植物生理学习题解答

植物生理学复习提纲绪论1. 植物生理学的概念。植物生理学诞生的标志。植物生理学的奠基人。植物生理学的两大先驱。我国植物生理学的启业人、奠基人。2. 近代植物生理学发展的四大特点。代谢3. 植物代谢的概念及其特点。4. 植物的同化作用和异化作用以及二者的关系。水分代谢5. 植物水分代谢包括哪些过程？6. 植物含水量的一般规律。7. 植物植物体内自由水和束缚水的概念及其含义。8. 水分在植物生命过程中的作用。9. 植物细胞吸收水分的方式及其特点。10. 渗透系统包括哪些部分？植物细胞如何构成渗透系统？11. 植物与环境、植物体各组织间水分移动的动力。12. 细胞水势的组成。13. 理解掌握植物细胞相对体积变化与水势各个组分的关系图解。14. 植物细胞质壁分离过程水势各个组分的变化特点。15. 植物细胞吸涨作用的特点及其生理意义。16. 风干种子萌发过程的吸水特点。17. 如何验证植物细胞吸水与代谢有关？18. 高等植物根系吸收水分的途径。19. 植物根系吸水的动力及其特点。20. 根压产生机理。21. 蒸腾拉力形成原理及其在水分代谢中的地位。22. 影响根系吸水的外界因素。23. 盛夏阳光强烈的中午为什么不能给植物浇水？24. 蒸腾作用的生理意义。25. 植物蒸腾作用的两种方式。26. 气孔运动机理有几种学说？27. 影响气孔运动的内外因素。28. 影响蒸腾作用的内外因素。29. 蒸腾作用的表示法。30. 水分在植物体内运输的途径。31. 共质体、质外体及其在水分移动中的作用。32. 水分运输的内聚学说。33. 节水农业的生理基础。矿质营养34. 植物灰分制备方法和灰分元素的存在形式。35. 植物从土壤中获取的13种必需元素。常量元素、微量元素和有益元素。36. 确定植物必需元素的三原则（必需条件）。37. 矿质元素N、P、K发生缺素的症状和生理障碍。38. 矿质元素Ca、Mg、S的生理作用。39. 微量元素Fe、Mo、Cl、Zn、Mn、Cu、B的生理作用。40. 诊断植物缺素的方法。41. 植物吸收矿质元素的方式。42. 植物吸收矿质元素的特点。43. 生理酸性盐、生理碱性盐和生理中性盐，单盐毒害、离子拮抗和平衡溶液。44. 根系吸收矿质元素的部位、吸收矿质元素的过程。45. 影响根系吸收矿质元素的因素。46. 土壤pH值对矿质元素有效性的影响。47. 植物根外施肥的意义和作用。48. 矿质元素进入植物根外器官的方式。49. 硝酸还原酶的特点和作用。硝酸盐还原成氨的主要步骤。50. 氨在植物体内的受体和产物。氨的储藏形式及其意义。51. 生物固氮的酶系统特点。生物固氮的测定原理。52. 硫酸盐、磷酸盐的吸收、同化，活化形式。53. 矿质元素在植物体内的运输形式和途径。54. 矿质元素在植物体内的分布。55. 植物需肥的一般规律。光合作用56. 叶绿体的结构、叶绿体色素种类及其光学特性。57. 荧光、磷光、第一单线态、第二单线态、第一三线态。58. 植物叶色综合决定方式。59. 叶绿素的生物合成途径。60. 聚光系统、PS I、PS II生理特征。Emerson效应、Hill反应。61. 光合磷酸化、同化力。Calvin cycle的CO2受体和初原产物、Hatch-Slack pathway的CO2受体和初原产物。62. C3途径、C4途径、CAM途径的光合作用特征和生理特点比较。63. 光合作用产物的多样化及其生理作用。64. 光呼吸及其生理作用。65. 影响光合作用的内外因素。提高光合作用的途径。物质和能量转变呼吸作用66. 光合作用与呼吸作用的生理关系。67. 呼吸作用的调节与控制。68. 影响呼吸作用的因素，呼吸作用与农产品储藏、保鲜。有机物代谢69. 主要有机物单斜的相互关系。70. 类萜、酚类、生物碱、含氰苷、芥子油苷、非蛋白氨基酸代谢。有机物运输71. 有机物运输的途径和溶质种类。72. 韧皮部装载、长距离运输、筛分子-伴胞复合体（）71. 植物体内有机物短距离和长距离运输的生理特点。有机物运输的压力流动学说。收缩蛋白学说。