休眠是植物经过长期进化而获得的一种对环境条件及季节性变化的生物学适应性。小麦成熟过程中，含水量逐渐减少，束缚水/自由水之比增加，原生质状态由溶胶变为凝胶，使种子处于强迫休眠之中。如果小麦成熟期间遇雨，持续时间稍长，便会造成“穗发芽”。因而风干种子安全贮藏必须在安全水以下。
12．生产芽菜试验，相同的种子，相同的温度和供水，一组放在光下，一组放在暗中，经过一段时间后，两组芽菜在干重和形态上有什么不同？
答：芽菜有多品种，如豆芽菜，碗豆苗，萝卜芽，荞麦苗等，它们共同的生长特点是依赖于种子吸水后的萌发和生长，萌发的营养供应主要来自种子中贮藏的养分，而萌发后茎芽生长的营养供应则要视光照情况而定。
暗中的芽菜生长，因茎叶中无叶绿素和叶绿体，不能自身制造光合产物，全靠种子贮藏物的分解，所以干重低。形态表现为：植株黄化，茎柔嫩细长，叶片小而薄，含水量高。
放于光下的芽菜：因茎叶中有叶绿素，能进光合作用，制造光合产物，植株干重大。形态表现为：茎叶绿化，茎较短壮，叶片大而厚，含水量较低。
13．光敏色素作用的模式主要有哪两类假说？各类假说的要点是什么？如何判断一生理过程是否与光敏色素有关？ 答：关于光敏色素作用于光形态建成的机理，主要有两种假说：膜作用假说与基因调节假说。
(1)膜作用假说 认为光敏色素能改变细胞中一种或多种膜的特性或功能，从而引发一系列的反应。其依据是某些光敏色素调控的快速反应与膜性质的变化有关。
(2)基因调节假说 认为光敏色素对光形态建成的作用，是通过调节基因表达来实现的。其依据是某些光敏色素调控的长期反应与基因表达有关。
目前判断一个光调节的反应过程是否包含有光敏色素作为其中光敏受体的实验标准是：如果一个光反应可以被红闪光诱发，又可以被紧随红光之后的远红闪光所充分逆转，那么，这个反应的光敏受体就是光敏色素，即所进行的生理过程与光敏色素有关。 14．试述植物向光性和根向重性运动的机理。 答：
(1)向光性机理 对于植物向光性的机理有两种学说。
① 生长素学说 认为向光性反应是由于生长素浓度的差异分布引起的，光照下生长素自顶端向背光侧运输，使背光侧的生长素浓度高于向光侧而生长较快，导致茎叶向光弯曲。
② 生长抑制物质学说 认为向光性反应并非是背光侧IAA含量大于向光侧所致，而是由于向光侧的生长抑制物质多于背光侧，向光侧的生长受到抑制的缘故。生长抑制剂抑制生长的原因可能是妨碍了IAA与IAA受体结合，减少IAA诱导与生长有关的mRNA的转录和蛋白质的合成；另外，生长抑制物质可能阻止表皮细胞中微管的排列，引起器官的不均衡伸长。 (2)向重性机理
生长素学说认为，植物的向重性生长是由于重力诱导对重力敏感的器官内生长素不对称分布使器官两侧的差异生长而引起的。按照这个假说，生长素是植物的重力效应物，在平放的根内，由于向地一侧浓度过高而抑制根的下侧生长，以致根向地弯曲。根中感受重力最敏感的部位是根冠，根冠中的柱细胞含有淀粉体。一般认为柱细胞中的淀粉体具有感受与传递重力信息的功能。其可能过程如下：①根由垂直改为水平后，柱细胞下部的淀粉体随重力方向沉降；②淀粉体的沉降触及内质网，使Ca从内质网释放；③Ca在胞质内与CaM结合；④Ca-CaM复合体激活质膜ATPase；⑤活化的ATPase把Ca和IAA从不同通道运出柱细胞，并向根尖运输，从而引起生长素的不对称分布。 15．根据图8.2，阐述环境因素和遗传信息对植物功能代谢和生长发育的调节。 图8.2环境因素和遗传信息对植物功能代谢和生长发育调节的示意图
