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植物生理学复习资料

一、名词解释

1.自由水指未与细胞组分相结合能自由活动的水。

2.束缚水亦称结合水，指与细胞组分紧密结合而不能自由活动的水。

3.水势每偏摩尔体积水的化学势差。用Ψw表示，单位MPa。Ψw＝(μw-μwo)/Vw，

m，即水势为体系中水的化学势与处于等温、等压条件下纯水的化学势之差，再除以水的

偏摩尔体积的商。用两地间的水势差可判别它们间水流的方向和限度，即水分总是从水势高处流向水势低处，直到两处水势差为0为止。

4.压力势是由细胞壁的伸缩性对细胞内含物所产生的静水压而引起的水势增加值。一般为

正值，用ΨP表示。

5.渗透势亦称溶质势，是由于溶液中溶质颗粒的存在而引起的水势降低值。用Ψs表示,

一般为负值。

6.衬质势由于细胞亲水性物质和毛细管对自由水束缚而引起的水势降低值。用Ψm表

示，一般为负值。

7.渗透作用水分通过半透膜从水势高的区域向水势低的区域运转的作用。

8.水通道蛋白亦称为水孔蛋白，是存在于生物膜上的具有专一性通透水分功能的内在

蛋白。

9.根压由于根系的生理活动而使液流从根部上升的压力。

10.吐水现象未受伤的植物如果处于土壤水分充足，空气湿润的环境中，在叶的尖端或者叶的边缘向外溢出水滴的现象。

1.试述气孔开闭机理。

答：（1）无机离子泵学说又称K+泵假说。在光下，K+由表皮细胞和副卫细胞进入保卫细胞，保卫细胞中K+浓度显著增加，溶质势降低，引起水分进入保卫细胞，气孔就张开；暗中，K+由保卫细胞进入副卫细胞和表皮细胞，使保卫细胞水势升高而失水，造成气孔关闭。这是因为保卫细胞质膜上存在着H+-ATP酶，它被光激活后能水解保卫细胞中由氧化磷酸化或光合磷酸化生成的ATP，并将H+从保卫细胞分泌到周围细胞中，使得保卫细胞的pH升高，质膜内侧的电势变低，周围细胞的pH降低，质膜外侧电势升高，膜内外的质子动力势驱动K+从周围细胞经过位于保卫细胞质膜上的内向K+通道进入保卫细胞，引发气孔开张。（2）苹果酸代谢学说在光下，保卫细胞内的部分CO2被利用时，pH上升至8.0～8.5，从而活化了PEP羧化酶，PEP羧化酶可催化由淀粉降解产生的PEP与HCO3-结合，形成草酰乙酸，并进一步被NADPH还原为苹果酸。苹果酸解离为2H+和苹果酸根，在H+/K+泵的驱使下，H+与K+交换，保卫细胞内K+浓度增加，水势降低；苹果酸根进入液泡和Cl﹣共同与K+在电学上保持平衡。同时，苹果酸的存在还可降低水势，促使保卫细胞吸水，气孔张开。当叶片由光下转入暗处时，该过程逆转。

2.植物气孔蒸腾是如何受光、温度、CO2浓度调节的?

答：（1）光光是气孔运动的主要调节因素。光促进气孔开启的效应有两种，一种是通过光合作用发生的间接效应；另一种是通过光受体感受光信号而发生的直接效应。光对蒸腾作用的影响首先是引起气孔的开放，减少内部阻力，从而增强蒸腾作用；其次，光可以提高大气与叶片温度，增加叶内外蒸气压差，加快蒸腾速率。

（2）温度气孔运动是与酶促反应有关的生理过程，因而温度对蒸腾速率影响很大。当大气温度升高时，叶温比气温高出2～10℃，因而，气孔下腔蒸气压的增加大于空气蒸气压的增加，这样叶内外蒸气压差加大，蒸腾加强。当气温过高时，叶片过度失水，气孔就会关闭，从而使蒸腾减弱。

（3）CO2对气孔运动影响很大，低浓度CO2促进气孔张开，高浓度CO2能使气孔迅速关闭（无论光下或暗中都是如此）。

在高浓度CO2下，气孔关闭可能的原因是：

①高浓度CO2会使质膜透性增加，导致K+泄漏，消除质膜内外的溶质势梯度。

②CO2使细胞内酸化，影响跨膜质子浓度差的建立。因此，CO2浓度高时，会抑制气孔蒸腾。

3.植物受涝害后，叶片萎蔫或变黄的原因是什么？

答：植物受涝反而表现出缺水现象，如萎蔫或变黄，是由于土壤中充满水，缺少氧气，短时间内可使细胞呼吸减弱，主动吸水受到影响。长时间受涝，会导致根部无氧呼吸，产生和积累较多的酒精，使根系中毒受伤吸水因难，致使叶片萎蔫变黄，甚至引起植株死亡。

4.化肥施用过多为什么会产生“烧苗”现象？

答：当化肥施用过多时，造成土壤溶液水势降低幅度较大，以致根系细胞的水势高于土壤溶液水势，导致根细胞不但不能从土壤中吸水，反而细胞内水分还要外渗至土壤中，因此产生“烧苗”现象。

5.举例说明植物存在主动吸水和被动吸水。

答：（1）可用伤流现象证明植物存在主动吸水。如将生长中的幼嫩向日葵茎，靠地面5cm 处切断，过一定时间可看到有液体从茎切口流出。这一现象的发生，完全是由于根系生理活动所产生的根压，促使液流上升并溢出而造成，与地上部分无关。（亦可用吐水现象证明）。（2）可用带有叶片但将根去掉的枝条（或用高温、毒剂杀死根系）吸水证明植物存在被动吸水。将带有叶片但将根去掉的枝条插入瓶中，可保持几天枝叶不萎蔫，说明靠叶片蒸腾作用产生的蒸腾拉力，能将水分被动吸入枝条并上运，是与植物根系无关的被动吸水过程。第二章植物的矿质营养

一、名词解释

1.必需元素：是指在植物生活中作为必需成分或必需的调节物质而不可缺少的元素。

2.微量元素：在植物体内含量较少，大约占植物体干物重的0.001~0.00001%的元素。植物必需的微量元素有：铁、锰、铜、锌、钼、硼、氯、镍。

3.矿质元素的被动吸收：亦称非代谢吸收。是指通过不需要代谢能量的扩散作用或其它物理过程而吸收矿质元素的方式。

4.矿质元素的主动吸收：亦称代谢性吸收。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矿质元素的方式。主动吸收包括初级主动吸收和次级主动吸收。

5.生理酸性盐：植物根系选择性吸收离子后导致溶液逐渐变酸，故把这种盐称为生理酸性盐。例如（NH4）2SO4

6.生理碱性盐：植物根系选择性吸收离子后导致溶液逐渐变碱，故把这种盐称为生理碱性盐。例如NaNO3

7.生理中性盐：植物吸收其阴离子与阳离子的量几乎相等，不改变周围介质的pH值，故称这类盐为生理中性盐。例如NH4NO3

8.胞饮作用：物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的摄取物质的过程。

9.可再利用元素：亦称参与循环元素，某些元素进入地上部分后，仍呈离子状态（例如钾），有些则形成不稳定的化合物（如氮、磷），可不断被分解，释放出的离子又转移到其它器官中去，这些元素在植物体内不止一次的反复被利用，称这些元素为可再利用元素。

10.离子通道：是指由贯穿质膜的由多亚基组成的蛋白质，通过构象变化而形成的调控离子跨膜运转的门系统，通过门的开闭控制离子运转的种类和速度。

11.载体蛋白：存在于生物膜上的能携带离子或分子透过膜的蛋白质，它们与离子或分子有专一的结合部位，能选择性的携带物质通过膜，又称透过酶。

12.单盐毒害：植物被培养在某种单一的盐溶液中，即使是植物必需的营养元素，不久即呈现不正常状态，最后死亡，这种现象称单盐毒害。

13.诱导酶：亦称适应酶，是指植物体内本来不含有，但在特定外来物质的诱导下可以生成的酶。如水稻幼苗本来无硝酸还原酶，如果将其培养在硝酸盐溶液中，体内即可生成此酶。

14.生物固氮：微生物自生或与植物（或动物）共生，通过体内固氮酶的作用，将大气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。

15.离子拮抗：在单盐溶液中加入少量其它盐类，再用其培养植物时，就可以消除单盐毒害现象，离子间这种相互消除毒害的现象称为离子拮抗。

16.叶片营养：也称根外营养，是指农业生产中采用给植物地上部分喷是肥料以补充植物对植物对矿质元素需要的措施。

1.确定元素是否是植物必需元素的标准是什么？

答：可根据以下三条标准来判断：

第一如无该元素，则植物生长发育不正常，不能完成生活史；

第二植物缺少该元素时，呈现出特有的病症，只有加入该元素后才能逐渐转向正常；

第三该元素对植物的营养功能是直接的，绝对不是由于改善土壤或培养基的物理、化学和微生物条件所产生的间接效应。

2.如何证明矿质元素的主动吸收有载体参加？

答：可用饱和效应和离子竞争现象来证明。细胞吸收离子存在饱和效应，即在一定的离子浓度范围内，细胞吸收离子的速度随外液离子浓度的升高而增加，当外液离子浓度超过一定范围，细胞吸收离子的速率就不再增加了，说明载体全被离子结合，达到饱和；细胞吸收离子存在竞争现象，如细胞对钾、铷离子的吸收，相互间产生竞争抑制，即一种离子浓度的增加，抑制另一种离子的吸收，说明两种离子为同一种载体所运转，并且竞争载体同一结合部位。

3.用离子交换吸附作用解释根系对矿质元素的吸收。

答：(1)根对溶液中矿质离子的吸收根细胞进行呼吸作用，释放出CO2，CO2和H2O生成H2CO3，并解离成氢离子和碳酸氢根离子，这两种离子迅速地分别与其周围环境中的阳离子和阴离子进行等价交换吸附，于是盐类离子便被吸附在根细胞表面。

(2)根系对吸附在土壤颗粒上的矿质元素的吸收有两种方式第一种，通过土壤溶液进行交换，即呼吸过程中产生的CO2释放到土壤溶液中形成氢离子和碳酸氢根离子，可以与土壤表面上的阳离子和阴离子等价交换，使土壤表面上的阴、阳离子被交换到土壤溶液中，再根据第一条使离子被吸附到根细胞表面。第二种，接触交换，当根与土壤颗粒靠得很近，由于根表面吸附离子与土壤颗粒表面吸附离子都在不停的振动，如果根与土粒的距离小于离子振动的空间，两者所吸附的离子便可直接交换，使土粒表面的离子吸附到根细胞表面。被吸附到根细胞表面的离子可经细胞对离子的主动吸收，被动吸收或胞饮作用被吸收进入植物体。

4.植物缺镁和缺铁表现症状有何异同?为什么？

答：相同点：缺镁和缺铁都呈现缺绿症。

不同点：缺镁出现的缺绿症状首先从下部老叶上表现出来，而缺铁的缺绿症状首先从上部新生叶表现出来。

原因是镁是参与循环的元素，即可再利用元素，而铁是不参与循环的元素，即不可再利用元素。

5.概述植物必需元素在植物体内的生理作用。

答：(1)作为细胞结构物质的组分。如碳、氢、氧、氮、磷、硫等组成糖类、脂类、蛋白质和核酸等有机物的组分，参与细胞壁、膜系统，细胞质等结构组成。

(2)作为植物生命活动的调节者。可作为酶组分或酶的激活剂参与酶的活动，还可作为内源生理活性物质（如激素类生长调节物质）的组分，调控植物的发育过程。

(3)参与植物体内的醇基酯化。例如磷与硼分别形成磷酸酯与硼酸酯，磷酸酯对代谢物质的活化及能量的转换起着重要作用。而硼酸酯有利于物质运输。

(4)起电化学作用。如钾、镁、钙等元素能维持离子浓度的平衡，原生质胶体的稳定及电荷中和等。

6.白天和夜晚硝酸还原速度是否相同?为什么？

答：(1)光合作用可直接为硝酸盐、亚硝酸盐还原和氨的同化提供还原力FAD(P)H、Fdred和ATP。

(2)光合作用制造同化物，促进呼吸作用，间接为硝酸盐的还原提供能量，也为氮代谢提供碳架。

(3)硝酸还原酶和亚硝酸还原酶是诱导酶，其活性不但被硝酸诱导，而且光能促进NO3-对NR、NiR活性的激活作用。

7.土壤理化状况对根系吸收矿质元素有何影响？

答：硝酸盐在昼夜的还原速度不同，白天还原速度显著较夜间为快，这是因为：

(1)光合作用可直接为硝酸盐、亚硝酸盐还原和氨的同化提供还原力FAD(P)H、Fdred和ATP。

(2)光合作用制造同化物，促进呼吸作用，间接为硝酸盐的还原提供能量，也为氮代谢提供碳架。

(3)硝酸还原酶和亚硝酸还原酶是诱导酶，其活性不但被硝酸诱导，而且光能促进NO3-对NR、NiR活性的激活作用。

8.简述合理施肥的生理基础。

答：根据作物的需肥规律进行施肥。首先，要根据不同作物的特点及不同收获对象进行施肥。如叶菜类要适当多施氮肥，而收获块根、块茎的作物需多施磷钾肥。其次，要按作物不同生育期的需肥规律进行施肥。如种子萌发期间，幼苗生长可利用种子贮藏的养分，不需外界提供肥料。随着幼苗不断生长，养分需要量日益增加，通常在开花结实期达到需肥高峰。以后随植株各部分逐渐衰老而对矿质元素的需求量也逐渐减少。尽管各生育期都有其生长中心，都需保证肥分供应。但不同生育期施肥对作物生长的影响不同，增产效果也不一样。通常作物的营养最大效率期是生殖生长期，此时正是作物需肥最多的时期，保证此期作物对肥分的需求，对提高产量至关重要。

