(完整版)考博高级植物生理学

1水分生理。

水分的吸收机理(细胞的吸收，根的吸收)，提高抗逆性水分代谢：植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。

一、细胞吸水的机理：1.渗透吸水指由于溶质势的下降而引起的细胞吸水，为含有液泡的细胞吸水。

2.吸胀吸水对于无液泡的分生组织和干燥种子来说，主要是依赖于细胞内的亲水性物质，有较低低的衬质势。

二、植物根系吸水。

植物根系吸水的方式按动力不同，分为主动吸水和被动吸水两种方式。

主动吸水是由植物根系本身的生理活动而引起的吸水方式，动力来自根压，根压指由于根系生理活动引起水势下降，导致土壤周围细胞的水分向根部流动，这种是液体从根部上升的压力；被动吸水是由于枝叶的蒸腾作用而引起根部吸水的方式，动力来自蒸腾拉力，蒸腾拉力指由于整体作用产生的一些列水势梯度使导管中水分上升的力量。

根系吸水的途径有三条，质外体途径，跨膜途径和共质体途径。

质外体途径是指水分通过细胞壁、细胞间隙等无细胞质部分的移动，速度快；共质体途径是指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，速度较慢；跨膜运输指水分从一个细胞移到另一个细胞，要通过两次质膜和液泡膜；提高作物抗旱性途径是什么？（1）根据作物抗旱特征可以选择不同抗旱性的作物品种。

（2）提高作物抗旱性的生理措施，如：抗旱锻炼等（3）施用生长延缓剂如矮壮素等2根干旱后怎么告诉叶片（机理），如何做到合理灌溉等人为的因素。

什么叫信号转导？细胞信号转导包括哪些过程？答：通过信号传导。

信号转导是指细胞偶联各种刺激信号与其引起的特定生理效应之间的一系列分子反应机制。

包括四个步骤：第一，信号分子与细胞表面受体的相结合；第二，跨膜信号转换；第三，在细胞内通过信号转导网络进行信号传递、放大和整合；第四，导致生理生化变化如何才能做到合理灌溉？合理灌溉是依据作物需水规律和水源情况进行灌溉，调节植物体内的水分状况，满足作物生长发育的需要，用适量的水取得最大的效果。

要做到合理灌溉，就要掌握作物的需水规律。

通过观察作物的灌溉形态指标和生理指标、土壤含水量，并使用喷灌、滴灌、调亏灌溉、控制性分根交替灌溉等节水灌溉方法，还要注意水温和水质。

3矿质营养，吸收的机制和机理，（通过蛋白吸收等形式），如何指导合理施肥。

矿质营养: 植物对矿物质的吸收、转运和同化，通称为植物的矿质营养。

植物细胞吸收矿质元素的方式有哪些？（1）被动吸收：包括简单扩散，消耗代谢能。

（2）主动吸收：有载体和质子泵参与，需消耗代谢能。

（3）胞饮作用：是一种非选择性吸收方式。

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。

4为什么植物呼吸有多条途径，有什么意义，多条途径都有哪些。

5呼吸与生产，呼吸与植物生长，呼吸与植物消耗和果实催熟的关系。

呼吸作用：生活细胞内的有机物,在酶的参与下，逐步氧化分解并释放能量的过程。

呼吸作用对植物生命活动具有十分重要的意义，主要表现在以下三个方面：(1) 为植物生命活动提供能量除绿色细胞可直接从光合作用获取能量外，其它生命活动所需的能量都依赖于呼吸作用。

(2)中间产物为合成作用提供原料呼吸过程中有机物的分解能形成许多中间产物，其中的一部分用作合成多种重要有机物质的原料。

(3)在植物抗病免疫方面有着重要作用植物受伤或受到病菌侵染时，呼吸作用的一些中间产物可转化为能杀菌的植保素，以消除入侵病菌分泌物中的毒性。

3.植物的呼吸途径A：糖酵解途径（反应底物：淀粉、蔗糖；进行场所：细胞质内；反应历程三阶段：己糖磷酸化、磷酸己糖裂解、ATP和丙酮酸的生成）。

B：三羧酸循环（反应底物：丙酮酸；场所：线粒体）。

C：磷酸戊糖途径（反应底物：葡萄糖；场所：细胞质）。

D：乙醇酸途径（水稻根部特有的）。

E：乙醛酸途径（油料种子萌发所特有的）植物的呼吸代谢有多条途径，如表现在呼吸底物的多样性、呼吸生化历程的多样性、呼吸链电子传递系统的多样性以及末端氧化酶的多样性等。

