植物生理学简答题整理Word文档格式.docx

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共质体途径：

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的方式。

6、简述植物体内水分向上运输的动力和产生原因。

（水分和营养物质运输到叶子上的原因）

植物体内水分向上运输的动力是根压和蒸腾拉力。

根压产生的原因：

植物根系从土壤溶液中吸收离子，离子通过一系列途径被释放到木质部导管中。

内皮层细胞相当于皮层和导管间的半透膜。

离子在导管内引起导管内渗透压下降，水势也下降，从而在内皮层内外建立了水势梯度，水分沿着水势梯度进入导管，因此而产生净水压，即根压。

根压推动水分向上运输。

蒸腾拉力产生的原因：

当植物叶片进行蒸腾作用时，水分从气孔蒸腾散失到大气中，气孔下腔附近的叶肉细胞因蒸腾失水而水势下降，失水的细胞便会向相邻的水势较高的叶肉细胞吸水。

如此传递，接近叶脉导管的细胞向叶脉导管、茎导管、根导管、根部吸水。

这样便从叶片到根系产生了一个由低到高的水势梯度，促使根系从土壤吸水。

这种因蒸腾作用所产生的吸水的能力就是蒸腾拉力。

7、影响蒸腾作用的因素有那些？

（1）内部因素：

气孔数量、气孔大小和气孔阻力直接影响蒸腾速率。

气孔阻力包括气孔和气孔下腔的状况，如气孔的形状、气孔的体积和气孔的开度。

在一定范围内，气孔数量多、气孔阻力小，蒸腾作用强。

（2）外部因素：

1）光照：

光照能提高大气和叶片的温度，也促使气孔张开，从而增强蒸腾作用；

2）大气相对湿度：

大气相对湿度低，蒸腾作用增强，反之则相反；

3）温度：

在大气相对湿度相同时，温度增高，蒸腾作用增强。

4）风速：

微风能降低气孔外的水蒸气，促进蒸腾作用；

强风能引起气孔关闭，蒸腾作用减弱。

8、为什么淹水后植物会发生萎蔫的现象

植物因失水过多或吸水不足会使细胞膨压降低而造成萎蔫。

水涝时，土壤往往缺氧，根系有氧呼吸受阻，影响根系对矿物质的吸收。

根系对离子的主动吸收受阻，根内外不能形成溶质势差（水势差），从而抑制了根系对水分的吸收；

在缺氧时，根系进行无氧呼吸，在根际周围产生、累积乙醇等有害物质，使根系受损，限制根系的生长，减少根的吸收面积，并使根部输导水分的能力丧失。

因此，在水涝时，尽管植物根系水分供应充足，但由于根系环境缺氧而不能进行正常的水分吸收，表现出萎蔫现象。

9．试述在光照条件下气孔运动的机理。

气孔运动的渗透调节机制：

气孔运动主要与保卫细胞的水势（膨压）变化有关，保卫细胞水势提高则气孔打开，水势降低则气孔关闭。

目前主要有淀粉-蔗糖转化学说，K+积累学说和苹果酸代谢学说解释气孔运动机制。

（1）淀粉-糖变化学说。

气孔运动是由于保卫细胞中淀粉和蔗糖的转化而形成的渗透势改变造成的。

在光照下保卫细胞进行光合作用合成可溶性糖。

另外由于光合作用消耗CO2使保卫细胞pH值升高，淀粉磷酸化酶水解细胞中淀粉形成可溶性糖，细胞水势下降，当保卫细胞水势低于周围的细胞水势时，便吸水膨胀使气孔张开。

（2）K+离子吸收学说。

在光照下，保卫细胞叶绿体通过光合磷酸化合成ATP，活化了保卫细胞质膜上的H+泵ATP酶，H+泵ATP酶分解光合磷酸化和氧化磷酸化产生的ATP，并将H+分泌到细胞壁，结果产生跨膜的H+浓度梯度和膜电位差，引起保卫细胞质膜上的K+通道打开，外面的K+进入到保卫细胞中来，Cl-也伴随着k+进入，以保证保卫细胞的电中性，保卫细胞中积累较多的k+和Cl-，水势降低。

