《植物生理學》複習資料

第一章 植物的水分代謝

1．自由水：距離膠粒較遠而可以自由流動的水分。

2．束縛水：靠近膠粒而被膠粒所束縛不易自由流動的水分。

3．滲透作用: 水分從水勢高的系統通過半透膜向水勢低的系統移動的現象。

4．水勢（ψw）：每偏摩爾體積水的化學勢差。符號：ψw。

5．滲透勢（ψp）：由於溶液中溶質顆粒的存在而引起的水勢降低值，符號ψp。用負值表示。亦稱溶質勢（ψs）。

6．壓力勢（ψp）：由於細胞壁壓力的存在而增加的水勢值。一般為正值。符號ψp。初始質壁分離時，ψp為0，劇烈蒸騰時，ψp會呈負值。

7．襯質勢（ψm）：細胞膠體物質親水性和毛細管對自由水束縛而引起的水勢降低值，以負值表示。符號ψm。

8．吸漲作用：親水膠體吸水膨脹的現象。

9．代謝性吸水：利用細胞呼吸釋放出的能量，使水分經過質膜進入細胞的過程。

10．蒸騰作用：水分以氣體狀態通過植物體表面從體內散失到體外的現象。

11．根壓：植物根部的生理活動使液流從根部上升的壓力。

12．蒸騰拉力：由於蒸騰作用產主的一系列水勢梯度使導管中水分上升的力量。

13．蒸騰速率：又稱蒸騰強度，指植物在單位時間內，單位面積通過蒸騰作用而散失的水分量。（g／dm2·h）

14．蒸騰比率：植物每消耗l公斤水時所形成的乾物質重量（克）。

15．蒸騰係數：植物製造 1克乾物質所需的水分量（克），又稱為需水量。它是蒸騰比率的倒致。

16．內聚力學說：又稱蒸騰流-內聚力-張力學說。即以水分的內聚力解釋水分沿導管上升原因的學說。

17．水分子的物理化學性質與植物生理活動有何關係？

水分子是極性分子，可與纖維素、蛋白質分子相結合。水分子具有高比熱，可在環境溫度變化較大的條件下，植物體溫仍相當穩定。水分子還有較高的氣化熱，使植物在烈日照射下，通過蒸騰作用散失水分就可降低體溫，不易受高溫為害。水分子是植物體內很好的溶劑，可與含有親水基團的物質結合形成親水膠體，水還具有很大的表面張力，產主吸附作用，並借毛細管力進行運動。

18．簡述水分的植物生理生態作用。

（1）水是細胞原生質的主要組成成分；

（2）水分是重要代謝過程的反應物質和產物；

（3）細胞分裂及伸長都需要水分；

（4）水分是植物對物質吸收和運輸及生化反應的一種良好溶劑；

（5）水分能便植物保持固有的姿態；

（6）可以通過水的理化特性以調節植物周圍的大氣溼度、溫度等。對維持植物體溫穩定和降低體溫也有重要作用。

19．植物體內水分存在的狀態與代謝關係如何？

植物體中水分的存在狀態與代謝關係極為密切，並且與抗往有關，一般來說，束縛水不參與植物的代謝反應，在植物某些細胞和器官主要含束縛水時，則其代謝活動非常微弱，如越冬植物的休眠和乾燥種子，僅以極弱的代謝維持生命活動，但其抗性卻明顯增強，能渡過不良的逆境條件，而自由水主要參與植物體內的各種代謝反應，含量多少還影響代謝強度，含量越高，代謝越旺盛，因此常以自由水／束縛水的比值作為衡量植物代謝強弱和抗性的生理指標之一。

20．水分代謝包括哪些過程？

植物從環境中不斷地吸收水分，以滿足正常的生命活動的需要。但是，植物又不可避免地要丟失大量水分到環境中去。具體而言，植物水分代謝可包括三個過程：（1）水分的吸收；（2）水分在植物體內的運輸；（3）水分的排出。

21．利用質壁分離現象可以解決哪些問題？

（1）說明原生質層是半透膜。（2）判斷細胞死活。只有活細胞的原生質層才是半透膜，才有質壁分離現象，如細胞死亡，則不能產主質壁分窩現象。（3）測定細胞液的滲透勢。

22．土壤溫度過高對根系吸水有什麼不利影響？

高溫加強根的老化過程，使根的木質化部位幾乎到達尖端，吸收面識減少，吸收速率下降；同時，溫度過高，使酶鈍化：細胞質流動緩慢甚至停止。

23．蒸騰作用有什麼生理意義？

（1）是植物對水分吸收和運輸的主要動力，（2）促進植物時礦物質和有機物的吸收及其在植物體內的轉運。（3）能夠降低葉片的溫度，以免灼傷。

24．氣孔開閉機理的假說有哪些？請簡述之。

（1）澱粉—糖變化學說：在光照下保衛細胞進行光合作用合成可溶性糖。另外由於光合作用消耗C02，使保衛細胞pH值升高，澱粉磷酸化酶水解細胞中澱粉形成可溶性糖，細胞水勢下降，當保衛細胞水勢低於周圍的細胞水勢時，便吸水迫使氣孔張開，在暗中光合作用停止，情況與上述相反，氣孔關閉。

（2）無機離子吸收學說：在光照下，保衛細胞質膜上具有光活化H+泵ATP酶，分解光合磷酸化產生的ATP並將H+分泌到細胞壁，同時將外面的K+吸收到細胞中來，Cl-也伴隨著K+進入，以保證保衛細胞的電中性，保衛細胞中積累較多的K+和，降低水勢，氣孔就張開，反之，則氣孔關閉。

（3）蘋果酸生成學說。在光下保衛細胞內的C02被利用，pH值就上升，剩餘的C02就轉變成重碳酸鹽（HCO3-），澱粉通過糖酵解作用產生的磷酸烯醇式丙酮酸在PEP羧化酶作用下與HC03-作用形成草醯乙酸，然後還原成蘋果酸，可作為滲透物降低水勢，氣孔張開，反之關閉。

25．根據性質和作用方式抗蒸騰劑可分為哪三類？

（1）代謝型抗蒸湯劑：如阿特拉津可使氣孔開度變小，苯汞乙酸可改受膜透性使水不易向外擴散。

（2）薄膜型抗蒸騰劑：如矽酮可在葉面形成單分子薄層，阻礙水分散失。

（3）反射型抗蒸騰劑：如高嶺土，可反射光，降低葉溫，從而減少蒸騰量。

26．小麥整個生育期中有哪兩個時期為水分臨界期？

第一個水分臨界用是分櫱末期到抽穗期（孕穗期）。第二個水分臨界期是開始灌漿到乳熟末期。

小麥

第二章 植物的礦質營養

1. 礦質營養: 是指植物對礦質元素的吸收、運輸與同化的過程。

2．灰分元素：亦稱礦質元素，將乾燥植物材料燃燒後，剩餘一些不能揮發的物質稱為灰分元素。

3．大量元素：在植物體內含量較多，佔植物體乾重達萬分之一以上的元素。包括鈣、鎂、硫、氮、磷、鉀、碳、氫、氧等9種元素。

4．微量元素：植物體內含量甚微，稍多即會發生毒害的元素包括：鐵、錳、硼、鋅、銅、鉬和氯等7種元素。

5．杜南平衡：細胞內的可擴散負離子和正離子濃度的乘積等於細胞外可擴散正、負離子濃度乘積時的平衡，叫杜南（道南）平衡。它不消耗代謝能，屬於離子的被動吸收方式。

6．單鹽毒害和離子拮抗：單鹽毒害是指溶液中因只有一種金屬離子而對植物之毒害作用的現象；在發生單鹽毒害的溶液中加入少量其他金屬離子，即能減弱或消除這種單鹽毒害，離子間的這種作用稱為離子拮抗。

7．平衡溶液：在含有適當比例的多種鹽溶液中，各種離子的毒害作用被消除，植物可以正常生長發育，這種溶液稱為平衡溶液。

8．胞飲作用：物質吸附在質膜上，然後通過膜的內折而轉移到細胞內的攫取物質及液體的過程。

9．誘導酶：又稱適應酶，指植物體內本來不含有，但在特定外來物質的誘導下可以生成的酶。如硝酸還原酶可為NO3-所誘導。

10．生物固氮：某些微生物把空氣中游離氮固定轉化為含氮化合物的過程。

11．植物必需的礦質元素要具備哪些條件?

（1）缺乏該元素植物生育發生障礙不能完成生活史。（2）除去該元素則表現專一的缺乏症，這種缺乏症是可以預防和恢復的。（3）該元素在植物營養生理上表現直接的效果而不是間接的。

12．為什麼把氮稱為生命元素?

