浙江大学高级植物生理学蒋德安考试题Word格式.docx

浙江大学高级植物生理学蒋德安考试题Word格式.docx

《浙江大学高级植物生理学蒋德安考试题Word格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《浙江大学高级植物生理学蒋德安考试题Word格式.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

但这可能不是外源细胞分裂素的作用方式。

因为在tRNA中，细胞分裂素的合成是由原来在tRNA中的嘌呤的改变产生的。

而外源细胞分裂素并不参入tRNA中，但可促进硝酸还原酶、蛋白质和核酸的合成。

CTK减缓脂质被氧化

降低乙烯和ABA的合成量，减小对它们的敏感性

3.DescribeIAAmetabolism.

生长素的代谢包括生长素结合物的形成和水解、生长素降解两个途径。

降解途径主要有酶解和光解途径。

如下图所示。

4.Whatarethemethodstoinduceexogenousgenesintocrop?

Analysistheiradvantageanddisadvantage.

外源基因导入植物的主要方法

　　有效的转化体系需满足下述条件：

受体组织可以离体再生或扩繁；

有效的转入基因的方法；

筛选转化组织的选择系统；

获得可育转化植株频率；

简单、有效、可重复、不依赖基因型以及成本低；

离体组织培养的时间短，以减少体细胞变异和不育株比例。

近年来应用最多效果较好的方法主要有：

农杆菌介导法、基因枪法、PEG法、整体转入法等技术。

根癌农杆菌的Ti质粒的一部分转入植物细胞，整合进植物基因组使植物产生肿瘤。

农杆菌转入植物的DNA片段称为转移DNA（T-DNA）。

农杆菌介导法与其它方法比较，具有转入的基因经常是单拷贝，因而表达水平高并可以转入大的DNA片段（可达150kb）、不需贵重仪器等优点。

双子叶植物在在农杆菌侵染时可以形成大量的信号因子，而使T-DNA可以成功的转入；

而单子叶植物需要加入外源酚类物质，才能激活Vir区的基因，达到转基因的目的。

生物弹或粒子枪（BiolisticsorParticlegun）基因转化技术

基本原理：

将外源基因附在重金属如钨或金颗粒上，然后在一个真空的小室中采用高压将带有基因的金属颗粒轰击进入植物组织或细胞，少数基因将整和到基因组中，获得表达并可能传递给后代。

在真空的小室中，依靠火药爆发、氦气、二氧化碳或放电，使金属颗粒获得高速。

基因枪法，它有以下优点：

操作容易；

一次轰击可以转化大量细胞；

几乎任何植物组织或细胞都可以使用基因枪进行转化；

转入组织的深度可以用轰击压力和空间距离来控制。

缺点是转入的基因拷贝数是随机的，常常多于一个拷贝，使导入的外源基因表达水平降低或沉默；

此外还容易将较大片段的基因断裂成小片段。

原生质体转化途径

由于原生质体培养系统可以提供大量的单细胞，所以以原生质体作为转化受体体系，来进行转基因试验。

原生质体离体培养再生技术对于大多数植物来说是很困难的，到目前为止还只在少数植物的个别基因型上获得过成功。

因此，尽管此法转入外源基因比较容易，但原生质体的分离和培养是相当困难的

花粉管通道法

由我国科学工作者发展起来的植物转基因技术。

将从植物提取的总DNA在开花前后加到受体植物的柱头上，在受精的同时，外源DNA经过花粉管与花粉一起进入合子

花粉管通道法是一个不依赖于组织培养的将外源基因转入受体的简便技术，易于为广大育种人员进行操作。

花粉管通道法由于缺少分子水平上的机理研究报告及证据，目前争议较大。

拟南芥（Arabidopsis）的转化方法

拟南芥菜的遗传转化方法非常简便，别具特色。

在拟南芥菜的开花盛期，将花序倒浸于含有目的基因的农杆菌液中，真空条件下处理数秒钟，然后将处理过的植株移到正常生长条件下，让植株结实。

其中有一部分种子被转化。

将收获的种子用适当的筛选剂如抗生素、杀草剂等进行筛选，即可获得阳性转化植株。

用此方法一般可以得到千分之几的转化频率。

尽管转化效率不高，但操作容易，重复性好。

5.Analysistheroleofcalciuminlifeactivityandrelationbetweencalciumandsenescenceinplant.

