植物生理学复习资料（整理及补充） 3

植物生理学

第一章 植物的水分生理

水势：水溶液的化学势与纯水的化学势之差，除以水的偏摩尔体积所得商。 根压：由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力。

蒸腾作用：指水分以气体状态，通过植物体的表面（主要是叶子），从体内散失到体外的现象。 蒸腾速率：植物在一定时间内单位叶面积蒸腾的水量。

蒸腾比率：植物蒸腾作用丧失水分与光合作用同化CO2的物质的量比值。 水分利用率：蒸腾比率的倒数。

水分临界期：植物对水分不足特别敏感的时期。

4.水分是如何进入根部导管的？水分又是如何运输到叶片的？ 答：进入根部导管有三种途径：

1）质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动，阻力小，移动速度快。 2）跨膜途径：水分从一个细胞移动到另一个细胞，要两次通过质膜，还要通过液泡膜。

3）共质体途径：水分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，形成一个细胞质的连续体，移动速度较慢。

这三条途径共同作用，使根部吸收水分。 根系吸水的动力是根压和蒸腾拉力。

运输到叶片的方式：蒸腾拉力是水分上升的主要动力，使水分在茎内上升到达叶片，导管的水分必须形成连续的水柱。造成的原因是：水分子的内聚力很大，足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断，从而使水分不断上升。 5.植物叶片的气孔为什么在光照条件下会张开，在黑暗条件下会关闭？

答:保卫细胞的叶绿体在光下会形成蔗糖，累积在液泡中，降低渗透势，于是吸水膨胀，气孔张开；在黑暗条件下，进行呼吸作用，消耗有机物，升高了渗透势，于是失水，气孔关闭。 6.气孔的张开与保卫细胞的什么结构有关？

答：1）细胞壁具有伸缩性，细胞的体积能可逆性地增大40~100%。

2）细胞壁的厚度不同，分布不均匀。双子叶植物保卫细胞是肾形，内壁厚、外壁薄，外壁易于伸长，吸水时向外扩展，拉开气孔；禾本科植物的保卫细胞是哑铃形，中间厚、两头薄，吸水时，横向膨大，使气孔张开。

第二章 植物的矿质营养

矿质营养：植物对矿物质的吸收、转运和同化。 大量元素：植物需要量较大的元素。

微量元素：植物需要量极微，稍多即发生毒害的元素。

溶液培养：是在含有全部或部分营养元素的溶液中栽培植物的方法。 被动运输：转运过程顺电化学梯度进行，不需要代谢供给能量。 主动运输：转运过程逆电化学梯度进行，需要代谢供给能量。

生物固氮：某些微生物把空气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。 生物膜：细胞的外周膜和内膜系统。

1.植物进行正常生命活动需要哪些矿质元素？如何用实验方法证明植物生长需这些元素？ 答：分为大量元素和微量元素两种：

1）大量元素：C H O N P S K Ca Mg Si 2）微量元素：Fe Mn Zn Cu Na Mo P Cl Ni

实验的方法：使用溶液培养法或砂基培养法证明。通过加入部分营养元素的溶液，观察植物是否能够正常的生长。如果能正常生长，则证明缺少的元素不是植物生长必须的元素；如果不能正常生长，则证明缺少的元素是植物

生长所必须的元素。

2、在植物生长过程中，如何鉴别植物发生了缺氮、缺磷和缺钾现象？若发生了上述缺乏的元素，可采用哪些补救措施？

答：缺氮：植物矮小，叶小色淡或发红，分枝少，花少，子实不饱满，产量低。 补救措施：施加氮肥。

缺磷：生长缓慢，叶小，分枝或分蘖减少，植株矮小，叶色暗绿，开花期和成熟期都延迟，产量降低，抗性减弱。 补救措施：施加磷肥。

缺钾：植株茎秆柔弱易倒伏，抗旱性和抗寒性均差，叶色变黄，逐渐坏死，缺绿开始在老叶。 补救措施：施加钾肥。

10、在作物栽培时，为什么不能施用过量的化肥，怎样施肥才比较合理？

答：过量施肥时，可使植物的水势降低，根系吸水困难，烧伤作物，影响植物的正常生理过程。同时，根部也吸收不了，造成浪费。 合理施肥的依据：

1）根据形态指标、相貌和叶色确定植物所缺少的营养元素。

2）通过对叶片营养元素的诊断，结合施肥，使营养元素的浓度尽量位于临界浓度的周围。 3）测土配方，确定土壤的成分，从而确定缺少的肥料，按一定的比例施肥。 16、叶子变黄可能是哪些因素引起的？请分析并提出证明的方法。 答：缺乏下列矿质元素：N Mg F Mn Cu Zn。 证明方法是：溶液培养法或砂基培养法。