保卫细胞吸水，气孔就张开。

（3）苹果酸生成学说。

在光下保卫细胞内的CO2被利用，pH值上升，剩余的CO2就转变成重碳酸盐，淀粉通过糖酵解作用产生的磷酸烯醇式丙酮酸PEP在PEP羧化酶作用下还原成苹果酸，保卫细胞苹果酸含量升高，降低水势，保卫细胞吸水，气孔张开。

10、影响气孔运动的外界因素：

（1）光照：

光照引起气孔运动的主要环境因素。

多数植物的气孔在光照下张开，黑暗中关闭；

景天科植物的气孔例外，白天关闭，晚上张开。

（2）温度：

在一定的温度范围内，气孔开度一般随温度的上升而增大，在30度左右达到最大气孔开度，35度以上的高温会使气孔开度变小。

（3）水分：

叶片水势下降，其空开度减少或关闭。

（4）CO2：

低CO2浓度促使气孔张开，高浓度使气孔迅速关闭。

（5）风：

大风引起气孔关闭

（6）植物激素：

ABA促使气孔关闭，

11、农谚讲“旱长根，水长苗”是什么意思？

道理何在？

这是指水分供应状况对植物根冠比调节的一个形象比喻。

植物地上部生长和消耗的大量水分，完全依靠根系供应，土壤有效水的供应量直接影响枝叶的生长，因此增加土壤有效水，必然有利地上部生长；

而地上部生长旺盛，消耗耗大量光合产物，使输送到根系的有机物减少，又会削弱根系的生长，加之如果水分过多，通气不良，也会限制根系活动，这些都将使根冠比减少。

干旱时，由于根系的水分环境比地上部好，根系仍能较好地生长；

而地上部则由于抽水，枝叶生长明显受阻，光合产物就可输入根系，有利根系生长，使根冠比增大。

所以水稻栽培中，适当落干晒田，可对促进根系生长，增加根冠比。

1、植物必需的矿质元素要具备哪些条件？

（1）缺乏该元素植物生长发育发生障碍,不能完成生活史。

（2）除去该元素则表现专一的缺乏症，而且这种缺乏症是可以预防和恢复。

（3）该元素在植物营养生理上应表现直接的效果而不是间接的。

2、简述植物必需矿质元素在植物体内的生理作用。

（1）是细胞结构物质的组成部分。

（2）是植物生命活动的调节者，参与酶的活动。

（3）起电化学作用，即离子浓度的平衡、胶体的稳定和电荷中和等。

3、试述根吸收矿质元素的基本过程。

（1）把离子吸附在根部细胞表面。

这是通过离子吸附交换过程完成的，这一过程不需要消耗代谢能，吸附速度很快。

（2）离子进入根的内部。

离子由根部表面进入根部内部可通过质外体，也可通过共质体。

从根表皮细胞经过内皮层进入木质部，这一过程是主动吸收。

（3）离子进入导管。

可能是主动地有选择性地从导管周围薄壁细胞向导管排入，也可能是离子被动地随水分的流动而进入导管。

5、植物细胞吸收矿质元素的方式和机理有哪些？

植物对例子的吸收有三种方式：

1、被动运输，顺着浓度梯度的运输，包括简单扩散和协助扩散；

2、主动运输，逆浓度梯度的运输；

3、通过胞饮作用来吸收矿质。

矿质元素从膜外转运到膜内主要通过被动运输和主动运输两种方式。

前者不需要代谢提供能量，后者需要代谢提供ATP能量。

两者都可通过载体运输。

被动运输有扩散作用和协助扩散两种方式。

扩散作用是指分子或离子沿着化学势或电化学势梯度转移的现象；

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。

1、光合作用有哪些重要意义？

（1）光合作用是制造有机物质的重要途径。

（2）光合作用将太阳能转变为可贮存的化学能。

（3）可维持大气中氧和二氧化碳的平衡。

2、植物的叶片为什么是绿的？

秋天时，叶片为什么又会变黄色或红色？

光合色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收很少，故呈绿色，秋天树叶变黄是由于低温抑制了叶绿素的合成，已形成的叶绿素也被分解破坏，而类胡萝卜素比较稳定，所以叶片呈黄色。

