大学植物生理学考试习题与答案.doc

天津科技大学植物生理习题绪论1. 解释下列名词1.1 植物生理学 是研究植物生命活动规律及其与外界环境相互关系的科学。1.2 自养性2. 问答题2.1 植物生理学主要研究哪些内容? 研究植物的物质代谢研究植物的能量转换研究植物的形态建成研究植物的信息传递研究植物的类型变异。2.2 为什么说植物生理学是合理农业的基础？植物生理学的任务是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理，并将这些研究成果应用于一切利用植物生产的事业中。由此可见，植物的生长发育是农业生产和林业生产的中心过程，它为畜牧业和水产业提供了有机物质基础；水土保持和环境净化与植物生长有密切关系；植物合成的生物碱、橡胶、鞣质等又是工业原料或药物的有效成分。我们认识了植物的生理、生化过程和本质，就可以合理地利用光、气、水、土资源，发展农（林）业生产，保护和改造自然环境，为加快社会主义建设和实现农业现代化服务。第一章 植物细胞的结构与功能1.解释下列名词1.1 凝胶与溶胶1.2 生物膜 细胞中主要由脂类和蛋白质组成、具有一定结构和生理功能的膜状组分，及细胞内所有膜的总称，包括质膜、核膜、各种细胞器被膜及其他内膜。1.3 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，在合适条件下细胞据哟发育成新的完整个体的潜在能力。1.4 质体 1.5 真核细胞 具有典型的细胞核，核质外有核膜包裹，细胞质中有复杂的内膜系统和细胞器。1.6 原核细胞 无典型细胞核的细胞，其核质外面缺少核膜，细胞质中没有复杂的内膜系统和细胞器。1.7 初生细胞壁1.8 内膜系统 在结构、功能上乃至发生上相关的由膜围绕的细胞器和细胞结构，主要包括内质网、高尔基体与液泡膜构成的膜网络体系。1.9 细胞区域化1.10 原生质体1.11 细胞骨架 由3种蛋白质纤维（微管、微丝、中间纤维）相互连接组成的支架网络。1.12 细胞周期2. 问答题2.1 典型的植物细胞与动物细胞的最主要差异是什么?高等植物细胞都是真核细胞，二者结构和功能相似，主要区别在于植物细胞具有一些特有的细胞结构与细胞器，如细胞壁、液泡与叶绿体及其它质体，叶绿体使植物能进行光和作用，这是动物细胞无能为力的。动物细胞也具有一些特有的细胞结构，如中心粒。2.2 影响凝胶与溶胶互变因素有那些 ?2.3 生物膜有哪些主要的生理功能? 分室作用：把细胞内部的空间分隔开来，使细胞内部区域化，发生不同的生理生化反应。物质运输：膜上有传递蛋白，可调控物质出入细胞。信息传递与转换的作用：膜上嵌入膜受体蛋白，有调控外界刺激信号的作用。能量转换：膜上可进行光能的吸收、电子传递、光和磷酸化等。细胞识别：有可感应和鉴别异物的能力。物质合成：粗糙型内质网是蛋白质合成的场所。2.4 流动镶嵌模型的要点是什么?2.5 为什么细胞具有全能性?2.6 原生质胶体有什么特点?2.7 细胞内部的区域化对其生命活动有何重要意义？第二章 植物的矿质及氮素营养1. 名词解释1.1 矿质元素 矿质元素是指除碳、氢、氧以外，主要由根系从土壤中吸收的元素。1.2 灰分元素1.3 必需元素指植物正常生长发育所必需的元素，是19种，包括10种大量元素和9种微量元素。1.4 大量元素亦称常量元素，是植物体需要量最多的一些元素，如碳、氧、氢、氮、磷、钾、硫、钙、镁、硅等。1.5 微量元素是植物体需要量较少的一些元素如铁、锰、铜、锌、硼、钼、镍、氯、钠等，这些元素只占植物体干重的万分之几或百分之几。1.6 有益元素指对植物生长表现有利作用，并能部分代替某一必需元素的作用，减缓其缺乏症的元素。如钠、钴、硒、镓、硅等。1.7 水培法 也称溶液培养法、无土栽培法，是在含有植物所需的全部或部分营养元素，并具有适宜PH的溶液中培养植物的方法。1.8 砂培法 也称砂基培养法。在洗净的石英砂或玻璃球等惰性物质的支持中，加入营养液培养植物的方法。1.9 离子的被动吸收 1.10 离子的主动吸收又称主动运输，是指细胞利用呼吸释放的能量作功而逆着电化学势梯度吸收离子的过程。