分析：N和Mg是组成叶绿素的成分，其他元素可能是叶绿素形成过程中某些酶的活化剂，在叶绿素形成过程中起间接作用。

光照的强度：光线过弱，会不利于叶绿素的生物合成，使叶色变黄。

证明及分析：在同等的正常条件下培养两份植株，之后一份植株维持原状培养，另一份放置在光线较弱的条件下培养。比较两份植株，哪一份首先出现叶色变黄的现象。

温度的影响：温度可影响酶的活性，在叶绿素的合成过程中，有大量的酶的参与，因此 过高或过低的温度都会影响叶绿素的合成，从而影响了叶色。

证明及分析：在同等正常的条件下，培养三份植株，之后其中的一份维持原状培养，一份放置在低温下培养，另一份放置在高温条件下培养。比较三份植株变黄的时间。

第三章 植物的光合作用

光合作用：绿色植物吸收阳光的能量，同化CO2和水，制造有机物质并释放氧气的过程。 原初反应：指光和作用中从叶绿素分子受光激发到引起第一个光化学反应为止的过程。 反应中心：是将光能转换为化学能的膜蛋白复合体。包括特殊状态的叶绿素a。

希尔反应：在光照下，离体叶绿体类囊体能将含有高铁的化合物还原为低铁化合物并释放氧。 光和链：在类囊体摸上的PSII和PSI之间几种排列紧密的电子传递体完成电子传递的总轨道。 光和速率：单位时间、单位叶面积吸收CO2的量或放出O2的量，或者积累干物质的量。 同化力：由于ATP和NADPH用于碳反应中CO2的同化，把这两种物质合称为同化力。 卡尔文循环： CO2的受体是一种戊糖，CO2的固定的出产物是一种三碳化合物。 C 4途径： CO2固定最初的稳定产物是四碳化合物。

光抑制：当光能超过光合系统所能利用的数量时，光合能力下降的现象。 光呼吸：植物的绿色细胞依赖光照，吸收O2和放出CO2的过程。 光饱和：当达到某一光强度时，光和速率不再增加时的光强。

CO2补偿点：当光和吸收的CO2量等于呼吸放出的CO2量，这时外界CO2含量。

光补偿点：同一叶子在同一时间内，光和过程中吸收的CO2与光呼吸和呼吸作用过程中放出的CO2等量时的光照强

度。

10、通过学习植物的水分代谢、矿物营养和光合作用的知识之后，你认为怎样才能提高农作物的产量？ 答：1）合理灌溉。合理灌溉可以改善作物各种生理作用，还能改变栽培环境，间接地对作用发生影响。

2）合理追肥。根据植物的形态指标和生理指标确定追肥的种类和量。同时，为了提高肥效，需要适当的灌溉、

适当的深耕和改善施肥的方式。

3）光的强度尽量的接近于植物的光饱和点，使植物的光合速率最大，最大可能的积累有机物，但是同时注意光强不能太强，会产生光抑制的现象。

4）栽培的密度适度的大点，肥水充足，植株繁茂，能吸收更多的CO2，但同时要注意光线的强弱，因为随着光强的 增加CO2的利用率增加，光合速率加快。同时，可通过人工的增加CO2含量，提高光合速率。

5）使作物在适宜的温度范围内栽植，使作物体内的酶的活性在较强的水平，加速光合作用的碳反应过程，积累更多的有机物。

12、据你所知，叶子变黄可能与什么条件有关，请全面讨论。 答：1）水分的缺失。水分是植物进行正常的生命活动的基础。

2）矿质元素的缺失。有些矿质元素是叶绿素合成的元素，有些矿质元素是叶绿素合成过程中酶的活化剂，这些元素都影响叶绿素的形成，出现叶子变黄。

3）光条件的影响。光线过弱时，植株叶片中叶绿素分解的速度大于合成的速度，因为缺少叶绿素而使叶色变黄。

4）温度。叶绿素生物合成的过程中需要大量的酶的参与，过高或过低的温度都会影响酶的活动，从而影响叶绿素的合成。

5）叶片的衰老。叶片衰老时，叶绿素容易降解，数量减少，而类胡萝卜素比较稳定，所以叶色呈现出黄色。 13.高O2浓度对光合过程有什么影响？

答：对于光合过程有抑制的作用。高的O2浓度，会促进Rubisco的加氧酶的作用，更偏向于进行光呼吸，从而抑制了光合作用的进行。 15.“霜叶红于二月花”，为什么霜降后枫叶变红？