不同的植物、器官、组织、不同的条件或生育期，植物体内物质的氧化分解可通过不同的途径进行。

呼吸代谢的多样性是在长期进化过程中，植物形成的对多变环境的一种适应性，具有重要的生物学意义，使植物在不良的环境中，仍能进行呼吸作用，维持生命活动。

6光反应和暗反应的机理。

光反应的能力吸收，传递，转换。

叶绿素的荧光特性是什么，目前荧光技术的开发（结合实际）植物光合作用的光反应和暗反应反应是在细胞的哪些部位进行的？为什么？答：光反应在类囊体膜（光合膜）上进行的，暗反应在叶绿体的基质中进行的。

原因：光反应必须在光下才能进行的，是由光引起的光化学反应，类囊体膜是光合膜，为光反应提供了光的条件；碳反应是在暗处或光处都能进行的，由若干酶催化的化学反应，基质中有大量的碳反应需要的酶。

原初反应是指光合色素分子对光能的吸收、传递与转换过程。

光能的吸收、传递和转换过程是通过原初反应完成的。

当可见光照到绿色植物上时，聚光系统的色素分子吸收光量子被激发起来。

光能在色素分子间以诱导共振方式进行传递，能量可以在相同色素或不同色素分子之间传递，能量传递的效率很高，速度很快，这样就把大量的光能吸收、聚集，并迅速传递到作用中心色素分子，以进行光反应。

聚光色素分子将光能吸收、传递至作用中心后，使作用中心色素被激发而成为激发态，放出电子给原初电子受体，中心色素失去的电子可由原初电子供体来补充，于是中心色素恢复原状，而原初电子供体被氧化，这样不断地氧化还原，就把电子不断地传递给原初电子受体，从而完成了光能转换为电能的过程。

荧光现象——叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色的现象。

可利用叶绿素荧光特性对棉花等作物的杂种优势进行预测。

7植物C3，C4的基本过程，特点，特效并结合现代技术应用（如将C3植株转变为C4）。

如何提高光能利用率（外部因素）。

C3途径：即卡尔文循环以RUBP为CO2受体、CO2固定后的最初产物为PGA的光合途径为C3途径。

C4途径：以PEP为CO2受体、CO2固定后的最初产物为四碳双羧酸的光合途径为C4途径。

C3途径可分为羧化、还原、再生3个阶段。

1羧化阶段指进入叶绿体的CO2与受体RuBP结合，生成PGA的过程。

2还原阶段指利用同化力将3-磷酸甘油酸还原为甘油醛-3-磷酸的反应过程。

3再生阶段甘油醛-3-磷酸重新形成核酮糖-1，5-二磷酸的过程。

特点：C4植物在叶肉细胞中只进行由PEP羧化酶催化的羧化活动，且PEP羧化酶对CO2亲和力高，固定CO2的能力强，在叶肉细胞形成C4二羧酸之后，再转运到维管束鞘细胞，脱羧后放出CO2，就起到了“CO2泵”的作用，增加了维管束鞘细胞中的CO2浓度，抑制了鞘细胞中的Rubisco的加氧活性并提高了它的羧化活性，有利于CO2的固定和还原，不利于乙醇酸的形成，不利于光呼吸进行，所以C4植物光呼吸值很低。

而C3植物，在叶肉细胞内固定CO2，叶肉细胞的CO2/O2的比值低，此时，RUBP加氧酶活性增强，有利于光呼吸的进行，而且C3植物中RUBPP羧化酶对CO2亲和力低。

