习题四植物生长、生殖、成熟衰老及逆境生理-参考答案.pdf

FAFU-Plant Physiology-“ 植物生长、生殖、成熟衰老及逆境生理 ” 习题 四 -参考答案 2017-2018 学年第 2 学期 -Rm 田 -103 & 创 104， 206-L. Z. H 2016 级生技、生信、植保、植科专业 一、 名词解释 1、 细胞全能性： 指植物体的每一个生活细胞携带着一套完整的基因组，并具有 发育成完整植株的潜在能力。 2、 光周期： 自然界一昼夜间的光暗交替，即白天和黑夜的相对长度称为光周期。 3、 生长大周期： 植物在不同 生育时期的生长速率表现出慢 -快 -慢的变化规律， 呈现“ S”型的生长曲线，这个过程称为生长大周期。 4、 光敏色素： 在植物体内存在着 一种吸收红光和远红光并且可以相互转化的光 受体蛋白，具有红光吸收型（ Pr）和远红光吸收型（ Pfr）两种形式，其中 Pfr 型具有生理活性，参与光形态建成，调节植物生长发育。 5、 光形态建成： 光控制植物生长、发育和分化的过程。 6、 光受体： 是指植物体中存在的一些微量元素，能够感受到外界的光信号，并 把光信号放大使植物做出相应的反应，从而影响植物的光形态建成。 7、 抗逆性： 植物对逆境的抵抗和忍耐能力 ， 简称抗性 。 抗性是植物对环境的一 种适应性反应 ， 是在长期进化过程中形成的 。 8、 冻害： 温度下降到零度以下 ， 植物体内发生冰冻 ， 因而受伤甚至死亡 ， 这种 现象称为冻害 。 9、 临界暗期： 昼夜周期中 ， 引起短日植物成花的最短暗期长度或引起长日植物 成花的最长暗期长度 。 10、 后熟： 是指成熟种子离开母体后 ， 需要经过一系列的生理生化变化后才能 完成生理成熟 ， 而具备发芽的能力 。 11、 跃变型果实： 指在成熟期出现呼吸跃变现象的果实 ，如：香蕉、苹果等。 12、 衰老： 是植物生命周期的最后阶段 ， 是成熟的细胞 、 组织 、 器官和整个植 株自然地终止生命活动的一系列技能衰败过程 。 13、 自由基： 带有未配对电子的离子 、 原子 、 分子以及集团的总称 。 根际自由 基中是否含有氧 ， 可将其分为氧自由基和非氧自由基 。 14、 交叉抗性： 植物经历了某种逆境后 ， 能提高对另一些逆境的抵抗能力 ， 这种 对不同逆境间的相互适应作用 ，称为交叉适应。 15、集体效应 ： 在一定面积内，花粉数量越多，花粉萌发和花粉管的生长越好的 现象。 FAFU-Plant Physiology-“ 植物生长、生殖、成熟衰老及逆境生理 ” 习题 四 -参考答案 2017-2018 学年第 2 学期 -Rm 田 -103 & 创 104， 206-L. Z. H 2016 级生技、生信、植保、植科专业 16、程序性细胞死亡： 是指胚胎发育、细胞及许多病理过程中，细胞遵循其自身 的“程序”，主动结束其生命的生理性希望过程。 17、活性氧： 是性质活泼、氧化能力很强的含氧物质的总称。包括含氧自由基、 过氧化氢、单线态分子氧等。 18、逆境蛋白： 由逆境因素如干旱、水涝、低温、病虫害等诱导植物体内形成的 新蛋白质（酶）。 