72. 植物体内有机物的分配。信号转导73. 细胞信号转导、双信使系统、第二信使。植物的生长物质74. 植物生长物质、植物激素、植物生长调节剂。75. 生长素的分布与运输。生长素的生物合成途径。生长素在植物体内存在形式。76. 生长素的作用机理、生理生化作用、降解途径。77. 赤霉素的生物合成部位和途径。GA的作用机理和生理作用。78. 细胞分裂素的生物合成途径。细胞分裂素的作用机理和生理作用。79. 脱落酸在植物体内的分布及生物合成途径。80. 脱落酸的作用机理和生理作用。81. 乙烯在植物体内的分布与生物合成。乙烯的作用机理与生理作用。82. 油菜素内脂的生物合成与生理作用。83. 多胺、钙调素的生理作用。光形态建成84. 光形态建成。光敏素的分布、组成与光化学特性。85. 光敏素的生理作用剂作用机理。86. 蓝光反应。生长生理87. 种子萌发的内外条件。种子萌发过程的物质转化特点。种子萌发过程的生理变化特点。88. 影响种子寿命的内外条件。89. 细胞分裂周期。细胞伸长生理。90. 细胞全能性和细胞分化的极性学说。91. 组织培养、外植体、脱分化、再分化。92. 顶端优势及其产生的生理机制。93. 根生长的一般规律。94. 植物地上部与地下部生长的相互关系。95. 营养生长、生殖生长。植物营养生长与生殖生长的相互关系。96. 向性运动、感性运动、生理钟。生殖生理97. 幼年期、春化作用、光周期。98. 春化作用的感应部位及其传导。99. 春化作用的生理生化变化。春化作用的机理。100. 光周期类型。光周期的感应部位及其传导。101. 光周期的诱导和暗期中断。102. 光敏素与开花诱导原理。103. 光周期诱导开花的学说。104. 花器官形成的条件。性别分化的遗传和生理基础。105. 花粉的寿命、柱头的寿命、花粉与柱头的识别反应。106. 花粉管生长与雌蕊的生理生化变化。107. 种子成熟过程的生理生化变化。108. 果实成熟过程的生理生化变化。109. 种子休眠机理及其破除。成熟与衰老110. 植物衰老及其机理。111. 植物器官脱落过程的生理生化变化。112. 植物激素对植物器官脱落的影响。逆境生理113. 逆境(胁迫)、植物的抗逆性。114. 生物膜与抗逆性。渗透调节与抗逆性。脱落酸与抗逆性。115. 植物冻害、冷害的生理基础与机理。116. 干旱胁迫与植物的抗旱性。117. 高温胁迫及其机理。118. 涝害与植物的抗涝性。119. 盐碱胁迫与植物的抗盐碱性。120. 病害与植物的抗性。植物生理学习题解答一、 名词解释1.光反应( light reaction)与暗反应(dark reaction )：光合作用中需要光的反应过程，是一系列光化学反应过程，包括水的光解、电子传递及同化力的形成；暗反应是指光合作用中不需要光的反应过程，是一系列酶促反应过程，包括CO2的固定、还原及碳水化合物的形成。2.C3途径(C3 pathway )与C4途径(C4 pathway )：以RUBP为CO2受体、CO2固定后的最初产物为PGA的光合途径为C3途径；以PEP为CO2受体、CO2固定后的最初产物为四碳双羧酸的光合途径为C4途径。3.光系统(photosystem, PS )：由不同的中心色素和一些天线色素、电子供体和电子受体组成的蛋白色素复合体，其中PSI的中心色素为叶绿素a P700，PSII的中心色素为叶绿素a P680.4.反应中心( reaction center)：由中心色素、原初电子供体及原初电子受体组成的具有电荷分离功能的色素蛋白复合体结构。5.光合午休现象(midday depression )：光合作用在中午时下降的现象。6.原初反应(primary reaction )：包括光能的吸收、传递以及光能向电能的转变，即由光所引起的氧化还原过程。7.磷光现象(phosphorescence phenomenon )：当去掉光源后，叶绿素溶液还能继续辐射出极微弱的红光，它是由三线态回到基态时所产生的光。这种发光现象称为磷光现象。8.