生物竞赛 植物生理学总结

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植物生理学总结

（1）淀粉的转化：淀粉在淀粉酶、麦芽糖酶或淀粉磷酸化酶作用下转变成葡萄糖（或磷酸葡萄糖）。（2）脂肪的转化：脂肪在脂肪酶作用下转变为甘油和脂肪酸，再进一步转化为糖。（3）蛋白质的转化：胚乳或子叶内贮藏的蛋白质在蛋白酶和肽酶的催化下，分解为氨基酸。

水稻种子萌发时，表现出“干长根，湿长芽”现象的原因何在？

“干长根，湿长芽”现象是由于根和胚芽鞘的生长所要求的含氧量不同所致。根的生长，既有细胞的伸长和扩大，也包括细胞分裂，而细胞分裂需要有氧呼吸提供能量和重要的中间产物。因而水多、氧不足时，根的生长受到抑制。但是胚芽鞘的生长，主要是细胞的伸长与扩大，在水层中，水分供应充足，故而芽生长较快。此外，“干根湿芽”还与生长素含量有关。在水少供氧充足时，IAA氧化酶活性升高，使IAA含量降低，以至胚芽鞘细胞伸长和扩大受抑制，根生长受影响小。而在有水层的条件下，氧气少，IAA氧化酶活性降低，IAA含量升高，从而促进胚芽鞘细胞的伸长，并且IAA运输到根部，因根对IAA比较敏感，使根的生长受到抑制。还有人认为，胚芽鞘呼吸酶以细胞色素氧化酶为主，与O2亲和力高，幼根则以抗氰氧化酶为主，与O2亲和力较低，因而在水多时，胚芽鞘生长快于幼根。

高山上的树木为什么比平地生长的矮小？

原因是一方面高山上水分较少，土壤也较瘠薄，肥力较低，气温也较低，且风力较大，这些因素都不利于树木纵向生长；另一方面是高山顶上因云雾较少，空气中灰尘较少，所以光照较强，紫外光也较多，由于强光特别是紫外光抑制植物生长，因而高山上的树木生长缓慢而矮小。

试述光对植物生长的影响。

光对植物生长的影响是多方面的，主要有下列几方面：①光是光合作用的能源和启动者，为植物的生长提供有机营养和能源；②光控制植物的形态建成，即叶的伸展扩大，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；③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；④光影响种子萌发，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，此外，一些豆科植物叶片的昼开夜合，气孔运动等都受光的调节。

植物组织培养的理论依据是什么？其优点如何？ 组织培养是指在无菌条件下，分离并在培养基中培养离体植物组织的技术。其理论依据是细胞全能性，优点在于：可以研究外植体在不受植物体其他部分干扰下的生长和分化的规律，并且可以用各种培养条件影响它们的生长和分化，以解决理论上和生产上的问题。特点：取材少，培养材料经济，可人为控制培养条件，不受自然条件影响；生长周期短，繁殖率高；管理方便，利于自动化控制。

简述根和地上部分生长的相关性如何？调节植物的根冠比？

根和地上部分的关系是既互相促进、互相依赖，又互相矛盾、互相制约的，根系生长需要地上部供给光合产物、生长素和维生素，而地上部分生长又需根部吸收的水分、矿质，根部合成的多种氨基酸和细胞分裂素等。这就是两者相互依存、互相促进的一面，所以树大根深，根深叶茂。但两者又有相互矛盾，相互制约的一面，例如过分旺盛的地上部分的生长会抑制地下部分的生长，只有两者的比例比较适当，才能获得高产。在生产上，可用人工的方法加入或降低根/冠比，

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一般说来，降低土壤含水量，增施磷钾肥、适当减少氮肥等，都有利于加大根冠比，反之降低根冠比。

常言道：“根深叶茂”是何道理？ 植物“根深叶茂”原因如下：（1）地上部分生长需要的水分和矿物质主要是由根系供给的，另外根系还能合成多种氨基酸、细胞分裂素、生物碱等供应地上部分，因此，根系发育得好，对地上部分生长也有利。（2）植物地上部分对根的生长也有促进作用，叶片中制造的糖类、维生素等供应给根以利根的生长。因此，地上部分长不好，根系也长不好。

植物的生理钟有何特征？

（1）需要光暗交替作为启动信号，一旦节奏启动了，就可在稳恒条件下持续几个星期。（2）具有内生的近似昼夜节奏，约为22～28小时之间。（3）生物钟的时相可调。若日夜颠倒，则可自行调整，而适应于新的环境节奏。还可重新拨回。4）生理钟的周期长度对温度钝感。Q10为1.0～1.1。

