光形态建成光对植物生长的影响间接影响主要通过光合作用
第八章-植物的光形态建成
营养定向运输学说 顶芽构成了“营养库”，垄断了大部分营养物质。 激素学说 植物的顶端优势与IAA有关。主茎顶端合成的 IAA向下极性运输，在侧芽积累，而侧芽对IAA的 敏感性比茎强，因此侧芽生长受到抑制。 研究表明，顶端优势的存在受多种内源激素的调控。
Bangerth（1989）提出了原发优势 （Primigenic dominance）假说
重新大量吸水，是与代谢作用 紧密相关的渗透性吸水。
2. 呼吸作用的变化和酶的形成
初期的呼吸主要是无氧呼吸，而随后是有氧呼吸。
萌发种子酶的来源有两种：
（1）从束缚态酶释放或活 化而来；如支链淀粉葡萄糖 苷酶，出现早。
（2）诱导合成的蛋白质形 成新的酶。如а－淀粉酶、 蛋白酶、核酸酶，出现晚。
3.内源激素的调节
地下部分为地上部分提供水分、 矿质、氮素、氨基酸以及根部合 成的激素等。
在水分、养料供应不足的情况 下，常常由于物质竞争而相互 制约。
3.根冠比（R/T）
地上部与地下部的关系常用根/冠比表示。 根冠比（R/T）：指植物地下部与地上部的重量比。
凡是影响地上部与地下部生长的因素都会影响根冠比。
（1）土壤水分状况 水分不足，R/T ;水分过多，R/T
S型曲线可分为三个阶段：
①对数期（logarithmic growth phase），细胞随时间而呈对数增加；
器官生长初期，细胞主要处于分生期，细胞 数量增多，单物质积累和体积增大较少，生 长较慢。
②线性期（linear growth phase），生长继续以恒定速 率（通常最高速率）增加；
细胞伸长和扩大为主，体积迅速增大，生长最快。
要点：器官发育的先后顺序可以决定各器官间的优势顺序， 即先发育器官的生长可抑制后发育器官的生长。
植物生理生化简答题论述题集
1、种子萌发时发生了哪些生理生化变化？（一）种子吸水分为三个阶段：急剧吸水阶段—吸胀性吸水，吸水停顿阶段，胚根出现，大量吸水阶段—渗透性吸水（二）呼吸作用的变化：在吸水的第一和第二阶段进行无氧呼吸；吸水的第三阶段进行有氧呼吸，大量产生ATP。
（三）酶的变化1、酶原的活化：种子吸胀后立即出现，如：β-淀粉E。
2、重新合成：如α-淀粉E，两种途径：（1）活化长寿的mRNA →新蛋白质→新酶（2）新合成的mRNA→新蛋白质→新酶（四）储存物质的动员（五）含磷化合物的变化（六）植物激素的变化：ABA等抑制剂下降，IAA、GA、CTK增多2、试述光对植物生长的影响。
间接影响：（1）光合作用合成的有机物是植物生长的物质基础。
（2）光合作用转化的化学能是植物生长的能量来源。
（3）加速蒸腾，促进有机物运输。
直接影响：①光抑制茎的生长：a、光照使自由IAA转变为结合态IAA。
b、光照提高IAA氧化E 活性，加速IAA的分解。
②光抑制多种作物根的生长：光可能促进根内形成ABA，或增加ABA活性。
③光形态建成(光控制植物生长、发育与分化的过程)3、植物生长的相关性表现在哪些方面？根冠比的大小与哪些因素有关？相关性：植物各部分间的相互制约与协调的现象。
（一）地下部与地上部的相关1、相互依赖—有机营养物质和植物激素的交流“根深叶茂本固枝荣”根供给地上部生长所需的水分、矿物质、少量有机物、CTK和生物碱等。
而地上部供给根生长所需的糖类、维生素、生长素等2、相互制约—对水分、营养的争夺影响根冠比的因素：（1）水分：土壤缺水R/T 增；水分充足R/T减（2）矿物质N多，R/T减；缺N，R/T 增；P、K充足，R/T增；（3）温度较低温度时，R/T增4、高山上的树木为何比平地的矮小？高山上云雾稀薄，光照较强，强光特别是紫外光抑制植物生长高山上水分较少；土壤较贫瘠；气温较低；且风力较大，这些因素不利于树木纵向生长。
5、向光性产生的原因是什么？对向光性最有效的光是什么光？感受光刺激的受体是什么？答：向光性：指植物随光的方向而弯曲的能力。
光对植物的影响
摘要光作为环境信号作用于植物，是影响植物生长发育的众多外界环境（光、温度、重力、水、矿物质等）中最为重要的条件。
其重要性不仅表现在光合作用对植物体的建成的作用上，光还是植物整个生长和发育过程中的重要调节因子。
光通过影响光合作用、光形态建成和光周期来调节植物的生长发育，因所处气候带不同或季节变化等原因，农作物不可避免的生长在弱光逆境中，农作物长期的弱光生长会导致植株营养体不健壮、落花落果严重、果实发育缓、含糖量降低、产量下降、品质变劣。
我在这里主要讨论的是光对植物生长发育的影响，即光作为调节因子的影响；但实际上光合作用是贯穿植物体后期生长发育的整个过程的，是生长发育的基础，通过在植物体幼苗分化、营养生长中起作用而影响植物生长发育。
关键词：光照；植物；生长发育；呈色反应1 光照在植物生长发育各个阶段的作用1.1 种子的成熟过程种子的形成和成熟过程实质上是指胚由小变大，营养物质在种子中变化和积累的过程。
主要是把葡萄糖、蔗糖和氨基酸等小分子物质合成为淀粉、蛋白质和脂肪等高分子有机物质，并积累在子叶和胚乳中。
这些物质由光合作用产生，因此光照强度直接影响种子内有机物质的积累。
如小麦籽粒2/3的干物质来源于抽穗后叶片及穗子本身的光合产物，此时光照强，叶片同化物多，输入到籽粒的多，产量就高。
在小麦灌浆期一遇到连着好几天阴天，籽粒重明显地减小而导致减产。
此外，光照也影响籽粒的蛋白质含量和含油率。