荧光现象(fluorescence phenomenon )：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色，这种现象称为荧光现象。9.红降现象(red drop )：当光波大于685nm时，虽然仍被叶绿素大量吸收，但量子效率急剧下降，这种现象被称为红降现象。10.量子效率(quantum efficiency )：又称量子产额或光合效率。指吸收一个光量子后放出的氧分子数目或固定二氧化碳的分子数目。11.量子需要量(quantum requirement )：同化1分子的CO2或释放1分子的02所需要的光量子数目。12.爱默生增益效应( Emerson enhancement effect)：如果在长波红光(大于685nm)照射时，再加上波长较短的红光(650nm)，则量子产额大增，比分别单独用两种波长的光照 射时的总和还要高。13.PQ循环(plastoquinone cycle )：伴随PQ的氧化还原，可使2H+从间质移至类囊体膜内空间，即质子横渡类囊体膜，在搬运2H+的同时也传递2e至Fe-S，PQ的这种氧化还原往复变化称PQ循环。14.光合色素(photosynthetic pigment)：指植物体内含有的具有吸收光能并将其用于光合作用的色素，包括叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素等。15.光合作用(photosynthesis )：绿色植物吸收光能，同化C02和H20，制造有机物质，并释放02 的过程。16.光合作用单位( photosynthetic unit)：结合在类囊体膜上，能进行光合作用的最小结构单位。17.作用中心色素(reaction center pigment )：指具有光化学活性的少数特殊状态的叶绿素a分子。18.聚光色素(light harvesting pigment )：指没有光化学活性，只能吸收光能并将其传递给作用中心色素的色素分子。19.解偶联剂(uncoupler )：能消除类囊体膜(或线粒体内膜)内外质子梯度，解除电子传递与磷酸化反应之间偶联的试剂。20. 水氧化钟( water oxidizing clock)：是Kok等根据一系列瞬间闪光处理叶绿体与放O2 的关系提出的解释水氧化机制的一种模型。每吸收一个光量子推动氧化钟前进一步。21.希尔反应(Hill reaction )：离体叶绿体在光下加入氢受体所进行的分解水并放出氧气的反应。22.光合磷酸化(photosynthetic phosphorylation ,photophosphorylation )：叶绿体(或载色体)在光下把无机磷和ADP转化为ATP的过程。23.光呼吸(photorespiration )：植物的绿色细胞在照光下放出CO2和吸收02的过程。24.光补偿点(light compensation point )：光合过程中吸收的C02和呼吸过程中放出的C02等量时的光照强度。25. CO2补偿点(CO2 compensation point )：当光合吸收的CO2量与呼吸释放的CO2量相等时，外界的CO2浓度。26.光饱和点(light saturation point )：增加光照强度，光合速率不再增加时的光照强度。27.光能利用率(efficiency of solar energy utilization )：单位面积上的植物光合作用所累积的有机物中所含的能量，占照射在相同面积地面上的日光能量的百分比。28.光合速率(photosynthetic rate )：单位时间单位叶面积吸收CO2的量(或释放O2的量)。29.叶面积系数(leaf area index ,LAI )：绿叶面积与土地面积之比(LAI)。30.共质体(symplast )与质外体(apoplast )：无数细胞的细胞质，通过胞间连丝联成一体，构成共质体。质外体是一个连续的自由空间，包括细胞壁、细胞间隙及导管等。31. 