2025年植物生理試題及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.植物細(xì)胞在質(zhì)壁分離過程中，細(xì)胞液水勢(shì)的變化趨勢(shì)是（）。A.逐漸升高B.逐漸降低C.先升后降D.保持不變答案：B解析：質(zhì)壁分離時(shí)細(xì)胞失水，細(xì)胞液濃度增加，滲透勢(shì)降低，由于壓力勢(shì)為0（質(zhì)壁分離時(shí)原生質(zhì)體收縮，壓力勢(shì)消失），因此細(xì)胞液水勢(shì)（ψw=ψs+ψp）主要由ψs決定，故水勢(shì)逐漸降低。2.下列礦質(zhì)元素中，屬于植物必需微量元素且參與光合放氧反應(yīng)的是（）。A.MgB.MnC.KD.Ca答案：B解析：Mn是光合放氧復(fù)合體（OEC）的組成成分，參與水的光解；Mg是葉綠素組成元素（大量元素），K、Ca為大量元素。3.光反應(yīng)中，PSⅡ的主要功能是（）。A.吸收長(zhǎng)波光（700nm）B.分解水并產(chǎn)生O?C.合成ATPD.還原NADP?答案：B解析：PSⅡ吸收紅光（680nm），通過水的光解產(chǎn)生O?、質(zhì)子和電子；PSⅠ吸收遠(yuǎn)紅光（700nm），最終將電子傳遞給NADP?使其還原；ATP合酶催化ATP合成（與兩個(gè)光系統(tǒng)協(xié)同）。4.植物呼吸作用中，細(xì)胞色素氧化酶的作用是（）。A.將電子從CoQ傳遞給CytcB.將電子從NADH傳遞給CoQC.將電子從Cytc傳遞給O?D.催化丙酮酸脫羧答案：C解析：細(xì)胞色素氧化酶（復(fù)合體Ⅳ）的功能是將電子從細(xì)胞色素c（Cytc）傳遞給O?，使其還原為H?O，同時(shí)泵質(zhì)子跨膜。5.下列植物激素中，主要通過促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)而非分裂來調(diào)控莖生長(zhǎng)的是（）。A.細(xì)胞分裂素B.赤霉素C.乙烯D.脫落酸答案：B解析：赤霉素（GA）通過促進(jìn)細(xì)胞伸長(zhǎng)（如促進(jìn)細(xì)胞壁松弛酶合成）和細(xì)胞分裂（但以伸長(zhǎng)為主）促進(jìn)莖生長(zhǎng)；細(xì)胞分裂素主要促進(jìn)細(xì)胞分裂；乙烯抑制伸長(zhǎng)，促進(jìn)增粗；脫落酸抑制生長(zhǎng)。6.短日植物（SDP）在光周期誘導(dǎo)中，關(guān)鍵的暗期長(zhǎng)度需（）。A.短于臨界暗期B.長(zhǎng)于臨界暗期C.等于臨界日長(zhǎng)D.短于臨界日長(zhǎng)答案：B解析：短日植物開花需暗期長(zhǎng)度超過臨界暗期（即使光期短于臨界日長(zhǎng)），光期中斷暗期會(huì)抑制開花；長(zhǎng)日植物則需暗期短于臨界暗期。7.春化作用中，感受低溫的主要部位是（）。A.葉片B.莖尖分生組織C.根尖D.成熟種子答案：B解析：春化作用的感受部位是莖尖分生組織（如冬小麥的生長(zhǎng)點(diǎn)），需在營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)階段接受低溫誘導(dǎo)；已萌發(fā)的種子（如冬小麥）也可感受低溫，但本質(zhì)仍是幼嫩分生組織。8.植物次生代謝物中，屬于萜類化合物且具有殺蟲作用的是（）。A.花青素B.尼古丁C.紫杉醇D.水楊酸答案：C解析：紫杉醇（紫杉烷類）屬于二萜類化合物，可抑制微管解聚，具有抗癌和殺蟲活性；花青素為類黃酮（酚類），尼古丁為生物堿，水楊酸為酚酸類。