至于红叶，是因为秋天降温，体内积累较多的糖分以适应寒冷，体内可溶性糖多了，就形成较多的花色素，叶子就呈红色。

3、简述影响叶绿素生物合成的外界因素

（1）、光：

光是影响叶绿素形成的主要条件。

但光过强，叶绿素受光氧化而破坏。

（2）、温度：

叶绿素的生物合成是一系列酶促反应，受温度影响；

（3）、营养元素：

氮、镁是叶绿素的组成成分，铁、锰、铜、锌等有催化功能或间接作用；

（4）、氧：

叶绿素的生物合成过程中需要氧的参与；

（5）水：

缺水影响叶绿素的合成，还促使原叶绿素分解，所以干旱时叶片呈黄褐色。

4、C3途径可分为几个阶段？

每个阶段有何作用？

C3途径可分为三个阶段：

（1）羧化阶段。

CO2被固定，生成了3-磷酸甘油酸，为最初产物。

（2）还原阶段。

利用同化力（NADPH、ATP）将3-磷酸甘油酸还原3—磷酸甘油醛—光合作用中的第一个三碳糖。

（3）更新阶段。

光合碳循环中形成了3—磷酸甘油醛，经过一系列的转变，再重新形成RuBP的过程。

5、作物为什么会有“午休”现象？

炎热的夏天，C3植物中午光合作用强度下降的现象称为“午休现象”。

原因主要有：

（1）中午光照强、温度高、大气相对湿度较低，叶片大量失水而造成气孔开度变小或关闭

（2）气孔关闭，限制CO2的吸收，CO2的供应不足（3）温度升高，降低了各种酶的活性（4）生物钟的调节。

6、如何理解C4植物比C3植物的光呼吸低？

C4植物，PEP羧化酶对CO2亲和力高，固定CO2的能力强，在叶肉细胞形成C4二羧酸后，再转运到维管束鞘细胞，脱羧后放出CO2，就起到了CO2泵的作用，增加了CO2浓度，提高了RuBP羧化酶的活性，有利于CO2的固定和还原，不利于乙醇酸形成，不利于光呼吸进行，所以C4植物光呼吸测定值很低。

C3植物，在叶肉细胞内固定CO2，叶肉细胞的CO2/O2的比值较低，此时，RuBP加氧酶活性增强，有利于光呼吸的进行，而且C3植物中RuBP羧化酶活性低，光呼吸释放的CO2不易被重新固定。