1.11 单盐毒害植物被培养在某种单一的盐溶液中，不久即呈现不正常状态，最后死亡。这种现象叫单盐毒害。1.12 离子拮抗1.13 平衡溶液在含有适当比例的多种盐溶液中，各种离子的毒害作用被消除，植物可以正常生长发育，这种溶液称为平衡溶液。 1.14 生理酸性盐对于（NH4）2SO4一类盐，植物吸收NH4较SO4多而快，这种选择吸收导致溶液变酸，故称这种盐类为生理酸性盐。 1.15 生理碱性盐1.16 生理中性盐对于NH4NO3一类的盐，植物吸收其阴离子NO3与阳离子NH4的量很相近，不改变周围介质的pH值，因而，称之为生理中性盐。1.17 根外营养植物除了根部吸收矿质元素外，地上部分主要是叶面部分吸收矿质营养的过程叫根外营养。1.18 养分临界期作物对养分的缺乏最敏感、最易受伤害的时期叫养分临界期。1.19 气栽法 将植物根系置于营养液雾气中培养植物的方法。 1.20 重复利用1.21 生物固氮：某些微生物把空气中游离氮固定转化为含氮化合物的过程。 2 符号及意义PC NR NiP AFS3. 问答题2.1 植物体内灰分含量与植物种类、器官及环境条件关系如何?2.2 植物必需的矿质元素是根据什么标准来确定的?（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。2.3 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，有些大量元素不同时具备上述二三个作用，大多数微量元素只具有酶促功能。2.5 简述吸收矿质元素的特点。植物根系吸收盐分与吸收水分之间是不成比例。植物对盐分和水分两者的吸收是相对的，即相关，又有相对独立。植物从环境中吸收营养离子时，还具有选择性，即根部吸收的离子数量不与溶液中的离子浓度成比例。植物根系在任何单一盐分溶液中都会发生单盐毒害，在单盐溶液中如加入少量其他金属离子，则能消除单盐毒害，即离子对抗。2.6 简述根部吸收矿质元素的过程。2.7 外界溶液的pH 值对矿质吸收有何影响? （1）直接影响，由于组成细胞质的蛋白质是两性电解质，在弱酸性环境中，氨基酸带正电荷，易于吸附外界溶液中阴离子。在弱碱性环境中，氨基酸带负电荷，易于吸附外界溶液中的阳离子。 （2）间接影响：在土壤溶液碱性的反应加强时，Fe、Ca、Mg、Zn呈不溶解状态，能被植物利用的量极少。在酸性环境中P、K、Ca、Mg等溶解，但植物来不及吸收易被雨水冲掉，易缺乏。而Fe、Al、Mn的溶解度加大，植物受害。在酸性环境中，根瘤菌会死亡，固氮菌失去固氮能力。 2.8 为什么土壤温度过低，植物吸收矿质元素的速率下降?温度低时，代谢弱，能量不足，主动吸收慢；细胞质粘性增大，离子进入困难。其中以对钾和硅酸的吸收影响最大。2.9 硝态氮进入植物体之后是怎样运输的?如何还原成氨的?2.10 植物缺素症有的出现顶端的幼嫩枝叶上，有的出现在下部老叶上，为什么？列举加以说明。2.11 合理施肥增产的原因是什么? 合理施肥增产的实质在于改善光合性能（增大光合面积，提高光合能力，延长光合时间，有利光合产量分配利用等），通过光合过程形成更多的有机物获得高产。 2.12 根外施肥有哪些优点? （1）作物在生育后期根部吸肥能力衰退时或营养临界期时，可根外施肥补充营养 。（2）某些肥料易被土壤固定而根外施肥无此毛病，且用量少。2.13 支持矿质元素主动吸收的载体学说有哪些实验证据?并解释之。2.14 N 肥过多时，植物表现出哪些失调症状?为什么?2.15 为什么在石灰性土壤上施用NH4+-N 时，作物的长势较施用NO3-N 的好?因为在石灰性土壤的高pH条件下，磷和大部分微量元素的有效性很低，而一般为生理酸性盐，它可使根际的pH下降，增加这些元素的有效性，一般为生理碱性盐，它可使pH上升，进一步降低这此无元素的有效性，所以在石灰性土壤上施用时，作物的长势较施用的好。2.16 为什么在生产实际中常将磷肥，特别是过磷酸钙或钙镁肥作为基肥或种肥 而不作追肥?