9.为什么在叶菜类植物的栽培中常多施用氮肥，而栽培马铃薯则较多的施用钾肥？

答：叶菜类植物的经济产量主要是叶片部分，受氮素的影响较大。氮不仅是蛋白质、核酸、磷脂的主要成分，而且是叶绿素的成分，与光合作用有密切关系。因此，氮的多寡会直接影响细胞的分裂和生长，影响叶面积的扩大和叶鲜重的增加，氮素在土壤中易缺乏，因此在叶菜类植物的栽培中要多施氮肥。氮肥充足时，叶片肥大，产量高，汁多叶嫩，品质好。

钾与糖类的合成有关。钾肥充足时，蔗糖、淀粉、纤维素和木质素含量较高，葡萄糖积累则较少。钾也能促进糖类运输到贮藏器官中，所以在富含糖类的贮藏器官（马铃薯块茎和甘薯块根）中钾含量较多，种植时钾肥需要量也较多。

10.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？

答：植物体内的叶绿素在代谢过程中一方面合成，一方面分解，在不断地更新。水稻秧苗根系在栽插过程中受伤，影响植株对构成叶绿素的重要必需元素N和Mg的吸收，使叶绿素的更新受到影响，而分解过程仍然进行。另一方面，N和Mg等必需元素是可重复利用元素，根系受伤后，新叶生长所需的N、Mg等必需元素依赖于老叶中叶绿素、蛋白质等有机物的分解和转运，即新叶向老叶争夺N和Mg等必需元素，这就加速成了老叶的落黄。因此水稻秧苗在栽插后有一个叶色落黄过程。当根系恢复生长后，新根能从土壤中吸收N、Mg等必需元素，使叶绿素合成恢复正常。随着新叶的生长，植株的绿色部分增加，秧苗返青。11.光照如何影响根系对矿质的吸收？

答：(1)光照影响光合，光合产物多，向根系运输多，有利根系生长，增加根系吸收面积，有利矿质（主、被动）吸收。

(2)光照通过光合增加呼吸基质，有利根系呼吸供能，有利根系主动吸收。根系呼吸产生供交换离子，有利离子的吸附交换，促进被动吸收。

(3)光照影响气温，进一步影响地温，地温提高，促进根系呼吸，促进根系生长，有利根系（主、被动）吸收。

(4)光照影响气孔开放，进一步影响蒸腾，有利于矿质在体内分布，促进矿质的吸收。

可见，光照一般有利于矿质吸收。但光照过强时，因蒸腾失水过多，气孔关闭，影响光合，进一步影响矿质吸收。

第三章光合作用

一、名词解释

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。

2.光合速率：指光照条件下，植物在单位时间单位叶面积吸收CO2的量（或释放O2的量）。

3.原初反应：指植物对光能的吸收、传递与转换，是光合作用最早的步骤，反应速度极快，通常与温度无关。

4.光合电子传递链：在光合作用中，由传氢体和传电子体组成的传递氢和电子的系统或途径。

5.PQ穿梭：在光合作用电子传递过程中，由质体醌在接合电子的同时，接合基质中的质子，并将质子转运到类囊体腔的过程。

6.同化力：在光反应中生成的A TP和NADPH可以在暗反应中同化二氧化碳为有机物质，故称ATP和NADPH为同化力。

7.光呼吸：植物的绿色细胞在光照下吸收氧气，放出CO2的过程。

8.荧光现象：指叶绿素溶液照光后会发射出暗红色荧光的现象。

9.磷光现象：照光的叶绿素溶液，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产生的光。这种发光现象称为磷光现象。

10.光饱和现象：在一定范围的内，植物光合速率随着光照强度的增加而加快，超过一定范围后光合速率的增加逐渐变慢，当达到某一光照强度时，植物的光合速率不再继续增加，这种现象被称为光饱和现象。

11.光饱和点：在一定范围内，光合速率随着光照强度的增加而加快，光合速率不再继续增加时的光照强度称为光饱和点。

12.光补偿点：指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。

13.光能利用率：单位面积上的植物通过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。

14.CO2饱和点：在一定范围内，光合速率随着CO2浓度增加而增加，当光合速率不再继续增加时的CO2浓度称为CO2饱和点。

15.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。

16.光合作用单位：结合在类囊体膜上，能进行光合作用的最小结构单位。

17.作用中心色素：指具有光化学活性的少数特殊状态的叶绿素a分子。

18.聚光色素：指没有光化学活性，只能吸收光能并将其传递给作用中心色素的色素分子。聚光色素又叫天线色素。

19.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。

20.光合磷酸化：叶绿体（或载色体）在光下把无机磷和ADP转化为A TP，并形成高能磷酸键的过程。

21.光系统：由叶绿体色素和色素蛋白质组成的可以完成光化学转换的光合反应系统，称为光系统，植物光合作用有PSI和PSII两个光系统。

22.红降现象：当光波大于685nm时，光合作用的量子效率急剧下降，这种现象被称为红降现象。

23.双增益效应：如果用长波红光（大于685nm）照射和短波红光（650nm）同时照射植物，则光合作用的量子产额大增，比单独用这两种波长的光照射时的总和还要高，这种增益效应称为双增益效应

24.C3植物：光合作用的途径主要是C3途经的植物，其光合作用的初产物是甘油-3-磷酸

25.C4植物：光合作用的途径主要是C4途经的植物，其光合作用的初产物是C4二酸，如草酰乙酸。

26.量子产额：指每吸收一个光量子所合成的光合产物的量或释放的氧气的量，又称为量子效率。

27.量子需要量：指释放一分子氧或还原一分子二氧化碳所需要的光量子数。一般为8~10个光量子。

28.光合作用‘午睡’现象：在正午光照较强的情况下，有些植物的光合速率会急剧降低，甚至光合速率为零。这种现象称为光合作用‘午睡’现象

四、问答题

1.简述光合作用的重要意义。

2.比较C3、C4植物光合生理特性的异同。

3.为什么说光在光合作用中起作主导作用？

4.简述不同类型的植物的光合作用过程。

5.为什么说光合作用是作物产量构成的最主要的因素。

6.下图为光强－光合曲线，分别指出图中B、F两点，OA、AC和DE线段，CD曲线，以及AC斜率的含义？

7.举出三种测定光合作用强度的方法,并简述其原理及优缺点。

8.试用化学渗透学说解释光合磷酸化的机理。

9.光对CO2同化有哪些调节作用?

10.叶色深浅与光合作用有何关系？为什么？

11.试分析产生光合作用“午睡”现象的可能原因。

12.光呼吸有何生理意义？

13.假定成都平原的年辐射量为1120kcal/cm2，一年中收获水稻600kg/667m2，收获小麦250kg/667m2，经济系数为何0.5，产品含水量为12%，每公斤干物质含能量约为1000千卡。试求成都平原的作物光能利用率。

14.用红外线CO2分析仪测得：空气中的CO2浓度为0.528mg/L，20cm2的叶片水稻光合吸收后叶室的CO2浓度为0.468mg/L，空气流速为 1.2L/分，求水稻叶片的光合速率（mgCO2?dm-2?h-1）。

15.如何证实光合作用中释放的O2来自水?

16.请分析C4植物比C3植物光合效率高的原因

17.简单说明叶绿体的结构及其功能。

18.C3途径可分为几个阶段？每个阶段有何作用?

19.影响光能利用率的因素有哪些?如何提高光能利用率?

20.C3途径的调节方式有哪几个方面?

1.答：(1)光合作用把CO2转化为碳水化合物。

(2)光合作用将太阳能转变为可贮存的化学能。

(3)光合作用中释放氧气，维持了大气中CO2和氧气的平衡。

2.答：碳三、碳四植物的光合生理特性比较见下表

比较项目C3植物C4植物

叶片解剖结构维管束鞘细胞与叶肉细胞排列疏松维管束鞘细胞与叶肉细胞排列紧密，有叶绿体，富含胞间连丝，维管束发达

叶绿体只有叶肉细胞中含有叶绿体维管束鞘细胞中的叶绿体机理片层不发达，叶绿体体积较叶肉中的大

CO2同化途径只有碳三途径碳三途径和碳四途径

CO2受体RuBP RuBP和PEP

最初产物3-磷酸甘油酸草酰乙酸

光呼吸高，易测出低，不易测出

净光合速率10～40(CO2mg.dm-2) 40～80(CO2mg.dm-2)

CO2偿点50～100ppm 0～10ppm

相同点:光反应的过程基本上相同，反应的实质是相同的，都是把二氧化碳同化为有机物，它们都要进行卡尔文循环。

3.答：①光是光合作用进行的能量来源，是光合作用进行的动力，光合速率随光照强度增加而增加，达到光饱和点光合速率不再增加；

②光照可以诱导暗反应中多种酶的活性；

③光照还会影响与光合作用有关的叶绿素的合成和叶绿体的发育。

4.答：根据光合作用的途径不同，将植物分为C3植物、C4植物和CAM。C3植物二氧化碳同化在叶肉细胞中完成，碳同化途径为C3途径；C4植物初次固定二氧化碳在椰肉细胞中，进行的是C4途径，然后转入维管束鞘细胞中被再次固定，通过C3途径同化为有机物质，氧化碳的固定与还原是在空间上分隔开的；CAM的光合途径与C4植物类似，但空间位置不同，在夜晚固定二氧化碳为有机酸，储藏在液泡中，在白天转入叶绿体中同化为有机物质，二氧化碳的固定与还原是在时间上分隔开的。

5.答：作物产量的本质是通过植物生产有机物质，光合作用是植物制造有机物质的主要途径，光合产物的多少直接影响植物产量；再者，光合作用产生的有机物质为植物正常生长发育提供有机营养和能量，若光合作用较低，则会影响植物的生长发育，甚至于植物不能生存，也就谈不上进一步为人类提供有机物质。因此光合作用是作物产量的最重要的因素。

答：B点为光补偿点，F点为光饱和点，OA线段为暗呼吸强度，AC线段为光强－光合曲线的比例阶段，DE线段为光强－光合曲线的饱和阶段，CD曲线为比例阶段向饱和阶段的过渡阶段，AC斜率即为光强－光合曲线的比例阶段斜率，可衡量光合量子产量。

6.请分析C4植物比C3植物光合效率高的原因

7.答：①改良半夜法主要测定但为时间单位面积叶片干重的增加。②红外二氧化碳分析法：原理是二氧化碳对特定波长的红外线有较强的吸收，二氧化碳的浓度与红外辐射能量降低呈线性关系。③氧电极法：氧电极由铂和银构成，其外套有聚乙烯薄膜，外加激化电压时，溶氧透过薄膜在阴极上还原，同时产生扩散电流，溶氧量越高，电流越强。

8.答：化学渗透学说认为：A TP的合成是由质子动力(或质子电化学势差)推动形成的，类囊体膜对质子具有选择透过性，在光合作用过程中随着类囊体膜上的电子传递会将H＋从基质向类囊体膜腔内，加之水在类囊体膜强光解产生H＋，可以形成跨过类囊体膜的H＋梯度形成，它具有做功的本领，称之为质子动力势，当质子通过返回叶绿体基质中时，由质子动力势推动ATP合酶催化ADP和Pi合成ATP。

9.答：①光通过光反应对CO2同化提供同化力。

②调节着光合酶的活性。C3循环中的Rubisco、PGAK、GAPDH、FBPase，SBPase，Ru5PK 都是光调节酶。光下这些酶活性提高，暗中活性降低或丧失。光对酶活性的调节大体可分为

两种情况：一种是通过改变微环境调节，即光驱动的电子传递使H＋向类囊体腔转移，Mg2+则从类囊体腔转移至基质，引起叶绿体基质的pH从7上升到8，Mg2+浓度增加。较高的pH与Mg2+浓度使Rubisco等光合酶活化。另一种是通过产生效应物调节，即通过Fd-Td(铁氧还蛋白-硫氧还蛋白)系统调节。FBPase、GAPDH、Ru5PK等酶中含有二硫键(－S－S－)，当被还原为2个巯基(－SH)时表现活性。光驱动的电子传递能使基质中Fd还原，进而使Td 还原，被还原的Td又使FBPase和Ru5PK等酶的相邻半胱氨酸上的二硫键打开变成2个巯基，酶被活化。在暗中则相反，巯基氧化形成二硫键，酶失活。

