下呼吸跃变则不出现。②呼吸跃变的产生与果实内乙烯的释放密切相关。果实的呼吸跃变与乙烯的形成相平行。 <2>在生产上的指导意义:
呼吸跃变是果实进入完全成熟的一种特征,在果实贮藏和运输中,重要的问题是延迟其成熟。其措施有,一是降低温度,推迟呼吸跃变发生,如香蕉贮藏的最适温度是11-14℃,苹果是4℃。二是调节气体成分,增加周围环境中CO2浓度,降低氧浓度。这样可以抑制果实中乙烯的产生,推迟呼吸跃变的发生,并降低其发生强度,从而达到延迟成熟、防止发热腐烂的目的。如番茄密封抽取空气,充以氮气,把氧的浓度降至3%-6%,可以抑制乙烯的产生,使番茄贮藏1-3个月以上。
7、怎样证明某元素是植物的必需元素?(第3章)
答:①要确定是否是必须矿质元素,仅仅分析灰分是不够的,因为灰分中大量存在的元素不一定是植物生活所必须的。通常采用溶液培养法和气培法来确定。 a.溶液培养法 亦称水培法,是在含有全部或部分营养元素的溶液中培养植物的方法;而砂基培养法则是在洗净的石英砂或玻璃球等基质中加入营养液来培养植物的方法。 b.气培法 将根系置于营养液气雾中培养植物的方法称为气培法。此方法容易观察到植物根系的生长发育情况。
②无论是容易培养法还是气培法,都要通过合理的培养手段和培养环境,观察某一元素的对植物生长发育和生理变化的影响。 ③总的来说,即在植物生长发育正常的培养液中,除去某一元素,植物生长发育不良,并出现特有的病症,当加入该元素后,症状又消失,则说明该元素为植物的必需元素。反之,若减去某一元素对植物的生长发育物不良影响时,即表示该元素为非植物必需元素。 8、冬季在温室中栽培蔬菜,采取哪些农业措施来提高其光合速率?(第4章)
答:①提高净同化率。注意温室的保温防寒,给作物生长提供适宜的温度。提高温室内CO2浓度,可以通过燃烧化石燃料或使用CO2发生器。一般采用生火炉的办法,既可以提高温室内的温度,又可以提高
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CO2浓度。
②合理密植,加强肥水管理。可以增加光合面积,提高作物的净同化率,获得较高的收获量。 ③延长光合时间。由于冬季光照不足,可以采用人工补光,延长作物的光合时间。 9、提高作物产量的途径有哪些?(第4章)
答:①提高净同化率 通过调节外界的光、温、水、气、肥等因素,来提高净同化率。C4植物净同化率高于C3植物。在大田中铺设反光薄膜,在温室内采用人工补光可增强光强和光照时间。合理的水肥管理,可以提供作物的光能利用率。夏季强光时,对于经济价值高的作物使用遮阳网或防虫网遮光,能避免强光伤害,减少作物“午休”现象。以及对温室作物使用CO2发生器等都能提高作物的净同化率。 ②增加光合面积 通过合理密植和改变株型来实现。合理的栽植面积可以获得较高的光能利用率和产量。种植矮杆、叶挺而厚的粮食作物,加强果树的整形修剪都有利于提高光合面积和光能利用率。③延长光和时间 通过提高复种指数、延长生育期和补充人工光照来实现。提高复种指数相当于延长了单位面积土地的光和时间,通过间作、套种、等实现。延长生育期可以使作物积累更多的光和产物,从而提高产量。 ④综合考虑各种提高作物产量的途径与经济投入之间的关系,合理统筹安排,就可以获得较高的产量。
10、以肉质果实为例说明果实成熟时的生理生化变化?(第10章) 答:在果实成熟过程中,果实从外观到内部发生了一系列变化,如呼吸速率的变化、乙烯的生成、贮藏物质的转化、色泽和风味的变化等,表现出特有的色、香、味,使果实达到最适于食用的状态。 (1)跃变型与非跃变型果实
跃变型果实如苹果、梨、香蕉、番茄等,非跃变型果实如葡萄、橙子、草莓、黄瓜等。跃变型果实的呼吸速率随成熟而上升。非跃变型果实在成熟期呼吸速率逐渐下降,不出现高峰。处了呼吸跃变之外,两类型果实的乙烯生成特性和对乙烯的反应也不同。跃变型果实乙烯生成速率较高,非跃变型果实乙烯生产率相对较低。
(2)随着果实的成熟,发生以下物质的转化: ①含糖量的增加。甜