7、什么是希尔反应？

离体叶绿体加入具有适当氢接受体的水溶液中，在光下进行光解，并放出氧的反应，称为希尔效应。

8、Rubisco的特点及其对光合作用的重要性

Rubisco是核酮糖-1、5-二磷酸羧化/加氧酶，具有双重催化作用。

在光合作用中，Rubiso催化RUBP的羧化反应，固定CO2，形成3-磷酸甘油酸；

在光呼吸中，Rubisco催化RuBP的加氧反应，产生的磷酸乙醇酸被磷酸酶催化脱去磷酸而生成乙醇酸（即乙醇酸循环）；

在CO2/O2比值高的条件下，Rubisco的加氧活性被抑制，催化羧化反应，进行碳同化，当CO2/O2的比值低时，Rubisco的加氧活性表现出来，进行光呼吸。

Rubisco的羧化酶活性和加氧酶活性取决于CO2/O2的比值。

9、光呼吸有何生理意义？

①回收碳素。

通过C2碳氧化环可回收乙醇酸中3/4的碳。

②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。

③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。

10.论述植物光合作用碳同化途径的特点。

根据光合作用碳同化途径的不同，可以将高等植物区分为三个类群，即C3途径（卡尔文循环或光合碳循环）、C4—二羧酸途径、景天酸代谢途径。

特性

C3植物

C4植物

景天科（CAM）植物

代表植物

典型的温带作物，水稻、小麦、大豆、烟草等

典型的热带、亚热带作物，玉米、高粱、甘蔗等

典型的热带干旱地区植物，景天科、仙人掌科、兰科、凤梨等

叶片结构

维管束鞘细胞不发达，内无叶绿体，无“花环”结构

维管束鞘细胞发达，内有叶绿体，有“花环”结构

肉质叶片，维管束鞘细胞不发达，无叶绿体，无“花环”结构

CO2固定酶

Rubisco（核酮糖-1、5磷酸羧化/加氧酶）

PEPC（磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶）、Rubisco（核酮糖-1、5磷酸羧化/加氧酶）

催化CO2羧化反应的酶活性

高Rubisco活性

叶肉细胞中有高PEPC酶活性，维管束鞘细胞中有高Rubisco活性

暗中有高PEPC酶活性，光下有高Rubisco活性

碳同化途径

一条C3途径

在不同细胞中存在两条途径（叶肉细胞中PEPC进行羧化反应，固定CO2,形成C4酸，转移至维管束鞘细胞中，进行脱羧反应，生成CO2，在Rubisco的作用下进行C3反应）

