植物生理学.docx

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植物生理学

2016年考试题型：

total:

100分

名词解释：

20分填空：

15分选择：

20分判断：

10分简答：

15分论述：

20分

2016年考试范围：

知识点：

（名词解释）

1水势：

在等温等压条件下，体系中每偏摩尔体积的水与纯水之间的化学势差。

2渗透势：

由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值，又称为溶质势，一般为负值。

3压力势：

由于静水压的存在而使体系水势改变的数值，一般为正值。

4衬质势：

由于衬质与水相互作用而引起水势降低的数值，一般为负值。

5渗透作用：

溶剂分子从较高化学势区通过半透膜向较低化学势区域扩散的现象。

6质外体途径：

指水和溶质可以自由扩散的自由空间，包括细胞壁，细胞间隙和木质部导管。

7共质体途径：

水分从一个细胞的细胞质经过西胞间连丝移动到另一个的细胞质的过程，水8分在共质体途径中移动的阻力大，速度慢。

9永久萎蔫系数：

植物发生永久萎蔫时，土壤中尚存留的水分含量（以土壤干重的百分率计）。

它用来表明植物可利用土壤水的下限，土壤含水量低于此值，植物将枯萎死亡。

10蒸腾作用：

植物体内的水分以气体状态通过植物体表，从体内散发到体外的现象。

11小孔扩散定律：

小孔扩散速率与小孔周长成正比。

12内聚力学说：

水分子的内聚力大于张力，可以保持导管或管胞中水柱的连续性。

13灰分元素：

他们之间或间接的来自土壤矿质，又称矿质元素。

14离子拮抗：

在发生单盐毒害的溶液中加入少量不同化合物的金属离子，就可解除单盐毒害，这种现象就交离子拮抗。

15单盐毒害：

将植物培养在一种盐溶液中，虽然这种盐是植物的必须元素构成，但植物仍然受到伤害而死亡。

16原初反应：

光合作用的第一步。

指光合作用中从光和色素分子受光激发到引起第一个光化学反应为止的过程。

17Z-方案：

即电子传递是由两个光系统串联进行，其中的电子传递按氧化还原电位高低排列，使电子传递呈侧写的Z型。

18双光增益效应：

因两种波长的光协同作用而增加光合效率的现象。

19光合单位：

光合单位是指光合作用中，在原初反应里，每吸收和传递1个光子到反应中心完成光化学反应所需要起协同作用的色素分子。

20光呼吸：

是植物的绿色细胞依赖光照，以C2为底物，吸收O2和放出CO2的过程。

21呼吸商：

又称呼吸系数，是指植物组织在一定时间内释放CO2与吸收O2的数量的比值。

22抗氰呼吸：

这是一条对氰化物不敏感的支路，在氰化物存在条件下扔运行的呼吸途径。

23呼吸跃变现象：

植物幼嫩时呼吸速率较快，成熟叶片的呼吸略有下降，到衰老的时候，呼吸速率又突然增高，然后又下降的现象。

24梅勒反应：

假环式电子传递，指水中的电子经PSⅠ与PSⅡ传给Fd后再传给O2的电子传递途径。

25源-库单位：

所谓源一库单位是指源的同化产物主要供给相应的库，相应的源与库以及两者之间的输导系统，共同构成一个源一库单位。

26碳同化：

是指植物利用光反应中形成的同化力（ATP和NADPH），将CO2转化为碳水化合物的过程。

27磷/氧比：

指氧化磷酸化中每消耗1mol氧原子与所酯化的无机磷摩尔数之比，是线粒体氧化磷酸化活力的一个重要指标。

28“花环”结构：

C4植物的维管束鞘细胞和紧贴这层细胞的一圈叶肉细胞共同构成的双层环状结构。

29瓦布格效应：

氧气对光合作用抑制的现象。

30受体：

指能够与信号物质特异性识别结合，并将细胞外信号转化为细胞内信号物质，主要是蛋白质（个别是糖）。

三重反应：

31种子萌发：

指在适宜的环境条件下，种子从吸水到胚根突破种皮期间所发生的一系列生理变化过程。

32生长大周期：

植物细胞、组织、器官以及一年生植物的整株植物，所经历的“慢快慢”整个生长过程。

33根冠比：

指植物地下部分与地上部分与地上部分干重或者鲜重的比值。

34顶端优势：

由植物顶芽生长占优势而抑制侧芽生长的现象。

35黄化现象：

一般植物在黑暗中不能合成叶绿素，但能形成胡萝卜素，导致叶子发黄，称为黄化现象

36双受精现象：

是指被子植物的雄配子体形成的两个精子，一个与卵融合形成二倍体的合子，另一个与中央细胞的极核（通常两个）融合形成初生胚乳核的现象。

双受精后由合子发育成胚，中央细胞发育成胚乳。

37光形态建成：

光形态建成是植物依赖光来控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成，即以光控制植物发育的过程。

