第一篇：植物生理学复习资料要答应

1.种子萌发过程中有哪些生理生化变化？

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（分解淀粉、蛋白质、脂肪等储藏物质）

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。（淀粉转化为糖；脂肪分解为甘油和脂肪酸，进一步转化为糖或氨基酸；蛋白质分解为氨基酸）

2.种子的萌发必需的外界条件有哪些？种子萌发时吸水可分为哪三个阶段？第一、三阶段细胞靠什么方式吸水？

答：种子萌发必须有足够的水分、充足的氧气和适宜的温度。此外，有些种子萌发还受光的影响。种子吸水分为三个阶段：1）急剧吸水阶段。2）吸水停止阶段。3）胚根长出后重新迅速吸水阶段。第一阶段细胞主要靠吸胀作用。第二、三阶段是靠渗透性吸水。

3．试述生长、分化与发育三者之间的区别与关系？

①在生命周期中，生物细胞、组织和器官的数目、体积或干重等不可逆增加的过程称为生长； ②从一种同质的细胞类型转变成形态结构和功能与原来不相同的异质细胞类型的过程成为分化； ③发育则指在生命周期中，生物组织、器官或整体在形态结构和功能上的有序变化。④三者紧密联系，生长是基础，是量变；分化是质变。一般认为，发育包含了生长和发育。

4．简述引起种子休眠的原因有哪些？生产上如何打破种子休眠？

1)引起种子休眠的原因：种皮障碍、胚休眠、抑制物质 2)生产上打破种子休眠方法：机械破损、层积处理、药剂处理

5．植物地上部分与地下部分的相关性（常言道：“根深叶茂”是何道理？）

答：根和地上部分的关系是既互相促进、互相依存又互相矛盾、互相制约的。根系生长需要地上部分供给光合产物、生长素和维生素，而地上部分生长又需根部吸收的水分，矿物质、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，所以说树大根深、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，才可获得高产。在生产上，可用人工的方法加大或降低根冠比，一般说来，降低土壤含水量、增施磷钾肥、适当减少氮肥（或进行适当修剪）等，都有利于加大根冠比，反之则降低根冠比。

１、据近代研究，光敏素参与植物哪些生理过程的调控？简要说明其调控机理。

答：一些需光种子的种子萌发，黄化幼苗的光形态建成，植物生长以及开花过程皆有光敏素参与。

光敏色素有两种可以转化的构象形式，即红光吸收型Pr和远红光吸收型Pfr。Pr在660-665nm处有最大吸收，Pfr在725-735nm处有最大吸收。Pr为光敏色素的钝化形式，而Pfr为光敏色素的生理活跃形式。照射白光或红光后，Pr转化为Pfr；照射远红光Pfr转化为Pr。

其调控机理可用光敏素原初反应模型解释。当红光照射使膜上光敏素由非活化的Pr转为活化的Ｐfr形式，Ｐfr通过改变膜的透性使质膜外侧Ｃa2+进入细胞，溶质Ｃa2+浓度提高到与Ｃa，Ｍ(钙调蛋白)结合的“阈值”(＞10-6Ｍ/Ｌ)时，ＣaＭ与Ｃa2+结合而活化，Ｃa2+.Ｃa，Ｍ复合体与靶子酶结合而被活化，从而产生光敏素控制的一系列生理生化效应，最终导致种子萌发，黄化幼苗的光形态建成（植物生长）以及开花等生理过程。

2．试述光敏素与植物成花诱导的关系。光敏素的两种类型Pr和Pfr的可逆转化在植物成花中起着重要的作用：当Pfr/Pr的比值高时，促进长日植物的开花；当Pfr/Pr的比值低时，促进短日植物的开花。

3、试述植物光敏素的特点及其在成花过程中的作用。

答：对短日植物来说，体内在光期积累较高的Ｐfr。在暗诱导的前期（３～６ｈ），体内仍持较高的Ｐfr水平，它具有促进开花的作用，因而在暗期的初期照射远红光，Ｐfr则转变为Ｐr•而抑制开花。在暗诱导的后期，Ｐfr水平下降，诱导开花。所以短日植物的开花诱导要求是暗期的前期“高Ｐfr反应”，后期是“低Ｐfr反应”。而长日植物在暗期前期是“低Ｐfr”水平，后期是“高Ｐfr” 水平。

短日植物是指一天中黑夜（暗期）的时间需大于某一临界值，且这种情况延续几天，能诱导植物开花。而长日植物是指一天中白天（光期）的时间需大于某一临界值，且这种情况延续几天，能诱导植物开花。关于长日植物和短日植物可以出这样的题：在适合短日植物开花的日长条件下，在夜晚用红光闪光间断暗期，则长日植物能开花，而短日植物不能开花；用远红光则不能达到这个目的。该试验体现了光敏色素（Pr和Pfr）与植物的诱导成花相关。

3、水稻是短日植物，把原产在东北的水稻品种引种到福建南部可以开花结实吗？如果把原产在福建南部水稻品种引种到东北，是否有稻谷收获，为什么？（看看理解了就好了）

答：原产在东北的水稻引种到福建南部，可以开花结实，但生育期缩短，无法形成产量。原产在福建南部的水稻引种到东北，当东北有适宜的短日照适宜水稻开花时，温度已过低，不适宜水稻开花结实，因此没有稻谷收获

4、植物的成花诱导有哪些途径？（记住要点）

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。

5、如何使菊花提前在6~7月份开花？又如何使菊花延迟开花？（看一下就能理解了）

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。

6、如何用试验证明植物的某一生理过程与光敏色素有关？（跟前面的题目类似）

答：光敏色素有红光吸收型Pr和远红光吸收型Pfr两种存在形式，这两种形式可在红光和远红光照射下发生可逆反应，互相转化。依据这一特征，可用红光与远红光交替照射的方法，观察其所引起的生理反应，从而判断某一生理过各是否有光敏色素参与。例如莴苣种子的萌发需要光，当用660nm的红光照射时促进种子萌发，而用725nm的远红光照射时，则抑制萌发，当红光照射后再照以远红光，则红光的效果被消除，当用红光和远红光交替照射时，种子的萌发状况决定于最后照射的是红光还是远红光，前者促进萌发，后者抑制萌发。

1、何谓休眠？植物休眠有何生物学意义﹖为什么休眠器官的抗逆力较强﹖（重要）

大多数种子在成熟后，只要给于合适的外界环境，就能很快萌发，但有些种类的植物种子即使有适于萌发的条件也不萌发，需要经过一定时间后才能萌发，这种现象称为种子的休眠。

其生物学意义为：种子秀面试植物发育过程中生长的暂停现象，是植物经过长期演化而获得大的一种对环境条件及季节性变化的生物学适应性，有利于种的生存与繁衍：通过休眠，度过不良环境；保证（持）种族的繁衍（延续）

