一．绪篇：

1．植物学生理学的发展历史，一些重要理论的创立者。

（1）奠基阶段——产生于生产实践     

（2）诞生与成长时期：16~17世纪是植物生理学研究的开始时期。荷兰的van Helmont是最早进行植物生学试验的学者—柳树插条试验；只浇雨水，5年增长了74.4kg，而土壤只减少了0.1kg,推断水是植物长大的物质来源。

1699年Woodward用雨水、河水和花园土水对薄荷进行灌溉试验, 发现花园土水对薄荷生长最好。1776年英国的J.Priestley最早发现植物可以“改善空气” 。 1779年荷兰学者J.Ingenhousz证实，绿色植物只有在光下才能“净化”空气，初步建立了空气营养的概念。       

1840年Liebig（德）提出施矿质肥料以补充土壤营养的消耗，成为植物矿质营养学说的创始人。1859年Sachs、Knop和Pfeffer （德）等创立了无土栽培技术。1882年Sachs编写了«植物生理学讲义»，他的弟子W.Pfeffer于1904年出版了三卷本 «植物生理学»巨著 ，标志着植物生理学作为一门学科的诞生。因此Sachs和Pfeffer被称为植物生理学的两大先驱。

（3）飞跃发展时期：20世纪是植物生理学进入飞跃发展时期 。随着物理、化学的发展及技术、设备、方法的进步，使植物生理学在各方面都有突飞猛进的发展。如细胞全能性的概念，成功地进行了细胞与组织培养；1920年（美）W.W.Garner和H.A.Allard发现了光周期； 20世纪30~60年代，各种植物生长物质的相继发现，能更有效地控制植物的生长发育，提高产量。50年代（美）M.Calvin揭开了光合作用中C3途径之谜；60年代末，M.D.Hatch和C.R.Slach又发现了C4途径；与此同时又发现了光呼吸与景天酸代谢途径（CAM途径），把光合作用研究推向新高潮；光敏色素的发现，为植物生长发育打下理论基础；钙与钙调素的深入研究，了解到了细胞内部的调节机理。当前已在分子水平上研究植物的生长、发育、代谢及其与环境的相互作用等重要生命现象的机理，以便有效地这些生命过程，为人类服务。

2．我国一些重要的植物生理学家及贡献。

钱崇澍1915年从美留学回国1917年在国际刊物生发表了关于离子吸收的论文，先后在金陵大学、厦门大学讲授植物生理学，他是我国植物生理学的启业人。 在国内第一位从事植物生理学实验研究和发表论文的是李继侗20世纪30年代，从日、美留学回国的罗宗洛和汤佩松先后在中山大学、大学和武汉大学从事教学和科学研究，发表论文，他们是我国植物生理学的奠殷宏章—作物群体生理；沈允钢—光合磷酸化中高能态的发现；汤佩松—呼吸代谢的多条途径；娄成后—细胞原生质的胞间运转及近十多年来的组织培养、单倍体育种、转基因植物等等。

基人。

3．现代植物生理学发展的四大特点。

（1）研究层次越来越宽广——向微观和宏观两个方面发展

（2）学科间相互渗透

（3）理论联系实际 

（4）研究手段现代化

4．概念：

生物膜: 由磷脂双层结合有蛋白质和胆固醇、糖脂构成，起渗透屏障、物质转运和信号转导的作用。细胞内的膜系统与质膜的统称.

共质体: 原生质体通过胞间连丝联系形成的连续体.

质外体: 由细胞壁及细胞间隙等空间（包含导管与管胞）组成的体系.

流动镶嵌模型: 细胞膜结构是由液态的脂类双分子层中镶嵌可以移动的球形蛋白质而形成的.

细胞全能性: 在多细胞生物中每个体细胞的细胞核具有个体发育的全部基因，只要条件许可，都可发育成完整的个体.

细胞周期: 连续的细胞从上一次有丝结束到下一次有丝完成所经历的整个过程。包含G1期、S期、G2期、M期四个阶段.

细胞程序化死亡: 在活组织中，单个细胞受其内在基因编程的调节，通过主动的生化过程而自杀死亡的现象，称程序化细胞死亡（programmed cell death PCD也称细胞凋亡(apoptosis).

内膜系统: 真核细胞中，在结构、功能上具有连续性的、由膜围成的细胞器或结构。包括内质网、高尔基体、溶酶体、内体和分泌泡以及核膜等膜结构，但不包括线粒体和叶绿体。

植物全能性: 植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息，从而具备发育成完整植株的遗传能力.

二．水份代谢：

1.概念：水势: 每偏摩尔体积水的化学势。

渗透作用: 水分从水势高的系统经过半透膜流向水势低的系统

水通道蛋白: 是一类具有选择性地、高效转运水分的膜通道蛋白。

吸胀作用: 亲水凝胶吸附水分子，并使其膨胀的过程。

根压:由于根系的生理活动使液流从根部沿木质部导管上升的压力。一般为0.1-0.2MPa 。

蒸腾拉力:由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。

萎焉: 植物体内水分不足时，叶片和茎的幼嫩部分下垂，这种现象称为萎蔫(wilting)。

蒸腾速率（效率，系数）:

内聚力:相同分子之间相互吸引的力量。

2．水分在植物生命活动中的作用。

生理作用：1、水是原生质的主要组分

2、水直接参与植物体内重要的代谢过程

3、水是物质吸收、运输的良好介质

4、水保持植物的固有姿态

5、细胞的和生长需要足够的水

生态作用： 1、调节植物体温 高比热：稳定植物体温高汽化热：降低体温，避免高温危害介电常数高：有利于离子的溶解

2、水对可见光有良好的通透性

3、水可调节对植物的生存环境

3.细胞对水分的吸收。

吸水的主要器官是根系，根吸水的主要部位是根尖，根尖吸水最活跃的部位是根毛区。

根系吸水：

 质外体途径：水分通过包括壁、细胞间隙、及中柱内的木质部导管，不包括细胞质的部分移动。对水分运输的阻力小。

  共质体途径：所有细胞的原生质体通过胞间连丝联系形成一连续的体系，对水分运输的阻力较大。

　跨膜途径：水分从一个细胞移动到另一个细胞，跨过两次质膜和一次液泡膜。

 水分移动：质外体空间→内皮层细胞原生质层(共质体) →质外体空间(导管)。

4.气孔开闭的机理。

淀粉-糖变化学说（starch-sugar conversion theory）：淀粉溶解成可溶性糖，水势下降，气孔开放。黑暗中相反，气孔关闭。

无机离子泵学说(inorganic ion pump theory)：由于钾离子和ATP质子泵的作用，保卫细胞积累的钾离子和氯离子较多，水势下降，水分进入保卫细胞，气孔张开。

苹果酸生成学说(inorganic ion pump theory)：保卫细胞含有较多的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP），在PEP羧激酶作用下，形成苹果酸，淀粉含量下降，苹果酸含量增加，气孔开放。

5.温度为何会影响根系吸水。

低温能降低根系的吸水速率，其原因：水分本身的黏性增大，扩散速率降低，细胞质黏性增大，水分不易通过细胞质；呼吸作用减弱，影响吸水；根系生长缓慢，有碍吸水表面积的增加。

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三．矿质营养

１．概念：灰分元素: 干燥的植物体经过充分燃烧后留下的一些不能挥发的的残渣，这就是所谓的灰分，即矿质元素。

必需元素: 维持植物正常生长发育必不可少的元素。

水培法: 通过水直接向植物提供其生长所需要的矿物质。

砂培法: 是在洗净的石英砂或玻璃球等基质中加入营养液，利用砂基作为固定植物根系的支持物来培养植物的方法。

主动吸收:载体运输逆电化学梯度进行—主动运输

被动吸收:载体运输顺电化学梯度进行

转运蛋白: 膜上蛋白质的转运体，用来协助物质运输。

载体运输: 在载体蛋白质帮助下的跨膜运输称为载体运输。

离子泵运输: 一类特殊的载体蛋白，能驱使特定的离子逆电化学梯度穿过质膜，同时消耗ATP形成的能源，属于主动运输。

胞引作用: 物质吸附在质膜上，通过膜的内折而转移到细胞内的吸收物质及液体的过程。

单盐毒害: 溶液中只有一种金属离子对植物起毒害作用的现象。

离子拮抗: 在发生单盐毒害溶液中加入少量其它金属离子的盐类，单盐毒害被减轻或消除的现象。

平衡溶液: 几种盐类按一定比例和浓度配制的不使植物发生单盐毒害的溶液。

生理酸（碱，中性盐）: 由于在吸收环境中的同时，根细胞必定有相同电荷的与之交换。所以环境中氢离子浓度的增加，pH值降低。这种盐称为生理酸性盐。使PH升高的叫生理碱性盐，对环境PH变化无影响的称生理中性盐。

