林科院考博真题答案-植物生理学.docx

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一、解释概念或现象（共10题、每题4分，共40分）

1.流动镶嵌模型（fluidmosaicmodel）：

液态的脂质双分子层中具有可移动的蛋白质，使脂质双分子层具有移动性和不对称性。

2.水势（waterpotential）:

每偏摩尔体积水的化学势。

3.荧光（flourscence）与磷光（phosphorescence）

荧光：

离体的叶绿素在穿透光的照射下呈现绿色，在反射光的照射下呈现红色；磷光：

处在三线态的叶绿素分子回到基态时所发出的光称为磷光。

4.光呼吸（photorespiration）:

光呼吸是植物的绿色细胞在光照下吸收氧气释放二氧化碳的反应。

5.生物氧化（biologicaloxidation）：

有机物质在生物体内的氧化作用。

6.内聚力学说（cohesiontheory）:

水分子之间存在着相互吸引的力量，即内聚力；当植物叶片受到蒸腾作用时产生一个向上的拉力，根系吸水通过木质部导管将水源源不断地输送给叶片，此时水受到了向上的拉力，同时也有自身的重力，由此产生了张力，由于水分子之间存在的内聚力，内聚力远远大于张力，是水柱不会中断。

7.植物激素（planthormane/phytohormane）/植物生长物质（plantgrowthsubstance）植物激素：

由植物自身产生的，通过合成部位运输至部位，对植物的生长、分化、发育起显著调节作用的微量小分子有机物。

植物生长物质：

对植物的生长、分化、发育期调节的物质，包括了植物激素和生长调节剂。

8.脱分化（dedifferetiation）与再分化（redifferentiation）

脱分化：

已经分化的细胞或组织在外界条件刺激或适宜的培养基条件下失去分化状态，细胞具有分裂的能力，恢复至分生组织状态；

再分化：

脱分化的细胞可以重新分化成为各种细胞、组织、器官。

9.光周期现象（photoperiodism）

光周期现象：

植物的开花结果、休眠及落叶衰落等是对光照长短规律性的变化产生的反应。

10.一基（-SH）假说（sulfhydrylgrouphypothesis）:

植物在遭受到冻害的时候，原生质体会脱水，从而导致蛋白质相互靠近，临近的蛋白质的-SH基会结合形成二硫键，从而使蛋白质聚集失去活性；当冰晶开始融化，蛋白质肽链的氢键断裂,肽链保持了松散状态，但二硫键仍然存在，因此肽链的空间构象发生了变化，蛋白质的空间构型发生了改变，造成细胞的伤害和死亡。

二、简述与简答（共6题、每题10分、共60分）

1.简述生长素的作用机理。

答：

酸生长假说；基因活化假说

（1）酸生长假说

细胞质膜上存在H+-ATP酶（质子泵），生长素与泵蛋白结合后使其活化，消耗ATP,将将H+泵出到了细胞壁基质中，随着H+的积累，细胞壁基质中逐渐酸化；一方面H+使细胞壁中对酸不稳定的氢键断裂；另一方面H+诱导了纤维素酶等水解酶的活化，使细胞壁中生物大分子间结合点断裂；推动了细胞壁中压力势降低、水势降低，细胞吸水，细胞发生了不可逆的吸水膨胀。

（2）基因活化假说

生长素与细胞膜或细胞质中的受体结合后，形成生长素-受体复合体；生长素-受体复合体诱导了磷酸三肌醇IP3的产生，打开了液泡等细胞器中的Ca2+通道，使细胞质中的Ca2+浓度增加；Ca2+进入液泡后，置换出H+,刺激了质膜ATP酶的活性，是蛋白质磷酸化；活化的蛋白质与生长素结合，形成蛋白质-生长素复合物，移至细胞核中，合成特殊的mRNA,最后在核糖体中形成蛋白质或酶,合成组成细胞质和细胞壁的物质，引起细胞的生长。

生长素+受体——生长素-受体复合体——诱导了磷酸三肌醇IP3产生一一打开细胞器中的钙离子通道，细胞质中钙离子的浓度增加——钙离子进去到液泡中置换出氢离子一一氢离子激活质膜ATP酶的活性，使得蛋白质磷酸化一一活化的蛋白质与生长素结合形成蛋白质一生长素复合体一一转移到细胞核中形成新的mRNA——经过转录在核糖体中形成蛋白质，合成组成细胞质和细胞壁的物质。