1.2 种子萌发过程种子萌发必须有适当的外界条件，即足够的水分、充足的氧气和适当的温度。
这三者是同等重要、缺一不可的。
光对一般的植物种子萌发没有什么他特别的影响，但有些植物的种子的萌发是需要光的，这些种子叫做需光种子，如莴苣、烟草等的种子。
还有一些萌发时不需要光的种子称为嫌光种子。
近年的研究表明，种子的休眠和萌发对某些波长的光较敏感，主要是红光、远红光和蓝光。
这些种子的这种需光萌发性与种子内的光敏色素有关，隐花色素对种子的休眠也有一定的调节作用，主要是光敏色素的作用。
光线对植物生长和形态的影响
光线对植物生长和形态的影响光线是植物生长过程中至关重要的因素之一，它不仅能为植物提供能量，还对植物的生长和形态产生重要影响。
在不同的光照条件下，植物的生长速度、形态特征以及生理代谢等方面都会发生变化。
首先，光照对植物的生长速度起着至关重要的作用。
植物通过光合作用将光能转化为化学能，供给自身生长发育所需。
在光照充足的条件下，植物能够更好地进行光合作用，从而促进光合产物的合成和储存，进一步提高植物的生长速度。
相反，在光照不足的情况下，植物的光合作用能力受限，生长速度会受到抑制。
因此，在栽培植物时，合理控制光照条件是促进植物生长的重要手段之一。
其次，光照还对植物的形态特征产生显著影响。
光照的强度和方向会影响植物的伸长生长和分枝发育。
在强光下，植物的茎干会更加粗壮，叶片会更加繁茂，整体形态更加健壮。
而在弱光下，植物的茎干会变得细长，叶片会变得稀疏，整体形态则显得柔弱。
此外，光照的方向也会影响植物的生长方向。
植物会根据光线的方向进行光导性生长，使得茎干和叶片朝向光源，以最大限度地吸收光能。
因此，在种植植物时，合理调整光照方向和强度，可以塑造植物的形态特征，使其更加美观和健康。
此外，光照还对植物的生理代谢产生影响。
光照能够调控植物的光合作用和呼吸作用，进而影响植物的生长和发育。
光照充足时，植物的光合作用能力增强，能够更好地合成有机物质，并提供能量和营养物质供给植物的生长发育。
而在光照不足的情况下，植物的光合作用能力受限，生理代谢活动减弱，导致植物生长受阻。
此外，光照还能够调节植物的开花时间和花色。
一些植物需要长时间的光照才能开花，而有些植物则需要短时间的光照才能开花。
光照对植物的开花时间和花色的调控，对于植物的繁殖和繁衍起着重要作用。
综上所述，光线对植物的生长和形态具有重要影响。
光照条件的合理调控，能够促进植物的生长速度，塑造植物的形态特征，调节植物的生理代谢，进而提高植物的生长质量。
因此，在种植和栽培植物时，我们应该充分利用光照条件，为植物提供适宜的光照环境，以促进植物的健康生长。
光形态建成光对植物生长的影响间接影响主要通过光合作用
第九章光形态建成●光对植物生长的影响间接影响：主要通过光合作用（photosynthesis），是一个高能反应。
直接影响：主要通过光形态建成（photomorphogenesis），是一个低能反应。
光在此主要起信号作用。
●自然光的光谱一、光形态建成的概念光控制植物生长、发育和分化的过程。
为光的低能反应。
光在此起信号作用。
信号的性质与光的波长有关。
植物体通过不同的光受体感受不同性质的光信号。
二、光形态建成的主要方面光信号的感受—信号转导—反应（1）蓝紫光对植物的生长特别是对茎的伸长生长有强烈的抑制作用。
因此生长在黑暗中的幼苗为黄化苗。
光对植物生长的抑制与其对生长素的破坏有关。
（2）蓝紫光在植物的向光性中起作用。
（3）光（实质是红光）通过光敏色素影响植物生长发育的诸多过程。
如：需光种子的萌发；叶的分化和扩大；小叶运动；光周期与花诱导；花色素形成；质体（包括叶绿体）的形成；叶绿素的合成；休眠芽的萌发；叶脱落等。
三、光信号受体光敏色素、隐花色素、向光素/UV-A、UV-B受体等。
（一）光敏色素1. 光敏色素的发现及其结构光敏色素的概念和分子结构：光敏色素是上世纪50年代发现的一种光受体。
该受体为具有两个光转换形式的单一色素。
其交替接受红光和远红光照射时可发生存在形式的可逆转换，并通过这种转换来控制光形态建成。
光敏色素的分子结构：光敏色素的单体由一个生色团（发色团，chromophore）及一个脱辅基蛋白（apoprotein）组成，其中前者分子量约为612 KD，后者约为120 KD。
光敏色素生色团由排列成直链的四个吡咯环组成，因此具共轭电子系统，可受光激发。
其稳定型结构为红光吸收型（Pr），Pr吸收红光后则转变为远红光吸收型（Pfr），而Pfr吸收远红光后又可变为Pr。
其中，Pfr为生理活化型，Pr为生理钝化型。
光敏色素的脱辅基蛋白：现已知燕麦胚芽鞘脱辅基蛋白的分子量为124 KD，其一级结构含1128个氨基酸，其中含酸性和碱性氨基酸较多，因此带较多负电荷。
植物生理学复习整理
一、名词解释1、水分代谢：指植物对水分的吸收、运输、丢失的过程。
2、细胞的全能性：是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。
3、代谢源：是指能够制造并输出同化物的组织、器官或部位。
如绿色植物的功能叶，种子萌发期间的胚乳或子叶，春季萌发时二年生或多年生植物的块根、块茎、种子等。
代谢库：参与代谢的物质在组织及体液中的总和。
如氨基酸代谢库。
4、日中性植物：植物开花对日照长度没有特殊的要求，在任何日照长度下均能开花。
