高级植物生理研10习题

1、简答题1.绿色植物和光养生物的光合方程式有何异同？答：绿色植物：利用光能把CO2和水合成有机物，同时释放O2合成有机物的过程。CO2+H2O光 绿色植物 (CH2O)+O2CO+2HO*光 绿色植物(CHO)+ O2*+ HO光养生物：利用光能把CO2合成有机物的过程。CO2+2H2A光 光养生物 (CH2O)+H2O+2AH2 A代表一种还原剂，可以是HO、H2S、有机酸等光合细菌：利用光能，以某些无机物或有机物作供氢体，把CO合成有机物的过程。CO+2HS光 光养生物(CHO)+2S+HO2.为什么没有光合作用也就没有繁荣的生物世界？答：绿色植物的光合作用是地球上唯一的大规模把无机物转化为

2、有机物，把光能转变为化学能的过程。1、光合作用是合成有机物质的重要途径2、光合作用是大规模转化日光能的过程3、光合作用是地球上氧气的来源4、光合作用带动了自然界的其他物质循环3.试述人类面临的四大问题与光合作用的关系。答：人类面临的四大问题：1、食物不足；2、能源危机；3、资源匮乏；4、环境恶化(1) 食物不足与光合作用的关系人类及动物界的全部食物如粮、油、蔬菜、水果、牧草、饲料等和某些工业原料如棉、麻、橡胶、糖等都直接或间接地来自光合作用。(2) 能源危机与光合作用的关系人类现在所用的煤炭、天然气、石油等能源都是远古植物光合作用所形成的。也就是说绿色植物将光能转变为稳定的化学能，除了给人类及

3、其他异养生物外，还提供了人类活动的能量。(3) 资源匮乏与光合作用的关系随着人类对化石能的开采殆尽，人类会将目光转向通过光合作用解决能源问题如能源消耗大国的美国已开始利用植物材料发酵制作酒精，用做燃料部分代替汽油。(4) 环境恶化与光合作用的关系所有生物在呼吸代谢过程中均吸收氧气，放出二氧化碳，特别是人类活动、工业生产、交通运输的燃烧过程中吸收大量氧气，并释放大量的二氧化碳。地球上氧气和二氧化碳能基本上保持一个相对稳定值，就是由于绿色植物的光合作用不断地吸收二氧化碳，同时释放氧气。因此，深入探讨光合作用的规律，揭示光合作用的机理，使之更好地为人类服务，愈加显得重要和迫切。4.真核生物细胞里的质

4、体有哪些类型?答：质体是植物细胞中由双层膜包裹的一类细胞器的总称, 存在于真核植物细胞内。是真核细胞中具有半自主性的细胞器.质体由两层薄膜包围，可以随细胞的伸长而增大，是植物细胞合成代谢中最主要的细胞器。根据质体内所含的色素和功能不同，质体可分为白色体、有色体和叶绿体。这类细胞器都是由共同的前体:前质体分化发育而来, 包括:叶绿体、白色体、淀粉质体、有色体、蛋白质体、油质体等。有些质体具有一定的自主性, 含有DNA、RNA、核糖体等。质体是绿色植物细胞所特有的细胞器，在光学显微镜下容易看到。在幼年细胞中，质体还没有分化成熟，叫前质体。随着细胞的长大，前质体可分化为成熟的质体。根据颜色和功能的不

5、同，成熟的质体分成叶绿体、有色体和白色体三类。 5.分别设计叶绿体膜脂脂肪酸和膜蛋白的试验方案。6.叶绿体的分离方法有哪些？用图标表示其具体步骤。答：1、从叶片中直接分离：叶片匀浆化 0.4mol/l 糖醇PH7.6±，Mg2+，Na+， 0-4匀浆 过滤：匀浆4-8层纱布或100目尼龙纱布细胞液 分级离心：500g去沉淀 3000g去上清液 沉淀悬浮，冰溶保存叶绿体2、从原生质体分离叶组织 酶解 原生质体 挤压 质膜与细胞器 离心 叶绿体果胶酶，纤维素酶20m尼龙网 Chlor被膜完整度较高0.5mol/l 甘露醇PH5.0PH5.5 40，振荡7.扼要说明高等植物类囊体膜片层重叠

6、的生理意义。答：高等植物类囊体为单层膜，片层伸展的方向为叶绿体的长轴方向。可分为基质类囊体，基粒类囊体类囊体膜片层堆叠的生理意义：1、膜的堆叠意味着捕获光能机构高度密集，更有效地收集光能；2、膜系统常是酶排列的支架，膜的堆叠结构是代谢的连接带，有利于代谢的进行，使新陈代谢有效进行。8.叙述叶绿素a/b蛋白复合体的性质、类型及其主要功能。答：叶绿素a/b蛋白复合体又称捕光色素蛋白复合体（LHC），它是类囊体膜上最丰富的蛋白复合体，LHC结合了叶绿素a总量的50和所有的叶绿素b，LHC不参与光化学反应，只起光能传递的作用。叶绿素a/b蛋白复合体所具有的共性：1、结合叶绿素a和b；2、分子量为20-

7、30KDa，由核基因编码；3、光诱导合成，在黑暗中生长的植物缺失a/b蛋白复合体，在见光后合成；4、叶绿素a/b蛋白复合体具有某些共同的氨基酸序列，在结构上具有共性。叶绿素a/b蛋白复合体又分为两类，即LHC和LHC，分别为PS和PS的天线。LHC的主要功能是吸收和传递光能，提高捕光面积和捕光效率；此外，LHC在光能分配的调节以及保护光合器免受强光破坏中也具有重要作用。9.通过试验证明化学渗透学说的特点。答：化学渗透学说假设能量转换与偶联机构具有以下特点：1、由磷脂和蛋白多肽构成的膜对离子和质子的透过性有选择性；2、具有氧化还原的电位的电子传递体不匀称的嵌合在膜上；3、膜上有偶联电子传递的质子