因为过磷酸钙或钙镁磷肥效很慢，一进难于被植物吸收利用，但磷肥易于吸附在土壤胶体上而不易被淋失，其有效性可以保持很长时间。所以，磷肥特别是肥效很慢的过磷酸钙或钙镁磷肥在生产实际中常用用基肥或种肥而不用作追肥。2.17 肥料适当深施有什么好处?2.18 为什么叶中的天冬酰胺或淀粉含量可作为某些作物施用N 肥的生理指标?2.19 Na+、K+、Rb+同是第一主族元素的+1 价离子，为什么Na+对K+的吸收无拮抗作用，而Rb+对K+的吸收则存在着拮抗?2.20 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？第三章 植物的光合作用1. 解释下列名词1.1 光合作用绿色植物吸收阳光的能量，同化CO2和H2O，制造有机物质，并释放O2的过程。1.2 光合速率1.3 光合生产率1.4 净光合强度1.5 原初反应1.6 光化学反应1.7 反应中心由中心色素、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物。 1.8 光合电子传递Z 方案1.9 同化力 1.10 光呼吸 植物的绿色细胞依赖光照，吸收O2和放出CO2的过程。1.11 C4 途径和C4 植物其CO2受体是PEP，固定后的初产物为四碳二羧酸，即草酰乙酸，故称C4途径或四碳二羧酸途径。1.12 代谢源与代谢库代谢源是指产生和供应有机物质的部位与器官。代谢库是指储藏与消耗有机物质的部位与器官。1.13 光饱和现象1.14 光饱和点：增加光照强度，光合速率不再增加时的光照强度。 1.15 光补偿点同一叶子在同一时间内，光合过程中吸收的CO2和呼吸过程中放出的CO2等量时的光照强度。 1.16 CO2 饱和点 1.17 CO2 补偿点当光合吸收的CO2量与呼吸释放的CO2量相等时，外界的CO2浓度。 1.18 光能利用率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。1.19 光合色素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。 1.20 作用中心色素又称反应中心色素，指具有光化学活性的少数特殊状态的叶绿素a分子。1.21 天线色素 1.22 荧光现象叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色，这种现象成为荧光现象。1.23 磷光现象当去掉光源后，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发出的光。这种发光现象称为磷光现象。1.24 希尔反应离体叶绿体在光下所进行的分解水并放出氧气的反应。 1.25 光合磷酸化叶绿体（或载色体）在光下把无机磷和ADP转化为ATP，并形成高能磷酸键的过程。 1.26 光合链1.27 C3 途径与C3 植物以RuBP为二氧化碳受体，二氧化碳固定后的最初产物是PGA的光和途径。1.28 红降现象当光波大于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。1.29 双光增益效应1.34 同化力1.35CAM 途径与CAM 植物2 符号及意义2.1 何为光合作用?其有何重要意义?绿色植物吸收阳光的能量，同化CO2和H2O，制造有机物质，并释放O2的过程。（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。2.2 何谓光能利用率?目前一般作物光能利用率是多少?光能利用率不高的原因何在?有哪些措施可以提高光能利用率? ，2.4 植物体内水分亏缺使光合速率减弱的原因何在? （1）水分亏缺常导致叶片萎蔫，不能保持叶片正常状态。保卫细胞膨压降低，气孔关闭，CO2从叶表面透过气孔扩散到叶内气室及细胞间隙受阻，CO2吸收标减少，影响光合速率。（2）水分亏缺，气孔关闭，蒸腾减弱，叶温升高，从而降低酶活性和破坏叶绿素，使光合速率降低2.5 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？ 