缺素症: 植物因缺乏某种或多种必需营养元素以致不能正常生长发育，从而在外形上表现出特有的症状。

生物固氮: 生物固氮是指固氮微生物将大气中的氮气还原成氨的过程。

２．植物的必需矿质元素有哪些。用什么方法，根据什么标准来确定。

现已证实植物的必需元素有19种   

  大量元素（占植物干重的0.1%）10种 ：         

C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Si，   

  微量元素（占植物干重的0.1%下）9种：

 Fe、Mn、B、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni 、Na、          

确定必需元素的方法：水培法和砂培法

确定标准：1、缺乏，植物不能完成其生活史2、缺乏，植物表现专一的缺乏症

 3、其作用必须是直接的

３．Ｎ，Ｐ，Ｋ等主要元素的生理功能及缺素症。（Ｎ，Ｐ，Ｋ为主，其他了解）

Ｎ的生理功能：结构物质成分:核酸(DNA,RNA) ,细胞核的结构物质;

蛋白质(酶),是原生质的主要组成成分;

磷脂,是生物膜的主要组成成分;

调节生命活动: ADP,ATP,NAD,CoA等.

叶绿素、光敏素,维生素(B1,B2,B6,PP等)

激素(IAA,CTK),生物碱等;

参与能量代谢:

N充足时枝叶繁茂,叶色浓绿,生长健壮,籽粒饱满; 

N过多时导致茎叶徒长,易受病虫危害和倒伏,贪青迟熟。 

缺N：矮小、叶小色淡或发红、分枝少、花少、子粒不饱满。植株老叶发黄

基部发红 （花色苷积累其中）。 

P：以 H2PO4-,HPO42-形式吸收.

   生理作用（1）细胞质、核的成分；（2）植物代谢中起作用(通过ATP和各种辅酶)  （3）促进糖的运输；（4）细胞液中的磷酸盐可构成缓冲体系

过多：影响其它元素吸收。

生长特别矮小，新叶色深，呈墨绿色；老叶和茎基部常变红。

K：以离子状态存在  

 生理作用（1） 体内60多种酶的活化剂；（2）促进蛋白质、糖的合成及糖的运输；（3）增加原生质的水合程度，提高细胞的保水能力和抗 旱能力；（4）影响着细胞的膨压和溶质势，参与细胞吸水、气孔运动等。   

过多：  果实出现灼伤病、苦陷病

1）植株茎秆柔弱,易倒伏,抗逆性差。

2）老叶枯死有褐色烧焦状斑点——“焦边”。 

     叶缘(双子叶)或叶尖(单子叶) 从坏死黄斑→逐渐呈褐色烧焦状斑点——“焦边”。

3）“杯状叶”。大豆缺K“杯状叶” 

Ca:  

细胞壁胞间层果胶钙的成分；

稳定生物膜的功能；

与细胞有关；

可与有机酸结合为不溶性的钙盐而解除有机酸积累过多时对植物的危害；

少数酶的活化剂；

作为第二信使，也可与钙调素结合形成复合物， 传递信息，在植物生长发育中起作用。

1）生长点坏死，烂根

2）幼叶有缺刻状。 

3）蕃茄“脐腐病”，大白菜“干心病”。

发病部位：幼嫩器官

Mg：

叶绿素的成分；

光合作用和呼吸作用中一些酶的活化剂；蛋白质合成时氨基酸的活化需要， 能使核糖体结合成稳定的结构；

DNA和RNA合成酶的活化剂；

染色体的脉间失绿,网状脉(双子叶植物)和条状脉(单子叶植物)。叶脉有时呈紫红色;严重缺镁,形成坏死斑块。

组成成分，在细胞中起作用。

发病部位：老叶（易转移）

４．根系吸收矿质有哪些特点，矿质元素如何从膜外运到膜内。

(1)对离子和水分的吸收是相对的过程

   相互联系：离子必须溶于水才能被吸收；离子的吸收又有利于水分的吸收

   ：根部吸水以被动吸水为主，而对离子的吸收则以主动吸收为主。

植物的吸盐量和吸水量之间不存在直线依赖关系。

(2)离子的选择性吸收

生理酸性盐：植物对阳离子的吸收大于对阴离子的吸收，使土壤溶液pH值降低的盐类。如(NH4)SO4等

生理碱性盐：使植物对阴离子的吸收大于对阳离子的吸收，土壤溶液pH值升高的盐类：如NaNO3等

生理中性盐：植物对阴、阳离子的吸收量相等，不改变土壤溶液的pH的盐类。如NH4NO3等。       

(3)单盐毒害和离子对抗

   单盐毒害：溶液中只有一种金属离子对植物起毒害作用的现象。

   离子对抗：在发生单盐毒害溶液中加入少量其它金属离子的盐类，单盐毒害被减轻或消除的现象。土壤溶液一般为平衡溶液

方式：离子通道运输\载体运输\离子泵运输\胞饮作用

５．试分析植物失绿的可能原因。

内部因素：植物体内的色素变化和有机物代谢，如除了含有叶绿素以外，还含有叶黄素、胡萝卜素等。在正常的生长季节里，叶绿素的含量很大，一般常是叶黄素、红萝卜素的34倍，所以的叶片总是显现为绿色。到了深秋，由于气温下降，叶片里的叶绿素受到破坏，而任然存在于叶片中的叶黄素、胡萝卜素开始显露，叶片就逐渐由绿色变为黄色。花青素在酸性细胞里呈现红色，而以上那些树的叶细胞液又常带酸性，所以叶片到了深秋就变成了红色。

外部因素：（1）光 光是影响叶绿素形成的主要条件。从原叶绿素酸酯转变为叶绿酸酯需要光，而光过强，叶绿素反而会受光氧化而破坏。（2）温度 叶绿素的生物合成是一系列酶促反应，受温度影响。叶绿素形成的最低温度约为2℃，最适温度约30℃，最高温度约40℃。高温和低温都会使叶片失绿。高温下叶绿素分解加速，褪色更快。（3）营养元素 氮和镁都是叶绿素的组成成分，铁、锰、铜、锌等则在叶绿素的生物合成过程中有催化功能或其它间接作用。因此，缺少这些元素时都会引起缺绿症，其中尤以氮的影响最大，因此叶色的深浅可作为衡量植株体内氮素水平高低。

（4）水，水浇得过多过了会使盆土长期过湿，土中缺氧，致使部分须 根腐烂，阻碍正常呼吸和吸收养分，引起叶片逐渐变黄脱落。 

（5）土壤，北方多数地区土壤及水中含盐碱较多，喜酸性土壤的花卉，如山茶、杜鹃、兰花、含笑、栀子、桂花、株兰、白兰、广玉兰等，由于土中缺乏植株所需吸收的可溶性铁元素，叶片就会逐渐失绿变黄。由于南方土壤偏酸，镁元素易流失，植株缺镁也常表现出老叶叶脉之间失绿发黄。 

（6）空气干燥，冬季室内养花空气过分干燥时，—些喜湿润的花卉，会出现叶尖干枯发黄，或叶缘枯焦，或叶片上发生焦斑、边缘卷曲等现象。

（7）病虫为害，受到真菌等病菌侵害引起的叶斑病，易使叶片局部坏死。受花叶病毒侵染后，叶片上会出现黄绿色镶嵌的斑驳。遭受介壳虫、红蜘蛛等害虫危害，叶片也会变成枯黄或整叶萎黄脱落。发现病虫害时应及时喷洒托布津或乐果等农药防治。

