植物生理學(xué)

李合生第二版

緒論至第六章課后題

緒論：

1.什么是植物生理學(xué)？植物生理學(xué)研究的內(nèi)容和任務(wù)是什么？

答：植物生理學(xué)是研究植物生命活動規(guī)律及其相互關(guān)系，揭示植物生命現(xiàn)象本質(zhì)的科學(xué)。

P1

內(nèi)容：細(xì)胞生理、代謝生理、生長發(fā)育生理、信息生理、逆境生理、分子生理（及

其生產(chǎn)應(yīng)用）。P2

任務(wù)：研究和了解植物在各種環(huán)境條件下進(jìn)行生命活動的規(guī)律和機(jī)制，并將這些研

究成果應(yīng)用于植物生產(chǎn)。P2

2.植物生理學(xué)是如何誕生和發(fā)展的？從中可以得到哪些啟示？

答：孕育：1627年荷蘭學(xué)者凡?海爾蒙做柳枝盆栽稱重實驗開始，19世紀(jì)40年代德國

化學(xué)家李比希創(chuàng)立植物礦質(zhì)營養(yǎng)學(xué)，約400年；p2

誕生：至1904年《植物生理學(xué)》出版（半個世紀(jì)）；p3

發(fā)展：于20世紀(jì)進(jìn)入快速發(fā)展時期。P4

啟示：

3.21世紀(jì)植物生理學(xué)發(fā)展趨勢如何？

答：①.與其他學(xué)科交叉滲透，微觀與宏觀相結(jié)合，向縱向領(lǐng)域拓展；p5

②.對植物信號傳遞和轉(zhuǎn)導(dǎo)深入研究，（將為揭示植物生命活動本質(zhì)，調(diào)控植物生長

發(fā)育開辟新的途徑）：P6

③.物質(zhì)代謝和能最轉(zhuǎn)換的分子機(jī)制及其基因表達(dá)調(diào)控仍將是研究重點；P6

④.植物生理學(xué)和農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的關(guān)系更加密切,P7

4.如何看待中國植物生理學(xué)的過去、現(xiàn)在和未來？

答：中國古代人民在生產(chǎn)實踐中總結(jié)出許多有關(guān)植物生理學(xué)的知識。

我國現(xiàn)代植物學(xué)起步較晚，由于封建體制的限制。

新中國成立后，中國的植物生理學(xué)取得了很大的發(fā)展。

現(xiàn)在在某些方面的研究已經(jīng)進(jìn)入了國際先進(jìn)水平。P6、p7

5.如何理解“植物生理學(xué)是合理農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)”？

答：植物生理學(xué)的每一次突破性進(jìn)展都為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步起到了巨大的推動作用。

P7.

6.怎樣學(xué)好植物生理學(xué)？

答：①.必須有正確的觀點和學(xué)習(xí)方法；

②.要堅持理論聯(lián)系實際。

第一章、植物細(xì)胞的亞顯微結(jié)構(gòu)和功能

（一）名詞解釋

真核細(xì)胞：體積較大，有核膜包裹的典型細(xì)胞核，有各種結(jié)構(gòu)與功能不同的細(xì)胞器分化，有

復(fù)雜的內(nèi)膜系統(tǒng)和細(xì)胞骨架系統(tǒng)存在，細(xì)胞分裂方式為有絲分裂和減數(shù)分裂。

原核細(xì)胞：體積小，沒有典型的細(xì)胞核，只有一個無核膜的環(huán)狀DNA分子構(gòu)成的類核；除

了核糖體、光合（作用）片層外，無其他細(xì)胞器存在；有蛋白質(zhì)絲構(gòu)成的原始類細(xì)胞骨架結(jié)

構(gòu)：細(xì)胞分裂方式為無絲分裂。

流動鑲嵌模型：膜的骨架是由膜脂雙分子層構(gòu)成，疏水性尾部向內(nèi)，親水性頭部向外，通常

呈液晶態(tài)。膜蛋白不是均勻地分布在膜脂的兩側(cè)，有些蛋白質(zhì)位于膜的表面，與膜脂親水性

的頭部相連接（外在蛋白）；有些蛋白質(zhì)則鑲嵌在磷脂分子之間，甚至穿透膜的內(nèi)外表面，

以及外露的疏水基團(tuán)與膜脂疏水性的尾部相結(jié)合（內(nèi)在蛋白），漂浮在膜脂之中，具有動態(tài)

性質(zhì)。流動鑲嵌模型具有膜的不對稱性和膜的流動性兩個特點。

經(jīng)緯模型：初生壁是由兩個交聯(lián)在一起的多聚物一一纖維素纖維絲和穿過它的伸展蛋白網(wǎng)絡(luò)

而成的結(jié)構(gòu)，懸浮在親水的果膠一一半纖維素膠體機(jī)制中。

生物膜：由脂質(zhì)和蛋白質(zhì)組成具有一定結(jié)構(gòu)和生理功能的胞內(nèi)所有被膜的總稱。

內(nèi)膜系統(tǒng)：結(jié)構(gòu)上連續(xù)、功能上相關(guān)的、由膜組成的細(xì)胞器群體，稱為內(nèi)膜系統(tǒng)，具體指核

膜、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)、高爾基體、液泡及它們形成的分泌泡等。

細(xì)胞骨架：在細(xì)胞質(zhì)中，存在著由3種蛋白質(zhì)纖維（微管、微絲和中間纖維）相互連接組成

的支架網(wǎng)絡(luò)，稱為細(xì)胞骨架，也稱為細(xì)胞內(nèi)的微梁系統(tǒng).

細(xì)胞器：細(xì)胞內(nèi)各種膜包被的功能性結(jié)構(gòu)

共質(zhì)體：植物體活細(xì)胞的原生質(zhì)體通過胞間連絲形成了連續(xù)的整體。

質(zhì)外體：質(zhì)膜以外的胞間層、細(xì)胞壁以及細(xì)胞間隙，彼此也形成了連續(xù)的整體。

胞間連絲：貫穿細(xì)胞壁、胞間層、連接相鄰細(xì)胞原生質(zhì)體的管狀通道。

細(xì)胞全能性：每一個活細(xì)胞都具有產(chǎn)生一個完整個體的全套基因，在適宜條件下，細(xì)胞具有

發(fā)育成完整植株的潛在能力。

細(xì)胞基因表達(dá)：基因在RNA聚合幅的作用下轉(zhuǎn)錄成前體RNA,再經(jīng)加工產(chǎn)生mRNA,以及

mRNA翻譯成多肽并折疊成有活性的蛋白質(zhì)分子的過程。

轉(zhuǎn)錄：以DNA為模板，在依賴于DNA的RNA聚合前的催化下，以4種核糖核甘酸為原料,

合成RNA的過程。

翻譯：蛋白質(zhì)的生物合成稱為翻譯。

（-）寫出下列符號的中文名稱

ER:內(nèi)質(zhì)網(wǎng)tRNA:轉(zhuǎn)運RNA

RER:粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)rRNA:核糖體RNA

SER:光滑型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)rRNA聚合防：核糖體RNA聚合髀

rDNA:核糖體DNA

mRNA:信使RNA

（三）問答題

1.真核細(xì)胞與原核細(xì)胞的主要區(qū)別是什么？

答：真核細(xì)胞有成形的細(xì)胞核,而原核細(xì)胞無細(xì)胞核，但有擬核

2.植物細(xì)胞和動物細(xì)胞相比，有何特征？

答：植物細(xì)胞比動物細(xì)抱多了細(xì)胞壁、液泡、葉綠體和其他質(zhì)體。

3.“細(xì)胞壁是細(xì)胞中非生命組成部分”是否正確？為什么？

答：不正確。其組成成分中，主要是纖維素、半纖維素、果膠物質(zhì)等多糖，還包含伸展蛋

白、過氧化物酶、植物凝集素等多種具有生理活性的蛋白質(zhì)，參與植物細(xì)胞的各項生命活動

過程，對植物生活有重要意義。

4.植物細(xì)胞壁的主要生理功能有哪些？

答：①.穩(wěn)定細(xì)胞形態(tài)和保護(hù)作用②.控制細(xì)胞生長擴(kuò)大；

③.參與胞內(nèi)外信息的傳遞；④.防御功能；

⑤.識別作用；⑥.參與物質(zhì)運輸。

5.細(xì)胞膜對細(xì)胞生命活動有什么重要意義？

答：①.分室作用；②.物質(zhì)運輸；

③.能量轉(zhuǎn)換；④.信息傳遞和識別功能；

⑤.抗逆能力；⑥.物質(zhì)合成。

6.植物的內(nèi)膜系統(tǒng)和細(xì)胞骨架的生物學(xué)意義如何？

答：對于細(xì)胞分裂、生長分化、成熟具有特別重要的意義。

7.最流行的細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)假說“流動鑲嵌模型”基本要點是什么？如何評價？