压力流动学说(pressure flow theory )：其基本论点是有机物在筛管中隨着液体的流动而移动，这种液体流动的动力是由于输导系统两端的压力势差引起的。32.细胞质泵动学说(cytoplasmic pumping theory )：该学说认为，筛管分子内腔的细胞质呈几条长丝，形成胞纵连束，纵贯筛管分子，在束内呈环状的蛋白质反复地、有节奏的收缩与舒张，把细胞质长距离泵走，糖分随之流动。33.代谢源(metabolic source )与代谢库(metabolic sink )：代谢源是指产生和供应有机物质的部位与器官。代谢库是指贮藏与消耗有机物质的部位与器官。34.P-蛋白(P - protein )：亦称韧皮蛋白(phloem - protein)。是在细胞质中存在的构成微管结构的蛋白质，可以利用ATP的能量，推动微管的收缩，从而推动物质的长距离运输。35.有机物质装载(organic matter loading )：指同化物从筛管周围的叶源细胞装载到筛管中的过程。 36.有机物质卸出(organic matter unloading) ：指同化物从筛管卸出到库细胞的过程。37. 收缩蛋白学说(contractile protein theory )：该学说认为，筛管分子的内腔有一种由微纤丝相连接的网状结构，微纤丝由收缩蛋白的收缩丝组成。收缩蛋白分解ATP，将化学能转化为机械能，通过收缩与舒张进行同化物的长距离运输。 38. 协同转移(symport )：指质子促进糖穿过膜进入韧皮细胞的过程，即在同化物的装载过程中，质子与糖一同进入韧皮部细胞。39.磷酸运转器(phosphate translocator )：位于叶绿体内膜上承担输出磷酸丙糖和输入Pi的运转器。40.转移细胞(transfer cells )：在共质体与质外体的交替运输过程中，有一种特化的细胞起运转过渡作用。这种细胞的细胞壁与质膜向内延伸，形成许多皱褶，扩大了物质转移的表面，有利于物质在细胞间的转移。这种细胞称转移细胞。 41.生长中心(growth center )：指生长旺盛，代谢强的部位。如茎生长点。 42.库源单位(source-sink unit )：源的同化产物主要供给相应的库。相应的源与库以及二者之间的输导系统，共同构成一个源库单位。 43.供应能力(supply ability )：指源内有机物质能否输出以及输出多少的能力。 44.竞争能力(compete ability )：指库中能否输入同化物以及输入多少的能力。45. 运输能力(transport ability )：指有机物质输出和输入部分之间的网络分布、畅通程度及距离远近。二、简答题1.如何证明光合作用中释放的O2 是来自H2O而不是来自CO2？用氧同位素标记的H2O饲喂植物，照光后如果释放的O2是同位素标记的O2，则说明O2来自H2O。或用希尔反应证明，在离体的叶绿体中加入氢受体如Fe3+等，在没有CO2 参与的条件下照光后有O2的释放。2.植物的叶片为什么是绿色的?秋天树叶为什么会呈现黄色和红色? 光合色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收很少，所以植物的叶片呈绿色。秋天树变黄是由于低温抑制了叶绿素的的生物合成，已形成的叶绿素也被分解破坏，而类胡萝卜素比较稳定，所以叶片呈现黄色。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.光合作用的全过程大致分为哪三大步骤?(1)原初反应，即光能的吸收传递和转变为电能的过程。(2)电子传递和光合磷酸化；即电能转变为活跃的化学能过程。(3)碳同化，即活跃化学能转变为稳定的化学能过程。4.光合作用电子传递中，PQ有什么重要的生理作用?光合电子传递链中质体醌数量比其他传递体成员的数量多出好几倍，具有重要的生理作用：(1)PQ具有脂溶性，在类囊体膜上易于移动，可沟通数个电子传递链，也有助于两个光系统电子传递均衡运转。