四．植物的光合作用。

１．概念：光反应: 是在有光条件下才能进行的光化学反应；在类囊体膜(光合膜)上进行；光反应的过程并非都需要光。

暗反应: 是在暗处(也可以在光下)进行的酶促化学反应；在叶绿体基质中进行。而暗反应过程一些关键酶活性也受光的调节。

同化力: 就是在光合作用过程中所形成的光合碳素同化需要的NADPH和ATP。

光合单位:聚光色素加光和系统。

红降现象: 光子波长大于685nm时，虽然仍被叶绿素大量吸收，但量子产额急剧下降（量子产额是指吸收一个光子后放出的氧分子数目），这种现象被称为红降现象。

反应中心: 叶绿体光系统中由一对中心叶绿素分子和其他色素分子以及蛋白质组成的复合物，是将捕获的光能转化为化学能的结构。

萤光现象: 叶绿素提取液在透射光下为绿色，在反射光下为暗红色,这种现象叫荧光现象,发出的光叫荧光．

聚光色素: 没有光化学活性，只有收集光能的作用，包括大部分chla 和全部chlb、胡萝卜素、叶黄素。

中心色素: 少数特殊状态的chl a分子，它具有光化学活性，是光能的“捕捉器”、“转换器”。

光合链: 定位在光合膜上的，由多个电子传递体组成的电子传递的总轨道。在两个光系统串联配合下，电子传递体按氧化还原电位高低排列，使电子传递链呈侧写的“Z”形。  

光系统: 光系统位于类囊体膜上的进行光化学反应的复合体，包括PSⅠ和PSⅡ。

光合磷酸化; 在光下叶绿体把光合电子传递与磷酸化作用相偶联，使ADP与Pi形成ATP的过程，称为光合磷酸化.

光呼吸: 植物绿色组织在光照下吸收氧和放出二氧化碳的过程。

光合速率: 单位叶面积在单位时间内同化CO2量或积累干物质的量,也叫光合强度.    

光补偿点: 当叶片的光合速率与呼吸速率相等（净光合速率为零）时的光照强度。

光饱和点: 在一定条件下，使光合速率达到最大时的光照强度。

ＣＯ２补偿点（饱和点）: 在CO2饱和点以下，随着CO2浓度降低，光合速率减慢，当光合吸收的CO2量与呼吸放出的CO2量达到动态平衡，这时外界的CO2浓度就叫做CO2补偿点。

叶面积系数: 指单位土地面积上的叶面积，为植物群落叶面积大小指标的无名数。

光能利用率: 单位土地面积上植物光合作用积累的有机物所含的化学能，占同一期间入射光能量的百分率。

２．光合总反应式；及光合作用的意义.

CO2＋H2O→（CH2O）＋O2即水和二氧化碳在光照条件下，绿色细胞进行光合作用生成有机物和氧气。

1．将无机物转变成有机物。地球上的自养植物一年同化的碳素约为2×1011吨，其中60％是由陆生植物同化的，40％是由水生植物同化；

2．将光能转变成化学能。绿色植物每年同化碳所储藏的总能量约为全球能源消耗总量的10倍。人类所利用的能源，如煤炭、天然气、木材等都是植物通过光合作用形成的。光合作用是一个巨型能量转换站。

3．维持大气O2和CO2的相对平衡。绿色植物在吸收CO2的同时每年释放O2量约5.35×1011吨，使大气中O2维持在21％左右。

３．简述光合作用过程及光反应与暗反应的关系。

根据对光的需要情况，把光合作用可以分为需光的光反应和不需光的暗反应两个阶段。光反应是在叶绿体的类囊体膜上进行的，而暗反应是在叶绿体的基质中进行的。

位于叶绿体的类囊体膜上的光系统受光激发，引起电子传递。电子传递的结果，是引起水的裂氧，并产生类囊体膜内外的H+电化学势差。依H+电化学势差，H+从ATP酶流出类囊体时，发生磷酸化作用。光反应的结果产生了ATP和NADPH，这两者被称为同化力。依靠这种同化力，在叶绿体基质中发生CO2的固定，暗反应的初产物是磷酸丙糖(TP)， TP是光合产物运出叶绿体的形式。

可见，光反应的实质在于产生同化力去推动暗反应的进行，而暗反应的实质在于利用同化力将无机碳(CO2)转化为有机碳(CH2O)。当然，光暗反应对光的需求不是绝对的，在光反应中有不需光的过程(如电子传递与光合磷酸化)，在暗反应中也有需要光调节的酶促反应。现在认为，光反应不仅产生同化力，而且产生调节暗反应中酶活性的调节剂，如还原性的铁氧还蛋白。 

４．电子传递为何能与光合磷酸化偶联。

环式光合电子传递(cyclic electron transport)：PSⅠ产生的电子经过一些传递体传递后，只引起ATP的形成而不放O2，不伴随其它反应，在这个过程中，电子经过一系列传递后降低了能位，最后经过质体蓝素重新回到原来的起点，也就是电子的传递是一个闭合的回路，故称为环式光合电子传递。

非环式光合电子传递——光能引起PSⅡ所产生的电子（即水光解释放的电子），经过一系列的电子传递体的传递，把电子传递到PSⅠ去，由光能进一步提高了能位，而在光合链上最终使H+还原NADP+为NADPH，同时引起了ATP的形成，此外，还导致水分出O2。在这一过程中，电子传递是一个开放的通路，故称为非环式光合电子传递。

假环式光合电子传递

光合磷酸化:叶绿体（或载色体）在光下伴随着光合电子传递把无机磷和ADP转化为ATP，形成高能磷酸键的过程，称为光合磷酸化。

光合磷酸化与光合电子传递相偶联，分为三种类型：环式光合磷酸化、非环式光合磷酸化、假环式光合磷酸化

 光合磷酸化机理:P.Mitchell的化学渗透学说

（1）在光合电子传递体中，PQ穿梭在传递电子的同时，把膜外基质中的H+转运至类囊体膜内；

    （2）PSⅡ光解水时，膜内释放H+；

    （3）PSⅠ使NADP+还原时，进一步引起膜外H+浓度降低。

    膜内外存在H+浓度差（ΔpH），同时膜内外电荷呈现“内正外负”，引起电位差(Δ )。ΔpH和Δ 合称质子动力势。H+顺着浓度梯度返回膜外时释放能量，在ATP酶催化下，偶联生成ATP。

    非环式光合电子传递时，每分解2molH2O，就会释放1mol O2，4mol的电子经传递时，使类囊体膜内增加8molH+，偶联形成约3molATP和2molNADPH。这样，光能就转化为活跃的化学能贮成在ATP和NADPH中，用于CO2的同化和还原，从而将光暗反应联系起来

    光合电子传递的抑制剂有：除DCMU抑制PSⅡ上Q向PQ的电子传递外，羟胺抑制H2O向PSⅡ的电子传递；

    解偶联剂：DNP、NH4+可增加膜对H+的透性，抑制ATP的形成；寡霉素可作用于Cfo，也抑制ATP的形成。

５．Ｃ３，Ｃ４途径有何不同，Ｃ４植物叶片在结构上有哪些特点。

1. C3途径

   光合作用中只用卡尔文循环同化CO2的途径称为C3途径，这种途径中碳素同化的最初产物是3-磷酸甘油酸（三碳化合物）。C3途径包括以下几个阶段：

（1）羧化阶段： 

（2）还原阶段 ：将1，3二磷酸甘油酸还原成3磷酸甘油醛，即第一个糖，标志着光合作用贮能过程的完成。

（3）再生阶段：GAP经过一系列的转变，重新形成CO2受体RuBP的过程

  C3途径的总反应式为:

    3CO2 + 5H2O + 9ATP + 6NADPH+6H+ → GAP + 9ADP + 8Pi + 6NADP+

C3途径的要点：

(1)需同时同化三个CO2

(2)光活化酶

(3)同化力消耗情况：3 CO2：6NADPH：9ATP

 2.C4途径

    光合作用时先在叶肉细胞内固定CO2形成C4-二羧酸，然后C4-二羧酸从叶肉细胞转移到维管束鞘细胞，在那里脱羧释放出CO2同时形成C3化合物，所释放的CO2即进入C3途径，而形成的C3化合物则从维管束鞘细胞转回到叶肉细胞，在叶肉细胞内又再转变为CO2受体PEP，形成一个循环，这样的反应途径称为C4途径。

