终形成支链淀粉。

十四、请举出植物体内同化物被再分配再利用的几个例子。册59

答：1、小麦叶片衰老时，原有氮的85%与磷的90%能从叶片转移到穗部。

2、许多植物在受精后，花瓣的细胞内含物大量转移，使花瓣迅速凋谢。

3、许多植物器官在离体后仍能进行同化物的转移，如收获的洋葱、大蒜、大白菜等在储藏过程中其鳞茎或外叶枯萎干瘪而新叶照常生长。

4、北方农民为了减少秋霜危害，在预计严重霜冻到达前，连夜把玉米连秆带穗堆成一堆，让茎叶不致冻死，使茎叶内的有机物继续向子粒中转移，即所谓“蹲棵”，这种方法可使玉米增产5%-10%。稻、麦、芝麻、油菜等作物收割后若不马上脱粒，连秆堆放在一起，也有提高粒重的作用。

十五、如何理解库强在决定同化物分配中的重要性？册59

答：库强是指库器官接纳和转化同化物的能力。库强对光合产物向库器官的分配具有极其重要的作用，源强虽然为库提供光合产物，并控制输出的蔗糖浓度、时间以及装载蔗糖进入木质部的数量；然而源中蔗糖的输出速率和输出方向由库强控制，这是因为：库强时，进入库细胞的蔗糖随即被合成储藏物质，或者分解后用于库细胞的生长，从而使库细胞处于低浓度的蔗糖状态，保持了源库两端有高的压力势差，只有这样才能使源端制造的光合产物源源不断的运入库，并维持源强的活性。

第七章植物细胞的信号转导P276-302 （真题1-3）

一、简述细胞信号转导的基本过程册63 2016.2007

答：当受体细胞通过细胞表面受体和细胞内受体接收胞外信号时，将胞外信号转变为胞内信号，并经一系列胞内信号转导途径的传导和放大，就能控制相关基因表达和引起特定的生理生化反应，这种从细胞受体感受胞外信号，到引起特定生理生化反应的一系列信号转换过程和反应机制称为信号转导。

信号转导的基本过程可分为3个阶段：

1.信号的感知和跨膜转换：细胞感受并接受胞外刺激，并将胞外信号转化为胞内信号。

2.胞内信号的传导：通过细胞内信使系统级联放大信号，调节相应酶或基因的活性，此过程包括产生第二信使、蛋白质的可逆磷酸化以及信号的级联放大等。

3.细胞的生理生化反应：细胞通过基因表达和酶促反应来适应外界环境。

二、植物细胞中常见的第二信使有哪些？简述其主要功能。册63 2015

答：由细胞表面受体接受信号后转换而来的细胞内信号成为第二信使。植物细胞中常见的第二信使有Ca2+, cAMP, cGMP, 1,2-二酯酰甘油（DAG）、1,4,5-三磷酸肌醇（IP3）等。

1. Ca2+：在植物中Ca2+传导多种信号，是首要的第二信使，Ca2+瞬间变化便会引起细胞反应。如胞质Ca2+浓度增加，一方面可诱导蛋白质可逆磷酸化反应使信号放大，另一方面，胞质Ca2+与CaM及其他Ca2+结合蛋白结合，调节细胞代谢及基因表达。

2. IP3：主要功能是动员胞内储Ca库释放Ca2+。如IP3与液泡膜上的IP3-Ca2+通道结合，使液泡的Ca2+通道开启，向胞质释放Ca2+。一般而言，的生理功能都是通过Ca2+浓度的升高引起的，由Ca2+作为第二信使通过靶蛋白或靶酶而发挥作用。

3.DAG：主要功能是激活蛋白激酶C（PKC）。PKC通常以无活性形式存在于细胞质内，DAG使PKC移位于膜上，在膜磷脂（主要是磷脂酰丝氨酸）和一定浓度Ca2+存在时，PKC被激活，促使细胞内多种底物蛋白的Ser/Thr磷酸化。

4. cAMP：作为第二信使的cAMP可在两种水平上起作用，一方面对酶和蛋白质进行修饰和变构，如激活cAMP依赖性蛋白激酶，另一方面，cAMP调控基因表达，即调节某些酶合成的有关基因的活性。

5. cGMP：是通过鸟嘌呤环化酶由GTP合成的，可激活依赖性蛋白激酶G，被激活的蛋白激酶G可使特定蛋白质的丝氨酸或苏氨酸残基磷酸化，从而引起细胞反应。

三、细胞受体有哪几类？受体有哪些主要特征？册63 2015

答：受体是指存在于细胞表面或细胞内，能感受信号或与信号分子特异结合，并能引起特定生理生化反应的生物大分子。根据受体在细胞中存在的部位，可将受体大体分为细胞表面受体和细胞内受体两大类。

1.细胞表面受体：这类受体存在于细胞质膜上，也成为膜受体，通常由与配基相互作用的细胞外结构域、将受体固定在细胞膜上的跨膜结构域和起信号传递作用的胞内结构域3部分构成。这些受体通常是跨膜蛋白质，目前至少已发现3种不同类型的细胞表面受体，分别为：酶联受体、G蛋白偶联受体、离子通道连接受体。

