课程试卷(含答案)
__________学年第___学期 考试类型:(闭卷)考试 考试时间: 90 分钟 年级专业_____________ 学号_____________ 姓名_____________
1、判断题(10分,每题5分)
1. 种子经过光处理RFRRFRR的萌发率比经光处理RFRRFR的低。( )[扬州大学2019研] 答案:错误
解析:种子经过光处理RFRRFRR的萌发率比经光处理RFRRFR的高。当用红光和远红光交替照射时,种子的萌发状况取决于最后照射的是红光还是远红光,前者促进萌发,后者抑制萌发。
2. 低浓度CO2促进气孔关闭,高浓度CO2能使气孔迅速张开。( )[扬州大学2019研] 答案:错误
解析:低浓度CO2促进气孔张开,高浓度CO2能使气孔迅速关闭。抑制机理是CO2融水之后呈酸性,保卫细胞pH下降,水势上升,保卫细胞失水,必须在光照一段时间待CO2逐渐被消耗后,气孔才迅速张开。
2、名词解释(55分,每题5分)
1. 同化力
答案:同化力是指ATP(腺苷三磷酸)和NADPH(还原态烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸,还原型辅酶Ⅱ)。它们是由类囊体反应中产生的含能物质,具有同化C02为有机物的能力,所以被称为同化力。 解析:空
2. 光饱和点[华中农业大学2018研]
答案:光饱和点是指植物光合作用达到光饱和现象时的光照强度。一般阴地植物或阴生叶在光照强度不到1万勒即达到光饱和;而C4植物在10万勒(中午阳光直射时)尚未达到饱和;C3植物的光饱和点一般在3万~5万勒,随植物种类和生长环境而异。 解析:空 3. 生理休眠
答案:生理休眠是指在适宜的环境条件下,因为植物本身内部的原因而造成的休眠,如刚收获的小麦种子的休眠。 解析:空 4. 易化扩散
答案:易化扩散又称协助扩散,是小分子物质经膜转运蛋白顺化学势梯度或电化学势梯度跨膜运转的过程。膜运转蛋白可分为通道蛋白和载体蛋白。
解析:空 5. 偏向受精
答案:偏向受精是指同一花粉粒中的两个精细胞在双受精过程中,其中一个精细胞只能与卵细胞融合,而另一个精细胞只能与中央细胞融合的现象。 解析:空
6. 离子拮抗[沈阳农业大学2019研]
答案:培养植物的溶液中只有单一种金属离子时,常对植物起有害作用,若加入含其他金属离子的盐类,即能减弱或消除这种单离子的毒害作用,这种现象称为离子拮抗。一般表现同族离子间不发生拮抗,不同族离子间才表现拮抗作用,离子价数愈高,拮抗作用愈强 解析:空
7. 衬质势(matrix potential)
答案:衬质势是指由于细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值,以负值表示,符号为ψm。 解析:空
8. 离区与离层
答案:离区是指分布在叶柄、花柄、果柄等基部一段区域中经横向分裂而形成的几层细胞。离层是离区中发生脱落的部位。 解析:空
9. 光形态建成
答案:光形态建成是指由光调节植物发育和控制形态建成的过程,或称为光控发育作用。 解析:空
10. 偏上生长[扬州大学2019研]
答案:偏上生长是指在形态上或生理上具有正反面的植物器官(叶和侧枝等)的向上生长(向轴侧)快于向下(背轴侧)生长,而显示向上凸出的弯曲现象。乙烯对茎和叶柄都有偏上生长的作用,从而造成茎的横向生长和叶片下垂。 解析:空
11. 戊糖磷酸途径
答案:戊糖磷酸途径(PPP)是指在细胞质内进行的葡萄糖直接氧化降解为二氧化碳的酶促反应过程。亦简称HMP。 解析:空
3、填空题(15分,每题5分)
1. 植物细胞处于临界质壁分离时其水势ψw=;当吸水达到饱和时其水势ψw=。[浙江农林大学2012研] 答案:渗透势|0
解析:植物细胞质壁分离临界期是水势等于渗透势,吸收饱和后水势为0,不再从外界吸收水分。
2. 在必需元素中,金属元素与生长素合成有关,而和则与光合作用分解水,释放氧气有关。[浙江农林大学2012研] 答案:锌|锰|氯
解析:在必需元素中,金属元素Zn与生长素合成有关,而Mn和Cl则与光合作用分解水,释放氧气有关。
3. C4植物的Rubisco主要位于细胞中,而PEP羧化酶则分布在细胞。[南京林业大学2013研] 答案:维管束鞘|叶肉 解析:
4、实验题(15分,每题5分)
1. 举例说明光呼吸的测定方法和原理。 答案: 测定光呼吸的方法及其原理: (1)测定高、低氧下光合速率的差值
当大气中含氧量从21降至1~3时,植物的净光合率增高30~50,增加的这部分代表在高氧条件下光呼吸的消耗。 (2)测定叶片在光下的吸氧量
