植物生理学

第一章1.从植物生理学角度，分析“有收无收在于水”的道理？植物的一切正常生命活动，只有在一定的细胞水分含量的状况下才能进行，否则，植物的正常生命活动就会受阻，甚至停止。水在植物生命活动中的主要表现有（1）水分是细胞质的主要成分（2）水分是代谢作用过程的反应物质（3）水分是植物对物质吸收和运输的溶剂（4）水分能保值植物的固有姿态2.植物叶片的气孔为什么在光照条件下会张开，在黑暗条件下会关闭？保卫细胞细胞壁具有伸缩性，细胞的体积能可逆性地增大40~100%。保卫细胞细胞壁的厚度不同，分布不均匀。双子叶植物保卫细胞是肾形，内壁厚、外壁薄，外壁易于伸长，吸水时向外扩展，拉开气孔；禾本科植物的保卫细胞是哑铃形，中间厚、两头薄，吸水时，横向膨大，使气孔张开。保卫细胞的叶绿体在光下会形成蔗糖，累积在液泡中，降低渗透势，于是吸水膨胀，气孔张开；在黑暗条件下，进行呼吸作用，消耗有机物，升高了渗透势，于是失水，气孔关闭。6.气孔的张开与保卫细胞的什么结构有关？答：细胞壁具有伸缩性，细胞的体积能可逆性地增大40~100%。细胞壁的厚度不同，分布不均匀。双子叶植物保卫细胞是肾形，内壁厚、外壁薄，外壁易于伸长，吸水时向外扩展，拉开气孔；禾本科植物的保卫细胞是哑铃形，中间厚、两头薄，吸水时，横向膨大，使气孔张开。3在栽培作物时，如何才能做到合理灌溉？要做到合理灌溉，就需要掌握作物的需水规律。反映作物需水规律的指标有需水量和水分临界期。作物需水量和水分临界期又因作物种类、生长发育时期不同而有差异。合理灌溉则要以作物需水量和水分临界期为依据，综合考虑土壤含水量、作物形态指标（叶、茎颜色、长势、长相）和生理指标（叶片水势、细胞汁液浓度、渗透势、气孔开度等）制定灌溉方案，采用先进的灌溉方法（如喷灌、滴灌）及时地进行灌溉。同时还要注意灌溉的水温、水质及灌溉量。第二章1植物进行正常的生命活动需要哪些矿质元素？分为大量元素和微量元素两种：大量元素：CHONPSKCaMgSi，微量元素：FeMnZnCuNaMoPClNi大量元素：碳氢氧氮磷硫钾钙镁硅；微量元素：氯铁锰硼锌钼铜钠镍2.在植物的生长过程中，如何鉴别植物发生了缺氮、缺磷和缺钙的现象？若发生了上述缺乏的元素，可采取哪些补救措施？缺氮：植物矮小，叶小色淡或发红，分枝少，花少，子实不饱满，产量低。补救措施：施加氮肥。缺磷：生长缓慢，叶小，分枝或分蘖减少，植株矮小，叶色暗绿，开花期和成熟期都延迟，产量降低，抗性减弱。补救措施：施加磷肥。缺钾：植株茎秆柔弱易倒伏，抗旱性和抗寒性均差，叶色变黄，逐渐坏死，缺绿开始在老叶。补救措施：施加钾肥。3.在作物栽培时为什么不能施用过量的化肥？怎样施肥才能比较合理？答：过量施肥时，可使植物的水势降低，根系吸水困难，烧伤作物，影响植物的正常生理过程。同时，根部也吸收不了，造成浪费。合理施肥的依据：根据形态指标、相貌和叶色确定植物所缺少的营养元素。通过对叶片营养元素的诊断，结合施肥，使营养元素的浓度尽量位于临界浓度的周围。测土配方，确定土壤的成分，从而确定缺少的肥料，按一定的比例施肥。4.引起嫩叶发光和老叶发黄分别是什么元素？请列举说明。引起嫩叶发黄的：SFe，两者都不能从老叶移动到嫩叶。引起老叶发黄的：KNMgMo，以上元素都可以从老叶移动到嫩叶。Mn既可以引起嫩叶发黄，也可以引起老叶发黄，依植物的种类和生长速率而定。5.叶子发黄可能是哪些因素引起的？请分析并提出证明的方法。缺乏下列矿质元素：NMgFMnCuZn。证明方法是：溶液培养法或砂基培养法。分析：N和Mg是组成叶绿素的成分，其他元素可能是叶绿素形成过程中某些酶的活化剂，在叶绿素形成过程中起间接作用。光照的强度：光线过弱，会不利于叶绿素的生物合成，使叶色变黄。证明及分析：在同等的正常条件下培养两份植株，之后一份植株维持原状培养，另一份放置在光线较弱的条件下培养。比较两份植株，哪一份首先出现叶色变黄的现象。温度的影响：温度可影响酶的活性，在叶绿素的合成过程中，有大量的酶的参与，因此过高或过低的温度都会影响叶绿素的合成，从而影响了叶色。