10.答：叶色深浅与光合作用关系是

①在一定范围内光合作用速率与叶色深浅呈正比。

②当叶色超过一定的范围，光合作用速率与叶色深浅不呈正比。

③因为叶片颜色深浅反映了叶绿体色素含量的高低，叶绿体色素在光合作用中起吸收、传递光能和光能的转化。在一定范围内，叶绿体色素含量越多，吸收、传递转化的光能越多，光合速率就快；当含量过多，会受到光合机构的限制和暗反应速率的限制以及环境因素的限制，不能继续提高光合速率。

11.答：引起光合“午睡”的主要因素是大气干旱和土壤干旱。在干热的中午，叶片蒸腾失水加剧，如此时土壤水分也亏缺，使植株的失水大于吸水，就会引起萎蔫与气孔导性降低，进而使CO2吸收减少。另外，中午及午后的强光、高温、低CO2浓度等条件都会使光呼吸激增，光抑制产生，这些也都会使光合速率在中午或午后降低。

12.答：光呼吸在生理上的意义推测如下：

①回收碳素。通过C2碳氧化环可回收乙醇酸中3/4的碳(2个乙醇酸转化1个PGA，释放1个CO2)。

②维持C3光合碳还原循环的运转。在叶片气孔关闭或外界CO2浓度低时，光呼吸释放的CO2能被C3途径再利用，以维持光合碳还原环的运转。

③防止强光对光合机构的破坏作用。在强光下，光反应中形成的同化力会超过CO2同化的需要，从而使叶绿体中NADPH/NADP、A TP/ADP的比值增高。同时由光激发的高能电子会传递给O2，形成的超氧阴离子自由基会对光合膜、光合器有伤害作用，而光呼吸可消耗同化力与高能电子，降低超氧阴离子自由基的形成，从而保护叶绿体，免除或减少强光对光合机构的破坏。

13.答：①一年中没m2通过植物光合作用所形成的有机物质的所包含的能量为：

（1200+500）÷0.5×（1－12%）×1000÷667=4485.75kcal/m2

②光能利用率=单位面积的光合产物包含的能量÷单位面积的辐射能×100%

=4485.75kcal/m2÷（1120kcal/cm2×100）×100%

=4.005%

14.答：光合速率（mgCO2?dm-2?h-1）=(0.528-0.468)×1.2×60÷20×100=21.6

15.答：以下三方面的研究可证实光合作用中释放的O2来自水。

①尼尔(C.B.VanNiel)假说尼尔将细菌光合作用与绿色植物的光合作用反应式加以比较，提出了以下光合作用的通式：

光，自养生物

CO2+2H2A-----------→(CH2O)+2A+H2O

这里的H2A代表还原剂，可以是H2S、有机酸等，对绿色植物而言，H2A就是H2O，2A 就是O2。

②希尔反应希尔(Robert.Hill)发现在叶绿体悬浮液中加入适当的电子受体(如草酸铁)，照光时可使水分解而释放氧气：

光，破碎叶绿体

4Fe3＋+2H2O-----------→4Fe2＋+4H++O２

这个反应称为希尔反应。此反应证明了氧的释放与CO2还原是两个不同的过程，O2的释放来自于水。

③18O的标记研究用氧的稳定同位素18O标记H2O或CO2进行光合作用的实验，发现当标记物为H218O时，释放的是18O2，而标记物为C18O2时，在短期内释放的则是O2。

光，光合细胞

CO2＋2H218O-----------→（CH2O）＋18O2＋H2O

16.答：①C4植物叶片具有特殊的有利于光合的结构和光合途径。

②维管束鞘细胞中有高的CO2浓度，促进了Rubisco的羧化反应，抑制了Rubisco的加氧反应。

③PEPC对CO2的亲和力高。由于C4植物叶肉细胞中的PEPC对CO2的亲和力高，即使BSC中有光呼吸的CO2释放，CO2在未跑出叶片前也会被叶肉细胞中的PEPC再固定。17.答：叶绿体有两层被膜，分别称为外膜和内膜，具有选择性。叶绿体膜以内的基础物质为基质。基质成分主要是可溶性蛋白质和其他代谢活跃物质。在基质里可固定CO2形成淀粉。在基质中分布有绿色的基粒，它是由类囊体垛叠而成。光合色素主要集中在基粒之中，光能转变为化学能的过程是在基粒的类囊体膜上进行的。

18.答：C3途径可分为三个阶段：

①羧化阶段。CO2被固定，生成了3-磷酸甘油酸，为最初产物。

②还原阶段。利用同化力（NADPH、A TP）将3-磷酸甘油酸还原3—磷酸甘油醛—光合作用中的第一个三碳糖。

③更新阶段。光合碳循环中形成了3—磷酸甘油醛，经过一系列的转变，再重新形成RuBP 的过程。

19.答：响光能利用率的因素大体有以下几方面：

①光合器官捕获光能的面积，作物生长初期植株小，叶面积不足，日光的大部分直射于地面而损失。

②光合有效幅射能占整个辐射能的比例只有53%，其余的47%不能用于光合作用。

③光合器官上的光不能被光合器官全部吸收，要扣除反射、透射及非叶绿体组织吸收的部分。

④吸收的光能在传递到光合反应中心色素过程中会损失，如发热、发光的损耗。

⑤光合器将光能转化为同化力，进而转化为稳定化学能过程中的损耗。

⑥光、暗呼吸消耗以及在物质代谢和生长发育中的消耗。

⑦环境因素对光合作用的影响，如作物在生长期间，经常会遇到不适于作物生长与进行光合的逆境，如干旱、水涝、低温、高温、阴雨、缺CO2、缺肥、盐渍、病虫草害等。在逆境条件下，作物的光合生产率要比顺境下低得多，这些也会使光能利用率大为降低。

提高作物光能利用率的主要途径有:

①提高净同化率如选择高光效的品种、增施CO2、控制温湿度、合理施肥等。

②增加光合面积通过合理密植或改变株型等措施，可增大光合面积。

③延长光合时间如提高复种指数、适当延长生育期，补充人工光源等。

20.答:①酶活化调节：通过改变叶的内部环境，间接地影响酶的活性。如间质中pH的升高，Mg2+浓度升高，可激活RuBPCase和Ru5P激酶。

②质量作用的调节，代谢物的浓度可以影响反应的方向和速率。

③转运作用的调节，叶绿体内的光合最初产物--磷酸丙糖，从叶绿体运到细胞质的数量，受细胞质里的Pi数量所控制。Pi充足，进入叶绿体内多，就有利于叶绿体内磷酸丙糖的输出，光合速率就会加快。

第四章呼吸作用

一、名词解释

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。

2.呼吸速率：又称呼吸强度。以单位鲜重千重或单位面积在单位时间内所放出的CO2的重量(或体积)或所吸收O2的重量(或体积)来表示。

3.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。

4.呼吸底物:用于呼吸作用氧化分解的物质.

5.呼吸跃变:指花朵、果实发育到一定程度时，其呼吸强度突然增高，尔后又逐渐下降的现象。

6.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。

7.无氧呼吸：指在无氧条件下，细胞把某些有机物分解为不彻底的氧化产物。

8.氧化磷酸化：是指呼吸链上的氧化过程，伴随着ADP被磷酸化为ATP的作用。

9.巴斯德效应：指氧对发酵作用的抑制现象。

10.能荷调节:能荷是指细胞中可利用的高能磷酸化合物的摩尔数与细胞中总的腺苷磷酸的比值,细胞中

能荷高低对呼吸速率具有的调节作用称为能荷调节。

11.抗氰呼吸：某些植物组织对氰化物不敏感的那部分呼吸。即在有氰化物存在的情况下仍能够进行

其它的呼吸途径。

12.末端氧化酶：是指处于生物氧化作用一系列反应的最末端，将底物脱下的氢或电子传递给氧，

并形成H2O或H2O2的氧化酶类。

13.无氧呼吸熄灭点：又称无氧呼吸消失点，使无氧呼吸完全停止时环境中的氧浓度，称为无氧呼吸

消失点。

14.呼吸链：呼吸代谢中间产物随电子和质子，沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途

径，传递到分子氧的总轨道。

15.戊糖磷酸途径：简称PPP或HMP。是指在细胞质内进行的一种葡萄糖直接氧化降解的酶促反应过

程。

16.糖酵解：是指在细胞质内所发生的、由葡萄糖分解为丙酮酸的过程。

17.三羧酸循环：丙酮酸在有氧条件下，通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解生成

CO2的过程。又称为柠像酸环或Krebs环，简称TCA循环。

18.P/O比：指呼吸链中每消耗1个氧原子与用去Pi或产生A TP的分子数。

四、问答题

1．简述呼吸作用的生理意义

答：呼吸作用对植物生命活动具有十分重要的意义，主要表现在以下三个方面：

(1)为植物生命活动提供能量：除绿色细胞可直接从光合作用获取能量外，其它生命活动所需的能量都依赖于呼吸作用。呼吸过程中有机物质氧化分解，释放的能量一部分以ATP形式暂贮存起来，以随时满足各种生理活动对能量的需要；另一部分能量则转变为热能散失，以维持植物体温，促进代谢，保证种子萌发、幼苗生长、开花传粉、受精等生理过程的正常

进行。

(2)中间产物为合成作用提供原料：呼吸过程中有机物的分解能形成许多中间产物，其中的一部分用作合成多种重要有机物质的原料。呼吸作用在植物体内的碳、氮和脂肪等物质代谢活动中起着枢纽作用。

(3)在植物抗病免疫方面有着重要作用：植物受伤或受到病菌侵染时，呼吸作用的一些中间产物可转化为能杀菌的植保素，以消除入侵病菌分泌物中的毒性。旺盛的呼吸还可加速细胞木质化或栓质化，促进伤口愈合。

2.植物呼吸代谢的多条路线有何生物学意义？

答：植物的呼吸代谢有多条途径，表现在呼吸底物的多样性、呼吸生化历程的多样性、呼吸链电子传递系统的多样性以及末端氧化酶的多样性等。不同的植物、器官、组织、不同的条件或生育期，植物体内物质的氧化分解可通过不同的途径进行；呼吸代谢的多样性是在长期进化过程中，植物形成的对多变环境的一种适应性，具有重要的生物学意义，使植物在不良的环境中，仍能进行呼吸作用，维持生命活动。例如，氰化物能抑制生物正常呼吸代谢，使大多数生物死亡，而某些植物具有抗氰呼吸途径，能在含有氰化物的环境下生存。

3．写出有氧呼吸和无氧呼吸的总方程式，两者有何异同点？

答：有氧呼吸的总过程可用下列总反应式来表示：

C6H12O6＋6O2→CO2＋6H2O△G°′＝-2870kJ?mol-1

无氧呼吸可用下列反应式表示：

C6H12O6→C2H5OH＋2CO2△G°′＝-226kJ?mol-1

(1)共同点：①有氧呼吸和无氧呼吸都是生活细胞内在酶的参与下，将有机物逐步氧化分解并释放能量的过程。②它们都可为植物的生命活动提供能量和中间产物。③有氧呼吸和无氧呼吸最初阶段的反应历程都经过了糖酵解阶段。

(2)不同点：①有氧呼吸有分子氧的参与，而无氧呼吸可在无氧条件下进行。②有氧呼吸的呼吸底物能彻底氧化分解为CO2和水，释放的能量多，而无氧呼吸对呼吸底物进行不彻底的氧化分解，释放的能量少，而且它的生成物如酒精、乳酸对植物有毒害作用。③有氧呼吸产生的中间产物多，即为机体合成作用所能提供的原料多，而无氧呼吸产生的中间产物少，为机体合成作用所能提供的原料也少。

4.为什么说长时间的无氧呼吸会使陆生植物受伤，甚至死亡？

答：(1)无氧呼吸释放的能量少，要依靠无氧呼吸释放的能量来维持生命活动的需要就要消耗大量的有机物，以至呼吸基质很快耗尽。

(2)无氧呼吸生成氧化不彻底的产物，如酒精、乳酸等。这些物质的积累，对植物会产生毒害作用。

(3)无氧呼吸产生的中间产物少，不能为合成多种细胞组成成分提供足够的原料。

5.简述线粒体内膜上电子传递链的组成情况。

答：植物线粒体内膜上的电子传递链由4种蛋白复合体组成。

复合体I含有NADH脱氢酶、FMN和3个Fe-S蛋白。NADH将电子传到泛醌（UQ）；

复合体II的琥珀酸脱氢酶有FAD和Fe-S蛋白等，把FADH2的电子传给UQ；

复合体III合2个Cytb（b560和b565）、Cytc和Fe-S，把还原泛醌(UQH2)的电子经Cytb传到Cytc；

复合体IV包含细胞色素氧化酶复合物（其铜原子的CuA和CuB）、Cyta和Cyta3，把Cytc 的电子传给O2，激发O2并与基质中的H+结合，形成H2O。

此外，膜外面有外源NAD（P）H脱氢酶，氧化NAD（P）H，与UQ还原相联系。

6.三羧酸循环的要点和生理意义是什么？

答：（1）三羧酸循环是植物的有氧呼吸的重要途径。

（2）三羧酸循环一系列的脱羧反应是呼吸作用释放CO2的来源。一个丙酮酸分子可以产生三个CO2分子；当外界的CO2浓度增高时，脱氢反应减慢，呼吸作用受到抑制。三羧酸循环中释放的CO2是来自于水和被氧化的底物。