(2)伴随着PQ的氧化还原，将2H+从间质移至类囊体的膜内空间，既可传递电子，又可传递质子，有利于质子动力势形成,进而促进ATP的生成。5.光合磷酸化有几个类型?其电子传递有什么特点?光合磷酸化可分为三个类型：(1)非循环式光合NADP磷酸化，其电子传递是一个开放通路。(2)循环式光合磷酸化，其电子传递是一个闭合的回路。(3)假循环式光合磷酸化，其电子传递也是一个开放的通路，但其最终电子受体不是，而是O2。6.高等植物的碳同化途径有几条? 哪条途径才具备合成淀粉等光合产物的能力?有三条：卡尔文循环、C4途径和景天科植物酸代谢途径。只有卡尔文循环具备合成淀粉等光合产物的能力，而C4途径和景天科酸代谢途径只起到固定和转运CO2的作用。7.C3途径是谁发现的?分哪几个阶段?每个阶段的作用是什么?C3途径是卡尔文(Calvin)等人发现的。可分为三个阶段：(1)羧化阶段。C02被固定，生成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-磷酸甘油酸还原成3-磷酸甘油醛一光合作用中的第一个三碳糖。(3)更新阶段。光合碳循环中形成的3-磷酸甘油醛，经过一系列的转变，再重新形成RuBP的过程。8.光合作用卡尔文循环的调节方式有哪几个方面?(1)酶活性调节。光通过光反应改变叶的内部环境，间接影响酶的活性。如间质中pH的升高，Mg2+浓度升高，可激活RuBPCase和Ru5p激酶等。如果在暗中这些酶活性下降。(2)质量作用的调节。代谢物的浓度可以影响反应的方向和速率。(3)转运作用的调节。叶绿体内的光合最初产物一磷酸丙糖，从叶绿体运到细胞质的数量，受细胞质里的Pi数量所控制。Pi充足，进入叶绿体内多，就有利于叶绿体内磷酸丙糖的输出，光合速率就会加快。9.在维管束鞘细胞内，C4途径的脱羧反应类型有哪几种?(1)NADP苹果酸酶类型；(2)NAD苹果酸酶类型；(3)PEP羧激酶类型。10.简述CAM植物同化CO2的特点。这类植物晚上气孔开放，吸进CO2，在PEP羧化酶作用下与PEP结合形成苹果酸，累积于液泡中。白天气孔关闭，液泡中的苹果酸便运到细胞质，放出CO2，放出的CO2参与卡尔文循环形成淀粉等。具有两步羧化的特点。 11.氧抑制光合作用的原因是什么?(1)加强氧与C02对RuBP的结合竞争，提高光呼吸速率。(2)氧能与 NADP竞争接受电子，使NADPH合成量减少，使碳同化需要的还原能力减少。(3)氧接受电子后形成的超氧阴离子会破坏光合膜。(4)在强光下氧参与光合色素的光氧化，破坏光合色素。12. 作物为什么会出现光合“午休”现象?植物种类不同、生长条件不同，造成光合“午休”的原因也不同。有以下几种原因：(1)中午水分供给不足、气孔关闭。(2) CO2供应不足。(3)光合产物淀粉等来不及分解运走，累积在叶肉细胞中，阻碍细胞内CO2的运输。(4)中午时的高温低湿降低了碳同化酶的活性。（5）生理钟调控。13.追施N肥为什么会提高光合速率?原因有两方面：一方面是间接影响，即能促进叶片面积增大，叶片数目增多，增加光合面积。另一方面是直接影响，即促进叶绿素含量急剧增加，加速光反应。氮亦能增加叶片蛋白质含量，而蛋白质是酶的主要组成成分，使暗反应顺利进行。总之施N肥可促进光合作用的光反应和暗反应。14.分析植物光能利用率低的原因。光能利用率低的原因：(1)辐射到地面的光能只有可见光的一部分能被植物吸收利用。(2)照到叶片上的光被反射、透射。吸收的光能，大量消耗于蒸腾作用。(3)叶片光合能力的限制。(4)呼吸的消耗。(5)CO2、矿质元素、水分等供应不足。(6)病虫危害。15.作物的光合速率高产量就一定高，这种说法是否正确，为什么？不正确。因为产量的高低取决于光合性能的五个方面，即光合速率、光合面积、光合时间和光合产物分配与消耗。16.为什么说CO2 是一种最好的抗蒸腾剂？所有的抗蒸腾剂都是通过降低气孔导度来减少蒸腾，气孔导度降低的同时不可避免地限制了CO2 向叶肉内的扩散，降低了光合速率。而增加CO2 不仅可以降低气孔导度减少蒸腾，同时也增加了CO2向叶肉内的扩散速度，不至于因气孔导度的降低使光合下降。