答：霜降后，温度降低，体内积累了较多的糖分以适应寒冷，体内的可溶性糖多了，就形成较多的花色素苷，叶子就呈红色的了。

第五章 植物同化物的运输

胞间连丝：是连接两个相邻植物细胞的胞质通道，行使水分、营养物质、小的信号分子，以及大分子的胞质运输功能。

韧皮部装载：指光和产物从叶肉细胞到筛分子-伴胞复合体的整个过程。

2、目前普遍被公认的 有机物运输的机理假说有哪一个？这个假说的要点是什么？ 答：该假说是压力流学说

要点是源细胞将蔗糖装载入筛分子-伴胞复合体，降低源端筛管内的水势，而筛分子又从邻近的木质部的吸收水分，由此产生高的膨压。与此同时，库端筛管内的蔗糖不断卸出，进入库细胞，库端筛管的水势升高，水分也流到木质部，于是降低库端筛管的膨压。源端和库端之间就存在膨压差，它推动筛管内同化产物的集流，穿过筛孔沿着系列筛分子，由源端向库端运输。

4、如何理解植物体内有机物分配的“库”与“源”之间的关系？ 答：“源”即“代谢源”，是制造有机物的场所，如绿色植物的叶片。

“库”即“代谢库”，是储存有机物的场所，如植物的花、果、种子及块根、块茎等；“库”还可以理解为消耗有机物的部位。如植株生长的部位——根、茎等。 有机物总的分配方向是由源到库。

第八章 植物生长物质

植物生长物质：是一些调节植物生长发育的物质

植物激素：是指一些在植物体内合成，并从生产之处运输到别处，对生长发育产生显著作用的微量有机物 生长素极性运输：是指生长素只能从植物体的形态学上端向下端运输 三重反应：即伸长生长，促进横向生长，地上部分失去负向重力性生长 植物生长调节剂：是指一些具有植物激素活性的人工合成的物质 植物生长延缓剂：抗赤霉素。

4、细胞分裂素是怎样促进细胞分裂的？

答：CTK+CRE1——信号的跨膜转换——CRE1上的pi基团到组氨酸磷酸转移蛋白上——细胞核内反应蛋白——基因表达——细胞分裂

5、香蕉、芒果、苹果果实成熟期间，乙烯是怎样形成的？乙烯又是怎样诱导果实成熟的？

答：诱导果实的成熟：促进呼吸强度，促进代谢；促进有机物质的转化；促进质膜透性的增加。 8.生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯在农业生产上有何作用？ 答：生长素：1.促进扦插的枝条生根2．促进果实发育3.防止落花落果

赤霉素：1.在啤酒生产上可促进麦芽糖化。2.促进发芽。3.促进生长。4.促进雄花发生。

细胞分裂素：细胞分裂素可用于蔬菜、水果和鲜花的保鲜保绿。其次，细胞分裂素还可用于果树和蔬菜上，主要作用用于促进细胞扩大，提高坐果率，延缓叶片衰老。

脱落酸：1.抑制生长2.促进休眠3.引起气孔关闭4.增加抗逆性 乙烯：1.催熟果实。2.促进衰老。

9、植物激素、 植物生长调节剂、植物生长促进剂、植物生长延缓剂和植物生长抑制剂各有什么区别？试各举一例说明。

植物激素有六大类即生长素、赤霉素（GA）、细胞分裂素（CTK）、脱落酸（ABA）、乙烯（ETH）和油菜素甾醇（BR）。它们都是些简单的小分子有机化合物，但它们的生理效应却非常复杂、多样。

植物生长调节剂是一类与植物激素具有相似生理和生物学效应的物质。已发现具有调控植物生长和发育功能物质有生长素、赤霉素、乙烯、细胞分裂素、脱落酸、油菜素内酯、水杨酸、茉莉酸和多胺等

植物生长促进剂生长是可以促进细胞分裂、分化和伸长生长，或促进植物营养器官的生长和生殖器官的发育的生长调节剂。人工合成的生长促进剂可分为生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、油菜素内脂类、多胺类等。