答：鑲嵌性（磷脂雙分子層和蛋白質(zhì)的鑲嵌面），流動性（膜脂的流動性和膜蛋白的流動

性），細(xì)胞質(zhì)膜的不對稱性。

這一模型強調(diào)了膜結(jié)構(gòu)的流動性和不對稱性，對細(xì)胞膜的結(jié)構(gòu)和功能作出了較為科學(xué)

的解釋，被廣泛接受，也得到許多實驗的支持。流動鑲嵌模型在某些方面還不夠完善，如忽

略了無機(jī)離子和水所起的作用，忽視了蛋白質(zhì)分子對膜脂分子流動性的控制作用，忽視了膜

的各個部分流動性的不均勻性等等。

8.植物細(xì)胞胞間連絲有哪些功能？

答：物質(zhì)運輸：信息傳遞。

9.什么是植物細(xì)胞全能性？其生物學(xué)意義有哪些？

答：每一個活細(xì)胞都具有產(chǎn)生一個完整個體的全套基因，在適宜條件下，細(xì)胞具有發(fā)育成

完整植株的潛在能力。

植物細(xì)胞全能性就成為細(xì)胞分化的理論基礎(chǔ)和植物組織培養(yǎng)技術(shù)的理論依據(jù)，這在理

論和實踐上都具有重大意義。

10.植物細(xì)胞基因表達(dá)如何調(diào)控？在理論和生產(chǎn)實踐上有何指導(dǎo)意義？

答：在基因表達(dá)過程中的每一步驟都分別包含蛋白質(zhì)、DNA、RNA之間的相互作用以及受

到多種因子在不同層次、不同水平的級聯(lián)式的調(diào)控，具體分為：轉(zhuǎn)錄調(diào)控、轉(zhuǎn)錄后調(diào)控、翻

譯調(diào)控、翻譯后調(diào)控、蛋白質(zhì)活性的調(diào)控。

第二章、植物的水分生理

（一）名次解釋

自由水：不被膠體顆粒或滲透物質(zhì)親水基團(tuán)所吸引或引力很小，可以自由移動的水分，稱為

自由水。

束縛水：凡是被植物細(xì)胞的膠體顆粒或者滲透物質(zhì)親水基團(tuán)（如一COOH—OHx—NH2）

所吸引，且緊緊被束縛在其周圍、不能自由移動的水分，稱為束縛水。

擴(kuò)散：是物質(zhì)分子（包括氣體分子、水分子、溶質(zhì)分子）從一點到另一點的運動，即分子從

較高化學(xué)勢區(qū)域向較低化學(xué)勢區(qū)域的隨機(jī)的累進(jìn)的運動。

滲透作用：水分從水勢高的系統(tǒng)通過選擇透性膜向水勢低的系統(tǒng)移動的現(xiàn)象就稱為滲透作用。

自由能：根據(jù)熱力學(xué)原理，系統(tǒng)中物質(zhì)的總能量可分為束縛能和自由能，束縛能是不能用于

做功的能量，而自由能是在恒溫、恒壓條件下能夠做最大有用功（非膨脹功）的那部分能量。

化學(xué)勢：在物理化學(xué)中，化學(xué)勢常被用來描述體系中組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的“本領(lǐng)”及轉(zhuǎn)移的

潛在能力。

水勢:偏摩爾體積的水在一個系統(tǒng)中的化學(xué)勢與純水在相同溫度、壓力下的化學(xué)勢之間的差，

可以用公式表示為：

%-鳳州卬

—=—

yy

w,mwtm

滲透勢（溶質(zhì)勢）：由于溶質(zhì)的存在而使水勢降低的值稱為溶質(zhì)勢，或滲透勢。

壓力勢:由于細(xì)胞壁壓力的存在而引起的細(xì)胞水勢增加的值稱為壓力勢，“，其為正值。

襯質(zhì)勢:處于?分生區(qū)的細(xì)胞和風(fēng)干種子細(xì)胞其中心液泡尚未形成，其水勢組分即襯質(zhì)勢，jm，

其是細(xì)胞膠體物質(zhì)親水性和毛細(xì)管對自由水的束縛（吸引）而引起的水勢降低值。

電化學(xué)勢：像離子這樣的帶電粒子，除受濃度梯度的作月外，還要受電力的驅(qū)動，這兩種力

合稱電化學(xué)勢。

水通道蛋白：水通道蛋白是一類具有專?選擇性、高效轉(zhuǎn)運水分的跨膜內(nèi)在蛋白或通道蛋白

的總稱

偏摩爾體積:是指在恒溫、恒壓，其他組分濃度不變的情;兄下，混合體系中l(wèi)mol該物質(zhì)所占

據(jù)的有效體積。

吸脹作用：因吸脹力的存在而吸收水分子的作用稱為吸脹作用。

蒸騰作用：植物體內(nèi)的水分以氣態(tài)方式從植物體的表面向外界散失的過程。

蒸騰比率：植物每消耗1kg水所產(chǎn)生干物質(zhì)的質(zhì)量（g）,或者說，植物在一定時間內(nèi)干物質(zhì)

的積累量與同期所消耗的水量之比稱為蒸騰效率或蒸騰比率。

蒸騰速率：植物在單位時間內(nèi)，單位葉面積通過蒸騰作用所散失的水量稱為蒸膝速率，乂稱

蒸騰強度。

根壓：由于植物根系生理活動而促使液流從根部上升的壓力。（植物中由于水勢梯度引起水

分進(jìn)入中柱后產(chǎn)生的一種壓力，這就是根壓。）

小孔律：我們將氣孔通過多孔表面的擴(kuò)散速率不與小孔面積成正比，而與小孔的周長成正比

的這一規(guī)律稱為小孔擴(kuò)散率。

蒸騰系數(shù)（需水量）：植物制造1克干物質(zhì)所消耗的水量（g）稱為蒸騰系數(shù)，或需水量，它

是蒸騰效率的倒數(shù)。

蒸騰作用：植物體內(nèi)的水分以氣態(tài)方式從植物體的表面向外界散失的過程。

水分臨界期：植物對水分不足最敏感、最易受害的時期稱為作物的水分臨界期。

內(nèi)聚力：相同分子之間存在著相互吸引的力量，稱為內(nèi)聚力。

內(nèi)聚力學(xué)說：水分子的內(nèi)聚力可達(dá)30MP以上，水柱的張力比水分子的內(nèi)聚力小，為

0.5~3.0MP；同時水分子與導(dǎo)管內(nèi)纖維素分子之間還有附著力，所以，導(dǎo)管或管胞中的水流

可成為連續(xù)的水柱。

節(jié)水農(nóng)業(yè):是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中充分利用水資源，利用各種措施和技術(shù),選用適當(dāng)作物品種，

從而提高水分利用率和生產(chǎn)效率，并創(chuàng)造出有利于農(nóng)業(yè)匕持續(xù)發(fā)展的生態(tài)環(huán)境的一種現(xiàn)代農(nóng)

業(yè)生產(chǎn)體系。

水分平衡：一般把植物吸水、用水、失水三者的動態(tài)關(guān)系稱為水分平衡。

（-）寫出下列符號的中文名稱

麻：水的化學(xué)勢Wm：襯質(zhì)勢AQP:水孔蛋白

隊v：水勢4）s：溶質(zhì)勢RDI:調(diào)虧灌溉

4）P：壓力勢5：滲透勢

（三）問答題

1.如何理解農(nóng)業(yè)生產(chǎn)“有收無收在于水”這句話？

答：水是生命的源泉，是植物重要的生存條件之一。植物的一切正常生命活動都只有在水

環(huán)境中才能進(jìn)行，否則植物的生長發(fā)育就會受到阻礙，甚至死亡。

水對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重要性。通過合理灌溉可以滿足作物生長發(fā)育對水分的需要，同時

為作物提供良好的生態(tài)環(huán)境，這對實現(xiàn)農(nóng)作物的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)，水分的高效利用，減輕病害發(fā)生

