植物生理学(李合成)四川农业大学版课后答案.pdf

. . 植 物 生 理 学 李合生第二版 绪论至第六章课后题 . . 绪论： 1.什么是植物生理学？植物生理学研究的内容和任务是什么？ 答：植物生理学是研究植物生命活动规律及其相互关系，揭示植物生命现象本质的科学。 P1 内容：细胞生理、代谢生理、生长发育生理、信息生理、逆境生理、分子生理（及 其生产应用） 。P2 任务：研究和了解植物在各种环境条件下进行生命活动的规律和机制，并将这些研 究成果应用于植物生产。P2 2.植物生理学是如何诞生和发展的？从中可以得到哪些启示？ 答：孕育： 1627 年荷兰学者凡·海尔蒙做柳枝盆栽称重实验开始，19 世纪 40 年代德国 化学家李比希创立植物矿质营养学，约400 年； p2 诞生：至 1904 年植物生理学出版（半个世纪）；p3 发展：于 20 世纪进入快速发展时期。P4 启示： 3.21 世纪植物生理学发展趋势如何？ 答： .与其他学科交叉渗透，微观与宏观相结合，向纵向领域拓展；p5 .对植物信号传递和转导深入研究，（将为揭示植物生命活动本质，调控植物生长 发育开辟新的途径） ；p6 .物质代谢和能量转换的分子机制及其基因表达调控仍将是研究重点；p6 .植物生理学和农业科学技术的关系更加密切。P7 4.如何看待中国植物生理学的过去、现在和未来？ 答：中国古代人民在生产实践中总结出许多有关植物生理学的知识。 我国现代植物学起步较晚，由于封建体制的限制。 新中国成立后，中国的植物生理学取得了很大的发展。 现在在某些方面的研究已经进入了国际先进水平。P6、p7 5.如何理解“植物生理学是合理农业的基础”？ 答：植物生理学的每一次突破性进展都为农业生产技术的进步起到了巨大的推动作用。 P7. 6.怎样学好植物生理学？ 答： .必须有正确的观点和学习方法； .要坚持理论联系实际。 . . 第一章、植物细胞的亚显微结构和功能 （一）名词解释 真核细胞： 体积较大，有核膜包裹的典型细胞核，有各种结构与功能不同的细胞器分化，有 复杂的内膜系统和细胞骨架系统存在，细胞分裂方式为有丝分裂和减数分裂。 原核细胞 ：体积小，没有典型的细胞核，只有一个无核膜的环状DNA 分子构成的类核；除 了核糖体、光合（作用）片层外，无其他细胞器存在；有蛋白质丝构成的原始类细胞骨架结 构；细胞分裂方式为无丝分裂。 流动镶嵌模型： 膜的骨架是由膜脂双分子层构成，疏水性尾部向内，亲水性头部向外，通常 呈液晶态。 膜蛋白不是均匀地分布在膜脂的两侧，有些蛋白质位于膜的表面，与膜脂亲水性 的头部相连接（外在蛋白）；有些蛋白质则镶嵌在磷脂分子之间，甚至穿透膜的内外表面， 以及外露的疏水基团与膜脂疏水性的尾部相结合（内在蛋白），漂浮在膜脂之中，具有动态 性质。流动镶嵌模型具有膜的不对称性和膜的流动性两个特点。 经纬模型：初生壁是由两个交联在一起的多聚物纤维素纤维丝和穿过它的伸展蛋白网络 而成的结构，悬浮在亲水的果胶半纤维素胶体机制中。 生物膜： 由脂质和蛋白质组成具有一定结构和生理功能的胞内所有被膜的总称。 内膜系统 ：结构上连续、功能上相关的、由膜组成的细胞器群体，称为内膜系统，具体指核 膜、内质网、高尔基体、液泡及它们形成的分泌泡等。 细胞骨架： 在细胞质中，存在着由3 种蛋白质纤维（微管、微丝和中间纤维）相互连接组成 的支架网络，称为细胞骨架，也称为细胞内的微梁系统。 细胞器： 细胞内各种膜包被的功能性结构 共质体： 植物体活细胞的原生质体通过胞间连丝形成了连续的整体。 质外体： 质膜以外的胞间层、细胞壁以及细胞间隙，彼此也形成了连续的整体。 胞间连丝： 贯穿细胞壁、胞间层、连接相邻细胞原生质体的管状通道。 细胞全能性： 每一个活细胞都具有产生一个完整个体的全套基因，在适宜条件下， 细胞具有 发育成完整植株的潜在能力。 细胞基因表达：基因在RNA 聚合酶的作用下转录成前体RNA，再经加工产生mRNA，以及 mRNA 翻译成多肽并折叠成有活性的蛋白质分子的过程。 转录： 以 DNA 为模板，在依赖于DNA 的 RNA聚合酶的催化下，以4 种核糖核苷酸为原料， 合成 RNA的过程。 翻译： 蛋白质的生物合成称为翻译。 （二）写出下列符号的中文名称 ER: 内质网 RER: 粗糙型内质网 SER: 光滑型内质网 rDNA: 核糖体 DNA mRNA: 信使 RNA tRNA: 转运 RNA rRNA: 核糖体 RNA rRNA 聚合酶：核糖体RNA聚合酶 （三）问答题 1.