2022年植物生理学简答题整理 .pdf
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1、学习资料收集于网络,仅供参考学习资料植物生理学简答题1简述水分在植物生命活动中的作用。(1)水是植物细胞的主要组成成分;(2)水分是植物体内代谢过程的反应物质,参与呼吸作用,光合作用等过程。(3)细胞分裂和伸长都需要水分。(4)水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的溶剂。(5)水分能使植物保持固有姿态。(6)可以通过水的理化特性以调节植物周围的大气温度、湿度等。对维持植物体温稳定和降低体温也有重要作用。2、简述影响根系吸水的土壤条件(1)土壤中可用水量:当土壤中可用水分含量降低时,土壤溶液与根部细胞间的水势差减小,根系吸水缓慢(2)土壤通气状况:土壤通气状况不好,土壤缺氧和二氧化碳浓度过高,使
2、根系细胞呼吸速率下降,引起根系吸水困难。(3)土壤温度 :低温不利于根系吸水,因为低温下细胞原生质黏度增加,水分扩散阻力加大;同时根呼吸速率下降,影响根压产生,主动吸水减弱。高温也不利于根系吸水,土温过高加速根的老化进程,根细胞中的各种酶蛋白高温变形失活。(4)土壤溶液浓度:土壤溶液浓度过高引起水势降低,当土壤溶液水势与根部细胞的水势时,还会造成根系失水。3、导管中水分的运输何以能连续不断?由于植物体叶片的蒸腾 失水产生很大的负净水压,将导管中的水柱向上拉动,形成水分的向上运输;水分子间有相互吸引的内聚力 ,该力很大,可达20 MPa 以上;同时,水柱本身有重量, 受向下的 重力 影响, 这样
3、,上拉的力量与下拖的力量共同作用于导管水柱,水柱上就会产生 张力 ,但水分子内聚力远大于水柱张力。此外, 水分子与导管或管胞细胞壁纤维素分子间还具有很大的附着力 ,因而维持了导管中水柱的连续性,使得导管水柱连续不断,这就是内聚力 -张力学说。4试述蒸腾作用的生理意义。(1)是植物对水分吸收和运输的主要动力。(2)促进植物对矿物质和有机物的吸收及其在植物体内的转运。(3)能够降低叶片的温度,以免灼伤。5、根系吸水有哪些途径并简述其概念。答:有 3 条途径:质外体途径:指水分通过细胞壁,细胞间隙等部分的移动方式。跨膜途径:指水分从一个细胞移动到另一个细胞,要两次经过质膜的方式。共质体途径: 指水分
4、从一个细胞的细胞质经过胞间连丝,移动到另一个细胞的细胞质的方式。6、简述植物体内水分向上运输的动力和产生原因。(水分和营养物质运输到叶子上的原因)答:植物体内水分向上运输的动力是根压和蒸腾拉力。根压产生的原因:植物根系从土壤溶液中吸收离子,离子通过一系列途径被释放到木质部导管中。内皮层细胞相当于皮层和导管间的半透膜。离子在导管内引起导管内渗透压下降,水势也下降, 从而在内皮层内外建立了水势梯度,水分沿着水势梯度进入导管,因此而产生净水压,即根压。根压推动水分向上运输。蒸腾拉力产生的原因:当植物叶片进行蒸腾作用时,水分从气孔蒸腾散失到大气中,气孔下腔附近的叶肉细胞因蒸腾失水而水势下降,失水的细胞
5、便会向相邻的水势较高的叶肉细胞吸水。如此传递,接近叶脉导管的细胞向叶脉导管、茎导管、根导管、根部吸水。这样便名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 14 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络,仅供参考学习资料从叶片到根系产生了一个由低到高的水势梯度,促使根系从土壤吸水。这种因蒸腾作用所产生的吸水的能力就是蒸腾拉力。7、影响蒸腾作用的因素有那些?(1)内部因素: 气孔数量 、气孔大小 和气孔阻力 直接影响蒸腾速率。气孔阻力包括气孔和气孔下腔的状