氮在植物生命活動中佔據重要地位，它是植物體內許多重要化合物的成分，如核酸（DNA、RNA）、蛋白質（包括酶）、磷脂、葉綠素。光敏色素、維生素B、IAA、CTK、生物鹼等都含有氮。同時氮也是參與物質代謝和能量代謝的ADP、ATP、CoA、CoQ、FAD、FMN、NAD+、NADP+、鐵卟琳等物質的組分。上述物質有些是生物膜、細胞質、細胞核的結構物質，有些是調節生命活動的生理活牲物質。因此，氮是建造植物體的結構物質，也是植物體進行能量代謝、物質代謝及各種生理活動所必需的起重要作用的生命元素。

13. 植物細胞吸收礦質元素的方式有哪些？

（1）被動吸收：包括簡單擴散、杜南平衡。不消耗代謝能。

（2）主動吸收：有載體和質子泵參與，需消耗代謝能。

（3）胞飲作用：是一種非選擇性吸收方式。

14．設計兩個實驗，證明植物根系吸收礦質元素是一個主動的生理過程。

（1）用放射性同位素（如32P示蹤。用32P飼餵根系，然後用呼吸抑制劑處理根系，在呼吸抑制劑處理前後測定地上部分32P的含量，可知呼吸被抑制後，32P的吸收即減少。

（2）測定溶液培養植株根系對礦質吸收量與蒸騰速率之間不成比例，說明根系吸收礦質元素有選擇性，是主動的生理過程。

15. 外界溶液的pH值對礦物質吸收有何影響?

（1）直接影響，由於組成細胞質的蛋白質是兩性電解質，在弱酸性環境中，胺基酸帶正電荷，易於吸附外界溶液中陰離子。在弱鹼性環境中，胺基酸帶負電荷，易於吸附外界溶液中的陽離子。

（2）間接影響：在土壤溶液鹼性的反應加強時，Fe、Ca、Mg、Zn呈不溶解狀態，能被植物利用的量極少。在酸性環境中P、K、Ca、Mg等溶解，但植物來不及吸收易被雨水衝掉，易缺乏。而Fe、Al、Mn的溶解度加大，植物受害。在酸性環境中，根瘤菌會死亡，固氮菌失去固氮能力。

16．為什麼土壤溫度過低，植物吸收礦質元素的速率下降?

因為溫度低時代謝弱，能量不足，主動吸收慢；胞質粘性增大，離子進入困難。其中以對鉀和矽酸的吸收影響最大。

17．白天和夜晚硝酸鹽還原速度是否相同？為什麼?

硝酸鹽在晝夜的還原速度不同，白天還原速度顯著較夜晚快，這是因為白天光合作用產生的還原力及磷酸丙糖能促進硝酸鹽的還原。

18．固氮酶有哪些特性？簡述生物固氮的機理。

固氮酶的特性：（1）由Fe蛋白和Mo-Fe蛋白組成，兩部分同時存在才有活性；（2）對氧很敏感，氧分壓稍高就會抑制固氮酶的固氮作用，只有在很低的氧化還原電位條件下，才能實現固氮過程，（3）具有對多種底物起作用的能力；（4）氨是固氮菌的固氮作用的直接產物。其積累會抑制固氮酶的活性。

生物固氮機理：（1）固氮是一個還原過程，要有還原劑提供電子，還原一分子N2為兩分子的NH3，需要6個電子和6個H+。主要電子供體有丙酮酸、NADH、NADPH、H2等，電子載體有鐵氧還蛋白（Fd）、黃素氧還蛋白（Fld）等；（2）固氮過程需要能量。由於N2具有三價鍵（NN），打開它需很多能量，大約每傳遞兩個電子需4-5個ATP．整個過程至少要12-15個ATP；（3）在固氮酶作用下把氮還原成氨。

19．合理施肥增產的原因是什麼?

合理施肥增產的實質在於改善光合性能（增大光合面積，提高光合能力，延長光合時間，有利光合產量分配利用等），通過光合過程形成更多的有機物獲得高產。

20．根外施肥有哪些優點?

（1）作物在生育後期根部吸肥能力衰退時或營養臨界期時，可根外施肥補充營養。

（2）某些肥料易被土壤固定而根外施肥無此毛病，且用量少。

（3）補充植物缺乏的微量元素，用量省、見效快。

第三章 植物的光合作用

1．光合色素：指植物體內含有的具有吸收光能並將其用於光合作用的色素，包括葉綠素、類胡蘿蔔素、藻膽素等。

2．原初反應：包括光能的吸收、傳遞以及光能向電能的轉變，即由光所引起的氧化還原過程。

3．紅降現象：當光波大於685nm時，雖然仍被葉綠素大量吸收，但量子效率急劇下降，這種現象被稱為紅降現象。

4． 愛默生效應：如果在長波紅光（大於685nm）照射時，再加上波長較短的紅光（650nm），則量子產額大增，比分別單獨用兩種波長的光照射時的總和還要高。

5．光合鏈：即光合作用中的電子傳遞。它包括質體醌、細胞色素、質體藍素、鐵氧還蛋白等許多電子傳遞體，當然還包括光系統I和光系統II的作用中心。其作用是水的光氧化所產生的電子依次傳遞，最後傳遞給NADP+。光合鏈也稱Z鏈。

6．光合作用單位：結合在類囊體膜上，能進行光合作用的最小結構單位。

7．作用中心色素：指具有光化學活性的少數特殊狀態的葉綠素a分子。

8．聚光色素：指沒有光化學活性，只能吸收光能並將其傳遞給作用中心色素的色素分子。聚光色素又叫天線色素。

9．希爾反應：離體葉綠體在光下所進行的分解水並放出氧氣的反應。

10．光合磷酸化：葉綠體（或載色體）在光下把無機磷和ADP轉化為ATP，並形成高能磷酸鍵的過程。

11．光呼吸：植物的綠色細胞在光照下吸收氧氣，放出CO2的過程。光呼吸的主要代謝途徑就是乙醇酸的氧化，乙醇酸來源於RuBP的氧化。光呼吸之所以需要光就是因為RuBP的再生需要光。

12．光補償點：同一葉子在同一時間內，光合過程中吸收的CO2和呼吸過程中放出的CO2等量時的光照強度。

13．CO2 補償點：當光合吸收的CO2量與呼吸釋放的CO2量相等時，外界的CO2濃度。

14．光飽和點：增加光照強度，光合速率不再增加時的光照強度。

15．光能利用率：單位面積上的植物光合作用所累積的有機物所含的能量，佔照射在相同面積地面上的日光能量的百分比。

16．植物的葉片為什麼是綠色的？秋天樹葉為什麼會呈現黃色或紅色？

光合色素主要吸收紅光和藍紫光，對綠光吸收很少，所以植物的時片呈綠色。秋天樹葉變黃是由於低溫抑制了葉綠素的生物合成，已形成的葉綠素也被分解破壞，而類胡蘿蔔素比較穩定，所以葉片呈現黃色。至於紅葉，是因為秋天降溫，體內積累較多的糖分以適應寒冷，體內可溶性糖多了，就形成較多的花色素，葉子就呈紅色。

17．簡要介紹測定光合速率的三種方法及原理？

測定光合速率的方法:（1）改良半葉法：主要是測定單位時間、單位面積葉片乾重的增加量；（2）紅外線CO2 分析法，其原理是CO2 對紅外線有較強的吸收能力，CO2量的多少與紅外線降低量之間有一線性關係；（3）氧電極法：氧電極由鉑和銀所構成，外罩以聚乙烯薄膜，當外加極化電壓時，溶氧透過薄膜在陰極上還原，同時產生擴散電流，溶氧量越高，電流愈強。

18．簡述葉綠體的結構和功能。

葉綠體外有兩層被膜，分別稱為外膜和內膜，具有選擇透性。葉綠體膜以內的基礎物質稱為間質。間質成分主要是可溶住蛋白質（酶）和其它代謝活躍物質。在間質裡可固定CO2形成和貯藏澱粉。在間質中分布有綠色的基粒，它是由類囊體垛疊而成。光合色素主要集中在基粒之中，光能轉變為化學能的過程是在基粒的類囊體質上進行的。

19．光合作用的全過程大致分為哪三大步驟？

（1）光能的吸收傳遞和轉變為電能過程。

（2）電能轉變為活躍的化學能過程。

（3）活躍的化學能轉變為穩定的化學能過程。

20．光合作用電子傳遞中，PQ有什麼重要的生理作用？

光合電子傳遞鏈中質體醌數量比其他傳遞體成員的數量多好幾倍，具有重要生理作用：

（1）PQ具有脂溶性，在類囊體膜上易於移動，可溝通數個電子傳遞鏈，也有助於兩個光系統電子傳遞均衡運轉。

（2）伴隨著PQ的氧化還原，將2H+從間質移至類囊體的膜內空間，既可傳遞電子，又可傳遞質子，有利於質子動力勢形成，進而促進ATP的生成。

21．應用米切爾的化學滲透學說解釋光合磷酸化機理。

在光合鏈的電子傳遞中，PQ可傳遞電子和質子，而FeS蛋白，Cytf等只能傳遞電子，因此，在光照下PQ不斷地把接收來的電子傳給FeS蛋白的同時，又把從膜外間質中獲得的H+釋放至膜內，此外，水在膜內側光解也釋放出H+，所以膜內側H+濃度高，膜外側H+濃度低，膜內電位偏正，膜外側偏負，於是膜內外使產主了質子動力勢差（Dpmf）即電位差和pH差，這就成為產生光合磷酸化的動力，膜內側高化學勢處的H+可順著化學勢梯度，通過偶聯因子返回膜外側，在ATP酶催化下將ADP和Pi合成為ATP。

