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2011年河南科技大学生态学研究生入学考试植物生理学试题

时间:2011-05-27 17:49:05    下载该word文档

共质体(symplast):由胞间连丝把相邻细胞的细胞质连成一体的体系。

质外体(apoplast):由细胞壁、细胞间隙及导管、管胞等互相连结成的一个连续的整体。

抗氰呼吸(cyanide resistant respiration ):指某些植物的组织或器官在氰化物存在的情况下仍能进行的呼吸。参与抗氰呼吸的末端氧化酶为交替氧化酶(抗氰氧化酶)

末端氧化酶(terminal oxidase):处于生物氧化一系列反应的最末端,将底物脱下的氢或电子传递给分子氧,形成水或过氧化氢的氧化酶。

无氧呼吸消失点(anaerobic  respiration  extinction  point ):使无氧呼吸完全停止时环境中最低的氧浓度。称无氧呼吸熄灭点。

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。

C3途径和C3植物:以RuBPCO2受体、CO2固定后的最初产物为PGA的光合途径为C3途径,利用C3途径固定CO2的植物为C3植物。

渗透势由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值,符号ψπ。用负值表示。亦称溶质势(ψs)。

渗透作用:水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。

离子通道:是细胞膜中一类内在蛋白构成的孔道。可由化学方式及电化学方式激活,控制离子通过细胞膜顺电化学势梯度流动。

生理酸性盐(physiologically acid salt): 植物根系从溶液中有选择地吸收离子后使溶液酸度增加的盐类。如对于(NH4 )2 SO4,根系对于NH4+ 吸收多于SO42-,由于NH4+ H+ 交换吸附,导致溶液变酸,这种盐类叫生理酸性盐。

生理碱性盐(physiologically alkaline salt): 植物根系从溶液中有选择地吸收离子后使溶液酸度减低的盐类。如对于NaNO3,根系对于NO3-吸收多于Na+,由于NO3- OH- HCO3-交换吸附,导致溶液pH升高,这种盐类叫生理碱性盐。

极性运输:生长素只能从植物体形态学的上端向下端运输,而不能倒转过来运输

的现象。

植物组织培养(plant tissue culture):是指在无菌条件下,将外植体(用于离体培养进行无性繁殖的各种植物材料,包括植物器官、组织、花药、花粉、体细胞甚至原生质体)接种到人工配制的培养基中培育离体植物组织、器官或细胞,以及培育成植株的技术。根据外植体的种类,又可将植物组织培养分为:器官培养,组织培养、胚胎培养、细胞培养以及原生质体培养等。

细胞全能性:植物体每一个活细胞都具有产生一个完整个体的全套基因,在适宜的条件下,具有发育成完整植株的潜在能力。

春化作用vernalization:低温诱导促使植物开花的作用叫春化作用。如冬小麦、胡萝卜、白菜、甜菜等植物的开花都需要经过春化作用。

光周期现象photoperiodism:昼夜的相对长度对植物生长发育的影响叫做光周期现象。如植物成花的光周期现象。

单性结实(parthenocarpy):有些植物的胚珠不经受精,子房仍然能继续发育成为没有种子的果实,称为单性结实。

层积处理(stratification):解除种子休眠的方法,即将种子埋于湿沙中置于5℃左右环境中1~3个月的处理,可使一些木本植物种子中抑制发芽的物质含量下降,而促进发芽的GA和CTK等物质含量升高,萌发率提高,并有促进胚后熟的作用。

交叉适应(cross adaptation):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。

冻害(feezing injury):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。

干旱(drought)与生理干旱(physiological drought):过度水分亏缺的现象称为干旱。由于土壤中盐分过多,引起土壤水势降低,使植物根系吸收水分困难,甚至发生体内水分外渗的受旱现象,叫生理干旱。寒害也能引起植物产生生理干旱现象。

CaM钙调素

IP3 肌醇三磷酸

EMP :糖酵解

DNP —24-二硝基苯酚

0AA—草酰乙酸

PC—质体蓝素

RUBP—1,5-二磷酸核酮糖

PEP—磷酸烯醇式丙酮酸

PGA—3-磷酸甘油酸

NR硝酸还原酶

AQP—跨膜通道蛋白

GS—气孔导入

IAA —吲哚乙酸 植物体内最主要的生长素

GA3赤霉素;

CTK —细胞分裂素

ABA —脱落酸

Eth —乙烯

Pr—是红光吸收型

DNP—日中性植物

LDP—长日植物

SDP—短日植物

POD —过氧化物酶

CAT —过氧化氢酶

MDA —丙二醛

SOD —超氧物歧化酶

1.在细胞的生命活动中,生物膜有什么重要生理功能?