真核细胞与原核细胞的主要区别是什么？ 答：真核细胞有成形的细胞核,而原核细胞无细胞核,但有拟核 2.植物细胞和动物细胞相比，有何特征？ 答：植物细胞比动物细胞多了细胞壁、液泡、叶绿体和其他质体。 . . 3.“细胞壁是细胞中非生命组成部分”是否正确？为什么？ 答：不正确。其组成成分中，主要是纤维素、半纤维素、果胶物质等多糖，还包含伸展蛋 白、过氧化物酶、 植物凝集素等多种具有生理活性的蛋白质，参与植物细胞的各项生命活动 过程，对植物生活有重要意义。 4.植物细胞壁的主要生理功能有哪些？ 答： .稳定细胞形态和保护作用.控制细胞生长扩大； .参与胞内外信息的传递；.防御功能； .识别作用；.参与物质运输。 5.细胞膜对细胞生命活动有什么重要意义？ 答： .分室作用； .物质运输； .能量转换； .信息传递和识别功能； .抗逆能力； .物质合成。 6.植物的内膜系统和细胞骨架的生物学意义如何？ 答：对于细胞分裂、生长分化、成熟具有特别重要的意义。 7.最流行的细胞膜结构假说“流动镶嵌模型”基本要点是什么？如何评价？ 答：镶嵌性（磷脂双分子层和蛋白质的镶嵌面），流动性（膜脂的流动性和膜蛋白的流动 性） ，细胞质膜的不对称性。 这一模型强调了膜结构的流动性和不对称性，对细胞膜的结构和功能作出了较为科学 的解释，被广泛接受，也得到许多实验的支持。流动镶嵌模型在某些方面还不够完善，如忽 略了无机离子和水所起的作用，忽视了蛋白质分子对膜脂分子流动性的控制作用，忽视了膜 的各个部分流动性的不均匀性等等。 8.植物细胞胞间连丝有哪些功能？ 答：物质运输；信息传递。 9.什么是植物细胞全能性？其生物学意义有哪些？ 答： 每一个活细胞都具有产生一个完整个体的全套基因，在适宜条件下， 细胞具有发育成 完整植株的潜在能力。 植物细胞全能性就成为细胞分化的理论基础和植物组织培养技术的理论依据，这在理 论和实践上都具有重大意义。 10.植物细胞基因表达如何调控？在理论和生产实践上有何指导意义？ 答：在基因表达过程中的每一步骤都分别包含蛋白质、DNA、RNA之间的相互作用以及受 到多种因子在不同层次、不同水平的级联式的调控，具体分为：转录调控、转录后调控、翻 译调控、翻译后调控、蛋白质活性的调控。 . . 第二章、植物的水分生理 （一）名次解释 自由水： 不被胶体颗粒或渗透物质亲水基团所吸引或引力很小，可以自由移动的水分，称为 自由水。 束缚水： 凡是被植物细胞的胶体颗粒或者渗透物质亲水基团（如COOH 、 OH、 NH2） 所吸引，且紧紧被束缚在其周围、不能自由移动的水分，称为束缚水。 扩散： 是物质分子（包括气体分子、水分子、溶质分子）从一点到另一点的运动，即分子从 较高化学势区域向较低化学势区域的随机的累进的运动。 渗透作用： 水分从水势高的系统通过选择透性膜向水势低的系统移动的现象就称为渗透作 用。 自由能： 根据热力学原理，系统中物质的总能量可分为束缚能和自由能，束缚能是不能用于 做功的能量， 而自由能是在恒温、恒压条件下能够做最大有用功（非膨胀功） 的那部分能量。 化学势：在物理化学中，化学势常被用来描述体系中组分发生化学反应的“本领”及转移的 潜在能力。 水势： 偏摩尔体积的水在一个系统中的化学势与纯水在相同温度、压力下的化学势之间的差， 可以用公式表示为： 渗透势（溶质势）:由于溶质的存在而使水势降低的值称为溶质势，或渗透势。 压力势 :由于细胞壁压力的存在而引起的细胞水势增加的值称为压力势，p，其为正值。 衬质势 :处于分生区的细胞和风干种子细胞其中心液泡尚未形成，其水势组分即衬质势，m， 其是细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水的束缚（吸引）而引起的水势降低值。 电化学势： 像离子这样的带电粒子，除受浓度梯度的作用外，还要受电力的驱动，这两种力 合称电化学势。 水通道蛋白： 水通道蛋白是一类具有专一选择性、高效转运水分的跨膜内在蛋白或通道蛋白 的总称 偏摩尔体积 :是指在恒温、恒压，其他组分浓度不变的情况下，混合体系中1mol 该物质所占 据的有效体积。 吸胀作用： 因吸胀力的存在而吸收水分子的作用称为吸胀作用。 蒸腾作用： 植物体内的水分以气态方式从植物体的表面向外界散失的过程。 蒸腾比率： 植物每消耗1kg 水所产生干物质的质量（g） ，或者说，植物在一定时间内干物质 的积累量与同期所消耗的水量之比称为蒸腾效率或蒸腾比率。 