17.把大豆和高粱放在同一密闭照光的室内，一段时间后会出现什么现象？为什么？大豆首先死亡，一段时间后高粱也死亡。因为大豆是C3植物，它的CO2补偿点高于C4植物高粱。随着光合作用的进行，室内的CO2浓度越来越低，当低于大豆的CO2补偿点时，大豆便没有净光合只有消耗，不久便死亡。此时的CO2浓度仍高于高粱的CO2补偿点，所以高粱仍然能够进行光合作用，当密闭室内的CO2浓度低于高粱的CO2补偿点时，高粱便因不能进行光合作用而死亡。18.如何证明C3途径CO2的受体是RuBP，而CO2固定后的最初产物是3-PGA？给植物饲喂标记的14CO2，在不同的照光时间下，分别浸在沸酒精中将植物杀死，提取14C化合物，用纸层析分析结合放射自显影方法追踪14C在各种化合物出现的先后次序。最早标记的化合物即为CO2固定后的最初产物，在C3植物中最早标记的化合物是3-PGA。用同样的技术结合动力学实验结果表明，当CO2浓度突然下降时，RUBP的量急剧增高，而3-PGA的量则相应急剧下降，说明3-PGA是RuBP的羧化产物，故CO2浓度降低时，3-PGA突然下降，同时说明3-PGA可转变为RuBP，否则RuBP的量不至于升高。19.糖浓度与能量供应状况如何调节有机物质的运输？叶片中蔗糖的浓度对输出速率有明显的调节作用。叶片中蔗糖的浓度高于某一阈值时，明显地提高输出率，低于这一阈值时，则明显地降低输出率。前者属于可运库，后者属于非运库。同化物的主动运输需要能量供应。充足的能量供应有利于同化物的运输。ATP的作用一方面作为直接的动力，另一方面可通过提高膜透性而对运输起作用。20.植物激素如何调节有机物质的运输与分配？植物激素对有机物质的运输分配有着重要的影响。除ETH以外，其它几种激素都有促进有机物质运输的作用。IAA有吸引有机物质向它所在的器官积累的功能。关于植物激素促进有机物运输的机理有以下几个方面的解释：（1）激素与质膜上的受体结合，产生去极化作用，降低膜势；（2）植物激素改变膜的物理、化学性质，提高膜透性；（3）植物激素促进RNA与蛋白质的合成，合成某些与同化物运输有关的酶。21.何谓源-库单位？为什么在有机物质的分配问题上会出现源库单位的现象？源的同化产物主要供给相应的库。相应的源与库以及二者之间的输导系统，共同构成一个源-库单位。源库单位的形成首先符合器官的同伸规律（相应部位的根、茎、叶、蘖在生长时间上的同步性）；其次，还与维管束的走向，距离远近有关。它决定了有机物质分配的特点。22.叶片中制造的有机物质是如何装载到韧皮部筛管分子的？有哪些证据证明有机物质的装载是一个主动过程？首先，叶片制造的光合产物蔗糖释放到质外体，然后蔗糖分子再进入筛管伴胞复合体。质外体中的蔗糖分子进入筛管-伴胞复合体是与质子协同进行的。因此，有人提出了糖-质子协同转移模型。该模型的要点如下：在筛管分子或伴胞的质膜中，H-ATP酶不断地将H泵到细胞壁（质外体），质外体中H浓度较共质体高，于是形成了跨膜的电化学势差。当H趋于平衡而回流到共质体时，通过质膜上的蔗糖/H共向转运器，H与蔗糖一同进入筛管分子。23.有机物质的分配与产量的关系如何？作物的经济产量生物产量经济系数，而经济系数与同化物的分配有关。在一定的营养生长的基础上，应该促使光合产物尽可能地分配到产品器官，提高经济系数。否则，生物产量高，经济产量并不一定高。24.为什么“树怕剥皮”？因为根系需要地上部供应有机营养，而叶片制造的有机物质正是通过韧皮部向下运输的。树剥皮后，韧皮部被破坏，影响了有机物质的运输，时间一长就会影响根系的生长，进而影响地上部的生长。25.“三蹲棵”在生产上有何意义？“三蹲棵”是指秋季将玉米连根拔出，并不立即收获，将玉米连穗带棵放置一段时间后再收获，这样可以提高产量510。主要是利用有机物质可以再利用的特点，将茎杆中积累的有机物质充分的转运到穗中，从而提高产量。三、论述题1.试评价光呼吸的生理功能。光呼吸是具有一定的生理功能的，但也有害处。(1)回收碳素：通过C2循环可回收乙醇酸中3/4的碳素(2个乙醇酸转化1个PGA，释放1个CO2)。