2.细胞内受体：指存在于细胞质中或亚细胞组分（细胞核、液泡膜等）上的受体。胞内受体识别与结合的是能够穿过细胞质膜的信号分子，如激素受体和光受体等。

受体的特征：

1.能识别和结合信号分子，具有专一性；

2.能转导信号为细胞反应，导致特定的生理生化效应；

3.具有组织特异性；

4.对配基具有高亲和性；

5.与配基结合具有饱和性和可逆性。

四、信号转导途径有哪些特性？册64

答：1.暂时性：信号对细胞的刺激不能永久存在，否则细胞对信号反应的灵敏度就会显著降低，所以许多信号转导分子的半衰期很短。

2.可逆性：钝化状态的信号转导分子感受信号被活化，活化的转导分子在完成任务后恢复钝化状态，准备接受下一次的刺激。

3.类同性：许多信号转导分子的活化均采用类似的机制。比如蛋白质磷酸化和去磷酸化是绝大多数信号转导分子可逆激活的共同机制。

4.连贯性：信号转导途径上的各个反应相互衔接，形成一个级联反应过程，依次进行直至完成。

5.专一性：细胞能对不同的刺激做出不同的响应，一种信号通常只能与特异的受体结合，引起相应的生理生化反应。

6.网络化：信号转导途径通常不是线性的，不同信号转导途径可相互沟通、相互作用，进而形成一个复杂的网络。

五、植物细胞的主要钙受体蛋白是什么？CaM的作用方式有哪些？册65

答：钙受体蛋白主要是钙调蛋白（CaM）和钙依赖性蛋白激酶（CDPK）。CaM是一种分布最广、功能最重要的钙依赖性调节蛋白，在Ca2+-CaM信号转导系统中起着关键作用。

CaM有两种作用方式：

1.可以直接与靶酶结合，诱导靶酶的活性构象，从而调节靶酶的活性；

2.与Ca2+结合，形成活化态的Ca2+-CaM复合体，然后再与靶酶结合激活靶酶，这种方式在钙信号传递中起主要作用。

六、蓝光是如何诱导气孔开放的？册65

答：蓝光引起的气孔开放主要是蓝光激活蓝光受体（向光素）驱动保卫细胞质膜上的H+泵，使质膜内外建立起质子电化学势梯度，在H+电化学势梯度驱动下，K+进入保卫细胞内引起水势降低从而使保卫细胞吸水膨胀，导致气孔开放。

蓝光诱导气孔开放主要经过以下步骤：

1、保卫细胞中的向光素作为蓝光受体被蓝光激活；

2、激活的向光素通过某种信号转导途径，使质膜H+-ATP酶活化；

3、活化H+-ATP酶水解ATP,使H+从质膜内侧向外“泵”出；

4、H+外运形成跨膜H+电化学势梯度；

5、在H+电化学势梯度的驱动下，钾离子内向通道打开，细胞内K+浓度升高，苹果酸根进入细胞与K+在电学上保持平衡；

6、细胞内K+和苹果酸的存在降低了保卫细胞水势，导致细胞吸水膨胀；

7、细胞膨压增加使气孔开放。

第八章植物生长物质P303-365 （真题一到四）

一、植物生长延缓剂主要有哪些？简述其对植物生长发育的影响。P363-364 2003

答：1.PPP333又名氯丁唑

（1）是植物根系发达，植株矮化，茎秆粗壮

（2）促进分枝，增穗增粒，增强抗逆性

2.烯效唑

（1）能抑制赤霉素的生物合成，有强烈抑制细胞伸长的效果

（2）又矮化植株、抗倒伏、增产、除杂草、杀菌、等作用

3.矮壮素

（1）它是一种抗赤霉素剂，使节间缩短、植株变矮、茎变粗、叶加深

（2）防止小麦倒伏，棉花徒长，减少蕾铃脱落

（3）促进根系发育，增强作物抗寒、抗旱、抗盐碱能力

4.比久

（1）抑制果树顶端分生组织的细胞分裂，使枝条生长缓慢

（2）抑制新梢萌发

（3）有利于花芽分化，增加开花数和提高坐果率

（4）防止花生徒长，使植株紧凑，荚果多

二、试述IAA在植物体内运输机理P309 2004

答：1.IAA属于生长素类物质，他在植物体内的运输有两种方式，一种是通过韧皮部的长距离运输，另一种是薄壁细胞之间的短距离单方向运输又称为极性运输。

2．生长素的运输依赖于生长素载体，而生长素载体载体细胞膜上的不均匀分布会导致生长素的极性运输

3.关于生长素极性运输的机制提出了化学渗透极性扩散假说：1,。质膜上的ATP酶水解ATP并将H+释放到细胞壁中2.在质子电化学势梯度的推动下使生长素从细胞的顶端通过质膜运入细胞。3.在中性条件下细胞内IAAH形成负离子IAA-.

4.在化学势的推动下IAA-借助处在细胞基端的外输载体运出细胞，再到下一个细胞壁空间，这样反复进行，就这样形成了生长素的极性运输。

三、简要说明生长素的作用机P316~318册70 2005

答：关于生长素的作用机理有两种假说：酸生长理论和基因活化学说

1.算生长理论的要点是：（1）原生质膜上存在着非活化的质子泵，生长素作为泵的变构效应剂，与泵蛋白结合后使其活化