二、 填空题 1、 （ 形态学上端；形态学下端；极性 ） 2、 （ 增大；减小 ） 3、 （ 充足的氧气；适量的水分；作为呼吸底物的糖分 ） 4、 （ 长日植物；短日植物；日中性植物 ） 5、 （ 旱；抗旱 ） 6、 （ Pr（红光吸收型） ； Pfr（远红光吸收型） ； Pfr（远红光吸收型） ） 7、 （ 地上与地下的相关；顶芽与侧芽的相关；营养器官与生殖器官的相关 ） 8、 （ 向性；感性 ） 9、 （ 植物细胞具有全能性；外植体 ） 10、 （ 变长；早熟品种；变短；晚熟品种 ） 11、 （ 无机离子；可溶性糖；脯氨酸；甜菜碱 ） 12、 （ 种皮障碍；胚未发育完全；种子未完成后熟；种子内含有抑制萌发的 物质 ） 13、 （ 叶片；茎尖端生长点 ） 14、 （ 增大；减少 ） 15、 （ 适时灌溉；选用抗旱品种 ） 根据源库关系 ， 当源大于库时 ， 籽粒增重受 _的限制，库大于 源时，籽粒增重受 _的限制。 （ 库容；供源 ） 16、 （ 蛋白质；糖 ） 17、 （ 无氧； 1；有氧； =1） 18、 （ ABA； ETH； IAA； CTK； GA） 19、 （ 蛋白质；糖 ） FAFU-Plant Physiology-“ 植物生长、生殖、成熟衰老及逆境生理 ” 习题 四 -参考答案 2017-2018 学年第 2 学期 -Rm 田 -103 & 创 104， 206-L. Z. H 2016 级生技、生信、植保、植科专业 20、 （ 测定原生质的着色能力；测定组织的还原能力；测定细胞中荧光物质 的量 ） 21、 （不饱和） 22、 （ 高 高 ） 23、 （赤霉素 脱落酸） 24、 （增 大 减小） 25、（ 地上与地下的相关；顶芽与侧芽的相关；营养器官与生殖器官的相关 ） 26、 （生长素） 27、 （ 延迟；早熟；提前；晚熟；提前；晚熟；延迟；早熟 ） 28、 （ 短日照；延长日照 或者 暗期间断 ） 29、 （大气 土壤 生理） 30、 （ 土壤；大气；生理 ） 31、 （ 机械损伤 ） 32、 （冷害 冻害） 33、 （下降） 34、 （ 一部分转变为糖，用于供给结构物质的合成；一部分用于呼吸消耗； 一部分被钾、钙等中和形成有机酸盐 ） 三、出下列缩写符号的中文名称 1、 Pr： 红光吸收型 2、 Pfr： 远红光吸收型 3： R/T: 根冠比 （ 注： RH：相对湿度） 4、 CAT： 过氧化氢酶 5、 PCD： 程序性细胞死亡 6、 LDP： 长日植物 7、 SOD： 超氧化物歧化酶 8、 LOX： 脂氧合酶 9、 SDP： 短日植物 10： POD: 过氧化物酶 FAFU-Plant Physiology-“ 植物生长、生殖、成熟衰老及逆境生理 ” 习题 四 -参考答案 2017-2018 学年第 2 学期 -Rm 田 -103 & 创 104， 206-L. Z. H 2016 级生技、生信、植保、植科专业 四、填空题 1、 植物体感受光周期诱导的光受体是 （ ） （ C） 2、 植物生长发育所要求的理想昼夜温度条件是 （ ） （ C） 3、 植物适应干旱条件的形态特征之一是根 /冠比（ ） （ A） 4、 花粉中识别蛋白是 （ ） （ A） 5、 植物生长在下述哪种条件下根冠比最大 （ ）。 （ B） 6、 光周期刺激的感受部位是 ：（ ） （ A） 7、 在逆境条件下植物体内脱落酸含量会 （ ）。 （ B） 8、 种子成熟时最理想的温度条件是 （ ）。 （ C） 9、 植物花粉萌发时，其内部生理变化主要是（ ） （ ABD） 10、 越冬作物体内可溶性糖的含量 （ ） （ A） 11、 生长素可诱导细胞壁酸化 ， 其原因是生长素激活了 （ ） （ A） 12、 植物激素和植物生长调节剂最根本的区别是 （ ） （ C） 13、 花粉和柱头相互识别的物质基础是 （ ） （ B） 14、 在果实呼吸聚变开始之前 ， 果实内含量明显升高的植物激素是 （ ） （ D） 15、 以下关于植物光敏色素的叙述错误的是 （ ） （ B） 16、 长日植物小麦的临界日长为 9 小时，短日植物大豆的临界日长为 14 小时， 现在进行 12 小时光照， 12 小时黑暗的光周期处理，其结果是（ ）。 （ A） 17、 将北方的冬小麦引种至广东栽培，结果不能抽穗结实，主要原因是 ( )。 （ A） 18、 干旱条件下，植物体内哪一种氨基酸含量显著增加（ ） （ B） 五、简答题 1、 何为顶端优势？试举例说明顶端优势在生产实践中的实际应用。 答： 顶端优势是指顶端优先生长，侧芽生长受到抑制的现象。 生产上有时需要利用和保持顶端优势，如麻类、向日葵、烟草、玉米、高粱等 作物以及用材树木，需控制侧芽生长，促使主茎强壮、挺直。有时则需要消除 顶端优势，以促进分枝生长，如棉花打顶和整枝、瓜类摘蔓、果树修剪等可调 节营养生长，合理分配养分；花卉打顶去蕾，可控制花的数量和大小；茶树栽 培种弯下主枝可长出更多侧枝，从而增加茶叶产量；绿篱修剪可促进侧芽生长， 而形成密集灌丛状；等等 FAFU-Plant Physiology-“ 植物生长、生殖、成熟衰老及逆境生理 ” 习题 四 -参考答案 2017-2018 学年第 2 学期 -Rm 田 -103 & 创 104， 206-L. Z. H 2016 级生技、生信、植保、植科专业 2、 春化作用在农业生产实践中有何应用价值？ 答：（ 1）人工春化，加速成花。如将萌动的冬小麦闷在罐中，放在 0-5低 温下 40-50 天，可用于春天补种冬小麦；在育种工作中利用春化处理，可以在 一年中培育 3-4 代冬性作物，加速育种进程；冬小麦经低温处理后，可早熟 5-10 天，既可避免不良的气候的影响，又有利于后季作物的生长。 （ 2）指导引种。引种时应注意原产地的所处的纬度，了解品种对低温的要求。 若将北方的品种引种到南方，就可能因当地温度较高而不能顺利通过春化阶段， 使植物只进行营养生长而不能开花结实，造成不可弥补的损失。 （ 3）控制花期。如低温处理可以使秋播的一、二年生草本 花卉改为春播，当年 开花；对营养器官为收获对象的植物，可贮藏在高温下使不通过春化作用（如 当归），或在春节种植前用高温处理以解除春化作用（如洋葱），可抑制开花， 延长营养生长，从而增加产量和提高品质。 3、 什么是光周期？ 举例说明植物的主要光周期类型。 答：生长在地球上不同地区的植物在长期适应和进化过程中表现出生长发育的周 期性变化，植物对 白天黑夜相对长度的反应，称为光周期现象。根据植物开花对 光周期的反应，将植物分为三种主要的光周期类型： （ 1） 长日植物：在昼夜周期中日照长度长于某 临界值时数才能开花的植物。如 冬小麦、黑麦、油菜、天仙子等。 （ 2） 短日植物：在昼夜周期中日照长度短于某临界值时数才能开花的植物。如 大豆、苍耳、菊花、美洲烟草等。 （ 3） 日中性植物：只要其它条件满足，在任何长度的日照下都能开花的植物。 如月季、黄瓜、番茄、向日葵等。 4、简述 衰老过程中植物细胞结构、生理生化的变化。 答： 衰老是导致植物自然死亡的一系列恶化过程，也是植物器官或整株生命活动 自然结束的衰退过程。它可以在细胞、组织、器官以及整株水平上发生。 (1)细胞结构的变化。 细胞衰老过程中，结构上有明显衰退，且有一定顺序。