证明及分析：在同等正常的条件下，培养三份植株，之后其中的一份维持原状培养，一份放置在低温下培养，另一份放置在高温条件下培养。比较三份植株变黄的时间。第三章1.光合作用碳同化有哪些途径？试述水稻、玉米、菠萝的光和碳同化途径有什么不同？光合碳同化的类型：C3途径；C4途径；CAM(景天科酸代谢)途径。-C3途径包括羧化阶段、还原阶段、更新阶段，将二氧化碳同化为淀粉等物质。C4途径包括羧化、转变、脱羧还原和再生四个阶段，最后将二氧化碳同化为有机物。CAM途径，植物在白天气孔关闭，利用前一个晚上固定的二氧化碳进行光合作用。2.一般来说，C4植物比C3植物的光合产量要高，试从它们各自的光合特征及生理特征比较分析。答：主要是因为C4植物叶肉细胞中的PEP羧激酶活性比C3植物的高许多倍而且c4途径是把二氧化碳运入维管束鞘细胞内释放，供卡尔文循环同化，因此起了“二氧化碳泵”的功能，把外界的二氧化碳压到维管束鞘，光呼吸降低光合速率增快，因此会产量高。3.通过学习水分的生理代谢、矿质营养和光合作用的知识后，你认为怎样才能提高农作物的产量?答：合理灌溉。合理灌溉可以改善作物各种生理作用，还能改变栽培环境，间接地对作用发生影响。合理追肥。根据植物的形态指标和生理指标确定追肥的种类和量。同时，为了提高肥效，需要适当的灌溉、适当的深耕和改善施肥的方式。光的强度尽量的接近于植物的光饱和点，使植物的光合速率最大，最大可能的积累有机物，但是同时注意光强不能太强，会产生光抑制的现象。栽培的密度适度的大点，肥水充足，植株繁茂，能吸收更多的CO2，但同时要注意光线的强弱，因为随着光强的增加CO2的利用率增加，光合速率加快。同时，可通过人工的增加CO2含量，提高光合速率。使作物在适宜的温度范围内栽植，使作物体内的酶的活性在较强的水平，加速光合作用的碳反应过程，积累更多的有机物。4.C3植物、C4植物和CAM植物在固定CO2方面有什么异同？C3C4CAM受体RUBPPEPPEP固定酶RubiscoPEPcase/RubiscoPEPcase/Rubisco进行的阶段CO2羧化脱羧与还原脱羧转变、羧化再生C3途径CO2还原、更新初产物PGAOAAOAA能量使用先NADPH后ATP第五章1.目前普遍被公认的有机物运输的机理假说有哪一个？这个假说的要点是什么？答：该假说是压力流学说要点是源细胞将蔗糖装载入筛分子-伴胞复合体，降低源端筛管内的水势，而筛分子又从邻近的木质部的吸收水分，由此产生高的膨压。与此同时，库端筛管内的蔗糖不断卸出，进入库细胞，库端筛管的水势升高，水分也流到木质部，于是降低库端筛管的膨压。源端和库端之间就存在膨压差，它推动筛管内同化产物的集流，穿过筛孔沿着系列筛分子，由源端向库端运输。2.如何理解植物有机物分配的“库”与“源”之间的关系？源是制造同化物的器官，而库是接收同化物的器官，源与库共存于同一植物体，相互促进，相互依赖，相互制约。库与源在植物生理代谢和产量形成中是不可分割的统一整体，作物要高产，需要库源的相互适应，协调一致，相互促进，库大会促源，源大会促库；库小会抑制源，源小库就不会大，高产就困难。作物产量形成的源库关系有三种类型，即源限制型、库限制型和库源互补型。增源于增库均能达到增产目的。库是植物产量物质基础，是决定植物产量的关键。减少也面积或降低叶片的光合速率，造成源的短缺，对库的供应能力减弱，必定引起植株器官的减少或器官发育不良，影响库强度，最终影响植物的产量和质量。库依赖于源而生存，库接收源同化物的多少，直接受源的同化效率及输出数量的影响，库与源是供求关系。库有一种“拉力”，即库的竞争能力。另外，库对源的同化能力具有明显的反馈作用。所以，适当增大库源比，对增强源的活性和促进源的供应能力有重要的作用。第八章1.生长素是在植物的哪些部位合成的？生长素的合成有哪些途径？合成部位：生长旺盛部位（叶原基、嫩叶、发育中种子）；途径（底物是色氨酸）：吲哚丙酮酸途径、色胺途径、吲哚乙腈途径、吲哚乙酰胺途径。