休眠器官抗逆力较强的原因：①贮藏物质积累；②原生质（由溶胶变成凝胶）含水量降低；③代谢水平低；④抗逆激素（ABA）和抗逆蛋白产生。

2、简述种子休眠的原因（比较重要），及解除休眠的方法（重要）

答：（1）种皮限制。种胚外的种皮、果皮以及一些其他附属对种子萌发有抑制作用。有些种皮有蜡质或角质层，或由于坚硬而厚的种皮阻止胚对水和氧气的吸收；

（2）胚未完全发育。有些植物如人参、当归等的种子或果实离开母体后，胚尚未发育完全，在湿润和适当低温条件下，胚继续从胚乳中吸取营养完成发育后，才能萌发。

（3）种子未完全成熟。有些种子的胚已经发育完全，但在适宜的条件下仍不萌发，他们一定要经过一段时间休眠，在胚内发生一些生理生化变化才能萌发，通常称之为后熟过程。

（4）抑制物质的存在。许多种子中存在萌发抑制物质，如HCN、NJ3等。

接触休眠的方法有：机械破损、层积处理、清洗处理、化学处理、光照处理（需光作物）。

3、肉质果实成熟时有哪些生理生化变化？（重要！）

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。

(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，如橘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胶有关。

(6)色泽变艳。果皮由绿色变为黄色，是由于果皮中叶绿素逐渐破坏而失绿，类胡萝卜素仍存在，呈现黄色，或因花色素形成而呈现红色

（7）果实变软：细胞壁水解酶类活性增加，使原果胶等水解，果实硬度降低；果胶进一步降解，果肉细胞离散，果实变软。

（8）呼吸变化：果实成熟中，某些过时的呼吸速率最初降低，至成熟末期突然升高，随后再下降，这种现象成为呼吸突变。呼吸突变的出现通常标志着果实成熟。但有些过时不出现呼吸突变，据此果实可分为突变性和非突变性。呼吸突变产生的主要原因是内源乙烯含量的增加。突变型果实有大量乙烯产生，非突变性果实乙烯含量维持在较低水平。

4、植物衰老时发生了哪些生理生化变化？

答： 植物衰老在外部特征上的表现是：生长速率下降、叶色变黄。在衰老过程中，内部也发生一些生理变化。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比值减少。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）酶活性变强。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，保留下细胞壁。

5、植物器官脱落与植物激素的关系如何？

答：（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。（含量的梯度变化）

（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。细胞分裂素延缓衰老，抑制脱落。

6、试述光对植物生长的影响。

①光合作用的能源； ②参与光形态建成； ③与一些植物的开花有关； ④日照时数影响植物生长与休眠； ⑤影响一些植物的种子萌发； ⑥影响叶绿素的生物合成； ⑦影响植物细胞的伸长生长； ⑧调节气孔开闭；

⑨影响植物的向性运动、感性运动等等。

7、简述环境条件对种子萌发的影响

（1）水分：是种子萌发的首要条件，种子萌发的第一阶段是吸胀，干燥的种子必须吸收足够的水分才能恢复细胞的各种代谢功能。

（2）温度。种子萌发过程伴随水解酶类的合成和分泌，消化种子内储存的营养物质，代谢活动增强，因此受温度影响。

（3）氧气：从吸胀早期开始伴随着呼吸的增加，因此需要有足够的氧气供应才能保证有氧呼吸的进行。种子萌发过程中的呼吸途径主要是糖酵解和三羧酸循环，产生的中间代谢物质和ATP作为胚细胞分裂和生长的物质和能量供应。

（4）光照：需光种子的萌发需要光照。啤酒生产中可用什么方法使不发芽的大麦种子完成糖厂化过程？为什么？

答：可用GA（赤霉素）处理大麦种子使其不发芽即可完成糖化过程，由于大麦种子萌发时由胚中形成GA运至糊粉层α-淀粉酶，蛋白酶等水解酶形成，分必至胚乳使淀粉糖厂化等，因此外加GA即可诱导未萌发大麦种子形成α-淀粉酶，完成淀粉的糖化。

1、经过抗旱锻炼的植物在抗旱性增强的同时对其他逆境的抗性也增强，为什么？（11年考研题，逆境生理应该起码会出一题）

植物对逆境的抗性具有交叉适应性，及经历某种逆境后，能提高对另外一些逆境的抵抗能力。植物对你敬的交叉适应是由于其对多种逆境具有某些共同的防御和抵御机制。如干旱、低温、盐害等多种逆境都能诱导植物长生逆境激素（ABA、乙烯），逆境蛋白，提高细胞渗透调节物质，增加膜保护物质，提高氧自由基的清除酶等，以抵御逆境的胁迫（这些也是植物应对逆境的几种主要机制，也有可能单独出简答题），因此，干旱锻炼在增强抗寒性的同时也能增强了植物对其他逆境的抵抗能力。

2、冬季到来之前，树木发生了哪些适应低温生理变化？（重要！）

温度是和休眠相关的重要因子。秋季低温植物进入休眠，其内部的生理过程产生了以下变化：（1）细胞含水量降低，束缚水的相对含量增高（2）呼吸减弱整个代谢强度降低

（3）ABA含量增加，GA含量减少，生长停止，进入休眠（4）保护性物质增大，细胞浓度增加，冰点降低。

在秋末进行灌水，施肥等生长过旺，不能进入休眠，或休眠不深等，一遇严寒即受冻害，严重时则可致死，因此要注意入秋的栽培措施。

3、植物的冻害主要原因是什么？植物如何产生对低温的抗性？这种抗性增强的可能原因是什么？

答：主要原因：⑴结冰伤害

细胞间结冰伤害、细胞内结冰伤害

⑵蛋白质被损害

⑶膜伤害

对低温的抗性：⑴植株含水量下降

⑵呼吸减弱

⑶ＡＢＡ含量增多

⑷生长停止，进入休眠

⑸保护物质增多

抗性增强的可能原因：⑴温度逐渐降低是植物进入休眠的主要条件之一。

⑵光照长短短日照促进休眠，增强抗性；长日照阻止休眠（冬天路灯下的植物不掉叶，容易冻死）

⑶光照强度秋季光照强、抗寒力强； 秋季光照弱、抗寒力弱

⑷土壤含水量

多、抗寒力差；不要过多，提高抗寒性

⑸土壤营养元素

充足，增强抗寒性；缺乏，抗寒力降低

4.干旱对植物的伤害作用及作物的抗旱性机制（融合了两年考研题，抗旱比较重要）

答：干旱对植物最直接的影响是引起原生质脱水，原生质脱水是旱害的核心。其伤害主要有以下几个方面：

（1）破坏膜结构。膜透性增加，引起胞内物质外渗；

（2）代谢失调。光合作用显著下降，甚至趋于停止。干旱使水解酶的活性加强，合成酶活性降低。蛋白质分解加强，蛋白质的合成过程削弱，脯氨酸大量积累。干旱使体内DNA、RNA含量下降；

（3）引起植物激素变化。ABA含量增加，细胞分裂素、生长素含量减少；

（4）水分重新分配。干旱使植物组织间按水势大小竞争水分，一般幼叶向老叶吸水，促进老爷枯萎死亡，导致落叶落果。

（5）植物生长受抑（6）呼吸作用先升后降

植物的抗旱性是指在干旱条件下，植物能够维持正常代谢水平和正常生长发育的能力。抗旱性强的植物具有一些形态和生理特征：

（1）形态特征：抗旱性强的植物根系发达，根冠比较大，能更有效的利用土壤水分，特别是土壤深层的水分。叶片细胞小，叶脉密，表皮绒毛多，角质化程度高，可减少水分的散失。