5、平衡溶液：几种盐类按一定比例和浓度配制的不使植物发生单盐毒害的溶液。
6、光合磷酸化：是指在光合作用中由光驱动并贮存在跨类囊体膜的质子梯度的能量把ADP 和磷酸合成为ATP的过程。
7、碳同化：生物体利用二氧化碳固定到细胞内形成各种含碳化合物的同化过程。
8、光抑制：光能超过光合系统所能利用的数量时光合功能下降的现象。
9、光敏色素：存在于植物中并与光周期相了解的一种发色团-蛋白质复合物。
是一种可吸收红光-远红光可逆转换的光受体。
10、细胞信号转导：是指细胞通过胞膜或胞内受体感受信息分子的刺激，经细胞内信号转导系统转换，从而影响细胞生物学功能的过程。
11、单盐毒害：如果将植物培养在只含一种金属离子的溶液中，即使这种离子是植物生长发育所必需的，如钾离子，而且在培养液中的浓度很低，植物也不能正常生活，不久即受害而死。
12、离子拮抗：若在单盐溶液中加入少量其它盐类，单盐毒害现象就会消除，这种离子间能够互相消除毒害的现象，称离子拮抗。
13、幼年期：是指植物早期生长的阶段。
14、春化作用：低温诱导植物开花的过程。
15、光周期现象：在一天之中，白天和黑夜的相对长度称为光周期。
植物对白天和黑夜的相对长度的反应称为光周期现象。
16、单性结实：是指子房不经过受精作用而形成不含种子果实的现象。
17、植物激素：是指在植物体内合成并从产生之处运送到别处，对生长发育产生显著作用的微量有机物。
植物生理学_第九章
• 3、与CTK：
• （1）红光使CTK含量升高：酸模种子红光、 10min→CTK增。红光对黄化菜豆叶圆片与CTK 有相似作用。
• （2）红光使CTK增效：培养浮萍，加KT。每天 照5min红光，生长量比在黑暗下大得多。
• 4、与乙烯：幼苗弯钩处乙烯合成受红光抑制， 远红光促进。红光可能调节内源IAA水平，间 接影响乙烯，但茎伸长，红光对乙烯似乎没有 影响。
• 生色团与脱辅基蛋白紧密相连，当生 色团形式改变时也引起脱辅基蛋白结 构的改变。
• 燕麦胚芽鞘脱辅基蛋白的2级结构有 α-螺旋、β-折叠、β-转角、无轨 线团等。
• 在2级结构基础上，再形成3级结构。 4级结构则为两个脱辅基蛋白单体聚 合成二聚体。
光敏素的生物合成
• 光敏素的生物合成场所： 细胞核、质体、细胞质胞 液。
第九章光形 态建成
光对植物生长的影响 ： 直接影响和间接影响
光对植物的影响
• 光对植物的影响主要表现在两方面： • 间接影响：主要通过光合作用（photosynthesis）
是高能反应，它将光能转变为化学能。
直接影响：主要通过光形态建 成（photomorphogenesis）， 是一个低能反应。光只作为一 个信号去激发受体，推动细胞 内一系列反应，最终表现为形 态结构的变化。
• 光敏色素的脱辅基蛋白：单体分子为 124KD（燕麦）或120－127KD（其它）。
• 现已知燕麦胚芽鞘脱辅基蛋白的分子量 为124 KD，其一级结构含1128个氨基酸， 其中含酸性和碱性氨基酸较多，因此带 较多负电荷。
• 燕麦胚芽鞘脱辅基蛋白1级结构N端321位 处的半胱氨酸以硫醚键与生色团相连。
• 此学说解释快速反应。
• 例子：含羞草叶片运动；转板藻叶绿体运 动；棚田效应等
光形态建成
光对植物生长发育的影响主要有两方面：
光以能量的方式影响植物的生长发育：光合作用。属高能反应， 与光能的强弱（照射时间、光强）有关。光受体是光合色素 （叶绿素、类胡萝卜素、藻胆素）。 光以信号的方式影响植物的生长发育的：光形态建成。是低能 反应，所需光能比光合作用光补偿点的能量还低10个数量级。 光以信号影响植物的生长发育，与信号的有无、信号的性质 （波长）有关。植物接收光信号的受体是光敏色素、隐花色素 和紫外光B受体。
促进萌发红光（660nm）最有效； 抑制萌发远红光（730nm）最有效。 红光和远红光交替照射，是促进还是抑制萌发取决于最后一次光照 的光质，与交替的次数无关。
提出：吸光系统是两个可以进行光转换的色素。 双波长分光光度计的研制使用发现：
照射红光后，红光区吸收减少，而远红光吸收增加；反之亦然。 红光与远红光交替照射后，吸收光谱可多次可逆变化。
认为：吸收红光和远红光的光受体，是具有两种存在形式 的单一色素。 1960年，Borthwick等人。将此色素命名为光敏色素 （phytochrome）。
（二）分布
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顺次暴露在红光(R)和远红光(FR)后，莴苣种子的发芽情况
光照处理
黑暗(对照)
发芽率(%) 8 98 54 100 43 99 54 98
红光吸收型（Pr型）：稳定，为生理活化型。 远红光吸收型（Pfr型）：不稳定，为生理钝化型。 两者的区别：生色团双键位置、与生色团结合的蛋白质部 位的构型不同。
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光敏色素的结构
蛋白质多肽链
开链的四吡咯环的生色团
返回
光敏色素的结构
蛋白质多肽链
硫醚键 Pr
Pfr 返回
光敏色素Pr与Pfr的结构
植物生理学6光形态建成
第七章 植物的光形态建成
光是环境因素中对植物生长发育影响最为显著的因子。主要有 两个方面影响：
1）是植物赖以生存的能量来源，是绿色植物光合作用 的必需条件；间接影响 2 ）光作为一个环境信号调节植物的生长、发育和分化 即、分化和发育的过程，称为植物 的光形态建成，亦即光控制发育的过程。