9.植物在鹽脅迫下，為維持細(xì)胞滲透平衡，主要積累的無(wú)機(jī)離子是（）。A.Na?B.K?C.Ca2?D.Mg2?答案：B解析：鹽脅迫下，植物通過主動(dòng)吸收K?（維持細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)低Na?/K?比）和將Na?區(qū)隔化至液泡（降低細(xì)胞質(zhì)毒性）來維持滲透平衡；過量Na?會(huì)破壞酶活性。10.植物細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)中，作為第二信使參與脫落酸（ABA）誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉的是（）。A.cAMPB.IP?C.Ca2?D.乙烯答案：C解析：ABA通過激活質(zhì)膜Ca2?通道，導(dǎo)致胞質(zhì)Ca2?濃度升高（第二信使），進(jìn)而抑制K?內(nèi)流通道、激活Cl?外流通道，使保衛(wèi)細(xì)胞失水，氣孔關(guān)閉。二、填空題（每空1分，共20分）1.植物細(xì)胞水勢(shì)由滲透勢(shì)、壓力勢(shì)和（襯質(zhì)勢(shì)）組成，成熟植物細(xì)胞的（襯質(zhì)勢(shì)）可忽略不計(jì)。2.礦質(zhì)元素在植物體內(nèi)的長(zhǎng)距離運(yùn)輸主要通過（導(dǎo)管）進(jìn)行，其中氮素的運(yùn)輸形式主要是（氨基酸或酰胺）。3.光反應(yīng)中，PSⅠ的反應(yīng)中心色素是（P700），PSⅡ的反應(yīng)中心色素是（P680）。4.C4植物的維管束鞘細(xì)胞（BSC）具有（大而多的葉綠體）且（無(wú)基?；蚧０l(fā)育不良），其CO?固定的“初產(chǎn)物”是（草酰乙酸）。5.呼吸作用中，糖酵解的關(guān)鍵調(diào)控酶是（磷酸果糖激酶），三羧酸循環(huán)的關(guān)鍵調(diào)控酶是（檸檬酸合酶）。6.生長(zhǎng)素的合成前體是（色氨酸），其極性運(yùn)輸依賴于（PIN蛋白）介導(dǎo)的主動(dòng)運(yùn)輸。7.光敏色素有兩種可逆轉(zhuǎn)換的形式：（Pr）（紅光吸收型）和（Pfr）（遠(yuǎn)紅光吸收型），其中（Pfr）是生理激活形式。8.種子萌發(fā)的吸水過程可分為（急劇吸水）、（滯緩吸水）和（重新迅速吸水）三個(gè)階段。9.植物在逆境下會(huì)誘導(dǎo)合成（超氧化物歧化酶/SOD）、（過氧化物酶/POD）和（過氧化氫酶/CAT）等保護(hù)酶，以清除活性氧（ROS）。10.植物細(xì)胞全能性的基礎(chǔ)是（每個(gè)細(xì)胞都含有該物種的全套遺傳信息）。三、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）1.比較C3、C4、CAM植物的光合特征差異。答：C3植物（如小麥）：僅葉肉細(xì)胞含葉綠體，CO?固定由Rubisco催化提供3-磷酸甘油酸（PGA），光呼吸強(qiáng)（因Rubisco有加氧活性），適合溫和環(huán)境；C4植物（如玉米）：葉肉細(xì)胞（MC）與維管束鞘細(xì)胞（BSC）分工，MC中PEPC固定CO?提供草酰乙酸（OAA），轉(zhuǎn)運(yùn)至BSC釋放CO?，由Rubisco再次固定，光呼吸弱（BSC高CO?