蒸腾速率： 植物在单位时间内，单位叶面积通过蒸腾作用所散失的水量称为蒸腾速率，又称 蒸腾强度。 根压： 由于植物根系生理活动而促使液流从根部上升的压力。（植物中由于水势梯度引起水 分进入中柱后产生的一种压力，这就是根压。） 小孔律： 我们将气孔通过多孔表面的扩散速率不与小孔面积成正比，而与小孔的周长成正比 的这一规律称为小孔扩散率。 蒸腾系数（需水量） ：植物制造1 克干物质所消耗的水量（g）称为蒸腾系数，或需水量，它 是蒸腾效率的倒数。 蒸腾作用： 植物体内的水分以气态方式从植物体的表面向外界散失的过程。 水分临界期： 植物对水分不足最敏感、最易受害的时期称为作物的水分临界期。 . . 内聚力： 相同分子之间存在着相互吸引的力量，称为内聚力。 内聚力学说：水分子的内聚力可达30MP 以上，水柱的张力比水分子的内聚力小，为 0.53.0MP；同时水分子与导管内纤维素分子之间还有附着力，所以，导管或管胞中的水流 可成为连续的水柱。 节水农业： 是在农业生产过程中充分利用水资源，利用各种措施和技术，选用适当作物品种， 从而提高水分利用率和生产效率，并创造出有利于农业可持续发展的生态环境的一种现代农 业生产体系。 水分平衡： 一般把植物吸水、用水、失水三者的动态关系称为水分平衡。 （二）写出下列符号的中文名称 w: 水的化学势 w: 水势 p: 压力势 m: 衬质势 s: 溶质势 : 渗透势 AQP: 水孔蛋白 RDI: 调亏灌溉 （三）问答题 1.如何理解农业生产“有收无收在于水”这句话？ 答： 水是生命的源泉，是植物重要的生存条件之一。植物的一切正常生命活动都只有在水 环境中才能进行，否则植物的生长发育就会受到阻碍，甚至死亡。 水对农业生产具有重要性。通过合理灌溉可以满足作物生长发育对水分的需要，同时 为作物提供良好的生态环境，这对实现农作物的高产优质，水分的高效利用，减轻病害发生 都有重要意义。 2.植物细胞和土壤溶液水势的组成有何异同点？ 答： 与细胞的水势相似，土壤水势也由两个组分构成，即溶质势和压力势，通常土壤溶液 的浓度很低，因此溶质势较高，约为-0.01Mp。细胞水势多了重力势和衬质势。 3.一个细胞放在纯水中其水势与体积如何变化？ 答：如果把细胞放到纯水中，细胞吸水，压力势随之增高；随着细胞含水量的增加，细胞 液浓度降低，溶质势增高，水势也随着增高，细胞吸水能力下降；当细胞吸水答紧张状态， 细胞体积最大，水势=0，压力势与溶质势等量相反。 4.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？ 答： 随着植株或细胞环境变化时，自由水 /束缚水比值也相应改变。自由水能起溶剂作用， 可以直接参与植物的生理过程和生化过程和生化反应；而束缚水不能起溶剂的作用，不参与 这些过程。因此，自由水/束缚水比值较高时，植物代谢活跃，生长较快，抗逆性较差；反 之，代谢活性低、生长缓慢，但抗逆性较强。 5.质壁分离及复原在植物生理学上有何意义？ 答： .判定细胞是否存活；.测定细胞的渗透势； .观察物质透过原生质层的难易程度。 6.试述气孔运动的机制及其影响因素。 答： 4 种假说： .淀粉与糖转化学说：在光下，光合作用消耗CO2；在黑暗中，光合作用 停止呼吸作用仍进行，CO2累积。 .K +累积学说：在光下，保卫细胞叶绿体通过光合磷酸化合成 ATP ， 活化了质膜H+-ATP 酶，使 K +主动吸收到保卫细胞中， K+浓度增高引起渗透势下降，水势降低，促进保卫细胞吸 水，气孔张开。 .苹果酸代谢学说：保卫细胞内淀粉和苹果酸之间存在一定的数量关系，即淀粉、 . . 苹果酸与气孔开闭有关，与糖无关。 .玉米黄素假说：保卫细胞中玉米黄素可能作为蓝光反应的受体，参与气孔运动的 调控。 影响因素： CO2、光、温度、水分、风、植物激素。 7.哪些因素影响植物吸水和蒸腾作用？ 答： 凡是能改变水蒸气分子的扩散力或扩散阻力的因素，都可对蒸腾作用产生影响。 内部因素： .气孔的构造特征是影响气孔蒸腾的主要因素； .叶片内部面积增大，细胞壁的水分变成水蒸气的面积就增大，细胞间隙充满水 蒸气，叶片内外蒸汽压差大，有利于蒸腾。 外界因素： .光照：光照对蒸腾起决定性作用； .大气湿度：当大气相对湿度增大时，大气蒸汽压也增大，叶片外蒸汽压差变小， 蒸腾减弱，反之蒸腾加强； .大气温度： .