※
形态 变化
两种类型的光敏色 素在转换时，其生色基 团的结构也发生相应的 变化。 （4）光敏色素的生理 Ⅰ环上的 双键位置 作用 转移 非常广泛，它影响植 物一生的形态建成。光 敏色素对种子萌发、植 物营养体生长、植物运 动等过程的调控以及对 植物开花的诱导等都有 作用，见表8-5。
（5）光敏色素的作用机理
1）膜假说： 1967年由Hendricks与 Borthwick提出。他们认为光敏色素位于膜系统上， 当发生光转换时，光敏色素会改变跨膜的离子流动 和膜上酶的分布，由此引发各种生理反应，最终表 现出形态建成的改变。 支持这一假说的实验: 光敏色素控制45 Ca2+进入细 胞（转板藻）； 一些研究者提出在转板藻光诱导 的叶绿体运动中，要经过下列信号转导的途径：
在黑暗中生长的幼苗，茎细长而脆弱，节间很 长，茎尖端呈钩状弯曲，叶片不展开，很小， 缺乏叶绿素而呈黄白色，这种现象就是黄化现 象。 利用光形态建成这一原理人们制豆芽菜， 覆盖遮光或培土方法培育韭黄、蒜黄、豆芽、 大葱等。 在农业生产中，常因植株群体过密、株间郁 闭缺光、影响组织分化，加上通风不良造成高 温、高湿条件，导致植株茎秆茎秆细长、机械 组织不发达，常常发生倒伏而减产。如棉花间 苗过晚，幼苗密集成堆的地方，因互相遮光， 生长迅速，结果长成“高脚苗”。
2）基因调节假说
该学说1996年由Mohr提出，他认为光敏色素对 植物生长发育的调节是通过影响基因表达实现的。
光照对植物生长发育的影响
光照光照对植物生长发育的影响主要表现在：光照强度、光照时间（光周期）和光的组成（光质）三个方面。
（一）光照强度❑❑原生在森林边缘和空旷山地的植物多为喜光植物。
❑❑同一植物的不同器官需光度不同。
❑❑不同的生育时期需光度也不相同。
（1）根据蔬菜生长发育对光强的要求，可将蔬菜分为：❑❑强光照蔬菜：饱和光强1500µmol·m-2·s-1左右，西瓜、甜瓜、番茄、辣椒、茄子等。
❑❑中光照蔬菜：饱和光强800～1200 µmol·m-2·s-1，白菜类、根菜类、黄瓜等。
❑❑弱光照蔬菜：饱和光强600～800 µmol·m-2·s-1，绿叶菜类、葱蒜类等。
（2）根据种子萌发对光的需求不同，将蔬菜种子分为：需光种子：伞形花科、菊科右，而直射光只有37%的红、黄光。
2.光质作用数，而不是实际有无直射光的时数。
❑❑光周期现象：植物对日照长度发生反应的现象，称为光周期现象。
在各种气象因子中，光周期变化是季节变化的可靠信号。
❑❑临界日长长光照植物在短光照环境下，或短光照植物在长光照环境下，都不会开花或延迟开花。
这个短到足以引起短光照植物花原基发生的日照长度，叫做“临界日长”或“临界光周期”。
2.根据对光周期的要求，将蔬菜分为：长日照植物：长日促进开花，十字花科、伞形科、菠菜、莴苣、葱蒜类等；短日照植物：短日促进开花，豇豆、茼蒿、扁豆、刀豆、苋菜、蕹菜等；中日性植物：对日长反应不敏感，黄瓜、菜豆、茄果类等；限光性植物：一定日照长度范围，过长过短均不宜。
野生菜豆12-16h。
（1）作用光周期影响植物在一年内的特定时期开花；光周期影响植物的休眠、落叶；光周期影响鳞茎、块茎、球茎等地下贮藏器官的形成。
❑❑光周期的反应特性与引种育种极少数植物必须在严格临界日长条件才能开花，称为“质的光周期反应”。
多数蔬菜植物对光周期的反应不是特别严格。
如白菜、芥菜等在长日照下可以很快地开花，而在短光照下（8～10h/d）也可以开花，但开花时间延迟，这种现象可称为“量的光周期反应”。
光对植物生长发育的影响
光对植物⽣长发育的影响论述光对植物⽣长发育的影响：1、间接作⽤：光作为⼀种能量。
通过光合作⽤制造有机物为植物⽣长发育提供物质和能量，光照是植物进⾏光合作⽤的基础，影响着植物在光合作⽤过程中同化⼒形成、酶活化、⽓孔开放等。
光照不⾜会影响光合同化⼒从⽽限制碳同化，最终影响到植物光合产物的形成。
植物的⽣长发育被多种环境因⼦所影响，其中包括光、温度、⽔分等。
在这些因⼦中，光具有特殊重要的地位。
因为它不仅影响着植物⼏乎所有的发育阶段，⽽且还为光合提供能量。
光是光合作⽤的能量来源。
整个光合作⽤可分为2个阶级：光反应和暗反应。
在光反应阶段，植物利⽤光能产⽣ATP和NADPH；在暗反合成碳⽔化合物。
光合应阶段，叶绿体利⽤光反应产⽣的NADPH和ATP同化CO2作⽤是⼀个光⽣化反应，在⼀定光强范围内，光合速率随光照强度的增加⽽增加，当光照超过或低于某⼀临界值（光饱和点和补偿点）以后光合强度不再增加。
在达到光饱和点以前光合速率与光照强度成正⽐。
光调节的发育过程包括发芽、茎的⽣长、叶和根的发育、向光性、叶绿素的合成、分枝以及花的诱导等等。
2、直接作⽤：光作为⼀种外界信号。
光除了作为⼀种能源控制着光合作⽤，还作为⼀种信号影响着植物⽣长发育的许多⽅⾯，从种⼦发芽和脱黄化作⽤到对营养形态学、昼夜节律的开始、基因表达、向地性和向光性，对植物的⽣长发育有⼴泛的调节作⽤，植物受光诱导和调节的发育称为植物的光形态建成。
对植物形态构成的作⽤包括（1）影响某些植物种⼦⾚酶素GA的形成：光对植物种⼦萌发的影响。
（1）促进顶端优势：光促进茎尖、幼叶展开，抑制侧芽⽣长、茎伸长。
（2）引起向性运动：如（向光性）⿊暗中⽣长的幼苗与光下⽣长的幼苗在形态上有很⼤的差异。