都有重要意義。

2.植物細(xì)胞和土壤溶液水勢的組成有何異同點？

答：與細(xì)胞的水勢相似，土壤水勢也由兩個組分構(gòu)成，即溶質(zhì)勢和壓力勢，通常土壤溶液

的濃度很低，因此溶質(zhì)勢較高，約為-O.OIMp。細(xì)胞水勢多了重力勢和襯質(zhì)勢。

3.一個細(xì)胞放在純水中其水勢與體積如何變化？

答：如果把細(xì)胞放到純水中，細(xì)胞吸水，壓力勢隨之增高；隨著細(xì)胞含水量的增加，細(xì)胞

液濃度降低，溶質(zhì)勢增高，水勢也隨著增高，細(xì)胞吸水能力下降；當(dāng)細(xì)胞吸水答緊張狀態(tài)，

細(xì)胞體積最大，水勢=0,壓力勢與溶質(zhì)勢等量相反。

4.植物體內(nèi)水分存在的形式與植物代謝強弱、抗逆性有何關(guān)系？

答：隨著植株或細(xì)胞環(huán)境變化時，自由水/束縛水比值也相應(yīng)改變。自由水能起溶劑作用，

可以直接參與植物的生理過程和生化過程和生化反應(yīng)；而束縛水不能起溶劑的作用，不參與

這些過程。因此，自由水/束縛水比值較高時，植物代謝活躍，生長較快，抗逆性較差；反

之，代謝活性低、生長緩慢，但抗逆性較強。

5.質(zhì)壁分離及復(fù)原在植物生理學(xué)上有何意義？

答：①.判定細(xì)胞是否存活：②.測定細(xì)胞的滲透勢；

③.觀察物質(zhì)透過原生質(zhì)層的難易程度。

6.試述氣孔運動的機(jī)制及其影響因素。

答：4種假說：①.淀粉與糖轉(zhuǎn)化學(xué)說：在光下，光合作用消耗CO2；在黑暗中，光合作用

停止呼吸作用仍進(jìn)行，CO2累積。

②K累積學(xué)說：在光卜，保衛(wèi)細(xì)胞葉綠體通過光合磷酸化合成ATP,活化了質(zhì)膜H-ATP

酶，使K+主動吸收到保衛(wèi)細(xì)胞中，K+濃度增高引起滲透勢下降，水勢降低，促進(jìn)保衛(wèi)細(xì)胞吸

水，氣孔張開。

③.蘋果酸代謝學(xué)說：保衛(wèi)細(xì)胞內(nèi)淀粉和蘋果酸之間存在一定的數(shù)量關(guān)系，即淀粉、

蘋果酸與氣孔開閉有關(guān)，與糖無關(guān)。

④.玉米黃素假說：保衛(wèi)細(xì)胞中玉米黃素可能作為藍(lán)光反應(yīng)的受體，參與氣孔運動的

調(diào)控。

膨響因素：

C02、光、溫度、水分、風(fēng)、植物激素。

7.哪些因素影響植物吸水和蒸騰作用？

答：法騰速率=上出-="衛(wèi)

凡是能改變水蒸氣分子的擴(kuò)散力或擴(kuò)散阻力的因素，都可對蒸騰作用產(chǎn)生影響。

內(nèi)部因素：

①.氣孔的構(gòu)造特征是影響氣孔蒸騰的主要因素；

②.葉片內(nèi)部面積增大，細(xì)胞壁的水分變成水蒸氣的面積就增大，細(xì)胞間隙充滿水

蒸氣，葉片內(nèi)外蒸汽壓差大，有利于蒸騰。

外界因素：

①.光照：光照對蒸騰起決定性作用；

②.大氣濕度：當(dāng)大氣相對濕度增大時，大氣蒸汽壓也增大，葉片外蒸汽壓差變小，

蒸騰減弱，反之蒸騰加強；

③.大氣溫度：

④.風(fēng)：微風(fēng)可以讓蒸騰速率加快，強風(fēng)使蒸騰速率減弱；

⑤.土壤條件：植物地上蒸騰與根系的吸水有密切的關(guān)系。

8.試述水分進(jìn)出植物體的途徑和動力。

答:土壤水一根毛一根皮層一根中柱鞘一根導(dǎo)管一莖導(dǎo)管一葉柄導(dǎo)管一葉脈導(dǎo)管一葉肉細(xì)

胞~葉肉細(xì)胞間隙一氣孔下腔f氣孔一大氣中。

動力主要是植物頂端產(chǎn)生的負(fù)壓力（蒸騰拉力）拉動水向上運動，其次是根部產(chǎn)生的正

壓力（根壓）可以壓迫水分向上運動。

9.怎樣維持植物的水分平衡，原理如何？

答：一般把植物吸水、用水、失水三者的動態(tài)平衡關(guān)系叫做水分平衡。

10.如何區(qū)別主動吸水與被動吸水？

答：由于吸水的動力依頰于葉的蒸騰作用，故把這種吸水稱為根的被動吸水；以根壓為動

力引起的根系吸水過程，稱為主動吸水。

11.合理灌溉在節(jié)水農(nóng)業(yè)中意義如何，如何才能做到合理灌溉？

答：發(fā)展節(jié)水農(nóng)業(yè)對促進(jìn)水資源持續(xù)利用和農(nóng)業(yè)持續(xù)發(fā)展有重要意義。

第三章、植物的礦質(zhì)營養(yǎng)

（一）名詞解釋

礦質(zhì)營養(yǎng)：植物對礦質(zhì)元素的吸收、轉(zhuǎn)運、同化利用。

溶液培養(yǎng)法：又稱水培法或營養(yǎng)液法，即在含有全部或部分營養(yǎng)元素的溶液中培養(yǎng)植物的方

法。

植物必須元素：指對植物生長發(fā)育不可缺少的、不可替代的、生理作用直接的元素。

有益元素：在植物體內(nèi)，有些礦質(zhì)元素并不是植物所必須的，但它們對某些植物的生長發(fā)育

或生長發(fā)育的某些環(huán)節(jié)有積極的影響，這些元素稱為有益元素或者有利元素.

稀土元素：原子序數(shù)為57?71的胸系元素（LaCePrNdPmSmEuGdTbDyHoErTmYbLu）,

以及化學(xué)性質(zhì)與輛系相近為（ScY）共17種元素統(tǒng)稱為稀土元素。

電化學(xué)勢梯度：不帶電荷的溶質(zhì)的轉(zhuǎn)移取決于溶質(zhì)在細(xì)胞膜兩側(cè)的濃度梯度，而濃度梯度決

定著溶質(zhì)的化學(xué)勢；帶電荷的溶質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)移則是由膜兩側(cè)的電勢梯度和化學(xué)勢梯度共同決定

的。電化學(xué)勢梯度是電勢梯度和化學(xué)梯度的合稱。

易化擴(kuò)散：是溶質(zhì)通過膜轉(zhuǎn)運蛋白順濃度梯度或電化學(xué)勢梯度進(jìn)行的跨膜轉(zhuǎn)運。

主動吸收：是指植物細(xì)胞利用代謝能量逆電化學(xué)勢梯度吸收礦物質(zhì)的過程。

被動吸收：是指細(xì)胞對礦質(zhì)元素的吸收不需要代謝能量直接參與，離子順著電化學(xué)勢梯度較

高的區(qū)域向其較低的區(qū)域擴(kuò)散。

胞飲作用：細(xì)胞可通過質(zhì)膜吸附物質(zhì)并進(jìn)一步通過膜的內(nèi)陷而將物質(zhì)轉(zhuǎn)移到胞內(nèi)，或進(jìn)一步

運送到液泡內(nèi)，這種物質(zhì)吸收方式稱為胞飲作用。

膜傳遞蛋白：參與易化擴(kuò)散的膜轉(zhuǎn)運蛋白有通道蛋白和載體蛋白，兩者統(tǒng)稱為傳遞蛋白或轉(zhuǎn)

運。

質(zhì)子泵：主要有在細(xì)胞膜上的H*-ATP酶、液泡膜H+-ATP酶、線粒體H+-ATP酶和葉綠體H<ATP

酶等等。

質(zhì)子動力勢：H+-ATP酶的主要功能是催化水解ATP,同時將細(xì)胞質(zhì)中的H+泵至細(xì)胞外，使細(xì)

胞外側(cè)的H+濃度增加。形成跨膜H+電化學(xué)勢梯度，即pH梯度QpH）和電位差（Ab）,

兩者合稱為質(zhì)子電化學(xué)勢悌度也稱質(zhì)子動力（PMF）。

同向轉(zhuǎn)運：由H+-ATP酶所建立的跨膜電化學(xué)勢梯度驅(qū)動其他無機(jī)離子或者小分子有機(jī)物的

跨膜轉(zhuǎn)運過程，稱為次級主動運輸（共向轉(zhuǎn)運）。

單鹽毒害：將植物培養(yǎng)在單一鹽溶液中（即溶液只含有一種金屬窩子），不就植株就會呈現(xiàn)