8、转移系统；4、膜上有转移质子的ATP酶。(1) 两阶段光合磷酸化实验光合磷酸化可以相对分成照光阶段和暗阶段来进行，照光时不向叶绿体悬浮液中加磷酸化底物，而断光时在加入底物能形成ATP的实验。所谓两阶段光合磷酸化，其实质是光下类囊体膜上进行电子传递产生了跨膜的H+电化学势，暗中利用H+电化学势将加入的ADP与Pi合成ATP。(2)酸碱磷酸化实验 在暗中把叶绿体的类囊体放在pH=4的弱酸性溶液中平衡，让类囊体膜腔的pH下降到4，然后加进pH=8和含有ADP和Pi的缓冲液，这样瞬间的pH变化使得类囊体内外之间产生一个H+梯度。这个H+梯度使ADP与Pi生成ATP，而这时并不照光，也没有电子传递。这种

9、驱动ATP合成的类囊体内外的pH差在活体中正是由光合电子传递和H+转运所形成的。这一酸-碱磷酸化实验给化学渗透假说以最重要的支持证据。(3)光下类囊体吸收质子实验对无pH缓冲液的叶绿体悬浮液照光，用pH计可测到悬浮液的pH升高。这是由于光合电子传递引起了悬浮液中质子向类囊体膜腔运输，使得膜内H+浓度高而膜外较低的缘故。电子传递产生了质子梯度后，质子就有反向跨膜转移的趋向，质子反向转移时，质子梯度所贮藏的能量就被用去合成ATP。10.详述Rubisco的结构、组装、活性的调节以及Rubisco 活化酶的作用答：Rubisco由8个大亚基和8个小亚基组成，小亚基：红色，核DNA编码，细胞质核糖体上

10、翻译；大亚基：蓝色，叶绿体DNA编码，核糖体上翻译。Rubisco有活化和钝化两种形态，钝化型酶可被CO2和Mg2+激活，这种激活依赖于与酶活性中心有关的赖氨酸（Lys）的-NH2基反应，首先钝化型酶的-NH2与CO2（起活化的CO2不是底物CO2）作用，形成氨基甲酰化合物（ENH·COO-），与Mg2+作用形成活化型的酶（ENH·COO·Mg2+），也称三元复合体（ECM）。 活化反应可以被叶绿体基质中的PH和Mg2+浓度增加的确定。Rubisco只有先与CO2和Mg2+作用才能成为活化型的ECM，如果先与RuBP（或RuBP类似物）结合，就会成为非活化型的EP

11、uBP。Rubisco活化酶（activase）：调节Rubisco活性的酶。Rubisco活化酶的作用：在暗中钝化型Rubisco与RuBP结合成EPuBP后不能发生反应；在光下，活性酶由ATP活化，让RuBP与Rubisco解离，使Rubisco发生氨基甲酰化，然后CO2和Mg2+结合成CEM，促进RuBP羧化。Rubisco活化酶能促进RuBP从Rubisco的解离，加速Rubisco发生氨基甲酰化，活化酶的活化作用需要ATP供能。11.叶绿素激发态的去路有哪几种？详细介绍。答：激发态是不稳定的状态。（1）放热 激发态的叶绿素分子在能级降低时以热的形式释放能量，此过程又称为内转换或无辐射

12、退激。如叶绿素分子从第一单线态至基态或三线态，以及从三线态至基态时的放热。另外吸收蓝光处于第二单线态的叶绿素分子，其具有的能量虽远大于第一单线态的叶绿素分子，但超过部分对光合作用是无用的，在极短时间内叶绿素分子从第二到第一单线态，多余的能量在降级时以热能释放。叶绿素分子是以第一单线态参加光合作用的，所以一个蓝光光子所引起的光合作用是与一个红光光子所引起的光合作用是相同的，在能量利用上蓝光没有红光高。（2）发射荧光与磷光激发态的叶绿色分子回到基态时，可以光子形式释放能量。处于第一单线态的叶绿素分子回到基态时所发出的光称为荧光。而处于三线态的叶绿素分子回到基态时所发出的光称为磷光。由于叶绿素分子吸

13、收的光能有一部分消耗在分子内部的振动上，且荧光总是从第一单线态的最低振动能级辐射的，辐射出的光能必定低于吸收的光能，因此叶绿素分子的荧光波长总要比被吸收的波长长。（3）色素分子间的能量传递激发态的色素分子把激发能传递给处于基态的同种或异种分子而返回基态的过程称为色素分子间能量的传递。在光合器里，聚光叶绿素分子在第一单线态的能量水平上，通过分子间的能量传递，把捕获的光能转到反应中心色素分子上，推进化学反应。色素分子间激发能是通过激子传递或共振传递方式实现的。激子传递通常是指非金属晶体中由电子激发的量子，能转移能量但不能转移电荷，这种在相同分子内依靠激子传递来转移能量的方式称为激子传递。色素系统中

14、，一个色素分子吸收光能被激发后，其中高能电子的振动会引起附近另一个分子中某个电子的振动（共振）。这种依靠电子振动在分子间传递能量的方式称为共振传递。在共振传递中，供体和受体可以是同种，也可以是异种分子，分子即无光的发射和吸收，也无电子传递。12.Q的含义？答：荧光猝灭剂常用Q表示，是在色素溶液中，加入某种受体分子，能使荧光消失，这种受体分子就称为荧光猝灭剂。在光合作用的反应中，Q即为电子受体。13.详述光合放氧的四量子学说。答：(1) 水的氧化在称为放氧复合体的系统(S)中进行。(2) 每次闪光，S交给PSII反应中心一个e-，接照氧化程度,将S分别称为S0，S1，S2，S3，S4 。(3)