22．C3途徑是誰發現的？分哪幾個階段？每個階段的作用是什麼？

C3途徑是卡爾文（Ca1vin）等人發現的。可分為二個階段：（1）羧化階段，CO2被固定，生成3-磷酸甘油酸，為最初產物；（2）還原階段：利用同化力（NADPH、ATP）將3-磷酸甘油酸還原成3-磷酸甘油醛——光合作用中的第一個三碳糖；（3）更新階段，光合碳循環中形成的3-磷酸甘油醛，經過一系列的轉變，再重新形成RuBP的過程。

23．C3途徑的調節方式有哪幾個方面？

（1）酶活化調節：通過改變葉的內部環境，間接地影響酶的活性。如間質中pH的升高，Mg2+濃度升高，可激活RuBPCase和Ru5P激酶。

（2）質量作用的調節，代謝物的濃度可以影響反應的方向和速率。

（3）轉運作用的調節，葉綠體內的光合最初產物--磷酸丙糖，從葉綠體運到細胞質的數量，受細胞質裡的Pi數量所控制。Pi充足，進入葉綠體內多，就有利於葉綠體內磷酸丙糖的輸出，光合速率就會加快。

24．如何解釋C4植物比C3植物的光呼吸低？

C3植物PEP羧化酶對CO2親和力高，固定CO2的能力強，在葉肉細胞形成C4二羧酸之後，再轉運到維管束鞘細胞，脫羧後放出CO2，就起到了CO2 泵的作用，增加了CO2濃度，提高了RuBP羧化酶的活性，有利於CO2 的固定和還原，不利於乙醇酸形成，不利於光呼吸進行，所以C4植物光呼吸測定值很低。

而C3植物，在葉肉細胞內固定CO2，葉肉細胞的CO2 /O2的比值較低，此時，RuBP加氧酶活性增強，有利於光呼吸的進行，而且C3植物中RuBP羧化酶對CO2親和力低，光呼吸釋放的CO2，不易被重新固定。

25．如何評價光呼吸的生理功能？

光呼吸是具有一定的生理功能的，也有害處：

（1）有害的方面：減少了光合產物的形成和累積，不僅不能貯備能量，還要消耗大量能量。

（2）有益之處：①消除了乙醇酸的累積所造成的毒害。②此過程可以作為丙糖和胺基酸的補充途徑。③防止高光強對葉綠體的破壞，消除了過剩的同化力，保護了光合作用正常進行。④消耗了CO2之後，降低了O2/CO2之比，可提高RuBP羧化酶的活性，有利於碳素同化作用的進行。

26．簡述CAM植物同化CO2 的特點。

這類植物晚上氣孔開放，吸進CO2，在PEP羧化酶作用下與PEP結合形成蘋果酸累積於液泡中。白天氣孔關閉，液泡中的蘋果酸便運到細胞質，放出CO2參與卡爾文循環形成澱粉等。

27．作物為什麼會出現「午休」現象？

（1）水分在中午供給不上，氣孔關閉；（2）CO2供應不足；（3）光合產物澱粉等來不及分解運走，累積在葉肉細胞中，阻礙細胞內CO2的運輸；（4）生理鐘調控。

28．提高植物光能利用率的途徑和措施有哪些？

（1）增加光合面積：①合理密植；②改善株型。

（2）延長光合時間：①提高複種指數；②延長生育期 ③補充人工光照。

（3）提高光合速率：①增加田間CO2 濃度；②降低光呼吸

第四章 植物的呼吸作用

1． 有氧呼吸：指生活細胞在氧氣的參與下，把某些有機物質徹底氧化分解，放出CO2並形成水，同時釋放能量的過程。

2． 無氧呼吸：指在無氧條件下，細胞把某些有機物分解成為不徹底的氧化產物，並釋放能量的過程。亦稱發酵作用。

3． 呼吸商：又稱呼吸係數，簡稱RQ，是指在一定時間內，植物組織釋放CO2的摩爾數與吸收氧的摩爾數之比。

4． 呼吸速率；又稱呼吸孩度，以單位鮮重、乾重或單位面積在單位時間內所放出的CO2的重量（或體積）或所吸收O2的重量（或體積）來表示。

5． 糖酵解：是指在細胞質內所發生的、由葡萄糖分解為丙酮酸的過程。

6． 三羧酸循環：丙酮酸在有氧條件下，通過一個包括三羧酸和二羧酸的循環而逐步氧化分解生成CO2的過程。又稱為檸像酸環或Krebs環，簡稱TCA循環。

7． 戊糖磷酸途徑，簡稱PPP或HMP。是指在細胞質內進行的一種葡萄糖直接氧化降解的酶促反應過程。

8． 呼吸鏈：呼吸代謝中間產物隨電子和質子，沿著一系列有順序的電子傳遞體組成的電子傳遞途徑，傳遞到分子氧的總軌道。

9． 氧化磷酸化：是指呼吸鏈上的氧化過程，伴隨著ADP被磷酸化為ATP的作用。

10．末端氧化酶：是指處於生物氧化作用一系列反應的最末端，將底物脫下的氫或電子傳遞給氧，並形成H2O或H2O2的氧化酶類。

11．抗氰呼吸：某些植物組織對氰化物不敏感的那部分呼吸。即在有氰化物存在的條件下仍有一定的呼吸作用。

12．無氧呼吸消失點：又稱無氧呼吸熄滅點，使無氧呼吸完全停止時環境中的氧濃度，稱為無氧呼吸消失點。

13. 呼吸作用多條路線論點的內容和意義如何？

植物呼吸代謝多條路線論點是湯佩松先生提出來的，其內容是是：（1）呼吸化學途徑多樣性（EMP、PPP、TCA等）；（2）呼吸鏈電子傳遞系統的多樣性（電子傳遞主路，幾條支路，如抗氰支路）。（3）末端氧化酶系統的多樣性（細胞色素氧化酶，酚氧化酶，抗壞血酸氧化酶，乙醇酸氧化酶和交替氧化酶）。這些多樣性，是植物在長期進化過程中對不斷變化的外界環境的一種適應性表現，其要點是呼吸代謝（對生理功能）的控制和被控制（酶活牲）過程。而且認為該過程受到生長發育和不同環境條件的影響，這個論點，為呼吸代謝研究指出了努力方向。

14. 戊糖磷酸途徑在植物呼吸代謝中具有什麼生理意義？

戊糖磷酸途徑中形成的NADPH是細胞內必需NADPH才能進行生物合成反應的主要來源，如脂肪合成。其中間產物核糖和磷酸又是合成核苷酸的原料，植物感病時戊糖磷酸途徑所佔比例上升，因此，戊糖磷酸途徑在植物呼吸代謝中佔有特殊的地位。

15. 呼吸作用糖的分解代謝途徑有幾種？在細胞的什麼部位進行？

有EMP、TCA和PPP三種。EMP和PPP在細胞質中進行的。TCA是在線粒體中進行的。

16. 三羧酸循環的要點及生理意義如何？

（1）三羧酸循環是植物有氧呼吸的重要途徑。

（2）三羧酸循環一系列的脫羧反應是呼吸作用釋放CO2的來源。一個丙酮酸分子可以產生三個CO2分子，當外界CO2濃度增高時，脫羧反應減慢，呼吸作用受到抑制。三羧酸循環釋放的CO2是來自於水和被氧化的底物。

（3）在三羧酸循環中有5次脫氫，再經過一系列呼吸傳遞體的傳遞，釋放出能量，最後與氧結合成水。因此，氫的氧化過程，實際是放能過程。

（4）三羧酸循環是糖、脂肪、蛋白質和核酸及其他物質的共同代謝過程，相互緊密相連。

17. 什麼叫末端氧化酶？主要有哪幾種？

處於生物氧化作用一系列反應的最末端，將底物脫下的氫或電子傳遞給氧，並形成H2O或凡H2O2的氧化酶都稱為末端氧化酶。如：細胞色素氧化酶、交替氧化酶（抗氰氧化酶）、酚氧化酶、抗壞血酸氧化酶、黃素氧化酶等，也有把過氧化氫物和過氧化物酶列入其中。

18. 抗氰呼吸有何特點？

已知抗氰呼吸電子傳遞的途徑不通過細胞色素系統，而是由泛醌傳遞給一個受體（X），再由X直接傳遞給氧，這樣就越過了磷酸化部位II、III，對氰化物不敏，，且P/O比為1或＜1。因此，在進行抗氰呼吸時有大量熱能釋放。抗氰呼吸的強弱除了與植物種類有關外，也與發育狀況、外界條件有關。且抗氰呼吸在正常途徑受阻時得到加強，所以抗氰呼吸是一種與正常呼吸途徑交替進行的適應性過程。

19. 呼吸作用與光合作用的辯證關係表現在哪些方面？

（1）光合作用所需的ATP和NADP+與呼吸作用所需的ATP和NADP+是相同的。這兩種物質在光合和呼吸中共用。

（2）光合作用的碳循環與呼吸作用的戊糖磷酸途徑基本上是正反反應關係。二者之間有許多中間產物是可以交替使用的。

（3）光合釋放的CO2可供呼吸利用，而呼吸作用釋放的CO2能力光合作用同化。

20. 長時間無氧呼吸植物為什麼會死亡？

（1）無氧呼吸產生酒精，酒精使細胞質的蛋白質變性。（2）氧化1mol葡萄糖產生的能量少。要維持正常的生理需要就要消耗更多的有機物，這樣體內養分耗損過多。（3）沒有丙酮酸的有氧分解過程，缺少合成其他物質的原料。