不正常狀態(tài)，最終死亡，這種現(xiàn)象稱為單鹽毒害。

離子對抗：在單鹽溶液中若加入少量含其他金屬離子的鹽類，單鹽毒害現(xiàn)象就會減弱或者消

除，離子間的這種作用稱為離子對抗或離子頡頑。

平衡溶液：植物只有在含有適當(dāng)比例的、按一定濃度配成的多鹽溶液中才能正常生長發(fā)育，

這種溶液稱為平衡溶液。

交換吸附：根部細(xì)胞在吸收離子的過程中，同時進(jìn)行著離子的吸附與解吸附，由于細(xì)胞吸附

離子具有交換性質(zhì)，總有一部分離子被其他離子所置換，這一現(xiàn)象稱為交換吸附。

表觀自由空間：自由空間（質(zhì)外體）是指植物體內(nèi)由細(xì)胞壁、細(xì)胞間隙、導(dǎo)管等所構(gòu)成的允

許礦質(zhì)元素、水分和氣體自由擴(kuò)散的非細(xì)胞質(zhì)開發(fā)性連續(xù)體系。表觀自由空間（AFS）系自

由空間占組織總體積的百分比，可通過對外液和進(jìn)入組織自由空間的溶質(zhì)數(shù)的測定加以推算,

一般AFS為5%?20%。

根外營養(yǎng)：植物通過根系以外的地上部分吸收礦質(zhì)元素H勺過程稱為根外營養(yǎng)。

生物固氮：就是某些微生物把大氣中的游離氮轉(zhuǎn)化為含氮化合物（NH3或NH：）的過程。

誘導(dǎo)酶：硝酸還原酶是一種誘導(dǎo)酶（適應(yīng)酶），植物在缺乏誘導(dǎo)條件時不含有某種酶，在特

定誘導(dǎo)物的誘導(dǎo)下，可以聲生這種陋，這種現(xiàn)象稱為薛的誘導(dǎo)形成（或適應(yīng)形成），所產(chǎn)生

的酶稱為誘導(dǎo)酶或適應(yīng)酶，

營養(yǎng)最大效率期：作物對缺乏礦質(zhì)元素最敏感的時期稱為需肥臨界期，如苗期；而把施肥營

養(yǎng)效果最好的時期稱為最高生產(chǎn)效率期（或營養(yǎng)最大效率期），一般以種子和果實為收獲對

象的作物，其營養(yǎng)最大效率期是生殖生長時期。

（-）寫出下列符號的中文名稱

AFS：表觀自由空間GOGAT：谷氨酸合成酶

RFS：相對自由空間GDH：谷氨酸脫氫酶

NR：硝酸還原的H+-ATPase：氫離子三磷酸腺忒酶（氫離子泵、質(zhì)子泵）

NiR：亞硝酸還原酶Ca2+-ATPase：鈣離子三磷酸腺俄酶（鈣離子泵）

GS：谷敏酰胺合成酶

（三）問答題

1.溶液培養(yǎng)法有哪些類型？用溶液培養(yǎng)植物時應(yīng)注意哪些事項？

答：溶液培養(yǎng)法（水培法）是將植物根系浸沒在營養(yǎng)液（或霧氣）中培養(yǎng)的方法，包括直

接浸入培養(yǎng)、霧狀營養(yǎng)膜培養(yǎng)、漲落培養(yǎng)等。

要注意：①.配置營養(yǎng)液的水質(zhì)要求；②.配置營養(yǎng)液的化學(xué)試劑的要求

③.營養(yǎng)液的PH的要求；④.對營養(yǎng)液的其他要求

2.如何確定植物必須的礦質(zhì)元素？植物必須的礦質(zhì)元素有哪些生理作用？

答：確定方法：

通過人為控制培養(yǎng)液的成分，如除去或添加某種元素后，觀察分析所培養(yǎng)植物生長發(fā)育的變

化情況，進(jìn)而判斷植物所必須的礦質(zhì)元素的種類和數(shù)量，這是確定植物必須礦質(zhì)元素的有效

研究方法。如果在培養(yǎng)液中除去某一元素導(dǎo)致植物發(fā)育不良、并出席特有的病癥，而當(dāng)加入

該元素后病癥又消失，則說明該元素為必需元素；如果從培養(yǎng)液中除去某一元素對植物的生

長發(fā)育無明顯不良影響，且植物也不表現(xiàn)明顯的病癥，則該元素不是植物的必須元素。

生理作用：

①.是細(xì)胞結(jié)構(gòu)物質(zhì)的組成成分；②.參與調(diào)節(jié)酶的活動；

③.起電化學(xué)作用和滲透調(diào)節(jié)作用；④.細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)第二信使。

3.試述無土栽培技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用。

答：無土栽培可以：①不受環(huán)境條件限制；②.大大提高土地使用效率；

③.質(zhì)量優(yōu)于一般土壤栽培產(chǎn)品；④.可以生產(chǎn)“綠色”無污染植物產(chǎn)品；

⑤.可以節(jié)約水肥：⑥.有利于種植業(yè)的工廠化生產(chǎn)。

4.試述礦質(zhì)元素在光合作用中的生理作用。

答：①.葉綠體結(jié)構(gòu)的組成成分如X、P、S、Mg是葉綠體結(jié)構(gòu)中構(gòu)成葉綠素、蛋白質(zhì)以及

片層膜不可缺少的元素。

②.電子傳遞體的重要成分如PC中含Cu、Fe-S中心、Cytb、Cytf和Fd中都含有Fe,

因而缺Fe會影響光合電子傳遞速率。

③.磷酸基團(tuán)在光、暗反應(yīng)中具有突出地位如構(gòu)成同化力的ATP和NADPH,光合碳還

原循環(huán)中所有的中間產(chǎn)物，合成淀粉的前體ADPG,合成荒糖的前體UDPG等，這些化合物中

都含有磷酸基團(tuán)；

④.光合作用所必需的輔酶或調(diào)節(jié)因子如Rubiso

5.植物細(xì)胞通過哪幾種方式吸收礦質(zhì)元素？

答：主動吸收、被動吸收、胞飲作用。

6.試比較被動吸收、簡單擴(kuò)散、易化擴(kuò)散的異同點。

答：異：①.易化擴(kuò)散的物質(zhì)不具有脂溶性，必須借助膜中載體或通道蛋白質(zhì)跨膜轉(zhuǎn)運，

簡單擴(kuò)散不需要；

②.簡單擴(kuò)散擴(kuò)散率與濃度差成正比；而易化了微僅在濃度差低的情況下成正比,

在濃度高時則出現(xiàn)飽和現(xiàn)象；

③.簡單擴(kuò)散通量較為恒定，而易化擴(kuò)散受膜外環(huán)境因素改變的影響而不恒定。

同：①.均為被動擴(kuò)散：

②.不需要能錄；

②.其擴(kuò)散通量均可又決于各物質(zhì)在膜兩側(cè)的濃度差、電位差和膜的通透性。

7.主動吸收、初級主動轉(zhuǎn)運、次級主動轉(zhuǎn)運有何區(qū)別？

答：異：初級主動轉(zhuǎn)運直接利用ATP分解的能量；次級主動轉(zhuǎn)運間接利用能量轉(zhuǎn)運離子。

同：逆化學(xué)勢梯度吸收礦質(zhì)物質(zhì)。

8.為什么說主動轉(zhuǎn)運與被動轉(zhuǎn)運都有膜傳遞蛋白的參與？

答：主動運輸必須要載體和能量；被動運輸之協(xié)助擴(kuò)散只要載體。

9.H+-ATP酶是如何與主動轉(zhuǎn)運相關(guān)的？H+-ATP酶還有哪些生理作用？

答：實驗表明：Na+等許多陽離子通過與H+的反向轉(zhuǎn)運運出原生質(zhì)；蔗糖、颯基酸、。?等

陰離子經(jīng)同向轉(zhuǎn)運進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)；K+盡管是被動擴(kuò)散進(jìn)出細(xì)胞，但維持分布的膜電勢也主要來

自于H+-ATP酶的作用。

液泡膜FC-ATP酶驅(qū)動溶質(zhì)跨液泡膜次級主動運輸；線粒體膜上、葉綠體膜I：H*-ATP酶。

10.試解釋兩種類型的共轉(zhuǎn)運及單向轉(zhuǎn)運。

答：單向轉(zhuǎn)運：單向轉(zhuǎn)運體催化分子或離子單方向跨膜運輸；

同向轉(zhuǎn)運：載體與質(zhì)膜外的H+結(jié)合時，又與另一分子或離子結(jié)合，同方向運輸。

反向轉(zhuǎn)運：載體與質(zhì)膜外的H+結(jié)合時，與質(zhì)膜內(nèi)分子或離子結(jié)合，兩者反方向運輸。

11.試述根系吸收礦質(zhì)元素的特點、主要過程及其影響因素。

答：特點：①.植物對礦質(zhì)元素的吸收是相對的，它們即相互聯(lián)系又相互獨立；

②.植物根系吸收離子的數(shù)量與溶液中離子的數(shù)量不成比例的現(xiàn)象；

③.單鹽毒害和離子對抗。

12.為什么植物缺鈣鐵等元素時，缺素癥最先表現(xiàn)在幼葉上？

答：參與循環(huán)的元素在植物生長發(fā)育過程中，優(yōu)先分配給代謝較旺盛的部位，植物缺乏這

類元素時，較老的組織或器官因這類元素被轉(zhuǎn)運至幼嫩的組織或器官而最先出現(xiàn)缺素癥狀；

而不參與循環(huán)的元素則相反，它們被植物轉(zhuǎn)運至地上后即被固定而不能移動，器官越

老含量越高，因此植物缺乏該類元素時癥狀最先出現(xiàn)在幼嫩的部位。

這些元素（Ca、Fe……）在細(xì)胞中一般形成難容解的穩(wěn)定化合物，是幾乎不參與循環(huán)