15、当S失去4e-带有4个正电荷时，即能裂解2个H2O释放1个O2，并从2个H2O获得4e-，回到S0。(4) S0和S1是稳定态，S2和S3在暗中退回到S1，S4不稳定。 这样在叶绿体暗适应过程后，有3/4的S 处于S1，1/4 处于S0，因此最大的放O2量在第三次闪光时出现。14.植物的抗性又那几种方式？举例说明。答：植物抗性可分为3种形式，即避逆性、御逆性和耐逆性。(1) 避逆性  指植物通过对生育周期的调整来避开逆境的干扰，在相对适宜的环境中完成其生活史，这种方式在植物进化上是十分重要的。例如沙生植物在雨季环境湿润时萌发，于短时期内生长、开花、结实，这种植物称短命植物。又如喜温植

16、物在低温到来之前结实。这些植物的生长发育过程躲开了逆境出现的时间，实际上在逆境不存在或不严重时进行，因而其生理特性与无抗性的植物没有差异。(2) 御逆性  指植物处于逆境时，其生理过程不受或少受逆境的影响，仍能保持正常的生理活动的特性，这主要是植物体营造了适宜生活的内部环境，免除外部不利条件对其的危害，这类植物通常具有根系发达，吸水、吸肥能力强，物质运输阻力小，角质层较厚，还原性物质含量高，有机物质的合成快等特点。避逆性和御逆性总称为逆境逃避。(3) 耐逆性  又称为逆境忍耐，是指植物处于不利环境时，通过代谢反应来阻止、降低或修复由逆境造成的损伤，使其仍保持正常的生理活动。

17、耐性也是植物抗性的重要部分。在逆境条件下植物的修复能力增强，如通过代谢产生还原力强的物质和疏水性强的蛋白质、蛋白质变性的可逆转范围扩大、膜脂抗氧化力增强和修复离子泵等，保证细胞在结构上稳定，从而使光合、呼吸、离子平衡、酶活力等在逆境下保持正常的水平和相互关系的平衡。15.干旱对植物的伤害有哪些?植物抗旱的生理基础有哪些？如何提高植物的抗旱性？答：干旱对植物最直接影响是引起原生质脱水，原生质脱水是旱害的核心，由此可引起一系列的伤害，主要表现如下：(1) 改变膜的结构与透性 (2) 破坏正常代谢过程 (3) 水分的分配异常 (4) 原生质体的机械损伤 （二）

18、植物抗旱的生理基础主要有：(1) 细胞具有高的亲水能力 (2)积累脯氨酸与ABA (3)具有大的根冠比 (4) 水分临界期能避开干旱（三）提高植物抗旱性的途径有：(1)选育抗旱品种 (2)进行抗旱锻炼  (3)进行化学诱导  (4)合理的矿质营养 (5)使用生长延缓剂和抗蒸腾剂 (6)提高植物细胞内液浓度，使渗透吸水能力增强。(7)减小叶面蒸发面积，减小蒸腾作用所散失的水分。16.盐胁迫对植物的伤害有哪些?植物耐盐的生理基础表现在哪些方面?如何提高植物的耐盐性?答：(1)盐胁迫对植物的伤害有：离子胁迫，渗透胁迫和氧化胁迫(2)植物耐盐

19、的生理基础  植物的耐盐性是指植物通过生理或代谢过程来适应细胞内的高盐环境，主要表现在：耐渗透胁迫 营养元素平衡 代谢稳定 与盐结合 (3) 提高植物抗盐性的途径有：选育抗盐性较强的作物品种 播种前以一定浓度盐溶液浸种 用植物激素处理植株 17. 抗寒锻炼为什么能提高植物的抗寒性?详述冷害与冻害对植物的伤害及其机理。答：（一）植物经抗寒锻炼后，会发生如下的生理生化变化，提高抗寒性。(1) 植株内含水量下降，束缚水相对增多，不易结冰；(2) 呼吸减弱，糖分消耗少，有利于糖分积累，增强对不良环境的抵抗力；(3) 脱落酸

20、含量增加，生长素、赤霉素含量减少，促使植物进入休眠；(4) 保护物质增多，如淀粉含量减少，可溶性糖含量增多，冰点下降，这样可缓冲原生质过度脱水，不使原生质胶体遇冷凝固；(5) 膜不饱和脂肪酸含量增加，膜透性稳定。（二）冷害与冻害对植物的伤害及其机理冷害：零度以上的低温对植物的伤害。冷害类型有：根据植物对冷害的反应速度，分为直接伤害和间接伤害。其伤害机理是：膜发生相变，由液晶态变为凝胶态；在缓慢降温条件下，由于膜脂的固化使得膜结构紧缩，降低了膜对水和溶质的透性，在寒流突然来临下，由于膜的不对称性而出现断裂，造成膜的破损渗漏，胞内溶质外渗，打破了离子平衡，引起代谢失调。运输受阻，酶促反应失调。 冻

21、害：零度以下的低温对植物的伤害。冻害类型有：根据植物组织结冰方式，分为胞外结冰和胞内结冰。其伤害机理是：胞间结冰使原生质严重脱水，蛋白质变性，原生质不可逆凝胶化。胞内结冰对膜与细胞器产生直接破坏，解冻时温度回升快，原生质失水，组织干枯，破坏蛋白质空间结构，机械损伤，膜破坏。18.病害对植物生理生化有何影响?作物抗病的生理基础如何?答：（一）植物感病后生理生化方面的变化有：(1) 水分平衡失调 (2) 呼吸作用加强  (3) 光合作用下降 (4) 激素发生变化 (5) 同化物运输受干扰 （二）作物抗病的生理基础有：(1) 形态结构屏障 