6、况,如气孔的形状、气孔的体积和气孔的开度。在一定范围内,气孔数量多、气孔阻力小,蒸腾作用强。(2)外部因素:1)光照 :光照能提高大气和叶片的温度,也促使气孔张开,从而增强蒸腾作用;2)大气相对湿度:大气相对湿度低,蒸腾作用增强,反之则相反;3)温度 :在大气相对湿度相同时,温度增高,蒸腾作用增强。4)风速 :微风能降低气孔外的水蒸气,促进蒸腾作用;强风能引起气孔关闭,蒸腾作用减弱。8、为什么淹水后植物会发生萎蔫的现象植物因失水过多或吸水不足会使细胞膨压降低而造成萎蔫。水涝时, 土壤往往缺氧, 根系有氧呼吸受阻,影响根系对矿物质的吸收。根系对离子的主动吸收受阻,根内外不能形成溶质势差(水势差)
7、 ,从而抑制了根系对水分的吸收;在缺氧时,根系进行无氧呼吸,在根际周围产生、累积乙醇等有害物质,使根系受损,限制根系的生长,减少根的吸收面积,并使根部输导水分的能力丧失。因此,在水涝时, 尽管植物根系水分供应充足,但由于根系环境缺氧而不能进行正常的水分吸收,表现出萎蔫现象。9试述在光照条件下气孔运动的机理。气孔运动的渗透调节机制:气孔运动主要与保卫细胞的水势(膨压)变化有关,保卫细胞水势提高则气孔打开,水势降低则气孔关闭。目前主要有淀粉-蔗糖转化学说,K+ 积累学说和苹果酸代谢学说解释气孔运动机制。(1)淀粉 -糖变化学说 。气孔运动是由于保卫细胞中淀粉和蔗糖的转化而形成的渗透势改变造成的。在
8、光照下保卫细胞进行光合作用合成可溶性糖。另外由于光合作用消耗CO2 使保卫细胞pH 值升高,淀粉磷酸化酶水解细胞中淀粉形成可溶性糖,细胞水势下降,当保卫细胞水势低于周围的细胞水势时,便吸水膨胀使气孔张开。(2)K+ 离子吸收学说。在光照下,保卫细胞叶绿体通过光合磷酸化合成ATP,活化了保卫细胞质膜上的H+泵 ATP 酶, H+泵 ATP 酶分解光合磷酸化和氧化磷酸化产生的ATP,并将 H+分泌到细胞壁,结果产生跨膜的H+浓度梯度和膜电位差,引起保卫细胞质膜上的K+通道打开,外面的K+进入到保卫细胞中来,Cl-也伴随着k+进入,以保证保卫细胞的电中性,保卫细胞中积累较多的k+和 Cl-,水势降低
9、。保卫细胞吸水,气孔就张开。(3)苹果酸生成学说。在光下保卫细胞内的CO2 被利用, pH 值上升,剩余的CO2 就转变成重碳酸盐,淀粉通过糖酵解作用产生的磷酸烯醇式丙酮酸PEP在 PEP 羧化酶作用下还原成苹果酸,保卫细胞苹果酸含量升高,降低水势,保卫细胞吸水,气孔张开。10、影响气孔运动的外界因素:(1)光照 :光照引起气孔运动的主要环境因素。多数植物的气孔在光照下张开,黑暗中关闭;景天科植物的气孔例外,白天关闭,晚上张开。(2)温度 :在一定的温度范围内,气孔开度一般随温度的上升而增大,在30 度左右达到最大气孔开度, 35 度以上的高温会使气孔开度变小。(3)水分 :叶片水势下降,其空
10、开度减少或关闭。(4)CO2 :低 CO2 浓度促使气孔张开,高浓度使气孔迅速关闭。(5)风:大风引起气孔关闭(6)植物激素 :ABA 促使气孔关闭,名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 14 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络,仅供参考学习资料11、农谚讲“旱长根,水长苗”是什么意思?道理何在?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,因此增