38光稳定平衡：

即是在一定波长下，具生理活性的Pfr浓度与光敏色素的总浓度的比值。

39春化作用：

低温诱导或者植物花器官形成的作用。

40临界日长：

指在昼夜周期中诱导短日植物所需要的最长日照长度，或诱导长日植物开花所需的最短日照长度。

41临界暗期：

指在昼夜周期中长日植物能够开花的的最长暗期长度，或短日植物能够开花的最短暗期长度。

42光诱导周期：

到达一定生理年龄的植株，只要经过一定时间的光照周期处理，以后即使处在不适宜的光周期条件下，仍然可以长期保持刺激的效果而诱导植物开花。

43自交不亲和：

指植物花粉落在同花雌蕊的柱头上不能受精的现象。

44后熟作用：

后熟作用是指成熟种子离开母体后，需要经过一系列的生理生化变化后才能完成生理成熟而具备发芽的能力的一个生理过程。

45层积处理：

将种子埋在湿沙中置于1～10℃温度中，经1～3个月的低温处理就能有效地解除休眠。

46离层：

是在叶柄基部经横向分裂而形成的几层细胞组成，其体积小，排列紧密，细胞壁薄，有浓稠的原生质和较多的淀粉粒，核大而突出。

逆境：

是指对植物生长发育不利，使植物产生伤害的各种环境因素的总称。

其它知识点：

一、植物细胞、根系吸水的方式有哪些，详细叙述。

渗透吸水：

植物细胞通过渗透作用进行的吸水方式，是有液泡细胞的主要吸水方式。

吸胀吸水：

依靠亲水胶体的吸胀力引起水分吸收的方式成为吸胀吸水。

代谢性吸水：

植物细胞利用呼吸作用产生的能量使水分经过质膜进入细胞的过程。

水分跨膜运输与水通道蛋白

二、植物蒸腾作用的生理意义。

蒸腾作用产生的蒸腾拉力，是植物被动吸水的主要动力，这对高大的乔木尤为重要。

蒸腾作用促进木质部汁液中的矿质营养和根系合成的有机物质的运输，并随着水的集流而被运输到植物体各部分。

蒸腾作用通过散失大量的辐射热，降低植物体温度，防止灼伤。

蒸腾作用的正常进行有利于CO2的同化，即光合作用的进行。

三、掌握氮、磷、硫、钾、钙、镁、铁、锌、锰、硼的主要缺素症。

氮：

植株矮小，瘦弱，叶色转为淡绿色、浅黄色、乃至黄色，从下部老叶开始出线症状

磷：

植株生长缓慢，矮小，瘦弱，直立，分蘖或分支少，花芽分化延迟，落花落果多

硫：

幼叶失绿黄化

钾：

茎叶柔弱，叶片细长、下披，老叶叶尖和叶缘发黄，进而变褐，逐渐枯萎

钙：

生长点坏死，幼叶卷曲变形，果实发育不良

镁：

中、下部叶片脉间失绿黄化

铁：

顶端、幼叶失绿黄化，由脉间失绿发展到全叶淡黄白色

锌：

植株矮小，节间短，生育期延迟；叶小，簇生，中下部叶脉间失绿黄化

锰：

幼叶脉间失绿黄化，有褐色小斑点散布于整个叶片

硼：

茎尖、根尖生长停止或萎缩死亡

四、植物吸收矿质元素的特点

植物根系吸收盐分和水分是相对的，既相关，又有相对独立性

植物从营养环境中吸收例子时，还具有选择性，即根部吸收的例子数量不与溶液中的离子浓度成比例。

植物根系在任何单一盐分溶液中都会发生单盐毒害，在单盐溶液中，如再加入其他金属离子，则能消除单盐毒害，即离子对抗。

五、掌握光合作用机理、以及外界因子对光合作用的影响。

机理见教材

外界因子影响：

（一）光照

光合作用是一个光生物化学反应,所以光合速率随着光照强度的增加而加快.在一定范围内几乎是呈正相关.但超过一定范围之后,光合速率的增加转慢；当达到某一光照强度时,光合速率就不再增加,这种现象称为光饱和现象。