植物生长延缓剂为抑制茎顶端下部区域的细胞分裂和伸长生长，使生长速率减慢的化合物。导致植物体节间缩短，诱导矮化、促进开花，但对叶子大小、叶片数目、节的数目和顶端优势相对没有影响。生长延缓剂主要起阻止赤霉素生物合成的作用。这些物质有：矮壮素（CCC）、B9（比久）、

植物生长抑制剂抑制顶端分生组织生长，使植物丧失顶端优势，侧枝多，叶小，生殖器官也受影响。天然的植物生长抑制剂有脱落酸、肉桂酸、水杨酸等。人工合成的有两种：三碘苯甲酸

第九章 植物的生长生理

细胞全能性：指植物体的每个细胞都携带着一套完整的基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。

程序性细胞死亡：是一种主动地，生理性的细胞死亡，其死亡过程是由细胞内业已存在的，由基因编码的程序控制，所以人们称这种细胞自然死亡为程序性细胞死亡。

顶端优势：顶芽优先生长，而侧芽生长受抑制的现象。 相 关 性：植物各部分之间的相互制约与协调的现象。

光形态建成：依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成 光敏色素：吸收红光-远红光可逆转的光受体

去黄化：给黄化幼苗一个微弱的闪光出现的现象。

向性运动：由外界刺激而产生，运动方向取决于外界的刺激方向。 向 光 性：植物随光照入射的方向而弯曲的反应。

向重力性：植物在重力影响下，保持一定方向生长的特性。

感性运动：由外界刺激或内部时间机制而引起的，外界刺激方向不能决定运动方向。 3、光信号是如何传递的？光敏色素、隐花色素、向光素有何相同之处？ 先将信息信号编码，然后调制在光载波上（通常都是键控方式），再通过光纤光缆传输到远地，再经过光检波，得到信息信号，还原。

光敏色素、隐花色素、向光素均为光受体，其基因均存在于细菌、苔藓、蕨类和被子植物中。

4、蓝光和紫外光对植物生长发育有什么影响？

蓝光：调节器官与细胞器运动，例如向光反应、气孔开放，叶绿体运动。叶片运动、叶片伸展和定位以及细胞核的定位等等，另外，蓝光还抑制茎伸长、促进花色素苷积累，调节基因的表达。

紫外光：在UV-B照射下，植物矮化，叶面积减小，导致干物质积累下降；光合作用下降，主要引起气孔关闭，叶绿体结构破坏，叶绿素及类萝卜素含量下降，Hill反应下降，光系统T电子传递受影响，还引起类黄酮、花色素苷等色素合成增加以抵抗紫外光对植物的伤害。

5.按你所知，请全面考虑，光对植物生长发育有什么影响？

答：光对植物生长的影响，除通过代谢作用影响其生长外，还可通过抑制细胞伸长、促进细胞分化而对植物的器官分化和形态建成产生直接影响。光对植物形态建成产生的直接影响称光范型作用。光是绿色植物正常生长所必需的条件，光可影响植物的器官分化、形态建成、光合作用等。

第十章 植物的生殖生理

春化作用：低温诱导植物开花的作用。

脱春化作用：在春化作用结束之前，如遇高温、低温效果会消弱甚至解除。 光 周 期：在一天之中，白天和黑夜的相对长度。

光周期诱导：植物只需要一定时间适宜的光周期处理，以后即使处于不适宜的光周期下仍然可开花。 临界日长：是指昼夜周期中诱导短日植物开花能忍受的最长日照或诱导长日植物开花所必须的最短日照。 临界暗期：是指在昼夜周期中短日植物能够开花的最短暗期长度，或长日植物能够开花的最长暗期长度。 群体效应：在人工培养花粉时，密集的花粉的萌发和花粉管生长比稀疏的好的现象。 2、将北方的苹果引到华南地区种植，苹果仅进行营养生长而不开花结果，试分析其原因

答：苹果是长日植物，其日照长度必须长于一定时数才能开花。把苹果引种到华南地区日照不时数不足，而且冬天的温度太高，不能使苹果树进行正常的休眠，使能量消耗太多。 3、为什么晚造的水稻品种不能用于早造种植？

答：晚造水稻是典型短日植物，在长时间光照条件下，不能在正常生长期内进行正常的生殖生长。 6、有什么办法可使菊花在春节开花而且花多？又有什么办法使其在夏季开花而且花多？