在光下测定在无CO2空气中叶片的吸氧量;或用180标记,测定叶片在光下对180的吸收速率。 (3)测定无CO2空气中的CO2释放
光下通入无CO2的气体到叶室中,测定叶片CO2释放量。
(4)测定从光转暗后的CO2猝发
将植物叶片放入叶室,光照一段时间后停止,则有CO2释放高峰。 解析:空
2. 现配制了4种溶液(如下表所示),每种溶液的总浓度相同,将已经发育的小麦种子放到这些培养液中。14d后测定的数据如下表所示。请简要分析实验结果及产生的原因。
答案: (1)试验结果表明
植物培养于单盐溶液中可导致植物受到单盐毒害,不利于根系生长。单盐毒害是指植物当培养在仅含有1种金属盐类溶液中,将很快积累金属离子,并呈现出不正常状态,致使植物死亡的现象。 (2)产生单盐毒害的原因
不同的离子间有拮抗作用,能够相互消除单盐毒害的现象,有利于根系生长。植物只有在含有适当比例的多盐溶液中才能正常生长发育。 解析:空
3. 列举3例快速检测种子生活力的方法,简述其原理。 答案: 快速检测种子生活力的方法及其原理 (1)氯化三苯基四氮唑(TTC)法
活种子的胚在呼吸作用过程中能进行氧化还原反应,死种子则无此反应。利用活组织还原能力,当TTC渗入种胚的活细胞后,无色的TTC被还原为红色的TTF;如果种胚死亡或种胚生活力衰退,则不能
染色或染色较浅,根据种胚染色的部位或染色的深浅程度来鉴定种子的生活力。
(2)溴麝香草酚蓝(BTB)法
活种子进行呼吸作用呼吸空气中的O2,放出CO2。CO2溶于水成为H2CO3,H2CO3解离为H+和HCO3-,使得种子周围环境的酸度增加。BTB法通过测定酸度的变化来判断种子活性。BTB变色范围为pH6.0~7.6,酸性呈黄色,碱性呈蓝色,中间经过绿色(变色点为pH7.1)。色泽差异显著,易于观察。 (3)红墨水法
利用生活原生质膜的选择透性,死种胚细胞膜结构破坏,通透性增大,根据种胚染色情况,鉴定种子生活力。 (4)荧光法
利用种子中含有在紫外光下可发出荧光的物质(如某些黄酮类、香豆素类、酚类等),在种子衰老时,这些荧光物质的结构和成分发生变化,根据荧光物质的改变,判断种子的生活力。 (5)负电测定法
利用种子的带电性,质量好的种子不带电,通过电场时不受电场的吸引;否则种子带电,通过电场时会被吸向负极或正极。 (6)X射线测定法
用X射线照相,观察种子胚是否已填满胚腔。根据胚长与胚腔比值鉴定种子生活力,比值高为高活力。 (7)电导率法
利用细胞膜的完整性,凡细胞膜完整性差的,则活力低,进入水
中的化合物也多(包括氨基酸、有机酸、糖及其他离子等)。电导率高的是低活力种子,电导率低的是高活力种子。 解析:空
5、简答题(40分,每题5分)
1. 简述植物体内同化物运输的途径、方向和形式及其研究方法。 答案: (1)同化物运输的途径
同化物的运输部位是韧皮部,主要运输组织是筛管和伴胞,即韧皮部的筛管是同化物运输的主要途径。 (2)同化物运输的方向
同化物运输方向为双向运输,也可横向,运输的方向从源向库。 (3)同化物运输的形式
主要包括糖、氨基酸、激素和一些无机离子。①蔗糖是最主要的运输物质,除蔗糖外,有些植物中还有棉子糖、水苏糖、毛蕊花糖及糖醇等。②氨基酸中主要是谷氨酸、天冬氨酸及其酰胺。③生长素、赤霉素、细胞分裂素和脱落酸等也在韧皮部中运输。④筛管中的无机离子有钾、镁、磷和氯。 (4)同化物运输的研究方法 a.同位素示踪法
将标记的离子或有机物用注射器等器具直接引入特定部位。 b.蚜虫吻刺法
蚜虫吻刺法是利用刺吸性昆虫口器吻针收集韧皮部汁液的方法,刺吸性昆虫口器可分泌果胶酶帮助其吻针刺入韧皮部筛管分子,当昆
虫吻针刺入韧皮部筛管分子之后用二氧化碳将其麻醉,切除母体而留下吻针。由于筛管正压力存在,韧皮部汁液可以持续不断地从吻针流出。 解析:空
2. 简述拟南芥中乙烯的信号转导途径。 答案: 拟南芥中乙烯信号转导途径为:
(1)利用拟南芥突变体对乙烯受体的研究取得了较大进展,现已证明,乙烯受体家族成员包括ETR1、ETR2、ERS1、ERS2和EIN4等,具有两个共同的功能结构域:氨基端具有一个亲脂性的乙烯结合区,羧基端具有一个组氨酸激酶结构域。
(2)乙烯与内质网膜上的乙烯受体ETR1结合后,组氨酸激酶被激活并进行自我磷酸化,通过磷酸化级联反应将信号传递给CTR1。CTR1由氨基端和类似于哺乳动物Raf的丝苏蛋白激酶的羧基端组成,氨基端可与内质网上的乙烯受体羧基端相互作用,间接结合到内质网上形成ETR1CTR1复合体进而负调控乙烯反应。
(3)跨膜蛋白EIN2是位于受体ETR1CTR1复合物下游的乙烯信号转导途径中的第一个正调控组分,被激活的EIN2继续将信号传递到细胞核中的转录因子EIN3,EIN3能结合ERF1基因的启动子元件,即初级乙烯应答元件,诱导ERF1及其他乙烯反应基因的表达。 (4)乙烯与ETR1等受体的结合需辅助因子铜的作用。银离子可以取代铜离子与乙烯受体结合,使得乙烯与受体结合时的结构发生异