（二）二氧化碳

二氧化碳是光合作用的原料,对光合速率影响很大.如果空气中二氧化碳浓度降低,光合速率急剧减慢.当光合吸收的二氧化碳量等于呼吸放出的二氧化碳量,这个时候外界的二氧化碳数量就叫做二氧化碳补偿点。

（三）温度

光合过程中的暗反应是由酶所催化的化学反应,而温度直接影响酶的活性,因此,温度对光合作用的影响也很大。

一般植物可在10～35℃下正常地进行光合作用,其中以25～30℃最适宜,在35℃以上时光合作用就开始下降,40～50℃时即完全停止.在低温中,酶促反应下降,故限制了光合作用的进行.光合作用在高温时降低的原因,一方面是高温破坏叶绿体和细胞质的结构,并使叶绿体的酶钝化；另一方面是在高温时,呼吸速率大于光合速率,因此,虽然真正光合作用增大,但因呼吸作用的牵制,表观光合作用便降低。

（四）矿质元素

矿质元素直接或间接影响光合作用.氮、镁、铁、锰等是叶绿素生物合成所必需的矿质元素,钾、磷等参与糖类代谢,缺乏时便影响糖类的转变和运输,这样也就间接影响了光合作用；同时,磷也参与光合作用中间产物的转变和能量传递,所以对光合作用影响很大。

在一定范围内,营养元素越多,光合速率就越快.三要素中以氮肥对光合作用的效果最明显.追施氮肥促使光合速率的原因有两方面：

一方面是促进叶片面积增大,叶片数目增多,增加光合面积,这是间接的影响.另一方面是直接的影响,即影响光合能力.施氮肥后,叶绿素含量急剧增加,加速光反应；氮肥亦增加叶片蛋白态氮百分率,而蛋白质是酶的主要组成成分,也使暗反应进行顺利.由此可见,施用氮肥促进光合作用的光反应和暗反应。

（五）水分

水分是光合作用原料之一,缺乏时可使光合速率下降.水分在植物体内的功能是多方面的,叶子要在含水量较高的条件下才能生存,而光合作用所需的水分只是植物所吸收水分的一小部分（1％以下）,因此,水分缺乏主要是间接的影响光合作用下降.具体来说,缺水使气孔关闭,影响二氧化碳进入叶内；缺水使叶片淀粉水解加强,糖类堆积,光合产物输出缓慢,这些都会使光合速率下降。

（六）氧

实验证明,当将环境的氧含量降低为1～3％时,就发现正常大气中21％的氧含量对植物光合作用是有抑制效应的,通称之为氧的胁迫.大气中21％氧含量对C3植物的光合作用抑制竟达33～50％之高,而对C4植物几乎不抑制。