（2）生理特征：

1、细胞原生质具有较高的亲水性、粘性和弹性。细胞渗透势较低，细水和保税能力强。束缚水含量高，自由水含量低，原生质黏性较大，细胞原生质具有有较强的抗脱水能力。蛋白质黏性增加提高细胞保水能力，同时弹性增加又可防止细胞失水时的机械损伤。在干旱条件下，细胞亲水能力高能反之细胞严重脱水。

2、抗旱植物保持较强同化能力。蛋白质、淀粉等物质的合成仍能维持在一定水平，糖代谢方面相对稳定。水解酶活性变化不大，减少生物大分子的破坏，使原生质稳定。

3、渗透调节物质增加，脯氨酸、甜菜碱和ABA等物质累积。脯氨酸和甜菜碱是渗透调节物剂，又可保护膜系统。ABA是逆境激素，可是气孔关闭，减少蒸腾失水，脯氨酸和ABA的积累有利于植物抗旱。

4、有些植物可以通过生育周期的调整逃避干旱的干扰，降低受旱害程度

提高抗旱性的途径：（1）选育抗旱品种（2）进行抗旱锻炼（3）合理施肥（4）化学诱导（5）使用生长延缓剂或抗蒸腾剂。

1、简述G蛋白在参与跨膜信号转换过程中的作用？（不看还好，需要理解）

当细胞受到刺激，配体与受体结合后，受体构象发生变化，与G蛋白结合形成受体-G蛋白复合体，使G蛋白a亚基发生变化，排斥GDP，结合GTP而活化。而后，a亚基脱离其它两个亚基，与下游组分，如腺苷酸环化酶结合，活化酶并通过ATP水解产生cAMP分子。此后，与GDP结合的a亚基又回到其它两个亚基上，完成一个循环。

2、简述细胞信号转导的过程。

细胞信号转导可以分为4个步骤：

一是信号分子（包括物理信号和化学信号）与细胞表面的受体（G-蛋白连接受体或类受体蛋白激酶）结合；

二是信号与受体结合之后，通过受体将信号转导进入细胞内，即跨膜信号转换过程；

三是信号经过跨膜转换进入细胞后，还要通过胞内的信号分子或第二信使进一步传递和放大，主要蛋白可递磷酸化作用，即胞内信号转导形成网络过程；

四是导致细胞的生理生化反应。

3、什么叫植物的向光性？向光性生长的机理如何？

答：植物随光方向弯曲的能力，称为向光性。植物的向光弯曲与生长素在向光面与背光面的不均匀分布有关。单方向的光照会引起生长素向背光面移动，以致引起背光面比向光面生长快，而表现向光弯曲。生长素向背光面移动的原因可能与光照引起器官尖端的不同部位产生电势差有关。向光面带负电荷、背光面带正电荷，弱酸性的生长素阴离子被正电荷吸引移向背面。

4．粮食贮藏为什么要降低呼吸速率？（看一下就能明白了）

1）呼吸作用过强，消耗大量的有机物，降低了粮食的质量；

2）呼吸产生水会使贮藏种子的湿度增加；呼吸释放的热又使种子温度升高，反过来促使呼吸加强；严重时会使种子发霉变质。

5、试用化学渗透学说解释光合电子传递与磷酸化相偶联的机理。（还是米切尔的化学渗透学说）

光合磷酸化是在光合膜上进行的，光合膜上的光系统吸收光能后，启动电子在光合膜上传递。电子传递过程中，质子通过PQ穿梭被泵入类囊体腔内，同时水的光解也在膜内侧释放出质子，因而形成了跨膜的质子梯度差和电位差，即膜内腔电位较正而外侧较负，两者合称为质子动力势差（△PMF）。按照P.Mitchell的化学渗透学说，光合电子传递所形成的质子动力势是光合磷酸化的动力，质子有从高浓度的内侧反回到低浓度外侧的趋势，当通过偶联因子复合物（CF1—F0）反回到外侧时，释放出的能量被偶联因子捕获，使ADP和无机磷形成ATP。这一学说已经获得越来越多的实验的证实和支持。

1、土壤因素对植物个系吸收矿质离子的影响（2011年考研论述题）

答：（1）土壤温度：在一定温度范围内，吸收随着温度升高而加快，超过一定温度，吸收下降。温度低时，一方面吸收作用降低，能量供应下降，另一方面溶液中溶质的扩散速度下降，因而吸收速度下降。温度过高时，酶蛋白钝化，降低吸收速度；细胞膜透性增大，矿质元素外流。

（2）土壤通气状况：通气状况直接影响呼吸作用，因而影响能量供应，影响离子的主动吸收。（3）土壤溶液离子浓度：在土壤离子溶液浓度降低时，随着浓度增高，吸收速度加快，增加到一定浓度后，吸收速度不再提高，因为运输例子的运输蛋白数量有限。土壤溶液离子浓度过高时，会引起烧苗。

（4）土壤酸碱度：通过影响细胞原生质的性质，矿质的溶解状态，土壤微生物的活动，进而影响矿质的吸收。

1、试述植物体中同化物装入和卸出筛管的机理（看一下）。

答：同化物装入筛管有质外体途径和共质体途径，即糖从共质体（细胞质经胞间连丝到达韧皮部的筛管，或在某些点进入质外体（细胞壁），后到达韧皮部。

同化物从筛管中卸出也有共质体和质外体途经。共质体途径是指筛管中的同化物通过胞间连丝输送到接受细胞（库细胞）筛管中同化物也可能选运出到质外体，然后再通过质膜进入接受细胞（库细胞）。

2、解释筛管运输学说有几种？每一种学说的主要观点是什么？（看一下）

答：有3种，分别是压力流动学说，胞质泵动学说和收缩蛋白学说。

压力流动学说：主张筛管液流是靠源端和库端的压力势差建立起来的压力梯度来推动的。

胞质泵动学说：认为筛分子内腔的细胞质呈几条长丝，形成胞纵连束，纵跨筛分子，每束直径1到几个um，在束内呈环状的蛋白质丝反复地、有节奏地收缩和张驰，就产生一种蠕动，把胞质长距离泵走，糖分就随之流动。

收缩蛋白学说：认为筛管腔内有许多具有收缩能力的韧皮蛋白（P蛋白），P蛋白的收缩运动将推动筛管汁液的移动。

3．试说明有机物运输分配的规律。（重要，记住点）

答：同化物的分配是指植物体内有规律的光合同化物响各种库器官的输送，就是从源到库的运输。植物在不同生长发育时期，不同部位组成不同的源库单位，以保证和协调植物的生长发育。其运输规律：（1）优先分配给生长中心：生长中心是指一定时期内正在旺盛生长的器官或部位，是对营养组分竞争最强的库。（2）就近运输：叶片的光合产物主要运至邻近的生长部位，随着源库之间距离的加大，库得到的同化物减少。

（3）同侧运输：叶片优先向与他有直接维管束联系的、同侧的库运送同化物。

4.如何证明高等植物的同化物长距离运输的通道是韧皮部？（记住点）

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，环割下端的韧皮部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。