22、(2) 组织局部坏死  (3) 病菌抑制物  (4) 诱导产生病原相关蛋白（PRs） (5) 加强氧化酶的活性  (6) 产生免疫反应 19.设计测定某植物的抗逆性生理指标的实验方案，并指出其生理依据。20什么叫大气污染？对植物有哪几种伤害方式？试述SO2，O3等大气污染物对植物的伤害及伤害机理。答：(1)大气污染是指大气中对人类、动植物产生危害的有毒物质的总称。(2)危害方式可分为急性、慢性和隐性三种。急性伤害 慢性伤害 隐性伤害 (3)SO2，O3等大气污染物对植物的伤害及伤害机理SO2进入体内转化为亚硫酸盐导

23、致伤害，O3与O2反应产生活性氧，使气孔调节能力降低，叶绿素类囊体膜破坏，Rubisco解体，光合作用收到抑制。21植物在环境保护中有什么作用?举例说明。答：净化空气植物净化空气的功能是多方面的： 保持大气层中氧和二氧化碳(CO)平衡。随着工业的发展和人口的增加,大气层中CO浓度有逐渐增加的趋势。绿色植物是氧气的主要制造者和CO的消耗者,对保持氧和CO的平衡有重要作用。据计算,每公顷植物一年释放的氧：农作物为310吨，落叶林为16吨,针叶林为30吨,常绿阔叶林为2025吨一株树龄百年的山毛榉(Faus slvatica),其叶片总面积约为1600平方米,进行光合作用时，每小时可吸收CO约235

24、2克,释放氧1712克。据计算，大约150平方米的叶面积,可以满足一个人的需氧量。 降低大气中有害气体的浓度。植物能吸收氟化氢、二氧化硫、氯、二氧化氮、氨、臭氧、汞蒸汽、铅蒸汽以及过氧乙酰硝酸酯、乙烯、苯、醛、酮等气体。如氟化氢通过40米宽的刺槐(Robinia pseudoacacia)林带比通过同距离的空旷地后的浓度可降低近50。二氧化硫通过一条高 15米、宽15米的法国梧桐 (Platanus acerifolia)林带浓度可降低 2575。绿化植物能阻挡、过滤和吸收有害气体，起到净化空气的作用。 减少空气中的放射性物质。绿化植物不但能够阻隔放射性物质及其辐射，而且能够过滤和吸收放射性物

25、质。如一些地区树林背风面叶片上的放射性物质颗粒只有迎风面的14。树林背风面的农作物中放射性物质的总放射性强度一般为迎风面的120至1/5。又如每立方厘米空气中含有1毫居里的放射性(碘时,在中等风速的情况下,1公斤叶子在1小时内可吸滞1居里的放射性碘，其中2/3吸附在叶子表面，1/3进入叶组织。不同的植物净化放射性污染物的能力也不相同，如常绿阔叶林的净化能力要比针叶林高得多。 减少空气中的灰尘。绿化植物能够阻挡、过滤和吸附空气中的灰尘。据测定，一个位于绿化良好地区的城镇，其降尘量只有缺乏树木的城镇的1/9至1/8。草地也有显著的减尘作用,它不仅能吸附空气中的灰尘,还能固定地面尘土。如有草皮的足球

26、场比无草皮的足球场上空的含尘量少2/3至5/6。 减少空气中的细菌。一方面由于树木可以减少灰尘,从而减少了附着在灰尘上的细菌;另一方面由于一些植物能分泌挥发性物质，具有杀菌或抑菌的能力。如在一个城市绿化差的街道上每立方米空气中所含的细菌数目，比同一城市绿化好的街道上高12倍以上，比同一城市树木茂盛的植物园中高4050倍。松、柏、樟等树木能够分泌挥发性抑菌物质，在这类树林中，空气中细菌含量比植物园还少。香樟，能分泌挥发性抑菌物质净化污水森林有净化水源的作用。据测定，从每平方公里无林山坡流下来的水中溶解物质的含量为16.9吨,而从有林山坡流下来的水中含量则为6.4吨。如果水流过3040米宽的林带,

27、其中氨含量可降低到原来的1/2至2/3。森林还可以减少水中细菌的数量水流通过3040米宽的林带后，每升水中所含细菌数量比不经过林带的减少12。水流通过 50米宽的生长 30年的杨、桦混交林后，所含细菌数量能减少9/10以上。此外，各种水生和沼生植物也能净化污水。如在试验水池中种植芦苇(Phramites communis)后，水中悬浮物减少30,氯化物减少90，有机氯减少60，磷酸盐减少20，氨减少66，总硬度减少33。又如在含有十几种有机化合物的污水中栽植水葱(Scirpus validus),经过一定时间，有机化合物全部被水葱吸收。降低噪声声波传至树冠后，能被浓密的枝叶不定向反射或吸收。因

28、此可以利用林带、绿篱、树丛来阻挡噪声。调节气候大面积的森林、绿地以及宽阔的防护林带和浓密的城市行道树，对温度、湿度和风速都有一定的调节作用。例如中国南京市有行道树遮荫的马路在夏季的最高气温比无行道树的马路低3左右,而且相对温度高1020。林带和绿地还能促进城市中的空气对流，白天使热空气上升，夜间使冷空气下降，从而使市内受污染的空气及时得到更新。保持水土树木和草地有显著的保持水土功能。例如降雨时，雨水首先冲击树冠,然后穿过枝叶落地,不直接冲刷地表，从而减少表土的流失；同时，树冠本身还能积蓄一定数量的雨水。据测定，树龄61年的云杉树冠一般可阻留降雨量的2470.8。此外，树木和草本植物的根系能够固