矿质营养。

氮肥、钙肥等作为植物的营养元素，影响植物的衰老，施用氮肥、钙肥可延缓衰老。

这里主要谈钙对植物衰老的影响。

由于Ca2+对植物衰老具有重要的调节作用，因此它与乙烯生成的关系一直倍受重视。

目前普遍的看法是，外源高浓度Ca2+抑制乙烯生成，延缓衰老；

胞质内Ca2+增加，激活Ca2+-CaM系统，促进乙烯生成，加速衰老。

近年来的研究表明，细胞内Ca2+信使系统参与了乙烯的代谢与反应。

可见，Ca2+在植物乙烯生成及信号传递过程中发挥着重要的功能。

钙作为植物生长发育的第二信使已得到广泛认可。

钙调素（CaM）是植物体内一种主要的钙结合蛋白，与细胞内Ca2+一起共同调节许多重要的生理生化过程。

内源CaM含量变化与乙烯的生成密切相关，维持高水平的CaM含量和ACC合酶活性是乙烯生物合成所必需的。

植物衰老时，CaM含量增加；

降低CaM含量，推迟衰老。

CaM还介入外源激素如IAA诱导的乙烯生成，以及外源Ca2+、ABA和茉莉酸甲酯抑制的ACC向乙烯的转化，但不影响ACC合酶活性及其合成。

PPT中

2.2.4Ca2+和衰老

Ca的生理功能。

1）Ca是细胞壁等的组分。

2）Ca是某些酶类的活化剂。

（如ATP酶、琥珀酸脱氢酶等），Ca-CaM系统行使第二信使功能。

3）Ca2+参与光合放氧。

4）钙能提高膜稳定性，提高植物适应干旱与干热的能力

一方面钙对衰老有显著的延缓效应,另一面它可以促进衰老导致死亡.

应用:

CaCl2或Ca（NO3）2喷到果实,真空渗入到果实

Ca-CaM与衰老有密切的关系，衰老时Ca2+进入细胞，导致内部Ca2+平衡失调。

质外体Ca2+8-15mmol/L,胞质0.1-1μmol/L.

钙进入细胞

植物细胞中Ca大多存在于质外体（10-3M），而细胞质中Ca浓度较少。

在一个正常功能的细胞内,Ca的移动是主动的跨膜运输,并受严格控制。

当衰老开始时，膜渗漏导致外部钙大量进入细胞质,与结钙蛋白结合形成有活性的Ca-结钙蛋白复合体。

Ca-结钙蛋白复合体能激活许多酶，引起一系列生化反应。

6.Whatisplantnutritionstress?

Describethesignificanceofthestressphysiologicalcharacteristicstoovercomethestress.由于不知道你具体询问那一种逆境（干旱，低温，高温，紫外，病，虫，金属毒害，营养缺乏？