(1)C3植物和C4植物的叶片解剖结构比较：

(2)C4途径的要点：

(3)C4途径具有两次羧化反应

(4)C4途径在CO2的固定上有空间上的分工（MC固定CO2，VBSC产生碳水化合物）

(5)C4植物比C3植物消耗能量要高

补： 3.CAM途径

    景天酸代谢途径：景天科植物晚上气孔开放，吸进CO2，在PEP羧化酶作用下，形成草酰乙酸，进一步还原为苹果酸，积累于液泡中。白天气孔关闭，液泡中的苹果酸便运到细胞溶质，在NADP苹果酸酶作用下，氧化脱羧，放出CO2，参与卡尔文循环，形成淀粉等。这种最初CO2固定和碳水化合物合成的反应分别在夜间及昼间进行，苹果酸合成日变化的代谢途径。

要点：

1．CAM途径具有两次羧化反应

2．CAM途径在CO2的固定上有时间上的分工（晚上固定CO2，白天产生碳水化合物）

3．CAM植物比C3植物消耗能量要高

６．影响光能利用率的因素有哪些？如何提高光能利用率？

内部因素: 不同部位、不同生育期(叶龄、营养生长期为最强)

外部因素：光照、CO 2 浓度、水分、营养元素、温度、遗传

１．增加光合面积：合理密植（叶面积系数）

２．延长光合时间：延长生育期、提高复种指数

３．提高光合效率：通过栽培措施

五．呼吸作用

１．名词：有氧呼吸：是指生活细胞利用O2，将某些有机物质彻底氧化分解，形成CO2和H2O，同时释放能量的过程。 

无氧呼吸：是指生活细胞在无氧条件下，把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。 

ＥＭＰ：糖酵解是将葡萄糖降解成丙酮酸的过程。

ＴＣＡ：三羧酸循环（ TCA循环, 又称柠檬酸循环,或Krebs循环），为丙酮酸的有氧降解途径，丙酮酸在有氧条件下进入线粒体，在

丙酮酸脱氢酶系(内膜上)催化下, 脱羧、 脱氢、 氧化生成乙酰辅酶A.  

生物氧化：在生物体内，从代谢物脱下的氢及电子﹐通过一系列酶促反应与氧化合成水﹐并释放能量的过程。

呼吸链：呼吸链(respiratory chain)即呼吸电子传递链(electron transport chain)，是呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总过程。

细胞色素：一种以铁-卟啉复合体为辅基的血红素蛋白。在氧化还原过程中，血红素基团的铁原子可以传递单个的电子而不必成对传递，其中的铁通过Fe3+和Fe2+两种状态的变化传递电子。主要有细胞色素a、细胞色素b、细胞色素c和细胞色素d四类。

氧化磷酸化：指电子从NADH或FADH2经电子传递链传递给分子氧生成水,并偶联ADP和Pi生成ATP的过程。它是需氧生物合成ATP的主要途径。电子沿呼吸链由低电位流向高电位是个逐步释放能量的过程。 

Ｐ／０：线粒体氧化磷酸化活力的一个重要指标，它是指氧化磷酸化中每消耗1mol氧时所消耗的无机磷酸摩尔数之比。

呼吸速率：指在一定温度下，单位重量的活细胞(组织)在单位时间内吸收氧或释放二氧化碳的量，通常以“mg(μl)/(h·g)”为单位，表示每克活组织(鲜重、干重、含氮量等)在每小时内消耗氧或释放二氧化碳的毫克数(或微开数)。呼吸速率的大小可反映某生物体代谢活动的强弱。

呼吸商：植物组织在一定时间内，释放CO2与吸收O2的数量(体积或物质的量)比值。

温度系数：温度系数（Q10）指温度增加10℃时植物呼吸速率的的增加量。

伤呼吸：植物组织受伤后呼吸增强，这部分呼吸称伤呼吸，它直接与酚氧化E活性加强有关

呼吸跃变：当果实成熟到一定时期，其呼吸速率突然增高，最后又突然下降，这种现象称为呼吸跃变。

安全含水量：使种子中原生质处于凝胶状态，呼吸酶活性低，呼吸极微弱，可以安全贮藏时，此时的含水量称之为安全含水量。

２．说明呼吸链的组成，及氧化磷酸化的过程。

所谓呼吸链(respiratory chain)即呼吸电子传递链(electron transport chain)，是呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总过程。

氢传递体包括一些脱氢酶的辅助因子，主要有NAD＋、FMN、FAD、CoQ等。它们既传递电子，也传递质子；

电子传递体包括细胞色素系统和某些黄素蛋白、铁硫蛋白。呼吸链传递体传递电子的顺序是：代谢物→NAD+→FAD→CoQ→细胞色素系统→O2。 

呼吸链主要由4种酶复合体和ATP合酶构成。

  1.复合体Ⅰ 即NADH：辅酶Q氧化还原酶复合体，由NADH脱氢酶（一种以FMN为辅基的黄素蛋白）和一系列铁硫蛋白（铁—硫中心）组成。它从NADH得到两个电子，经铁硫蛋白传递给辅酶Q。铁硫蛋白含有非血红素铁和酸不稳定硫，其铁与肽类半胱氨酸的硫原子配位结合。铁的价态变化使电子从FMNH2转移到辅酶Q。

  2.复合体Ⅱ 由琥珀酸脱氢酶（一种以FAD为辅基的黄素蛋白）和一种铁硫蛋白组成，将从琥珀酸得到的电子传递给辅酶Q。

  辅酶Q 是呼吸链中唯一的非蛋白氧化还原载体，可在膜中迅速移动。它在电子传递链中处于中心地位，可接受各种黄素酶类脱下的氢。

  3.复合体Ⅲ 辅酶Q：细胞色素C氧化还原酶复合体，是细胞色素和铁硫蛋白的复合体，把来自辅酶Q的电子，依次传递给结合在线粒体内膜外表面的细胞色素C。

  细胞色素类 都以血红素为辅基，红色或褐色。将电子从辅酶Q传递到氧。根据吸收光谱，可分为三类：a,b,c。呼吸链中至少有5种：b、c1、c、a、a3(按电子传递顺序)。细胞色素aa3以复合物形式存在，又称细胞色素氧化酶，是最后一个载体，将电子直接传递给氧。从a传递到a3的是两个铜原子，有价态变化。

4.复合体IV：细胞色素C氧化酶复合体。将电子传递给氧。

5.ATP合酶：ATP合酶由CF0和CF1两部分组成，所以亦称为F0F1-ATP合酶。它能催化ADP和Pi合成ATP。

氧化磷酸化(oxidative phosphorylation) ：丙酮酸开始氧化生成的NADH进入呼吸链，电子经过复合体I、III、IV至氧生成水，糖酵解途径产生的NADH经过复合体III和IV至氧生产水。 

３．外界条件如何影响呼吸。

 （1）温度 ：①最适温度: 25～35℃ 

    呼吸最适温度＞光合最适温度 

（2）氧气：氧浓度过高，对植物有毒害。氧浓度过低, 无氧呼吸增强，产生酒精中毒，消耗体内养料过多。 

（3）CO2：CO2浓度增高, 呼吸受抑, 

                  ＞5％时，明显抑制, 

４．为什么说ＴＣＡ环是糖，脂，和蛋白质代谢的共同通路。

(1)TCA循环是乙酰辅酶A最终氧化生成CO2和H20的途径  

(2)糖代谢产生的碳骨架最终进入TCA循环氧化

(3)脂肪分解产生的甘油可以通过糖有氧氧化进入TCA循环氧化，脂肪酸经β氧化产生乙酰辅酶A可以进入TCA循环氧化 

（4）蛋白质分解产生的氨基酸经过脱氨后碳骨架可以进入TCA循环，同时，TCA循环的中间产物可以作为氨基酸的碳骨架接受NH3合成非必需氨基酸。

所以，TCA循环是三大物质代谢的共同通路。

５．呼吸作用有何生理意义。

（1）供有机物生物合成的底物。

（2）为生命活动提供能量。

（3）在抗病免疫方面起作用。

抗低氧或缺氧；氧化病原物分泌的毒素（a-吡啶甲酸、萎蔫酸）；产生抗体（海藻糖酶）；

使伤口愈合（产生绿原酸）。

６．氧化磷酸化的机理是什么？

化学渗透学说：化学渗透学说(chemiosmotic theory)由英国的米切尔（P.Mitchell）经过大量实验后提出。线粒体基质的NADH传递电子给氧气的同时，也3次把基质的H+释放到膜间间隙。由于内膜不让泵出的H+自由地返回基质，因此内膜外侧[H+] 高于内侧而形成跨膜pH梯度，同时也产生跨膜电位梯度，这两种梯度便建立跨膜质子的电化学势梯度，于是使膜间间隙的H+通过并激活ATP合酶，驱动ADP和Pi结合形成ATP。