21. 植物組織受到損傷時呼吸速率為何加快？

原因有二：一是原來氧化酶與其底物在結構上是隔開的，損傷使原來的間隔破壞，酚類化合物迅速被氧化。二是損傷使某些細胞轉變為分生狀態，形成愈傷組織以修復傷處，這些生長旺盛的細胞當然比原來的休眠或成熟組織的呼吸速率要快得多。

22. 低溫導致爛秧的原因是什麼？

是因為低溫破壞了線粒體的結構，呼吸「空轉」，缺乏能量引起代謝紊亂的緣故。

23. 早稻浸種催芽時用溫水淋種和翻堆的目的是什麼？

目的就是控制溫度和通氣，使呼吸作用順利進行。否則谷堆中部溫度過高就會引起「燒芽」現象。

24. 糧食貯藏時為什麼要降低呼吸速率？

因為呼吸速率高會大量消耗有機物；呼吸放出的水分又會使糧堆溼度增大，糧食「出汗」，呼吸加強；呼吸放出的熱量又使糧溫增高，反過來又促進呼吸增強，同時高溫高溼微生物迅速繁殖，最後導致糧食變質。

第五、六章 植物體內有機物的代謝及其分配和運輸

1．質外體：是一個開放性的連續自由空間，包括細胞壁、胞間隙及導管等。

2．共質體：是通過胞間連絲把無數原生質體聯繫起來形成一個連續的整體。

3．胞間連絲：是貫穿胞壁的管狀結構物內有連絲微管，其兩端與內質網相連接。

4．代謝源：指製造並輸送有機物質到其他器官的組織、器官或部位。如成熟的葉片。

5．代謝庫：指植物接納有機物質用於生長、消耗或貯藏的組織、器官或部位。如發育中的種子、果實等。

6．轉移細胞：一種特化的薄壁細胞，其功能是進行短距離的溶質轉移。這類細胞的細胞壁凹陷以增加其細胞質膜的表面積，有利於物質的轉移。

7．有機物的裝卸：同化物質從篩管周圍的源細胞進入篩管和篩管內的同化物質進入到庫細胞的過程。已有實驗證明，同化物質進入篩管和流出篩管是一個主動過程，故稱裝卸。

8．比集運量：指有機物質在單位時間內通過單位韌皮部橫切面積的量。

9. 同化物是如何裝入與卸出篩管的？

同化物向韌皮部的裝載是一種分泌過程，由於篩管膜內外，存在電化學勢差，膜外的質子濃度高，膜外的H+會向膜內轉移，蔗糖在膜上蔗糖載體作用下，將伴隨H+一同進入膜內，進入篩管。同合物的卻出過程，即由篩管將蔗糖卸入到消耗細胞有兩種方式：一種是蔗糖先卸入自由空間，被細胞壁束縛的蔗糖酶分解後，穿過質膜進入細胞質，重新合成蔗糖，再轉入液泡中。另一種方式是蔗糖進入自由空間，不被水解，直接進入消耗細胞，被胚乳吸收。

10. 蔗糖是植物體內有機物運輸的主要形式，緣由何在？

（1）蔗糖有很高的水溶性，有利於在篩管中運輸。（2）具有很高的穩定性適於從源運輸到庫。（3）蔗糖具有很高的運輸速率，可達 100cm／h。

11. 溫度對有機物運輸有什麼影響？

溫度太高，呼吸增強，消耗一定量的有機物，同時原生質的酶開始鈍化或受破壞，所以運輸速度降低。低溫使酶的活性降低，呼吸作用減弱，影響運輸過程所必需的能量供應，導致運輸變慢。

12. 硼為什麼能促進植物體內碳水化合物的運輸？

因為硼能與糖結合成複合物，這個複合物是極性分子，有利於通過質膜以促進糖的運輸。

13. 植物體內有機物運輸分配規律如何？

有機物的運輸分配是受著供應能力，競爭能力和運輸能力三個因素影響的。（1）供應能力：指該器官或部位的同化產物能否輸出以及輸出多少的能力，也就是「代謝源」把光合產物向外「推」送力的大小。（2）競爭能力，指各器官對同化產物需要程度的大小。也就是「代謝庫」對同化物的「拉力」大小。（3）運輸能力，包括輸出和輸入部分之間輸導系統聯繫、暢通程度和距離遠近。在三種能力中，競爭能力是主要的。

14. 植物體內有機物運輸分配的特點如何？

（1）光合產物優先供應生長中心，如孕穗期至抽穗期，分配中心為穗及莖。（2）以不同葉位的葉片來說，其光合產物分配有「就近運輸」的特點。（3）還有同側運輸的特點。（4）光合產物還具有可再分配利用的特點。

15. 簡述作物產量形成的源庫關係。

源是製造同化物的器官，庫是接納同化物的部位，源與庫共存於同一植物體，相互依賴，相互制約。作物要高產，需要庫源相互適應，協調一致，相互促進。庫大會促源，源大會促庫，庫小會抑制源，源小庫就不能大，高產就困難。作物產量形成的源庫關係有三種類型：（1）源限制型；（2）庫限制型；（3）源庫互補型，源庫協同調節。增源與增庫均能達到增產目的。

16. 何謂壓力流動假說？實驗依據是什麼？該學說還有哪些不足之處？

由德國人明希提出來的（30年代），這個假說的基本點是：有機物質在篩管內的流動是由於篩管的兩端（即供應端和接納端）之間所存在的壓力勢差推動的。壓力勢在篩管內是可以傳導的，因而就產生了一個流體靜壓力，這種壓力推動篩管的溶液向輸出端流動。

實驗證據是：（1）溢泌現象，表示有正壓力存在；（2）篩管接近源庫的兩端存在濃度梯度差。（3）植物生長素的運輸只能隨篩管內物質集體流動；（4）用蚜蟲吻刺法直接測定篩管中液流速度，約為 100cm /h。

不足之處：（1）無法解釋篩管細胞內可同時進行雙向運輸；（2）物質集體快速流動所需的壓力勢差，遠遠大於篩管兩端由有機物濃度差所引起的壓力勢差

第七章 植物體內的細胞信號轉導

1.植物細胞信號轉導：指植物感受、傳導環境刺激的分子途徑及其在植物生長發育過程中調控基因的表達和生理生化反應。

2．細胞受體：指存在於細胞表面或亞細胞組分中的天然物質，可特異地識別並結合化學信號物質-----配體，並在細胞內放大、傳遞信號，啟動一系列生化反應，最終導致特定的細胞反應。

3．鈣調素：為廣泛存在於所有真核生物中的一類鈣依賴性的具有調節細胞內多種重要酶活性和細胞功能的小分子量的、耐熱的球狀蛋白。

4. 簡述細胞受體的類型和基本特徵。

(1) 細胞受體的類型：

（A） 細胞內受體：存在於亞細胞組分（如細胞核等）上的受體；

（B） 細胞表面受體：存在細胞表面（如細胞膜等）上的受體.

(2)細胞受體的基本特徵：

（A）高度特異性：只與其特定的信號物質（配體）結合併觸發反應；

（B）高親和力：與配體的結合能力強；

（C）可逆性：與配體的結合是可逆的。

5. 簡述鈣調素的作用方式。

（1）直接與靶酶結合，誘導靶酶的活性構象，從而調節酶活性；

（2）與Ca2+結合，形成活化的Ca2+ . CaM複合體，然後再與靶酶結合將靶酶激活

第八章 植物生長物質

1．植物生長物質：是一些調節植物生長發育的物質。包括植物激素和植物生長調節劑。

2. 植物激素：指一些在植物體內合成，並從產生之處運送到別處，對生長發育起顯著作用的微量有機物。

3．植物生長調節劑：指一些具有植物激素活性的人工合成的物質。

4．極性運輸：只能從植物形態學的上端向下端運輸，而不能倒過來運輸。

5．激素受體：是能與激素特異結合，並引起特殊生理效應的物質。

6．燕麥試法：是用瓊膠收集燕麥胚芽鞘尖端的物質進行生長素含量的生物測定方法。具體作法是將幾個切下的胚芽鞘尖放在瓊膠塊上，然後將瓊膠切成許多小塊，入在黑暗中生長的胚芽鞘莖的一側，胚芽鞘則會受瓊膠中所含的生長素的影響而發生彎曲。在一定範圍內，生長素濃度與燕麥去尖胚芽鞘的彎曲度成正比。