风：微风可以让蒸腾速率加快，强风使蒸腾速率减弱； .土壤条件：植物地上蒸腾与根系的吸水有密切的关系。 8.试述水分进出植物体的途径和动力。 答： 土壤水根毛根皮层根中柱鞘根导管茎导管叶柄导管叶脉导管叶肉细 胞叶肉细胞间隙气孔下腔气孔大气中。 动力主要是植物顶端产生的负压力（蒸腾拉力） 拉动水向上运动，其次是根部产生的正 压力（根压）可以压迫水分向上运动。 9.怎样维持植物的水分平衡，原理如何？ 答：一般把植物吸水、用水、失水三者的动态平衡关系叫做水分平衡。 10.如何区别主动吸水与被动吸水？ 答： 由于吸水的动力依赖于叶的蒸腾作用，故把这种吸水称为根的被动吸水；以根压为动 力引起的根系吸水过程，称为主动吸水。 11.合理灌溉在节水农业中意义如何，如何才能做到合理灌溉？ 答：发展节水农业对促进水资源持续利用和农业持续发展有重要意义。 . . 第三章、植物的矿质营养 （一）名词解释 矿质营养： 植物对矿质元素的吸收、转运、同化利用。 溶液培养法： 又称水培法或营养液法，即在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方 法。 植物必须元素：指对植物生长发育不可缺少的、不可替代的、生理作用直接的元素。 有益元素： 在植物体内， 有些矿质元素并不是植物所必须的，但它们对某些植物的生长发育 或生长发育的某些环节有积极的影响，这些元素称为有益元素或者有利元素。 稀土元素： 原子序数为5771 的镧系元素（ La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu） ， 以及化学性质与镧系相近的（Sc Y）共 17 种元素统称为稀土元素。 电化学势梯度： 不带电荷的溶质的转移取决于溶质在细胞膜两侧的浓度梯度，而浓度梯度决 定着溶质的化学势； 带电荷的溶质跨膜转移则是由膜两侧的电势梯度和化学势梯度共同决定 的。电化学势梯度是电势梯度和化学梯度的合称。 易化扩散： 是溶质通过膜转运蛋白顺浓度梯度或电化学势梯度进行的跨膜转运。 主动吸收： 是指植物细胞利用代谢能量逆电化学势梯度吸收矿物质的过程。 被动吸收： 是指细胞对矿质元素的吸收不需要代谢能量直接参与，离子顺着电化学势梯度较 高的区域向其较低的区域扩散。 胞饮作用： 细胞可通过质膜吸附物质并进一步通过膜的内陷而将物质转移到胞内，或进一步 运送到液泡内，这种物质吸收方式称为胞饮作用。 膜传递蛋白： 参与易化扩散的膜转运蛋白有通道蛋白和载体蛋白，两者统称为传递蛋白或转 运。 质子泵：主要有在细胞膜上的H+-ATP酶、 液泡膜 H+-ATP酶、 线粒体 H+-ATP酶和叶绿体 H+-ATP 酶等等。 质子动力势： H+-ATP酶的主要功能是催化水解 ATP ，同时将细胞质中的H+泵至细胞外， 使细 胞外侧的H+浓度增加。形成跨膜H+电化学势梯度，即pH 梯度（pH）和电位差（） ， 两者合称为质子电化学势梯度（H+） ，也称质子动力（PMF） 。 同向转运： 由 H+-ATP酶所建立的跨膜电化学势梯度驱动其他无机离子或者小分子有机物的 跨膜转运过程，称为次级主动运输（共向转运）。 单盐毒害： 将植物培养在单一盐溶液中（即溶液只含有一种金属离子），不就植株就会呈现 不正常状态，最终死亡，这种现象称为单盐毒害。 离子对抗： 在单盐溶液中若加入少量含其他金属离子的盐类，单盐毒害现象就会减弱或者消 除，离子间的这种作用称为离子对抗或离子颉颃。 平衡溶液： 植物只有在含有适当比例的、按一定浓度配成的多盐溶液中才能正常生长发育， 这种溶液称为平衡溶液。 交换吸附： 根部细胞在吸收离子的过程中，同时进行着离子的吸附与解吸附，由于细胞吸附 离子具有交换性质，总有一部分离子被其他离子所置换，这一现象称为交换吸附。 表观自由空间： 自由空间（质外体）是指植物体内由细胞壁、细胞间隙、导管等所构成的允 许矿质元素、水分和气体自由扩散的非细胞质开发性连续体系。表观自由空间（AFS ）系自 由空间占组织总体积的百分比，可通过对外液和进入组织自由空间的溶质数的测定加以推 算，一般AFS为 5%20%。 根外营养： 植物通过根系以外的地上部分吸收矿质元素的过程称为根外营养。 生物固氮： 就是某些微生物把大气中的游离氮转化为含氮化合物（NH3或 ）的过程。 . . 诱导酶： 硝酸还原酶是一种诱导酶（适应酶），植物在缺乏诱导条件时不含有某种酶，在特 定诱导物的诱导下，可以产生这种酶，这种现象称为酶的诱导形成（或适应形成），所产生 的酶称为诱导酶或适应酶。 