29、定土壤，而林下往往又有大量落叶、枯枝、苔藓等覆盖物，既能吸收数倍于本身的水分，也有防止水土流失和减少地表径流的作用。如果树林和草地遭到破坏，就会造成严重的水土流失，在有石山地还能形成泥石流。保护农田绿化植物能减轻风、旱、涝等对农作物和蔬菜的危害。例如一条防护林带可使2025倍树高距离内的风速降低1050，结构良好的林带能把有害的6级风变成对农田无害的3级风。风速降低，土壤水分的蒸发也随之减少，相对湿度和绝对湿度都会增加。防护林还可以阻止沙土飞扬，防止尘害。绿化植物在环境保护中具有维护生态平衡、美化环境和保护人体健康的作用。但是，如果污染超过了绿化植物所能忍受和缓冲的限度，它们的生长和繁殖就会受

30、到影响。所以要在减少污染的基础上发挥绿化植物的有效功能。22试分析某种植物不能开花的生理原因。试述你对成花激素的看法。答：（1）植物不能开花的生理原因大多数植物都有一个共同点，就是在开花之前要达到一定年龄或是达到一定的生理状态，然后才能在适宜的外界条件下开花。植物开花之前必须达到的生理状态称为花熟状态。植物在达到花熟状态之前的生长阶段称为幼年期。处于幼年期的植物，即使满足其成花所需的外界条件也不能成花。已经完成幼年期生长的植物，也只有在适宜的外界条件下才能开花。研究表明，植物开花与温度和日照长度密切相关。许多植物总在特定的季节开花，这与它们在进化过程中长期适应外界环境的周解性变化有关。因此，幼

31、年期、温度和日照长短是控制植物开花的三个重要因素。（2）成花激素的一些看法：实验证实多种植物激素与植物的成花有关系，其中赤霉素、生长素和细胞分裂素影响较大。但到目前为止未发现一种激素可以诱导所有光周期特性相同的植物在不适宜的光周期条件下开花。因此，可以这样认为：植物的成花过程（包括花芽分化和发育）可能不是受某一种激素的单一调控，而是受几种激素以一定的比例在空间上（激素作用的部位）和时间上（花器官诱导与发育时期）的多元调控。植物的成花过程是分段进行的，在不同的光周期条件下，是通过刺激或抑制各种植物激素之间的协调平衡来控制植物成花的。在适宜的光周期诱导下或外施某种植物激素，可改变原有的激素比例关系

32、而建立新的平衡。新建立的平衡会诱导与成花过程有关的基因的开启，合成某些特殊的mRNA和蛋白质，从而起到调节成花的作用。23试述柴拉轩“成花素假说”的观点。你从中得到什么启示？答：1937年柴拉轩就提出，植物在适宜的光周期诱导下，叶片产生一种类似激素性质的物质即“成花素”，传递到茎尖端的分生组织，从而引起开花反应。1958年柴拉轩提出了“成花素假说”用于解释赤霉素在开花中的作用的。他认为成花素是由形成茎所必须的赤霉素和形成花所必须的开花素两种互补的活性物质所组成，开花素必须与赤霉素结合才表现活性。植物必须形成茎后才能开花，即植物体内存在赤霉素和开花素两种物质时，才能开花。日中性植物本身具有赤霉素

33、和开花素，所以无论在长、短日照条件下都能开花；而长日照植物在长日条件下、短日照植物在短日条件下，都具有赤霉素和开花素，因此，都可以开花；但长日照植物在短日条件下缺乏赤霉素、而短日照植物在长日条件下缺乏开花素，所以都不能开花；冬性长日植物在长日条件下具有开花素，但无低温条件时，缺乏赤霉素的形成，所以仍不能开花。赤霉素是长日植物开花的限制因素子，而开花素是短日植物开花的限制因素子。因此，用赤霉素处理处于短日条件下的某长日植物可使其开花，但赤霉素处理处于长日条件下的短日植物则无效。然而到目前为止，开花素并没有找到，成花素假说也缺少足够的实验证据，但是成花素假说所提出的开花激素复合物以及不同类型植物中

34、存在不同的限制开花因子的概念，对于进一步认识开花这个复杂过程的控制机理，是很有启发意义的。24植物遭受逆境时，氧代谢失调会引起哪些伤害？写出植物体内能清除自由基的抗氧化物质与抗氧化酶类。答:氧气是植物生命活动的必需条件,但氧在参与新陈代谢的过程中会被活化成活性氧,活性氧具有很强的氧化能力，对许多大分子的结构具有破坏作用,因此活性氧的积累必然导致对细胞的伤害：(1)抑制生长 (2)损伤细胞结构与功能 (3)诱发膜脂过氧化作用 (4)对生物大分子的损伤（二）植物体内能清除自由基的抗氧化物质与抗氧化酶类。抗氧化物质有：锌、硒、硫氢基化合物（如谷胱甘肽、半胱氨酸等）、Cytf、PC、类胡萝卜素、维生素

35、A、维生素C、维生素E、辅酶A、辅酶Q、甘露醇、山梨醇等。抗氧化酶类有：超氧物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶、谷胱甘肽过氧化酶、谷胱甘肽还原酶等。名词解释：1.逆境(environmental stress)：对植物生存生长不利的各种环境因素的总称。逆境的种类可分为生物逆境、理化逆境等类型。2. 避逆性：植物通过各种方式，设置某种屏障，从而避开或减小逆境对植物组织施加的影响，植物无需在能量或代谢上对逆境产生相应的反应，叫做避逆性。3.耐逆性：植物组织虽经受逆境对它的影响，但它可以通过代谢反应阻止、降低或者修复由逆境造成的损伤，使其仍保持正常的生理活动。4. 抗性锻炼：植物对环境的适应性反应是逐