（3）光周期对植物影响：光对植物的⽣长过程如种⼦的萌发休眠、芽的萌发⽣长、黄花现象、冬季植物⽣长减慢停⽌等都有影响。
⼀般地说，植物的光形态建成是⼀些受光诱导和调节的⽣长、发育和分化的过程。
2013 年南京林业大学 811 植物生理学考研真题
3．简述载体、离子通道、离子泵三者之间的异同点。 答：载体、离子通道、离子泵三者之间的异同点见表 1。
表 1 载体、离子通道和离子泵的比较
相同点 不同点
载体
离子通道
都是蛋白质，参与离子的跨膜运输
没有孔道
通道蛋白构成孔道
参与协助扩散中的载体运输 参与协助扩散中通道运输
运输离子不消耗能量
运输离子不消耗能量
3．以下哪种危害的原因分析得不确切？（ ） A．旱害的核心是原生质脱水 B．涝害的根源是细胞缺氧 C．引起冻害的主要原因是冰晶的伤害 D．造成盐害的主要原因是单盐毒害 【答案】D 【解析】单盐毒害是指由于溶液中只含有一种金属离子而对植物起毒害作用的现象。盐害是指土壤盐分过多
对植物造成的伤害。而土壤中的还有多种金属离子。
6．生产上可通过施用（ A．乙烯利 B．硫代硫酸银 C．亚胺环己酮 D．高浓度萘乙酸 【答案】D
）来防止叶片或花Biblioteka 脱落。7．若在光期插入一个短暂的暗期，对长日和短日植物开花的影响是（ ）。 A．对长日植物有影响，对短日植物无影响 B．对短日植物有影响，对长日植物无影响 C．第两者都有影响 D．对两者都无影响 【答案】D 【解析】在光周期诱导植物开花中，决定植物开花的因素是暗期长度，而不是光期长度。暗间断可推迟植物 开花，对光期间断则对植物没有影响。
11．增施磷、钾肥，有利于植物根冠比（ ）。 A．降低 B．基本不变 C．增大 D．无规律 【答案】C
三、名词解释（每题 5 分，共计 30 分） 1．植物生长抑制剂 答：植物生长抑制剂是指利用化学合成的方法合成的具有抑制顶端分生组织生长，使植物丧失顶端优势，侧 枝多，叶小，也会影响生殖器官的有机化合物。外施赤霉素不能逆转这种抑制效应，但外施生长素类可逆转其抑 制效应。天然的植物生长抑制剂有脱落酸、肉桂酸、香豆素、水杨酸、绿原酸、咖啡酸和茉莉酸等。
高级生态学复习总结
⾼级⽣态学复习总结基本概念(⼀)1.⽣态因⼦：对⽣物的⽣长发育具有直接或间接影响的外界环境要素(如⾷物、⽔分、地形、等)叫做⽣态因⼦。
（指环境要素中对⽣物起作⽤的部分）2.光形态建成：植物依赖光进⾏⽣长、发育和分化的过程，称为光形态建成。
3.⼟壤吸热：⼟壤⽩天受热后，热从⼟表向深层运动，这叫做⼟壤吸热(heatabsorption)；夜间相反，热向表层运动，最后散发到空间，这叫⼟壤散热(heat emission)4.⽣物学零度：变温对植物体的发育有促进作⽤，甚⾄快于恒定的适温条件。
植物需要在⼀定的温度以上，才能开始⽣长和发育。
这个温度称为发育起点温度(即最低有效温度，也称⽣物学零度)5.有效积温法则：指⽣物的⽣长发育过程中，必须从环境中摄取⼀定的热量才能完成某⼀阶段的发育。
有效积温的计算：K=N(T-C) 式中，N：发育历期，即⽣长发育所需时间，T：发育期间的平均温度，C：发育起点温度6.⼲化耐性：对植物来说，⼲旱抗性是植物抵抗⼲旱时期的⼀种能⼒，并且是⼀个综合特性。
⼀种植物在极度⼲旱胁迫下存活的前景愈好，原⽣质⽔势的⼀种有害降低能被延迟的愈长(逃避⼲旱)，则更多的原⽣质能度过⼲旱⽽未受损伤(⼲化耐性)。
7.⼟壤质地：根据⼟壤颗粒直径的⼤⼩可把⼟壤分为粗砂、细砂、粉砂和粘粒。
这些⼤⼩不等的矿物质颗粒，称为⼟壤的机械成分，机械成分的组合百分⽐即称为⼟壤质地。
8.光合作⽤：(photosynthesis)是⾃养⽣物绿⾊细胞中发⽣的极其重要的代谢过程，是将太阳能转换为有机分⼦化学键能的过程。
9.光合磷酸化：质⼦穿过类囊体膜上ATP合成酶复合体上的管道从类囊体腔流向叶绿体基质，将能量通过磷酸化⽽贮存在ATP 中。
这⼀磷酸化过程是在光合作⽤过程中发⽣的，所以称为光合磷酸化(photophosphorylation)10.植物功能型：(plant functional types, PFTs)是具有确定植物功能特征的⼀系列植物的组合，是研究植被随环境动态变化的基本单元。
论述光对植物生长发育的影响。
光对植物生长发育具有重要的影响，以下是对光对植物生长发育的影响进行论述：
光合作用：光合作用是植物生长发育的基础过程，光是光合作用的能量来源。
光能被植物叶绿素吸收，通过光合色素的作用转化为化学能，并在光合作用过程中将二氧化碳转化为有机物质，如葡萄糖和淀粉。
这些有机物质为植物提供能量和营养，促进植物的生长和发育。
光负责植物形态建成：光的方向、强度和周期性变化对植物的形态建成起重要作用。
植物通过光的方向感知和响应，调整根、茎和叶的生长方向，使其适应光的照射条件。
此外，光的强度和周期性变化也能影响植物的生长和形态特征，如光强度过低会导致植物伸长，光周期的改变会影响植物的开花和落叶等。
光控制植物生理过程：光调节和控制着植物的生理过程，如营养吸收、呼吸、水分蒸腾、激素合成和信号传导等。
植物对光的感知和响应通过光感受器和激素的作用来实现，例如光感受器负责感知光的强度和方向，并触发相应的生理反应。
光调节植物开花：光是植物开花的关键因素之一。
植物对光周期的变化和光质的差异具有敏感性，从而调节其开花时间和花序形成。
例如，长日植物需要较长的日照时间才能开花，而短日植物需要较短的日照时间才能开花。