答：植物生命活动中的功能代谢主要指光合作用、呼吸作用、水分代谢、矿质营养、物质运输和信息传导，其中的生化反应主要在细胞和细胞中进行。在这些功能代谢的基础上就表现出生长、分化和发育。生长、分化和发育可表现在细胞、组织、器官以及整体等不同水平上。生长、分化和发育一方面受到遗传信息表达即由DNA→RNA→蛋白质的控制，另一方面也受到光、温、水、气、化学物质及其他生物等环境因素的影响。因为植物的生长、分化和发育是遗传信息在内外条件作用下，在时间和空间上的有序表达的结果。遗传信息的表达和环境因素既可直接影响植物生长、分化和发育的过程，又可通过影响功能代谢的速率来调节生长、分化和发育的进程。就以植物的花发育为例，花发育包括花原基的分化和花器官各部分的生长。花原基的分化通常在植株有一定的营养体以及经过一定的低温和光照诱导成花基因表达后才能分化。而花器官的生长又依赖于根系对水分矿质的吸收，叶片光合作用生产的有机物质，输导组织对物质运输和信号的传导，
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以及花器官本身的呼吸作用和物质代谢等功能代谢，而这些生长发育过程和功能代谢理又都是受遗传信息和环境条件控制的。
（四）计算题
1．根据表8.1中的测定数据，试计算玉米的相对生长速率、净同化率和叶面积比。（注：相对生长速率（RGR）＝(ln W2n W1)/(t2-t1)；净同化率（NAR）＝（W2－W1）(ln L2－ln L1)/(t2－t1)(L2－L1)；叶面积比（LAR）＝（L2－L1）（ln W2n W1）/(ln L2n L1)(W2－W1)）
表8.1 玉米生长量调查(加藤荣，1981)
干重(g/株) 日 期 叶片 7月11日 8月1日 答：W1＝15.9+12.6+6.3＝34.8g W2＝75.5+162.8+50.0＝296.3g
相对生长速率（RGR）＝(ln W2n W1)/(t2－t1) ＝(ln 296.3－ln 34.8)/21＝0.102(g·g·d)
净同化率（NAR）＝（W2－W1）(ln L2－ln L1)/(t2－t1)(L2－L1)
＝(296.3－34.8)(ln1.487－ln0.420)/21(1.487－0.420)＝14.8(g·m·d) 叶面积比（LAR）＝（L2－L1）（lnW2－lnW1）/(lnL2－lnL1)(W2－W1) ＝(1.487－0.420)(ln293.3－ln34.8)/(ln1.437－ln0.420)(296.3－34.8) ＝6.91×10(m·g)
2．图8.3为测定植物动作电位和传递速度的示意图。将测定电极插入植株，参比电极插入根周围土壤或盆钵中，两电极间电位变化用精密毫伏计测定并由记录仪记录，记录仪灵敏度为100mV·cm,a与b处的动作电位峰高均为1cm，在b处测定到的动作电位峰比a处测定到的动作电位峰迟1s ，请根据这些数据计算动作电位与传递速度。
图8.3植物动作电位和传递速度测定示意图a、b处分别放上二个测量电极，它们的参比电极插在盆钵中，在S处给以剌激(冷、热、触及等)。启动植株中的电波传递(左)，产生的动作电位先被电极a测到，随后被电极b测到，见记录图。 答：动作电位＝100mV·cm×1cm＝100mV 传递速度＝15mm÷1sec＝15mm·sec
-1
-1-1
单株叶面积 根 6.3 50.0 (m/株) 0.420 1.487 2叶鞘+茎+穗 12.6 162.8
15.9 75.5 -1
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