（3）在三羧酸循环中有5次脱氢，再经过一系列呼吸传递体的传递，释放出能量，最后与氧结合成水。因此，氢的氧化过程，实际是放能过程。

（4）三羧酸循环是糖、脂肪、蛋白质和核酸及其他物质的共同代谢过程，相互紧密相连。

7.春天如果温度过低，就会导致秧苗发烂，这是什么原因？

答：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。8.果实成熟时产生呼吸骤变的原因是什么？

答：产生呼吸骤变的原因：

（1）随着果实发育，细胞内线粒体增多，呼吸酶活性增高。

（2）产生了天然的氧化磷酸化解偶联，刺激了呼吸酶活性的提高。

（3）乙烯释放量增加，诱导抗氰呼吸。

（4）糖酵解关键酶被活化，呼吸酶活性增强。

9.简述氧化磷酸化的机理。

答：氧化磷酸化的机理有多种假说，如化学偶联学说、结构偶联学说和化学渗透学说。其中得到较多支持的是米切尔(P.Mitchell，1961)的化学渗透学说。根据该学说的原理，呼吸链的电子传递所产生的跨膜质子动力是推动ATP合成的原动力。其主要观点是：①呼吸链上的递氢体与电子传递体在线粒体内膜上有特定的位置，彼此间隔交替排列，质子和电子定向传递。②递氢体有质子泵的作用，当递氢体从线粒体内膜内侧接受从底物传来的氢（2H）后，可将其中的电子（2e）传给其后的电子传递体，而将两个H＋泵出内膜。膜外侧的H＋不能自由通过内膜而返回内侧，因而使内膜外侧的H＋浓度高于内侧，造成跨膜的质子浓度梯度(△pH)和外正内负的膜电势差(△E)，二者构成跨膜的H＋电化学势梯度(△μH＋)。③质子动力使H＋流沿着A TP酶的H＋通道进入线粒体基质时，在ATP酶的作用下推动ADP和Pi合成ATP。

10.呼吸作用与谷物种子贮藏的关系如何?

答：种子呼吸速率受其含水量的影响很大。一般油料种子含水量在8%～9%，淀粉种子含水量在12%～14%时，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，此时的含水量称之为安全含水量。超过安全含水量时呼吸作用就显著增强。其原因是，种子含水量增高后，原生质由凝胶转变成溶胶，自由水含量升高，呼吸酶活性大大增强，呼吸也就增强。呼吸旺盛，不仅会引起大量贮藏物质的消耗，而且由于呼吸作用的散热提高了粮堆温度，呼吸作用放出的水分会使种堆湿度增大，这些都有利于微生物活动，易导致粮食的变质，使种子丧失发芽力和食用价值。

为了做到种子的安全贮藏，①严格控制进仓时种子的含水量不得超过安全含水量。②注意库房的干燥和通风降温。③控制库房内空气成分。如适当增高二氧化碳含量或充入氮气、降低氧的含量。④用磷化氢等药剂灭菌，抑制微生物的活动。

11．为什么说油料种子播种时应注意适当浅播？

答：油料种子中含脂肪多，萌发时，耗氧多，呼吸商小，种子如果播种过深会影响正常的有氧呼吸，对物质转化和器官的形成都不利，特别是根的生长和分化会受到明显的抑制。所以油料种子播种时需要注意适当浅播，以保证O2的供应。

12.PPP在植物呼吸代谢中具有什么生理意义？

答：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。

13.什么叫末端氧化酶？主要有哪几种？

答：处于生物氧化作用一系列反应的最末端，将底物脱下的氢或电子传递给氧，并形成H2O 或凡H202的氧化酶都称为末端氧化酶。如：细胞色素氧化酶、交替氧化酶（抗氰氧化酶）、酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、黄素氧化酶等，也有把过氧化氢物和过氧化物酶列入其中。14.举例说明呼吸作用在农业生产中有哪些方面的应用？

答：（1）在作物栽培上的应用；

（2）在粮食种子贮藏方面的应用；

（3）在果蔬贮藏和运输方面的应用。

第六章植物体内有机物的运输

答案

一、名词解释

1.共质体：是通过胞间连丝把无数原生质体联系起来形成一个连续的整体。

2.质外体：是一个开放性的连续自由空间，包括细胞壁、细胞间隙及导管等。

3.胞间连丝：是贯穿胞壁的管状结构物，内有连丝微管，其两端与内质网相连接。

4.压力流动学说：又叫集流学说，是德国人明希提出的。该学说认为从源到库的筛管通道中存在

着一个单向的呈密集流动的液流，其流动动力是源库之间的压力势差。

5.韧皮部装载：指光合作用产物从叶肉细胞输入到筛分子一伴胞复合体的整个过程。

6.韧皮部卸出：是指装载在韧皮部的同化产物输出到接受细胞的过程。

7.代谢源：指制造并输送有机物质到其他器官的组织、器官或部位。如成熟的叶片。

8.代谢库：指植物接受有机物质用于生长、消耗或贮藏的组织，器官或部位。如正在发育的种

子、果实等。

9.代谢源:产生或提供同化物的组织或器官。

10.代谢库：消耗或积累同化物的组织或器官。

11.P蛋白：即韧皮部蛋白，位于筛管的内壁，当韧皮部受到损伤时，它可以在筛孔周围积累并

形成凝胶，堵塞筛孔以维持其它部位筛管的压力，减少同化物外流。

12.转移细胞：也叫传递细胞，在共质体与质外体交替运输中起吸收和转运物质的特殊薄壁细胞，

其细胞壁和质膜向内突起，形成许多皱褶，扩大了细胞内质膜的表面积，从而增加物质运输面积，

促进囊泡的吞并、分泌或吸收。

13.源--库单位：在同化物供求上有对应关系的源与库以及它们之间的疏导组织合称为源--库单位。

14.比集转运速率：指单位时间、单位韧皮部或筛管横截面积上所运转的干物质的量。

15.磷酸丙糖转运器：叶绿体被膜上的一种运转磷酸、磷酸丙糖、磷酸甘油酸等的转运蛋白质，

又叫磷酸转运器。

四、问答题

1.如何证明高等植物的同化物长距离运输的通道是韧皮部？

答：(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

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。

2.蔗糖作为同化物的运输形式具有哪些特点？

答：蔗糖是光合作用的主要产物，是韧皮部运输物质的主要形式，其具有以下适合进行长距离

的韧皮部运输的特点：

(1)蔗糖是非还原糖，化学性质比还原糖稳定，运输中不易发生反应。

(2)蔗糖的糖苷键键能高，运输中不易分解，但水解和氧化时能产生相对高的自由能，因而

蔗糖是很好的贮能物质。

(3)蔗糖分子小、水溶性高、移动性大，运输速率高。

3.简述同化物在韧皮部装载的过程。

答：同化物从周围的叶肉细胞转运进韧皮部SE-CC复合体的过程中存在着两种装载途径：

(1)质外体装载途径光合细胞输出的蔗糖进入质外体后通过位于SE-CC复合体质膜上的蔗糖

载体逆浓度梯度进入伴胞，最后进入筛管。

(2)共质体装载途径光合细胞输出的蔗糖通过胞间连丝顺蔗糖浓度梯度进入伴胞或中间细胞，

最后进入筛管。

第七章细胞的信号转导习题

一、名词解释

1.细胞信号转导:是指偶联个胞外刺激信号(包括各种种内、外源刺激信号)与其相应的生理反应之间

的一系列分子反应机制。

2.G蛋白：全称为GTP结合调节蛋白。此类蛋白由于其生理活性有赖于三磷酸鸟苷(GTP)的结合

以及具有GTP水解酶的活性而得名。在受体接受胞间信号分子到产生胞内信号分子之间往往要

进行信号转换，通常认为是通过G蛋白偶联起来，故G蛋白又被称为偶联蛋白或信号转换蛋白。

3.细胞受体：只存在于细胞表面或亚细胞表面组分中的天然物质，可特异地识别并结合化学信号

物质—配体，并在细胞内放大、传递信号，启动一系列生化反应，最终导致特定的细胞反应。

4.第二信使：又称次级信使，由胞外刺激信号激活或抑制的具有生理调节活性的细胞因子，植物

中的第二信使主要是cAMP、钙离子、DAG和IP3。

5.钙调素：是最重要的多功能Ca2+信号受体，为单链的小分子酸性蛋白，具有4个Ca2+结合位点。

当外界信号刺激引起胞内Ca2+浓度上升到一定阈值，Ca2+与CaM构象改变而活化

靶酶结合，使其活化而引起生理反应。目前已知有十多种酶受Ca2+-CaM的调控。

6.第一信使：能引起胞内信号的胞间信号和环境刺激，亦称为初级信使。

7.双信号系统：是指肌醇磷脂信号系统，其最大的特点是胞外信号被膜受体接受后同时产生两个

胞内信号分子（IP3和DAG），分别激活两个信号传递途径，即IP3/Ca2+和DAG/PKC 途径，因此把这一信号系统称之为“双信号系统”。

四、问答题

1.扼要说明G蛋白的生理功能。

答：G蛋白生理功能，主要是细胞膜受体与其所调节的相应生理过程之间的信号转导者，即将胞间

信号转换为胞内信号。G蛋白的信号转导功能主要靠GTP的结合或水解而产生的变构作用：当其

与受体结合而被激活时，G蛋白同时结合上GTP（形成受体-G蛋白-GTP复合体），进而触

发效应器，把胞间信号转换为胞内信号；当GTP水解为GDP时，G蛋白便回到原初构像，失去

转换信号的功能。

2.简要说明细胞如何感受内外因子变化的刺激，并最终引发生理生化反应。

答：(1)胞间信号的产生植物细胞感受内外环境因子变化的刺激后，能产生起传递信息作用的胞

间信号，可分为物理信号（电波信号与水力学信号）和化学信号（内源激素与生长调节物质）。

(2)胞间信号的传递由于胞间信号的产生位点与发挥效应的作用位点处在不同部位时，需要进

行长距离传递。主要包括如下四种方式：电波信号的传递、水力学信号的传递、化学信号的维管

束传递（如ABA）、化学信号的气相传递（如ETH），最终传递至作用部位—靶细胞。

(3)在靶细胞膜中信号的转换目前认为，在靶细胞膜中存在着信号受体，这是一种能感受信号，

与信号特异结合，并引发胞内产生刺激信号（即信号的转换）的蛋白质类活性物质，如钙调蛋白

（CaM）、蛋白激酶C（PKC）等，在信号的转换过程中，起关键作用的是G蛋白，其过

程是：当G蛋白与受体结合而被激活时，G蛋白同时结合上GTP（形成受体-G蛋白-GTP 复合体），进而触发效应器，把胞间信号转换为胞内信号；当GTP水解为GDP时，G 蛋白回

复到原初构象，失去转换信号的功能。

(4)胞内信号的转导经G蛋白介导之后可产生胞内信号（第二信使）有多种，目前研究较为深

入的有：钙信号系统（Ca2+-CaM）、肌醇磷脂信号系统（如IP3和DAG）、环腺苷酸信号

系统（cAMP），这些经转换而产生的且又放大的次级信号系统，即可直接引发生化生理反应。

(5)引起蛋白质磷酸化在上述胞内信号系统的作用下，使某些关键酶（如蛋白激酶C，PKC）

发生磷酸化，甚至进而引起修饰作用或促发转录因子，最终引发生化生理反应。

第八章植物生长物质

一、名词解释

1.植物激素：指一些在植物体内合成，并从产生之处运送到别处，对生长发育起显著作用的微量(<1μmol/L）有机物。

2.植物生长调节剂：指一些具有植物激素活性的人工合成的物质。

3.细胞分裂素：指具有和激动素相同生理活性（促进细胞分裂）的所有天然的和人工合成的化合物，都叫细胞分裂素。

4.催熟激素：催熟是乙烯最主要和最显著的效应，因此也称乙烯为催熟激素。

5.三重反应：乙稀可抑制黄化豌豆幼苗上胚轴的伸长生长；促进其加粗生长；上胚轴失去负向地性生长特性，而横向生长。这三种反应称为“三重反应”。

6.生长素的极性运输：局限于胚芽鞘、幼茎、幼根的薄壁细胞之间进行的短距离、仅能从植物体形态学上端运输到下端的方式。

7.生长延缓剂：抑制植物茎近顶端分生组织细胞延长，节间缩短，叶数和节数，使植株紧凑、矮小，生殖器官不受影响或影响不大的植物生长物质。

8.生长促进剂：可以促进细胞分裂、分化和伸长生长，也可促进植物营养器官的生长和生殖器官的发育。

9.生长延缓剂：抑制植物亚顶端分生组织生长的生长调节剂称为植物生长延缓剂．

1.五大类植物激素是如何发现的？

（1）生长素是研究燕麦胚芽鞘的向光性中发现的。（2）GA是日本人黑泽英—从水稻恶苗病的研究中发现的。（3）CTK是美国Skoog等培养烟草髓细胞中发现培养基中含DNA 降解产物而KT可使细胞分裂时发现的。（4）ABA是美国的阿迪科特和英国韧林分别研究棉铃脱落和槭树休眠时发现的。