在叶细胞中，叶绿体破 坏最早，其次是内质网、高尔基体和线粒体等，核和质膜破坏较迟，衰老的过程 以质膜的破坏而告终。 (2)生理生化的变化。 ： 生活 速率 显著下降。 蛋白质含量显著下降。 核酸含量下降。 光合能力和呼吸速率下降。 FAFU-Plant Physiology-“ 植物生长、生殖、成熟衰老及逆境生理 ” 习题 四 -参考答案 2017-2018 学年第 2 学期 -Rm 田 -103 & 创 104， 206-L. Z. H 2016 级生技、生信、植保、植科专业 内含物的转移和再分配。 5、 南麻北种有何利弊 ？ 为什么 ？ 答： 麻类是短日植物 ， 南种北引可推迟开花 ， 营养生长期长 ， 使麻杆生长 较长 ， 提高纤维产量和质量 ， 但因为北方地区较难满足短日作物麻类成花所需 的短日条件 ， 因而南麻北种会延迟开花 ， 种子不能及时成熟 。 若在留种地采用 苗期短日处理方法 ， 可解决留种问题 。 6、 植物地上部和地下部向关性表现在哪些方面？在生产上如何应用？ 答：植物的地下部分和地上部分在生长上是相互依赖、相互促进的，主要表现 在地下部分的根负责从土壤中吸收水分、矿质元素等，也能合成植物激素如 CTK、 ABA、 GA 等供地上部所用。而根所需要的糖类、维生素等则由地上部所提供。 地下部与地上部相互制约主要表现在对水分、营养等的竞争上，并从根冠比 的变化可反应出来。如增加土壤中水分和氮素，根系出满足自身需要外，多余 水分和氮素运输到地上部，促进其生长，根冠比变小。增加土壤磷素，因其有 利于地上部光合产物的转运，则促进根系生长，根冠比变大。 农业生产中，通过对果树、花卉等的修剪或整枝去掉部分枝叶，促进地上部 分的生长，深中耕会引起植物部分断根，限制地上部分的生长，促进根系生长， 使根冠比增加，最终达到高产的目的。 7、 分析植物营养生长和生殖生长相关性及其在农业生产上的应用。 答：营养生长和生殖 生长是相互依赖协调的。营养器官生长为生殖器官生 长提供物质和能量。健壮的营养生长为成花诱导、芽的分化、授粉受精及子实 生长奠定基础，营养器官生长不好，生殖器官自然也不好。 另一方面，生殖器官在生长过程中形成了植株的众多代谢库，而且会产生 一些激素类物质，反过来促进物质代谢和转运，有利于光合及营养生长。 在生产上，应根据栽培目的，适当调控营养生长和生殖生长，以获得高产稳产。 如果树等，营养生长和生殖生长交替进行，更应协调好两者之间的关系，否则 会出现大小年现象，一般可适当疏花、疏果 、剪枝或施用生长调节剂等措施协 调好营养生活中和生殖生长的关系，保证果树年年丰产，避免大小年现象。 8、种子休眠的原因有哪些？如何破除休眠？ 答：种子休眠的原因： （ 1） 种皮障碍。不透气，不透水，对胚具有机械阻碍作用。 （ 2） 胚未发育完全。有些种子，如银杏、人参等种子，虽然完全成熟，并已 FAFU-Plant Physiology-“ 植物生长、生殖、成熟衰老及逆境生理 ” 习题 四 -参考答案 2017-2018 学年第 2 学期 -Rm 田 -103 & 创 104， 206-L. Z. H 2016 级生技、生信、植保、植科专业 脱离母体，但胚的生长和分化未完成，采收后胚尚需要吸收胚乳中的养 料，继续生长，达到发育完全方能萌发。 （ 3） 种子未完成后熟。某些种子如苹果、桃等，胚的分化发育虽然已经完成， 但生理上尚未成熟，经一段后熟期后，才能破除休眠。 （ 4） 种子内含有抑制萌发的物 质。有些植物种子不能萌发，是由于种子或果 实内含有抑制物质。 