在不同时间有两条途径（晚上暗下进行PEPC羧化反应生成C4酸储存在液泡中，光下Rubisco进行C3反应）

CO2受体

RuBP（核酮糖-1、5-二磷酸）

细胞质中PEP（磷酸烯醇式丙酮酸），维管束鞘细胞中RuBP

暗下中PEP，光下RuBP

光合初产物

PGA（3-磷酸甘油酸）

草酰乙酸----苹果酸

暗下苹果酸，光下PGA

CO2补偿点

高

低

光呼吸

光合最适温度

较低，15-30度

较高30-47

约35

耐旱性

弱

耐旱

极耐旱

蒸腾系数

大

小

极小

光合产物运输速率

相对慢

相对快

11、矿质元素和光合作用的关系

植物生命活动所必需的矿质元素，都对光合作用速率有着直接或间接的影响，其表现为：

（1）、叶绿体及叶绿素组分：

N、P、S、Mg、C、H、O；

（2）、影响叶绿素的形成：

N、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn；

（3）水的光解放氧：

Mn、Cl、Ca；

（4）光和电子传递：

Fe、Cu、S；

（5）同化力形成：

Mg、P、K、H；

（6）酶活化：

K、Mg、Zn、Mn；

（7）促进光合产物运输：

K、B、P；

（8）光合作用原料：

C、H、O；

（9）影响气孔开放：

K、CL、Ca。

光合作用为矿质元素的吸收提供能力及动力，促进矿质元素的吸收；

同时光合作用形成的同化产物有利于体内矿质元素的运输、同化。

1．试述呼吸作用的生理意义。

（1）呼吸作用提供了植物生命活动所需的大部分能量，释放到的ATP供生命活动所需。

（2）呼吸作用为细胞内其他物质的合成提供原料。

呼吸作用中过程中产生许多中间产物，是进一步合成蛋白质、核酸、脂肪、激素、维生素、等重要生命物质的原料。

（3）呼吸作用在植物的抗病免疫方面也具有重要作用。

植物染病时，呼吸增强，有利于氧化分解病原菌毒素，消除病害；

呼吸途径改变主要是PPP加强，可导致产生多种抗菌物质，阻止病原菌的侵染。

2．在呼吸作用中，糖的分解代谢有几条途径？

分别发生于哪个部位？

有三种条途径：

糖酵解、三羧酸循环和戊糖磷酸途径。

糖酵解和戊糖磷酸途径是在细胞质中进行的；

三羧酸循环在线粒体中进行。

3．呼吸作用与光合作用有何联系？

（1）光合作用所需的ADP和辅酶NADP+与呼吸作用所需的ADP和NADP+是相同的。

这两种物质在光合和呼吸作用中可共用。

（2）光合作用的碳循环与呼吸作用的戊糖磷酸途径基本上是正反反应的关系。

它们的中间产物同样是三碳糖、四碳糖、五碳糖、六碳糖及七碳糖等。

光合作用和呼吸作用之间有许多糖类是可以交替使用的。

（3）呼吸作用产生的CO2给光合作用所利用，而光合作用产生的O2和有机物则供呼吸作用利用。

4．陆生高等植物无氧呼吸过久就会死亡，为什么？

（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，这样，植物体内养料耗损过多；

（3）没有丙酮酸氧化过程，许多由这个过程的中间产物形成的物质就无法继续合成。

作物受涝死亡，主要原因就在于无氧呼吸时间过久。

5．粮食贮藏时要降低呼吸速率还是要提高呼吸速率？

为什么？

降低呼吸速率。

原因：

呼吸速率高会大量消耗有机物；

呼吸放出的水分会使粮堆湿度增大，粮食“出汗”，不利于贮藏；

呼吸放出的热量又使粮温增高，反过来又促使呼吸增强，同时高温高湿使微生物迅速繁殖，最后导致粮食变质。

6．三羧酸循环（TCA）的要点和生理意义是什么？

（1）三羧酸循环是植物的有氧呼吸的重要途径。

（2）三羧酸循环一系列的脱羧反应是呼吸作用释放CO2的来源。

三羧酸循环中释放的CO2是来自于水和被氧化的底物。

（3）在三羧酸循环中有5次脱氢，再经过一系列呼吸传递体的传递，释放出能量，最后与氧结合成水。

因此，氢的氧化过程，实际是放能过程。

（4）三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质和核酸及其他物质的共同代谢过程，相互紧密相连。