还有个“蚜虫吻刺试验”用于收集韧皮部中同化物，以测定同化物以哪种物质运输。（主要有蔗糖、氨基酸等）（这个不是这道题的答案！）

5、简述“树怕剥皮，不怕烂心”的生理学原理（这道题很多试题比较常见）

韧皮部主要分布在树皮中，韧皮部是植物有机物质运输的主要部位，若树皮剥掉了将切断地上部分制造的有机物向根部的运输。时间久了，根系得不到地上部分提供的同化物和微量活性物质，而本身贮藏的又消耗殆尽，根部就会饿死，从而使根无法吸收水肥等，致使整棵植株死亡。

所谓烂心主要是指树木的木髓部坏死，其不包括木质部和韧皮部，既不含有导管和筛管，不影响水分和有机物质的运输，因此不影响植物的正常生命活动。

1.简述生长素的主要生理作用（经常出）

答：生长素主要的生理功能为：

（1）促进离体胚芽鞘或幼茎段细胞的伸长生长，及促进根、茎的伸长生长（2）促及维管束分化，低浓度IAA促进韧皮部的分化，高浓度促进木质部的（3）促进侧根和不定根的发生

（4）影响花和果实的发育，促进雌花增加，刺激子房发育形成果实（促进单性结实）（5）诱导叶原基的发生，从而调控叶片和叶序的形成，调控叶片的脱落（6）维持顶端优势

2．比较IAA与GA的异同点。

1)相同点：

a.促进细胞的伸长生长 b.诱导单性结实 c.促进坐果 2)不同点：

a.IAA诱导雌花分化,GA诱导雄花分化

b.GA对整株效果明显,而IAA对离体器官效果明显 c.IAA有双重效应,而GA没有类似效应

3.简述生长素（IAA）促进细胞伸长生长的酸生长学说（看一下）

答：（1）生长素诱导激活质膜上的H+-ATP水解酶

（2）H+-ATP水解酶利用水解ATP释放的能量，使细胞内的H+外运，导致细胞壁的酸化；

（3）在酸性条件下，细胞壁中的扩张蛋白被活化，活化扩张蛋白促进连接木葡聚糖与纤维素微纤丝间的键断裂，细胞壁松弛。

（4）细胞的压力势下降，导致细胞水势下降，细胞吸水，从而促进细胞伸长生长。

4、植物体内哪些因素决定组织中IAA的含量﹖（看一下）

答：①IAA生物合成；

②可逆不可逆地形成束缚IAA； ③IAA的运输（输入、输出）； ④IAA的酶促氧化或光氧化； ⑤IAA在生理活动中的消耗。

5、试讨论植物生长发育过程中激素间的相互作用（比较综合的一道题，看一下，标红色的为经常见到的）

在植物的生长发育过程中，激素间的相互作用和协调平衡调控所有过程

（1）种子萌发和休眠：生长素、细胞分离素促进种子萌发，ABA（脱落酸）促进休眠，抑制种子萌发，赤霉素可打破休眠，促进萌发。生长素、细胞分裂素、赤霉素与脱落酸比例高促进萌发，反之促进休眠。

（2）营养生长：生长素（IAA）、细胞分裂素（CTK）、赤霉素（GA）与脱落酸的相互作用调控营养生长，IAA、CTK、GA与ABA比例高促进生长。

（3）顶端优势：乙烯（Eth）、CTK和IAA调控顶端优势，IAA、乙烯诱导顶端优势，促进顶芽生长；CTK抑制顶端优势，促进侧芽发育。

（4）器官分化：IAA和CTK调控器官分化，IAA比例高时，诱导生根，CTK高时，诱导长芽。（5）成花诱导：GA促进多种LDP（长日照植物）在短日照条件下成花，IAA可促进一些LDP成花，但抑制SDP（短日照植物）成花。细胞分裂素能促进一些SDP和LDP成花，ABA可代替短日照促使一些SDP在长日条件下成花

（6）性别分化：IAA、乙烯和GA调控性别分化，IAA和乙烯促进雌花分化，GA促进雄花分化；（7）成熟、衰老：IAA、CTK能延缓衰老，乙烯促进成熟、衰老；（8）叶片脱落：乙烯促进叶片脱落，IAA浓度梯度影响叶片脱落。

（还可以这样出）２、解释一种一年生被子植物的整个生活史激素的作用，包括每一阶段上激素执行的功能，在你的回答中要包括种子萌发，营养生长，果实成熟，叶片脱落及休眠等生理过程。

答：种子萌发时，原来一些束缚型的激素迅速转变如生长素类，同时胚细胞也会产生新的激素，如Ｇ素的共同作用（即通过酶的合成等），促使种子有运输，提供新器官形成时所需的物质和能量。

营养生长：这个阶段主要是ＩＡＡ、ＧＡ、ＣＴＫ，它们促进细胞的分裂，伸长，分化，延缓植物的衰老，保证各种代谢的顺利进行。

果实成熟：未成熟的果实能合成乙烯，并导致呼吸上升，产生呼吸峰，使果实达到可食程度。

叶片脱落：日照变短诱导ＡＢＡ的合成，它与乙烯一起使叶柄产生离层区，导致叶柄脱落。

休眠：由于ＡＢＡ含量增多，导致光合呼吸下降，叶绿素分解，叶片脱落等生理过程。一年生的植物体逐步进入衰亡，代之越

冬的是果实或种子。由于果实中含有生长抑制物质如ＡＢＡ，则种子休眠过冬。到了来年，种子中的ＡＢＡ逐步分解，取而代之的是促进生长的激素物质的活化或合成，故种子萌发。

6．试述生长素极性运输的机理。（看一下）

生长素的极性运输机理可用Goldsmith提出的化学渗透极性扩散假说去解释。这个学说的要点是：植物形态学上端的细胞的基部有IAA-输出载体，细胞中的IAA-首先由输出载体载体到细胞壁，IAA与H+结合成IAAH，IAAH再通过下一个细胞的顶部扩散透过质膜进入细胞，或通过IAA-—H+共向转运体运入细胞质。如此重复下去，即形成了极性运输。

第二篇：植物生理学总结

植物的光合作用受内外因素的影响，而衡量内外因素对光合作用影响程度的常用指标是光合速率(photosynthetic rate)。

一、光合速率及表示单位

光合速率通常是指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或O2的释放量，也可用单位时间、单位叶面积上的干物质积累量来表示。常用单位有：μmol CO2·m-2·s-1(以前用mg·dm-2·h-1表示，1μmol·m-2·s-1＝1.58mg·dm-2·h-1)、μmol O2·dm-2·h-1 和mgDW(干重)·dm-2·h-1。CO2吸收量用红外线CO2气体分析仪测定，O2释放量用氧电极测氧装置测定，干物质积累量可用改良半叶法等方法测定(请参照植物生理实验指导书)。有的测定光合速率的方法都没有把呼吸作用(光、暗呼吸)以及呼吸释放的CO2被光合作用再固定等因素考虑在内，因而所测结果实际上是表观光合速率(apparent photosynthetic rate)或净光合速率(net photosynthetic rate，Pn)，如把表观光合速率加上光、暗呼吸速率，便得到总光合速率(gross photosyntheticrate)或真光合速率(true photosynthetic rate)。