７．呼吸作用是谷物种子贮藏，果蔬贮藏的关系如何。

（1）干燥种子呼吸作用在粮油种子贮藏中的应用。粮食贮藏中首要的问题是控制种子的含水量不得超过安全含水量，一般油料种子的含水量在8～9%，淀粉种子含水量在11～12%时才能安全贮藏，此时种子里所含水都是束缚水。此外，还要经常通风换气，适当提高CO2浓度，降低O2浓度或将粮食中空气抽出，充入N2，抑制其呼吸作用实现安全贮藏的目的。

（2）萌发种子和幼苗的呼吸作用的应用。种子吸水膨胀后，呼吸作用增强，播种后必须保证水分的充足供应并有相应适宜的温度和空气，保证有氧呼吸，抑制无氧呼吸。如果播种后长期淹水造成缺氧，对幼苗器官的形成和转化不利，特别是根的生长和分化受到明显抑制，中生植物则首先要中耕松土来保证根部的有氧呼吸，抑制无氧呼吸。

（3）果实呼吸作用与贮藏。呼吸跃变型果实在呼吸跃变后果实品质下降失去食用价值，因此，推迟跃变型果实的呼吸高峰的来临，在果实的贮藏保鲜上具有重要意义，生产上常采用的措施是：①在呼吸跃变期出现前采收，同时避免伤呼吸的产生；②降低温度，大多数果实的贮藏温度为0～1℃左右，而香蕉要在11～14.5℃左右；③增加CO2的浓度，降低O2浓度，降低乙烯的浓度。

六．同化物的运输分配及信号传导。

１．概念：源：源是指是产生或提供同化物的器官或组织。库是消耗或积累同化物的器官或组织

库：库是消耗或积累同化物的器官或组织。

Ｐ蛋白：双子叶植物和某些单子叶植物筛分子中原生质体所含的一种特殊的蛋白质。

压力流动学说：压力流动假说又称集流理论，该学说认为有机物在筛管中随液流的流动而移动，液流移动的动力是由于筛管两端的压力势差造成的。

物理信号：介导信息传递的物质为光、声、电等物理源

化学信号：介导信息传递的物质为化学物质

Ｇ蛋白：GTP结合蛋白质，具有GTP酶活性，在细胞信号通路中起信号转换器或分子开关作用的蛋白质。

第二信使：受细胞外信号的作用，在胞质溶胶内形成或向胞质溶胶释放的细胞内小分子。通过作用于靶酶或胞内受体，将信号传递到级联反应下游，如钙离子、CAP、DAG、IP3等。

２．如何如何证明高等植物的同化物长距离运输的通道是韧皮部。

(1)环割试验 剥去树干(枝)上的一圈树皮(内有韧皮部)，这样阻断了叶片形成的光合同化物通过韧皮部向下运输，而导致环割上端韧皮部组织因光合同化物积累而膨大，环割下端的韧皮部组织因得不到光合同化物而死亡。

(2)放射性同位素示踪法 让叶片同化14CO2，数分钟后将叶柄切下并固定，对叶柄横切面进行放射性自显影，可看出14CO2标记的光合同化物位于韧皮部。

３．压力流动学说的要点和实验证据。

    压力流动假说又称集流理论，是20世纪30年代由德国的Münch提出。该学说认为有机物在筛管中随液流的流动而移动，液流移动的动力是由于筛管两端的压力势差造成的。在源的一端，韧皮部周围的薄壁细胞（如转移细胞）向韧皮部装载有机同化物，使筛管汁液浓度加大，溶质势降低，水势也随之降低，于是水分从水势较高的周围组织进入筛管，使筛管在源的一端压力势加大，源库两端可通过筛管相连，压力势可以传递，而在库的一端转移细胞把有机物从筛管中卸出，或合成不溶于水的有机物，溶质势及水势上升，水分由筛管进入水势较低的周围组织，造成库的一端压力势降低，这样以筛管源库两端的压力势差作为动力，把筛管中的液流从源端推向库端，从而实现有机同化物单方向运输。

实验证据：

（1）筛管两端确有汁液浓度差异；

（2）蚜虫吻针法实验证明筛管内有正压力；

（3）植物叶片中合成的生长素只有在源库两端存在蔗糖浓度梯度时才能被运输出去；

（4）转移细胞的发现。

４简述蔗糖和淀粉合成的可能途径。

蔗糖可以在胞液中直接由RPP循环的磷酸丙糖（甘油-3-磷酸和磷酸二羟丙酮）合成，或是由淀粉降解产生的。叶绿体淀粉可裂解成葡萄糖或葡萄糖-1-磷酸，经酵解可以转化为磷酸丙糖，然后由叶绿体转运到胞液则是通过磷酸转运体完成的4分子的磷酸丙糖可以合成一分子的蔗糖。4分子的磷酸丙糖首先形成一分子的果糖-6-磷酸和一分子的葡萄糖-6-磷酸，反应分别由醛缩酶、果糖1,6-二磷酸酶和葡萄糖-6-磷酸异构酶催化的。葡萄糖-6-磷酸转换为葡萄糖-1-磷酸，葡萄糖-1-磷酸与UTP反应形成UDP-葡萄糖。然后果糖-6-磷酸与UDP-葡萄糖结合形成蔗糖-6-磷酸，磷酸切掉后就形成了蔗糖。淀粉合成也象蔗糖合成一样，磷酸丙糖缩合形成果糖1,6-二磷酸，然后在果糖1,6-二磷酸酶的作用下去磷酸形成果糖6-磷酸，再经异构化生成葡萄糖-6-磷酸，最后转换为葡萄糖-1-磷酸。在淀粉合成中，葡萄糖-1-磷酸被转换为ADP-葡萄糖（在蔗糖合成中是UDP-葡萄糖）。反应是由ADP-葡萄糖焦磷酸酶催化的，反应中消耗一分子的ATP，并且释放出焦磷酸。在淀粉合成酶催化的反应中ADP-葡萄糖中的葡萄糖接在生长着的淀粉聚合物上。

５．同化物分配的一般规律。

(1)同化物分配的总规律是由源到库 由某一源制造的同化物主要流向与其组成源-库单位中的库。多个代谢库同时存在时，强库多分，弱库少分，近库先分，远库后分。(2)优先供应生长中心 各种作物在不同生育期各有其生长中心，这些生长中心通常是一些代谢旺盛、生长速率快的器官或组织，它们既是矿质元素的输入中心，也是同化物的分配中心。(3)就近供应 一个库的同化物来源主要靠它附近的源叶来供应，随着源库间距离的加大，相互间供求程度就逐渐减弱。一般说来，上位叶光合产物较多地供应籽实、生长点；下位叶光合产物则较多地供应给根。(4)同侧运输 同一方位的叶制造的同化物主要供给相同方位的幼叶、花序和根。

６．源，库，流相互间有什么关系？了解它对指导农业生产有何意义。

源是指是产生或提供同化物的器官或组织，库是消耗或积累同化物的器官或组织。流则是指光合产物从源至库的运输，包括连接源、库两端的输导组织的结构及其性能。

在作物栽培生理研究中，常用源、库、流的理论来阐明作物产量形成的规律。从产量形成角度看，源主要指群体叶面积的大小及其光合能力，库则指产品器官的容积及其接纳养料的能力，流则指作物体内输导系统的发育状况及其运转速率。作物产量的高低取决于源、库、流三因素的发展水平及其功能强弱。

(1)源对库的影响

源是库的同化物供应者，源是产量形成和充实的重要物质基础。剪叶（减源）、遮光（减源限流）、环割（截流）等试验证明，人为的减少叶面积或降低叶片的光合速率，造成源的亏缺，均会引起产品器官的减少（如花器官退花、不育或脱落等），或使产品器官发育不良（如秕粒增多、粒重下降等）。可见，要争取单位面积上有较大的库容能力，就必须从强化源的供给能力入手。