），我只能把我知道的说一下。

植物营养胁迫是指在植物在生长的环境中，缺乏一种或多种植物生长和完成生理周期的养分时，或者有毒有害的元素过多时所做出的适应养分缺乏的一系列的反应。

一般来说，植物遇到逆境胁迫后会有一个抵御机制，往往是体内可溶性的渗透调节物质改变，以控制细胞内水分含量。

过氧化物酶等过氧化物清除系统也会发生变化，以清除胁迫产生的氧化伤害。

应对不同的胁迫植物还有一些不同的反应，例如遇到镉毒害、铝毒害时，很多植物会释放有机酸。

遇到低温胁迫时，有些植物会产生抗冻蛋白调节冰点。

胁迫对于植物造成的破坏则更加多样化，如细胞膜通透性改变导致水分和营养物质流失，造成植物萎蔫，此外，胁迫还能造成叶片形态改变，生物量下降，根形态变化等等

同时，植物体内的基因表达也会受到影响，例如在高温胁迫时，很多编码热激蛋白的基因表达会提高。

许多转录因子也参与响应植物逆境胁迫的过程。

缺硼导致植株根系及主茎伸长生长受到抑制，但同时会造成侧芽伸长其机理尚不清楚。

以豌豆为材料进行的研究结果表明，缺硼使细胞膜透性明显增加。

缺硼6小时侧芽开始伸长，而缺硼3小时后茎尖中产生和向下运输的内源IAA明显减少，茎组织运输IAA的能力下降，使体内的生长素含量下降，顶端优势减弱，导致侧芽生长。

植物在缺铁胁迫时，会做出主动的适应性反应。

双子叶植物和非禾本科单子叶植物向根际分泌质子，以酸化根际土壤，增加铁的溶解度，而且质膜上的Fe3＋还原酶活性增加，将Fe3＋还原成Fe2+，以利于根系吸收。

而石灰性土壤中的高浓度重碳酸盐具有很强的缓冲能力，能将根系分泌的质子迅速中和，使质膜表面和根际微环境仍处于高pH值条件下。

由于质膜上的三价铁还原酶活性受pH值影响很大，高pH值抑制质膜上还原酶的运转，造成植物根吸收铁量下降，而发生缺铁症。

（一）缺铁胁迫适应机理

不同植物种类及同种植物的不同品种，对石灰性土壤缺铁的反应不同。

有些植物因缺铁，其生长受到严重抑制，通常称之为铁低效植物，如高粱、葡萄等；

而有些植物对土壤缺铁具有较强的抵抗能力，生长几乎不受影响，通常称之为铁高效植物，如大麦。

根据植物对缺铁胁迫的不同反应，可将植物划分为机理I和机理II植物

1. 

机理I植物

（1） 

Fe3+的还原作用。

机理I植物的一个重要特点是，缺铁时植物根系表面Fe3＋的还原能力显著提高。

表11-14的结果说明，当花生植株在无铁的营养液中生长时，体内缺铁使叶绿素合成受阻，含量下降。

在这种条件下，诱导根系原生质膜的还原能力剧增，再供给高价铁后，缺铁植株还原高价铁的能力大增，其还原能力为不缺铁植株的60倍。

因而显著增加铁的吸收速率，缓解以至矫正植株缺铁状况。

这一作用过程可描述为，可溶性有机物螯合体通过质流或扩散到达细胞原生质膜表面后，吸附或固持在原生质膜的结合点位上,Fe3+被质膜还原酶还原为Fe2+，后者通过膜运输蛋白运输到细胞质中，而鳌合剂呈游离状态重新回到根际。

缺铁诱导的根系还原能力不仅能还原Fe3＋，而且还能有效地还原Mn4＋。

由于锰比铁更容易被还原，因此，在铁锰共存的条件下，植物根首先还原锰。

有时甚至可导致植物的锰毒害。

例如缺铁导致亚麻锰中毒（表11-15）。

（2）分泌质子。

机理I植物根细胞原生质膜上受ATP酶控制的质子泵受缺铁诱导，向外泵出的质子数量显著增加，导致根际pH值下降（图11-11）。

酸化的作用有两方面：

一是增加根际土壤和自由空间中铁的溶解度，提高其有效性；

二是创造并维持根原生质膜上铁还原系统高效运转所需要的酸性环境。

但是，如前所述，在石灰性土壤上，由于高浓度重碳酸盐具有很强的缓冲能力，能将根系分笋的质子迅速中和，使得机理I植物的这两种适应性反应不能有效地发挥作用。

（3）分泌还原物质和铁螯合物。

机理I植物在缺铁胁迫条件下能分泌数量可观的还原物质，如酚类物质，将根际的高价铁还原为Fe2+。

此外，还能分泌大量的具有螯合能力的有机螯合物。

虽然这些化合物对根际铁的活化和吸收方面的作用机理尚不完全清楚，但在土壤溶液中含铁量很低的情况下，这一作用可能对增加根细胞质膜上氧化还原系统的有效性有一定的作用。

2.机理II植物 

机理II只限于禾本科植物。

在缺铁胁迫条件下，禾本科植物根尖细胞向根际主动分泌一类非蛋白质氨基酸，通常被称为“植物高铁载体”，它与根际土壤中的高价铁发生强烈螯合作用，迁移到质膜，在质膜上专一性运载蛋白的作用下，Fe3＋和植物高铁载体的复合体进入细胞内。