二、内部因素

(一)叶片的发育和结构

1.叶龄 新长出的嫩叶，光合速率很低。其主要原因有：(1)叶组织发育未健全，气孔尚未完全形成或开度小，细胞间隙小，叶肉细胞与外界气体交换速率低；(2)叶绿体小，片层结构不发达，光合色素含量低，捕光能力弱；(3)光合酶，尤其是Rubisco的含量与活性低。(4)幼叶的呼吸作用旺盛，因而使表观光合速率降低。但随着幼叶的成长，叶绿体的发育，叶绿素含量与Rubisco酶活性的增加，光合速率不断上升；当叶片长至面积和厚度最大时，光合速率通常也达到最大值，以后，随着叶片衰老，叶绿素含量与Rubisco酶活性下降，以及叶绿体内部结构的解体，光合速率下降。

依据光合速率随叶龄增长出现“低—高—低”的规律，可推测不同部位叶片在不同生育期的相对光合速率的大小。如处在营养生长期的禾谷类作物，其心叶的光合速率较低，倒3叶的光合速率往往最高；而在结实期，叶片的光合速率应自上而下地衰减。

2.叶的结构 叶的结构如叶厚度、栅栏组织与海绵组织的比例、叶绿体和类囊体的数目等都对光合速率有影响。叶的结构一方面受遗传因素控制，另一方面还受环境影响。

C4植物的叶片光合速率通常要大于C3植物，这与C4植物叶片具有花环结构等特性有关。许多植物的叶组织中有两种叶肉细胞，靠腹面的为栅栏组织细胞；靠背面的为海绵组织细胞。栅栏组织细胞细长，排列紧密，叶绿体密度大，叶绿素含量高，致使叶的腹面呈深绿色，且其中Chla/b比值高，光合活性也高，而海绵组织中情况则相反。生长在光照条件下的阳生植物(sun plant)叶栅栏组织要比阴生植物(shade plant)叶发达，叶绿体的光合特性好，因而阳生叶有较高的光合速率。

同一叶片，不同部位上测得的光合速率往往不一致。例如，禾本科作物叶尖的光合速率比叶的中下部低，这是因为叶尖部较薄，且易早衰的缘故。

(二)光合产物的输出

光合产物(蔗糖)从叶片中输出的速率会影响叶片的光合速率。例如，摘去花、果、顶芽等都会暂时阻碍光合产物输出，降低叶片特别是邻近叶的光合速率；反之，摘除其他叶片，只留一张叶片与所有花果，留下叶的光合速率会急剧增加，但易早衰。对苹果等果树枝条环割，由于光合产物不能外运，会使环割上方枝条上的叶片光合速率明显下降。光合产物积累到一定的水平后会影响光合速率的原因有：(1)反馈抑制。例如蔗糖的积累会反馈抑制合成蔗糖的磷酸蔗糖合成酶sucrose phosphate synthetase,SPS)的活性，使F6P增加。而F6P的积累，又反馈抑制果糖1，6-二磷酸酯酶活性，使细胞质以及叶绿体中磷酸丙糖含量增加，从而影响CO2的固定；(2)淀粉粒的影响。叶肉细胞中蔗糖的积累会促进叶绿体基质中淀粉的合成与淀粉粒的形成，过多的淀粉粒一方面会压迫与损伤类囊体，另一方面，由于淀粉粒对光有遮挡，从而直接阻碍光合膜对光的吸收。

三 外部因素

(一)光照

光是光合作用的动力，也是形成叶绿素、叶绿体以及正常叶片的必要条件，光还显著地调节光合酶的活性与气孔的开度，因此光直接制约着光合速率的高低。光照因素中有光强、光质与光照时间，这些对光合作用都有深刻的影响。

1.光强

(1)光强-光合曲线 图4-26是光强-光合速率关系的模式图。

图4-26 光强-光合曲线图解

图4-27 不同植物的光强光合曲线

暗中叶片不进行光合作用，只有呼吸作用释放CO2(图4-26中的OD为呼吸速率)。随着光强的增高，光合速率相应提高，当到达某一光强时，叶片的光合速率等于呼吸速率，即CO2吸收量等于CO2释放量，表观光合速率为零，这时的光强称为光补偿点(light compensation point)。在低光强区，光合速率随光强的增强而呈比例地增加(比例阶段，直线A)；当超过一定光强，光合速率增加就会转慢(曲线B)；当达到某一光强时，光合速率就不再增加，而呈现光饱和现象。开始达到光合速率最大值时的光强称为光饱和点(light saturation point)，此点以后的阶段称饱和阶段(直线C)。比例阶段中主要是光强制约着光合速率，而饱和阶段中CO2扩散和固定速率是主要限制因素。用比例阶段的光强-光合曲线的斜率(表观光合速率/光强)可计算表观光合量子产额。

由图4-27，表4-5可见，不同植物的光强-光合曲线不同，光补偿点和光饱和点也有很大的差异。光补偿点高的植物一般光饱和点也高，草本植物的光补偿点与光饱和点通常要高于木本植物；阳生植物的光补偿点与光饱和点要高于阴生植物；C4植物的光饱和点要高于C3植物。光补偿点和光饱和点可以作为植物需光特性的主要指标，用来衡量需光量。光补偿点低的植物较耐阴，如大豆的光补偿点仅0.5klx，所以可与玉米间作，在玉米行中仍能正常生长。在光补偿点时，光合积累与呼吸消耗相抵消，如考虑到夜间的呼吸消耗，则光合产物还有亏空，因此从全天来看，植物所需的最低光强必须高于光补偿点。对群体来说，上层叶片接受到的光强往往会超过光饱和点，而中下层叶片的光强仍处在光饱和点以下，如水稻单株叶片光饱和点为40～50klx，而群体内则为60～80lx，因此改善中下层叶片光照，力求让中下层叶片接受更多的光照是高产的重要条件。

植物的光补偿点和光饱和点不是固定数值，它们会随外界条件的变化而变动，例如，当CO2浓度增高或温度降低时，光补偿点降低；而当CO2浓度提高时，光饱和点则会升高。在封闭的温室中，温度较高，CO2较少，这会使光补偿点提高而对光合积累不利。在这种情况下应适当降低室温，通风换气，或增施CO2才能保证光合作用的顺利进行。

在一般光强下，C4植物不出现光饱和现象，其原因是：①C4植物同化CO2消耗的同化力要比C3植物高 ②PEPC对CO2的亲和力高，以及具有“CO2泵”，所以空气中CO2浓度通常不成为C4植物光合作用的限制因素。

(2)强光伤害—光抑制 光能不足可成为光合作用的限制因素，光能过剩也会对光合作用产生不利的影响。当光合机构接受的光能超过它所能利用的量时，光会引起光合速率的降低，这个现象就叫光合作用的光抑制(photoinhibition of photosynthesis)。