2.简述种子休眠的原因及解除方法。

（1）种子休眠的原因：

胚未发育成熟；

种子未经过后熟作用：

植物的种子在离开母株后仍需要一定的时间后才能够发育成熟；

果皮或种皮坚硬

植物激素：

乙烯、脱落酸等植物激素的存在；

（2）打破种子休眠方法

机械破皮；清水漂洗（将种子中不利于种子萌发的物质清洗掉）；使用酒精、浓硫酸等浸泡；进行温水浴；使用生长促进物质如IAA、GA以及CTK等；层积处理：

即将种子放到湿沙中，放置在低温的环境中一段时间、化学处理（酒精、甘油、浓硫酸等可提高种皮透性）、激素处理（多种植物生长物质特别是赤霉素可以打破种子休眠，促进种子萌发）、光照处理（需光的种子吸涨后照光可以解除休眠，诱导发芽）、物理方法（X射线、超声波等处理）

3.简述有氧呼吸和无氧呼吸的主要异同点。

有氧呼吸：

生活细胞利用分子氧，将某些有机物彻底氧化分解，形成水和二氧化碳，同时释放能量的过程。

无氧呼吸:

生活细胞在无氧条件下，将某些有机物分解成不彻底的氧化产物,同时释放能量的过程。

共同点：

①有氧呼吸和无氧呼吸过程中都需要酶的参与；②都可以形成中间产物和释放能量；③有氧呼吸和无氧呼吸在最开始的阶段均经历了糖酵解的过程。

不同点：

①有氧呼吸利用的是分子氧，而无氧呼吸是在无氧的条件下；②有氧呼吸是对有机物进行的彻底氧化，形成了水和二氧化碳，释放的能量多，而无氧呼吸形成的是不彻底的氧化产物，释放的能量小，其会形成酒精、乳酸等对植物具有毒害的作用；③有氧呼吸产生的中间产物较多，即为有机体合成所提供的原料要多，无氧呼吸产生的中间产物较少，即为有机体合成所提供的原料也相对较少。

生活细胞在有氧条件下，利用分子氧，将某些有机物彻底氧化分解为二氧化碳和水，并释放能量的过程。

生活细胞在无氧条件下，将某些有机物分解成为不彻底地氧化产物并释放能量的过程。

相同点：

需要酶的参与；都会释放能量，生成中间产物；最开始的阶段都是糖酵解；

不同点：

需要的条件不同；生成的产物不同；中间产物的数量不同呼吸作用的意义：

1）为植物的生长发育等植物生命活动提供了能量；

2）生成的中间产物为其他物质的合成提供了原料；植物通过呼吸作用释放能量并产生了一定的中间产物，这些中间产物是生成核酸、蛋白质、脂类、激素等物质的原料，同时这些物质的氧化也需要经过呼吸作用来完成，因此，呼吸作用是植物能量和物质代谢的中心。

3）可以有效地使植物抗病。

当植物受到病害的影响后，病害的组织的呼吸作用会加强，从而促进了植物对病原菌的分解，消除了毒素；

4）呼吸底物消耗方式的多样性、呼吸电子传递链的多样性以及末端氧化酶的多样性等可以使植物适应不利的外界环境。

4.分析植物根系从土壤中吸收矿化元素进入细胞的动力和过程。

1、土壤溶液中溶质向根部运输：

土壤溶液中的溶质可以以集流和扩散的方式进入根系表面；其中溶质随水分向根部的运输是集流作用；离子从高浓度向低浓度的运输为扩散作用

注：

集流：

液体中成群的原子或分子在压力梯度作用下共同移动的现象。

扩散：

物质分子从高化学势区域向低化学势区域转移，直到分布均匀的现象。

2、离子进入根系表面细胞：

根部呼吸作用释放C02以及H2O,C02溶于水中形成H2CO3,碳酸解离出H+以及HCO3,这些离子可以作为根系细胞的交换离子，同土壤溶液中的离子进行交换而使离子进入到根的表皮和皮层细胞。