（5）乙烯是对苹果等催熟研究中发现，并用气相色谱鉴定后确定的。

2.束缚态生长素的作用可能有哪些方面？

答：(1)作为贮藏形式。(2)作为运输形式。(3)解毒作用。(4)调节自由生长素含量。

3.生长抑制剂与生长延缓剂在概念及作用方式有何异同？

答：生长抑制剂和生长延缓剂都是抑制植物茎顶端分生组织生长的植物生长调节物质，但生长抑制剂是抑制植物茎顶端分生组织生长的生长调节物质，而生长延缓剂是抑制植物亚顶端分生组织生长的生长调节物质生长。

生长抑制剂主要作用是使茎顶端分生组织细胞的核酸和蛋白合成受阻，细胞分裂变慢，植株生长矮小。由于生长抑制剂对顶端分生组织细胞的伸长和分化有影响，从而破坏顶端优势，使生殖器官发育受抑。外施生长素等可以逆转这种抑制效应，而赤霉素对生长抑制剂无颉颃作用。因为这种抑制作用不是由于缺少赤霉素而引起的。常见的生长抑制剂有三碘苯甲酸、青鲜素、水杨酸、整形素等。

生长延缓剂主要作用是抑制亚顶端分生组织中的细胞伸长，由于亚顶端分生组织中的细胞伸长与赤霉素有关，所以外施赤霉素往往可以逆转这种效应。常见的生长延缓剂有矮壮素、多效唑、比久(B9)等，由于它们不影响顶端分生组织的生长，因而不影响叶片的发育和数目，一般也不影响花的发育。

4.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？

（1）人工合成的生长素类及其应用

吲哚丙酸（IPA）；吲哚丁酸（IBA）；2，4-二氯苯氧乙酸（2，4-D）；α-萘乙酸（NAA）。生产上的应用：1）促进插条生根；2）阻止器官脱落；3）促进结实；4）促进菠萝开花（2）人工合成的赤霉素类及其应用

六十年代开始人工合成，已经能够合成GA3、GA1、GA19等。目前使用的GA主要是从赤霉菌培养液中提取的，成本较低。在生产上的主要应用：1）促进麦芽糖化；2）促进营养生长；3）防止脱落；4）打破休眠。

（3）人工合成的细胞分裂素类及其应用

激动素（KT）、6-苄基腺嘌呤（6-BA）、氯吡苯脲（CPPU）、塞苯隆（TDZ）等，主要应用于：（1）组织培养；（2）保鲜；（3）防止落果等。（4）乙烯：乙烯是气体，在生产上应用不方便，生产上应用的是乙烯释放剂2-氯乙基膦酸，商业名称为乙烯利，其主要应用为：（1）催熟；（2）促进次生物质排出（橡胶等）；（3）促进开花。

第九章光形态建成

一、名词解释

光形态建成：依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成，就称为光形态建成。

１.目前已知至少存在哪三种受体，各受体感受的光区在哪里？

（1）光敏色素：感受红光及远红光区域的光；

（2）隐花色素：感受蓝光和近紫外光区域的光；

（3）UV-B受体：感受紫外光B区域的光。

２.简述光在植物生长发育中的作用。

２.答：(1)间接作用即为光合作用。由于植物必须在较强的光照下生长一定的时间才能合成足够的

光合产物供生长需要。(2)直接作用指光对植物形态建成的作用。光对植物生长的直接作用表现在

以下几方面：

（1）影响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）黄化苗的转绿植物在黑暗中生长呈黄化，表现出茎叶淡黄、茎杆细长、叶小而不伸展等状态。若给黄化植株照光就能使茎叶逐渐转绿，这主要是叶绿素和叶绿体的形成需在光下形成。

（3）控制植物的形态叶的厚度和大小，茎的高矮，分枝的多少、长度、根冠比等都与光照强弱和光质有关。如UV-B能使核酸分子结构破坏，多种蛋白质变性，IAA氧化，细胞的分裂与伸长受阻，从而使植株矮化、叶面积减少。

（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下促进生长、短日照条件诱导休眠。

（5）与植物的运动有关如向光性，即植物器官对受单方向光照射所引起的弯曲生长现象，通常茎叶有正向光性，而根有负向光性。另外，一些豆科植物叶片的昼开夜合，气孔运动等都受光的调节。

第十章植物生长生理

一、名词解释

种子寿命：是指种子从采收到失去发芽力的时间。

温周期现象：植物对昼夜温度周期性变化的反应。

生物钟：指植物内生节奏调节的近似24小时的周期性变化节律。

顶端优势：植物顶端在生长上占有优势的现象。

分化：是指细胞形成不同形态和功能细胞的过程。

植物细胞的全能性：指植物体的每个细胞携带着一个完整基因组，并具有发育成完整植株

的潜在能力。

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，这个过程称生长大周期。

感性运动：指外界对植物不定向刺激所引起的运动。

向性运动：指外界对植物单向刺激所引起的定向生长运动。

顽拗性种子：不耐脱水干燥，也不耐零下低温贮藏的一类种子称为顽拗性种子。

四、问答题

1.种子萌发过程中会发生哪些生理生化变化？

答：(1)种子的吸水：

三个阶段：急剧吸水、吸水停止、重新迅速吸水，表现出快、慢、快的特点。

（2）呼吸作用的变化和酶的形成

1）呼吸的变化

在胚根突出种皮之前，种子的呼吸主要是无氧呼吸，在胚根长出之后，便以有氧呼吸为主了。

2）酶的形成：

萌发种子中酶的来源有两种：

A.从已经存在的束缚态的酶释放或活化而来；支链淀粉葡萄糖苷酶。

B.通过蛋白质合成而形成的新酶。a-淀粉酶。

(3)有机物的转变

种子中贮存着大量的有机物，主要有淀粉、脂肪和蛋白质，萌发时，他们被分解，分解产物参与种子的代谢活动。

2.农谚讲“旱长根，水长苗”是什么意思？道理何在？

答：这是指水分供应状况对植物根冠比调节的一个形象比喻。植物地上部生长和消耗的大量水分，完全依靠根系供应，土壤有效水的供应量直接影响枝叶的生长，因此凡是能增加土壤有效水的措施，必然有利地上部生长；而地上部生长旺盛，消耗耗大量光合产物，使输送到根系扔机物减少，又会削弱根系的生长，加之如果水分过多，通气不良，也会限制根系活动，这些都将使根冠比减少。干旱时，由于根系的水分环境比地上部好，根系仍能较好地生长；而地上部则由于抽水，枝叶生长明显受阻，光合产物就可输入根系，有利根系生长，使根冠比增大。所以水稻栽培中，适当落干晒田，可对促进根系生长，增加根冠比。

3.水分在种子萌发中有哪些作用？

答：水分是种子萌发的先决条件。因为种子吸水后首先能使种皮软化、透性增加，有利气体交换和呼吸增强，也有利于种胚的破皮而出；其次，能使种子内部物质的状态改变，包括细胞质由凝胶变溶胶，酶的活化，生长激素物质由结合态变为游离态等，有利于呼吸，物质转运等代谢活动加速进行；第三，水分参与物质的降解和转化，又是良好的反应介质，并可促进可溶性物质的运输，为幼根、幼芽的生长提供充分的物质和能量。

第十一章植物生殖生理

一、名词解释

1.单性结实：子房不经过受精作用而形成不含种子果实的现象，称为单性结实。

2.春化作用：低温促使植物开花的作用，称为春化作用。

3.长日植物：指日照长度大于一定临界日长才能开花的植物。

4.短日植物：指日照长度小于一定临界日长才能开花的植物。

5.光周期诱导：植物只需要一定时间适宜的光周期处理，以后即使处于不适宜的光周期下，仍然可以长期保持刺激的效果，这种现象称为光周期诱导。

四、问答题

1.答：因为烟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，减少吲哚乙酸的破坏，提高生长素的含量，而生长素和乙烯都能促进瓜类植物多开雌花，因此烟熏植物可增加雌花。

2.答：他假定成花素是由形成茎所必需的赤霉素和形成花所必需的开花素两组具有活力的物质组成。一株植物必须先形成茎，然后才能开花。所以，植物体内同时存在赤霉素和开花素才能开花。中性植物本身具有赤霉素和开花素，所以，不论在长、短日照条件下，都能开花。长日植物在长日照下，短日植物在短日条件下，都具有赤霉素和开花素，所以都可以开花。长日植物在短日条件下，由于缺乏赤霉素，而短日植物在长日条件下，由于缺乏开花素，所以都不能开花，冬性长日植物在长日条件下，具有开花素，但无低温条件，即无赤霉素的形成，所以仍不能开花。赤霉素限制长日植物开花，而开花素限制短日植物开花。

3.答：菊花是短日照植物，原在秋季（10月）开花，可用人工进行遮光处理，使花在6~7月份也处于短日照，从而诱导菊花提前在6~7月份开花。如果延长光照或晚上闪光使暗间断，则可使花期延后。

4.答：植物的成花诱导有4条途径。一是光周期途径。光敏色素和隐花色素参与这个途径。

二是自主/春化途径。三是糖类途径。四是赤霉素途径。上述4条途径集中增加关键花分生组织决定基因AGL20的表达。

5.答：ABC模型理论的主要要点是：正常花的四轮结构（萼片、花瓣、雄蕊和雌蕊）的形

成是由A、B、C三类基因所控制的。A、AB、B、C这三类基因的4种组合分别控制4轮花器官的发生，如果其中1个基因失活则形成突变体。人们把控制花结构的基因按功能划分为A、B，C3类，即为ABA模型。

第十二章植物成熟与衰老生理习题

一、名词解释

1.单性结实：不经受精作用而形成不含种子的果实。

2.呼吸骤变：指花朵、果实发育到一定程度时，其呼吸强度突然增高，尔后又逐渐下降的现象。

3.休眠：有些种子（包括鳞茎、芽等延存器官）在合适的萌发条件下仍不萌发的现象。

4.衰老：指一个器官或整个植株生理功能逐渐恶化，最终自然死亡的过程。

5.脱落：指植物细胞组织或器官与植物体分离的过程，如树皮各茎顶的脱落，叶、枝、花和果实的脱落。

四、问答题

1.答：(1)果实变甜。果实成熟后期，淀粉可以转变成为可溶性糖，使果实变甜。

(2)酸味减少。未成熟的果实中积累较多的有机酸。在果实成熟时，有机酸含量下降，这是因为：有的转变为糖；有的作为呼吸底物氧化为二氧化碳和水；有些则被钙离子、钾离子等所中和。

植物生理复习资料简介(doc 10页)

植物生理复习资料，只供参考。一、水分代谢 1．根压——是指由于根系自身的生理代谢活动所引起的吸水并压水向上的力量。 2. 暂时萎蔫——靠降低蒸腾即能消除水分亏缺以恢复原状的萎蔫。 3．水分临界期——指植物在生命周期中，对缺水最敏感、最易受害的时期，一般而言，植物的水分临界期多处于花粉母细胞四分体形成期 4. 永久萎蔫——如果由于土壤已无可资植物利用的水，虽降低蒸腾仍不能消除水分亏缺以恢复原状的萎蔫。 5．蒸腾作用——指植物体内水分以气态方式通过植物体表面散失到大气中去的过程。 6. 冬季越冬作物组织内自由水/束缚水比值（B）。A升高/ B降低/C变化不大 7. 土壤通气不良使根系吸水量减少的原因是（A）。A缺乏氧气/B水分不足/ C. C02浓度过高 8. 根部吸水主要在根尖进行，吸水能力最大是（C）。A分生区/B伸长区/C根毛区 9. 植物蒸腾作用的生理意义及其方式。（1）生理意义：是植物对水分吸收和运输的主要动力；有助于植物对矿物质和有机物的吸收；能降低叶片的温度；（2）叶片蒸腾方式：角质蒸腾；气孔蒸腾。 10. 影响植物蒸腾失水速度差异的原因。立于群体之外的单个树木的蒸腾失水更快，其原因是：茂密森林中的树木所处的环境与单个树木相比，由于树木的相互遮蔽，林中的温度低、湿度大、光照弱、空气流动性小，这些都是影响蒸腾作用的直接因素，因而使茂密森林中树木的蒸腾作用明显低于群体之外的单个数。 11．植物细胞吸水主要有（扩散）、（集流）和（渗透作用）三种方式。 12．植物根系吸水的途径有3种，分别是（质外体途径）、（共质体途径）和（跨膜途径），后两种途径统称为细胞途径。 13．目前认为水分沿导管或管胞上升的动力是（根压）和（蒸腾拉力） 14. 种子吸涨吸水和蒸腾作用都是需要呼吸作用直接供能的生理过程。（×） 15.水孔蛋白—— 16.蒸腾强度—— 二、矿质营养 1．溶液培养法——亦称水培法，指在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法。 2. 下列影响植物根毛区主动吸收无机离子的最重要因素是（B）。 A土壤溶液pH值/B土壤中氧浓度C土壤中盐含量