7．燕麥單位：使燕麥胚芽鞘彎曲10℃（22-23℃和92%的相對溼度下）2立方毫米瓊脂小塊中的生長素含量。

8．三重反應：乙烯可抑制黃化豌豆幼苗上胚軸的伸長生長；促進其加粗生長；地上部分失去負向地性生長（偏上生長）。

9．靶細胞：與激素結合併呈現激素效應部位的細胞。大麥糊粉層細胞就是GA作用的靶細胞。

10．生長抑制劑：這類物質主要作用於頂端分生組織區，幹擾頂端細胞分裂，引起莖伸長的停頓和頂端優勢破壞。其作用不能被赤黴素所恢復。

11．生長延緩劑：抑制節間伸長而不破壞頂芽的化合物。其作用可被GA所恢復。

12．鈣調素（又稱鈣調節蛋白）：是廣泛存在於所有真核生物中的一類鈣依賴牲的具有調節細胞內多種重要酶活性和細胞功能的小分子量的耐熱的球狀蛋白（簡稱CaM）。

13. 試述生長素、赤黴素促進生長的作用機理。

生長素促進植物快速生長的原因：可以用酸-生長學說解釋。生長素與質膜上的受體質子泵（ATP酶）結合，活化了質子泵，把細胞質內的H+分泌到細胞壁中去使壁酸化，其中一些適宜酸環境的水解酶：如b-1，4-葡聚糖酶等合成增加，此外，壁酸化使對酸不穩定的鍵（H鍵）易斷裂，使多糖分子被水解，微纖絲結構交織點破裂，聯繫鬆弛，細胞壁可塑性增加。生長素促進H+分泌速度和細胞伸長速度一致。從而細胞大量吸水膨大。生長素還可活化DNA，從而促進RNA和蛋白質合成。

GA促進植物生長，包括促進細胞分裂和細胞擴大兩個方面。並使細胞周期縮短30%左右。GA可促進細胞擴大，其作用機理與生長素有所不同，GA不引起細胞壁酸化，以可使細胞壁裡Ca2+移入細胞質中，細胞壁的伸展牲加大，生長加快，GA能抑制細胞壁過氧化物酶的活性，所以細胞壁不硬化，有延展性，細胞就延長。

14. 試述人工合成的生長素在農業生產上的應用。

（1）促使插枝生根；（2）阻止器官脫落；（3）促進結實防止落花落果；（4）促進菠蘿開花；（5）促進黃瓜雌花分化；（6）延長種子，塊莖的休眠。

15. 赤黴素有哪兩類？各種赤黴素間在結構上有何差異？

赤黴素有C19和C20兩類。其基本結構是赤黴烷，在赤黴烷上由於雙鍵和羥基的數目和位置不同，就形成了各種赤黴素。

16. 生長素與赤黴素之生理作用方面的相互關係如何？

生長素與赤黴素之間存在相輔相成作用。（1）GA有抑制IAA氧化酶活性的作用防止IAA的氧化；（2）GA能增加蛋白酶的活性，促進蛋白質分解，色氨酸數量增多，有利於IAA的生物合成（3）GA促進生長素由束縛型轉變為自由型。

17. 赤黴素在生產上的應用主要有哪些方面？

（1）促進麥芽糖化，GA誘導α-澱粉酶的形成這一發現己被應用到啤酒生產中。（2）促進營養生長，如在水稻「三系」的制種過程中，切花生產上等都有應用，（3）防止脫落，促進單性結實，（4）打破休眠。

18. 試述細地分裂素的生理作用和應用。

（1）促進細胞分裂和擴大，可增加細胞壁的可塑性。（2）誘導愈傷組織的分化，CTK/IAA比值高，有利於愈傷組織產生芽，CTK/IAA比值低，有利於愈傷組織產生根，兩者比值處於中間水平時，愈傷組織只生長而不分化。（3）延緩葉片衰老。（4）在生產上，CTK可以延長蔬菜的貯藏時間，防止果樹生理落果等。

19. 人們認為植物的休眠與生長是由哪兩種激素調節的？如何調節？

植物的生長和休眠是由赤黴素和脫落酸兩種激素調節的。它們的合成前體都是甲瓦龍酸，甲瓦龍酸在長日照條件下形成赤黴素，短日照條件下形成脫落酸，因此，夏季日照長，產生赤黴素促進植物生長：而冬季來臨前，日照短，產生脫落酸使芽進入休眠。

20. 乙烯利的化學名稱叫什麼？在生產上主要應用於哪些方面？

乙烯利的化學名稱叫2-氯乙基膦酸。在生產上主要應用於：（1）果實催熟和改善品質；（2）促進次生物質排出；（3）促進開花；（4）化學殺雄。

21. 生長抑制劑和生長延緩劑抑制生長的作用方式有何不同？

生長抑制劑是抑制頂端分生組織生長，喪失頂端優勢，使植株形態發生很大變化，外施GA不能逆轉達種抑制反應，而生長延緩劑是抑制莖部近頂端分生組織的細胞伸長，節間縮短，葉數和節數不變，株型緊湊矮小，生殖器官不受影響或影響不大，外施GA可逆轉其抑制效應。

22. 乙烯促進果實成熟的原因何在？

乙烯能增加細胞膜的透性，促使呼吸作用加強某些肉質果實出現呼吸驟變，因而引起果實內的各種有機物質發生急劇變化，使果實甜度增加，酸味減少，澀味消失，香味產主，色澤變豔，果實由硬變軟，達到完全成熟。

23. 油菜素內酯具有哪些主要生理功能？

（1）促進細胞伸長、促進細胞分裂、促進節間伸長和整株生長；（2）促進水稻第二葉片彎曲；（3）促進葉綠素生物合成；（4）延緩衰老；（5）增強抗寒性。

24. 多胺有哪些生理功能？

（1）促進生長；（2）刺激不定根產生；（3）延緩衰老；（4）提高植物的抗逆性；（5）調節植物的成花和育性。

第九章 光形態建成

1.光形態建成：光控制植物生長、發育和分化的過程。

2.光敏色素：植物體內存在的一種吸收紅光-遠紅光可逆轉換的光受體（色素蛋白質）。

3.藍光反應：藍光對植物生長、發育和分化的調控反應。

4. 一般認為光敏色素分布在細胞什麼地方？Pr型和Pfr型的光學特性有何不同？

一般認為光敏色素與膜系統結合，分布在質膜、線粒體膜、核膜、葉綠體膜和內質網膜上。Pr型的吸收高峰在伺660nm，Pfr型的吸收高峰在730nm，二類型光敏色素在不同光譜作用下可互相轉換，當Pr型吸收660nm紅光後就轉變為Pfr，而Pfr吸收730nm遠紅光後會轉為Pr 型。

5. 幹種子中為什麼沒有光敏色素活性？

光敏色素Pfr型與Pr型之間的轉變過程中包括光化反應和黑暗反應。光化反應局限於生色團，黑暗反應只有在含水條件下才能起反應，因此幹種子中沒有光敏色素反應。

6. 如何用試驗證明植物的某一生理過程與光敏色素有關？

光敏色素有紅光吸收型和遠紅光吸收型兩種存在形式，這兩種形式可在紅光和遠紅光照射下發生可逆反應，互相轉化，依據這一特徵，可用紅光與遠紅光交替照射的方法，觀察其所引起的生理反應，從而判斷某一生理過程是否有光敏色素參與。例如萵苣種子的萌發需要光，當用660nm的紅光照射時促進種子萌發，而用730nm的遠紅光照射時，抑制萌發：當紅光照射後再照以遠紅光，則紅光的效果被消除，當用紅光和遠紅光交替照射時，種子的萌發狀況決定於最後照射的是紅光還是遠紅光，前者促進萌發，後者抑制萌發。

7. 光敏色素控制的生理反應有哪些？。

種子萌發，節間延長，小葉運動，花誘導，形態建成，葉脫落，性別表現，偏上性生長等。

8. 關於光敏色素作用機理的基因調節假說內容如何？

在接受紅光照射後，Pfr型經過一系列過程，將信號轉移到基因，活化或抑制某些特定基因，使轉錄出單股mRNA的速度發生改變，mRNA翻譯成特殊蛋白質（酶），最後表現出形態建成，研究證明，多種酶的活性通過光敏色素受光調節。如PAL、NR等。蛋白質磷酸化受Ca2+-CaM調節，它可能是連接光敏色素的光活化和基因表達的中間步驟。

第十章 植物的生長生理

1．生長：細胞、器官或有機體的數目、大小與重量的不可逆增加，即發育過程中量的變化稱為生長。

2．分化：來自同一分子或遺傳上同質的細胞轉變為形態上、機能上、化學構成上異質的細胞稱為分化。

3．發育：在植物生命周期過程中，植物發生大小、形態、結構、功能上的變化，稱為發育，發育包括生長與分化兩個方面，即生長與分化貫穿在整個發育過程中。

4．種子壽命：從種子成熟到失去發芽能力的時間。

5．種子活力：種子在田間條件（非理想條件）下萌發的速度、整齊度及幼苗健壯生長的潛在能力，它包括種子萌發成苗和對不良環境的忍受力兩個方面。種子活力與種子的大小、成熟度有關，也與貯藏條件和貯藏時間有關。