(2)维持C3光合碳循环的运转：在叶片气孔关闭或外界CO2浓度降低时，光呼吸释放的CO2能被C3途径再利用，以维持C3光合碳循环的运转。(3)防止强光对光合机构的破坏：在强光下，光反应中形成的同化力会超过暗反应的需要，叶绿体中NADPH/NADP、ATP/ADP的比值增高，由光激发的高能电子会传递给O2，形成超氧阴离子自由基O2.，O2.对光合机构具有伤害作用，而光呼吸可消耗过剩的同化力和高能电子，减少O2.的形成，从而保护光合机构。(4)消除乙醇酸：乙醇酸对细胞有毒害作用，它的产生在代谢中是不可避免的。光呼吸是消除乙醇酸的代谢，使细胞免受伤害。另外，光呼吸代谢中涉及多种氨基酸的转化过程，它可能对绿色细胞的氮代谢有利。有害方面：减少了光合产物的形成和累积，不仅不能贮备能量，还消耗大量能量2. C4植物比C3植物的光呼吸低,试述其原因？ C4植物光呼吸低。因为光呼吸是由RuBP加氧酶催化RuBP加氧造成的。C4植物在叶肉细胞中只进行由PEP羧化酶催化的羧化活动，且PEP羧化酶对C02亲和力高，固定C02的能力强，在叶肉细胞形成C4二羧酸之后。再转运到维管束鞘细胞，脱羧后放出C02，就起到了”CO2泵”的作用，增加了维管束鞘细胞中的CO2浓度，抑制了鞘细胞中Rubisco的加氧活性并提高了它的羧化活性，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植物光呼吸值很低。而C3植物，在叶肉细胞内固定C02，叶肉细胞的CO202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RuBPP羧化酶对CO2亲和力低，此外，光呼吸释放的CO2，不易被重新固定。 3.论述提高植物光能利用率的途径和措施有哪些？(1)增加光合面积：合理密植；改善株型。(2)延长光合时间：提高复种指数；延长生育期；补充人工光照。(3)提高光合速率：增加田间CO2浓度；降低光呼吸；减缓逆境对光合的抑制作用；减轻光合午休；延缓早衰。 4. 请说明测定光呼吸的原理。（1）光呼吸受氧浓度的影响 当大气中含氧量从21%降至13%时，C3植物的净光合率约增高3050%，增加的这部分就代表在高氧气条件下光呼吸的消耗，因此可以分别测定3%和21% O2下的光合速率，两者之差便为光呼吸速率。（2）测定叶片在光下的吸氧量 在光下测定在无CO2空气中叶片的吸氧量。也可以用18O2标记，测定叶片在光下对18O2的吸收速率。（3）测定无CO2空气中CO2的释放量 在光下，通入无CO2的气体到叶室中，然后测定叶片CO2的释放量。也可以用14CO2饲喂，先使叶片在光下同化14CO2一段时间，然后通入无CO2的气体，并测定叶片释放出的14CO2量。可以用光下释放的14CO2量和黑暗中释放的14CO2量的比值表示。（4）测定从光转暗后的CO2猝发 将C3植物叶片放入叶室，照光一段时间后停止照光，则有CO2释放高峰，一般认为停止光照后的CO2猝发为光呼吸的残余。5.试述环境因素对有机物质运输的影响？环境因素水分、光照、温度、矿质等，对同化物的运输均有较大的影响。温度：糖的运输速率以2030最快，高于或低于这个温度范围，运输速率下降。光照可以通过光合作用，影响同化物的运输与分配。功能叶白天的输出率高于夜间。水分胁迫使水势降低，光合降低，叶片中可运态蔗糖的浓度降低，影响输出速率。矿物质，如N、P、K、B等都会对有机物质的运输产生影响。N：N多，营养生长过旺，不利于物质向产品器官输出；N少则会引起叶片的早衰，C/N比适中对运输有利。P：P可以促进光合，促进可运态蔗糖浓度的提高，促进ATP的合成，所以可以促进物质的运输。K：K能促进库内蔗糖向淀粉的转化，维持库源两端的压力差，有利于物质的运输。B：B与糖结合成复合物，有利于透过质膜，从而有利于物质的运输。6.试述收缩蛋白学说与细胞质泵动学说的主要内容，这两个学说主要解决了运输方面的哪些问题？收缩蛋白学说认为，筛管分子的内腔有一种由微纤丝相连接的网状结构，微纤丝由收缩蛋白的收缩丝组成。