晴天中午的光强常超过植物的光饱和点，很多C3植物，如水稻、小麦、棉花、大豆、毛竹、茶花等都会出现光抑制，轻者使植物光合速率暂时降低，重者叶片变黄，光合活性丧失。当强光与高温、低温、干旱等其他环境胁迫同时存在时，光抑制现象尤为严重。通常光饱和点低的阴生植物更易受到光抑制危害，若把人参苗移到露地栽培，在直射光下，叶片很快失绿，并出现红褐色灼伤斑，使参苗不能正常生长；大田作物由光抑制而降低的产量可达15%以上。因此光抑制产生的原因及其防御系统引起了人们的重视。

光抑制机理 一般认为光抑制主要发生在PSⅡ。按其发生的原初部位可分为受体侧光抑制和供体侧光抑制。受体侧光抑制常起始于还原

1型QA的积累。还原型QA的积累促使三线态P680(P680T)的形成，而P680T可以与氧作用(P680T +O2→P680 + 1O2)形成单线态氧(O2)；供体侧光抑制起始于水氧化受阻。由于放氧复合体不能很快把电子传递给反应中心，从而延长了氧化型P680(P680+)的存在时间。Ｐ680+和1O2都是强氧化剂，如不及时消除，它们都可以氧化破坏附近的叶绿素和D1蛋白，从而使光合器官损伤，光合活性下降。

保护机理 植物有多种保护防御机理，用以避免或减少光抑制的破坏。如：(1)通过叶片运动，叶绿体运动或叶表面覆盖蜡质层、积累盐或着生毛等来减少对光的吸收；(2)通过增加光合电子传递和光合关键酶的含量及活化程度，提高光合能力等来增加对光能的利用；(3)加强非光合的耗能代谢过程，如光呼吸、Mehler反应等；(4)加强热耗散过程，如蒸腾作用；(5)增加活性氧的清除系统，如超氧物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽还原酶等的量和活性；(6)加强PSⅡ的修复循环等。

光抑制引起的破坏与自身的修复过程是同时发生的，两个相反过程的相对速率决定光抑制程度和对光抑制的忍耐性。光合机构的修复需要弱光和合适的温度，以及维持适度的光合速率，并涉及到一些物质如D1等蛋白的合成。如果植物连续在强光和高温下生长，那么光抑制对光合器的损伤就难以修复了。

图4-28 不同光波下植物的光合速率

在作物生产上，保证作物生长良好，使叶片的光合速率维持较高的水平，加强对光能的利用，这是减轻光抑制的前提。同时采取各种措施，尽量避免强光下多种胁迫的同时发生，这对减轻或避免光抑制损失也是很重要的。另外，强光下在作物上方用塑料薄膜遮阳网或防虫网等遮光，能有效防止光抑制的发生，这在蔬菜花卉栽培中已普遍应用。

2.光质 在太阳幅射中，只有可见光部分才能被光合作用利用。用不同波长的可见光照射植物叶片，测定到的光合速率(按量子产额比较)不一样(图4-28)。在600～680nm红光区，光合速率有一大的峰值，在435nm左右的蓝光区又有一小的峰值。可见，光合作用的作用光谱与叶绿体色素的吸收光谱大体吻合。

在自然条件下，植物或多或少会受到不同波长的光线照射。例如，阴天不仅光强减弱，而且蓝光和绿光所占的比例增高。树木的叶片吸收红光和蓝光较多，故透过树冠的光线中绿光较多，由于绿光是光合作用的低效光，因而会使树冠下生长的本来就光照不足的植物利用光能的效率更低。“大树底下无丰草”就是这个道理。

水层同样改变光强和光质。水层越深，光照越弱，例如，20米深处的光强是水面光强的二十分之一，如水质不好，深处的光强会更弱。水层对光波中的红、橙部分吸收显著多于蓝、绿部分，深水层的光线中短波长的光相对较多。所以含有叶绿素、吸收红光较多的绿藻分布于海水的表层；而含有藻红蛋白、吸收绿、蓝光较多的红藻则分布在海水的深层，这是海藻对光适应的一种表现。

3.光照时间 对放置于暗中一段时间的材料(叶片或细胞)照光，起初光合速率很低或为负值，要光照一段时间后，光合速率才逐渐上升并趋与稳定。从照光开始至光合速率达到稳定水平的这段时间，称为“光合滞后期”(lag phase of photosynthesis)或称光合诱导期。一般整体叶片的光合滞后期约30～60min，而排除气孔影响的去表皮叶片，细胞、原生质体等光合组织的滞后期约10min。将植物从弱光下移至强光下，也有类似情况出现。另外，植物的光呼吸也有滞后现象。在光合的滞后期中光呼吸速率与光合速率会按比例上升(图4-29)。

产生滞后期的原因是光对酶活性的诱导以及光合碳循环中间产物的增生需要一个准备过程，而光诱导气孔开启所需时间则是叶片滞后期延长的主要因素。

由于照光时间的长短对植物叶片的光合速率影响很大，因此在测定光合速率时要让叶片充分预照光。

图4-30 叶片光合速率对细胞间隙 CO2浓度响应示意图

曲线上四个点对应浓度分别为CO2补偿点(C)，空气浓度下细胞间隙的CO2浓度(n)，与空气浓度相同的细胞间隙CO2浓度(350μl·L-1左右)和CO2饱和点(S)。Pm为最大光合速率；CE为比例阶段曲线斜率，代表羧化效率；OA光下叶片向无CO2气体中的释放速率，可代表光呼吸速率。

(二)CO2

1.CO2-光合曲线 CO2-光合曲线(图4-30)与光强光合曲线相似，有比例阶段与饱和阶段。光下CO2浓度为零时叶片只有光、暗呼吸,释放CO2。图中的OA部分为光下叶片向无CO2气体中的CO2释放速率(实质上是光呼吸、暗呼吸、光合三者的平衡值)，通常用它来代表光呼吸速率。在比例阶段，光合速率随CO2浓度增高而增加，当光合速率与呼吸速率相等时，环境中的CO2浓度即为CO2补偿点(CO2 compensation point，图中C点)；当达到某一浓度(S)时，光合速率便达最大值(PM)，开始达到光合最大速率时的CO2浓度被称为CO2饱和点(CO2 saturation point)。在CO2－光合曲线的比例阶段，CO2浓度是光合作用的限制因素，直线的斜率(CE)受Rubisco活性及活化Rubisco量的限制，因而CE被称为羧化效率(carboxylation efficiency)。从CE的变化可以推测Rubisco的量和活性，CE大，即在较低的CO2浓度时就有较高的光合速率，也就是说Rubisco的羧化效率高。在饱和阶段，CO2已不是光合作用的限制因素，而CO2受体的量，即RuBP的再生速率则成为影响光合的因素。由于RuBP再生受ATP供应的影响，所以饱和阶段光合速率反映了光合电子传递和光合磷酸化活性，因而Pm被称为光合能力。

图4-31 C3植物与C4植物的CO2光合曲线比较

A.光合速率与外界CO2浓度； B.光合速率与细胞间隙CO2浓度(计算值)；C4植物为Tidestromia oblogifolia； C3 植物为Larrea paricata