36、步形成的，这一形成过程，叫做抗性锻炼。5.冷害(chilling injury)：冰点以上低温对植物的危害。冷害主要由低温引起生物膜的膜相变与膜透性改变，造成新陈代谢紊乱引起的。6.冻害(freezing injury)：冰点以下低温对植物的危害。冻害主要由细胞间或细胞内发生结冰、生物膜和蛋白质结构被破坏引起的。7.抗寒性：指植物在长期进化过程中所形成的，在生长习性和生理生化方面所具有的对冬季低温的一种特殊适应能力。8. 抗寒锻炼：植物在冬季来临之前，随着气温的逐渐降低，体内发生了一系列的适应低温的生理生化变化，抗寒力就逐渐加强。这种提高抗寒能力的过程，叫做抗寒锻炼。9. 巯基(-SH)假说(

37、sulfhydryl group hypothesis)：莱维特（Levitt）1962年提出植物细胞结冰引起蛋白质损伤的假说。他认为组织结冰脱水时，蛋白质分子逐渐相互接近，邻近蛋白质分子通过-SH氧化形成-S-S-键，蛋白质分子凝聚失去活性，当解冻再度吸水时，肽链松散，氢键断裂，但-S-S-键还保存，肽链的空间位置发生变化，破坏了蛋白质分子的空间构型，进而引起细胞的伤害和死亡。10.抗冷性：植物对冰点以上的低温的适应能力叫抗冷性。11. 抗旱性：指作物具有忍受干旱而受害最小，减产最少的一种特性。12.生理干旱(physiological drought)：由于土温过低、土壤溶液浓度过高或积累

38、有毒物质等原因，妨碍根系吸水，造成植物体内水分亏缺的现象。13.抗涝性：植物对水分过多的适应能力。14.抗热性：指植物对高温（-般超过35）所造成的热害的适应能力。抗热性是抗旱性的组成之一。15.抗盐性：植物对土壤盐分过高的适应能力叫抗盐性。16盐害：土壤中可溶性盐类过多对植物的不利影响叫盐害。17.抗病性：植物对病原微生物侵染的抵抗能力叫做植物的抗病性。18.逆境蛋白(stress proteins)：由逆境因素如高温、低温、干旱、病原菌、化学物质、缺氧、紫外线等所诱导植物体形成的新的蛋白质（酶）。19.光化学烟雾(photochemical smog)：工厂、汽车等排放出来的氧化氮类物质和

39、燃烧不完全的烯烃类碳氢化合物，在强烈的紫外线作用下，形成一些氧化能力极强的氧化性物质，如O3、NO2、醛类(RCHO)、硝酸过氧化乙酰(peroxyacetyl nitrate，PAN)等。它们对植物有伤害作物。20.避盐：有些植物以某种途径或方式来避免盐分过多的伤害。21.耐盐：有些植物通过生理或代谢的适应来耐受已进入细胞的盐分。22.大气干旱(atmosphere drought)：空气过度干燥，相对湿度过低，使植物的蒸腾作用过强，根系吸水补偿不了失水，使植物体发生水分亏缺的现象。23.土壤干旱(soil drought)：因土壤中没有或只有少量的有效水，影响植物吸水，使植物体内水分亏缺引

40、起永久萎焉的现象。24.渗透调节(osmoregulation，osmotic adjusment)：通过提高细胞液浓度、降低渗透势表现出的调节作用。25.植保素(phytoalexin)：寄主被病原菌侵入后产生的一类对病原菌有毒的物质。植保素大多是一些异类黄酮和萜类物质。26.盐碱土(saline and alkaline soil)：盐类以NaCl和Na2SO4为主的土壤称为盐土，盐类以Na2CO3和NaHCO3为主的土壤称为碱土，盐土中如含有一定量的碱土，这种盐土则被称为盐碱土。 27.胁变(strain)：植物体受到胁迫后产生的相应变化，这种变化可表现在形态上和生理生化变化两个方面。据

41、胁变的程度大小可分为弹性胁变和塑性胁变，前者指解除胁迫后又能复原，而后者则不能。1、花熟状态（ripeness to flower state）植物经过一定的营养生长期后具有了能感受环境条件而诱导开花的生理状态被称为花熟状态。花熟状态是植物从营养生长转为生殖生长的转折点。2、春化作用（vernalization）低温诱导促使植物开花的作用叫春化作用。一般冬小麦等冬性禾谷类作物和某些二年植物以及一些多年生草本植物的开花都需要经过春化作用。3、春化处理（vernalization）对萌动的种子或幼苗进行人为的低温处理，使之完成春化作用促进成花的措施称为春化处理。4、解除春化（devernaliza

42、tion）在植物春化过程结束之前，将植物放到较高的生长温度下，低温的效果会被减弱或消除，这种现象称为去春化作用或解除春化。5、再春化作用（revernalization）大多数去春化的植物返回到低温下，又可重新进行春化，而且低温的效应是可以累加的，这种解除春化后，再进行春化的现象称再春化作用。6、光周期现象（photoperiodism）自然界一昼夜间的光暗交替称为光周期。昼夜的相对长度对植物生长发育的影响叫做光周期现象。植物的开花、休眠和落叶，以及鳞茎、块茎、球茎的形成，都受日照长度调节，即都存在光周期现象。但其中研究得最多的是植物成花的光周期诱导。7、长日植物（Long-day plant