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味来自于淀粉等贮藏物质的水解产物如蔗糖、葡萄糖和果糖等。 ②有机酸减少。是由于随着果实的成熟,有机酸的合成受到抑制,部分被用于呼吸消耗,部分转变成糖。 ③果实软化。主要原因是细胞壁物质的降解,乙烯在细胞质内诱导细胞壁水解酶的合成并输向细胞壁,从而促进细胞壁水解软化。
④挥发性物质产生。果实内的酯、醇、酸、醛类物质挥发,使果实产生香气。 ⑤涩味消失。一些果实未成熟时有涩味,如柿子、李子等,主要是由于细胞液中含有单宁等物质。随着果实的成熟,单宁可被过氧化物氧化为无涩味的过氧化物,或水解成葡萄糖。
⑥色泽变化。与色泽有关的色素主要是叶绿素、类胡萝卜素、花色素和类黄酮素等。随着果实的成熟,叶绿素逐渐消失,叶黄素和类胡萝卜素维持不变。适宜的光照下产生花色素使果实着色等。
11、晴天无云太阳强烈时,植物光合速率下降,呈现“午休”现象,其原因是什么?(第4章)
答:①理论上讲在温度、水分供应充足的条件下,光合速率的日变化为单峰曲线,光合速率中午最高。但在光照强烈、气温过高时,光合速率日变化呈双峰曲线,大峰在中午,小峰在下午,中午前后,光合速率下降,呈现“午睡”现象。 ②引起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,那么植株的失水大于吸水,就会引起萎蔫与气孔导度降低,使CO2吸收减少。另外,中午及午后的强光、高温、低CO2浓度等条件都会导致光呼吸增强,光抑制产生,这些都会使光合速率在中午或午后降低,即植物出现“午休”现象。
③光合“午睡”是植物遇到干旱时普遍发生的现象,也是植物对环境缺水的一种适应方式。但是“午睡”造成的损失可能达到光合生产的30%,甚至更多,所以在生产上适时灌溉,或选用抗旱品种,增强光合能力,以缓解“午睡”程度。
12、为什么说合理密植是增产的一项重要措施?(第4章) 答:所谓合理密植,就是使作物群体得到合理的发展,使之有最适的光和面积,最高的光能利用率,并获得最高收获量的种植密度。
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①种植过稀,虽然个体发育好,但群体叶面积不足,光能利用率低。 ②种植过密,一方面下层叶子受到的光照少,处在光补偿点以下,称为消费器官;另一方面,通风不良,造成冠层内CO2浓度过低而影响光合速率;此外,密度过大,还易造成病害与倒伏,使产量大减。 ③因此,合理密植对于农业增产是一项很重要的措施。表示密植程度的指标主要有播种量、基本苗、总茎蘖数、叶面积指数(LAI)等。 13、如何证明高等植物的同化物长距离运输是通过韧皮部途径的?(第6章)
答:木质部和韧皮部是高等植物同化物进行长距离运输的两条途径,实验证明,同化物的运输途径是由韧皮部担任的。
①环割实验。这是研究物质运输的经典方法。环割是将树干(枝)上的一圈树皮(韧皮部)剥去而保留树干(木质部)的一种处理方法。此处理方法主要阻断了叶片形成的光合同化物在韧皮部的向下运输,而导致环割上端韧皮部组织中光合同化物积累引起膨大,环割下端的韧皮部组织因得不到光合同化物而死亡。如果环割不宽,切口能重新愈合。如果环割较宽,环割下方又没有枝条,时间一久,根系就会死亡,这就是所谓的“树怕剥皮”。 ②同位素示踪法。采用放射性同位素示踪法,能更好地了解植物体内同化物运输的情况。分别标记根部的无机盐类,让叶片同化被标记的CO2,最后证明,被标记的光和同化物位于韧皮部。
经过大量试验证明,高等植物的同化物长距离运输是通过韧皮部途径的。
14、植物必需的矿质元素必须具备那些条件?(第3章) 答:所谓必须元素是指植物生长发育必不可少的元素。国际植物营养学会规定的植物必需元素的三条标准是:
第一,由于缺乏该元素,植物的生长发育受阻,不能完成其生活史。 第二,除去该元素,表现为专一的病症,这种缺素病症可用加入该元素的方法预防或恢复正常;
第三,该元素在植物营养生理上能表现直接的效果,而不是由于土壤的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果。
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