营养最大效率期：作物对缺乏矿质元素最敏感的时期称为需肥临界期，如苗期； 而把施肥营 养效果最好的时期称为最高生产效率期（或营养最大效率期），一般以种子和果实为收获对 象的作物，其营养最大效率期是生殖生长时期。 （二）写出下列符号的中文名称 AFS ：表观自由空间 RFS ：相对自由空间 NR：硝酸还原酶 NiR：亚硝酸还原酶 GS：谷氨酰胺合成酶 GOGAT ：谷氨酸合成酶 GDH：谷氨酸脱氢酶 H+-ATPase ：氢离子三磷酸腺甙酶（氢离子泵、质子泵） Ca 2+-ATPase ：钙离子三磷酸腺甙酶（钙离子泵） （三）问答题 1.溶液培养法有哪些类型？用溶液培养植物时应注意哪些事项？ 答：溶液培养法（水培法）是将植物根系浸没在营养液（或雾气）中培养的方法，包括直 接浸入培养、雾状营养膜培养、涨落培养等。 要注意： .配置营养液的水质要求；.配置营养液的化学试剂的要求 .营养液的PH的要求；.对营养液的其他要求 2.如何确定植物必须的矿质元素？植物必须的矿质元素有哪些生理作用？ 答： 确定方法： 通过人为控制培养液的成分，如除去或添加某种元素后，观察分析所培养植物生长发育的变 化情况， 进而判断植物所必须的矿质元素的种类和数量，这是确定植物必须矿质元素的有效 研究方法。 如果在培养液中除去某一元素导致植物发育不良、并出席特有的病症，而当加入 该元素后病症又消失，则说明该元素为必需元素；如果从培养液中除去某一元素对植物的生 长发育无明显不良影响，且植物也不表现明显的病症，则该元素不是植物的必须元素。 生理作用： .是细胞结构物质的组成成分；.参与调节酶的活动； .起电化学作用和渗透调节作用；.细胞信号转导第二信使。 3.试述无土栽培技术在农业生产上的应用。 答：无土栽培可以：.不受环境条件限制；.大大提高土地使用效率； .质量优于一般土壤栽培产品；.可以生产“绿色”无污染植物产品； .可以节约水肥；.有利于种植业的工厂化生产。 4.试述矿质元素在光合作用中的生理作用。 答： . 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。 . 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。 . 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； . 光合作用所必需的辅酶或调节因子如Rubis 。 5.植物细胞通过哪几种方式吸收矿质元素？ . . 答：主动吸收、被动吸收、胞饮作用。 6.试比较被动吸收、简单扩散、易化扩散的异同点。 答： 异： . 易化扩散的物质不具有脂溶性，必须借助膜中载体或通道蛋白质跨膜转运， 简单扩散不需要； . 简单扩散扩散率与浓度差成正比；而易化扩散仅在浓度差低的情况下成正比， 在浓度高时则出现饱和现象； .简单扩散通量较为恒定，而易化扩散受膜外环境因素改变的影响而不恒定。 同： . 均为被动扩散； . 不需要能量； . 其扩散通量均取决于各物质在膜两侧的浓度差、电位差和膜的通透性。 7.主动吸收、初级主动转运、次级主动转运有何区别？ 答： 异： 初级主动转运直接利用ATP分解的能量；次级主动转运间接利用能量转运离子。 同： 逆化学势梯度吸收矿质物质。 8.为什么说主动转运与被动转运都有膜传递蛋白的参与？ 答：主动运输必须要载体和能量；被动运输之协助扩散只要载体。 9. H+-ATP酶是如何与主动转运相关的？H +-ATP酶还有哪些生理作用？ 答：实验表明：Na+等许多阳离子通过与 H+的反向转运运出原生质；蔗糖、氨基酸、Cl-等 阴离子经同向转运进入细胞质；K+尽管是被动扩散进出细胞，但维持分布的膜电势也主要来 自于 H+-ATP酶的作用。 液泡膜 H+-ATP酶驱动溶质跨液泡膜次级主动运输；线粒体膜上、叶绿体膜上 H +-ATP酶。 10.试解释两种类型的共转运及单向转运。 答：单向转运：单向转运体催化分子或离子单方向跨膜运输； 同向转运：载体与质膜外的H+结合时，又与另一分子或离子结合，同方向运输。 反向转运：载体与质膜外的H+结合时，与质膜内分子或离子结合，两者反方向运输。 11.试述根系吸收矿质元素的特点、主要过程及其影响因素。 答：特点：.植物对矿质元素的吸收是相对的，它们即相互联系又相互独立； .