7．试述氧化磷酸化作用的机理。

氧化磷酸化的机理有很多假说，目前得到较多支持的是化学渗透学说。

该学说认为，氧化磷酸化的动力是呼吸电子传递产生的跨线粒体内膜的质子电化学梯度，在质子电化学势梯度推动下合成ATP。

8、简述植物的抗氰呼吸及其生理意义

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。

抗氰呼吸电子传递途径在某些条件下与正常的NADH电子传递途经交替进行，因此抗氰呼吸又称交替呼吸途径。

其生理意义为：

（1）促进开花、授粉。

抗氰途径的氧化释放的热量少，从而有助于某些植物花粉的成熟及授粉、受精过程，有利于挥发引诱剂，吸引昆虫授粉。

（2）增加抗性。

植物在逆境胁迫时抗氰呼吸增强，抗氰呼吸的强弱与植物的抗性有密切联系。

（3）能量溢流。

当植物细胞富含糖，而糖酵解和三羧酸循环进行的很快，提供的电子无法完全经细胞色素途经传递时，交替途经可作为一种溢出途径将过量的电子放出去。

（4）增加乙烯生成，促进果实成熟、促进衰老。

随着植物年龄的增长、果实的成熟，抗氰呼吸随着提高。

同时乙烯与抗氰呼吸上升有平行关系。

乙烯刺激抗氰呼吸，诱发呼吸突变产生，促进果实成熟和植物组织衰老。

9、种子储藏过程中应注意些什么？

种子储藏过程中，很多因素如温度、水分、氧气等都直接和间接的与种子呼吸代谢有关，从而影响种子的储藏寿命和发芽力。

在种子储藏中通常主要通过降低种子的含水量来抑制呼吸作用，减少种子内储藏物质的消耗，以延长种子的寿命。

同时配以低温、干燥、通风等条件，抑制种子呼吸作用，以延长种子的储藏时间。

植物代谢受基因的控制，而代谢又对基因表达具控制作用，基因在不同时空的有序表现即为植物的生长发育过程，高等植物呼吸代谢的多条途径使其能适应变化多端的环境条件。

10、说明植物呼吸代谢的多样性及其意义

植物为了适应环境和生理活动的需要，其呼吸作用具有多样性，主要表现为底物降解的多途径、呼吸电子传递的多途径和末端氧化酶的多样性三方面。

（1）呼吸底物降解的多途径。

在植物体内存在EMP-TCA（糖酵解-三羧酸循环）、PPP（磷酸戊糖途径）、无氧呼吸、乙醛酸循环等呼吸途径。

一般情况下，植物以EMP-TCA途径为主，只有当环境条件变化使EMP-TCA途径受阻时，其他途径的比例才有所增大。

这种呼吸途径的多样性增强了植物对环境的适应能力。

（2）呼吸电子传递的多途径。

植物体内有多条呼吸电子传递途径，如细胞色素途径、交替途径，通常是以细胞色素途径为主。

（3）末端氧化酶的多样性。

植物体内有多种呼吸电子传递的末端氧化酶，其中细胞色素氧化酶位于呼吸主链的末端，其主导作用，其他氧化酶只起辅助作用。

1、试述植物体中同化物装入和卸出筛管的机理。

同化物装入筛管有质外体途径和共质体途径，即糖从共质体（细胞质）经胞间连丝到达韧皮部的筛管，或在某些点进入质外体（细胞壁），后到达韧皮部。

同化物从筛管中卸出也有共质体和质外体途经。

共质体途径是指筛管中的同化物通过胞间连丝输送到接受细胞筛管中。

同化物也可先运出到质外体，然后再通过质膜进入接受细胞。

2、解释筛管运输学说有几种？

每一种学说的主要观点是什么？

有3种，分别是压力流动学说，胞质泵动学说和收缩蛋白学说。

压力流动学说：

主张筛管液流是靠源端和库端的压力势差建立起来的压力梯度来推动的。

胞质泵动学说：

认为筛分子内腔的细胞质呈几条长丝，形成胞纵连束，纵跨筛分子反复地、有节奏地收缩和张驰，就产生一种蠕动，把胞质长距离泵走，糖分就随之流动。

收缩蛋白学说：

认为筛管腔内有许多具有收缩能力的韧皮蛋白（P蛋白），P蛋白的收缩运动将推动筛管汁液的移动。

3．试说明有机物运输分配的规律。

同化物的分配是指植物体内光合同化物有规律地向各种器官输送，是从源到库的运输。

其运输规律：

（1）优先分配给生长中心：

生长中心是指一定时期内正在旺盛生长的器官或部位，是对营养组分竞争最强。

（2）就近运输：

叶片的光合产物主要运至邻近的生长部位，随着源库之间距离的加大，库得到的同化物减少。

（3）同侧运输：

叶片优先向与其有直接维管束联系的、同侧的库运送同化物。

4.如何证明高等植物的同化物长距离运输的通道是韧皮部？

（1）环割试验剥去树干上的一圈树皮（内有韧皮部），这样阻断了叶片形成的光合同化物通过韧皮部向下运输，而导致环割上端韧皮部组织因光合同化物积累而膨大，环割下端的韧皮部组织因得不到光合同化物而死亡。

（2）放射性同位素示踪法让叶片同化14CO2，数分钟后将叶柄切下并固定，对叶柄横切面进行放射性自显影，可看出14CO2标记的光合同化物位于韧皮部。

5、简述“树怕剥皮，不怕烂心”的生理学原理

韧皮部主要分布在树皮中，韧皮部是植物有机物质运输的主要部位，若树皮剥掉了将切断地上部分制造的有机物向根部的运输。

时间久了，根系得不到地上部分提供的同化物和微量活性物质，而本身贮藏的消耗殆尽，根部就会饿死，从而使根无法吸收水肥等，致使整棵植株死亡。

所谓烂心主要是指树木的木髓部坏死，其不包括木质部和韧皮部，既不含有导管和筛管，不影响水分和有机物质的运输，因此不影响植物的正常生命活动。

1.简述生长素的主要生理作用

生长素主要的生理功能为：

（1）促进离体胚芽鞘或幼茎段细胞的伸长生长，及促进根、茎的伸长生长

（2）促及维管束分化，低浓度IAA促进韧皮部的分化，高浓度促进木质部的分化

（3）促进侧根和不定根的发生

（4）影响花和果实的发育，促进雌花增加，刺激子房发育形成果实（促进单性结实）

（5）诱导叶原基的发生，从而调控叶片和叶序的形成，调控叶片的脱落

（6）维