常变化,抑制乙烯受体的信号转导。银离子虽然并不抑制乙烯的生物合成,却是乙烯生理作用最有效的抑制剂。 解析:空
3. 何谓种子休眠?种子休眠有何生物学意义? 答案: (1)种子休眠的定义
种子休眠是指种子在成熟后,在适宜的萌发的条件下不萌发,经过一定的时间后才能萌发的现象。根据种子休眠产生的时间可分为初生休眠(收获时即已具有的休眠现象)和次生休眠(原来无休眠或解除休眠后的种子由于高湿、低氧、高二氧化碳、低水势或缺乏光照等不适宜环境条件的影响诱发的休眠)。 (2)种子休眠的生物学意义
①种子休眠是植物发育过程中生长的暂停现象,是植物经过长期演化而获得的一种对环境条件及季节性变化的生物学适应性,有利于种子的生存和繁衍。
②植物生活在冷、热、干、湿季节性变化很大的气候条件下,种子在气候不利的季节到来之前进入休眠状态,可避免以生命活动旺盛、易受逆境伤害的状态度过寒冷、干旱等严酷时期。对于高纬度冬季寒冷的地区和低纬度旱季缺水的地区,休眠都有重要的适应意义。 ③在农业生产上可避免成熟时遇雨穗发芽,丰产丰收,减少贮藏时损失。 解析:空
4. 植物组织中游离脯氨酸测定的原理是什么?脯氨酸含量与植物的抗逆性之间的关系怎样?
答案: (1)植物组织中游离脯氨酸测定的原理
采用磺基水杨酸提取植物体内的游离脯氨酸。在酸性条件下,脯氨酸与茚三酮反应生成稳定的红色缩合物,用甲苯萃取后,此缩合物在波长520nm处有一最大吸收峰。脯氨酸浓度的高低在一定范围内与其光密度成正比。
(2)脯氨酸含量与植物的抗逆性之间的关系
在逆境胁迫下,脯氨酸合成加强;脯氨酸氧化作用受抑,中间产物还会逆转为脯氨酸;干旱抑制了蛋白质合成,抑制脯氨酸掺入蛋白质的过程三个原因导致脯氨酸的含量升高。脯氨酸的含量越高,植物的抗逆性越强。几乎所有的逆境都会造成植物体内脯氨酸的累积,尤其干旱胁迫时脯氨酸累积最多。 解析:空
5. 简述乙烯的生理作用。 答案: 乙烯的生理作用如下:
(1)大多数双子叶植物黄化幼苗经微量乙烯处理后发生“三重反应”。抑制茎的伸长生长;促进上胚轴的横向加粗;茎失去负向地性而产生横向生长。
(2)在淹水情况下,乙烯能诱导一些水生植物茎的伸长。 (3)乙烯打破植物种子和芽的休眠、抑制许多植物开花,但能诱导菠萝、芒果等植物开花。
(4)乙烯对植物器官的脱落有极显著的促进作用。 (5)促进果实成熟、促进叶片衰老。
(6)在雌雄异花同株植物中可以在花发育早期改变花的性别分化方向。 解析:空
6. 简述植物组织培养的理论依据、技术条件及其应用。 答案: (1)植物组织培养的理论依据
植物组织培养是指植物的离体器官、组织或细胞在人工控制的环境下培养发育再生成完整植物的技术。理论依据是植物细胞具有全能性。植物细胞具有全能性是指生活的植物细胞中含有植物发育所需的所有遗传信息,具有发育成完整植株的能力,在适宜的条件下可以发育成完整的植株。
(2)组织培养的技术条件
要求严格的灭菌条件。组织培养的具体操作过程包括培养基制备、植物材料的消毒、接种、适宜条件下培养、继代培养、无性繁殖系的建立、小苗移栽等,其中培养基制备、植物材料的消毒和接种过程是组织培养操作过程中的关键所在。 (3)组织培养的应用 ①基础研究;
②无性系的快速繁殖及工厂化生产; ③培育无病毒种苗;
④新品种培育,利用原生质体融合和体细胞杂交可获得远缘杂交
种;
⑤种质贮存;
⑥药用植物和次生物质的工业化生产等。 解析:空
7. 逆境下植物体内脯氨酸的积累有什么生理意义?[农学联考2017研]
答案: 脯氨酸(Pro)是多种植物体内最有效的一种亲和性渗透调节物质。多种逆境下,植物体内都会累积Pro,尤其干旱胁迫时Pro累积最多,可比原始含量增加几十倍到几百倍。积累Pro的生理意义有:
(1)作为渗透调节物质,降低细胞渗透势,维持细胞膨压。 (2)脯氨酸与蛋白质相互作用,增加蛋白质水合能力。 (3)脯氨酸的合成可减少逆境下产生的游离氨的毒害作用;逆境解除后,脯氨酸还可以作为植物直接利用的氮源。 解析:空
8. 简述生产中发挥肥效的措施。 答案: 生产中发挥肥效的措施有:
(1)施肥应根据作物的种类、不同生育期以及作物生产的目的等采取适当的相应措施,注意各种养分间的平衡,做到合理施肥。 (2)适当灌溉,肥水适当配合增加肥效,水分亏缺影响肥效。 (3)适当深耕,促进根系生长,增大吸肥面积。 (4)改善施肥方式,根外施肥是重要的措施之一。
解析:空
6、论述题(25分,每题5分)
1. 为什么在光下和在暗中生长的植物有不同的形态?