11、加土壤有效水,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,使输送到根系的有机物减少,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。1、植物必需的矿质元素要具备哪些条件?答: (1)缺乏该元素植物生长发育发生障碍,不能完成生活史。(2)除去该元素则表现专一的缺乏症,而且这种缺乏症是可以预防和恢复。(3)该元素在植物营养生理上应表现直接的效
12、果而不是间接的。2、简述植物必需矿质元素在植物体内的生理作用。答: (1)是细胞结构物质的组成部分。(2)是植物生命活动的调节者,参与酶的活动。(3)起电化学作用,即离子浓度的平衡、胶体的稳定和电荷中和等。3、试述根吸收矿质元素的基本过程。答: (1)把离子吸附在根部细胞表面。这是通过离子吸附交换过程完成的,这一过程不需要消耗代谢能,吸附速度很快。(2)离子进入根的内部。离子由根部表面进入根部内部可通过质外体,也可通过共质体。从根表皮细胞经过内皮层进入木质部,这一过程是主动吸收。(3)离子进入导管。可能是主动地有选择性地从导管周围薄壁细胞向导管排入,也可能是离子被动地随水分的流动而进入导管。5
13、、植物细胞吸收矿质元素的方式和机理有哪些?植物对例子的吸收有三种方式:1、被动运输,顺着浓度梯度的运输,包括简单扩散和协助扩散; 2、主动运输,逆浓度梯度的运输;3、通过胞饮作用来吸收矿质。矿质元素从膜外转运到膜内主要通过被动运输和主动运输两种方式。前者不需要代谢提供能量,后者需要代谢提供 ATP 能量。两者都可通过载体运输。被动运输有扩散作用和协助扩散两种方式。扩散作用是指分子或离子沿着化学势或电化学势梯度转移的现象;协助扩散是小分子物质经膜转运蛋白顺浓度梯度或电化学势梯度的跨膜转运。1、光合作用有哪些重要意义?答: (1)光合作用是制造有机物质的重要途径。(2)光合作用将太阳能转变为可贮存
14、的化学能。(3)可维持大气中氧和二氧化碳的平衡。2、植物的叶片为什么是绿的?秋天时,叶片为什么又会变黄色或红色?答:光合色素主要吸收红光和蓝紫光,对绿光吸收很少,故呈绿色,秋天树叶变黄是由于低温抑制了叶绿素的合成,已形成的叶绿素也被分解破坏,而类胡萝卜素比较稳定,所以叶片呈黄色。 至于红叶, 是因为秋天降温, 体内积累较多的糖分以适应寒冷,体内可溶性糖多了,就形成较多的花色素,叶子就呈红色。3、简述影响叶绿素生物合成的外界因素(1) 、光:光是影响叶绿素形成的主要条件。但光过强,叶绿素受光氧化而破坏。(2) 、温度 :叶绿素的生物合成是一系列酶促反应,受温度影响;名师资料总结 - - -精品资
15、料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 14 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络,仅供参考学习资料(3) 、营养元素 : 氮、镁 是叶绿素的 组成成分 ,铁、锰、铜、锌等有催化功能或间接作用;(4) 、氧:叶绿素的生物合成过程中需要氧的参与;(5)水: 缺水影响叶绿素的合成,还促使原叶绿素分解,所以干旱时叶片呈黄褐色。4、C3 途径可分为几个阶段?每个阶段有何作用?答: C3 途径可分为三个阶段: (1)羧化阶段 。CO2 被固定,生成了3-磷酸甘油酸,为最初产物。(2