C4植物在长期的进化过程中形成了特有的高效光合基因,使得C4植物在高光强、高温和高氧分压条件下具有较C3植物更高的光合速率。

因此利用转基因技术,将C4高光效基因导入C3植物,提高作物产量,将是世界主要农作物育种研究的热点。

提高植物光能利用率的途径和措施有哪些？（1）增加光合面积：①合理密植；②改善株型。

（2）延长光合时间：①提高复种指数；②延长生育期③补充人工光照。

（3）提高光合速率：①增加田间CO2 浓度；②降低光呼吸。

8光呼吸的条件（为什么与光合作用伴随发生），各有什么利弊。

RUBP 的双向催化指的是什么。

光呼吸：植物的绿色细胞在照光下放出CO2和吸收O2的过程。

这种反应需要叶绿体参与，仅在光下与光合作用同时发生，光呼吸底物乙醇酸主要由光合作用的碳代谢提供。

光呼吸与光合作用伴随发生的根本原因是由于Rubisco的性质决定的，Rubisco是双功能酶，它既催化羧化反应，又可以催化加氧反应。

CO2和O2竞争Rubisco同一个活性部位，因此光呼吸与光合作用同时进行，既相互促进又相互抑制。

试评价光呼吸的生理功能。

光呼吸是具有一定的生理功能。

①回收碳素：通过C2循环可回收乙醇酸中3／4的碳素。

②维持C3光合碳循环的运转：在叶片气孔关闭或外界CO2浓度降低时，光呼吸释放的CO2能被C3途径再利用，以维持C3光合碳循环的运转。

③防止强光对光合机构的破坏。

9植物体内有机物的代谢及其运输和分配。

植物内部运输的机理是什么。

源库流的机理和调节。

1.细胞内有机物的运输主要是通过扩散和布朗运动在细胞器和细胞溶质之间转移，也可通过胞质运动使细胞器移位。

细胞间有机物运输主要通过两条途径：质外体运输和共质体运输。

2.有机物的运输分配是受供应能力，竞争能力和运输能力三个因素影响。

（1）供应能力：指该器官或部位的同化产物能否输出以及输出多少的能力，也就是“代谢源”把光合产物向外“推”送力的大小。

（2）竞争能力：指各器官对同化产物需要程度的大小。

也就是“代谢库”对同化物的“拉力”大小。

（3）运输能力：包括输出和输入部分之间输导系统联系、畅通程度和距离远近。

在三种能力中，竞争能力最主要。

3.源是制造同化物的器官，源的供应能力：指源的同化物能否输出以及输出的多少。

库是接受同化物的部位，库的竞争能力：是指库对同化物的吸引和“争调”能力。

源与库共存于同一植物体，相互依赖，相互制约。

作物栽培和育种上从源、库、流三方面着手，作物要高产，需要库源相互适应，协调一致，相互促进。

库大会促源，源大会促库，库小会抑制源，源小库就不会大，高产就困难。

10信号的转导和转录（基本概念弄清）。

第一信使，第二信使的定义。

信号转导：细胞内外的信号，通过细胞的转导系统替换，引起的细胞生理反应的过程。

受体：能够特异识地识别并结合信号，在细胞内放大和传递信号的物质。

信息传递：在植物生命活动过程中，在整体水平上，从信息感受部位将信息传递到发生反应部位的过程。

第一信使:胞间或胞外信号分子，是细胞信号转导的初级信号，包括来自胞外的物理和化学次级信号。

第二信使：胞内信号分子，能被保外刺激信号激活或抑制的，具有生理调节活性的细胞内因子。

第二信使通常也称为细胞信号转导过程中的次级信号。

11植物五大类激素的主要作用和机理。

答：植物激素是指一些在植物体内合成的，从产生部位运输到作用部位，并且对植物体的生命活动产生显著的调节作用的微量有机物。

五大类植物激素为生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯。

1生长素IAA的①促进生长，但浓度高时抑制生长；②促进插条不定根的形成③对养分有调运作用，可诱导无籽果实；④其它生理作用如:引起顶端优势，诱导雌花分化等。