答案: 在光下和在暗中生长的植物有不同的形态的原因如下: (1)生长发育的重要因子
光是一切生物赖以生存的主要能量来源,绿色植物通过光合作用利用光能将无机物同化为有机物,以化学能形式贮存能量,为自身或其他生物所利用;同时,光作为一种环境信号参与调控植物的发育过程,从种子萌发、幼苗生长到植物的生殖、衰老和休眠的各个阶段,从基因表达到器官建成的各个水平,光无所不在地起着信号开关的作用。光是影响植物生长发育最重要的环境因子之一。 (2)暗形态建成
暗形态建成又称黄化现象,是指黑暗中生长的双子叶植物幼苗的根发育减缓,下胚轴伸长,茎细长柔弱,顶端弯勾不伸直,叶片小且不扩展,缺乏叶绿素而呈白色或黄色,叶绿体发育不正常,许多酶的活性也低;黑暗中生长的单子叶植物上胚轴或第一节间特别长,叶片卷紧不伸展的现象。 (3)光形态建成
光形态建成是指在光下生长的植物,下胚轴弯钩伸直,叶片展开,叶绿体发育完善,合成叶绿素,叶片转绿,能正常进行光合作用以获得碳素和能量,使植物生长正常而强壮,与光合作用相比,这是一种低能量反应,只需较弱的、短时间的光照,通过对膜功能的影响、诱
导基因表达等一系列细胞反应,就能导致明显的细胞分化、结构和功能的变化,表现于组织和器官建成等形态变化的现象。 (4)光信号转换
植物由光受体感知光的信号,然后通过胞内信使的传导,将光信号转换为生理反应,最终表现为发育的光形态建成。目前所知植物的光受体包括3类:光敏色素、蓝光紫外光A受体和紫外光A受体。 光敏色素是光调节自磷酸化的苏氨酸丝氨酸激酶。红光使其残基磷酸化,而后再使其他蛋白质发生磷酸化而活化,进而启动或抑制胞质或核内的正、负调控因子的基因表达。光敏色素在转录水平调控细胞内多种酶,最终影响光形态建成。 解析:空
2. 试讨论衰老的调控机制。 答案: 衰老的调控机制包括: (1)营养物质的变化诱导衰老
由于生殖器官对营养物质的竞争力较强,一次性开花的一些植物在开花结实后,大量养分从营养器官运入生殖器官被再利用,致使营养器官衰老。糖含量的变化是诱导衰老的信号分子。 (2)自由基和活性氧加速衰老
①自由基又称活性氧(ROS),是指具有不成对电子的原子、分子或离子。生物体内存在并影响衰老的自由基有羟自由基(·OH)、烃氧基(RO·)、超氧阴离子自由基(O2-)、超氧物自由基(HOO·和ROO·)、单线态氧(1O2·)等,其均含氧,且比氧更活
泼。植物体内生物大分子的降解会导致ROS的释放。
②ROS对植物产生氧化伤害作用是多方面的:促进许多重要酶如Rubisco和谷氨酰胺合成酶等的降解;诱导脂质过氧化反应,影响膜的结构和功能;加速乙烯的生成;参与衰老基因表达的信号转导过程等,从而促进植物的衰老。
③正常情况下,在植物体内存在自由基清除剂,如超氧物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)、维生素E、维生素C和谷胱甘肽等。植物体内自由基清除剂可随时清除体内产生的自由基,但一旦植物体内抵御氧化伤害的机制效率下降,或产生活性氧的能力增加,二者失去平衡,自由基积累,会加速衰老。 (3)激素对衰老的调控
①乙烯是诱导衰老的主要激素,乙烯是果实成熟的促进因子,乙烯也促进叶片的衰老。乙烯是叶片衰老的调控因子,乙烯的存在加速叶片的衰老,但乙烯不是诱导衰老的启动因子,乙烯不引起幼嫩叶片的衰老,叶片只有发育到一定阶段后才对乙烯信号产生反应。 ②细胞分裂素延缓衰老,由于细胞分裂素可吸引营养物质,细胞分裂素延缓叶绿素和蛋白质降解,维持Rubisco和PEPC的活性,保护膜的完整性,维持SOD和CAT的活性;同时,细胞分裂素可刺激多胺的形成,多胺抑制ACC合酶的形成,减少乙烯的生成,可清除自由基。
③GA能阻止叶绿素和蛋白质降解,并清除自由基,延缓衰老。ABA可抵消细胞分裂素和GA的作用,促进衰老。 (4)胁迫对衰老的影响
病原菌侵染、水分胁迫、由臭氧和UVB诱导的氧化胁迫等可诱导植物体在还未成熟就发生衰老。不同胁迫反应的信号途径与衰老相关基因的表达有明显交叉,如SA、JA和乙烯信号分子参与调控植物对病原菌反应及环境胁迫反应的基因表达,这些途径也参与调控衰老过程的基因表达。
(5)遗传控制对衰老的影响