6．溫周期現象：植物對晝夜溫度周期性變化的反應。

7．頂端優勢：植物頂端在生長上佔有優勢的現象。

8．細胞全能牲：指植物體的每個細胞攜帶一個完整基因組，並具有發育成完整植株的潛在能力。

9．外植體：從植物體上分離出一塊組織或一團細胞移種到無菌的培養基上進行體外培養的過程叫外植，用於發生無性繁殖系的組織塊或細胞團就叫外植體。

10．脫分化：外植體在人工培養基上經過多次細胞分裂而失去原來的分化狀態，形成無結構的愈傷組織或細胞團，這個過程稱為脫分化。

11．再分化：指離體培養中形成的處於脫分化狀態的細胞團再度分化形成另一種或幾種類型的細胞、組織、器官、甚至最終再形成完整植株的過程。

12．生長大周期：植物在不同生育時期的生長速率表現出慢-快-慢的變化規律，呈現「S」型的生長曲線，這個過程稱生長大周期。

13．向性運動：指外界對植物單向刺激所引起的定向生長運動。

14．感性運動：指外界對植物不定向刺激所引起的運動。

15．生理鍾：又稱生物鐘。指植物內生節奏調節的近似24小時的周期性變化節律。

16. 種子萌發時，有機物質發生哪些生理生化變化？

（1）澱粉的轉化：澱粉在澱粉酶、麥芽糖酶或澱粉磷酸化酶作用下轉變成葡萄糖（或磷酸葡萄糖）。（2）脂肪的轉化：脂肪在脂肪酶作用下轉變為甘油和脂肪酸，再進一步轉化為糖。（3）蛋白質的轉化：胚乳或子葉內貯藏的蛋白質在蛋白酶和肽酶的催化下，分解為胺基酸。

17. 水稻種子萌發時，表現出「幹長根，溼長芽」現象的原因何在？

「幹長根，溼長芽」現象是由於根和胚芽鞘的生長所要求的含氧量不同所致。根的生長，既有細胞的伸長和擴大，也包括細胞分裂，而細胞分裂需要有氧呼吸提供能量和重要的中間產物。因而水多、氧不足時，根的生長受到抑制。但是胚芽鞘的生長，主要是細胞的伸長與擴大，在水層中，水分供應充足，故而芽生長較快。此外，「幹根溼芽」還與生長素含量有關。在水少供氧充足時，IAA氧化酶活性升高，使IAA含量降低，以至胚芽鞘細胞伸長和擴大受抑制，根生長受影響小。而在有水層的條件下，氧氣少，IAA氧化酶活性降低，IAA含量升高，從而促進胚芽鞘細胞的伸長，並且IAA運輸到根部，因根對IAA比較敏感，使根的生長受到抑制。還有人認為，胚芽鞘呼吸酶以細胞色素氧化酶為主，與O2親和力高，幼根則以抗氰氧化酶為主，與O2親和力較低，因而在水多時，胚芽鞘生長快於幼根。

18. 高山上的樹木為什麼比平地生長的矮小？

原因是一方面高山上水分較少，土壤也較瘠薄，肥力較低，氣溫也較低，且風力較大，這些因素都不利於樹木縱向生長；另一方面是高山頂上因雲霧較少，空氣中灰塵較少，所以光照較強，紫外光也較多，由於強光特別是紫外光抑制植物生長，因而高山上的樹木生長緩慢而矮小。

19. 試述光對植物生長的影響。

光對植物生長的影響是多方面的，主要有下列幾方面：①光是光合作用的能源和啟動者，為植物的生長提供有機營養和能源；②光控制植物的形態建成，即葉的伸展擴大，莖的高矮，分枝的多少、長度。根冠比等都與光照強弱和光質有關；③日照時數影響植物生長與休眠。絕大多數多年生植物都是長日照條件促進生長、短日照條件誘導休眠；④光影響種子萌發，需光種子的萌發受光照的促進，而需暗種子的萌發則受光抑制，此外，一些豆科植物葉片的晝開夜合，氣孔運動等都受光的調節。

20. 植物組織培養的理論依據是什麼？其優點如何？

組織培養是指在無菌條件下，分離並在培養基中培養離體植物組織的技術。其理論依據是細胞全能性，優點在於：可以研究外植體在不受植物體其他部分幹擾下的生長和分化的規律，並且可以用各種培養條件影響它們的生長和分化，以解決理論上和生產上的問題。特點：取材少，培養材料經濟，可人為控制培養條件，不受自然條件影響；生長周期短，繁殖率高；管理方便，利於自動化控制。

試管植物

21. 簡述根和地上部分生長的相關性如何？調節植物的根冠比？

根和地上部分的關係是既互相促進、互相依賴，又互相矛盾、互相制約的，根系生長需要地上部供給光合產物、生長素和維生素，而地上部分生長又需根部吸收的水分、礦質，根部合成的多種胺基酸和細胞分裂素等。這就是兩者相互依存、互相促進的一面，所以樹大根深，根深葉茂。但兩者又有相互矛盾，相互制約的一面，例如過分旺盛的地上部分的生長會抑制地下部分的生長，只有兩者的比例比較適當，才能獲得高產。在生產上，可用人工的方法加入或降低根/冠比，一般說來，降低土壤含水量，增施磷鉀肥、適當減少氮肥等，都有利於加大根冠比，反之降低根冠比。

22. 常言道：「根深葉茂」是何道理？

植物「根深葉茂」原因如下：（1）地上部分生長需要的水分和礦物質主要是由根系供給的，另外根系還能合成多種胺基酸、細胞分裂素、生物鹼等供應地上部分，因此，根系發育得好，對地上部分生長也有利。（2）植物地上部分對根的生長也有促進作用，葉片中製造的糖類、維生素等供應給根以利根的生長。因此，地上部分長不好，根系也長不好。

23. 植物的生理鐘有何特徵？

（1）需要光暗交替作為啟動信號，一旦節奏啟動了，就可在穩恆條件下持續幾個星期。

（2）具有內生的近似晝夜節奏，約為22～28小時之間。

（3）生物鐘的時相可調。若日夜顛倒，則可自行調整，而適應於新的環境節奏。還可重新撥回。

（4）生理鐘的周期長度對溫度鈍感。Q10為1.0～1.1。

第十一章 植物的生殖生理

1．春化作用：低溫促進植物開花的作用。

2．去春化作用：已春化的植物或萌動種子，在春化過程結束之前，如置於高溫條件下，春化效果即行消失，這種現象叫去春化作用。

3．光周期與光周期現象：在一天中，白天和黑夜的相對長度叫光周期。植物對光周期的反應叫光周期現象。

4．光周期誘導：植物只需要一定時間適宜的光周期處理，以後即使處於不適宜的光周期下，仍然可以長期保持刺激的效果，這種現象稱為光周期誘導。

5．誘導周期數：植物達到開花所需要的適宜光周期數。不同植物所需的誘導周期數不同。

6．臨界日長：誘導短日植物開花所需的最長日照時數，或誘導長日植物開花所需的最短日照時數。

7．臨界暗期：晝夜周期中短日植物能夠開花所必需的最短暗期長度，或長日植物能夠開花所必需的最長暗期長度。

8．長日植物：日長必須長於臨界日長才能開花的植物。

9．短日植物：日長必須小於臨界日長才能開花的植物。

10．日中性植物：在任何日照長度下都能開花的植物。

11．花熟狀態：植物在能感受環境條件的刺激而誘導開花時所必需達到的生理狀態。

12．雙受精現象：在精核與卵細胞互相融合形成合子的同時，另一個精核與胚囊中的極核細胞融合形成具有3n的胚乳核，這種現象叫雙受精現象。

13．花粉識別蛋白：能夠感受柱頭上感受蛋白的刺激而決定花粉是否萌發，存在於花粉外壁上的一種膜蛋白。識別蛋白是一種糖蛋白。

14．花粉的群體效應：在人工培養花粉時，單位面積上花粉越多，花粉的萌發和花粉管的伸長越好。

15. 柴拉軒提出的成花素假說的主要內容是什麼？

他假定成花素是由形成莖所必需的赤黴素和形成花所必需的開花素兩組具有活力的物質組成。一株植物必須先形成莖，然後才能開花，所以，植物體內同時存在赤黴素和開花素才能開花。中性植物本身具有赤黴素和開花素，所以，不論在長、短日照條件下都能開花。長日植物在長日照下，短日植物在短日條件下，都具有赤黴素和開花素，所以都可以開花。長日植物在短日條件下，由於缺乏赤黴素，而短日植物在長日條件下，由於缺乏開花素，所以都不能開花，冬性長日植物在長日條件下，具有開花素，但無低溫條件，即無赤黴素的形成，所以仍不能開花。赤黴素限制長日植物開花，而開花素限制短日柏物開花。

16. 光周期理論在農業生產上應用有哪些方面？

（1）控制開花：光周期的人工控制可以促進或延遲開花，菊花是短日植物，經短日處理可以從十月份提前至六、七月間開花。在雜交育種中，可以延長或縮短日照長度，控制花期，解決父、母本花期不遇的問題。

（2）抑制開花，促進營養主長，提高產量。如甘蔗是短日植物，臨界日長10hi可以在短日照來臨時，用光間斷暗期，即可抑制甘蔗開花，增加甘蔗產量。

（3）引種上，必須考慮植物能否及時開花結實。如南方大豆是短日植物，南種北引，開花期延遲，所以引種時要引早熟種。

（4）可以利用作物光周期特性，南繁北育，縮短育種周期。

17. 試述光敏色素與植物花誘導的關係？

一般認為光敏色素控制植物的開花並不決定於Pr或Pfr的絕對量，而是與Pfr／Pr的比值有關。對短日植物來說，在光期結束時，Pfr佔優勢、Pfr／Pr比值較高不利於開花，轉入黑暗時，Pfr／Pr 比值降低，當Pr r／Pr比值降到低於臨界值時，短日植物可以發生成花的反應，對長日植物來說，較長的光期結束時，Pfr／Pr 比值較高，這恰好是長日植物開花所必需的。但如果暗期過長，Pfr轉變為Pr相對比較多，Pfr／Pr比值下降，長日植物不能成花。用紅光中斷暗期，Pfr水平提高，Pr水平下降，Pfr／Pr比值升高，短日植物開花受到抑制，長日植物開花受到促進。