六、详细叙述C3、C4和CAM途径的相同点和不同点

相同点：

都可以进行光合作用和呼吸作用

不同点：

C3照顾我呀适于生长在温度较低的环境中，C4植物、CAM植物适于生长在温度较高的环境中

C3植物、C4植物的气控都是白天开放，吸收C02;CAM植物气孔晚上开放，吸收CO2。

C4途径和CAM途径都只起固定CO2的作用,最终还是通过C3途径合成光合产物等；

C3途径是最基本的,无论是C4及CAM途径都要通过C3途径来同化CO2.没有C3途径就没有后两者

七、光呼吸途径及生理意义。

光呼吸循环途径是在叶绿体、过氧化物体和线粒体三个不同的细胞其中进行的，其代谢的总结果是两分子的磷酸乙醇酸转化成一分子磷酸甘油酸和一分子的CO2。

1、回收碳素

2、防止强光对光合机构的破坏

八、植物呼吸多样性体现在哪些方面，请具体阐述。

1、代谢途径多样性

特征

糖酵解

三羧酸循环

戊糖/己糖磷酸途径

发生部位

细胞质

线粒体

细胞质

有无氧参与

无

有

有

底物

淀粉、葡萄糖等

丙酮酸

6-磷酸葡萄糖

产物

2丙酮酸，2ATP，2NADH

3CO2,ATP,4NADH,FADH2

6CO2,12NADH

2、呼吸电子传递途径多样性

主路：

NADH--FP1--FeS--UQ--Cytb--Cytc--Cyta--Cyta3--O2

支路1：

NADH--FP2---UQ--Cytb--Cytc--Cyta--Cyta3--O2

支路2：

NADH--FP3---UQ--Cytb--Cytc--Cyta--Cyta3--O2

支路3：

NADH--FP4--Cytb5--Cytc--Cyta--Cyta3--O2

交替途径：

NADH--FP1--UQ--X（交替氧化酶）--O2

3、末端氧化酶多样性

九、详述五大植物激素种类、合成前体物、主要合成部位，并重点论述生理作用

1、生长素（IAA）：

合成前体为色氨酸，主要合成部位是叶原基、嫩叶和发育中的种子，生理作用为促进生长（双重作用）、促进侧根和不定根的发生、对养分的调运作用、生长素的其他作用。

2、赤霉素（GA）：

前体为甲瓦龙酸，主要合成部位是幼茎、幼根、发育的幼果和种子，生理作用为促进茎的伸长生长、诱导开花、打破休眠，促进种子发芽、影响花芽分化和性别控制、其他生理效应。

3、细胞分裂素（CTK）：

前体为玉米素，主要的合成部位茎尖、根尖、未成熟的种子、萌发的种子和生长的果实，生理作用为促进芽的分化、促进细胞生长、消沉顶端优势，促进侧芽发育，延缓叶片衰老，促进营养物质移动。

4、脱落酸（ABA）：

前体为甲瓦龙酸，主要合成部位是根冠和萎蔫的叶片，生理作用为促进休眠、促进气孔关闭、抑制生长、促进叶片衰老，间接导致器官脱落、增加抗逆性、对基因表达的调控。

5、乙烯（ETH）：

合成前体为蛋氨酸，高等植物各器官都能产生乙烯，是在细胞的液泡膜内表面合成，生理作用改变生长习性、促进成熟、促进衰老和脱落、促进开花和雌花分化。

十、论述种子萌发时的生理生化特点。

（一）种子吸水

种子的吸水分为三个阶段：

“快—慢—快”（急剧吸水阶段—吸胀性吸水；吸水停顿阶段；胚根出现，大量吸水阶段—渗透性吸水）。

（二）呼吸作用的变化

在吸水的第一和第二阶段，CO2的产生大大超过O2的消耗—无氧呼吸；吸水的第三阶段，O2的消耗大于CO2的释放—有氧呼吸。

（三）酶的变化

1、酶原的活化：

已存在种子中的酶吸水后活化，如：

β-淀粉酶。

2、重新合成：

种子吸水后重新合成的酶：

如α-淀粉酶

两种途径：

（1）活化长寿的mRNA→新蛋白质→新酶

（2）新合成的mRNA→新蛋白质→新酶

（四）贮藏有机物的转变

淀粉在淀粉酶、脱支酶和麦芽糖酶的作用下水晶为葡萄糖；脂肪在脂肪酶的作用下水解生成甘油和脂肪酸；蛋白质在蛋白酶和肽酶的作用下水解为氨基酸。

（五）含磷化合物的变化

种子中最多的贮磷物质是肌醇六磷酸（又称植酸或非丁）。

种子萌发时，植酸水解为肌醇和磷酸。

肌醇可参与到细胞壁的形成过程中，磷酸参与体内能量代谢

（六）植物激素的变化

ABA（脱落酸）等抑制剂下降，IAA（生长素）、GA（赤霉素）、CTK（细胞分裂素）含量上升。

十一、论述顶端优势产生的原因、以及在农业生产上的应用。

营养假说：

顶芽是一个营养库，在胚中就形成，发育早，疏导组织也较发达，能优先获得营养而生长，侧芽由于养分缺乏而被抑制

激素抑制假说：

植物顶端形成的生长素通过极性运输下运到侧芽，侧芽对生长素比顶芽铭感，从而使生长受抑制。

营养转移假说：

生长素既能调节生长，又能控制代谢物的定向运转，植物顶端是生长素的合成部位，高浓度的生长素使其保持为生长活动中心和物质交换中心，将营养物质调运至茎端，因而不利于侧芽的生长。