(2)库对源的影响

①库依赖于源而生存，库内接纳同化物的多少，直接受源的同化效率及输出数量决定，两者是供求关系。

②库对源的大小，特别是对源的光合活性具有明显的反馈作用。因此，在高产栽培中，适当增大库源比，对增强源的活性和促进干物质的积累均有重要的作用。

③库对源还可发挥“动员”和“征调”作用，迫使其内含物向库转移。植物正在发育的器官，如幼叶，特别是生殖器官，不仅能吸引叶部同化物向其运输，而且能征调下部其他贮藏或衰老器官贮存的有机物。

(3)源库对流的影响

许多研究表明，库、源的大小及其活性对流的方向、速率、数量都有明显影响，起着“拉力”和“推力”的作用。

要提高作物产量，必须在栽培和育种上从源库方面着手。从源方面要合理地增加叶数和叶面积，提高开花以后时期的叶面积指数，同时还要提高成熟期叶片净同化率，防止叶片早衰，延长源对库的供应时间；应抑制营养体生长速度，使同化物优先向籽粒分配。在库方面主要是保持单位面积有足够的穗数及粒数（如颖花数量），提高库容能力，提高籽粒充实程度。还应是茎秆粗壮，运输流畅，采取各种措施促进有机物运输分配。

源、库、流在植物代谢活动和产量形成中是不可分割的统一整体，三者的发展水平及其平衡状况决定着作物产量的高低。但需指出，在实际生产中，作物同一品种植株的输导系统除了发生倒伏或遭受病虫害等特殊情况外，一般不会成为产量的主要因素，而源库往往是决定产量的关键。实践证明，只有使作物群体和个体的发展达到源足、库大、流畅的要求时，才可能获得高产。源小于库，则光合产物的输送分配，降低源的光合效率；若源库皆小，也同样难以获得高产。

七．生长物质

１．概念：生长物质：是一些调节植物生长发育的生理活性物质 

生长调节剂：是指具有植物激素活性的人工合成的物质。 

激素: 是指在植物体内合成，并从产生之处运送到别处，对生长发育产生显著作用的微量有机物。 

极性运输：物质只能从植物形态学的上端往下运输，而不能倒转过来运输。

三重反应：一是抑制茎的伸长生长；二是促进上胚轴的横向加粗；三是上胚轴失去负向地性而产生横向生长。这是乙烯特有的反应，可用于乙烯的生物鉴定。

激素受体靶细胞：受到信号分子的作用发生反应的细胞。

２．五大类激素的生理作用。ＩＡＡ，ＧＡ，Ｅth的合成途径。

IAA的生理效应：

1. 促进作用：保持顶端优势、促进菠萝开花促进雌花、促进分化、诱导单性结实、插条不定根等

2. 抑制作用：抑制脱落、侧枝生长、块根形成、叶片衰老

GA的生理效应：

1. 促进茎的伸长生长 

2. 打破休眠 

3. 诱导开花 

4. 促进某些植物座果 

5. 诱导单性结实 

6. 促进雄花分化 

CTK的生理效应：

 1. 促进细胞和扩大 

2. 促进芽的分化 

3．延缓叶片衰老 

ABA的生理效应：

1. 抑制生长 

2. 促进脱落        

3. 促进休眠 

4. 加速衰老       

5. 促进气孔关闭   

6. 提高抗性

ETH的生理效应 ：

1. 三重反应与偏上性反应 

抑制茎的伸长生长；促进茎或根的横向增粗；促进茎的横向生长(即使茎失去负向重力性)。

偏上生长:   是指器官的上部生长速度快于下部的现象。

ＩＡＡ：合成前提物质为色氨酸

ＧＡ: 合成前提物质为甲瓦龙酸

Ｅth: 合成前提物质为甲硫氨酸酸

３．为什么有的生长素类物质可用作除草剂。

单子叶植物对生长素类似物比双子叶植物更敏感，而生长素类似物有低浓度促进生长，高浓度抑制生长的特性。也就是说，在一定浓度下，生长素类似物能促进单子叶植物生长，同时抑制双子叶植物生长。而一般农作物为单子叶，杂草为双子叶。因此生长素类似物可以作为双子叶植物的除草剂。

４．乙烯是如何促进果实成熟的？

乙烯是一种小分子气体，它在果蔬中有很大的流动性。关于乙烯促进成熟的机理，目前尚未完全清楚，主要有以下几种观点：

    （1）提高细胞膜的透性。这种观点认为，乙烯的生理作用是通过影响膜的透性而实现。乙烯在油脂中的溶解度比在水中大14倍，而细胞膜是由蛋白质、脂类、糖类等组成，乙烯作用于膜的结果会引起膜性质的变化，膜透性增大，增加底物与酶的接触，从而加速果蔬的成熟。例如，有人发现乙烯促进香蕉切片呼吸上升的同时，从细胞中渗出的氨基酸量增加，表现膜透性增加。用乙烯处理甜瓜果肉也发现类似现象。但这是否是乙烯直接作用的结果，仍不能确定。有人认为，膜透性的增加与其说是成熟的机制，倒不如说是成熟的结果。

    （2）促进RNA和蛋白质的合成。乙烯能促进跃变型果实中的RNA合成。这一现象在无花果和苹果中都曾观察到。表明乙烯可能在蛋白质合成系统的转录水平上起调节作用，导致与成熟有关的特殊酶的合成，导致果实成熟。

    （3）乙烯受体与乙烯代谢。根据激素作用受体概念，一般认为，在乙烯起生理作用之前，首先要与某种活化的受体分子结合，形成激素受体复合物，然后由这种复合物去引发初始生化反应，后者最终被转化为各种生理效应。目前未发现乙烯参与植物体内的生化反应或作为辅酶因子，但它可与金属离子结合。所以Burg等（1965，1976）认为，乙烯在活体内与一个含金属的受体部位结合。他们并认为，在高浓度CO2下贮藏能延迟果实成熟，可能是因为CO2与乙烯竞争受体结合部位。

八．植物的生长生理

１．概念：生命周期：

生长：在体积和重量上的不可逆增加过程。是由细胞、细胞伸长以及原生质体、细胞壁的增长引起的。   

分化; 细胞在结构和功能上发生差异的过程。

发育: 多细胞生物从单细胞受精卵到成体经历的一系列有序的发展变化过程。

极性: 细胞的结构或物质分布形成轴性梯度，产生不对称极的特性。如形态学上端与下端。

组织: 许多形态和功能相同的细胞按一定的方式结合而成的有机体器官单位。

生长（协调最适温）: 植物生长健壮的温度，称协调最适温度，生长最快的温度称为“生理最适温度”。

光形态建成: 光可以能量的方式影响植物的生长发育—光合作用；也可以以信号的方式影响植物的生长发育。

光敏色素: 具有两种存在形式的单一色素，吸收红光和远红光并可以相互转换的光受体。

蓝光反应: 蓝光受体也叫做蓝光/近紫外光受体（blue/UVA receptor），蓝光受体有隐花色素（cryptochrome）和向光素（phototropin）两种。

２．植物组织培养的原理和基本过程。（略，回忆细胞工程学）

３．种子萌发的特点和影响种子萌发的外界条件。

1、足够的水分

  吸水是种子萌发的第一步：

  （1）水分使种皮膨胀软化，氧易透过种皮，增加胚的呼吸，胚根易突破种皮

  （2）水分使原生质从凝胶态转变为溶胶态，代谢水平提高。

2、充足的氧气 — 有氧呼吸

种子萌发要求含氧量高于10%，低于5%多数种子不能萌发。

   3、适宜的温度—酶促反应

    不同作物种子萌发时需要温度高低不同，与其原产地密切相关。一般适宜温度为20-25℃。

4、光 — 有的种子萌发需光

４．光对植物的生长有何影响。

A、光强对植物生长的影响

间接作用

（1）光合作用合成的有机物是植物生长的物质基础。

（2）光合作用转化的化学能是植物生长的能量来源。

（3）加速蒸腾，促进有机物运输。

直接作作用

（1）、光抑制茎的生长：a、光照使自由IAA转变为结合态IAA。

     b、光照提高IAA氧化E 活性，加速IAA的分解。

（2）、光抑制多种作物根的生长

     光可能促进根内形成ABA，或增加ABA活性。

（3）、光形态建成 (光控制植物生长、发育与分化的过程)

B.光质对植物生长的影响

 红光、蓝紫光抑制植物生长,紫外光抑制作用更明显。

 原因：红光增加细胞质 [Ca2+]，活化CaM，分泌Ca2+到细胞壁，细胞伸长受到抑制。

５．简述植物的地下部分和地上部分的相关性，营养生长与生殖生长有何相关。

(1)相互依赖 — 有机营养物质和植物激素的交流     “根深叶茂”    “本固枝荣”

根供给地上部生长所需的水分、矿物质、少量有机物、CTK和生物碱等。而地上部供给根生长所需的糖类、维生素、生长素等

(2)相互制约 — 对水分、营养的争夺

根冠协调与否的指标是根冠比（R/T）

九．生殖生理

１．概念：幼年期: 植物生长的早期阶段，任何处理都不能诱导开花，此阶段称为幼年期.