植物生理学实验课程

《植物生理学实验》课程大纲一、课程概述课程名称（中文）：植物生理学实验（英文）：Plant Physiology Experiments 课程编号：18241054 课程学分：0.8 课程总学时：24 课程性质：专业基础课前修课程：植物学、生物化学、植物生理学二、课程内容简介植物生理学是农林院校各相关专业的重要学科基础课，是学习相关后续课程的必要前提，也是进行农业科学研究和指导农业生产的重要手段和依据。本实验课程紧密结合理论课学习内容，加深学生对理论知识的理解。掌握植物生理学的实验技术、基本原理以及研究过程对了解植物生理学的基本理论是非常重要的。本大纲体现了植物生理学最实用的技术方法。实验内容上和农业生产实践相结合，加强学生服务三农的能力。实验手段和方法上，注重传统、经典技术理论与现代新兴技术的结合，提高学生对新技术、新知识的理解和应用能力。三、实验目标与要求植物生理学实验的基本目标旨在培养各专业、各层次学生有关植物生理学方面的基本研究方法和技能，包括基本操作技能的训练、独立工作能力的培养、实事求是的科学工作态度和严谨的工作作风的建立。开设植物生理学实验课程，不仅可以使学生加深对植物生理学基本原理、基础知识的理解，而且对培养学生分析问题、解决问题的能力和严谨的科学态度以及提高科研能力等都具有十分重要的作用。要求学生实验前必须预习实验指导和有关理论，明确实验目的、原理、预期结果，操作关键步骤及注意事项；实验时要严肃认真专心操作，注意观察实验过程中出现的现象和结果；及时将实验结果如实记录下来；实验结束后，根据实验结果进行科学分析，完成实验报告。四、学时分配植物生理学实验课学时分配实验项目名称学时实验类别备注植物组织水势的测定3学时验证性叶绿体色素的提取及定量测定3学时验证性植物的溶液培养及缺素症状观察3学时验证性植物呼吸强度的测定3学时设计性红外CO2分析仪法测定植物呼吸速率3学时设计性选修植物生长物质生理效应的测定3学时验证性植物种子生活力的快速测定3学时验证性

植物生理学复习资料全

植物生理学复习资料 1、名词解释杜衡：细胞可扩散正负离子浓度乘积等于细胞外可扩散正负离子浓度乘积时的平衡，叫做杜衡。水势：每偏摩尔体积水的化学势与纯水的化学势的差值。渗透作用：水分从水势高的系统通过半透膜流向水势低的系统的现象。蒸腾作用：植物通过其表面(主要是叶片）使水分以气体状态从体散失到体外的现象。光合作用: 绿色植物利用太阳的光能，将CO2和H2O转化成有机物质，并释放O2的过程呼吸作用：是植物体一切活细胞经过某些代途径使有机物质氧化分解，并释放能量的过程。有氧呼吸：活细胞利用分子氧(O2 )把某些有机物质彻底氧化分解，生成CO2与H2O，同时释放能量的过程。无氧呼吸：在无氧(或缺氧)条件下活细胞把有机物质分解为不彻底的氧化产物，同时释放出部分能量的过程。蒸腾速率：也叫蒸腾强度，是指植物在单位时间、单位叶面积上通过蒸腾而散失的水量。矿质营养：植物对矿质元素的吸收、运转与同化的过程，叫做矿质营养光合速率：指单位时间、单位叶面积吸收co2的量或放出o2的量，或者积累干物质的量呼吸速率：呼吸速率又称呼吸强度，是指单位时间单位鲜重（FW）或干重（DW）植物组织吸收O2或放出CO2的数量(ml或mg)。诱导酶：植物本来不含某种酶，但在特定外来物质（如底物）的影响下，可以生成这种酶。植物激素：是指在植物体合成，并经常从产生部位输送到其它部位，对生长发育产生显著作用的微量有机物。种子休眠：一个具有生活力的种子，在适宜萌发的外界条件下，由于种子的部原因而不萌向性运动：春化作用：低温诱导花原基形成的现象（低温促进植物开花的作用）二、植物在水分中的状态？在植物体，水分通常以束缚水和自由水两种状态存在。三、水分在植物生命活动中的作用 1.水是细胞原生质的重要组分 2.水是代过程的反应物质 3.水是植物吸收和运输物质的溶剂 4.水使植物保持挺立姿态 5.水的某些理化性质有利于植物的生命活动四、水势(ψw)：每偏摩尔体积水的化学势与纯水的化学势的差值。纯水的水势规定为0。水势最大细胞水势(ψw)、衬质势(ψm ）、渗透势(ψπ或ψs )、压力势(ψp)之间的关系为： ψw = ψm + ψπ + ψp 水势单位：Pa(帕)或MPa(兆帕)。 1 MPa ＝106Pa 五、植物细胞吸水方式③代性吸水②渗透性吸水①吸胀性吸水

植物生理学实验基本理论

浙江大学实验报告课程名称：植物生理学及实验实验类型：理论学习实验项目名称：植物生理学实验基本理论学生姓名：XX 专业：XX 学号：XXXXXXXX 同组学生姓名：XX / 指导老师：XX 实验地点：XXX 实验日期：XXXX 年X 月XX 日周二下午题目：对下列数据进行处理，并自学《影响光合作用的因素》或 Chapter 9 Photosynthesis: Physiological and Ecological considerations, p243-269，对所得结果进行分析和讨论。比较两曲线的差别，求出光饱和点和光补偿点，根据实验数据和自学内容,分析为什么有这些差异？ (第1叶为最上部的剑叶，第3叶为较老的叶片) 表1 水稻抽穗期不同叶位叶片光和光合作用关系的测定值 (已知测定的条件相同,光合的单位为μmol CO2 m-2 s-1 ，光强的单位为μmol photon m-2 s-1 ）

数据处理与分析用Excel对上述数据进行处理，求平均值如下表：根据上表作图如下：由图估计可得：光补偿点光饱和点第一叶30.0 1700.0 第三叶20.0 800.0 差异与分析：第一叶比第三叶光补偿点高的原因：因为第一叶是刚抽出的幼嫩的叶，他的新陈代谢比第三叶要强，呼吸作用产生的二氧化碳比第三叶多，所以第一叶达到光补偿点所要通过光合作用消耗的二氧化碳比第三叶多，故需要的光强更大。第三叶的光饱和点比第一叶低且光合速率也比第一叶低的原因：第三叶相比第一叶是已经衰老的叶子，他的新陈代谢不如第一叶强，他体内的光合作用有关的酶的数量和活性比第一叶要低，而且第三叶中所含的叶绿素比第一叶少，其捕获的光能比第一叶少；此外，第三叶中叶绿体中的基粒由于衰老有部分水解，所以第三叶的光合速率较第一叶低且光的补偿点比第一叶低。

植物生理学复习(2016年)课件

2016-2017第一学期《植物生理学》复习资料一、名词解释第1章植物的水分代谢 1.自由水：距离胶粒较远而可以自由流动的水分。 2.根压：靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力。 3.渗透势：由于溶质颗粒的存在，降低了水的自由能，因而其水势低于纯水的水势。 4.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。 5.水分临界期：是指植物在生命周期中，植物对水分不足特别敏感的时期。 6.水势：每偏摩尔体积水的化学势差。 7.蒸腾速率：植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。 8.蒸腾效率：植物在一定生长期内积累的干物质与蒸腾失水量的比值，用克（干物质）/公斤（水）表示，也可以说是植物每消耗1公斤水所形成干物质的克数。 9.蒸腾比率：植物蒸腾作用丧失水分与光合作用同化CO2的物质的量（mol）比值。 10.蒸腾作用Transpiration：指水分以气体状态，通过植物体的表面（主要是叶片），从体内散失到体外的现象。 11.质壁分离：植物细胞由于液泡失水而使原生质体与细胞壁分离的现象第2章植物的矿质营养 1.溶液培养法：是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。 2.必需元素：①完成植物整个生长周期不可缺少的；②在植物体内的功能是不能被其他元素代替的，植物缺乏该元素时会表现专一的症状，并且只有补充这种元素症状才会消失；③这种元素对植物体内所起的作用是直接的，而不是通过改变土壤理化性质、微生物生长条件等原因所产生的间接作用。 3.单盐毒害：溶液中只有一种金属离子时，对植物起有害作用的现象。 4.载体运输学说 5.生物固氮：某些微生物把空气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。 6.诱导酶（适应酶）：指植物本来不含某种酶，但在特定外来物质的诱导下，可以生成这种酶。这种现象就是酶的诱导形成（或适应形成），所形成的酶便叫做诱导酶。第3章植物的光合作用 7.CO2饱和点： 8.CO2补偿点：。 9.光饱和点：。 10.光补偿点： 11.光合磷酸化Photophosphorylation： 12.光合作用Photosynthesis： 13.光呼吸Photorespiration： 14.光能利用率

植物生理实验希尔反应

植物生理学实验希尔反应的观察和反应速率的测定

摘要：本实验以新鲜的菠菜叶片为实验材料；以菠菜的离体叶绿体为实验对象，由离体叶绿体悬浮液在光下能还原某些氧化剂，根据2,6 -二氯酚靛酚在光下从蓝色到粉红色再到无色的变化，观察希尔反应。在本实验中观察到，加入叶绿体悬浮液的试管，在光下由蓝色变为绿色（由于叶绿体存在的原因）；暗处的试管仍为蓝色。一、实验原理与实验目的实验原理：希尔发现，离体叶绿体悬浮液在光下能还原某些氧化剂（如2,6 -二氯酚靛酚、高铁氰化钾、苯醌、NADP+、草酸等）2H2O+2A →2AH2+O2 希尔反应的测定的方法是（1）放氧速率；（2）氧化剂被还原的速率。本实验中2,6 -氯酚靛酚还原后，溶液由兰色变为无色。实验目的：观察和测定希尔反应，了解叶绿体在光合放氧中的作用。二、实验材料和方法实验材料：菠菜实验器材：离心机、分光光度计、天平、研钵、漏斗、容量瓶、量筒、烧杯、纱布、移液管、台灯等实验试剂：（1）提取液（0.067M 磷酸缓冲液，pH 6.5 + 0.3M 蔗糖+ 0.01M KCl）；（2）0.1% 2,6 -二氯酚靛酚（溶于0.067M 磷酸缓冲液+0.01%KCl）三、实验步骤 1.离体叶绿体悬浮液的制备称取8克叶片,加10ml预冷提取液研磨,在研钵中捣碎30秒钟后,继续加入15ml冷提取液; 经过二层纱布过滤,去残渣,挤出滤液,置于离心管中。以1000转/分离心3分钟;弃去沉淀。以3000转/分离心上层液,8分钟,弃去上清液,沉淀为破碎的叶绿体。用20ml提取液悬浮沉淀,置于冰浴备用。 2.离体叶绿体对2,6 -二氯酚靛酚的还原作用取2支试管，分别加入5ml叶绿体悬浮液和1ml 0.1%的2,6 -二氯酚靛酚。一试管照光，另一试管置于黑暗。5-10min后观察溶液颜色的变化。四、实验结果与讨论实验结果：黑暗处的试管颜色未发生变化，一直都是蓝绿色；光照下的试管颜色明显变浅，由较深的蓝绿色变为浅绿色，证明希尔反应的存在，可见离体叶绿体悬浮液在光下能还原某些氧化剂。实验讨论： 1、离体叶绿体对染料的还原作用实验中,比较两个处理的溶液颜色有何不同,并解释实验结

植物生理学实验指导

植物生理学实验指导主编张立军参编（按姓氏汉语拚音）樊金娟郝建军刘延吉阮燕晔朱延姝

沈阳农业大学植物生理学教研室 2004年1 月序实验课是提高学生动手能力，提高分析问题和解决问题能力的重要途径。植物生理学教研室的全体教师和实验技术人员经过多年的教改探索，认为实验课教学要注意基本实验技能的训练、要有助于提高学生的动手能力，有助于使学生熟悉实验工作；实验内容要有挑战性，能够吸引学生的兴趣。为此，我们在借鉴国外高校和国内其他高校的先进教学经验的基础上，提出了一系列提高实验课教学质量的改革措施，这些措施涉及到实验内容的设置、实验的设计、实验报告的写作，以及实验指导书的编写等多个方面。本学期的实验教学是我们实验教学改革探索的一部分。所有的实验都设计成研究型的，有适当的处理，并尽可能的设置重复。同学们能够通过实验解释一个理论或实际问题。在本次编写的实验指导中我们给出了大量的思考题，有的涉及实验中应注意的问题，有的涉及实验技术的应用，有的涉及实验方法的应用扩展；此外，我们还要求实验报告的形式类似于正式发表的科研报告，并附有写作说明，这有利于培养学生写作科研论文的能力。为了培养良好的科研习惯，对每个实验还都给出相应的记录方式。本学期是我们教研室首次按这项教学改革研究成果组织教学，希望广大同学配合，也希望相关专业老师、相关部门的领导及广大同学提出宝贵意见、以便使植物生理学实验教学改革更加完善。张立军 2004 年1月30日 2014年12月29日 1