植物根系吸收离子的数量与溶液中离子的数量不成比例的现象； .单盐毒害和离子对抗。 12.为什么植物缺钙铁等元素时，缺素症最先表现在幼叶上？ 答： 参与循环的元素在植物生长发育过程中，优先分配给代谢较旺盛的部位，植物缺乏这 类元素时，较老的组织或器官因这类元素被转运至幼嫩的组织或器官而最先出现缺素症状； 而不参与循环的元素则相反，它们被植物转运至地上后即被固定而不能移动，器官越 老含量越高，因此植物缺乏该类元素时症状最先出现在幼嫩的部位。 这些元素（ Ca、Fe）在细胞中一般形成难容解的稳定化合物，是几乎不参与循环 的元素，也称不可再利用元素。 13.植物的氮素同化包括哪几个方面？ 答： .硝酸盐的代谢还原（硝态氮同化）：进入细胞后首先在硝酸还原酶 （NR）的作 用下还原成，进一步在亚硝酸还原酶（NiR）的作用下还原成氨。 . 氨的同化（氨态氮同化）：游离氨对植物有害，在植物根、根瘤、叶部进行的，通 过同化作用把游离氨同化为氨基酸等有机物。 .生物固氮。 14.合理施肥为何能够增产？要充分发挥肥效应采取哪些措施？ . . 答：合理施肥改善光合性能；合理施肥改善栽培环境。 在合理施肥的前体下，进行：.适当灌溉； .适当深耕； .改善光照条件； .控制土壤微生物活动；.改进施肥方式。 第四章、植物的呼吸作用 （一）名词解释 呼吸作用： 是指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。 有氧呼吸： 是指生活细胞利用分子氧（O2） ， 将某些有机物彻底氧化分解为 CO2， 并生成 H2O， 同时释放能量的过程。 无氧呼吸： 指生活细胞在无氧条件下，把淀粉、葡萄糖等有机物分解成为不彻底的氧化物， 同时释放出部分能量的过程。 糖酵解： 是指在一系列酶的参与下将葡萄糖氧化分解成丙酮酸，并释放能量的过程。 三羧酸循环： TCA循环是指从乙酰CoA 与草酰乙酸缩合成柠檬酸开始，然后经过一系列氧化 脱羧反应生成CO2、NADH、FADH2、ATP直至草酰乙酸再生的全过程。 戊糖磷酸途径：HMP 是指葡萄糖在细胞质内经一系列酶促反应被氧化降解为CO2，的过程。 乙醛酸循环： 甘油酸经 -氧化分解为乙酰CoA。在乙醛酸循环体内生成琥珀酸、乙醛酸、 苹果酸和草酰乙酸的酶促反应过程，称为乙醛酸循环，素有“脂肪呼吸”之称。 生物氧化： 是指发生在细胞线粒体内的一系列传递氢和电子的氧化还原反应，因而有别于体 外的直接氧化。 呼吸链： 电子传递链又称呼吸链，是指按一定氧化还原电位顺序排列相互衔接传递氢（H+e） 或电子到分子氧的一系列呼吸传递体的总轨道。 氧化磷酸化： 是指 NADH 或 FADH2中的电子，经电子传递链传递给分子氧生成水，并偶连 ADP和 Pi 生成 ATP的过程。 末端氧化酶： 是指能将底物脱下的电子最终传给O2，使其活化， 并形成 H2O 或 H2O2的酶类。 抗氰呼吸：植物体内的这种不受氰化物抑制的呼吸作用称为抗氰呼吸，或称为氰不敏感呼吸、 抗霉素 A 不敏感呼吸、氧肟 w ò 酸敏感呼吸，也就是交替途径（AP） 。（研究表明：氰化物处理动、植物 细胞组织，动物的呼吸速率降为0，植物仍有 10%25% 的呼吸速率） 初生代谢： 蛋白质、 脂肪、 糖类及核酸等有机物质代谢对植物生命活动至关重要，是细胞中 共有的一些物质代谢过程，可以将其称为初级代谢。 次生代谢：植物把一些初级代谢产物经过一系列酶促反应转化成为结构更复杂、特殊的物质， 可将其称为次级代谢。 巴斯德效应： 有氧条件下，酒精发酵会受到抑制，这种现象被称为“巴斯德效应”。 能荷： EC是细胞中腺苷酸系统的能量状态，是对ATP-ADP-AMP系统中可利用高能磷酸键的 度量。 呼吸速率： 又称呼吸强度，通常以单位时间内，单位鲜重或干重植物组织或原生质释放的 CO2的量（）或吸收O2的量（）来表示。 呼吸商： 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）的比值。 . . 呼吸作用氧饱和点：从有氧呼吸来看，在氧含量较低的情况下，呼吸速率与氧浓度成正比， 即呼吸作用随氧浓度的增大而增强，但氧浓度增至一定程度，对呼吸作用就没有促进作用了， 这一氧含量称为氧饱和点。 无氧呼吸消失点：无氧呼吸停止进行的最低氧含量（10%左右）。 呼吸跃变： 当果实成熟到一定程度，其呼吸速率突然增高，然后又突然下降，这种现象称之 为呼吸跃变。 （二）写出下列符号的中文名称 EMP：糖酵解途径 TCAC ：三羟酸循环 / 柠檬酸循环 PPP ：戊糖磷酸途径 GAC ：乙醛酸循环 ETS ：电子传递链 PEP ：磷酸烯醇丙酮酸 Cyt：细胞色素 UQ：泛醌 P/O ratio：磷氧比 RQ：呼吸商或呼吸系数 FP ：黄素蛋白 SHAM：水杨基氧肟酸 DNP：2，4-二硝基酚 IPP：异戊烯焦磷酸 Q10：温度系数 PAL ：苯丙氨酸解氨酶 （三）问答题 1.植物呼吸代谢多条路线有何生物学意义？ 答：它们在方向上相互交错、在空间上相互交错、在时间上相互交替，既分工合作，构成 不同代谢类型，执行不同的生理功能，相互制约。 2.TCA循环的特点和意义如何？ 答： .是有氧呼吸产生CO2的主要来源； .形成还原物质NADH+、H+； .中间产物可以作为各种有机物质合成的原料。 3.抗氰呼吸的生理意义有哪些？ 答： . 放热效应： 抗氰呼吸是放热呼吸，产生大量热能对产热植物早春开花有保护作用； . 促进果实成熟：在果实成熟过程中出现呼吸跃变现象，表现为抗氰呼吸速率增强； . 增强植物抗病及抗逆能力：在逆境下，抗氰呼吸产生或加强，保证EMP-TCA循环， PPP能正常运转，保证底物继续氧化，维持逆境下植物生命活动呼吸代谢的基本需求。 . 代谢协同调控。 4.油料种子呼吸作用有何特点？ 答： 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循环体氧化分解为乙酰CoA，并通过乙醛酸循环转化为糖类；淀粉 种子萌发不发生乙醛酸循环。 5.长时间的无氧呼吸为什么会使植物受到伤害？ 答： 无氧呼吸的能量利用效率低，有机物质损耗大，而且发酵产物酒精和乳酸的累积，对 细胞原生质有毒害作用。 6.以化学渗透假说说明氧化磷酸化的机制。 答： 在电子传递过程中，由于线粒体内膜的的不通透性，形成了跨质粒内膜的质子梯度驱 动 ATP的合成。 7.葡萄糖作为呼吸底物通过EMP-TCA循环、呼吸链彻底氧化，可以生成多少ATP？能量转换 效率是多少？ . . 答：第一步是EMP途径，中文名糖酵解： 第二步是TCA途径，中文名三羧酸循环或柠檬酸循环： 第三步是呼吸链将还原性辅酶的携带的H+完全氧化成水： 综上所述： 1mol 的葡萄糖在彻底氧化分解以后,共释放出2870kJ 的能量， 其中有 1161kJ 的能量 储存在 ATP 中,其余的能量都以热能的形式散失。能量转换率为40.45% 。 8.植物呼吸代谢与初生代谢的关系如何？ 答：呼吸作用过程中的许多中间产物都可能作为植物合成次级代谢物的原料。 9.植物次生代谢物质主要有几类？它们有哪些途径合成？ 答： .萜 ti 类：由异戊烯焦磷酸（IPP）合成。一条由甲羟戊酸途径合成；一条由3-PGA/ 丙酮酸途径合成（主要存在于叶绿体中）。 .酚类：一条由莽草酸途径；一条由丙二酸途径。 .含氮次生化合物：一条由芳香族氨基酸；一条由脂肪族氨基酸。 10.植物次生代谢物质对植物和人类有何意义？ 答：对植物：.抵御不良物理环境，提高适应能力 .防止捕食者大量采食，提高植物体或种子生存率 .植物次生代谢对致病微生物的防御 .植物间的化感作用 .对植物基因表达做出微调，使植物在发育过程中能够更好的适应环境 对人类： .医药和化工等领域发挥着重要的作用。 .有些植物次生代谢产物还可以做染料、调味剂、香料等 11.呼吸作用的反馈调节表现在哪些方面？ 答：植物呼吸代谢各条途径都可以通过中间产物、辅酶、无机离子及能荷加以反馈调节。 12.呼吸作用与谷物种子、果蔬贮藏有何关系？ 答： 谷物种子： . . . 当种子的含水量低于一定限度时，束缚水较多，其呼吸速率微弱，呼吸酶活性降 到最低，可以安全贮藏； . 含水量增高后，种子内出现自由水，呼吸酶活性增强，微生物大量繁殖，呼吸速 率提高； . 超过安全含水量后，贮藏物质呼吸不但被消耗，而且呼吸产生大量热量，增加微 生物，可能会使种子变质。 果蔬贮藏： 果蔬存在呼吸跃变现象，原因是与果实内乙烯的释放有关，且跃变与温度关系很大。 在果蔬贮藏和运输中，重要的问题是延迟其成熟： . 是降低温度，推迟呼吸跃变发生的时间； . 是增加周围环境的CO2和 N2的浓度，降低02浓度，以降低呼吸跃变发生的强度。 13.呼吸作用与作物栽培关系如何？ 答：呼吸作用与作物体内物质的合成降解、物质的吸收运输和转化及生长发育关系密切， 因此，在作物栽培措施中许多方面都是为了直接或间接地保证作物呼吸能正常进行。 