的元素，也稱不可再利用元素。

13.植物的氮素同化包括哪幾個方面？

答：①.硝酸鹽的代謝還原（硝態(tài)氮同化）：NO］進(jìn)入細(xì)胞后首先在硝酸還原能（NR）的作

用下還原成NO。NO）進(jìn)一步在亞硝酸還原酶（NiR）的作用下還原成氨。

②.氨的同化（氨態(tài)氮同化）：游離氨對植物有害，在植物根、根瘤、葉部進(jìn)行的，通

過同化作用把游離氨同化為氨基酸等有機(jī)物。

③.生物固氮。

14.合理施肥為何能夠增產(chǎn)？要充分發(fā)揮肥效應(yīng)采取哪些措施？

答：合理施肥改善光合性能：合理施肥改善栽培環(huán)境。

在合理施肥的前體下，進(jìn)行：①.適當(dāng)灌溉；②.適當(dāng)深耕；③.改善光照條件；

④.控制土壤微生物活動；⑤.改進(jìn)施肥方式。

第四章、植物的呼吸作用

（一）名詞解釋

呼吸作用：是指生活細(xì)胞內(nèi)的有機(jī)物，在一系列酶的參與下，逐步氧化分解成簡單物質(zhì)，并

釋放能量的過程。

有氧呼吸：是指生活細(xì)胞利用分子氧（。2），將某些有機(jī)物徹底氧化分解為co2,并生成H2O,

同時釋放能量的過程。

無氧呼吸：指生活細(xì)胞在無氧條件下，把淀粉、葡萄糖等有機(jī)物分解成為不徹底的氧化物,

同時釋放出部分能量的過程。

糖酵解：是指在一系列酶的參與下將葡萄糖氧化分解成丙酮酸，并釋放能量的過程。

三竣酸循環(huán)：TCA循環(huán)是指從乙酰CoA與草酰乙酸縮合成檸檬酸開始，然后經(jīng)過一系列氧化

脫粉反應(yīng)生成CO2、NADH、FADS、ATP直至草酰乙酸再生的全過程。

戊糖磷酸途徑：HMP是指葡萄糖在細(xì)胞質(zhì)內(nèi)經(jīng)一系列防促反應(yīng)被氧化降解為C02,的過程。

乙醛酸循環(huán)：甘油酸經(jīng)B-氧化分解為乙酰CoAo在乙醛酸循環(huán)體內(nèi)生成琥珀酸、乙醉酸、

蘋果酸和草酰乙酸的酹促反應(yīng)過程，稱為乙醛酸循環(huán)，素有“脂肪呼吸”之稱。

生物氧化：是指發(fā)生在細(xì)庖線粒體內(nèi)的一系列傳遞氫和電子的氧化還原反應(yīng)，因而有別于體

外的直接氧化。

呼吸鏈；電子傳遞鏈乂稱呼吸鏈，是指按一定氧化還原電位順序排列相互銜接傳遞氫（H++e）

或電子到分子氧的一系列呼吸傳遞體的總軌道。

氧化磷酸化：是指NADH或FADH2中的電子，經(jīng)電子傳遞鏈傳遞給分子氧生成水，并偶連

ADP和Pi生成ATP的過程。

末端氧化酶：是指能將底物脫下的電子最終傳給。2,使其活化，并形成H20或H2O2的酶類。

抗氨呼吸:植物體內(nèi)的這種不受鼠化物抑制的呼吸作用稱為抗鼠呼吸，或稱為鼠不敏感呼吸、

Tib

抗霉素A不敏感呼吸、氧的酸敏感呼吸，也就是交替途徑（AP）。（研究表明：孤化物處理動,植物

細(xì)胞組織，動物的呼吸速率降為0,植物仍有10%?25%的呼吸速率）

初生代謝：蛋白質(zhì)、脂肪、糖類及核酸等有機(jī)物質(zhì)代謝對植物生命活動至關(guān)重要，是細(xì)胞中

共有的些物質(zhì)代謝過程，可以將其稱為初級代謝。

次生代謝:植物把一些初級代謝產(chǎn)物經(jīng)過一系列前促反應(yīng)轉(zhuǎn)化成為結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、特殊的物質(zhì)，

可將其稱為次級代謝。

巴斯德效應(yīng)：有氧條件下，酒精發(fā)酵會受到抑制，這種現(xiàn)象被稱為“巴斯德效應(yīng)”。

能荷：EC是細(xì)胞中腺甘酸系統(tǒng)的能量狀態(tài)，是對ATP-ADP-AMP系統(tǒng)中可利用高能磷酸鍵的

度量。

[ATP]4-i[ADP]

能荷=---------------------

」[ATP]+[ADP]+[AMP]

呼吸速率：又稱呼吸強度，通常以單位時間內(nèi)，單位鮮重或干事植物組織或原生質(zhì)釋放的

CO?的量（QC02）或吸收。2的量（Q02）來表示。

呼吸商：RQ乂稱呼吸系數(shù)，是指植物組織在一定時間內(nèi)，釋放CO?,與吸收。2的數(shù)量（體

積或物質(zhì)的量）的比值。

釋放CO?的量

呼吸商=

吸收。2的量

呼吸作用氧飽和點：從有氧呼吸來看，在氧含量較低的情況下，呼吸速率與氟濃度成正比,

即呼吸作用隨氧濃度的增大而增強，但氧濃度增至一定程度，對呼吸作用就沒有促進(jìn)作用了,

這一氧含量稱為氧飽和點。

無氧呼吸消失點：無氧呼吸停止進(jìn)行的最低氧含量（10%左右）。

呼吸躍變：當(dāng)果實成熟到一定程度，其呼吸速率突然增高，然后又突然下降，這種現(xiàn)象稱之

為呼吸躍變。

（二）寫出下列符號的中文名稱

EMP：犍酹解途徑PEP：磷酸烯醉丙酮酸SHAM：水楊基氧肪酸

TCAC：三羥酸循環(huán)/Cyt：細(xì)胞色素DNP：2.4-二硝基酚

檸檬酸循環(huán)UQ：泛釀IPP：異戊烯焦磷酸

PPP：戊糖磷酸途徑P/0ratio：磷氧比Qio：溫度系數(shù)

GAC：乙醛酸循環(huán)RQ：呼吸商或呼吸系數(shù)PAL：苯丙氨酸解氨酶

ETS：電子傳遞鏈FP：黃素蛋白

（三）問答題

1.植物呼吸代謝多條路線有何生物學(xué)意義？

答：它們在方向上相互交錯、在空間上相互交錯、在時間上相互交替，既分工合作，構(gòu)成

不同代謝類型，執(zhí)行不同的生理功能，相互制約。

2.TCA循環(huán)的特點和意義如何？

答：①.是有氧呼吸產(chǎn)生CO2的主要來源；

②.形成還原物質(zhì)NADH+、H+；

③.中間產(chǎn)物可以作為各種有機(jī)物質(zhì)合成的原料。

3.抗規(guī)呼吸的生理意義有哪些？

答：①.放熱效應(yīng)：抗鼠呼吸是放熱呼吸，產(chǎn)生大量熱能對產(chǎn)熱植物早春開花有保護(hù)作用；

②.促進(jìn)果實成熟：在果實成熟過程中出現(xiàn)呼吸躍變現(xiàn)象，表現(xiàn)為抗鼠呼吸速率增強；

③.增強植物抗病及抗逆能力：在逆境下，抗冢呼吸產(chǎn)生或加強，保證EMP-TCA循環(huán)，

PPP能正常運轉(zhuǎn)，保證底物繼續(xù)氧化，維持逆境下.植物生命活動呼吸代謝的基本需求。

④.代謝協(xié)同調(diào)控。

4.油料種子呼吸作用有何特點？

答：油料種子在發(fā)芽過程中，細(xì)胞中出現(xiàn)許多乙醛酸體，貯藏脂肪首先水解為甘油和脂肪

酸，然后脂肪酸在乙醛酸循環(huán)體氧化分解為乙酰CoA,尹通過乙醛酸循環(huán)轉(zhuǎn)化為糖類；淀粉

種子萌發(fā)不發(fā)生乙醛酸循環(huán)。

5.長時間的無氧呼吸為什么會使植物受到傷害？

答：無氧呼吸的能量利用效率低，有機(jī)物質(zhì)損耗大，而且發(fā)酵產(chǎn)物酒精和乳酸的累積，對

細(xì)胞原生質(zhì)有毒害作用。

6.以化學(xué)滲透假說說明氧化磷酸化的機(jī)制。

答：在電子傳遞過程中，由于線粒體內(nèi)膜的的不通透性，形成了跨質(zhì)粒內(nèi)膜的質(zhì)子梯度驅(qū)