比较C3植物与C4植物CO2－光合曲线(图4-31)，可以看出：(1)C4植物的CO2补偿点低，在低CO2浓度下光合速率的增加比C3快，CO2的利用率高；(2)C2植物的CO2饱和点比C3植物低，在大气CO2浓度下就能达到饱和；而C3植物CO2饱和点不明显，光合速率在较高CO2浓度下还会随浓度上升而提高。C4植物CO2饱和点低的原因，可能与C4植物的气孔对CO2浓度敏感有关，即CO2浓度超过空气水平后，C4植物气孔开度就变小。另外，C4植物PEPC的Km低，对CO2亲和力高，有浓缩CO2机制，这些也是C4植物CO2饱和点低的原因。

在正常生理情况下，植物CO2补偿点相对稳定，例如小麦100个品种的CO2补偿点为52±2μl·L-1，大麦125个品种为55±2μl·L-1，玉米125个品种为1.3±1.2μl·L-1，猪毛菜(CAM植物)CO2补偿点不超过10μl·L-1。有人测定了数千株燕麦和5万株小麦的幼苗，尚未发现一株具有类似C4植物低CO2补偿点的幼苗。在温度上升、光强减弱、水分亏缺、氧浓度增加等条件下，CO2补偿点也随之上升。

2.CO2供给 CO2是光合作用的碳源，陆生植物所需的CO2主要从大气中获得。CO2从大气至叶肉细胞间隙为气相扩散，而从叶肉细胞间隙到叶绿体基质则为液相扩散，扩散的动力为.CO2浓度差。

图 4-32 不同 CO2浓度下温度对光合速率的影响

a.在饱和CO2浓度下；b.在大气.CO2浓度下(Berty and Bojorkman 1980)

空气中的.CO2浓度较低，约为350μl·L-1(0.035%)，分压为3.5×10-5 MPa，而一般C3植物的.CO2饱和点为1 000～1 500μl·L-1 左右，是空气中的3～5倍。在不通风的温室、大棚和光合作用旺盛的作物冠层内的.CO2浓度可降至200μl·L-1左右。由于光合作用 对.CO2的消耗以及存在.CO2扩散阻力，因而叶绿体基质中的.CO2浓度很低，接近.CO2补偿点。因此，加强通风或设法增施.CO2能显著提高作物的光合速率，这对C3植物尤为明显。

(三)温度

光合过程中的暗反应是由酶所催化的化学反应，因而受温度影响。在强光、高.CO2浓度时温度对光合速率的影响要比弱光、低.CO2浓度时影响大(图4-32)，这是由于在强光和高.CO2条件下，温度能成为光合作用的主要限制因素。

光合作用有一定的温度范围和三基点。光合作用的最低温度(冷限)和最高温度(热限)是指该温度下表观光合速率为零，而能使光合速率达到最高的温度被称为光合最适温度。光合作用的温度三基点因植物种类不同而有很大的差异(表4-6)。如耐低温的莴苣在5℃就能明显地测出光合速率，而喜温的黄瓜则要到20℃时才能测到；耐寒植物的光合作用冷限与细胞结冰温度相近；而起源于热带的植物，如玉米、高粱、橡胶树等在温度降至10～5℃时，光合作用已受到抑制。低温抑制光合的原因主要是低温时膜脂呈凝胶相，叶绿体超微结构受到破坏。此外，低温时酶促反应缓慢，气孔开闭失调，这些也是光合受抑的原因。

从表4-6可知，C4植物的热限较高，可达50～60℃，而C3植物较低，一般在40～50℃。乳熟期小麦遇到持续高温，尽管外表上仍呈绿色，但光合功能已严重受损。产生光合作用热限的原因：一是由于膜脂与酶蛋白的热变性，使光合器官损伤，叶绿体中的酶钝化；二是由于高温刺激了光暗呼吸，使表观光合速率迅速下降。

昼夜温差对光合净同化率有很大的影响。白天温度高，日光充足，有利于光合作用的进行；夜间温度较低，降低了呼吸消耗，因此，在一定温度范围内，昼夜温差大有利于光合积累。

在农业实践中要注意控制环境温度，避免高温与低温对光合作用的不利影响。玻璃温室与塑料大棚具有保温与增温效应，能提高光合生产力，这已被普遍应用于冬春季的蔬菜栽培。

(四)水分

水分对光合作用的影响有直接的也有间接的原因。直接的原因是水为光合作用的原料，没有水不能进行光合作用。但是用于光合作用的水不到蒸腾失水的1%，因此缺水影响光合作用主要是间接的原因。

水分亏缺会使光合速率下降。在水分轻度亏缺时，供水后尚能使光合能力恢复，倘若水分亏缺严重，供水后叶片水势虽可恢复至原来水平，但光合速率却难以恢复至原有程度(图4-33)。因而在水稻烤田，棉花、花生蹲苗时，要控制烤田或蹲苗程度，不能过头。

图4-33 向日葵在严重水分亏缺时以及在复水过程中 叶水势、光合速率、气孔阻力、蒸腾速率变化

水分亏缺降低光合的主要原因有：

(1)气孔导度下降 叶片光合速率与气孔导度呈正相关，当水分亏缺时，叶片中脱落酸量增加，从而引起气孔关闭，导度下降，进入叶片的.CO2减少。开始引起气孔导度和光合速率下降的叶片水势值，因植物种类不同有较大差异：水稻为－0.2～－0.3MPa；玉米为－0.3～－0.4MPa；而大豆和向日葵则在－0.6～－1.2MPa间。

(2)光合产物输出变慢 水分亏缺会使光合产物输出变慢，加之缺水时，叶片中淀粉水解加强，糖类积累，结果会引起光合速率下降。

(3)光合机构受损 缺水时叶绿体的电子传递速率降低且与光合磷酸化解偶联，影响同化力的形成。严重缺水还会使叶绿体变形，片层结构破坏，这些不仅使光合速率下降，而且使光合能力不能恢复。

(4)光合面积扩展受抑 在缺水条件下，生长受抑，叶面积扩展受到限制。有的叶面被盐结晶、被绒毛或蜡质覆盖，这样虽然减少了水分的消耗，减少光抑制，但同时也因对光的吸收减少而使得光合速率降低。

水分过多也会影响光合作用。土壤水分太多，通气不良妨碍根系活动，从而间接影响光合；雨水淋在叶片上，一方面遮挡气孔，影响气体交换，另一方面使叶肉细胞处于低渗状态，这些都会使光合速率降低。

（五）矿质营养

矿质营养在光合作用中的功能极为广泛，归纳起来有以下几方面：

1.叶绿体结构的组成成分 如N、P、S、Mg是叶绿体中构成叶绿素、蛋白质、核酸以及片层膜不可缺少的成分。

2.电子传递体的重要成分 如PC中含Cu，Fe-S中心、Cytb、Cytf和Fd中都含Fe，放氧复合体不可缺少Mn2+ 和Cl-。

3.磷酸基团的重要作用 构成同化力的ATP和NADPH，光合碳还原循环中所有的中间产物，合成淀粉的前体ADPG，以及合成蔗糖的前体UDPG，这些化合物中都含有磷酸基团。

4.活化或调节因子 如Rubisco，FBPase等酶的活化需要Mg2+ ；Fe、Cu、Mn、Zn参与叶绿素的合成；K+ 和Ca2+ 调节气孔开闭；K和P促进光合产物的转化与运输等。