43、, LDP）在24小时昼夜周期中，日照长度长于一定时数才能成花的植物。如延长光照或在暗期短期照光可促进或提早开花，相反，如延长黑暗则推迟开花或不能成花。典型的长日照植物有天仙子、小麦等。8、短日植物(short-day plant, SDP) 24小时昼夜周期中，日照长度短于一定时数才能成花的植物。如延长黑暗或缩短光照可促进或提早开花，相反，如延长日照则推迟开花或不能成花。典型的短日植物有晚稻，菊花等。9、日中性植物(day-neutral Plant, DNP)成花对日照长度不敏感，只要其它条件满足，在任何长度的日照下均能开花的植物。如月季，黄瓜等。10、临界日长（critical dayl

44、ength）引起长日植物成花的最短日照长度或引起短日植物成花的最长日照长度。如长日植物天仙子的临界日长约为11小时，短日植物苍耳的临界日长约为15.5小时。11、临界暗期（critical dark period）引起短日植物成花的最短暗期长度或长日植物成花的最长暗期长度。同临界日长相比，临界暗期对诱导成花更为重要。12、光周期诱导（photoperiodic induction）植物在达到一定的生理年龄时，经过一定天数的适宜光周期处理，以后即使处于不适宜的光周期下，仍能保持这种刺激的效果而开花，这种诱导效应叫做光周期诱导。13、成花决定态（floral determinated state）

45、植物经过一定时期的营养生长后，就能感受外界信号（低温和光周期）产生成花刺激物，成花刺激物被运输到茎端分生组织，在那里发生一系列诱导反应，使分生组织进入一个相对稳定的能诱导成花的状态，这种状态被称为成花决定态。14、同源异型突变（homeotic mutation）和同源异型基因（homeotic gene）有时花的某一重要器官位置发生了被另一器官替代的突变，如花瓣部位被雄蕊替代，这种遗传变异现象称为花发育的同源异型突变。控制同源异型化的基因称为同源异型基因。1、光合作用(photosynthesis)通常是指绿色植物吸收光能，把二氧化碳和水合成有机物，同时释放氧气的过程。从广义上讲，光合作用是

46、光养生物利用光能把二氧化碳合成有机物的过程。2、希尔反应(Hill reaction)希尔(Robert.Hill)发现在分离的叶绿体(实际是被膜破裂的叶绿体)悬浮液中加入适当的电子受体(如草酸铁)，照光时可使水分解而释放氧气，这个反应称为希尔反应(Hill reaction) 。其中的电子受体被称为希尔氧化剂(Hill oxidant)。3、光反应(light reaction)光合作用中需要光的反应。为发生在类囊体上的光的吸收、传递与转换、电子传递和光合磷酸化等反应的总称。4、暗反应(dark reaction) 光合作用中的酶促反应，即发生在叶绿体间质中的同化CO反应。5、同化力(ass

47、imilatory power)ATP和NADPH是光合作用光反应中由光能转化来的活跃的化学能，具有在黑暗中同化CO为有机物的能力，所以被称为"同化力"。6、量子效率 (quantum efficiency)又称量子产额(quantum yield)，是指光合作用中吸收一个光量子所能引起的光合产物量的变化，如放出的氧分子数或固定的CO2的分子数。7、量子需要量(quantum requirement)量子效率的倒数，即释放1个O和还原1个CO所需吸收的光量子数。一般认为最低量子需要量为810，这个数值相当于0.120.08的量子效率。8、光合单位(photosyntheti

48、c unit) 最初是指释放1个O分子所需要的叶绿素数目，测定值为2500chl/O。若以吸收1个光量子计算，光合单位为300个叶绿素分子；若以传递1个电子计算，光合单位为600个叶绿素分子。而现在把存在于类囊体膜上能进行完整光反应的最小结构单位称为光合单位。它应是包括两个反应中心的约600个叶绿素分子(300×2)以及连结这两个反应中心的光合电子传递链。它能独立地捕集光能，导致氧的释放和NADP的还原。9、光合膜(photosynthetic membrane)即为类囊体膜，这是因为光合作用的光反应是在叶绿体中的类囊体膜上进行的。10、红降现象(red drop)光合作用的量子产额

49、在波长大于680nm时急剧下降的现象。11、双光增益效应或爱默生增益效应(Emerson enhancement effect)在用远红光照射时补加一点稍短波长的光(例如650nm的光)，则量子产额大增，比用这两种波长的光单独照射时的总和还要高。这种在长波红光之外再加上较短波长的光促进光合效率的现象被称为双光增益效应，因这一现象最初由爱默生(Emerson)发现的，故又叫爱默生增益效应。12、原初反应(primary reaction)指光合作用中最初的反应，从光合色素分子受光激发起到引起第一个光化学反应为止的过程，它包括光能的吸收、传递与光化学反应。原初反应的结果使反应中心发生电荷分离。13

50、、荧光(fluorescence)和磷光(phosphorescence)激发态的叶绿素分子回到基态时，可以光子形式释放能量。处在第一单线态的叶绿素分子回至基态时所发出的光称为荧光，而处在三线态的叶绿素分子回至基态时所发出的光称为磷光。14、激子传递(exciton transfer)激子通常是指非金属晶体中由电子激发的量子，它能转移能量但不能转移电荷。在由相同分子组成的聚光色素系统中，其中一个色素分子受光激发后，高能电子在返回原来轨道时也会发出激子，此激子能使相邻色素分子激发，即把激发能传递给了相邻色素分子，激发的电子可以相同的方式再发出激子，并被另一色素分子吸收，这种在相同分子内依靠激子传