另一方面，土壤溶液中的离子也可以直接进入根皮层的细胞壁以及细胞间隙（质外体前期）。

3、离子进入根部导管：

有质外体和共质体途径。

其中质外体途径通过细胞壁与细胞间隙，达到中柱；共质体途径通过胞间连丝绕过液泡，从一个细胞到达另一个细胞向中柱运输。

当离子进入导管后，靠水的集流运输到地上器官，其动力为根压和蒸腾拉力。

注：

凯氏带:

根的内皮层在横向壁和纵向壁上形成的具有木栓质的带状加厚。

5.C4植物叶片结构上有那些主要特点？

C4植物叶肉细胞内的叶绿体数目少，个体小，有基粒，维管束鞘薄壁细胞比较大，内含没有基粒的叶绿体，这种叶绿体不仅数量比较多，而且个体比较大,在功能上特化为专职进行暗反应。

同时C4植物叶脉的密度比C3植物大，维管束鞘细胞的数量相对较多。

6.根据所学植物生理学知识、分析若实现远距离引种的成功、需要考虑那些因

素？

1、需要考虑植物体本身生理活动所需的光照、温度等以及其本身的习性是长日植物还是短日植物；因为植物只有在光周期诱导情况下才能开花

2、考虑到引种地与种源地在光照、温度等方面存在的差异。

如将北方的短日照植物引种至南方，其花期则会提前，营养生长的时间短，因此需要引用晚熟品种。

3、考虑引种地的环境、土壤、水分、营养等条件

4、要考虑到引种植物在农业生产中收获的组织，是茎还是叶、或者是花等因素。

如将烟草引种到北方，可以增加烟草的产量。

质外体（apoplast）与共质体（symplast）

质外体：

由细胞壁以及细胞间隙等组成的体系。

共质体：

由胞间连丝将原生质体连接在一起形成的体系。

1.光能转化效率（efficiengcyoflightenergyconversion）与光能利用率（efficiengcyofsolarenergyconversion）.

光能转化效率：

光合产物所储存的化学能占光合作用所吸收的有效辐射能的百分比。

=有机物中的化学能/植物吸收的光能

光能利用率：

单位面积上的植物光合作用积累的有机物中所含的化学能占照射在相同面积上光能的百分比。

=有机物中的化学能/照射到地上的光能（单位面积的）

2.溶质势（solutepotential）与衬质势（matrixpotential）

溶质势：

由于溶质颗粒的存在而是体系水势降低的数值；

衬质势：

由于衬质（表面吸附水分的物质，淀粉、蛋白质等）的存在而使体系水势降低的数值。

3.冷害（chillinginjury）冻害（freezinginjury）.

冷害：

植物在零度以上温度产生的伤害

冻害：

植物在零度以下温度产生的伤害

4.呼吸速率（respiratoryrate）与呼吸商（respiratoryquotient）

呼吸速率：

指单位时间单位样品所吸收的氧气、释放出的二氧化碳或消耗有机物的量。

呼吸商：

植物组织在一定的时间内，放出的二氧化碳的量与吸收氧气量的比值。

=释放的C02/吸收的。

2

5.初级共运转（primarycotransport）与次级共运转（secondarycotransport）.

初级主动转运：

质膜H+-ATP酶利用ATP水解产生的能量将细胞质中的H+向膜外泵出，产生质子驱动力的过程。

次级主动转运：

以质子运动力作为驱动力的离子或分子的转运。

6.解除春化（devernalization）与再春化作用（revemalization）.

春化作用：

植物种子只有经过一段时间的低温诱导才能使植物开花。

脱春化：

已经完成春化的植物，当给予干旱或高温的条件，春化作用效果被削弱或者消失;

再春化：

脱春化的植物在低温下继续完成春化过程。

7.细胞器（cellorganelle）与内膜系统（endomembrancesysterm）

细胞器：

细胞质中，具有一定形态结构和生理功能的细微结构。

内膜系统：

在细胞质中，在结构上连续、在功能上关联的，由膜组成的细胞器的总称。

8.必需元素（essentialelement）和有益元素（beneficialelement）.

必需元素：

在植物生长发育中必不可少的元素，具有不可缺少性、不可代替性和直接功能性。

有益元素：

非植物必需元素而对植物生长有益的元素。

9.植物激素（planthormone）与植物生长调节剂（plantgrowthregulator）

植物激素：

在植物体内合成，可以由合成部位向作用部位运输的对植物的生长发育等起显著调节作用的微量小分子有机物。

植物生长调节剂：

由人工合成的类似植物激素活性的化学物