答：菊花是短日照植物，经过遮光形成短日照，在夏季就可以开花；若延长光照或晚上闪光使暗间断，则可使花期延后。同时，要采用摘心的方法，增加花数。所谓摘心，就是用手指掐去或用剪剪去植株主枝或者侧枝上的顶芽。 7、向花卉工作者请教，花卉的花期调节该从哪些方面入手？

人们在长期的花卉生产实践中，根据不同的气候、温度、湿度、花卉植物本身的特性创造出许多的花期控制的有效方法。有光照控花法、植物生长调节剂控花法、水肥控花法、修剪控花法、播期控花法、气调控花法等。

第十一章 植物的成熟和衰老生理

休眠 ：成熟种子、鳞茎和芽在合适的萌发条件下暂时停止生长的现象。 衰老：指一个器官或整个植株生理功能逐渐恶化，最终自然死亡的过程。

脱落：指植物细胞组织或器官与植物体分离的过程，如树皮各茎顶的脱落，叶、枝、花和果实的脱落。 1．小麦种子和香蕉果实在成熟期间发生了哪些生理生化变化？

答：1）果实变甜。果实成熟后期，淀粉可以转变成为可溶性糖，使果实变甜。

2）酸味减少。未成熟的果实中积累较多的有机酸。在果实成熟时，有机酸含量下降，这是因为：有的转变为糖；有的作为呼吸底物氧化为二氧化碳和水；有些则被钙离子、钾离子等所中和。

3）涩味消失。果实成熟时，单宁可被过氧化物酶氧化成无涩味的过氧化物，或单宁凝结成不溶于水的胶状物质，涩味消失。

4）香味产生。主要是一些芳香族和脂肪族的酯，还有一些特殊的醛类，如橘子中柠檬醛可以产生香味。 5）由硬变软。这与果肉细胞壁中层的果胶质水解为可溶性的果胶有关。

6）色泽变艳。果皮由绿色变为黄色，是由于果皮中叶绿素逐渐破坏而失绿，类胡萝卜素仍存在，呈现黄色，或因花色素形成而呈现红色。

7.为什么果树有大小年现象？怎样克服它？

答：果树的发芽，长叶，开花等早春的生长活动都是有果树上一年的储备营养来完成，同时，幼果生长阶段正是花芽分化期，因此，上一年留果量过大会造成形成花芽所需的养分不足，所以形成的花量不足，另外也会使冬季树体积累的营养减少，所以第二年结果很少。因为第二年结果少又回形成大量花芽，所以树体会从一个极端走向另一个极端，即一年接很多，一年接很少形成大小年。解决的方法很简单，在大年时严格疏花蔬果，同时加强肥水管理，大小年就会消失。

第十二章 植物的抗性生理

植物抗性生理：是指逆境对植物生命活动的影响，以及植物对逆境的抵御抗性能力。 逆境：对植物产生伤害的环境。

冻害：温度下降到零摄氏度以下，植物体内发生冰冻，因而受伤甚至死亡。

冷害：零上低温时虽然没有结冰现象，但是能因其喜温植物的生理障碍，使植物受伤甚至死亡，这种现象称为冷害。 盐害：土壤中可溶性盐类过多对植物的不利影响叫盐害。

低温胁迫：低于植物最适生长温度下限的温度环境都可以称作低温胁迫 温度补偿点：

2、冷害和冻害是怎样伤害植物的？

冷害：当温度下降到一定程度时，冷敏植物的膜的形态发生改变，从液晶相变为凝胶相，膜出现裂缝，透性增大，水溶性物质外渗，破坏了原来的离子平衡。由于膜相改变，也使结合在膜上的酶系统活性降低，有机物分解占优势。 冻害：首先损害细胞的膜结构从而引起酶活性改变，生理生化过程就被破坏。胞内结冰伤害生物膜、细胞器等

8、与植物抗性相关的植物激素有哪些？它们是如何起作用的？

脱落酸含量上升。ABA含量上升可以使气孔关闭，保持组织内的水分平衡，增强根的透性，提高水的通透性，从而提高植物的抗性。

其他激素在不同逆境下含量变化会有差异，但总体来说乙烯含量会上升（促进衰老、引起枝叶脱落、减少蒸腾面积，影响植物呼吸代谢进程），赤霉素、细胞分裂素和生长素含量会降低。

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