应用：

有时需要利用和保持顶端优势，如麻类、向日葵、烟草、玉米、高粱等农作物以及松、杉等用材树立需要高大笔直的茎干，要控制其侧枝生长，而使主茎强壮，挺直。

有时需要消除顶端优势，如水肥充足，植株生长健壮，则有利于侧芽发枝、分蘖成穗；如棉花打顶和整枝、瓜类摘蔓、果树修剪等可调节营养生长，合理分配养分；花卉打顶去蕾，可控制花的数量和大小；茶树栽培中弯下主枝可长出更多侧枝，从而增加茶叶产量；绿篱修剪可促进侧芽生长，形成密集灌状丛状；也可利用植物生长调节剂代替打顶。

树苗和棉花育苗移栽，要切断主根，以促进侧根生长，有利于水分和养分的吸收。

十二、详细论述影响植物根冠比的因素。

（1）土壤水分土壤水分布足时根冠比增大，土壤水分较多时根冠比下降

（2）矿物营养氮素少时根冠比增大，氮素充足时根冠比下降

（3）光照在强光下根冠比增大，光照不足时根冠比下降

（4）温度气温低的秋末至早春根冠比增大，当气温升高根冠比下降

（5）修剪与整枝去除了部分枝叶和芽，短期内根冠比增加，但随着地上部分的迅速生长，一段时间后根冠比下降

（6）中耕与移栽中耕引起部分断根，短期内降低根冠比并抑制地上部分生长；但由于断根后根部代谢库减少，使地上部分对断根后根系的供应相应增加，同时中耕增加了土壤通气性，促进了新根的生长，因此随后效应是增加根冠比

（7）生长调节剂赤霉素、油菜素内酯等生长促进剂能促进叶菜类的茎叶生长，降低根冠比；三碘苯甲酸、矮壮素、缩节胺等生长抑制剂或生长延缓剂对茎顶端或亚顶端分生组织的细胞分裂和伸长有抑制作用，使节间比那段，增加根冠比

十三、掌握5种以上的短日植物、长日植物和日中性植物。

短日植物：

烟草、大豆、菊花、苍耳、水稻、牵牛花、棉花、高粱

长日植物：

小麦、黑麦、大麦、甜菜、菠菜、胡萝卜、芹菜、洋葱、金光菊

中日植物：

番茄、茄子、黄瓜、辣椒、四季豆、蒲公英

十四、论述春化作用和光周期在引种和控制花期上的应用。

引种：

长日照植物：

从北向南引种时，开花延迟、生育期变长，宜选择早熟品种

从南向北引种时，生育期缩短，应选择晚熟品种

收获种子的短日植物：

从北往南引种时，应选择晚熟品种

从南往北引种时，应选择早熟品种

收获营养体为主的短日照植物黄麻、红麻等可提前播种或向北移栽，延长营养生长期，推迟开花

使麻茎秆生长较长，提高纤维的产量和品质

十五、影响种子休眠的原因。

1、种皮限制：

硬实种子的种皮往往不透水，不透气，外界氧气和水分难以透过种皮进入种子内，种子中的CO2又积累在种子中，因此会抑制胚的生长而呈休眠状态

2、种子未完成后熟：

有些种子的胚在形态上已经发育，但在生理上还未成熟，必须通过后熟才能萌发

3、胚未完全发育：

有些种子脱离母株时，果实或种子虽完全发育成熟，但胚的发育尚未完成，因而处于休眠状态

4、种子内含有抑制萌发的物质

十六、花粉萌发与花粉管伸长有哪些特点？

十七、列举3种呼吸跃变型果实和非呼吸跃变型果实，分析两种类型果实中乙烯生成系统的差异。

1、跃变：

苹果、梨、香蕉、番茄等；外源乙烯只在跃变前起作用，诱导呼吸上升与乙烯的自我催化作用，但不改变跃变高峰的高度；它所引起的反应是不可逆的，一旦发生后，即可自动进行下去，即使将乙烯除去，反应仍可进行，而且反应的程度与所用乙烯的浓度无关