肥料三要素中以N对光合影响最为显著。在一定范围内，叶的含N量、叶绿素含量、Rubisco含量分别与光合速率呈正相关。叶片中含N量的80%在叶绿体中，施N既能增加叶绿素含量，加速光反应，又能增加光合酶的含量与活性，加快暗反应。从N素营养好的叶片中提取出的Rubisco不仅量多，而且活性高。然而也有试验指出当Rubisco含量超过一定值后，酶量就不与光合速率成比例。

重金属铊、镉、镍和铅等都对光合作用有害，它们大都影响气孔功能。另外，镉对PSⅡ活性有抑制作用。

(六)光合速率的日变化

一天中，外界的光强、温度、土壤和大气的水分状况、空气中的.CO2浓度以及植物体的水分与光合中间产物含量、气孔开度等都在不断地变化，这些变化会使光合速率发生日变化，其中光强日变化对光合速率日变化的影响最大。在温暖、水分供应充足的条件下，光合速率变化随光强日变化呈单峰曲线，即日出后光合速率逐渐提高，中午前达到高峰，以后逐渐降低，日落后光合速率趋于负值(呼吸速率)。如果白天云量变化不定，则光合速率会随光强的变化而变化。

图4-34 水稻光合速率的日变化

A.光合速率(P)和气孔导度(C)平行变化； B.由A图数据绘制的光合速率与光强的关系，在相同光强下，上午光合速率要大于下午的光合速率

另外，光合速率也同气孔导度的变化相对应(图4-34A)。在相同光强时，通常下午的光合速率要低于上午的光合速率(图4-34B)，这是由于经上午光合后，叶片中的光合产物有积累而发生反馈抑制的缘故。当光照强烈、气温过高时，光合速率日变化呈双峰曲线，大峰在上午，小峰在下午，中午前后，光合速率下降，呈现“午睡”现象(midday depression of photo-synthesis)，且这种现象随土壤含水量的降低而加剧(图4-35)。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，那么植株的失水大于吸水，就会引起萎蔫与气孔导度降低，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。

光合“午睡”是植物遇干旱时的普遍发生现象，也是植物对环境缺水的一种适应方式。但是“午睡”造成的损失可达光合生产的30%，甚至更多，所以在生产上应适时灌溉，或选用抗旱品种，增强光合能力，以缓和“午睡”程度。

图 4-35 桑叶光合速率随着土壤水分减少的日变化

A.光合日变化； B.土壤含水量 图中数字为降雨后的天数(Tazaki等，1980)

第三篇：植物生理学问答题

答：植物的成花包括三个阶段：

(1)成花诱导，经某种环境信号刺激诱导，植物改变发育进程，从营养生长向生殖生长转变；

(2)成花启动，分生组织经一系列变化分化成形态上可辨认的花原基，亦称之为花的发端；

(3)花的发育，即花器官的形成和生长。

2．什么是春化作用？如何证实植物感受低温的部位是茎尖生长点。

答：低温诱导促使植物开花的作用叫春化作用。

栽培于温室内中的芹菜，由于得不到花分化所需的低温，不能开花结实。如果用胶管把芹菜茎尖缠绕起来，通入冷水，使茎的生长点得到低温，就能通过春化而在长日下开花；反之，如果将芹菜植株置于低温条件下，向缠绕茎尖的胶管通入温水，芹菜则不能通过春化而开花。上述结果能证明植物感受低温的部位是茎尖生长点(或其它能进行细胞分裂的组织)。

答：许多植物经低温处理后，体内赤霉素含量增加；用赤霉素生物合成抑制剂处理会抑制春化作用。许多需春化的植物，如二年生天仙子、白菜、甜菜和胡萝卜等不经低温处理就只长莲座状的叶丛，而不能抽薹开花，但使用赤霉素却可使这些植物不经低温处理就能开花，这些都表明赤霉素与春化作用有关，可以部分代替低温的作用。但赤霉素并不能诱导所有需春化的植物开花。植物对赤霉素的反应也不同于低温，被低温诱导的植物抽薹时就出现花芽，而对赤霉素起反应的莲座状植物，茎先伸长形成营养枝，花芽以后才出现。总之，赤霉素与春化作用的关系很复杂，有待进一步研究。

答：尽管对春化作用已研究了几十年，但对其作用机理还了解甚少。

梅尔彻斯（Melchers）和兰（Lang）1965年曾提出如下假说：春化作用由两个阶段组成，第Ⅰ阶段是春化作用的前体物在低温下转变成不稳定的中间产物；第Ⅱ阶段是不稳定的中间产物再在低温下转变成能诱导开花的最终产物，从而促进植物开花。这种不稳定中间产物如遇高温会被破坏或分解，所以若在春化过程中遇上高温，则春化作用会被解除。

植物发育的每一时期中，都伴随着特异基因的表达。春化过程诱导一些特异基因的活化、转录和翻译，从而导致一系列生理生化代谢过程的改变，最终进入花芽分化、开花结实。

答：(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0～5℃低温下40～50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3～4代冬性作物，加速育种进程；为了避免春季“倒春寒”对春小麦的低温伤害，可对种子进行人工春化处理后适当晚播，使之在缩短生育期的情况下正常成熟；春小麦经低温处理后，可早熟5～10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。

答：自然界一昼夜间的光暗交替称为光周期。生长在地球上不同地区的植物在长期适应和进化过程中表现出生长发育的周期性变化，植物对白天黑夜相对长度的反应，称为光周期现象。植物的开花、休眠和落叶，以及鳞茎、块茎、球茎等地下贮藏器官的形成都受昼夜长度的调节，其中研究最多的是植物成花的光周期诱导。根据植物开花对光周期的反应，将植物分为三种主要的光周期类型。

(1)长日植物在昼夜周期中日照长度长于某临界值时数才能成花的植物。如小麦、大麦、黑麦、油菜、天仙子等。

(2)短日植物在昼夜周期中日照长度短于某临界值时数才能成花的植物。如大豆、苍耳、菊花、晚稻、美洲烟草等。

(3)日中性植物只要其他条件满足，在任何长度的日照下都能成花的植物。如月季、黄瓜、番茄、四季豆、向日葵等。

答：植物在适宜的光周期诱导后，成花部位是茎端的生长点，而感受光周期的部位却是叶片。这一点可以用对植株不同部位进行光周期处理后观察对开花效应的情况来证明：①将植物全株置于不适宜的光周期条件下，植物不开花而保持营养生长；②将植物全株置于适宜的光周期下，植物可以开花；③只将植物叶片置于适宜的光周期条件下，植物正常开花；④只将植物叶片置于不适宜的光周期下，植物不开花。

用嫁接试验可证明植物的光周期刺激可能是以某种化学物质来传递的：如将数株短日植物苍耳嫁接串联在一起，只让其中一株的一片叶接受适宜的短日光周期诱导，而其它植株都在长日照条件下，结果数株苍耳全部开花。

答：将此新植物种分别置于不同的光周期条件下，其它条件控制在相同适宜范围，观察它的开花反应。若日照时数只有在短于一定时数才能开花，表明此种植物为短日植物；若日照时数只有在长于一定时数才能开花，则为长日植物；如在不同的日照时数下均能开花的，则为日中性植物。或将新植物种分别置于一定的光周期条件下，在暗期给予短暂的