衰老是遗传程序控制的主动发育进程,在衰老早期,叶片中多数mRNA水平显著下降,如编码与光合作用有关的多数蛋白质的基因,随着叶片衰老而表达急剧下降。另一类基因在衰老时被诱导表达,这类基因编码的蛋白质主要参与大分子的降解、氧化代谢的解毒、防卫机制的诱导以及信号和调控反应等,使细胞的代谢活动从合成代谢为主转向降解代谢为主。如催化乙烯生物合成的ACC合酶和ACC氧化酶的基因表达增强,产生大量乙烯;谷氨酰胺合成酶的基因表达增强,参与降解物的转化与再分配。 解析:空
3. 论述植物细胞膜转运蛋白对矿质元素的转运机理。 答案: 植物细胞膜转运蛋白对矿质元素的转运机理为:
(1)细胞膜上离子运输蛋白包括通道蛋白、载体蛋白、离子泵。 ①离子通道是细胞膜上由通道蛋白形成的跨膜孔道结构,控制离子通过细胞膜。离子通道对离子运输有选择性,顺电化学势梯度进行,不消耗代谢能量,是一种被动的、单方向跨膜运输,属于简单扩散。 ②离子载体是一类跨膜运输的内在蛋白,在跨膜区域不形成明显
的孔道结构。载体蛋白的活性部分选择地与质膜一侧的离子和溶质结合,载体蛋白的构象发生变化,将离子或溶质自膜的一侧运至另一侧。这种离子跨膜运输方式属于易化扩散。载体蛋白可分为3种类型:单向转运体、同向转运体和反向共转运体。
a.单向转运体催化分子或离子单向跨膜运输,质膜上已知的单向转运体有Fe2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+等载体。
b.同向共转运体是转运体与质膜外侧的H+结合的同时,又与另一个分子或离子结合,同向运输。
c.反向共转运体是转运体与质膜外侧的H+结合的同时,又与质膜内侧的分子或离子结合,两者朝相反方向运输。
③离子泵也是膜内在蛋白,运输过程需要消耗代谢能量,能量来源于水解ATP。被运送的离子是逆电化学势梯度进行的。植物细胞质膜上的离子泵主要有H+ATPase(质子泵)和Ca2+ATPase(钙泵)。
(2)被动运输是指离子的跨膜运输不消耗代谢能量,而且离子的运输方向是顺电化学势梯度进行的。主动运输需要消耗代谢能量,被运送的离子的方向是逆电化学势梯度进行的。主动运输又可分为初始主动运输和次级主动运输,由H+ATPase运送质子的过程是初始主动运输,由H+ATPase活动所建立的跨膜质子电化学势梯度所驱动的其他离子的跨膜运输过程是次级主动运输。次级主动运输是一种共运输过程,共运输包括同向共运输和反向共运输。 ①离子通过离子通道的跨膜运输是被动运输过程。 ②离子通过离子泵的跨膜运输是主动运输过程。
③离子通过离子载体的运输可以是主动运输,也可以是被动运输。运输的离子顺电化学势梯度进行的跨膜运输为被动运输,运输的离子逆电化学势梯度进行的跨膜运输为主动运输。 解析:空
4. 试述植物响应逆境的一般生理机制。 答案: 植物响应逆境的生理机制有:
(1)调节自身的生长发育使其适应外界环境的变化
逆境条件下植物形态有明显的变化。如干旱会导致叶片和嫩茎萎蔫,气孔开度减小甚至关闭;淹水使叶片黄化,枯干,根系褐变甚至腐烂;高温下叶片变褐,出现死斑,树皮开裂;病原菌侵染叶片出现病斑。
(2)积累保护性物质、膜组分和结构发生改变
①逆境下,质膜透性增大,内膜系统出现膨胀、收缩或破损。当温度下降到一定程度时,膜脂由液晶态变为晶态。膜脂相变会导致原生质流动停止,透性加大。
②膜脂不饱和脂肪酸越多,固化温度越低,抗冷性越强。 ③膜蛋白与植物抗逆性有关。 (3)进行渗透调节
①多种逆境都会对植物产生水分胁迫。水分胁迫时植物体内积累各种有机和无机物质,提高细胞液浓度,降低其渗透势,保持一定的压力势,使植物保持其体内水分,适应水分胁迫环境,即渗透调节。 ②渗透调节是在细胞水平上进行的,植物通过渗透调节可完全或
部分维护由膨压直接控制的膜运输和细胞膜的电性质等,渗透调节在维持气孔开放和一定的光合速率及保持细胞继续生长等方面都具有重要意义。
③渗透调节物质的种类很多,大致可分为两大类。一类是由外界进入细胞的无机离子:K+、Na+、Ca2+、Mg2+、Cl-等;一类是在细胞内合成的有机物质:脯氨酸、甜菜碱、可溶性糖等。 (4)活性氧平衡
当植物受到胁迫时,活性氧累积过多,打破细胞内活性氧的产生和清除的动态平衡状态,导致膜脂过氧化,SOD和保护酶活性下降,产生较多的膜脂过氧化产物;同时增加膜脂的脱酯化作用,最终使膜的完整性被破坏。
(5)激素平衡发生变化
①植物对逆境的适应是受遗传特性和植物激素两种因素制约的。逆境能够促使植物体内激素的含量和活性发生变化,并通过这些变化来影响生理过程。
②在低温、高温、干旱和盐害等多种胁迫下,体内ABA含量大幅度升高,ABA主要通过关闭气孔,保持组织内的水分平衡,增强根的透性,提高水的通导性等来增加植物的抗性。