18. 試述外界條件對植物性別分化的影響。

光周期對花內雌雄器官的分化影響較大。一般說來，短日照促使短日植物多開雌花，長日植物多開雄花。把雌雄異株的長日植物菠菜，經長日照誘導後，緊接著給予短日照。則在雌株上可以形成施花。

土壤條件對植物性別分化影響比較明顯，一般來說，氮肥多，水分充足的土壤促進雌花℃紹撇淵緊獄烯可以促進黃瓜雌花的分化，赤黴素則促進黃瓜雄花的分化。另外生長調節劑矮壯素促迸雌花的分化，三碘苯甲酸則促進雄花的分化。

機械損傷可刺激乙烯生成促進黃瓜多開雌花。

19. 煙燻植物（如黃瓜）為什麼能增加雌花？

因為煙中有效成分是乙烯和一氧化碳，一氧化碳的作用是抑制吲哚乙酸氧化酶的活性減少吲哚乙酸的破壞，提高生長素的含量，而生長素和乙烯都能促進瓜類植物多開雌花因此煙燻植物可增加雌花。

黃瓜

20. 試述溫度對光周期現象的影響。

溫度不但影響光周期通過的遲早，而且可以改變植物對光周期的要求，例如，短日植物紫蘇，放在8小時日照16小時黑暗條件下，如在暗期的適當時間給予8小時的1-5℃的低溫處理，則不開花。同法處理長日植物，則可校長日植物在短日條件下開花。豌豆、黑麥等在較低的夜溫下失去對日照長度的敏感而呈現出日中性植物的特牲，適當降低夜溫。可使短日植物在較長的日照下開花。如菸草的短日品種在18 ℃夜溫下需要短日條件才能開花，當夜溫降到13 ℃時，則在16-18小時的長日照條件下也能開花，牽牛花在21-23 ℃溫度下是短日性，而在13℃低溫下卻表現出長日性。

21. 植物受精後，花器官主要生理生化變化有哪些？

受精是孕育新一代生命的過程，因此各種生理生化反應亦隨之被激活。主要變化是：

（1）呼吸速率升高。可增高1-2倍。（2）雌蕊中生長素含量大大增加，這種增加不單是花粉帶來的，而是由於受精的刺激引起生長素的重新合成。（3）營養物質向生殖器官輸送增強。營養物質向花器官中輸送與其呼吸速率的升高和生長素含量的增加是密切相關的。（4）各細胞器發生明顯變化。如棉花受精後約4小時，在臍端可以雙察到質體，線粒體、內質網膜及核糖體等分別移動、並圍繞核重新排列，如核糖體凝集形成多核糖體，激發蛋白質的合成。

22. 試述鈣在花粉萌發與花粉管伸長中的主要作用。

鈣能促進花粉的萌發，如在花粉培養基中加入鈣，花粉萌發率增加，鈣結合於花粉管壁的果膠質中，增加管壁的強度，透性減少；因而促進花粉管伸長。鈣還與花粉管的定向伸長有關。鈣在金魚草花器官中的分布呈一定的濃度梯度，柱頭上最少，花柱中稍多，子房中較多，胚珠中最高。花粉管具有向鈣離子濃度高的方向生長的特性，因而便產生了向胚珠方向的定向生長。鈣還可以使花粉免受各種有害氣體及各種化學物質、物理因素的傷害。鈣可以作為各種阻抑劑的拮抗劑，如鈣可以消除硼對花粉萌發的抑制作用。

第十二章 植物的成熟和衰老生理

1．果實的雙S曲線：一些核果及某些非核果類植物在生長的中期有一個緩慢期，呈雙S型。

2．後熟作用：種子在休眠期內發生的生理生化過程。

3．單性結實：不經過受精作用，子房直接發育成無籽果實的現象。

4．呼吸驟變：當果實成熟到一定程度時，呼吸速率首先是降低，然後突然增高，最後又下降，這個陡增陡降的呼吸現象稱為呼吸驟變，又稱呼吸躍變。

5．衰老：指一個器官或整株植物生命功能逐漸衰退的過程。

6．脫落：指植物細胞、組織或器官與植物體分離的過程。

7．種子休眠：成熟種子在合適的萌發條件下仍不菜發的現象，故也稱深休眠。

8．強迫休眠：成熟種子因環境不適而引起的休眠叫做強迫休眠或淺休眠。

9. 試述乙烯與果實成熟的關係及其作用機理。

果實的成熟是一個複雜的生理過程，果實的成熟與乙烯的誘導有關。果實開始成熟時，乙烯的釋放量迅速增加，未成熟的果實與已成熟的果實一起存放，未成熟果實也加快成熟達到可食狀態。用乙烯或能產主乙烯的乙烯利處理未成熟果實，也能加速果實成熟，人為地將果實中的乙烯抽去，果實的成熟便受阻。

乙烯誘導果實成熟的原因可能在下列幾方面：①乙烯與細胞膜的結合，改變了膜的透性，誘導呼吸高峰的出現，加速了果實內的物質轉化，促進了果實成熟；②乙烯引起酶活性的變化，如乙烯處理後，纖維素酶、過氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶和磷酸酯酶的活性增強；③乙烯誘導新的RNA合成。已經了解到，果實成熟前，RNA和蛋白質的含量增加，這些新合成的蛋白質與形成呼吸酶有關。

10. 肉質果實成熟時發生了哪些生理生化變化？

（1）果實變甜。 果實成熟後期，澱粉可以轉變成為可溶性糖，使果實變甜。

（2）酸味減少。未成熟的果實中積累較多的有機酸。在果實成熟過程中，有機酸含量下降，這是因為：①有的轉變為糖；②有的作為呼吸底物氧化為CO2和H2O；③有些則被Ca2+、K+等所中和。

（3）澀味消失。果實成熟時，單寧可被過氧化物酶氧化成無澀味的過氧化物，或單寧凝結成不溶於水的膠狀物質，澀味消失。

（4）香味產生。主要是一些芳香族和脂肪族的酯，還有一些特殊的醛類，如桔子中檸檬醛可以產生香味。

（5）由硬變軟。這與果肉細胞壁中層的果膠質水解為可溶性的果酸有關。

（6）色澤變豔。果皮由綠色變為黃色，是由乾果皮中葉綠素逐漸破壞而失綠，類胡蘿素仍存在，呈現黃色，或因花色素形成而呈現紅色。

11. 植物衰老時發生了哪些生理生化變化？

植物衰老在外部特徵上的表現是：生長速率下降、葉色變黃、葉綠素含量減少。在衰老過程中內部也發生一些生理生化變化，這些變化是：

（1）光合速率下降。這種下降不只表現在衰老葉片上，而且整株植物的光合速率也降低。葉綠素含量減少、葉綠素a/b比值小；

（2）呼吸速率降低，先下降、後上升，又迅速下降，但降低速率較光合速率降低為慢；

（3）核酸、蛋白質合成減少 、降解加速，含量降低；

（4）酶活性變化，如核糖核酸酶，蛋白酶等水解酶類活性增強；

（5）促進生長的植物激素如IAA、CTK、GA等含量減少，而誘導衰老和成熟的植物激素ABA和乙烯含量增加；

（6）細胞膜系統破壞，透性加大，最後細胞解體，保留下胞壁。

12. 植物器官脫落與植物激素的關係如何？

（1）生長素 當生長素含量降至最低時，葉片就會脫落，外施生長素於離區的近基一側，則加速脫落，施於遠基一側，則抑制脫落，其效應也與生長素濃度有關。

（2）脫落酸 幼果和幼葉的脫落酸含量低，當接近脫落時，它的含量最高。主要原因是可促進分解細胞壁的酶的活性，抑制葉柄內生長素的傳導。

（3）乙烯 棉花子葉在脫落前乙烯生成量增加一倍多，感病植株，乙烯釋放量增多）會促進脫落。

（4）赤黴素促進乙烯生成，也可促進脫落，細胞分裂裂素延緩衰老，抑制脫落。

13. 導致脫落的外界因素有哪些？

（1）氧濃度：氧分壓過高過低都能導致脫落，高氧促進乙烯形成，低氧抑制呼吸作用。

（2）溫度：異常溫度加速器官脫落，高溫促進呼吸消耗，此外高溫還會引起水分虧缺，加速葉片脫落。

（3）水分：乾旱缺水會引起葉、花、果的脫落，這是一種保護性反應，以減少水分散失。乾旱會促進乙烯、脫落酸增加，促進離層形成引起脫落。

（4）光照：光照弱脫落增加，長日照可延遲脫落，短日照促進脫落。

（5）礦質元素：缺Zn、N、P、K、Fe等都可能導脫落。

14. 植物器官脫落時的生物化學變化如何？

脫落的生物化學過程主要是水解高層的細胞壁和中膠層使細胞分離成為離層，其次是促使細胞壁物質合成和沉積，保護分離的斷面，形成保護層。在脫落之前，植物葉片或果實內植物激素含量發生變化，在激素信號的作用下，離區內合成RNA、翻譯成蛋白質（酶），呼吸加強，提供上述變化的能量，與脫落有密切關係的纖維紊酶和果膠酶活性增強。