春化作用: 低温促进植物开花的作用。

光周期: 一天之中白天和黑夜的相对长度。

ＳＤＰ: 指在昼夜周期中日照长度短于临界值日长才能开花的植物。

ＬＤＰ: 指在昼夜周期中日照长度大于临界日长才能开花的植物。

临界日长: 诱导SDP开花所需的最长日照时数，或诱导LDP开花所需的最短日照时数。

同源异型: 分生组织系列产物中一类成员转变为该系列中形态或性质不同的另一类成员。

光周期诱导: 适宜的光周期处理后即使处于不适宜的光周期下仍可长期保持刺激的效果，促使植物开花的现象。            

成花素: 适宜的光周期诱导下，叶片产生开花刺激物 

２．光周期诱导和春化作用在农业生产实践中有何应用价值。

（一）加速世代繁育，缩短育种进程

1、人工春化，加速成花

 （1）“闷麦法”  — 春天补种冬小麦

 （2）春小麦低温处理 — 早熟，躲开干热风

 （3）冬性作物的育种 — 加速育种过程

     2、利用光周期特性，南繁北育

（ 二）、指导引种

SDP，南种北引，生育期延迟，宜引早熟种；北种南引则相反。

       LDP，南种北引，生育期缩短，应引迟熟种；北种南引则相反。

（三）、控制开花

（1）人工控制光周期，促进或延迟开花

        如菊花 — SDP，10月开花；SD处理，六、七月开花；暗期间断，春节开花。杂交育种时，控制花期，解决父母本花期不遇。

（2）抑制开花，促进营养生长，提高产量

        SDP烟草、麻类，南种北引，生育期延长，提高产量。

３．为什么说光敏色素参与了植物的成花诱导过程？它与植物成花之间有什么关系？

用不同波长的光间断暗期的试验表明，无论是抑制短日植物开花，还是促进长日植物开花，都是以600～660nm波长的红光最有效；且红光促进开花的效应可被远红光逆转。这表明光敏色素参与了成花反应，光的信号是由光敏色素接受的。

光敏色素有两种可以互相转化的形式：吸收红光的Pr型和吸收远红光的Pfr型。Pr是生理钝化型，Pfr是生理活化型。照射白光或红光后， Pr型转化为Pfr型；照射远红光后，Pfr型转化为Pr型。光敏色素对成花的作用与Pr和Pfr的可逆转化有关，成花作用不是决定于Pr和Pfr的绝对量，而是受Pfr/Pr比值的影响。低的Pfr/Pr比值有利短日植物成花，而相对高的Pfr/Pr比值有利长日植物成花。

本文来自：http://jpkc.qzu.edu.cn/zwslx/smkxnews.asp?id=51&Page=7

４．试述植物激素与成花的关系？

实验证实多种植物激素与植物的成花有关系，其中赤霉素、生长素和细胞素影响较大。但到目前为止未发现一种激素可以诱导所有光周期特性相同的植物在不适宜的光周期条件下开花。因此，可以这样认为：植物的成花过程（包括花芽分化和发育）可能不是受某一种激素的单一，而是受几种激素以一定的比例在空间上（激素作用的部位）和时间上（花器官诱导与发育时期）的多元。植物的成花过程是分段进行的，在不同的光周期条件下，是通过刺激或抑制各种植物激素之间的协调平衡来控制植物成花的。在适宜的光周期诱导下或外施某种植物激素，可改变原有的激素比例关系而建立新的平衡。新建立的平衡会诱导与成花过程有关的基因的开启，合成某些特殊的mRNA和蛋白质，从而起到调节成花的作用。

５．影响植物花器官的形成的条件有哪些。

(1)光 — 时间长，强度大，有利花的形成

花开始分化后，照光时间越长，强度越大，形成的有机物越多，对花形成愈有利。雄蕊发育对光强较敏感。

(2)温度 — 高温，有利于花器官的形成

(3)水分—缺水，颖花退化。

(4)有机和无机营养—体内营养不足或缺肥，花发育不良，数目少。

(5)植物激素—GA可代替SD促进花器生长，IAA促进柑橘、抑制菊花花器发育。

(6)适宜的栽培密度—密度越大，花退化越多。

６．植物的性别表现有那些因素的。

(1)光周期:短日照使SDP多开雌花，LDP多开雄花；长日照使LDP多开雌花，SDP多开雄花。

(2)温周期:较低的夜温有利多数植物雌性表现；反之，有利雄性表现。

(3)营养条件:C/N 比值低，提高雌花分化的百分数。反之，促进雄花分化。土壤N肥多、水分充足，促进雌花的分化，反之，促进雄花分化。

(4)受伤 :引起乙烯的产生，促进雌花分化

(5)化学:IAA、ETH、ABA、CCC、CO等促进雌花分化。

        GA、TIBA、MH等促进雄花形成。

十．生殖和衰老

１．概念：识别反应: 一类细胞与另一细胞在结合过程中，都要求从对方获得信息，此信息可通过物理的和化学的信号来表达，此过程称为识别。

蒙导花粉: 在授不亲和花粉的同时，混入一些杀死的亲和花粉，蒙骗柱头，从而达到受粉的目的。

集体效应: 单位面积内花粉的数量越多，花粉的萌发和花粉管的生长越好。

单性结实: 不经受精作用而形成无籽果实的现象。

休眠: 成熟种子在适宜的萌发条件下仍不萌发的现象。

衰老: 导致植物自然死亡的一系列恶化过程

脱落: 脱落指的是叶、花、种子或果实从植物体上掉落。

自由基: 氧化反应中产生的有害化合物，具有强氧化性，可损害机体的组织和细胞，进而引起慢性疾病及衰老效应。

活性氧: 指性质极为活泼、氧化能力很强的含氧物的总称。

ＳＯＤ:超氧物歧化酶

ＣＡＴ:过氧化氢酶

ＰＯＤ:过氧化物酶

2．试述乙烯与果实成熟的关系及作用机理。

答：果实的成熟与乙烯的诱导有密切关系。果实开始成熟时，乙烯的释放量迅速增加，超过一定的阈值时，便诱导果实成熟。已成熟的果实若和未成熟果实一起存放，则已成熟果实释放的乙烯也能加速未成熟果实的成熟过程，达到可食状态。用外源乙烯或乙烯利处理未成熟果实，也能诱导和加速其成熟。人为地将果实内部的乙烯除去，则果实的成熟便推迟。如果促进或抑制果实内乙烯的生物合成过程，则会相应地促进或抑制果实的成熟。利用反义RNA技术将ACC合成酶或ACC氧化酶的cDNA的反义系统导入番茄，转基因番茄果实中乙烯的合在严重受阻，果实不能正常成熟。因此，乙烯与果实的成熟密切相关，特别是跃变型果实。