光调控植物光合产物分配：光的特征和强度也可以影响植物光合产物的分配和分配方式。
光的变化可以影响蔗糖的合成和转运，从而影响光合产物在植物体内的分配和利用，如叶片、茎、根等器官之间的养分分配和转运。
《光参与植物生命活动的调节》 知识清单
《光参与植物生命活动的调节》知识清单一、光对植物种子萌发的影响光在植物种子萌发过程中扮演着重要的角色。
有些植物的种子需要在有光的条件下才能萌发，例如莴苣、烟草等。
光能够激活这些种子中的某些光受体，启动一系列的生理生化反应，促进种子的新陈代谢，从而为萌发做好准备。
而另一些植物的种子则在黑暗中更容易萌发，比如苋菜、番茄等。
这是因为它们的种子在进化过程中适应了不同的环境条件。
对于这些种子，光可能会抑制某些与萌发相关的酶的活性，从而延缓萌发的进程。
二、光对植物生长发育的调节1、光形态建成植物依赖光来控制细胞的分化、结构和功能的改变，从而适应环境，这个过程被称为光形态建成。
在这个过程中，光作为一种信号，能够影响植物茎的伸长、叶的扩展、叶绿体的发育等。
比如，在弱光条件下，植物的茎会伸长，以争取更多的光照；而在强光下，茎的伸长会受到抑制，植株变得更加矮壮。
叶子在光的影响下，会调整其形态和排列方式，以最大程度地接收光能。
2、向光性植物的向光性是光调节生长发育的一个典型例子。
植物的茎会朝着光源的方向生长，而根则会背离光源生长。
这是因为在茎的尖端，单侧光引起生长素的分布不均匀，背光一侧的生长素浓度高于向光一侧，从而导致茎的背光侧生长较快，向光侧生长较慢，使茎向光弯曲。
而在根中，生长素的分布情况则相反，导致根背光侧生长较慢，向光侧生长较快，从而使根背光生长。
三、光周期对植物开花的影响1、光周期现象植物对昼夜相对长度的变化发生反应的现象，称为光周期现象。
根据植物对光周期的反应，可将植物分为长日照植物、短日照植物和日中性植物。
长日照植物通常在日照长度长于一定的临界值时才能开花，例如小麦、大麦、菠菜等。
短日照植物则在日照长度短于一定的临界值时才能开花，如水稻、大豆、菊花等。
日中性植物的开花不受日照长度的影响，在任何日照条件下都能开花，如黄瓜、番茄、辣椒等。
2、光周期的感受部位植物感受光周期的部位通常是叶片。
叶片接收到光周期信号后，会产生一种开花刺激物质，通过韧皮部运输到茎尖生长点，诱导花芽的分化和发育。
植物的光形态建成
2）Butler等（1959）用双波长分光 光度计成功地检测到黄化玉米幼苗 体内吸收红光或远红光而相互转化 的一种色素，并成功地分离出这种 吸收红光和远红光可逆转换的光受 体 。Borthwick等在1960年称之谓 光敏色素。红光吸收形式为Pr(蓝绿 色)；远红光吸收形式为 Pfr(黄绿 色)。
光形态建成和光合作用都需要光，二者有 何区别？ 间接作用 直接作用
光合作用
光的作用
光的影响 对光的要求
光形态建成
光只作为信号
光对形态变化影响 低能 向光素、隐花色素、光敏色
光能转变为化学能
光对代谢过程影响 高能
光的受体 叶绿素及类胡萝卜素 素
目前已知至少存在三类光受体：
1) 光敏色素：感受红光及远红光区域的光(600～ 750nm)。 2）隐花色素和向光素感受蓝光和近紫外光区域的 光(320～500nm)。 3）UV-B受体，感受紫外光B区域的光。 UV-A：320～400nm，可穿过大气层到达地面
UV-B：280～320nm，臭氧层变薄可使到达地面量 增加 UV-C：280nm以下,被臭氧层吸收不能到达地面
光敏色素的发现和性质
1. 光敏色素的发现
1）H.A.Borthwick等(1946-1960)研究莴苣种子在黑暗、
红光及远红光下萌发。设想植物中存在一种在红光和 远红光作用下能够可逆转变的色素系统，并具有两种 形式。
间接作用直接作用光合作用光形态建成光的作用光能转变为化学能光只作为信号光的影响光对代谢过程影响光对形态变化影响光的作用光能转变为化学能光只作为信号光的影响光对代谢过程影响光对形态变化影响对光的要求高能低能光的受体叶绿素及类胡萝卜素向光素隐花色素光敏色素光的受体叶绿素及类胡萝卜素向光素隐花色素光敏色素目前已知至少存在三类光受体
光在植物生长发育中的作用
光暗交替的重要性
• 长日照植物， 光期更重要 即≥临界日长 ≤临界夜长 • 短日照植物， 暗期更重要 即≤ 临界日长 ≥临界夜长
光是控制植物生长发育的最重要的环境因子
光质对开花诱导也 有影响。红光是诱 导长日植物开花和 抑制短日植物开花 最有效的光质，同 时，红光效应可以 被远红光（红外光） 所逆转
植物对昼夜相对长度变化发生反应的现象称为光周 期现象
光周期现象还与茎伸长，块根、块茎形成，芽休眠， 叶子脱落有关
光周期反应的类型
根据植物开花的光 周期反应，可把植 物分为3种类型：短 日植物、长日植物、 日中性植物 长 日 植 物 与 短 日 植 物的确定取决于对 临界日长的正负反 应
• 间接作用； 光是进行光合作用的必要条件。光合 作用需要一定强度的光照，因而是一种“高能反应” • 直接作用：对植物的形态建成作用
光对生长的抑制作用：生长的抑制作用主要是蓝紫 光，特别是紫外光 。光抑制植物生长的原因之一， 与光对生长素的破坏有关。 光促进组织的分化：黑暗中的幼苗表现出典型的黄 化现象。茎细长而柔弱，节间很长，机械组织不发 达，叶小不开展，缺乏叶绿素，全株呈黄白色；根 系发育不良。由于光对植物形态建成的影响，只需 要短时间，较弱的光照强度，因此植物形态建成对 光的要求是 一种“低能反应”。