破除休眠的方法：（ 1）机械破碎：对种皮过厚或紧实不透水的种子，可用碾擦 破种皮，例如苜蓿种子。（ 2）低温湿沙层积法（沙藏法）： 对胚已长成或胚已经 分化完成，但需要完成生理后熟的种子，如苹果、桃等。（ 3）晒种：小麦、棉 花等种子，在播种前晒种或者 35-40高温下经一段时间，可促进后熟，提高发 芽率。（ 4）化学药剂处理：可以用生长调节剂处理，如刚收获的马铃薯块茎， 冲洗过后，用 0.5-1mg/L 的 GA3处理 10-30min，就能破除休眠，使其萌发。（ 5） 清水冲洗：如番茄、西瓜等种子，从果实中取出后，用水冲洗干净，以除去附 着在种子表面的抑制物而解除休眠。 9、 作物适应干旱的形态和生理特征有哪些 ？ 答： 形态特征 ： 根系发达而深扎 ， 根冠比大 ， 叶片细胞小 ， 叶脉致密 ， 单位面 积气孔数目多 。 生理特征：细胞液的渗透势低，在缺水情况下气孔关闭较晚，光合作用不 立即停止，酶的合成活动仍占优势。 10、 植物抗逆性与细胞膜透性有何关系？测定细胞膜透性的常用方法是什么？ 答：植物细胞膜对维持细胞的微环境和正常的代谢起着重要的作用。在正 常情况下，细胞膜对物质具有选择透性能力。当植物受到逆境影响时，细胞膜 遭到破坏，膜透性增加，细胞内的电解质外渗，导致植物细胞浸提液电导率增 大。膜透性的改变与逆境胁迫强度有关，也与植物抗逆性的强弱有关。常用的 测定方法是电导率仪法。 六、论述题 1、 请根据植物生理学相关理论 ， 分析提高作物产量的途径和措施有哪些 。 答 ： 1）增加光合面积：合理密植；改善株型。 2）延长光合时间，补充人工光照，延长生育期。 3）提高光合速率：增施有机肥料或深施碳酸氢铵等，增加田间 CO2 浓度； FAFU-Plant Physiology-“ 植物生长、生殖、成熟衰老及逆境生理 ” 习题 四 -参考答案 2017-2018 学年第 2 学期 -Rm 田 -103 & 创 104， 206-L. Z. H 2016 级生技、生信、植保、植科专业 减缓逆境对光合的抑制，减轻午休现象；延缓早衰。 4）降低呼吸消耗：使用光呼吸抑制剂，降低光呼吸速率；改善田间通风透 光条件。 5）培育高产、优质品种。 等等 2、 试述植物生理学与农业生产 和人们生活 的关系 。 答： 植物生理学的研究与农业生产有着密切的关系。植物生理学是合理农 业的基础，植物矿质营养学说的创立为无机肥料的施用奠定了理论基础；化学 的施用促使世界粮食残留剧增；植物激素的发现导致植物生长调节剂和除草剂 的普遍应用，给农业生产带来革命性的变革；在光合作用与产量关系理论指导 下，植物生理学家与育种家相结合，开创培育优质高产农作物品种；植物细胞 全能性理论的确立 .。植物生理学的研究成果影响到生态保护、资源合理利 用、食品加工贮藏和医药工业生产等方面。在改善农作物、蔬菜、水果的营养 品质，并实现对谷物、菠菜、水果的长期保质和 保鲜方面 3、 营养生长和生殖生长的相关性表现在哪些方面 ？ 在农业生产上如何协调才能 达到栽培上的目的 ？ 答 ： 营养生长和生殖生长是相互依赖协调的 。 营养器官生长为生殖器官生 长提供物质和能量 。 健壮的营养生长为成花诱导 、 花芽分化 、 授粉受精及子实 生长奠定基础 ， 营养器官生长不好 ， 生殖器官自然也不会好 。 另一方面 ， 生殖 器官在生长过程中形成了植株的众多代谢库 ， 而且会产生一些激素类物质 ， 反 过来促进物质代谢和转运 ， 有利于光合及营养生长 。 