附：参加教学改革人员：刘延吉郝建军樊金娟朱延姝阮燕晔康宗利付淑杰于洋目录 Section 1（1h）植物生理学实验课简介 1．教学目的 2．教学要求和考核 3．实验内容介绍 4．实验室安全要求 Section 2（6h）一、植物的光合速率测定-----改良半叶法二、植物叶绿素素含量测定----丙酮提取法 Section 3（6h）三、植物组织水势测定----小液流法四、植物根系活力测定----甲烯蓝法 Section 4（6h）五、植物抗逆性鉴定----电导率仪法六、植物组织丙二醛含量测定 Section 5（4h）七、植物组织硝态氮含量的测定 Section 6（4h）八、植物呼吸酶活性测定 2

(完整版)植物生理学笔记复习重点剖析

绪论 1、植物生理学：研究植物生命活动规律及其机理的科学。 2、植物生命活动：植物体物质转化、能量转换、形态建成及信息传递的综合反应。 3、植物生理学的基本内容：细胞生理、代谢生理、生长发育生理和逆境生理。 4、历程：近代植物生理学始于荷兰van Helmont（1627）的柳条试验，他首次证明了水直接参与植物有机体的形成；德国von Liebig（1840）提出的植物矿质营养学说，奠定了施肥的理论基础；植物生理学诞生标志是德国von Sachs和Pfeffer所著的两部植物生理学专著；我国启业人是钱崇澍，奠基人是李继侗、罗宗洛、汤佩松。第二章植物的水分关系 1、束缚水：存在于原生质胶体颗粒周围或存在于大分子结构空间中被牢固吸附的水分。 2、自由水：存在于细胞间隙、原生质胶粒间、液泡中、导管和管胞内以及植物体其他间隙的水分。 3、束缚水含量增高，有利于提高植物的抗逆性；自由水含量增加，植物的代谢加强而抗逆性降低。 4、水分在植物体内的生理作用：①水分是原生质的主要成分；②水是植物代谢过程中重要的反应物质；③水是植物体内各种物质代谢的介质；④水分能够保持植物的固有姿态；⑤水分能有效降低植物的体温；⑥水是植物原生质良好的稳定剂；⑦水与植物的生长和运动有关。 5、植物细胞的吸水方式：渗透性吸水和吸胀吸水。 6、渗透作用：溶剂分子通过半透膜扩散的现象。 7、水的偏摩尔体积：指加入1mol水使体系的体积发生的变化。 8、水势：溶液中每偏摩尔体积水的化学势差。 9、水通道蛋白调节水分以集流的方式快速进入细胞的细微孔道。 10、溶质势：由于溶质颗粒与水分子作用而引起细胞水势降低的数值。Ψs = -icRT。 11、衬质势：细胞中的亲水物质对水分子的束缚而引起水势下降的数值，为负值。Ψm 12、压力势：由于细胞吸水膨胀时原生质向外对细胞壁产生膨压，细胞壁产生的反作用力——壁压使细胞水势增加的数值。Ψp 13、Ψw = Ψs + Ψm + Ψp + Ψg + …。 14、吸胀吸水：植物细胞壁中的纤维素以及原生质中的蛋白质、淀粉等大分子亲水性物质与极性的水分子以氢键结合而引起细胞吸水膨胀的现象。蛋白质>淀粉>纤维素 15、植物根系由表皮、皮层、内皮层和中柱组成，吸水途径有共质体途径和质外体途径。 16、主动吸水：仅由植物根系本身的生理活动而引起的吸水。分为伤流和吐水。 17、根压：由于植物根系生理活动而促使液流从根部上升的压力。 18、被动吸水（主要方式）：通过蒸腾拉力进行的吸水。枝叶的蒸腾作用使水分沿导管上升的力量称为蒸腾拉力。 19、植物蒸腾作用是产生蒸腾拉力并促进根系吸水的根本原因 20、影响根系吸水的因素：（1）内部：导管水势、根系大小、根系对水的透性、根系对水吸收速率；（2）外部：土壤水分、土壤温度、土壤通气状况、土壤溶液浓度。

植物生理学实验-3

实验报告课程名称：植物生理学及实验实验类型：探索、综合或验证实验项目名称：叶绿体色素的提取、分离、理化性质和叶绿素含量的测定学生姓名：专业：农业资源与环境学号：同组学生姓名：指导老师：实验地点：实验日期：2019年10月9日一、实验目的和要求掌握植物中叶绿体色素的提取分离和性质鉴定、定量分析的原理和方法二、实验内容和原理以青菜为材料，提取和分离叶绿体色素并进行理化性质测定和叶绿素含量分析。原理如下： 1.叶绿素和类胡萝卜素均不溶于水而溶于有机溶剂.常用95%的乙醇或80%的丙酮提取。 2.皂化反应。叶绿素是二羧酸酯，与强碱反应，形成绿色的可溶性叶绿素盐，就可与有机溶剂中的类胡萝卜素分开。装订线

3.取代反应。在酸性或加温条件下，叶绿素卟啉环中的Mg2+可依次被H+和Cu2+取代形成褐色的去镁叶绿素和绿色的铜代叶绿素。 H+取代Mg2+, Cu2+ (Zn2+)取代H+。 4.叶绿素受光激发，可发出红色荧光，反射光下可见红色荧光。透射光下呈绿色，反射光下呈红色。 5.光谱分析。叶绿素吸收红光和兰紫光，红光区可用于定量分析，其中645和 663用于定量叶绿素a,b及总量，而652可直接用于总量分析。三、主要仪器设备 1.天平（万分之一）、可扫描分光光度计（UV-1240）、离心机 2.研具、各种容（量）器、酒精灯等四、操作方法与实验步骤 1.定性分析 a)称取鲜叶3-5g，并逐步加入乙醇15ml，磨成匀浆取匀浆过滤，并倒入三角瓶中，同时观察荧光现象。 b)取三角瓶中约1ml溶液于小试管。加KOH数片剧烈摇均，加石油醚 O 1ml分层后观察。 1ml和H 2

植物生理学复习提纲(综合版)

植物生理学复习提纲（2016年夏）（13/14级水保13级保护区14级梁希材料）第一章植物水分代谢 1、植物体内水分存在形式及其与细胞代谢的关系: 1）水分在植物体内通常以自由水和束缚水两种形式存在。自由水是距离胶体颗粒较远，可以自由移动的水分。束缚水是较牢固地被细胞胶体颗粒吸附，不易流动的水分。 2）代谢关系：自由水参与各种代谢作用。可用于蒸腾，可作溶剂，作反应介质，转运可溶物质，故它的含量制约着植物的代谢强度；自由水占总含水量的比例越大则植物代谢越旺盛。束缚水不参与代谢活动，不易丧失，不起溶剂作用，高温不易气化，低温不易结冰，但是植物要求低微的代谢强度度过不良的外界条件，因此束缚水含量越大植物的抗逆性越大。 2、植物生理学水势的概念（必考）:同温度下物系中的水与纯水间每偏摩尔体积的化学势差。 3、植物细胞水势的组成（逐一解释）：植物细胞水势由溶质势、压力势、衬质势和重力势构成。（溶质势是指由于溶质颗粒的存在而使水势降低的值；压力势是指由于细胞壁压力的作用增大的细胞水势值；衬质势是指由衬质所造成的水势降低值；重力势是指水分因重力下降与相反力量相等时的力量，增加细胞水势的自由能，提高水势的值。）成熟细胞水势组成：溶质势、压力势典型细胞水势组成：溶质势、压力势、衬质势干燥种子水势组成：衬质势 4、细胞吸收水分的三种方式及动力：渗透吸水（主要方式），主要动力是水势差（压力势和溶质势）；吸胀吸水，主要动力是水势差（衬质势）；代谢吸水，主要动力是呼吸供能。 5、细胞在纯水中的水势变化：外界水势> 细胞水势，细胞吸水，细胞溶质势上升，压力势上升；细胞水势与外界水势平衡时，细胞水势=外界水势=0 ，细胞水势＝溶质势+压力势=0，溶质势=压力势；细胞在高浓度蔗糖（低水势）溶液中的水势变化：外界水势<细胞水势，细胞失水，浓度上升，溶质势下降，压力势下降，原生质持续收缩，当压力势下降=0，发生质壁分离，细胞水势＝溶质势＋压力势，细胞水势＝溶质势＋0，细胞水势=细胞溶质势，外界水势=外界溶质势（开放溶液系统），外界水势=细胞水势，外界溶质势=细胞溶质势（可测定渗透势）；细胞间的水分流动方向：相邻两细胞的水分移动，取决于两细胞间的水势差异，水势高的细胞中的水分向水势低的细胞流动。 6、植物吸水的器官：根系，主要部位根尖（根冠，分生区，根毛区和伸长区）植物吸水的途径：两种途径非质体途径（质外体途径）：没有原生质的部分，包括细胞壁、细胞间隙和木质部导管或管胞。水分自由扩散，又称自由空间。共质体途径(细胞途径，跨膜途径）：生活细胞的原生质通过胞间连丝组成整体。

植物生理学实验

实验名称：植物含水量的测定实验目的：掌握测定植物组织的含水量的方法实验原理：利用水遇热蒸发为水蒸汽的原理，可用加热烘干法来测定植物组织中的含水量。植物组织含水量的表示方法，常以鲜重或干重 % 表示，有时也以相对含水量 % （或称饱和含水量 % ）表示。后者更能表明它的生理意义。实验材料与设备：（一）材料：植物鲜组织。（二）仪器设备：天平（感量1/1000g）；烘箱；干燥器；剪刀；搪瓷盘；塑料袋；纸袋；吸水纸等。实验步骤： ⒈鲜重测定迅速剪取植物材料，装入已知重量的容器（或塑料袋）中，带入室内，用分析天平称取鲜重（FW）。 ⒉干重测定提前把烘箱打开，温度升至100~105℃。把称过鲜重的植物材料装入纸袋中，放入烘箱内，100~105℃杀青10min，然后把烘箱的温度降到70~80℃左右，烘至恒重。取出纸袋和材料，放入干燥器中冷却至室温，称干重（DW）。 ⒊饱和鲜重测定将称过鲜重的植物材料浸入水中，数小时后取出，用吸水纸吸干表面水分，立即称重；再次将材料放入水中浸泡一段时间后，再次取出，吸干表面水分，称鲜重，直到两次称重的结果基本相等，最后的结果即为饱和鲜重（SFW）。若事先已知达到水分饱和所用的时间，则可一次取得饱和鲜重的测量定值。 ⒋取得以上数据后，按公式计算组织含水量、相对含水量。思考题：测定饱和含水量时，植物材料在水中浸泡时间过短或过长会出现什么问题？实验名称：植物组织水势的测定（小液流法）

实验目的：学会用小液流法测定植物组织的水势实验原理：将植物组织分别放在一系列浓度递增的溶液中，当找到某一浓度的溶液与植物组织之间水分保持动态平衡时，则可认为此植物组织的水势等于该溶液的水势。因溶液的浓度是已知的，可以根据公式算出其渗透压，取其负值，为溶液的渗透势（ψπ），即代表植物的水势（ψw）。 ψw＝ψπ＝－P＝－iCRT 实验材料与设备：（一）材料：小白菜或其它作物叶片（二）仪器设备：1.带塞青霉素小瓶12个；2.带有橡皮管的注射针头；3.镊子；4.打孔器5.培养皿。（三）试剂：1. 0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30mol/L蔗糖溶液；2.甲烯蓝粉末。实验步骤：（一）取干燥洁净的青霉素瓶6个为甲组，各瓶中分别加入0.05～0.30mol/L蔗糖溶液约4ml（约为青霉素瓶的2／3处），另取6个干燥洁净的青霉素瓶为乙组，各瓶中分别加入0.05～0.30mol/L蔗糖溶液1ml 和微量甲烯蓝粉末着色，上述各瓶加标签注明浓度。（二）取待测样品的功能叶数片，用打孔器打取小圆片约50片，放至培养皿中，混合均匀。用镊子分别夹入5～8个小圆片到盛有不同浓度的甲烯蓝蔗糖溶液的青霉素瓶中（乙组）。盖上瓶塞，并使叶圆片全部浸没于溶液中。放置约30～60min，为加速水分平衡，应经常摇动小瓶。（三）经一定时间后，用注射针头吸取乙组各瓶蓝色糖液少许，将针头插入对应浓度甲组青霉素瓶溶液中部，小心地放出少量液流，观察蓝色液流的升降动向。（每次测定均要用待测浓度的甲烯蓝蔗糖溶液清洗几次注射针头）。如此方法检查各瓶中液流的升降动向。若液流上升，说明浸过小圆片的蔗糖溶液浓度变小（即植物组织失水）；表明叶片组织的水势高于该浓度糖溶液的渗透势；如果蓝色液流下降则说明叶片组织的水势低于该糖溶液的渗透势，若蓝色液流静止不动，则说明叶片组织的水势等于该糖溶液的渗透势，此糖溶液的浓度即为叶片组织的等渗浓度。将求得的等渗浓度值代入如下公式： ψw＝ψπ＝－iCRT。式中：ψw＝植物组织的水势（单位：Mpa）；ψπ＝溶液的渗透势； C＝等渗浓度（mol/L）；R＝气体常数（0.008314 MPa·L /mol/K）；T＝绝对温度；i＝解离系数（蔗糖＝1，CaCl2＝2.60）。思考题：在干旱地方生长的植物其水势较高还是较低？为什么？实验名称：植物组织渗透势的测定