光呼吸是具有一定的生理功能的，也有害处： （1）有害的方面：减少了光合产物的形成和累积，不仅不能贮备能量，还要消耗大量能量。 2.6 叶绿体有那些色素？它们的理化性质（包括光学性质）有何异同？2.8 简述光和作用分那三大过程？简述各个过程的特点和联系？（1）光能的吸收传递和转变为电能过程。（2）电能转变为活跃的化学能过程。（3）活跃的化学能转变为稳定的化学能过程。 2.9 为什么说C3 途径是光和碳同化的最基本途径？2.10 如何证明光合电子传递有两个光系统参与？ 2.11 为什么C4 植物的光呼吸速率低？ C3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C4二羧酸之后，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。 而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羧化酶对CO2亲和力低，光呼吸释放的CO2 ，不易被重新固定。 2.12 影响光能利用率的因素有那些？如何提高光能利用率？提高植物光能利用率的途径和措施（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。第四章 植物的呼吸作用1. 解释下列名词1.1 呼吸作用指生活细胞内的有机物质，在一系列酶的参与下，逐步氧化分解，同时释放能量的过程。1.2 有氧呼吸指生活细胞在氧气的参与 下，把某些有机物质彻底氧化分解，放出CO2并形成水，同时释放能量的过程。1.3 无氧呼吸：指在无氧条件下，细胞把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，并释放能量的过程。亦称发酵作用。1.4 呼吸电子传递链又称为呼吸链。在有氧过程中，呼吸底物脱下的氢原子（或电子），沿着排列有序的、镶嵌于线粒体内膜上的传递体，最终传递到分子氧上的整个体系称为链或呼吸电子传递链。1.11 呼吸商又称呼吸系数。是指在一定时间内，植物组织释放CO2的摩尔数与吸收氧的摩尔数之比。1.12 温度系数表示生物体内生化反应与温度关系的指标，常用Q10表示，即温度增加到10时反应速率增长的倍数，Q10=V（t+10）/Vt. 通常为2-2.5倍1.13 最适温度 1.14 呼吸跃变是某些果实在成熟过程中的一种特殊的呼吸形式。果实在成熟初期呼吸略有降低，随之突然升高，然后又突然下降，经过这样的转折，果实进入成熟。果实成熟前呼吸速率突然增高的现象称为呼吸跃变（或跃迁）。2 符号及意义EMP 糖降解 TCA PPP 戊糖磷酸途径 COA P/O Cyta33. 问答题2.1 什么是呼吸作用?有何重要的生理意义?2.2 说明呼吸代谢多样性及其生理意义？植物呼吸代谢多条路线论点是汤佩松先生提出来的，其内容是是：（1）呼吸化学途径多样性（EMP、PPP、TCA等）；（2）呼吸链电子传递系统的多样性（电子传递主路，几条支路，如抗氰支路）。（3）末端氧化酶系统的多样性（细胞色素氧化酶，酚氧化酶，抗坏血酸氧化酶，乙醇酸氧化酶和交替氧化酶）。这些多样性，是植物在长期进化过程中对不断变化的外界环境的一种适应性表现，其要点是呼吸代谢（对生理功能）的控制和被控制（酶活牲）过程。而且认为该过程受到生长发育和不同环境条件的影响，这个论点，为呼吸代谢研究指出了努力方向。 2.3 戊糖磷酸途径在植物呼吸代谢中具有什么生理意义?戊糖磷酸途径中形成的NADPH是细胞内必需NADPH才能进行生物合成反应的主要来源，如脂肪合成。其中间产物核糖和磷酸又是合成核苷酸的原料，植物感病时戊糖磷酸途径所占比例上升，因此，戊糖磷酸途径在植物呼吸代谢中占有特殊的地位。 2.4 比较有氧呼吸与无氧呼吸有何异同?2.5 举例说明需要由呼吸作用直接提供能量的生理过程和不需要由呼吸作用直接提供能量的生理过程。2.6 温度高低对作用有何影响?