2.生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯在农业生产上有何作用？生长素：1.促进扦插的枝条生根2．促进果实发育3.防止落花落果；赤霉素：1.在啤酒生产上可促进麦芽糖化2.促进发芽3.促进生长4.促进雄花发生；细胞分裂素：细胞分裂素可用于蔬菜、水果和鲜花的保鲜保绿，还可用于果树和蔬菜上，主要作用用于促进细胞扩大，提高坐果率，延缓叶片衰老；脱落酸：1.抑制生长2.促进休眠3.引起气孔关闭4.增加抗逆性；乙烯：1.催熟果实2.促进衰老。3.植物激素、植物生长调节剂、植物生长促进剂、植物生长延缓剂和植物生长抑制剂各有什么区别？试各举一例说明。第九章1.光信号是如何传递的？光敏色素、隐花色素、向光素有何相同之处？2.蓝光和紫光对植物生长有什么调节作用？3.据你所知，请全面考虑，光对植物生长发育有什么影响？答：①光质方面：在自然条件下，植物会受到不同颜色的光照射，而植物对不同颜色的光吸收能力不同，对红光和蓝光吸收较多，因而会影响光合速率。②光强方面：在黑暗时，光合作用停止，随着光强度增强，光合速率逐渐增强，达到光补偿点时，光合速率和呼吸速率达动态平衡，当光照强度在补偿点以上增加时，光合速率就成比列增加，在接近光饱和点时，光合速率增加转慢，直至速率不变。第十章1．将北方的苹果引到华南地区种植，苹果仅进行营养生长而不开花结果，试分析其原因？苹果是喜冷凉干燥的温带果树，要求冬无严寒，夏无酷暑。如果冬季温度过高，休眠期低温时数不足，花芽就不能顺利通过休眠，进而发现发芽、开花推迟而不整齐，有的花芽甚至不萌动，到了5月鳞片松开脱落，成为枯桩，就会严重降低产量。因此如果将北方的苹果引到华南地区种植，虽然生长季节的温度条件就能够得到充分保障，但冬季需要的低温条件得不到满足，因此就会只进行营养生长而不开花结果。答：冬天的温度太高，不能使苹果树进行正常的休眠，使能量消耗太多。2.为什么晚造的水稻种不能用于早造种植？晚造水稻是典型的短日植物，是水稻的起源种，如果用于早造种植，则会由于光照时间过长，不能在正常的生长期内诱导开花，而使得生育期大为推迟，因而使早造的后荏作物错过播种季节。答：晚造水稻是典型短日植物，在长时间光照条件下，不能在正常生长期内进行正常的生殖生长。3.有什么办法能使菊花在春节开花而且花多？如果在夏季又怎么样开花而且花多？因为菊花是短日照植物，为使它在春节开花，就要加长光照时间，或晚上闪光使暗间断，而如果要提前到夏季，则要缩短其光照时间。喷施促花药物促进花芽分化，摘心增多花枝等都可促使其多开花。答：菊花是短日照植物，经过遮光形成短日照，在夏季就可以开花；若延长光照或晚上闪光使暗间断，则可使花期延后。同时，要采用摘心的方法，增加花数。所谓摘心，就是用手指掐去或剪去植株主枝或侧枝上的顶芽。第十一章1.小麦种子和香蕉果实在成熟期间发生了哪些生理生化变化？答：主要有机物的变化。可溶性糖类转化为不溶性糖类，非蛋白氮转化为蛋白质，而脂肪则由糖类转化而来。呼吸速率，有机物累迅速时呼吸作用也旺盛，种子接近成熟时，呼吸作用逐渐降低。植物激素的变化，在种子成熟过程中，植物激素含量的高低顺序出现，可能与他们的作用有关，首先是玉米素，可能是调节籽粒建成和细胞分裂，其次是赤霉素和生长素，可能是调节光合产物向籽粒运输与积累，最后是脱落酸，可能控制籽粒的成熟与休眠。含水量，脂肪种子含水量与有机物的积恰好相反，它是随着种子的成熟而逐渐减少的。2.为什么果树有大小年现象？怎样克服它？答：果树的发芽，长叶，开花等早春的生长活动都是有果树上一年的储备营养来完成，同时，幼果生长阶段正是花芽分化期，因此，上一年留果量过大会造成形成花芽所需的养分不足，所以形成的花量不足，另外也会使冬季树体积累的营养减少，所以第二年结果很少。因为第二年结果少又回形成大量花芽，所以树体会从一个极端走向另一个极端，即一年接很多，一年接很少形成大小年。解决的方法很简单，在大年时严格疏花蔬果，同时