收缩蛋白分解ATP，将化学能转化为机械能，通过收缩与舒张进行同化物的长距离运输。细胞质泵动学说认为，筛管分子内腔的细胞质呈几条长丝，形成胞纵连束，纵贯筛管分子，在束内呈环状的蛋白质反复地、有节奏的收缩与舒张，把细胞质长距离泵走，糖分随之流动。这两个学说共同的特点是，认为有机物质的运输需要能量供应，同时解决了筛管中有机物质的双向运输问题。7.试述作物产量形成的库源关系。作物产量形成的库-源关系有三种类型：（1）源限制型；（2）库限制型；（3）源库协调型。源与库共同存在于一个统一体中，两者相互依赖、相互制约。要高产不仅需要有大的源与大的库，还要源与库的协调统一。同时，库大会促进源，源大会促进库；库小会抑制源，源小会抑制库。两者相互依赖、相互制约。适当地增源或增库以及协调二者之间的关系，都会达到增产的效果。8.植物体内有机物质运输分配的规律如何？有机物质的分配受供应能力、竞争能力及运输能力的影响。供应能力 是指源的同化物能否输出以及输出的多少。当源的同化物产生较少，本身生长又需要时，基本不输出；只有同化物形成超过自身需要时，才能输出。且生产越多，外运潜力越大。源似乎有一种“推力”，把叶片制造的光合产物的多余部分向外“推出”。竞争能力 是指库对同化物的吸引和争调的能力。生长速度快、代谢旺盛的部位，对养分竞争的能力强，得到的同化物则多。运输能力 包括与源、库之间的输导系统的联系、畅通程度和距离远近有关。源、库之间联系直接、畅通，且距离又近，则库得到的同化物就多。在这三中因素中，竞争能力起着重要作用。9.何谓压力流动学说？实验依据是什么？该学说还有哪些不足之处？又叫集流学说。其要点是同化物在SECC复合体内随着液流的流动而移动，而液流的流动是由于源库两端之间SECC复合体内渗透作用所产生的压力势差而引起的。在源端（叶片），光合产物被不断地装载到SECC复合体中，浓度增加，水势降低，从邻近的木质部吸水膨胀，压力势升高，推动物质向库端流动；在库端，同化物不断地从SECC复合体卸出到库中去，浓度降低，水势升高，水分则流向邻近的木质部，从而引起库端压力势下降。于是在源库两端便产生了压力势差，推动物质由源到库源源不断地流动。其实验依据是：（1）溢泌现象表明，筛管内有正压力的存在；（2）在接近源、库的两端存在着糖的浓度梯度，这种梯度的大小与运输相一致；（3）生长素实验表明，生长素的运输能够随着筛管内集流流动。其不足之处是：（1）无法解释筛管中有机物质的双向运输问题；（2）物质在筛管进行集流运动，其运动速度很快，需要的压力差并非筛管两端的蔗糖浓度差所能给出的。10.试绘制一般植物的光强光合曲线，并对曲线的特点加以说明。 如图所示，在暗中叶片无光合作用，只有呼吸作用释放CO2(图中的OD为呼吸速率)。随着光强的增高，光合速率相应提高，当达到某一光强时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，净光合速率为零，这时的光强称为光补偿点。在一定范围内，光合速率随着光强的增加而呈直线增加；但超过一定光强后，光合速率增加转慢；当达到某一光强时，光合速率就不再随光强增加而增加，这种现象称为光饱和现象。光合速率开始达到最大值时的光强称为光饱和点。植物出现光饱和点的实质是强光下暗反应跟不上光反应从而限制了光合速率随着光强的增加而提高。因此，限制饱和阶段光合作用的主要因素有CO2扩散速率(受CO2浓度影响)和CO2固定速率(受羧化酶活性和RuBP再生速率影响)等。 在光强-光合曲线的不同阶段，影响光合速率的主要因素不同。弱光下，光强是控制光合的主要因素，曲线的斜率即为表观量子效率。曲线的斜率大，表明植物吸收与转换光能的色素蛋白复合体可能较多，利用弱光的能力强。随着光强增高，叶片吸收光能增多，光化学反应速率加快，产生的同化力多，于是CO2固定速率加快。此外，气孔开度、Rubisco活性及光呼吸速率也影响直线阶段（A）的光合速率，因为这些因素都会随光强的提高而增大，其中前二者的提高对光合速率有正效应，后者有负效应。10