51、递来转移能量的方式称为激子传递。15、共振传递(resonance transfer)在色素系统中，一个色素分子吸收光能被激发后，其中高能电子的振动会引起附近另一个分子中某个电子的振动(共振)，当第二个分子的电子振动被诱导起来，就发生了电子激发能的传递，第二个分子又能以同样的方式激发第三、第四个分子，这种依靠电子振动在分子内传递能量的方式称共振传递。16、反应中心(reaction center)发生原初反应的最小单位，它是由反应中心色素分子、原初电子受体、次级电子受体与次级电子供体等电子传递体，以及维持这些电子传递体的微环境所必需的蛋白质等组分组成的。17、反应中心色素分子(reaction

52、 center pigment)是处于反应中心中的一种特殊性质的叶绿素a分子，它不仅能捕获光能，还具有光化学活性，能将光能转换成电能。18、聚(集)光色素(light harvesting pigment) 又称天线色素(antenna pigment)，指在光合作用中起吸收和传递光能作用的色素分子，它们本身没有光化学活性。19、原初电子供体(primary electron donor)反应中心色素分子是光化学反应中最先向原初电子受体供给电子的，因此反应中心色素分子又称原初电子供体。20、原初电子受体(primary electron acceptor)直接接收反应中心色素分子传来电子的电子

53、传递体。PS的原初电子受体是叶绿素分子(A0)，PS的原初电子受体是去镁叶绿素分子(Pheo)。21、光合链(photosynthetic chain)定位在光合膜上的，由多个电子传递体组成的电子传递的总轨道。22、"Z"方案("Z" scheme)指光合电子传递途径由两个光系统串联起来的方案。由于此光合电子传递途径中的电子传递体按氧化还原电位高低排列时呈侧写的"Z"字形，故称此方案为"Z"方案。23、非环式电子传递(noncyclic electron transport)指水中的电子经PS与PS一直传到NADP

54、的电子传递途径。24、环式电子传递(cyclic electron transport)一般指PS中电子由经Fd、PQ、Cytb6/f等电子递体返回到PS的循环电子传递途经。25、假环式电子传递(pseudocyclic electron transport)指水中的电子经PS与PS传给Fd后再传给O2的电子传递途径。26、光合磷酸化(photosynthetic phosphorylation，photophosphorylation) 光下在叶绿体(或载色体)中发生的由ADP与Pi合成ATP的反应。27、非环式光合磷酸化(noncyclic photophosphorylation)与非环

55、式电子传递偶联产生的磷酸化反应。在反应中，体系除生成ATP外，同时还有NADPH的产生和氧的释放。28、环式光合磷酸化(cyclic photophosphorylation)与环式电子传递偶联产生ATP的反应。环式光合磷酸化是非光合放氧生物光能转换的唯一形式，主要在基质片层内进行。29、假环式光合磷酸化(pseudocyclic photophosphorylation)与假环式电子传递偶联产生ATP的反应。此种光合磷酸化既放氧又吸氧，还原的电子受体最后又被氧所氧化。30、解偶联剂(uncoupler) 能消除类囊体膜或线粒体内膜内外质子梯度，解除磷酸化反应与电子传递之间偶联的试剂。31、光

56、能转化效率：光合产物中所贮存的化学能占光合作用所吸收的有效辐射能的百分率。32、C途径(C pathway)和C植物(C plant) C途径亦称卡尔文-本森(Calvin-Benson)循环。整个循环由RuBP开始至RuBP再生结束，共有14步反应，均在叶绿体的基质中进行。全过程分为羧化、还原、再生3个阶段。由于这条光合碳同化途径中CO2固定后形成的最初产物3-磷酸甘油酸(PGA)为三碳化合物，所以称C途径，也叫做C光合碳还原循环(C photosynthetic carbon reduction cycle， C-PCR循环)，并把只具有C途径的植物称为C植物。C植物大多为温带和寒带植物。

57、水稻、小麦、棉花、大豆、油菜等为C植物。33、C4途径(C4 pathway) 和C4植物(C4 plant) C4途径亦称哈奇-斯莱克(Hatch-Slack)途径，整个循环由PEP开始至PEP再生结束，要经叶肉细胞和维管束鞘细胞两种细胞，循环反应虽因植物种类不同而有差异，但基本上可分为羧化、还原或转氨、脱羧和底物再生四个阶段。由于这条光合碳同化途径中CO2固定后形成的最初产物草酰乙酸(OAA)为C4-二羧酸化合物，所以叫做C4双羧酸途径(C4 dicarboxylic acid pathway)，简称C4途径，并把具有C4途径的植物称为C4植物。C4植物大多为热带和亚热带植物，如玉米、高梁

58、、甘蔗、稗草、苋菜等。34、景天科酸代谢途径（Crassulacean acid metabolism pathway，CAM途径）和CAM 植物(CAM plant)景天科、仙人掌科等科中的植物，夜间固定CO2产生有机酸，白天有机酸脱羧释放CO2，进行CO2固定，这种与有机酸合成日变化有关的光合碳代谢途径称为景天科酸代谢途径。把具有CAM 途径的植物称为CAM植物。常见的CAM植物有菠萝、剑麻、兰花、百合、仙人掌、荟芦等。35、C- C4中间植物：指形态解剖结构和生理生化特性介于C植物和C4植物之间的植物。C3-C4中间型可能是由C3植物演化到C4植物的过渡类型。C3-C4中间植物都有一个含叶绿体的维管束鞘细胞层，PEPC和Rubisco两类羧化酶在叶肉细胞和维管束鞘细胞中均有分布，主要途径仍是C3途径，但具有一个"有限的C4循环"(limited C4 cycle)起着CO2浓缩作用。C3-C4中间植物CO2补偿点显著地高于C4植物，而低于C3植物，约在540l·L之间。C3-C4中间植物光呼吸速率和光合速率被21%氧的抑制率也介于C3植物与C4植物之间。36、光呼吸(photorespiration) 植物的绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的过程，由于这种反应仅在光下发生，需叶绿