動ATP的合成。

7.葡萄糖作為呼吸底物通過EMP-TCA循環(huán)、呼吸鏈徹底氧化，可以生成多少ATP?能量轉(zhuǎn)換

效率是多少？

答：第一步是EMP途徑，中文名糖酵解：

+

C6H12。6+2NAD++2ADP+2Pi->2cH3coeOOH+2NADH+2H+2ATP+2H2O

ATP：-2+2+2=2mol

NADH：2x1=2mol

第二步是TCA途徑，中文名三按酸循環(huán)或檸檬酸循環(huán)：

+

2CH3C0C00H+8NAD++2FAD+2ADP+2Pi+4H20-*6C02+8NADH+8H+2FADH2+2ATP

ATP：2x1=2mol

NADH：2x4=8mol

FADHz:2xl=2mol

第三步是呼吸鏈將還原性輔酶的攜帶的H?完全氧化成水：

來自NADH氧化產(chǎn)生的ATP：10x3=30mol

來自FAD無氧化產(chǎn)生的ATP:2x2=4mol

綜上所述：最終合計：2+2+30+4=38molATP

lmol的葡萄糖在徹底氧化分解以后，共釋放出2870kJ的能量，其中有1161kJ的能量

儲存在ATP中,其余的能量都以熱能的形式散失。能量轉(zhuǎn)換率為40.45%。

8.植物呼吸代謝與初生代謝的關(guān)系如何？

答：呼吸作用過程中的許多中間產(chǎn)物都可能作為植物合成次級代謝物的原料。

9.植物次生代謝物質(zhì)主要有幾類？它們有哪些途徑合成？

答：①.耨類：由異戊熔焦磷酸（IPP）合成。一條由甲羥戊酸途徑合成；一條由3-PGA/

丙酮酸途徑合成（主要存在于葉綠體中）。

②.酚類：一條由莽草酸途徑；一條由丙二酸途徑。

③.含氮次生化合物：一條由芳香族鼠基酸；一條由脂肪族氨基酸。

10.植物次生代謝物質(zhì)對植物和人類有何意義？

答：對植物：①.抵御不良物理環(huán)境，提高適應(yīng)能力

②.防止捕食者大量采食，提高植物體或種子生存率

③.植物次生代謝對致病微生物的防御

④.植物間的化感作用

⑤.對植物基因表達(dá)做出微調(diào)，使植物在發(fā)育過程中能夠更好的適應(yīng)環(huán)境

對人類：①.醫(yī)藥和化工等領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。

②.有些植物次生代謝產(chǎn)物還可以做染料、調(diào)味劑、香料等

11.呼吸作用的反饋調(diào)節(jié)表現(xiàn)在哪些方面？

答：植物呼吸代謝各條途徑都可以通過中間產(chǎn)物、輔髀、無機(jī)離子及能荷加以反饋調(diào)節(jié)。

12.呼吸作用與谷物種子、果蔬貯藏有何關(guān)系？

答：谷物種子：

①.當(dāng)種子的含水量低于一定限度時?，束縛水較多，其呼吸速率微弱，呼吸酶活性降

到最低，可以安全貯藏；

②.含水量增高后，種子內(nèi)出現(xiàn)自由水，呼吸酶活性增強，微生物大量繁殖，呼吸速

率提高；

③.超過安全含水量后，貯藏物質(zhì)呼吸不但被消耗，而且呼吸產(chǎn)生大量熱量，增加微

生物，可能會使種子變質(zhì)，

果蔬貯藏：

果蔬存在呼吸躍變現(xiàn)象，原因是與果實內(nèi)乙烯的釋放有關(guān)，且躍變與溫度關(guān)系很大。

在果蔬貯藏和運輸中，重要的問題是延遲其成熟：

①.是降低溫度，推遲呼吸躍變發(fā)生的時間；

②.是增加周圍環(huán)境的C&和弗的濃度，降低濃度，以降低呼吸躍變發(fā)生的強度。

13.呼吸作用與作物栽培關(guān)系如何？

答：呼吸作用與作物體內(nèi)物質(zhì)的合成降解、物質(zhì)的吸收運輸和轉(zhuǎn)化及生長發(fā)育關(guān)系密切，

因此，在作物栽培措施中許多方面都是為了直接或間接地保證作物呼吸能正常進(jìn)行。

第五章、植物的光合作用

（一）名詞解釋

碳素同化作用：自養(yǎng)植物利用日光能或化學(xué)能，將吸收的二氧化碳轉(zhuǎn)變成有機(jī)物的過程，稱

為碳素同化作用。

光合作用：是綠色植物（包括藻類）大規(guī)模地利用太陽能把二氧化碳和水合成富能的有機(jī)物，

并釋放氧氣的過程。

光合色素:在光合作用過程中吸收光能的色素統(tǒng)稱為光合色素，主要有葉綠素、細(xì)菌葉綠素、

類胡蘿卜素和藻膽素幾個大類。

反應(yīng)中心色素：位于反應(yīng)中心，是少數(shù)特殊狀態(tài)的葉綠裳a分子，其既能捕獲光能，又能將

光能轉(zhuǎn)換為電能（稱為“陷阱

天線色素：位于光和膜上的葉綠素蛋白復(fù)合體上，主要作用是吸收光能，并把吸收的光能傳

遞到反應(yīng)中心色素，包括絕大部分葉綠素a和全部的葉綠素b、胡蘿卜素\葉黃素等。

吸收光譜：把葉綠體色素放在光源和分光鏡之間，就可以看到光譜上出現(xiàn)了暗帶，表明有些

波長的光線被色素分子吸收了，這就是光合色素的吸收光譜。

熒光與磷光：葉綠素分子被藍(lán)光激發(fā)，由于激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定，迅速向較低能級狀態(tài)轉(zhuǎn)變，能量

有的以熱的形式釋放，有的以光的形式消耗,從第一單線態(tài)回到基態(tài)所發(fā)射的光就稱為熒光;

處在第一、二線態(tài)的葉綠素分子回到基態(tài)時所發(fā)出的光為磷光。

光反應(yīng)：該階段受光驅(qū)動，將光能轉(zhuǎn)化為同化力并產(chǎn)生氧氣，該反應(yīng)在類囊體上進(jìn)行。

暗反應(yīng)：該階段在葉綠體基質(zhì)中進(jìn)行，在一系列睡的催化下，利用光反應(yīng)產(chǎn)生的同化力固定

CO?形成糖。

希爾反應(yīng)：水的光解是希爾于1937年發(fā)現(xiàn)的，他將離體的葉綠體加到具有氫受體的水溶液

中，照光后即發(fā)生水的分解而放出氧氣。

光

2H2。+2A2AH+0

葉綠體Z2

同化力：由于ATP和NADPH在碳同化過程中用于C02佗同化，故合稱為同化力。

量子效率：

紅降現(xiàn)象：用波長大于685nm的遠(yuǎn)紅光照射綠藻時，雖然光子仍被葉綠素大量吸收，但量

子產(chǎn)額急劇下降，這種現(xiàn)象被稱為紅降。

雙光增益效應(yīng):將遠(yuǎn)紅光+紅光這樣兩種波長的光促進(jìn)光合效率的現(xiàn)象稱為雙光增益效應(yīng)或

愛默生效應(yīng)。

原初反應(yīng)：光合色素分子對光能的吸收、傳遞與轉(zhuǎn)換過程亦稱為初原反應(yīng)。

光合單位:每吸收與傳遞1個光子到反應(yīng)中心完成光化學(xué)反應(yīng)所需起協(xié)同作用的色素分子數(shù),

稱為光合單位。

反應(yīng)中心：光化學(xué)反應(yīng)是在光合作用反應(yīng)中心進(jìn)行的，反應(yīng)中心是進(jìn)行原初反應(yīng)的最基本的

功能單位，它包括一個反應(yīng)中心色素分子，即原初電子供體、一個原初電子受體和一個次級

電子供體等電子傳遞體，以及維持這些電子傳遞體的微環(huán)境所必需的色素蛋白復(fù)合體。

光系統(tǒng)：光合作用有兩個化學(xué)反應(yīng)，分別由兩個光系統(tǒng)完成，一個是PSII,吸收短波紅光

（680nm）,一個是PSI,吸收長波紅光（700nm）.