2、非跃变柑橘、柠檬、橙、菠萝等；外源乙烯在整个成熟期间都能起作用，促进呼吸增加，其反应大小与所用乙烯浓度高低成比例；它所引起的反应是可逆的，当处理乙烯除去后，其影响也会消失，呼吸下降，恢复原有水平，同时不会促进乙烯增加。

十八、植物可以通过哪些生理学指标响应逆境的胁迫。

1.多种不同的环境胁迫作用于植物体时均能对植物造成水分胁迫，一旦出现水分胁迫，植物就会脱水，对膜系统的结构与功能产生不同程度的影响

2.在各种逆境下，植物光合作用都呈现出下降的趋势，同化产物供应减少

3.逆境下，植物呼吸速率大起大落，同时，植物的呼吸代谢途径亦发生变化，如在干旱、感病、机械损伤时，PPP途径所占比例会有所增强。

4.在各种逆境下，植物体内的物质分解大于物质合成，水解酶活性大于合成酶活性，大量大分子物质被降解，淀粉水解为葡萄糖，蛋白质水解加强，可溶性氮增加。

5.植物遭受到逆境胁迫，体内的氧代谢就会失调，动态平衡被打破，活性氧在体内积累。

ROS在细胞中引起生物膜脂脱酯化和膜脂过氧化作用，使细胞膜系统产生变性，细胞结构与功能受到损伤，甚至导致细胞凋亡。

十九、学会应用植物生理学知识解释农业生产上的一些农业谚语和植物生长现象。

1、有收无收在于水，收多收少在于肥？

绿色植物的生活需要水，水是植物体的重要组成成分，植物体内水分充足时，植株才能硬挺，保持直立的姿势，叶片才能舒展，有利于光合作用，提高产量。

植物的生长也需要多种无机盐，无机盐必须溶解在水中植物才能吸收利用．植物需要量最大的无机盐是含氮、含磷、含钾的无机盐。

氮肥作用：

促使作物的茎，叶生长茂盛，叶色浓绿；钾肥的作用：

促使作物生长健壮，茎秆粗硬，增强病虫害和倒伏的抵抗能力；促进糖分和淀粉的生成；磷肥的作用：

促使作物根系发达，增强抗寒抗旱能力；促进作物提早成熟，穗粒增多，籽粒饱满．施肥的目的就在提供植物生长必需的无机盐。

2、树怕薄皮、不怕烂心？

植物是通过导管自下而上运输水和无机盐，通过筛管自上而下运输有机物，而导管和筛管位于树表层的木质部和韧皮部，烂掉的树心只是失去了髓和部分的木质部，剩余的木质部中的导管依然可以运输水和无机盐，同时韧皮部里完好的筛管正常的运输有机物，维持植物正常的生命活动。

3、旱长眠、水不苗？

这是指水分供应状况对植物根冠比调节的一个形象比喻。

植物地上部生长和消耗的大量水分，完全依靠根系供应，土壤有效水的供应量直接影响枝叶的生长，因此凡是能增加土壤有效水的措施，必然有利地上部生长；而地上部生长旺盛，消耗耗大量光合产物，使输送到根系扔机物减少，又会削弱根系的生长，加之如果水分过多，通气不良，也会限制根系活动，这些都将使根冠比减少。

干旱时，由于根系的水分环境比地上部好，根系仍能较好地生长；而地上部则由于抽水，枝叶生长明显受阻，光合产物就可输入根系，有利根系生长，使根冠比增大。

所以水稻栽培中，适当落干晒田，可对促进根系生长，增加根冠比。

4、根深叶茂，本固枝荣？

通常所说的“根深叶茂”以及“本固枝荣”原意都是指地上部分与地下部分的协调关系，主要是以下三方面原因：

①植物的地上部分和地下部分有维管束的联络，存在着物质营养和信息物质的大量交换。

②地上部分的生长和活动则需要根系提供水分、矿质、氮素以及根中合成的植物激素、氨基酸等。

③地下部分的活动和生长有赖于地上部分所提供的光合产物、生长素、微生物等。

因此地上部分和地下部分的生长与发育存在相互依赖、相互促进和相互制约的关系，根深才能叶茂，叶茂有利于根深。

二十、所有实验课原理和操作过程。