柴拉轩提出的成花素假说的主要内容是什么？

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，而开花素限制短日柏物开花。

光周期理论在农业生产上应用有哪些方面？

（1）控制开花：光周期的人工控制可以促进或延迟开花，菊花是短日植物，经短日处理可以从十月份提前至六、七月间开花。在杂交育种中，可以延长或缩短日照长度，控制花期，解决父、母本花期不遇的问题。（2）抑制开花，促进营养主长，提高产量。如甘蔗是短日植物，临界日长10hi可以在短日照来临时，用光间断暗期，即可抑制甘蔗开花，增加甘蔗产量。（3）引种上，必须考虑植物能否及时开花结实。如南方大豆是短日植物，南种北引，开花期延迟，所以引种时要引早熟种。（4）可以利用作物光周期特性，南繁北育，缩短育种周期。

试述光敏色素与植物花诱导的关系？

一般认为光敏色素控制植物的开花并不决定于Pr或Pfr的绝对量，而是与Pfr／Pr的比值有关。对短日植物来说，在光期结束时，Pfr占优势、Pfr／Pr比值较高不利于开花，转入黑暗时，Pfr／Pr 比值降低，当Pr r／Pr比值降到低于临界值时，短日植物可以发生成花的反应，对长日植物来说，较长的光期结束时，Pfr／Pr 比值较高，这恰好是长日植物开花所必需的。但如果暗期过长，Pfr转变为Pr相对比较多，Pfr／Pr比值下降，长日植物不能成花。用红光中断暗期，Pfr水平提高，Pr水平下降，Pfr／Pr比值升高，短日植物开花受到抑制，长日植物开花受到促进。

试述外界条件对植物性别分化的影响。

光周期对花内雌雄器官的分化影响较大。一般说来，短日照促使短日植物多开雌花，长日植物多开雄花。把雌雄异株的长日植物菠菜，经长日照诱导后，紧接着给予短日照。则在雌株上可以形成施花。 土壤条件对植物性别分化影响比较明显，一般来说，氮肥多，水分充足的土壤促进雌花℃绍撇渊紧狱烯可以促进

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黄瓜雌花的分化，赤霉素则促进黄瓜雄花的分化。另外生长调节剂矮壮素促迸雌花的分化，三碘苯甲酸则促进雄花的分化。

机械损伤可刺激乙烯生成促进黄瓜多开雌花。 烟熏植物（如黄瓜）为什么能增加雌花？ 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。

试述温度对光周期现象的影响。 温度不但影响光周期通过的迟早，而且可以改变植物对光周期的要求，例如，短日植物紫苏，放在8小时日照16小时黑暗条件下，如在暗期的适当时间给予8小时的1-5oC的低温处理，则不开花。同法处理长日植物，则可校长日植物在短日条件下开花。豌豆、黑麦等在较低的夜温下失去对日照长度的敏感而呈现出日中性植物的特牲，适当降低夜温。可使短日植物在较长的日照下开花。如烟草的短日品种在18 oC 夜温下需要短日条件才能开花，当夜温降到13 oC时，则在16-18小时的长日照条件下也能开花，牵牛花在21-23 oC温度下是短日性，而在13℃低温下却表现出长日性。

植物受精后，花器官主要生理生化变化有哪些？

受精是孕育新一代生命的过程，因此各种生理生化反应亦随之被激活。主要变化是：

（1）呼吸速率升高。可增高1-2倍。（2）雌蕊中生长素含量大大增加，这种增加不单是花粉带来的，而是由于受精的刺激引起生长素的重新合成。（3）营养物质向生殖器官输送增强。营养物质向花器官中输送与其呼吸速率的升高和生长素含量的增加是密切相关的。（4）各细胞器发生明显变化。如棉花受精后约4小时，在脐端可以双察到质体，线粒体、内质网膜及核糖体等分别移动、并围绕核重新排列，如核糖体凝集形成多核糖体，激发蛋白质的合成。

试述钙在花粉萌发与花粉管伸长中的主要作用。

钙能促进花粉的萌发，如在花粉培养基中加入钙，花粉萌发率增加，钙结合于花粉管壁的果胶质中，增加管壁的强度，透性减少；因而促进花粉管伸长。钙还与花粉管的定向伸长有关。钙在金鱼草花器官中的分布呈一定的浓度梯度，柱头上最少，花柱中稍多，子房中较多，胚珠中最高。花粉管具有向钙离子浓度高的方向生长的特性，因而便产生了向胚珠方向的定向生长。钙还可以使花粉免受各种有害气体及各种化学物质、物理因素的伤害。钙可以作为各种阻抑剂的拮抗剂，如钙可以消除硼对花粉萌发的抑制作用。