15. 到了深秋，樹木的芽為什麼會進入休眠狀態？

到了秋天導致樹木形成休眠芽進入休眠狀態的原因，主要是由於日照時數的縮短所引起的。秋天的短日照作為進入休眠的信號，這一信號由葉片中的光敏色素感受後，便促進甲羥戊酸合成ABA，並轉移到生長點，抑制mRNA和tRNA的生物合成因而也就抑制了蛋白質與酶的生物合成，進而抑制芽的生長，使芽進入休眠狀態。

16. 果實成熟時產生呼吸躍變的原因是什麼？

產生呼吸躍變的原因：（1）隨著果實發育，細胞內線粒體增多，呼吸活性增高；（2）產生了天然的氧化磷酸化解偶聯，刺激了呼吸活性的提高：（3）乙烯釋放量增加，誘導抗氰呼吸加強。（4）糖酵解關鍵酶被活化，呼吸活性增強。

17. 呼吸躍變與果實貯藏的關係如何？在生產上有何指導意義？

果實呼吸躍變是果實成熟的一種特徵，大多數果實成熟是與呼吸的躍變相伴隨的，呼吸躍變結束即意味著果實已達成熟。在果實貯藏或運輸中，可以通過降低溫度，推遲呼吸躍變發生的時間，另一是增加周圍CO2的濃度，降低呼吸躍變發生的強度，這樣就可達到延遲成熟，保持鮮果，防止腐爛的目的。

第十三章 植物的抗性生理

1．逆境：係指對植物生存和生長不利的各種環境因素的總稱，如低溫、高溫、乾旱、澇害、病蟲害、有毒氣體等。

2．抗逆性：植物對逆境的抵抗和忍耐能力。簡稱為抗性。抗性是植物對環境的一種適應性反應。

3．逆境逃避：植物通過各種方式，設置某種屏障，從而避開或減小逆境對植物組織施加的影響。植物無需在能量或代謝上對逆境產生相應的反應，這種抵抗叫逆境逃避。

4．逆境忍耐：植物組織雖經受逆境對它的影響，但它可通過代謝反應阻止、降低或者修復由逆境造成的損傷，使其仍保持正常的生理活動。

5．抗寒鍛鍊：植物在冬季來臨之前，隨著氣溫的降低，體內發生了一系列適應低溫的生理生化變化，抗寒力逐漸增強，這種提高抗寒能力的過程叫抗寒鍛鍊。

6．凍害：當溫度下降到0℃以下，植物體內發生冰凍，因而受傷甚至死亡，這種現象稱為凍害。

7．冷害：指0℃以上低溫，雖無結冰現象，但能引起喜溫植物的生理障礙使植物受傷甚至死亡，這種現象叫冷害。

8．萎蔫：植物在水分虧缺嚴重時，細胞失去緊張，葉片和莖的幼嫩部分下垂，這種現象稱為萎蔫。

9．生理乾旱：過度水分虧缺的現象叫乾旱，由於土壤中鹽分過多，引起上壤水勢降低，使植物根系吸收水分困難，甚至發生體內水分外滲的受旱現多叫生理乾旱，冷害等也能引起植物產生生理乾旱現象。

土地乾旱

10．活性氧：是性質活潑、氧化能力很強的含氧物質的總稱，包括含氧的自由基、超氧陰離子自由基、單線態分子氧等。

11．生物自由基：泛指生物體自身代謝產生的一些帶有未配對電子的基團或分子，它們是不穩定的，化學活性很高的基團或分子包括含氧自由基和非含氧自由基。

12．植保素：是寄主被病原菌侵入後產生的一類對病菌有毒的物質。

13. 膜脂與植物的抗冷性有何關係？

一般生物膜脂呈液晶態，當溫度下降到一定程度時，膜脂由液晶態變為凝膠態，導致原生質停止流動，透性加大膜脂碳鏈越長固化溫度越高；碳鏈長度相同時，不飽和鍵數越多，固化溫度越低。即不飽和脂肪酸越多植物的抗冷性越強。

14. 在逆境中植物體內累積脯氨酸有利什麼作用？

脯氨酸在逆境中的作用有兩點：（1）作為滲透調節物質。適合於用來保持原生質與環境的滲透平衡。防止水分散失。（2）保持膜結構的完整性，因為脯氨酸與蛋白質相互作用，能增加蛋白質的可溶性和減少可溶性蛋白的沉澱，增強蛋白質和蛋白質間的水合作用。

15. 外施ABA提高植物抗逆性的原因是什麼？

原因有四點：（1）可能減少膜的傷害；（2）減少自由基對膜的破壞；（3）改變體內代謝；（4）減少水分喪失，提高抗旱、抗冷、抗凍和抗鹽的能力。

16. 零上低溫對植物組織的傷害大致分為哪幾個步驟？

分兩個步驟：第一步是膜相的改變，在低溫時膜從液晶態轉變為凝膠態，膜收縮，出現裂縫或通道，使膜的透性增加。第二是由於膜損傷而引起代謝紊亂。膜上的酶系統受到破壞，同時結合在膜上的酶系統與膜外游離酶系統之間喪失固有比平衡，導致代謝紊亂。

17. 逆境對植物代謝有何影響？

（1）逆境導致水分脅迫，細胞脫水，膜系統受害，透性加大。

（2）光合速率下降，同化產物減少，缺水引起氣孔關閉，葉綠體受損傷，RuBPC等失活或變性。

（3）冰凍、高溫、淹水時，呼吸速率逐漸下降，冷害、乾旱脅迫時，呼吸先升後降，感病時呼吸顯著升高。

（4）逆境導致糖類和蛋白質轉變成可溶性化合物，這與合成酶活性下降，水解酶活性上升有關。

（5）組織內脫落酸含量迅速升高。

18. 在冷害過程中植物體內有哪些生理生化變化？

（1）原生質流動減慢或停止 對冷害敏感的植物如番茄、西瓜等在10℃下1-2分鐘，原生質流動很緩慢或完全停止。

（2）水分平衡失調 秧苗受到冷害後，吸水跟不上蒸騰，葉尖、葉片會萎蔫、乾枯。

（3）光合速率減弱 低溫影響葉綠素合成，加上陰雨，光照不足，光合作用產物形成少，導致減產。

（4）呼吸速率大起大落 冷害初期呼吸速度加快，隨著低溫加劇或時間延長，至病症出現時，呼吸更強，以後迅速下降。

19. 提高作物抗旱性途徑是什麼？

（1）根據作物抗旱特徵（根系發達，根／冠比大等）可以選擇不同抗旱性的作物品種，或作為抗旱育種的親本，加速抗旱育種；

（2）提高作物抗旱性的生理措施，例如：抗旱鍛鍊，蹲苗，合理施用磷肥、鉀肥均能提高作物抗旱性；氮肥過多、過少抗旱性差，所以要適量；硼在抗旱中的作用與鉀類似。

（3）施用生長延緩劑如矮壯素等。

20. 作物適應乾旱的形態和生理特徵有哪些？

形態特徵：根系發達而深扎，根冠比大，葉片細胞小，葉脈緻密，單位面積氣孔數目多。

生理特徵：細胞液的滲透勢低，在缺水情況下氣孔關閉較晚，光合作用不立即停止，酶的合成活動仍佔優勢。

21. 病害對植物生理生化有何影響？作物抗病的生理基礎如何？

病害對植物生理生化的影響如下：①水分平衡失調，許多植物感病後發生萎蔫或猝倒。②呼吸作用加強。染病組織一般比健康組織的呼吸速率可增加許多倍，且氧化磷酸化解偶聯，大部分能量以熱能形式釋放出去，所以染病組織的溫度大大升高。③光合作用下降。染病後，葉綠體破壞，葉綠素含量減少，光合速率顯著下降。④生長改變。有些植物染病後由於IAA、GA增加，引起植物徒長，偏上生長，形成腫瘤等。

作物抗病的生理基礎是：①加強氧化酶（抗壞血酸氧化酶、過氧化物酶）的活性，可以分解毒素，促進傷口癒合，抑制病菌水解酶活性，②植物染病後產生過敏性組織壞死，使有些只能寄生於活細胞的病原菌死亡。③產主抑制物質。如馬鈴薯植株產生綠原酸，可以防止黑疤病菌的感染，亞麻的根分泌一種合氰化物的物質，抑制微生物的呼吸。④作物還具有免疫反應。即在病菌侵入時，體內產生某種對病原菌有毒的化合物（多為酚類化合物）防止病菌侵染，此外，作物體內還含有一些化學物質，如生物鹼、單寧、苦杏仁苷等，對侵入的病菌有毒殺作用或防禦反應，能減輕病害。

22. 寫出植物體內能消除自由基的抗氧化物質與抗氧化酶類。

抗氧化物質有：鋅、硒、硫氫基化合物（如穀胱甘肽、半胱氨酸等）、 Cytf、PC、類胡蘿蔔素、維生素A、維生素C、維生素E、輔酶A、輔萌Q、甘露醇、山梨醇等。

抗氧化酶類有：超氧物歧化酶、過氧化物酶、過氧化氫酶、谷肽甘肽過氧化酶、穀胱甘肽還原酶等。