这种机制不受pH值的影响，因此，与机理I植物相比，在高pH值的石灰性土壤上，禾本科植物具有较强的抗低铁的能力，一般不易出现缺铁现象。

7.Describethephysiologicalandmolecularmechanismsoftoleranceofplanttoaluminum,ironorcadmium.

toleranceofplanttocadmium：

Physiological在根部形成各种障碍，减少Cd的吸收。

区室化：

细胞壁、液泡

molecularmechanisms：

螯合物

为减少Cd对地上部的毒害作用，植物根部细胞会用以下方式阻止Cd进入木质部，进而减少其对地上部的毒害作用：

（1）在根细胞中Cd与含S配体相结合，（如谷胱甘肽、金属硫蛋白、植物螯合肽）以Cd-络合物的形式运输至液泡中；

（2）根部细胞间逐渐生成一些生理上的障碍，阻止Cd进入木质部向地上部运输。

[4]

1.Howtobalancephotosyntheticcarbonassimilationandelectrontransportbyregulationofenzymes’activitiesinplant？

1）Allostericenzymes

2）Convalentlymodulatedenzymes

A．Phosphorylation——dephosphorylation

•MostofSer,Thr—OH，Lys,ArgandHis—NH2canbephosphorylatedbyP-O，P-N.

B．Regulationofoxidation-reduction

3）Regulationofproteintoprotein

2.WhatisphotosyntheticQcycleanditspossiblefunction？

Q循环中整个cyt 

b6-f复合物包括了2个b 

type细胞色素、1个c 

type细胞色素和1个FeSR与2个Q。

由PSⅡ来的第一个QH2分子会在近类囊体腔处氧化，将2个电子传给FeSR和b 

type细胞色素复合物，并把两个氢离子释放到类囊体腔中，传到FeSR的电子会经细胞色素f传给质体蓝素 

（plastocyanin, 

PC），质体蓝素再还原PSⅠ的反应中心P700，另一个传到b 

type细胞色素的电子会再传给下一个b 

type细胞色素，第二个b 

type细胞色素会还原1个Q，形成semiquinone状态。

在第二个QH2分子氧化过程中，第二个b 

type细胞色素会从基质中再取两个带正电氢离子来，把Q-还原成QH2。

所以每当2个电子传到P700反应中心时就有4个氢离子会通过类囊膜。

3.Whathaveyoulearntfromadvancedplantphysiologyforyourresearch?

4.HOWdoesplantadapthighlightconditiontoavoidingphotodamage

Photoinhibitionandphotoprotection

•Specialshadeplants：

Forestfloorplant,roomplant,ginsengetc.

•Specialsunplants：

C4plants、sunfloweretc.

•Adaptationformsuntoshade,oropposite.

•Photoinhibition:

Pndeclineswhenlightintensityexcessestherequirementofphotosynthesis.

•1.Closureofreactioncenter（PSII）.

Photoprotection

1.Changeinleaforientation

2.Changesinleafreflectance

•Samedesertplantshavetheabilitytochangeleafreflectance.Theycontainaspecialstructure----pubescencewhichincreasesreflectanceduringheatanddrycondition.Enceliafarinosehaslesspubescenceinwhichfillswaterunderwetandmediatetemperatureandtheleafcanabsorb81%oflightenergyduetolowerreflectance.However,underdryandheatcondition,Itonlyabsorb29%oflightenergybecausehigherreflectanceisresultedfrommuchmoredensityandlengthofpubescenceinwhichfillwithairandsaltcrystalline.

Changesintransmittance——MovementofChloroplastanddecreaseinchlorophyllcontents

（第6题图）

5.Describethefunctionofwatertowatercycletoabioticstress

6.howtodistinguishstomatalandnon-stomatallimitationinphotosynthnesis

通常认为植物在水分亏缺（或胁迫）条件下光合作用降低的原因包括两个方面：

　　其一是气孔导度降低，进入气孔的CO2减少，不能满足光合作用的要求，称为光合作用的气孔限制，用气孔限制值Ls表示；

　　另一方面由于叶片温度的增高，叶绿体活性与Rubisoo活性降低、RuBP羧化酶再生能力降低，导致叶片光合作用能力降低，称为光合作用的非气孔限制。