试述乙烯与果实成熟的关系及其作用机理。

果实的成熟是一个复杂的生理过程，果实的成熟与乙烯的诱导有关。果实开始成熟时，乙烯的释放量迅速增加，未成熟的果实与已成熟的果实一起存放，未成熟果实也加快成熟达到可食状态。用乙烯或能产主乙烯的乙烯利处理未成熟果实，也能加速果实成熟，人为地将果实中的乙烯抽去，果实的成熟便受阻。 乙烯诱导果实成熟的原因可能在下列几方面：①乙烯与细胞膜的结合，改变了膜的透性，诱导呼吸高峰的出现，加速了果实内的物质转化，促进了果实成熟；②乙烯引起酶活性的变化，如乙烯处理后，纤维素酶、过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶和磷酸酯酶的活性增强；③乙烯诱导新的RNA合成。已经了解到，果实成熟前，RNA和蛋白质的含量增加，这些新合成的蛋白质与形成呼吸酶有关。

肉质果实成熟时发生了哪些生理生化变化？

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（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。在果实成熟过程中，有机酸含量下降，这是因为：①有的转变为糖；②有的作为呼吸底物氧化为CO2和H2O；③有些则被Ca2+、K+等所中和。（3）涩味消失。果实成熟时，单宁可被过氧化物酶氧化成无涩味的过氧化物，或单宁凝结成不溶于水的胶状物质，涩味消失。（4）香味产生。主要是一些芳香族和脂肪族的酯，还有一些特殊的醛类，如桔子中柠檬醛可以产生香味。（5）由硬变软。这与果肉细胞壁中层的果胶质水解为可溶性的果酸有关。（6）色泽变艳。果皮由绿色变为黄色，是由干果皮中叶绿素逐渐破坏而失绿，类胡萝素仍存在，呈现黄色，或因花色素形成而呈现红色。

植物衰老时发生了哪些生理生化变化？

植物衰老在外部特征上的表现是：生长速率下降、叶色变黄、叶绿素含量减少。在衰老过程中内部也发生一些生理生化变化，这些变化是：（1）光合速率下降。这种下降不只表现在衰老叶片上，而且整株植物的光合速率也降低。叶绿素含量减少、叶绿素a/b比值小；（2）呼吸速率降低，先下降、后上升，又迅速下降，但降低速率较光合速率降低为慢； （3）核酸、蛋白质合成减少 、降解加速，含量降低；（4）酶活性变化，如核糖核酸酶，蛋白酶等水解酶类活性增强；（5）促进生长的植物激素如IAA、CTK、GA等含量减少，而诱导衰老和成熟的植物激素ABA和乙烯含量增加；6）细胞膜系统破坏，透性加大，最后细胞解体，保留下胞壁。

植物器官脱落与植物激素的关系如何？

（1）生长素 当生长素含量降至最低时，叶片就会脱落，外施生长素于离区的近基一侧，则加速脱落，施于远基一侧，则抑制脱落，其效应也与生长素浓度有关。 （2）脱落酸 幼果和幼叶的脱落酸含量低，当接近脱落时，它的含量最高。主要原因是可促进分解细胞壁的酶的活性，抑制叶柄内生长素的传导 （3）乙烯 棉花子叶在脱落前乙烯生成量增加一倍多，感病植株，乙烯释放量增多）会促进脱落。（4）赤霉素促进乙烯生成，也可促进脱落，细胞分裂裂素延缓衰老，抑制脱落。

导致脱落的外界因素有哪些？

（1）氧浓度：氧分压过高过低都能导致脱落，高氧促进乙烯形成，低氧抑制呼吸作用。（2）温度：异常温度加速器官脱落，高温促进呼吸消耗，此外高温还会引起水分亏缺，加速叶片脱落。（3）水分：干旱缺水会引起叶、花、果的脱落，这是一种保护性反应，以减少水分散失。干旱会促进乙烯、脱落酸增加，促进离层形成引起脱落。（4）光照：光照弱脱落增加，长日照可延迟脱落，短日照促进脱落。（5）矿质元素：缺Zn、N、P、K、Fe等都可能导脱落。

植物器官脱落时的生物化学变化如何？

脱落的生物化学过程主要是水解高层的细胞壁和中胶层使细胞分离成为离层，其次是促使细胞壁物质合成和沉积，保护分离的断面，形成保护层。在脱落之前，植物叶片或果实内植物激素含量发生变化，在激素信号的作用下，离区内合成RNA、翻译成蛋白质（酶），呼吸加强，提供上述变化的能量，与脱落有密切关系的纤维紊酶和果胶酶活性增强。

到了深秋，树木的芽为什么会进入休眠状态？ 到了秋天导致树木形成休眠芽进入休眠状态的原因，主要是由于日照时数的缩短所引起的。秋天的短日照作为进入休眠的信号，这一信号由叶片中的光敏色素感受后，便促进甲羟戊酸合成ABA，并转移到生长点，抑制mRNA和tRNA的生

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