反應(yīng)中心次級電子受體：是指將電子直接供給給反應(yīng)中心色素分子的物質(zhì)。

原初電子受體：是指直接接受反應(yīng)中心色素分子傳來電子的物質(zhì)。

光合鏈：是指定位在光合膜上的、一系列互相銜接著的電子傳遞體組成的電子傳遞總凱道。

非環(huán)式電子傳遞：水光解放出的電子經(jīng)PSH和PSI兩個光系統(tǒng)，最終傳給NADP+的電子傳

遞。

環(huán)式電子傳遞：指PS【產(chǎn)生的電子傳給Fd,再到Cytb6f復(fù)合體，然后經(jīng)PC返回PSI的電

子傳遞。

假環(huán)式電子傳遞:指水光解放出的電子經(jīng)PSn和PS1兩人光系統(tǒng)，最終傳給。2的電子傳遞。

光合磷酸化：葉綠體在光下把無機(jī)磷（pi）與ADP合成ATP的過程稱為光合磷酸化。

PQ穿梭：偶連電子轉(zhuǎn)移的質(zhì)子轉(zhuǎn)移系統(tǒng)。

偶連因子：逆向轉(zhuǎn)移質(zhì)子的ATP酶。

C3途徑和C3植物：CO?被固定形成的最初產(chǎn)物是一種三碳化合物，故稱為C3途徑；只通過

C3途徑固定、同化的植物稱為C3植物。

C4途徑和C4植物：固定C02的最初產(chǎn)物是含4個碳的二瘦酸，故稱為C4?二般酸途徑，簡稱

C4途徑；植物按照C4途徑固定、同化CO2,這些植物被稱為C4植物。

C3—C4中間植物：生理生化特性介于C3植物和C4植物之間，被稱為C3—C4中間植物。

CAM途徑和CAM植物：CAM途徑：有機(jī)酸合成日變化的光合碳代謝類型稱為景天酸代謝途

徑（CAM途徑）;

CAM植物乂分為兩類：一類為專性CAM植物，一生大部分時間的碳

代謝是CAM途徑；另一類為兼性CAM植物，在正常條件下進(jìn)行C3途徑，當(dāng)遇到干旱、鹽

漬和短日照時間則進(jìn)行CAM途徑，以抵抗不良環(huán)境。

光呼吸：綠色組織在光下吸收氧氣，放出C02的過程，人們稱其為光呼吸。

光合生產(chǎn)率：又稱凈同化率NAR,是指植物在較長時間（一晝夜或一周）內(nèi)，單位葉面積生

產(chǎn)的干物質(zhì)質(zhì)量。

光補償點：隨著光強度的增高，光合速率相應(yīng)提高，當(dāng)達(dá)到某一光強度時，葉片的光合速率

相等，凈光合速率為零，這時的光強度為光補償點。

光飽和點：光合速率開始達(dá)到最大值時的光強度稱為光飽和點。

CO2補償點：隨著C02濃度增高，光合速率增加，當(dāng)光合速率與呼吸速率相等時，外界環(huán)

境中的CCh濃度即為C02補償點。

光抑制：光是植物光合作用所必需的，然而，當(dāng)植物吸收的光能超過其所需時，過剩的光能

會導(dǎo)致光合速率降低，這種現(xiàn)象稱為光合作用的光抑制。

光能利用率：把單位土地而枳上植物光合作用累積的有機(jī)物所含的化學(xué)能，占同一期間入射

光能量的百分率稱為光能利用率。

光合“午休”現(xiàn)象：如果氣溫過高，光照強烈，光合速率日變化呈雙峰曲線，大的峰出現(xiàn)在

上午，小的峰出現(xiàn)在下午，中午前后光合速率下降，呈現(xiàn)光合“午休”現(xiàn)象，主要原因是大

氣干旱和土壤干旱。

壓力流動學(xué)說：同化物在SE-CC（篩管分子伴胞）復(fù):合體內(nèi)隨著液流的流動而流動，而液流

的流動是由于源庫兩端之間SE-CC復(fù)合體內(nèi)滲透作用所產(chǎn)生的壓力勢差所引起的。

收縮蛋白學(xué)說：篩管內(nèi)的P-蛋白是空心的、管狀的微纖吆（毛），成束貫穿于篩孔，一端固

定，一端游離于篩管細(xì)胞質(zhì)內(nèi)，似鞭毛一樣顫動，可以推動集流運動。

細(xì)胞質(zhì)泵動學(xué)說：篩管分子內(nèi)腔的細(xì)胞質(zhì)呈幾條長絲狀，形成胞縱連束，縱跨篩管分子，束

內(nèi)呈環(huán)狀的蛋白質(zhì)絲利用代謝能,反復(fù)地、有節(jié)奏地蠕動,把含有糖分的細(xì)胞質(zhì)長距離泵走，

在篩管內(nèi)流動，被稱之為細(xì)胞質(zhì)泵動學(xué)說。

代謝源：指能夠制造并輸出同化物的組織。

源-庫單位：在某一生育期，某些器官以制造輸出有機(jī)物為主，另一些則以接納為主，前者

為代謝源，后者為代謝庫。源制造的光合作用產(chǎn)物主要供應(yīng)相應(yīng)的庫，它們之間在營養(yǎng)上相

互依賴，也相互制約，相應(yīng)的源與相應(yīng)的庫，以及兩者之間的輸導(dǎo)系統(tǒng)構(gòu)成一個源-庫單位。

比集運量轉(zhuǎn)運率：有機(jī)物質(zhì)在單位時間內(nèi)通過單位韌皮部橫截面積運輸?shù)臄?shù)量。

比―率二券鬻鏟

轉(zhuǎn)移細(xì)胞：細(xì)胞壁與質(zhì)膜向內(nèi)伸入細(xì)胞質(zhì)中，形成許多褶皺，或呈片層或類似囊泡，擴(kuò)大了

質(zhì)膜表面，增加了溶質(zhì)向外轉(zhuǎn)運面積。

“花環(huán)型”結(jié)構(gòu)：C4物的維管束鞘細(xì)胞發(fā)達(dá)，這層細(xì)胞周圍的一圈葉肉細(xì)胞排列緊密，共

同構(gòu)成的雙層環(huán)狀結(jié)構(gòu)，一般我們叫做花環(huán)結(jié)構(gòu)。

經(jīng)濟(jì)系數(shù)：是指作物經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量與生物產(chǎn)量的比值

經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量：經(jīng)濟(jì)產(chǎn)量=［（光合能力X光合面積X光合時間）-消耗］X經(jīng)濟(jì)系數(shù)

復(fù)種指數(shù)：就是全年內(nèi)農(nóng)作物的收獲面積對耕地面積之比。

葉面積指數(shù)：即作物葉面積與土地面積的比值。

光合速率：是指單位時間、單位葉面積吸收CO2的量或放出02的量。

表觀光合速率、凈光合速率：一般測定光合速率的方法都沒有把葉片的呼吸作用考慮在內(nèi)，

所以測定的結(jié)果實際是光合作用減去呼吸作用的差數(shù)，稱為表觀光合速率或凈光合速率。

正真光合速率：把表觀光合速率加上呼吸速率，則得到總（真正）光合速率。

（-）寫出下列符號的中文名稱

ATPase：腺甘三磷酸酶，ATP（合）隨PGA：3?磷酸甘油酸

CAM：景天科酸代謝OAA：草酰乙酸

Fd：鐵氧還蛋白PSI：光系統(tǒng)I

PC：質(zhì)藍(lán)素PSII：光系統(tǒng)H

PQ：質(zhì)醍、質(zhì)體醍LHC：聚光色素及合體

CFrCFo：葉綠體ATP（合）酶chi：葉綠素

DCMU：二氯苯基二甲基服、敵草隆SMTR：比集轉(zhuǎn)運速率

P700：PSI反應(yīng)中心色素分子LAI：葉面積系數(shù)