③乙烯增加,促进器官衰老,引起枝叶脱落,减少蒸腾面积,有利于保持水分平衡。
④叶片缺水时叶内ABA含量的增加和细胞分裂素含量的减少,降低了气孔导性和蒸腾速率。 (6)诱导形成逆境蛋白
逆境蛋白是指逆境诱导形成新的蛋白质(或酶)。逆境蛋白包括:热休克蛋白、低温诱导蛋白、病原相关蛋白、盐逆境蛋白及其他逆境蛋白(如厌氧蛋白、干旱逆境蛋白等)。逆境蛋白是在特定的环境条件下产生的,使植物增强对相应逆境的适应性。 解析:空
5. “根深叶茂”的生理学基础是什么?如何利用根深叶茂这一现象对植物的生长进行调控?[华中农业大学2018研]
答案: 高等植物是由各种器官组成的统一整体,各种器官虽然在形态结构及功能上不同,但它们的生长是相互依赖又相互制约的,称之为相关性。
(1)“根深叶茂”的生理学基础
地下部与地上部存在有物质和信息的交流。地下部是指植物体的地下器官,包括根、块茎、鳞茎等,而地上部是指植物体的地上器官,包括茎、叶、花、果等。地下部与地上部的相关性可用根冠比,即地下部分的质量与地上部分的质量的比值来表示。 地下部与地上部的生长是相互依赖的:
①地下部的根负责从土壤中吸收水分、矿物质、有机质及合成少量有机物、细胞分裂素等供地上部所用。
②根生长所必需的糖类、维生素等需要由地上部供给。 一般而言,植物根系发达,地上部才能很好地生长。所谓“根深叶茂”“本固枝荣”就是这个道理。 (2)对植物的生长进行调控方法
在农业生产上,可用水肥措施、修剪、生长调节剂等来调控作物适宜的根冠比,促进收获器官的生长,以达到增产的目的。 例如,对于收获器官是地下部的作物(甘薯),前期应保证充足的水肥供应,以促进茎叶的生长,加强光合作用;而在后期则应减少氮肥和水分的供应,增施磷、钾肥,以利于光合产物向下运输及淀粉的积累,从而促进薯块长大。 解析:空
7、选择题(28分,每题1分)
1. 植物光呼吸过程中,H2O2的生成部位是( )。[农学联考2017研]
A. 过氧化物酶体 B. 叶绿体 C. 线粒体 D. 细胞质基质 答案:A
解析:光呼吸的过程:首先在叶绿体中,在光照下Rubisco把RuP氧化成磷酸乙醇酸,磷酸乙醇酸在磷酸酶作用下,脱去磷酸而产生乙醇酸;在过氧化物酶体中:①乙醇酸在乙醇酸氧化酶作用下,被氧化为乙醛酸和过氧化氢,在过氧化氢酶的作用下分解,放出氧。②乙醛酸在转氨酶作用下,从谷氨酸得到氨基而形成甘氨酸。在线粒体中两分子甘氨酸转变为丝氨酸并释放O2;丝氨酸又回到氧化物酶体中经转氨
酶催化,形成羟基丙酮酸。羟基丙酮酸在甘油酸脱氢酶作用下,还原为甘油酸。最后甘油酸在叶绿体内经过甘油酸激酶的磷酸化,产生3磷酸甘油酸(PG)。因此答案选。
2. 植物体内,P蛋白存在于( )。[农学联考2017研] A. 管胞 B. 筛管 C. 导管 D. 筛胞 答案:B
解析:P蛋白是一类韧皮部特有蛋白,存在于筛管中,可防止筛管受伤时汁液的流失。在筛管中需要维持较大的压力用于筛管的运输,当筛管发生破裂时,筛管内的压力会将筛管汁液挤出筛管,造成营养物质的流失。在筛管受到伤害时,P蛋白随汁液流动在筛板处堵塞筛孔从而防止汁液的进一步流失。
3. 调控植物顶端优势的主要激素是( )。 A. IAA和乙烯 B. IAA和CTK C. CTK和ABA D. IAA和GA 答案:B
解析:调控植物顶端优势的主要激素是I和TK。生长素(I)促进顶端生长而抑制侧芽的生长,而细胞分裂素(TK)促进侧芽的生长。 4. 植物激素和植物生长调节剂最根本的区别是( )。 A. 二者的分子结构不同 B. 二者的生物活性不同 C. 二者合成的方式不同 D. 二者在体内的运输方式不同 答案:C
解析:植物激素和植物生长调节剂最本质的区别是合成的方式不同,植物激素是植物体内天然存在的,而植物生长调节剂是人工化学合成或从微生物中提取的。
5. 在植物组织培养中,愈伤组织分化根或芽取决于培养基中( )的相对含量。 A. IAAGA B. CTKABA C. IAACTK D. IAAABA 答案:C
解析:组织培养过程中通过在培养基中加入不同种类和比例的生长调节剂,调控愈伤组织的发育的方向。培养基中I和TK比值较高促进愈伤组织分化根,I和TK比值较低促进愈伤组织分化芽。
6. 水通过水通道的跨膜运输属于( )。[农学联考2016研] A. 被动运输,水由Ψw高处运向低处 B. 主动运输,水由Ψw高处运向低处 C. 被动运输,水由Ψw低处运向高处 D. 主动运输,水由Ψw低处运向高处 答案:A