1)分室作用:把细胞内部的空间分隔开来,使细胞内部区域化,进行不同的生理生化反应。(2分)

2)物质运输:膜上有传递蛋白(又称载体),可调控物质出入细胞。(2分)

3)信息传递与转换的作用:膜上嵌入膜受体蛋白,有调控外界化学信号的作用。(2分)

4)能量转换:膜上可进行光能的吸收、电子传递、光合磷酸化等。(2分)

5)细胞识别:有可感应和鉴别异物的能力。(1分)

6)物质合成:粗糙型内质网是蛋白质合成的场所。(1分)

2.植物细胞的胞间连丝有那些生理功能?

植物细胞的胞间连丝的主要生理功能有两个方面:

1)进行物质交换:相邻细胞的原生质可通过胞间连丝进行交换,使可溶性物质(如电解质和小分子有机物)、生物大分子物质(如蛋白质、核酸、蛋白核酸复合物)甚至发现细胞核有横跨胞间的运输。(5分)

2)进行信号传递:物理信号(电、压力等)和化学信号(植物激素、生长调节剂等)都可通过胞间连丝进行共质体传递。(5分)

3.植物抗氰呼吸的分布及其生理意义。

答:抗氰呼吸广泛分布于高等植物中,如天南星科,禾本科的玉米、小麦,大麦,豆科.的豌豆、绿豆,还有甘薯、木薯、马铃薯、烟草、胡萝卜等,在低等植物中也存在。

抗氰呼吸的主要生理功能:

(1)放热效应,与天南星科植物的佛陷花序早春开花传粉、棉花种子发芽有关。

(2)促进果实成熟,果实成熟过程中呼吸跃变的产生,主要表现为抗氰呼吸的增强,而且,果实成熟中乙烯的产生与抗氰呼吸呈平行关系,三者紧密相连。

(3)代谢的协同调控,在细胞色素电子传递途径电子呈饱和状态时,抗氰呼吸就比较活跃,可以分流电子,而当细胞色素途径受阻时,抗氰呼吸会产生或加强,以保证生命活动继续维持下去。

(4)与抗病力有关,抗黑斑病的甘薯品种在感病时抗氰呼吸活性明显高于感病品种。

4.C3途径分哪几个阶段?每个阶段的作用是什么?

答: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(NADPHATP)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。

5.光呼吸有什么生理功能?

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1PGA,释放1CO2)。(2分)

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。(2分)

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/NADPATP/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。(2分)

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。(2分)

5)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。(2分)

6.植物体内水分的存在状态与代谢活动的关系如何?

植物体内水分存在的形式与植物代谢强弱、抗逆性有何关系?

植物体中水分的存在状态与代谢关系极为密切,并且与抗性有关。

一般来说,束缚水不参与植物的代谢反应,在植物某些细胞和器官主要含束缚水时,则其代谢活动非常微弱,如越冬植物的休眠芽和干燥种子,仅以极弱的代谢维持生命活动,但其抗性却明显增强,能渡过不良的逆境条件。

而自由水主要参与植物体内的各种代谢反应,含量多少还影响代谢强度,含量越高,代谢越旺盛。因此常以自由水/束缚水比值作为衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。

7.简述植物吸收矿质元素的特点。

1)植物根系吸收盐分与吸收水分之间不成比例。植物对盐分和水分两者的吸收是相对的,既相关,又有相对独立性。

2)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。

3)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,如再加入少量价数不同的其它金属离子,则能消除单盐毒害,即离子对抗。

8.合理施肥增产的原因是什么?

肥料是作物的粮食。合理的施肥,能使作物生长发育正常,产量增加。从植物生理方面分析,施肥增产的原因有如下几方面:

1)扩大作物的光合面积。合理增施氮、磷肥料,可以迅速扩大光合作用面积。(2分)

2)提高作物的光合能力。在叶面积相同的情况下,光合能力强的作物,产量也相应增加。为了尽可能地提高作物的光合能力,应注意氮(N)、磷(P)、钾(K)三要素的配合施用,同时还要注意适当施用一些微量元素。(2分)

3)延长光合作用时间。叶片寿命长时,进行光合作用的时间也长,积累的干物质也多,单位面积产量必然增加。如果缺乏肥料,特别是氮肥不足,叶片容易早衰凋落,缩短了光合作用时间。(2分)

4)促进物质的运输和分配。合理施用水肥,可以调节光合产物向生殖器官运输分配,使作物穗大粒多,花、果脱落率降低,经济产量增加。(2分)

5)改良作物的生活环境。利用秸秆还田、或增施有机肥,可以改良土壤结构、防止土壤板结,增进土壤微生物活动。有了良好的土壤环境,作物才能生长得更健壮。(2分)