第五章、植物的光合作用 （一）名词解释 碳素同化作用： 自养植物利用日光能或化学能，将吸收的二氧化碳转变成有机物的过程，称 为碳素同化作用。 光合作用： 是绿色植物 （包括藻类） 大规模地利用太阳能把二氧化碳和水合成富能的有机物， 并释放氧气的过程。 光合色素： 在光合作用过程中吸收光能的色素统称为光合色素，主要有叶绿素、 细菌叶绿素、 类胡萝卜素和藻胆素几个大类。 反应中心色素： 位于反应中心，是少数特殊状态的叶绿素a 分子，其既能捕获光能，又能将 光能转换为电能（称为“陷阱”） 。 天线色素： 位于光和膜上的叶绿素蛋白复合体上，主要作用是吸收光能，并把吸收的光能传 递到反应中心色素，包括绝大部分叶绿素a 和全部的叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素等。 吸收光谱： 把叶绿体色素放在光源和分光镜之间，就可以看到光谱上出现了暗带，表明有些 波长的光线被色素分子吸收了，这就是光合色素的吸收光谱。 荧光与磷光： 叶绿素分子被蓝光激发，由于激发态不稳定，迅速向较低能级状态转变，能量 有的以热的形式释放， 有的以光的形式消耗， 从第一单线态回到基态所发射的光就称为荧光； 处在第一、三线态的叶绿素分子回到基态时所发出的光为磷光。 光反应： 该阶段受光驱动，将光能转化为同化力并产生氧气，该反应在类囊体上进行。 暗反应： 该阶段在叶绿体基质中进行，在一系列酶的催化下，利用光反应产生的同化力固定 CO2形成糖。 希尔反应： 水的光解是希尔于1937 年发现的，他将离体的叶绿体加到具有氢受体的水溶液 中，照光后即发生水的分解而放出氧气。 同化力： 由于 ATP和 NADPH在碳同化过程中用于CO2的同化，故合称为同化力。 量子效率： 红降现象： 用波长大于685nm 的远红光照射绿藻时，虽然光子仍被叶绿素大量吸收，但量 子产额急剧下降，这种现象被称为红降。 光 叶绿体 . . 双光增益效应： 将远红光 +红光这样两种波长的光促进光合效率的现象称为双光增益效应或 爱默生效应。 原初反应： 光合色素分子对光能的吸收、传递与转换过程亦称为初原反应。 光合单位： 每吸收与传递1 个光子到反应中心完成光化学反应所需起协同作用的色素分子 数，称为光合单位。 反应中心： 光化学反应是在光合作用反应中心进行的，反应中心是进行原初反应的最基本的 功能单位， 它包括一个反应中心色素分子，即原初电子供体、一个原初电子受体和一个次级 电子供体等电子传递体，以及维持这些电子传递体的微环境所必需的色素蛋白复合体。 光系统： 光合作用有两个化学反应，分别由两个光系统完成，一个是PS，吸收短波红光 （680nm ） ，一个是PS ，吸收长波红光（700nm） 。 反应中心次级电子受体：是指将电子直接供给给反应中心色素分子的物质。 原初电子受体：是指直接接受反应中心色素分子传来电子的物质。 光合链： 是指定位在光合膜上的、一系列互相衔接着的电子传递体组成的电子传递总轨道。 非环式电子传递：水光解放出的电子经PS 和 PS 两个光系统，最终传给NADP+的电子传 递。 环式电子传递：指 PS 产生的电子传给Fd，再到 Cyt b6f 复合体，然后经 PC返回 PS 的电 子传递。 假环式电子传递： 指水光解放出的电子经PS 和 PS两个光系统， 最终传给O2的电子传递。 光合磷酸化： 叶绿体在光下把无机磷（Pi）与 ADP 合成 ATP的过程称为光合磷酸化。 PQ穿梭： 偶连电子转移的质子转移系统。 偶连因子： 逆向转移质子的ATP酶。 C3途径和C3植物： CO2被固定形成的最初产物是一种三碳化合物，故称为C3途径；只通过 C3途径固定、同化的植物称为C3植物。 C4途径和 C4植物： 固定 CO2的最初产物是含4 个碳的二羧酸，故称为C4-二羧酸途径，简称 C4途径；植物按照C4途径固定、同化CO2，这些植物被称为C4植物。 C3C4中间植物：生理生化特性介于C3植物和 C4植物之间，被称为C3 C4中间植物。 CAM 途径和 CAM 植物：CAM 途径： 有机酸合成日变化的光合碳代谢类型称为景天酸代谢途 径（ CAM 途径）； CAM 植物又分为两类：一类为专性CAM 植物，一生大部分时间的碳 代谢是 CAM 途径；另一类为兼性CAM 植物，在正常条件下进行C3途径，当遇到干旱、盐 渍和短日照时间则进行CAM 途径，以抵抗不