解析:水分子通过水通道蛋白进入细胞的方式是协助扩散,这个过程是需要载体蛋白,但是不消耗能量,顺水势梯度的被动运输。
7. 植物受到逆境胁迫时,体内激素含量会发生变化,其中含量明显增加的是( )。[农学联考2017研] A. 生长素和赤霉素 B. 脱落酸和乙烯 C. 生长素和细胞分裂素 D. 脱落酸和细胞分裂素 答案:B 解析:
8. 在植物生命活动中占有首要的地位,被称为生命元素的是( )。 A. K
B. P C. Ca D. N 答案:D
解析:氮在植物生命活动中占有首要的地位,被称为生命元素,具体体现在:①氮是蛋白质、核酸、磷脂及其他植物生长发育所必需的有机氮化物的构成成分;②氮是许多辅酶和辅基以及叶绿素、光敏色素分子结构的成分;③氮是植物激素、维生素、生物碱等分子结构的成分;④氮是参与物质代谢和能量代谢的P、TP、铁卟啉的成分。这些物质是细胞的结构和功能成分,调控植物的生长发育过程。 9. 能使乙烯利释放出乙烯的pH条件是( )。 A. pH4以上 B. pH3以下 C. pH3.5~4.0 D. pH3~3.5 答案:A
解析:乙烯利在pH值为3以内的酸性条件下稳定,当加水稀释,pH值达到4以上时,会释放出乙烯,且pH值越高,释放乙烯的速度就越快。
10. 干种子的吸水主要依靠( )。 A. 蒸腾作用
B. 渗透势 C. 细胞代谢
D. 衬质势(也称为基质势) 答案:D
解析:衬质势是细胞胶体物质和毛细血管对自由水束缚而引起水势降低的值,以负值表示。未形成液泡的细胞具有一定的衬质势,如干燥种子的衬质势可达100MPa,但是已形成液泡的细胞,其衬质势很大,只有0.01MPa,只占整个水势的微小部分,通常省略不计。干种子吸水主要依靠衬质势。
11. 对气孔运动最为敏感的光是( )。 A. 紫外光 B. 远红光 C. 蓝光 D. 红光 答案:C
解析:蓝光对气孔运动最为敏感。蓝光通过激活保卫细胞质膜中的质子泵和诱导有机溶解物(如蔗糖)的合成来调节保卫细胞的渗透势,从而导致气孔开放。
12. 产于新疆的哈密瓜比种植于大连的甜,主要是由于( )。[沈阳农业大学2019研] A. 土质差异
B. 品种差异 C. 温周期差异 D. 光周期差异 答案:C
解析:新疆地区由于昼夜温差较大,白天温度高,光照强,光合作用也强,合成的有机物多;夜间温度低,呼吸作用弱,消耗的有机物少,因此积累的有机物多,西瓜又大又甜。
13. 在细胞伸长或扩大过程中,参与调节细胞壁松弛的酶主要包括( )。 A. 细胞壁降解酶 B. 果胶酶
C. 木葡聚糖内转葡糖基酶 D. 纤维素酶 答案:C
解析:木葡聚糖内转葡糖基酶(XETs)和扩张蛋白参与调节细胞壁的松弛。XETs可将一条木葡聚糖链切断并重新连接到另一条木葡聚糖链的非还原端,调节细胞生长过程中多糖链的重新排列和新合成的多糖链在细胞壁中的沉积。扩张蛋白通过可逆结合在细胞壁中纤维素微纤丝和多糖链结合的交叉点,催化纤维素微纤丝与多糖间的氢键断裂,解除细胞壁中多糖对纤维素的制约,使细胞壁松弛。 14. 关于环割的作用,错误的说法是( )。
A. 环割主要阻断了叶片形成的光合同化物在韧皮部的向下运输 B. 如果环割适当,切口能重新愈合
C. 环割会导致环割上端韧皮部组织中光合同化物积累引起膨大 D. 若环割太宽,环割上端的组织因得不到光合同化物而死亡 答案:D
解析:环割的切环太宽,切环下又未长出新枝叶,根系长时间得不到地上部分提供的同化物和生理活性物质,而本身贮藏的又消耗殆尽,根无法吸收水肥等,致使整个植物死亡。
15. 下列概念中用来表示库竞争能力的是( )。 A. 库活力 B. 比集运量 C. 库强度 D. 库容量 答案:C
解析:项,库强度是指库竞争能力,库强度=库容量×库活力。项,库容量是指库的总重量(干重)。项,库活力是指单位时间单位干重吸收同化产物的速率。项,比集运量是指单位时间单位韧皮部或筛管横切面积上所运转的干物质的量,用来衡量同化物运输的快慢与数量。 16. 膜脂的饱和脂肪酸含量较高时,植物的( )较强。[华中农业大学2018研] A. 抗寒性
B. 抗旱性 C. 抗涝性 D. 抗热性 答案:D
解析:膜脂液化程度与脂肪酸的饱和程度有关,脂肪酸饱和程度越高,膜热稳定性越好,耐热性越强。因此答案选。 17. 诱导植物开花的主要环境因素是( )。 A. 光照和水分 B. 光照和氧气 C. 温度和水分 D. 光照和温度 答案:D