RuBP：核酮糖-1,5-二磷酸Eu：光能利用率

Rubisco：1,5?二磷酸核酮糖竣化酸/加氧能CE：竣化效率

PEP：磷酸烯醇式丙酮酸pmf：質(zhì)子動力

PEPC：磷酸烯醇式丙酮酸竣化酶OEC：放氧復(fù)合體

（三）問答題

1.光合作用為什么與人類生活的關(guān)系非常密切？

答：①.無機(jī)物變成有機(jī)物。可作為或間接作為人類或動物界的食物；

②.光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。過去植物通過光合作用，給人類提供能源；

③.維持大氣02和C02相對平衡。維持生物生存。

2光合色素的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與光合作用有何關(guān)系？

答：光合色素是在光合作用中參與吸收、傳遞光能或引起原初光化學(xué)反應(yīng)的色素，一般包

括葉綠素（ab）、類胡蘿卜素（胡蘿卜素，葉黃素）、藻膽素，原初反應(yīng)是光合作用的第一步。

3.如何證明光合作用中釋放的02來源于水？

答：用離體葉綠體進(jìn)行實驗，發(fā)生希爾反應(yīng)，證明光合作用中釋放的。2來源于水。

4.如何證明光合電子傳遞由兩個光系統(tǒng)參與，并接力進(jìn)行？

答：①.紅降現(xiàn)象和雙光增益效應(yīng)：紅降現(xiàn)象是指用大于685nm的遠(yuǎn)紅光照射時，量子效

率急劇下降的現(xiàn)象：而雙光效應(yīng)是指在用遠(yuǎn)紅光照射時補加一點稍短波長的光（如650nm

的光），量子效率大增的現(xiàn)象。這兩種現(xiàn)象暗示著光合機(jī)構(gòu)中存在著兩個光系統(tǒng)，一個能吸

收長波長的遠(yuǎn)紅光，而另一個只能吸收稍短波長的光。

②.光合放氧的量子需要量大于8：從理論上講一人量子引起一個分子激發(fā)，放出一個

電子，釋放一個。2,傳遞4個電子只需吸收4個量子，而實際測得光合放氧的最低量子需

要量為8?12。這也證實了光合作用中電子傳遞要經(jīng)過兩個光系統(tǒng)，有兩次光化學(xué)反應(yīng)，

③.類囊體膜上存在PSI和PSII色素蛋白復(fù)合體：現(xiàn)在已經(jīng)用電鏡觀察到類囊體膜上

存在PSI和psn顆粒,能從葉綠體中分離出PSI和PSII色素蛋白復(fù)合體。

5.C3途徑分哪3個階段？各階段的作用是什么？

答：①.竣化階段：RuBP吸收CO2和出0,在Rubisco酶催化下3-磷酸甘油酸（3-PGA）；

②.還原階段：植物消耗光反應(yīng)中產(chǎn)生的同化力ATP和NADPH,使3-PGA轉(zhuǎn)變成磷酸

丙糖PGAId,光合作用的貯能過程即告完成。

③.再生階段：是PGAId經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)變，重新形成CO?受體RuBP的過程。

6.J植物、C4植物和CAM植物在碳代謝上有何異同點？

答：C3植物就是普通的RuBP酶固定C02然后到葉綠體進(jìn)行光合作用；

Q植物的細(xì)胞分化為葉肉細(xì)胞和維管束鞘細(xì)胞，在葉肉細(xì)胞通過另一種睡將C02生成

蘋果酸固定下來，再運到維管束鞘細(xì)胞中釋放C02,在鞘細(xì)胞中進(jìn)行光合作用；

CAM植物和C4植物類似，只是氣孔只有晚上開放，將C02生成蘋果酸等固定住，到

了白天氣孔關(guān)閉，蘋果酸等再釋放C02供光合作用，是植物在干旱情況下的改變。

7.光呼吸是如何發(fā)生的？有何生理意義？

答：光照下的光合細(xì)胞內(nèi)，在葉綠體、過氧化物酶、線粒體協(xié)同作用下，RuBP在Rubisco

的作用下生產(chǎn)乙醇酸，消耗氧氣釋放二氧化碳，最終生成PGA,后者再經(jīng)過部分光合作用過

程，可再次重新生成為RuBP。

生理意義：①.消除乙醇酸的毒害；②.維持C3途徑的運轉(zhuǎn)；

③.防止強光對光合機(jī)構(gòu)的破壞；④.氮代謝的補充；

⑤.減少碳損失。

8.說明光合作用和呼吸作用的區(qū)別和聯(lián)系。

答：①.光合作用的原料是C02和出0,產(chǎn)物是六碳糖和。2,呼吸作用的原料是六碳糖和

。2,產(chǎn)物是C02和出0，可以相互利用；

②.在能量代謝方面，光合作用利用光能發(fā)生水的光解和電子傳遞、光合磷酸化，將

光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽僮兂苫钴S的化學(xué)能（ATP,NADPH-同化力）而應(yīng)用于碳同化途徑（卡

爾文循環(huán)），即將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的化學(xué)能，貯存在糖的化學(xué)鍵中。呼吸作用在細(xì)

胞質(zhì)中通過EMP、PPP途徑形成NADH和NADPH；在線粒體中發(fā)生氧化磷酸化，由ADP和

Pi形成ATP。光合作用所需的ADP和輔酹NADH+與呼吸作用所需的ADP和NADP+是相同的，

可以相互通用。

③.在物質(zhì)代謝方面，光合作用的卡爾文循環(huán)（RPPP）與呼吸作用的戊糖磷酸途徑（PPP）

基本上是正逆反應(yīng)的關(guān)系，它們的中間產(chǎn)物同樣是三碳糖、四碳糖、五碳糖、六碳糖葡萄糖

及七碳糖。催化各種糖之間相互轉(zhuǎn)變中的酶也是類同的。

9.如何證明植物同化物長距離運輸是通過韌皮部的？

答：環(huán)割樹木枝條（將韌皮部剝?nèi)ヒ蝗Γ?jīng)過一段時間環(huán)割上部枝條正常生長，但由于

有機(jī)物質(zhì)下運受阻，在切口上端積累許多同化物，形成膨大愈傷組織或瘤狀物。

如果環(huán)割較寬，時間久了，根系長期得不到有機(jī)物營養(yǎng)，就會饑餓致死；

如果環(huán)割不寬，時可久了，愈傷組織可以使上下樹皮連接起來，恢復(fù)物質(zhì)運輸能力。

10.同化物在韌皮部的裝載與卸出機(jī)制如何？

答：同化物裝載機(jī)制：裝載是?個高流速、逆濃度梯度進(jìn)行的主動分泌過程，受載體調(diào)節(jié)飛

同化物卸出機(jī)制：觀點①.通過質(zhì)外體途徑的蔗糖，同質(zhì)子協(xié)同運轉(zhuǎn)，機(jī)制與裝載一樣，

是主動過程。

觀點②.通過共質(zhì)體途徑的蔗糖，借助篩管分子與庫細(xì)胞的糖濃度差

將同化物卸出，是一個被動的過程。

11.簡述壓力流動學(xué)說的要點、實驗證據(jù)及遇到的難題。

答：要點：同化物在SE-CC（篩管分子伴胞）復(fù)合體內(nèi)隨著液流的流動而流動，而液流的

流動是由于源庫兩端之間SE-CC復(fù)合體內(nèi)滲透作用所產(chǎn)生的壓力勢差所引起的。

實驗證據(jù)：①.白蠟樹干實驗：在正常狀態(tài)下，隨著樹干距地面高度的增加，韌皮部

汁液中各種糖濃度也在增加，濃度差與有機(jī)物運輸相一致；秋天落葉后，濃度差消失，有機(jī)

物運輸停止；新梢發(fā)出后，濃度差恢復(fù)的同時，運輸也隨著恢復(fù)。

②.好蟲吻刺法證明篩管汁液的確存在正壓力，因為篩管汁液會通過蜥蟲吻

刺不斷地流出。

難題：①.篩管細(xì)胞內(nèi)充滿了韌皮強白和肌臟質(zhì)阻力很大，要保持糖溶液如此快速的

流速，所需壓力勢差要比篩管實際壓力差大得多；

②.這一學(xué)說對于同一篩管內(nèi)物質(zhì)雙向運輸?shù)氖聦嵑茈y解釋。

12.試述同化物運輸與分配的特點和規(guī)律。

答：①.優(yōu)先供應(yīng)生長中心;②.就近供應(yīng)，同側(cè)運輸;

③.功能葉之間無同化物供應(yīng)關(guān)系；④.同化物和營養(yǎng)元素的再分配與再利用。

13.試?yán)L制一般植物的光強-光合速率曲線，并對曲線的特點加

以說明。

答：在暗中葉片無光合作用，只有呼吸作用釋放CO?（圖中

的OD段為呼吸速率）。隨著光強度的增高，光合速率相應(yīng)提高，

當(dāng)達(dá)到某一光強度使，葉片的光合速率與呼吸速率相等，凈光

合速率為零，這時的光強段為光補償點。在一定范圍內(nèi)，光合

速率隨著光強度的增加而呈直線增加；但超過一定光強度后，

光合速率增加轉(zhuǎn)慢：當(dāng)達(dá)到某一光強時，光合速率就不再隨光

強度增加而增加，這種現(xiàn)象稱為光飽和現(xiàn)象。光合速率開始達(dá)

到最大值時的光強度稱為光飽和點。

14.目前大田作物光能利用率不高的原因有哪些？（a）比例I汾段（t?過微血段（c）tti和階段

答：①.漏光損失；②.光飽和浪費：

③.環(huán)境條件不當(dāng)級栽培管理不當(dāng)。

15.“光合速率高，作物產(chǎn)量一定高”，這種觀點是否正確？為什么？

答：錯。作物的產(chǎn)量主要是由光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)化而來，提高作物產(chǎn)品的根本途徑是改變植物的

光合性能，組分為光合能刀、光合面積、光合時間、光合產(chǎn)物的消耗和光合產(chǎn)物的分配利用。

16。植物光合速率為什么在強光、高溫和低CO2濃度條件下比C3植物的高？

答：①.G植物存在光呼吸；

②.G植物的光合最適溫度為40℃,而C3為25℃；

③.。植物C0?補償點更低；

17.提高作物產(chǎn)量的途徑有哪些？

答：①.提高光合能力；②.增加光合面積；③.延長光合時間；