9.生长素的生理作用是?206

1.生长素类与茎的伸长关系 生长素达到某个合适浓度之前,茎会随浓度的递增而增加,超过最适值时,生长开始缓慢。

2.生长素与维管系统的分化 茎端及嫩叶中的IAA以极性运输的方式向茎及根部运送时,会沿着运输途径逐步诱导维管系统的分化。

3.生长素与植物的相性 生长素能影响植物茎的向光性及根向重力性。

4.生长素类与顶端优势 生长素能引起植物的顶端优势

5.生长素与根的伸长和发育 生长素在低浓度下能促进根的伸长,高浓度则会抑制其伸长。

6.生长素与花和果实的发育 生长素既能疏花疏果也能防止落花落果。

7.生长素类与源库关系的调节 IAA能促进葡萄糖向韧皮部的装载使光合产物向库端和施用IAA的部位累积。

10.试述植物地下部分与地上部分生长的相关性及其在农业生产上的应用。

地下部分与地上部分生长的相关性是指地下器官与地上器官在生长上既相互依赖又相互制约的现象。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、矿质营养以及合成少量有机物质如氨基酸等,也能合成激素如CTKABAGA等供地上部所用。ABA已被证明是一种逆境信号。但根所需要的糖类、维生素等则由地上所提供。(5分)

地下部分与地上部分相互制约的一面主要表现在对水分、营养等的竞争上,并从根冠比的变化上反应出来。如增加土壤中水分和氮素营养,根系除满足自身需要外,多余水分和氮素运输到地上部,促进其生长,根冠比变小。增加土壤中磷素,因有利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。(5分)

11.试述光对植物生长的影响。

答:(1)光是植物光合作用的能源,也是叶绿素形成的条件,光通过光合作用为植物的生长提供有机营养和能量;因此,光是植物生长的根本条件。在一定的范围内,植物的光合速率随光强的增强而相应的增加,但当光强超过一定范围之后,会出现光饱和现象。强光也会产生光抑制现象。光质主要影响光合效率。在橙光和红光下光合效率最高,其次是蓝绿光,绿光最差。其主要原因是不同波长的光传递到作用中心的效率不相同。光质也影响植物生长,一般红光对植物细胞生长没有抑制作用;而短波光,特别是紫外光破坏生长素,对植物细胞的延伸生长有抑制作用。

2)光控制植物的形态建成,即叶的伸展扩大,茎的高矮,开花等。光建成所需要的光能比一般光合作用光补偿点所需的能量低10个数量级。

①光与种子萌发。需光种子的萌发受光照的促进,而需暗种子的萌发则受光抑制。

②光与植物的营养生长。幼苗的发育对光有明显的要求,黑暗中,生长会呈黄化状态,表现出茎叶淡黄、茎秆柔嫩细长等。照光后,就能使茎叶逐渐转绿,植株健壮。

③光与成花诱导。自然界许多植物开花受光周期的诱导,如长日植物小麦、短日植物苍耳等植物的开花对日照的长短都有严格的要求。

④日照时数影响植物生长与休眠。绝大多数多年生植物都是长日照条件促进生长、短日照条件诱导休眠。

⑤光与植物的运动。如向光性,,通常茎叶有正的向光性,根有负的向光性。此外,一些植物叶片的昼开夜合,气孔运动等都受光的调节。

12.春花和光周期在农业生产中有哪些应用?

春化作用在农业生产实践中有何应用价值?

1)人工春化 加速成花 如将萌动的冬小麦种子闷在罐中,放在05℃低温下4050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34代冬性作物,加速育种进程;春小麦经低温处理后,可早熟510天,既可避免不良的气候(如干热风)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;对以营养器官为收获对象的植物,可贮藏在高温下使其不通过春化(如当归),或在春季种植前用高温处理以解除春化(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。

光周期理论在农业实践中的应用。

1)指导引种 不同纬度地区引种时要考虑品种的光周期特性和引种地区生长季节的日照条件,对以收获种子为主的作物,若是短日植物,比如大豆,从北方引种到南方,会提前开花,应选择晚熟品种;而从南方引种到北方,则应选择早熟品种。如将长日植物从北方引种到南方,会延迟开花,宜选择早熟品种;而从南方引种到北方时,应选择晚熟品种。

2)育种上的利用 根据作物光周期特性,利用中国气候多样的特点,可进行作物的南繁北育:短日植物水稻和玉米可在海南岛加快繁育种子;长日植物小麦夏季在黑龙江、冬季在云南种植,可以满足作物发育对光照和温度的要求,一年内可繁殖23代,加速了育种进程,缩短育种年限。具有优良性状的某些作物品种间有时花期不遇,无法进行有性杂交育种。通过人工控制光周期,可使两亲本同时开花,便于进行杂交。如早稻和晚稻杂交育种时,可在晚稻秧苗47叶期进行遮光处理,促使其提早开花以便和早稻进行杂交授粉,培育新品种。如在进行甘薯杂交育种时,可以人为地缩短光照,使甘薯开花整齐,以便进行有性杂交,培育新品种。