植物生理学实验指导

植物生理学实验指导主编胡君艳陈国娟张汝民浙江农林大学植物学科 2013年8月

实验一植物组织水势的测定水势与渗透势的测定方法可分为3大类：⑴液相平衡法，包括小液流法、重量法测水势，质壁分离法测渗透势；⑵压力平衡法（压力室法测水势）；⑶气相平衡法，包括热电偶湿度计法、露点法等。 Ⅰ小液流法【实验目的】了解采用小液流法测定植物组织水势的方法。【实验原理】水势表示水分的化学势，像电流由高电位处流向低电位处一样，水从水势高处流向低处。植物体细胞之间，组织之间以及植物体和环境间的水分移动方向都由水势差决定。当植物细胞或组织放在外界溶液中时，如果植物的水势小于溶液的渗透势（溶质势），则组织吸水而使溶液浓度变大；反之，则植物细胞内水分外流而使溶液浓度变小；若植物组织的水势与溶液的渗透势相等，则二者水分保持动态平衡，所以外部溶液浓度不变，而溶液的渗透势即等于所测植物的水势。可以利用溶液的浓度不同其比重也不同的原理来测定试验前后溶液的浓度变化，然后根据公式计算渗透势。【实验器材与试剂】 1.实验材料：八角金盘、大叶黄杨等。 2.实验试剂：0.05、0.10、0.15、0.20、0.30mol·L-1蔗糖溶液、甲烯蓝溶液。 3.实验仪器：试管10支、微量注射器、镊子、打孔器、垫板。【实验步骤】 1.取干燥洁净的试管5支为甲组，标记1~5，各支中分别加入0.05~0.30mol·L-1蔗糖溶液5mL。另取5支干燥洁净的试管为乙组，标记1'~5'，各试管中分别加入0.05~0.30mol·L-1蔗糖溶液2ml。 2.取待测样品的功能叶数片，用打孔器打取小圆片约50片（避开叶脉），混合均匀。用镊子分别夹入10个小圆片到乙组试管中。并使叶圆片全部浸没于溶液中。放置约30~60min，为加速水分平衡，应经常摇动试管。 3.到时间后，在乙组试管中加入甲烯蓝溶液1~2滴，并用微量注射器取各试管糖液少许，将注射器插入对应浓度甲组试管溶液中部，小心地放出一滴蓝色溶液，并观察蓝色小液流的

植物生理学复习资料

植物生理学名词解释：水势：每偏摩尔体积水的化学势差。渗透势：由于溶质颗粒的存在，降低了水的自由能，因而其水势低于纯水的水势。根压：靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力。水分临界期：植物对水分不足特别敏感的时期。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。矿质营养：植物对矿物质的吸收、转运、和同化。胞饮作用：细胞通过膜的内陷从外界直接摄取物质进入细胞的过程。生物固氮：某些微生物把空气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。诱导酶：指植物本来不含某种酶，但在特定外来物质的诱导下，可以生成这种酶。营养元素临界含量：作物获得最高产量的最低养分含量。光合作用：绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物质并释放氧气的过程。吸收光谱：反映某种物质吸收光波的光谱。增益效应：两种波长的光协同作用而增加光和效率的现象。希尔反应：离体叶绿体在光下进行水解并放出氧的反应。反应中心：是光能转变化学能的膜蛋白复合体，包含参与能量转换的特殊叶绿素a. 聚光色素：聚光复合物中的色素（没有光化学活性，只有吸收和传递光能的作用）。 Co2补偿点:当光合吸收的co2量等于呼吸放出的co2量，这个时候外界的co2含量就叫做co2补偿点。呼吸作用：指活细胞内的有机物，再酶的参与下逐步氧化分解并释放能量的过程。糖酵解：细胞质基质中的己糖经过一系列酶促反应步骤分解成丙酮酸的过程。呼吸商：植物在一定的时间内，放出二氧化碳的物质的量与吸收氧气的物质的量的比率。巴斯的效应：氧可以降低糖类的分解代谢和减少糖酵解产物的积累的现象。能荷：A TP-ADP-AMP系统中可利用的高能磷酸键的度量。代谢源：能够制造并输出同化物的组织，器官或部位。代谢库：指消耗或贮藏同化物的组织，器官或部位。库强度：等于库容量和库活力的乘积。植物生长物质：一些调节植物生长发育的物质。生长素的极性运输：指生长素只能从植物体的形态学上端向下端运输。三重反应：乙烯抑制伸长生长，促进横向生长，地上部分失去负向重力性生长。植物生长调解剂：一些具有植物激素活性的人工合成的物质。生物胁迫：指病害、虫害和杂草等对植物产生伤害的生物环境。植物抗性生理：指逆境对植物生命活动的影响，以及植物对逆境的抵抗性能力。耐逆性：指植物在不良环境中，通过代谢的变化来阻止、降低甚至修复由逆境造成的损伤，从而保证正常的生理活动。避逆性：指植物通过各种方式避开或部分避开逆境的影响。 1.灌溉答：农业上用灌溉来保证作物水分供应，作物需水量因物种种类而异：大豆和水稻的需水量较多，高粱和玉米的最少。同一作物在不同生长发育时期对水分的需要量也有很大的差别。叶片水势、细胞汁液浓度、渗透势和气孔开度都能比较灵敏地反映出作物体的水分状况，可作为灌溉生理指标。我国提出节水农业，用较少的水源得到较大的收益，提高水分利用率；有以下几种节水技术：喷灌、滴灌、调亏灌溉以及控制性分根交替灌溉。

植物生理学实验指导

植物生理学实验指导 Prepared on 24 November 2020

植物生理学实验指导

植物材料的采集、处理与保存植物生理实验使用的材料非常广泛，根据来源可划分为天然的植物材料（如植物幼苗、根、茎、叶、花等器官或组织等）和人工培养、选育的植物材料（如杂交种、诱导突变种、植物组织培养突变型细胞、愈伤组织、酵母等）两大类；按其水分状况、生理状态可划分为新鲜植物材料（如苹果、梨、桃果肉，蔬菜叶片，绿豆、豌豆芽下胚轴，麦芽、谷芽，鳞茎、花椰菜等）和干材料（小麦面粉，玉米粉，大豆粉，根、茎、叶干粉，干酵母等）两大类，因实验目的和条件不同，而加以选择。植物材料的采集和处理，是植物生理研究测定中的重要环节。在实际工作中，往往容易把注意力集中在具体的仪器测定上，而对于如何正确地采集和处理样品却不够注意，结果导致了较大的实验误差，甚至造成整个测定结果的失败。因此，必须对样品的采集、处理与保存给予足够的重视。一、原始样品及平均样品的采取、处理植物生理研究测定结果的可靠性（或准确性），首先取决于试材对总体的代表性，如果采样缺乏代表性，那么测定所得数据再精确也没有意义。所以，样品的采集除必须遵循田间试验抽样技术的一般原则外，还要根据不同测定项目的具体要求，正确采集所需试材。目前，随着研究技术的不断发展，应该不断提高采样技术的水平。在作物苗期的许多生理测定项目中都需要采集整株的试材样品，在作物中后期的一些生理测定项目中，如作物群体物质生产的研究，也需要采集整株的试材样品，有时虽然是测定植株的部分器官，但为了维持器官的正常生理状态，也需要进行整株采样。除研究作物群体物质生产外，对于作物生理过程的研究来说，许多生理指标测定中的整株采样，也只是对地上部分的采样，没有必要连根采样，当然对根系的研究测定例外。采样时间因研究目的而不同，如按生育时期或某一特殊需要的时间进行。除逆境生理研究等特殊需要外，所取植株应是能代表试验小区正常生育无损伤的健康植株。

植物生理学实验指导

实验一小液流法测植物组织水势一、目的学会用小液流法和质壁分离法测植物组织水势和渗透势。二、材料用具及仪器药品马铃薯、刀片、移液管、培养皿、蔗糖溶液（1mol/L），显微镜三、原理 1、小液流法测植物组织水势植物细胞是一个渗透系统，若将植物细胞放在各种不同浓度的蔗糖溶液中时，由于细胞液的浓度与外界溶液的浓度（或水势）的差异。两者便会发生水分的交换。当ψ cell外＞ψw cell时，细胞则吸水，细胞外溶液的浓度↑，细胞外溶液的比重↑。当ψ cell外＝ψw cell时，细胞液与细胞外溶液水分平衡，细胞外溶液的浓度不变，细胞外溶液的比重不变。当ψ cell外＜ψw cell时，细胞则失水，细胞外溶液的浓度↓，细胞外溶液的比重↓。本实验是以有色液滴的比重变化确定等渗浓度。根据公式，即可计算出外溶液的ψs，即ψs= - CiRT[i:离解系数，蔗糖等于1;c:等渗浓度；R：气体常数，0.0083 MPa·L/mol·K；T表示绝对温度，即273+t（实验时溶液的温度）]。 2、质壁分离法测渗透势 ψw＝ψp＋ψs。当ψ cell外＞ψw cell时，细胞则吸水。当ψ cell外＜ψw cell时，细胞则失水，发生质壁分离。当发生初始质壁分离时，ψp＝0 ，ψw＝ψs＝ψ cell外= - CiRT 四、方法步骤小液流法测植物组织水势 1．按十字交叉法把1mol/L蔗糖溶液（母液）分别配成0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6 mol/L蔗糖溶液各10ml。分别置于5支大试管中，编号作为实验组。 2．另取5支小试管对应于实验组编号，从实验组取2ml蔗糖溶液作为观察组。 3．切约2mm左右见方的马铃薯片。 4．把马铃薯片放入实验组，每组20片，20分钟后，加一点点亚甲基蓝粉末，摇匀。 5．用吸管吸蓝色液，伸入对应观察组中部，轻轻挤出一滴液滴，轻轻取出吸量管，观察液滴移动方向。 6.根据公式ψs=-CiRT,计算出所测材料的ψ cell 质壁分离法测渗透势 1、按十字交叉法把1mol/L蔗糖溶液（母液）分别配成0.1、0. 2、0. 3、0.5、0.6 mol/L 蔗糖溶液各2ml。 2、材料处理：用刀片在蚕豆叶表皮划一方格，用镊子撕下表皮，迅速投入每梯度溶液。 3、镜检确定等渗溶液：视野中1/2细胞在角隅处发生轻度质壁分离的溶液为等渗溶液。 4、计算渗透势。

植物生理学实验

实验1 叶绿素a 、b 含量的测定（乙醇）（分光光度法）一、目的学会Chla 、b 含量的测定方法，了解叶片中Chla 、b 的含量。二、材料用具及仪器药品菠菜叶片、721分光光度计、天平、研钵、剪刀、容量瓶（25ml ）、漏斗、滤纸、乙醇（95%）三、原理叶绿素a 、b 在波长方面的最大吸收峰位于665nm 和649nm ，同时在该波长时叶绿素a 、b 的比吸收系数K 为已知，我们即可以根据Lambert Beer 定律，列出浓度C 与光密度D 之间的关系式： D 665=83.31Ca+18.60C b ..................................(1) D 649=24.54Ca+44.24 C b . (2) (1)(2)式中的D 665、D 649为叶绿素溶液在波长665nm 和649nm 时的光密度。为叶绿素a 、b 的浓度、单位为每升克数。 82.04、9.27为叶绿素a 、b 在、在波长665nm 时的比吸收系数。 16.75、45.6为叶绿素a 、b 在、在波长649nm 时的比吸收系数。解方程式(1)(2)，则得： C A =13.7 D 665—5.76 D 649...........................(3) C B =25.8 D 649—7.6 D 665........................... (4) G=C A +C B =6.10 D 665+20.04 D 649 (5) 此时，G 为总叶绿素浓度，C A 、C B 为叶绿素a 、b 浓度，单位为每升毫克，利用上面（3）（4）（5）式，即可以计算叶绿素a 、b 及总叶绿素的总含量。四、方法步骤 1．称取0.05克新鲜叶片，剪碎，放在研钵中，加入乙醇1ml 共研磨成匀浆，再加5ml 乙醇，过滤，最后将滤液用乙醇定容到10ml 。 2．取一光径为1cm 的比色杯，注入上述的叶绿素乙醇溶液，另加乙醇注入另一同样规格的比色杯中，作为对照，在721分光光度计下分别以665nm 和649nm 波长测出该色素液的光密度。计算结果：叶绿素a 含量（mg/g. FW ）=05 .011000 10??A C 叶绿素b 含量（mg/g.FW ）=05 .01 100010? ?B C 叶绿素总量（mg/g.FW ）=05 .01 100010? ? G 五、实验报告计算所测植物材料的叶绿素含量。六、思考题 1、分光光度法与一般比色法有何异同？ 2、叶绿素a 、b 在红光和蓝光区都有一最大吸收峰值，能否用蓝光区的最大吸收波长进行叶绿素a 、b 的定量分析，为什么？

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