呼吸作用的最适温度，是否对植物生长也最适宜，为什么?2.7 氧气和CO2 浓度高低是怎样影响呼吸作用的?2.8 呼吸作用对农业实践，有何重要的作用? 2.9 测定呼吸速率的主要方法和原理是什么?2.10 长时间无氧呼吸植物为什么会死亡?（1）无氧呼吸产生酒精，酒精使细胞质的蛋白质变性。（2）氧化1mol葡萄糖产生的能量少。要维持正常的生理需要就要消耗更多的有机物，这样体内养分耗损过多。（3）没有丙酮酸的有氧分解过程，缺少合成其他物质的原料。2.11 植物组织受到损伤时呼吸速率为何加快?原因有二：一是原来氧化酶与其底物在结构上是隔开的，损伤使原来的间隔破坏，酚类化合物迅速被氧化。二是损伤使某些细胞转变为分生状态，形成愈伤组织以修复伤处，这些生长旺盛的细胞当然比原来的休眠或成熟组织的呼吸速率要快得多。 2.12 低温导致烂秧的原因是什么? 是因为低温破坏了线粒体的结构，呼吸“空转”，缺乏能量，引起代谢紊乱的缘故。2.13 呼吸作用与粮食的储藏的关系如何？降低呼吸速率。因为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”，呼吸加强；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。2.14 呼吸跃变与果实贮藏的关系如何?在生产上有何指导意义?2.15 果实成熟时产生呼吸跃变的原因是什么?第五章 植物生长物质1.名词解释1.1 植物生长物质是一些调节植物生长发育的物质。包括植物激素和植物生长调节剂。1.2 植物激素是由植物本身合成的，数量很少的一些有机化合物。它们能从生成处运输到其他部位，在极低的浓度下即能产生明显的生理效应，可以对植物的生长发育产生很大的影响。1.3 植物生长调节剂 是由人工合成的，在很低浓度下能够调控植物生长发育的化学物质。它们具有促进插枝生根，调控开花时间，塑造理想株形等作用。1.4 极性运输只能从植物形态学的上端向下端运输，而不能倒过来运输。1.5 乙烯的“三重反应”1.6 偏上生长植物在含有乙烯的环境中，往往发生叶枘弯曲，叶片下垂的现象，这种异常的形态学现象称为偏上生长。它是植物接触乙烯所发生的特征性反应之一。1.7 生长延缓剂抑制节间伸长而不破坏顶芽的化合物。其作用可被GA所恢复。 1.8 生长抑制剂1.9 激素受体是能与激素特异结合，并引起特殊生理效应的物质。 2 符号及意义IAA吲哚乙酸 NAA -萘乙酸 2,4D 2，4-二氯苯氧乙酸 GA赤霉酸 CTK细胞分裂素 ABA -脱落酸 Eth乙烯 BA ACC 1-氨基环丙烷-1-羧酸 3.问答题2.1 简述生长素促进细胞生长的机理。2.2 将植株连根拔出平放于潮湿的地面，一定时间后发现，根总是向下弯曲生长，而茎则总是向上弯曲生长，试解释之。2.3 尽管吲哚乙酸是植物的天然生长素，但为什么在农业生产上一般不用吲哚乙酸而用其它人工合成的生长素类药剂代替？这是由于植物体内存在着吲哚乙酸氧化酶。当对大田作物施用吲哚乙酸（IAA）后，吲哚乙酸氧化酶会自动地催化进入体内的IAA氧化分解，使体内的IAA保持在一定浓度范围内。此外，IAA在体外还会被光分解。所以，外用IAA的效果较差，且持续的时间很短。（3分）2.4 五大类激素合成的前提物质各是什么？2.8 IAA、GA、CTK 生理效应有什么异同？ABA、ETH 又有哪些异同？2.9 农业上常用的生长调节剂有哪些？在作物生产上有哪些应用？2.10 如何用生物测试法来鉴别生长素、赤霉素与细胞分裂素？怎样鉴别脱落酸和乙烯？2.11 乙烯是如何促进果实成熟的？乙烯可增加果实细胞膜的透性，使气体交换加速，呼吸代谢加强，还使得处理前被膜所分隔开的酶在处理后能与底物接触。 2.12 要配制1L MS 培养基，其中6-BA 浓度为10-5mol/L，NAA 浓度为10-7mol/L。应加入10-3mol/L 的BA 和10-4mol/L 的NAA 各多少毫升？在这种培养基上培养烟草愈伤组织，可能会得到什么结果？2.13 将2mg IAA 配成1000ml 的水溶液，分别处理豌豆的离体根和茎，可能会产生什么结果？13