16、)还原阶段 。利用同化力(NADPH 、ATP)将 3-磷酸甘油酸还原3磷酸甘油醛光合作用中的第一个三碳糖。(3)更新阶段 。光合碳循环中形成了3磷酸甘油醛,经过一系列的转变,再重新形成RuBP 的过程。5、作物为什么会有“午休”现象?答:炎热的夏天,C3 植物中午光合作用强度下降的现象称为“午休现象”。原因主要有:(1)中午光照强、温度高、大气相对湿度较低,叶片大量失水而造成气孔开度变小或关闭(2)气孔关闭,限制CO2 的吸收, CO2 的供应不足( 3)温度升高,降低了各种酶的活性(4)生物钟的调节。6、如何理解C4 植物比 C3 植物的光呼吸低?答: C4 植物, PEP 羧化酶对CO2
17、 亲和力高,固定CO2 的能力强,在叶肉细胞形成C4 二羧酸后,再转运到维管束鞘细胞,脱羧后放出CO2,就起到了 CO2 泵的作用,增加了CO2 浓度,提高了RuBP 羧化酶的活性,有利于CO2 的固定和还原,不利于乙醇酸形成,不利于光呼吸进行,所以C4 植物光呼吸测定值很低。C3 植物,在叶肉细胞内固定CO2,叶肉细胞的CO2/O2 的比值较低,此时,RuBP 加氧酶活性增强,有利于光呼吸的进行,而且C3 植物中 RuBP 羧化酶活性低,光呼吸释放的CO2 不易被重新固定。7、什么是希尔反应?离体叶绿体加入具有适当氢接受体的水溶液中,在光下进行光解,并放出氧的反应,称为希尔效应。8、Rubi
18、sco的特点及其对光合作用的重要性Rubisco 是核酮糖 -1、5-二磷酸羧化 /加氧酶,具有双重催化作用。在光合作用中,Rubiso 催化 RUBP 的羧化反应,固定CO2,形成 3-磷酸甘油酸;在光呼吸中,Rubisco 催化 RuBP 的加氧反应,产生的磷酸乙醇酸被磷酸酶催化脱去磷酸而生成乙醇酸(即乙醇酸循环);在 CO2/O2 比值高的条件下,Rubisco 的加氧活性被抑制,催化羧化反应, 进行碳同化,当 CO2/O2 的比值低时, Rubisco 的加氧活性表现出来,进行光呼吸。Rubisco 的羧化酶活性和加氧酶活性取决于CO2/O2 的比值。9、 光呼吸有何生理意义?答:回收
19、碳素 。通过 C2 碳氧化环可回收乙醇酸中3/4 的碳。 维持 C3 光合碳还原循环的运转。在叶片气孔关闭或外界CO2 浓度低时,光呼吸释放的 CO2 能被 C3 途径再利用,以维持光合碳还原环的运转。 防止强光对光合机构的破坏作用。在强光下,光反应中形成的同化力会超过CO2同化的需要, 从而使叶绿体中NADPH/NADP 、ATP/ADP 的比值增高。 同时由光激发的高能电子会传递给O2,形成的超氧阴离子自由基会对光合膜、光合器有伤害作用,而光呼吸可消耗同化力与高能电子,降低超氧阴离子自由基的形成,从而保护叶绿体, 免除或减少强光对光合机构的破坏。10. 论述植物光合作用碳同化途径的特点。答
20、:根据光合作用碳同化途径的不同,可以将高等植物区分为三个类群,即 C3 途径(卡尔文循环或光合碳循环)、 C4二羧酸途径、景天酸代谢途径。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 14 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络,仅供参考学习资料特性C3 植物C4 植物景天科( CAM )植物代表植物典型的温带作物,水稻、小麦、大豆、烟草等典型的热带、 亚热带作物,玉米、高粱、甘蔗等典型的热带干旱地区植物, 景天科、 仙人掌科、兰科、凤梨等叶片结构维