• 光周期：植物对昼夜相对长度的变化发生反应的现象 （一）光周期反应的类型 长日照植物：对一天中日照长度有最低极限要求，日照 达不到此极限则不能开花，超过此极限可促进开花
短日照植物：对一天中日照长度有最高极限要求，日照 超过此极限则不能开花，适当缩短可促进开花 日中性植物：成花对日照长度不敏感，只要其他条件满 足，在任何日照长度下都能开花的植物
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第九章光形态建成●光对植物生长的影响间接影响：主要通过光合作用（photosynthesis），是一个高能反应。
直接影响：主要通过光形态建成（photomorphogenesis），是一个低能反应。
光在此主要起信号作用。
●自然光的光谱一、光形态建成的概念光控制植物生长、发育和分化的过程。
为光的低能反应。
光在此起信号作用。
信号的性质与光的波长有关。
植物体通过不同的光受体感受不同性质的光信号。
二、光形态建成的主要方面光信号的感受—信号转导—反应（1）蓝紫光对植物的生长特别是对茎的伸长生长有强烈的抑制作用。
因此生长在黑暗中的幼苗为黄化苗。
光对植物生长的抑制与其对生长素的破坏有关。
（2）蓝紫光在植物的向光性中起作用。
（3）光（实质是红光）通过光敏色素影响植物生长发育的诸多过程。
如：需光种子的萌发；叶的分化和扩大；小叶运动；光周期与花诱导；花色素形成；质体（包括叶绿体）的形成；叶绿素的合成；休眠芽的萌发；叶脱落等。
三、光信号受体光敏色素、隐花色素、向光素/UV-A、UV-B受体等。
（一）光敏色素1. 光敏色素的发现及其结构光敏色素的概念和分子结构：光敏色素是上世纪50年代发现的一种光受体。
该受体为具有两个光转换形式的单一色素。
其交替接受红光和远红光照射时可发生存在形式的可逆转换，并通过这种转换来控制光形态建成。
光敏色素的分子结构：光敏色素的单体由一个生色团（发色团，chromophore）及一个脱辅基蛋白（apoprotein）组成，其中前者分子量约为612 KD，后者约为120 KD。
光敏色素生色团由排列成直链的四个吡咯环组成，因此具共轭电子系统，可受光激发。
其稳定型结构为红光吸收型（Pr），Pr吸收红光后则转变为远红光吸收型（Pfr），而Pfr吸收远红光后又可变为Pr。
其中，Pfr为生理活化型，Pr为生理钝化型。
光敏色素的脱辅基蛋白：现已知燕麦胚芽鞘脱辅基蛋白的分子量为124 KD，其一级结构含1128个氨基酸，其中含酸性和碱性氨基酸较多，因此带较多负电荷。
燕麦胚芽鞘脱辅基蛋白1级结构N端321位处的半胱氨酸以硫醚键与生色团相连。
生色团与脱辅基蛋白紧密相连，当生色团形式改变时也引起脱辅基蛋白结构的改变。
燕麦胚芽鞘脱辅基蛋白的2级结构有α-螺旋、β-折叠、β-转角、无轨线团等。
在2级结构基础上，再形成3级结构。
4级结构则为两个脱辅基蛋白单体聚合成二聚体。
2. 光敏色素的生物合成与理化性质光敏色素的Pr型是在黑暗条件下进行生物合成的，其合成过程可能类似于脱植基叶绿素的合成过程，因为二者都具有四个吡咯环。
光敏色素理化性质中最重要的是其光化学特性。
光敏色素的Pr和Pfr对小于800 nm的各种光波都有不同程度的吸收且有许多重叠，但Pr的吸收峰为660 nm，Pfr的吸收峰为730 nm。
在活体中，Pr和Pfr是“平衡”的。
这种平衡取决于光源的光波成分。
此即光稳定平衡（Φ）：在一定波长下，具生理活性的Pfr浓度与光敏色素的总浓度的比值。
即：Φ=[Pfr] /（[Pr]+[Pfr]）。
不同波长的红光和远红光可组合成不同混合光，可得到各种Φ值。
在自然条件下，Φ为0.01～0.05即可引起生理反应。
Pr与Pfr除吸收红光与远红光而发生可逆转换外，Pfr在暗中也可自发地逆转为Pr（此为热反应），或被蛋白酶水解。
Pr与Pfr之间的光化学转换包含光化反应和暗反应，其中暗反应需要水。
故干种子不具光敏色素反应。
光敏色素可溶于水。
光敏色素的Pr为蓝绿色，Pfr为黄绿色。
3. 光敏色素的分布除真菌外，各种植物中都有光敏色素的分布。
其中尤以黄花苗中含量为多（可高出绿色苗含量的20~100倍）。
光敏色素在植物体内各器官的分布不均匀，禾本科植物胚芽鞘尖端、黄化豌豆苗的弯钩、含蛋白质丰富的各种分生组织等部位含有较多的光敏色素；在黑暗中生长的植物组织内光敏色素以Pr形式均匀分布在细胞质中，照射红光后，Pr转化为Pfr并迅速地与内膜系统（质膜、内质网膜、线粒体膜等）结合在一起。
在高等植物中，黄化组织中的光敏色素含量高，光下不稳定，为光不稳定光敏色素（Phy I）；而绿色组织中的光敏色素在光下相对稳定，为光稳定光敏色素（PhyII）。
PhyII的红光吸收峰为652nm（蓝移）。
4. 光敏色素在植物光形态建成方面的生理作用目前已知光敏色素可调节种子萌发、茎的伸长、气孔分化、叶绿体和叶片运动、花诱导、花粉育性等生理过程。
根据红光是否可诱导某个反应、紧随其后的远红光可否逆转红光诱导的反应可判断该反应是否为光敏色素所控制。
根据光敏色素参与调控生理过程的反应时间的长短，可将其作用分为快反应和慢反应两种情形。
快反应：从光敏色素吸收光子到诱导出形态变化的反应迅速，反应时间以分秒计。
反应可以逆转。
如光对转板藻叶绿体转动的影响即是。