　　乙烯诱导果实成熟的原因可能有以下几方面：

　　（1）乙烯与细胞膜相结合，改变了细胞膜的透性，诱导了呼吸高峰的出现，加速果实内部的物质转化，促进果实成熟。

　　（2）乙烯促进与成熟相关的酶活性的升高，如乙烯处理后，过氧化物酶、纤维素酶、果胶酶、磷酸酯酶等的含量和活性都增强。

　　（3）乙烯诱导新的RNA和蛋白质的合成，这些新合成的蛋白质与呼吸酶有关。

3．肉质类果实成熟期间在生理生化上有哪些变化？

（一）呼吸跃变和乙烯的释放

  呼吸跃变：果实在成熟之前发生的呼吸速率突然升高的现象。

  跃变型果实：苹果、香蕉、桃、梨、杏、芒果、番木瓜等

  非跃变型果实：草莓、葡萄、柠檬、柑橘、黄瓜、凤梨等

（二）有机物质的转化    

1、甜味增加—淀粉变为可溶性糖

2、酸味减少

3、涩味消失

4、香味产生:具有香味的物质—脂肪族的酯和芳香族的酯，及一些特殊的醛类

5、由硬变软

6、色泽变艳:果皮中叶绿素破坏，类胡萝卜素较多存在，或者形成花青素，呈黄、橙、红色。

7、维生素含量增高

（三）内源激素的变化

4．引起种子休眠的原因有哪些？如何解除休眠？

A.种皮的

  种皮坚硬、透水、透气性差。如紫云英、 椴树、苋菜、苜蓿等。

破除方法：（1）自然情况，细菌和真菌分泌酶类水解种皮的多糖和其它组成成分，使种皮变软，透水、透气性增强。

 （2）生产上采用物理、化学方法       如：磨擦、 98%浓硫酸及2%氨水处理、

去除种皮等

B.种子未完成后熟

后熟方法：

 1). 低温后熟：某些树木种子（如蔷薇科植物和松柏类种子）1-5℃层积处理1-3个月即可。

 2).干燥后熟：一些禾谷类植物种子晒干贮藏几周或几个月即可。

C.胚未完全发育

D.萌发抑制剂的存在:有些植物种子的子叶(菜豆)、胚乳(鸢尾)、种皮(苍耳甘蓝)、果肉(番茄、西瓜)里存在一些酚类、ABA、有机酸、醛类、植物碱、挥发油等萌发抑制剂，抑制萌发。

5．植物衰老时在生理生化上有哪些变化？

(1)蛋白质含量显著下降—分解大于合成

 可溶性蛋白和膜蛋白水解加速，总量下降。如烟草衰老三天，Pr下降15%。

(2)核酸含量降低—分解大于合成

  RNA、DNA均下降，DNA下降较缓慢，如烟草衰老三天， RNA下降16% ，DNA下降3%。

(3)光合速率下降

      叶绿体破坏，色素降解，Rubisco分解，光合电子传递和光合磷酸化受阻。

(4)呼吸速率下降

     呼吸速率下降较光合速率慢。有些叶片衰老时，有呼吸跃变现象。

(5)生物膜结构变化

      膜脂不饱和度下降，脂肪酸链加长，膜由液晶态      凝固态

      选择透性功能丧失，透性加大，膜脂过氧化加剧，细胞自溶，膜结构解体。

 (6)激素变化 — 激素平衡打破 

      ABA和ETH增加，IAA、GA、CTK下降。

十一．逆境生理

1.概念：逆境: 对植物产生伤害的环境，又叫胁迫。

抗逆性: 植物对不良环境的适应性和抵抗力。

胁迫: 对植物产生伤害的环境。

渗透调节: 指植物生长在渗透胁迫条件下，其细胞在渗透上有活性和无毒害的作用的主动净增长过程。

抗性锻炼: 为提高生物的耐寒性、耐冻性进行的处理，是抗寒锻炼。

冷害: 0℃以上的低温对作物造成的损害。

冻害: 越冬期间冬作物和果树林木因遇到0℃以下低温或剧烈降温所造成的灾害。

盐害: 因盐分积存过多而导致危害的现象。

臭氧: 氧气的同素异形体，每个分子由三个氧原子组成。当其存在于平流层时有助于保护地球上的生物免受紫外线的伤害。

酸雨: pH值小于5.6的雨雪或其他方式形成的大气降水(雾、霜)。广义指酸性物质的干、湿沉降。

交叉适应；植株在处于冰点以上的低温、炎热、干旱、盐渍条件下，可以提高其对另外一些逆境的抵抗能力，这种对不良环境反应之间的相互适应称之为植物的交叉适应。

2.逆境下，植物在形态结构与生理生化上发生哪些变化。

（1）细胞透性增大： 膜系统 破坏，内含物外渗；膜结合酶活性紊乱，各种代谢无序。

（2）水分平衡丧失：植物的吸水量降低，蒸腾量减少，但蒸腾仍大于吸水，植物萎蔫。

（3）光合速率下降 ：气孔关闭， 叶绿体受伤，光合酶失活或变性

（4）呼吸速率变化

（5）物质代谢变化:合成E活性下降，水解E活性增强。 淀粉、蛋白质等大分子化合物降解为可溶性糖、肽及氨基酸等物质。

3.生物膜结构成分与抗寒性有何关系。

膜脂相变会导致原生质流动停止，膜结合酶活性降低，膜透性增大，物质交换平衡破坏，代谢紊乱，有毒物质积累，细胞受损。       

(1)膜脂碳链越短，不饱和脂肪酸越多，固化温度越低，抗冷性越强。

(2)磷脂与抗冻性有关。杨树、苹果等进入越冬期间，树皮抗冻性增强时，膜脂中磷脂（磷脂酰胆碱等）含量显著增高。

(3)糖脂与抗盐性有关   糖脂（单半乳糖二甘油脂等）含量低，抗盐性增强。

(4)饱和脂肪酸和抗旱力有关  实验表明小麦抗旱性强的品种在灌浆期干旱时，叶表皮细胞的饱和脂肪酸较多。

(5)膜蛋白与抗寒性有关    低温下，膜蛋白与磷脂结合能力下降，磷脂游离，膜解体，组织死亡。

4.干旱对植物的伤害有哪些，植物抗旱的生理基础有哪些？

(1)细胞膜结构遭到破坏

(2)生长受抑

(3)光合作用减弱

(4)呼吸作用先升后降

(5)内源激素代谢失调 — ABA、ETH含量增加，CTK合成受抑

(6)氮代谢异常  — 蛋白质合成受阻，分解加强，脯氨酸增加

(7)核酸代谢受到破坏

(8)植物体内水分重新分配

(9)酶系统的变化 — 合成酶类活性下降，水解酶类及某些氧化还原酶类活性增高

(10)细胞原生质损伤

抗旱的生理基础:

1、形态特征: 根系发达、深扎、根冠比大 — 有效地吸收利用土壤深层水分

叶脉致密，单位面积气孔数目多，角质化程度高 — 有利于水分的贮存与供应，减少水分散失

2、生理特征: 细胞渗透势较低 — 吸水保水能力强,原生质具较高的亲水性、黏性、弹性 — 抗过度脱水和减轻脱水时的机械损伤,缺水时正常代谢活动受到的影响小.

5.植物耐盐的生理基础表现在哪些方面？如何提高植物的抗盐性？

(1) 植物耐盐的生理基础  植物的耐盐性是指植物通过生理或代谢过程来适应细胞内的高盐环境，主要表现在：

①耐渗透胁迫  通过细胞的渗透调节以适应由盐渍而产生的水分逆境。植物耐盐的主要机理是盐分在细胞内的区域化分配，盐分在液泡中积累可降低其对功能细胞器的伤害。有的植物将吸收的盐分离子积累在液泡里。植物也可通过合成可溶性糖、甜菜碱、脯氨酸等渗透物质，来降低细胞渗透势和水势，从而防止细胞脱水。

②营养元素平衡  有些植物在盐渍时能增加K+的吸收，有的蓝绿藻能随Na+供应的增加而加大对N的吸收，它们在盐胁迫下能较好地保持营养元素的平衡。

③代谢稳定  在较高盐浓度中某些植物仍能保持酶活性的稳定，维持正常的代谢。抗盐的植物表现在高盐下往往抑制某些酶的活性，而活化另一些酶，特别是水解酶活性。

④与盐结合  通过代谢产物与盐类结合，减少离子对原生质的破坏作用，如抗盐植物中广泛存在的清蛋白，它可以提高亲水胶体对盐类凝固作用的抵抗力，避免原生质受电解质影响而凝固。

(2) 提高植物抗盐性的途径有：

①选育抗盐性较强的作物品种  如以在培养基中逐代加NaCl的方法，可获得耐盐的适应细胞，适应细胞中含有多种盐胁迫蛋白，以增强抗盐性；选育盐胁迫蛋白高或含不饱和脂肪酸高或原生质膜对盐的透性差高的品种。

②播种前以一定浓度盐溶液浸种  如用3%NaCl溶液预浸棉花和玉米种子，可增强作物的耐盐力。

③用植物激素处理植株  如喷施IAA或用IAA浸种，可促进作物生长和吸水，提高抗盐性。ABA能诱导气孔关闭，减少蒸腾作用和盐的被动吸收，提高作物的抗盐能力。  下载本文