21、管束鞘细胞不发达,内无叶绿体,无“花环”结构维管束鞘细胞发达,内有叶绿体,有“花环”结构肉质叶片, 维管束鞘细胞不发达,无叶绿体,无“花环”结构CO2 固定酶Rubisco(核酮糖 -1、5 磷酸羧化 /加氧酶)PEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)、Rubisco(核酮糖-1、5 磷酸羧化 /加氧酶)PEPC(磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶)、Rubisco(核酮糖 -1、5 磷酸羧化/加氧酶)催化 CO2 羧化反应的酶活性高 Rubisco 活性叶肉细胞中有高PEPC 酶活性,维管束鞘细胞中有高 Rubisco 活性暗中有高PEPC 酶活性,光下有高Rubisco活性碳同化途径一条 C3 途径在不同细
22、胞中存在两条途径(叶肉细胞中PEPC 进行羧化反应,固定CO2,形成 C4 酸,转移至维管束鞘细胞中,进行脱羧反应,生成 CO2,在 Rubisco 的作用下进行C3 反应)在不同时间有两条途径(晚上暗下进行PEPC 羧化反应生成C4 酸储存在液泡中,光下 Rubisco 进行 C3反应)CO2 受体RuBP(核酮糖 -1、5-二磷酸)细胞质中 PEP(磷酸烯醇式丙酮酸),维管束鞘细胞中 RuBP 暗下中 PEP,光下RuBP 光合初产物PGA (3-磷酸甘油酸)草酰乙酸 - 苹果酸暗下苹果酸,光下 PGA CO2 补偿点高低光呼吸高低低光合最适温度较低, 15-30 度较高 30-47 约
23、35 耐旱性弱耐旱极耐旱蒸腾系数大小极小光合产物运输速率相对慢相对快11、矿质元素和光合作用的关系植物生命活动所必需的矿质元素,都对光合作用速率有着直接或间接的影响,其表现为:(1) 、叶绿体及叶绿素组分:N、P、S、Mg 、C、H、O;(2) 、影响叶绿素的形成:N、Mg 、Fe、Mn 、Cu、Zn;(3)水的光解放氧:Mn、Cl、Ca;(4)光和电子传递:Fe、Cu、S;(5)同化力形成:Mg 、P、K、H;(6)酶活化: K、Mg 、Zn、Mn;(7)促进光合产物运输:K、B、P;(8)光合作用原料:C、H、O;(9)影响气孔开放:K、CL、Ca。光合作用为矿质元素的吸收提供能力及动力,
24、促进矿质元素的吸收;同时光合作用形成的同化产物有利于体内矿质元素的运输、同化。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 14 页 - - - - - - - - - 学习资料收集于网络,仅供参考学习资料1试述呼吸作用的生理意义。答: (1)呼吸作用提供了植物生命活动所需的大部分能量,释放到的ATP 供生命活动所需。(2)呼吸作用为细胞内其他物质的合成提供原料。呼吸作用中过程中产生许多中间产物,是进一步合成蛋白质、核酸、脂肪、激素、维生素、等重要生命物质的原料。(3)
25、呼吸作用在植物的抗病免疫方面也具有重要作用。植物染病时,呼吸增强,有利于氧化分解病原菌毒素,消除病害;呼吸途径改变主要是PPP加强,可导致产生多种抗菌物质,阻止病原菌的侵染。2在呼吸作用中,糖的分解代谢有几条途径?分别发生于哪个部位?答:有三种条途径:糖酵解、三羧酸循环和戊糖磷酸途径。糖酵解和戊糖磷酸途径是在细胞质中进行的;三羧酸循环在线粒体中进行。3呼吸作用与光合作用有何联系?答: (1)光合作用所需的ADP 和辅酶 NADP+ 与呼吸作用所需的ADP 和 NADP+ 是相同的。这两种物质在光合和呼吸作用中可共用。(2)光合作用的碳循环与呼吸作用的戊糖磷酸途径基本上是正反反应的关系。它们的中
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