解析:环境因子中,光对花器官形成的影响最大。植物花芽分化期间,光照时间长,光照强,有机物合成多,有利于开花。温度对植物开花具有重要影响,随温度升高,花芽分化加快。 18. 植物受到盐胁迫时,光合速率( )。 A. 变化不大 B. 上升 C. 不确定 D. 下降
答案:D
解析:植物受盐胁迫时,体内代谢的总趋势是呼吸消耗量多,光合速率下降,净光合生产率低,不利于植物生长。 19. LEA蛋白的合成主要受( )调控。 A. GA B. ABA C. CTK D. ETH 答案:B
解析:对种子的发育和成熟具有重要的生理作用,促进种子胚胎发育后期高丰度表达蛋白(LE蛋白)基因的表达,LE蛋白具有极强的亲水性和热稳定性,保护细胞膜不受脱水的伤害,促进种子胚胎发育后期耐干旱性的形成。
20. 膜脂中( )与总脂肪酸的相对比值,可作为衡量植物抗冷性的生理指标。 A. 脂肪酸链长 B. 饱和脂肪酸 C. 不饱和脂肪酸双键 D. 不饱和脂肪酸 答案:D
解析:膜脂中不饱和脂肪酸与总脂肪酸的相对比值,可作为衡量植物抗冷性的生理指标。主要因为:①膜脂中不饱和脂肪酸含量越高,膜的流动性越强,相变温度越低。②膜的流动性是膜具有正常功能的必要条件。膜脂中不饱和脂肪酸含量高的植物,在较低温度下膜系统仍能保持流动性,维持其基本的生理功能,因此抗寒性强。 21. 植物根部吸水主要发生于( )。 A. 根毛区 B. 微管组织 C. 木质 D. 韧皮部 答案:A
解析:水的吸收主要发生在根毛区和伸长区,特别是根毛区。根毛扩大了根吸收水分的面积,与土壤颗粒紧密接触,有利于水分的吸收。 22. 花粉壁中主要的一类酶是( )。 A. 水解酶 B. 连接酶 C. 异构酶 D. 转移酶 答案:A
解析:花粉外壁有来自孢子体绒毡层的糖蛋白,具有种的特异性,在授粉时与柱头相互识别。花粉内壁的蛋白来自配子体本身,是在花粉发育过程中形成的,主要是与花粉萌发和花粉管生长有关的水解酶类。花粉壁蛋白是花粉参与识别雌蕊组织的主要物质。
23. 植物组织培养中,愈伤组织分化根或芽取决于培养基中( )两种激素的比例。[华中农业大学2018研] A. IAAABA B. IAAGA C. CTKABA D. CTKIAA 答案:D
解析:植物组织培养中,愈伤组织分化根或芽取决于培养基中TK和I两种激素的比例。TKI比值高时,芽分化;比值低时根分化;比值中等时不分化。因此答案选。
24. 促进植物叶子气孔关闭的激素是( )。[沈阳农业大学2019研] A. IAA B. CTK C. GA3 D. ABA 答案:D
解析:植物激素中的细胞分裂素促进气孔的张开;而脱落酸则促进气孔的关闭。
25. 在维管植物的较幼嫩部分,( )亏缺时,缺乏症首先表现出来。[华中农业大学2018研] A. N B. K C. Ca D. P 答案:C
解析:a在植物体内不易移动,不能重复利用,缺素的症状首先在幼嫩部位出现。因此答案选。
26. 光敏色素参与植物的多种生理反应,但下列生理过程中,不受光敏色素控制的是( )。 A. 叶片的脱落 B. 植物的向光反应 C. 植物的开花 D. 需光种子的萌发 答案:B
解析:光敏色素参与植物的多种生理反应。三项,需光种子的萌发、长日植物开花、叶片的脱落都需要光敏色素的参与。项,植物向光反应的光受体是向光素,不受光敏色素控制。
27. 在正常情况下,植物细胞内能够彻底降解葡萄糖的主要途径是( )。 A. TCA B. PPP C. EMP D. EMPTCA 答案:D
解析:在植物体内存在着EMPT、PPP、无氧呼吸、光呼吸、乙醛酸循环等呼吸途径,正常情况下,EMPT途径是植物呼吸作用中底物氧化分解的主要途径,大部分植物组织或细胞中糖的氧化分解主要通过该途径进行。
28. 花粉落在柱头上的事件称为( )。 A. 花粉的萌发 B. 识别作用 C. 授粉 D. 受精作用 答案:C
解析:项,授粉是指花粉传递到柱头的过程。项,受精作用是指精子与卵细胞融合成为受精卵的过程。项,花粉的萌发是指通过传粉作用,传送到雌蕊柱头上的花粉粒,在与柱头相互作用下,经萌发孔长出花
粉管的过程。项,识别作用是指花粉落在柱头上后,花粉与柱头间的信息传递与交换的过程。
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