营养生长与生殖生长液存在 相互制约的关系。如营养生长过旺，枝叶徒长， 营养大量消耗，必然影响生殖生长的各个环节，最终影响生殖生长。相反，生 殖生长过旺，花果过多，往往消耗大量营养，就会抑制营养生长。 在生产上，应根据栽培目的，适当调控营养生长和生殖生长，以获得高产 稳产。如果树等，营养生长和生殖生长交替进行，更应协调好两者之间的关系， 否则会出现大小年现象。一般可适当疏花、疏果、剪枝或施用生长调节剂等措 施协调好营养生长和生殖生长的关系，保证果树年年丰产，避免大小年现象。 4、 采用举例的方法说明 植物在适度逆境胁迫下表现出的一些生理反应 ， 并分 别 FAFU-Plant Physiology-“ 植物生长、生殖、成熟衰老及逆境生理 ” 习题 四 -参考答案 2017-2018 学年第 2 学期 -Rm 田 -103 & 创 104， 206-L. Z. H 2016 级生技、生信、植保、植科专业 说明其生理意义 。 答 ： 本题可以分别从多方面阐述 ： 1） ABA 含量的增加， ABA 诱导植物抗性的表达，诱导休眠、生长延缓及气孔关 闭； 2）渗透调节物质的产生，降低细胞水势、防止水分流失，保持原生质与环境之 间的水分平衡；增强结构蛋白的水合结构和稳定性，保护膜结构完整。 3）胁迫蛋白的产生，如热击蛋白、冷调蛋白、病程相关蛋白、盐逆境蛋白等。 胁迫蛋白的产生往往增强植物的抗胁迫能力。 4）抗氧化系统的变化，如清除活性氧的酶类： SOD、 POD、 CAT 等活性的变化， 非 酶类物质含量增加，用于清除自由基和活性氧，膜稳定性增强。 5、 以肉质果实为例，论述果实成熟过程中的生理生化变化。 答： 跃变型果实在果实成熟过程中出现呼吸跃变，成熟迅速，而非跃变型果实 成熟较 缓慢。果实成熟过程中表现出的生理生化变化主要在以下几个方面： 1、 甜味增加：淀粉酶、转化酶、蔗糖合成酶活性提高，淀粉转化为可 溶性葡萄糖、果糖、蔗糖等，使果实变甜。 2、 酸味减少：柠檬酸、苹果酸、酒石酸等有机酸转变为糖，使果实的 酸味降低。 有机酸的合成被抑制；部分酸转变成糖；部分酸作为呼 吸底物被用于呼吸消耗，分解为 CO2和水；部分酸与 K+、 Ca2+等阳离 子结合生成盐 3、 涩味消失：单宁 (多元酚类 )等涩味物质被过氧化物酶氧化或凝结成 不溶性物质，使涩味消失。 4、 香味产生：果实成熟时产生一些具香味的酯类或醛类挥发性物质， 使果实具有其特殊的香味。如苹果中含乙酸丁酯、乙酸乙酯；香蕉 中含有乙酸戊醋、甲酸甲酯；柑桔中含柠檬醛等。 5、 果实变软：主要原因是细胞壁物质的降解。三个与细胞壁水解有关 的水解酶：果胶酯酶（ PE），多聚半乳糖醛酸酶（ PG），纤维素酶（ CE）。 6、 色泽变艳：叶绿素分解，逐渐减少，类胡萝卜素合成积累增加，而 果皮呈现类胡萝卜素的黄色和橙色；光促进花色素 (红色 )合成。 7、 维生素含量增高：果实含有丰富的各类维生素，主要是维生素 C(抗 坏血酸 )。 6、 提高粮食产量的途径有哪些？ FAFU-Plant Physiology-“ 植物生长、生殖、成熟衰老及逆境生理 ” 习题 四 -参考答案 2017-2018 学年第 2 学期 -Rm 田 -103 & 创 104， 206-L. Z. H 2016 级生技、生信、植保、植科专业 提示：从水分生理、矿质代谢、光合作用、呼吸作用等方面论述。 部分内容可参 考论述题第 1 题。 7、 根据你所学知识，谈谈植物生理学对你所学专业有何帮助？ 略。