慢反应：光敏色素吸收光子到诱导出形态变化的反应缓慢，反应时间以小时或天计。
反应一旦终止，不能逆转。
如光对种子萌发、开花、幼苗弯钩张开等的影响。
5. 光敏色素的作用机理关于光敏色素对光形态建成的调控机理主要有两种假说。
（1）膜假说：Hendricks和Borthwick（1967）提出。
主要内容是：光敏色素位于膜上，当其发生光化学转换时，Pfr直接与膜发生物理作用，从而改变膜的透性、膜上酶的分布，进一步影响跨膜离子流动和酶的活性，最终引起植物形态建成的变化。
可用以解释快反应。
如含羞草叶片运动；转板藻叶绿体运动；棚田效应等。
棚田效应（Tanada effect）：红光可诱导离体绿豆根尖的膜产生少量正电荷，因此可使之粘附在带负电荷的玻璃表面。
远红光照射可逆转该现象。
（2）基因调节假说：Mohr（1966）提出。
光敏色素接受红光后，Pfr经过一系列过程，最终通过调节某些基因的表达（主要是调节其转录）而发挥调控植物形态建成的作用。
基因调节假说有助于解释光敏色素作用的慢反应。
光敏色素可以调节许多酶或蛋白质的活性。
迄今已知这样的酶或蛋白质有60多种，它们可包括：①光合作用中的Rubisco、PGAK、FBPase、SBPase、Ru-5-PK、PEPC、PPDK及叶绿素脱辅基蛋白等；②核酸及蛋白质代谢中的有关酶如RNA聚合酶、RNAase等；③与中间代谢及CaM调节有关的靶酶。
如PGAld脱氢酶、NAD激酶、一些氧化酶、淀粉酶、NR、NiR 等；④与次生物质合成有关的酶如PAL等；⑤信息传递物质如G-蛋白、光敏色素本身（自我反馈调节）等。
（二）隐花色素1. 隐花色素的发现及其结构隐花色素（cryptochrome）是植物体内吸收蓝光（波长400～500 nm的光）和近紫外光（UV-A，波长320～400 nm的光）的一类光受体。
其广泛地单子叶、双子叶植物、苔藓、蕨类和藻类等中。
拟南芥中已发现根据隐花色素作用光谱，可判断某反应是否受蓝光及UV-A 控制。
隐花色素作用光谱中，在440～460 nm时有最大作用，在420和480nm处各有一“小肩”和一“陡肩”。
真菌中无光敏色素，但具有隐花色素。
其他植物中也都有隐花色素。
大部分植物中的隐花色素为70-80KDa，其蛋白结构的N末端具有与光裂解酶类似区域，但它不具有DNA修复活性，其中结合有黄素及蝶呤所组成的生色团，C末段具有一个可变的DAS区域，对隐花色素的功能起重要的调节作用。
2. 隐花色素的生理作用蓝光和UV-A 通过隐花色素所控制的光形态建成被称为蓝光效应（blue-light effect ）。
目前，在拟南芥植物中已研究发现至少两种同功蛋白，隐花色素1（CRY1）和隐花色素2（CRY2）。
生理功能：去黄化，控制植物开花，调节植物“生物钟”等。
（三）向光素1. 向光素的发现及其结构向光素（phototropins ）是继光敏色素(phytochromes)、隐花色素(cryptochromes)之后发现的一种蓝光受体。
Gallagher 等人于1988首次报道了黄化苗生长区有一种能够被蓝光诱导发生磷酸化作用的120kDa 的质膜蛋白。
这种蛋白在离体状态下发生强烈的蓝光依赖型的磷酸化作用，但在缺乏向光性的拟南芥突变体几乎没有这种蛋白。
随后在拟南芥中的研究表明，向光素有两种同功蛋白（phot1和phot2），分别含有两个重要的多肽区域：一是具有能与FMN 结合的位于N 端的两个LOV （light, oxygen, voltage ）— LOV1与LOV2，该功能区与对光照、氧气及电压差敏感的一大类蛋白在序列上相似；另一个是位于C 末端的Ser/Thr 蛋白激酶区域。
2. 向光素的生理功能 目前愈来愈多的研究表明phot1和phot2在植物向光性反应（Sakai et al., 2001）、叶绿体移动反应（Kagawa 等, 2001）、气孔运动（Kinoshita 等., 2001）、叶片的扩展生长（Sakamoto 和Briggs, 2002）和弱光下植物生长（Takemiya 等, 2005）等过程中起重要的调节作用，并且在不同的生理反应过程中，phot1和phot2可能采用不同的信号传递载体实现其功能互补。
在蚕豆保卫细胞中，细胞和遗传学分析显示，向光素作为一个自身磷酸化的Ser/Thr 蛋白激酶受体，可被蓝光诱导磷酸化，继而和14-3-3 蛋白结合，通过启动一系列蓝光介导的信号转导过程，使质膜H+-ATPase 磷酸化，导致气孔开放（Kinoshita 等, 2003）。
最近，利用拟南芥相关变体研究发现，phot1和phot2介导了蓝光诱导的气孔开放过程，并且在phot1phot2双突变体中，启动气孔开放的受蓝光激活的H+泵（即质膜H+-ATPase ）也相应地失去活性。
（四）UV-B 受体UV-B 受体：植物体内吸收UV-B （波长280～320 nm ）的光受体。
该受体的化学属性也不清楚。
UV-B 通过该受体对植物形态建成发挥一定作用，如诱导黄化玉米苗胚芽鞘和高粱第一节间形成花青苷；诱导欧芹悬浮培养细胞积累黄酮类物质（可能通过诱导PAL 起作用）等。
另外，UV-B 对植物细胞有一定伤害作用，花青苷和黄酮类物质的产生可能是植物对UV-B 伤害的一种适应。
Phototropism Chloroplastmovement Stomatal openingexpansion phot1phot2。