3)控制花期 花卉栽培中,光周期的人工控制可以促进或延迟开花。如短日植物菊花,用遮光缩短光照时间的办法,可以从十月份提前至六、七月间开花;若在短日来临之前,人工补充延长光照时间或进行暗期间断,则可推迟开花。对于长日性的花卉,如杜鹃、山茶花等,人工延长光照或暗期间断,可提早开花。

4)调节营养生长和生殖生长 对以收获营养体为主的作物,可以通过控制光周期抑制其开花。如将短日植物烟草引种至温带,可提前至春季播种,促进营养生长,提高烟叶产量。对于短日植物麻类,南种北引可推迟开花,增加植物高度,提高纤维产量和质量。

13.提高作物抗旱性的途径是什么?

1)根据作物抗旱特征(根系发达,根/冠比大等),可以选择不同抗旱性的作物品种,或作为抗旱育种的亲本,加速抗旱育种。(4分)

2)提高作物抗旱性的生理措施,例如:抗旱锻炼、蹲苗、合理施用磷肥、钾肥均能提高作物抗旱性;氮肥过多、过少抗旱性差,所以要适量;硼在抗旱中的作用与钾类似。(4分)

3)施用生长延缓剂,如矮壮素等。(2分)

14.植物在逆境下可以合成哪些逆境蛋白?它们有什么生理功能?

答:植物在逆境条件下合成的逆境蛋白有:

(1)热击蛋白f(HSPs),可以和受热激伤害后变性蛋白质结合,维持它们的可溶状态或使其恢复原有的空间构象和生物活性。热激蛋白也可以与一些酶结合成复合体,使这些酶的热失活温度明显提高。

(2)低温诱导蛋白,亦称冷击蛋白,它与植物抗寒性的提高有关。由于这些蛋白具有高亲水性,所以具有诚少细胞失水和防止细胞脱水的作用。

(3)渗调蛋白,有利于降低细胞的渗透势和防止细胞脱水,提高植物的抗盐性和抗旱性。

(4)病程相关蛋白(PRs),与植物局部和系统诱导抗性有关。还能抑制真茵孢子的萌发,抑制菌丝生长,诱导与其他防卫系统有关的酶的合成,提高其抗病能力。

15.试述植物根系吸收水分和矿质的区别联系?大题

相互联系:

1)植物对水分和矿质的吸收都是通过根系来完成的,而矿质元素要溶于水中才易被吸收。

2)矿质元素在植物体内的运输是随着水分运输到达植物体各部位的。

3)活细胞对矿质元素的吸收导致了细胞水势的降低,从而促进了植物细胞吸收水分。

相对独立性

区别:

1)植物吸水与吸收矿质元素是不成比例。虽然根细胞吸收矿质元素离子需要水做溶剂,但根对矿质元素的吸收量与土壤溶液中矿质离子的数量一般是不成比例的,即根对矿质元素的吸收具有选择性。

2)吸机机理不同。矿质元素与水分进入根细胞的方式不同,水分是通过自由扩散的方式进入的,一般是被动吸收,而矿质元素则大多是通过主动运输进入细胞的。

3)吸收的动力不同。根吸收水分的动力是蒸腾拉力和根细胞与环境之间的浓度差,而吸收矿质元素离子的动力主要是根细胞呼吸作用产生的ATP

4)分配去向不同:植物吸收的水分主要应用于蒸腾作用,而矿质元素吸收后运输到了植物的各个部分,并运用到了植物的整个生长周期参与新陈代谢。

16.试述光合作用和呼吸作用的区别和联系?

代谢过程是互为原料和产物的关系 详细的

从反应过程来看:

1)光合作用合成的有机物正是呼吸作用所分解的原料。

2)光合作用所储存的能量正是呼吸作用释放的能量。

3)光合作用所利用的原料酒是呼吸作用所分解的产物。

从反应场所来看,光合作用的场所在叶绿体而呼吸作用则是线粒体,光合作用需要光而呼吸作用则不需要。

总的来说,呼吸作用与光合作用是植物体内相互对立又相互联系的两大基本代谢过程。

二者的对立表现在:光合作用是将无机物(水和二氧化碳)合成为有机物,蓄积能量;呼吸作用是将有机物分解为无机物(水和二氧化碳),释放能量。

二者的联系表现在:

1)互为原料:呼吸作用的终产物二氧化碳和水是光合作用的原料,而光合作用的产物葡萄糖和氧气又是呼吸作用的原料;

2)能量代谢:在呼吸与光合过程中,均有ATPNAD(P)H2的形成;

3)代谢中间产物:虽然呼吸作用与光合作用细胞定位不同,但PPP途径与C3途径的中间产物基本一致,如果在叶片中,某些中间产物很可能被交替使用。

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