濃度抑制加氧反應(yīng)），光合效率高，適合高溫強(qiáng)光；CAM植物（如仙人掌）：夜間氣孔開放，PEPC固定CO?提供OAA并轉(zhuǎn)化為蘋果酸儲(chǔ)存于液泡，白天氣孔關(guān)閉，蘋果酸脫羧釋放CO?，由Rubisco固定，光呼吸弱，適應(yīng)極度干旱環(huán)境。2.說明植物細(xì)胞主動(dòng)吸收礦質(zhì)元素的主要證據(jù)。答：①離子吸收與呼吸作用相關(guān)：抑制呼吸（如用氰化物處理）會(huì)顯著降低離子吸收速率，說明需消耗ATP；②離子吸收具有選擇性：細(xì)胞對(duì)離子的吸收不與外界濃度成正比（如番茄吸收Ca2?多而硅少，水稻反之），符合載體蛋白的特異性；③離子的積累現(xiàn)象：細(xì)胞內(nèi)離子濃度可遠(yuǎn)高于外界（如某些藻類細(xì)胞K?濃度是外界的1000倍），逆濃度梯度運(yùn)輸需主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)；④飽和效應(yīng)：當(dāng)外界離子濃度超過一定值時(shí)，吸收速率不再增加，符合載體蛋白的飽和特性（載體數(shù)量有限）。3.分析生長(zhǎng)素極性運(yùn)輸?shù)臋C(jī)制及生物學(xué)意義。答：機(jī)制：生長(zhǎng)素（IAA）的極性運(yùn)輸（從形態(tài)學(xué)上端到下端）依賴于細(xì)胞膜上的PIN蛋白（輸出載體）和AUX1/LAX蛋白（輸入載體）的不對(duì)稱分布。在莖尖或根尖的細(xì)胞中，PIN蛋白集中分布于細(xì)胞基部（形態(tài)學(xué)下端），AUX1分布于細(xì)胞頂部（形態(tài)學(xué)上端），導(dǎo)致IAA從頂端細(xì)胞輸入，經(jīng)基部輸出至下一個(gè)細(xì)胞，形成極性運(yùn)輸。生物學(xué)意義：①維持頂端優(yōu)勢(shì)：莖尖產(chǎn)生的IAA向下運(yùn)輸，抑制側(cè)芽生長(zhǎng)；②調(diào)控向光性：?jiǎn)蝹?cè)光導(dǎo)致IAA向背光側(cè)運(yùn)輸，引起背光側(cè)細(xì)胞伸長(zhǎng)更快，莖向光彎曲；③促進(jìn)生根：莖基部積累的IAA誘導(dǎo)形成層細(xì)胞分裂，分化為不定根；④協(xié)調(diào)器官發(fā)育：如胚發(fā)育中IAA的極性運(yùn)輸調(diào)控細(xì)胞分化方向。4.論述光對(duì)植物生長(zhǎng)發(fā)育的調(diào)控作用。答：光對(duì)植物的調(diào)控包括能量（光合作用）和信號(hào)（光形態(tài)建成）兩方面。（1）光作為能量：通過光合作用將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，為植物生長(zhǎng)提供物質(zhì)和能量基礎(chǔ)。（2）光作為信號(hào)：①光質(zhì)：紅光（660nm）激活光敏色素Pfr形式，促進(jìn)種子萌發(fā)（如萵苣）、抑制莖伸長(zhǎng)（光形態(tài)建成）；遠(yuǎn)紅光（730nm）使Pfr轉(zhuǎn)為Pr，逆轉(zhuǎn)紅光效應(yīng)；藍(lán)光（400-500nm）通過隱花色素調(diào)控氣孔開放、向光性（如擬南芥下胚軸向光彎曲）；紫外光（UV-B）誘導(dǎo)類黃酮合成（保護(hù)DNA）。②光強(qiáng)：弱光下植物節(jié)間伸長(zhǎng)、葉面積增大（黃化現(xiàn)象）；強(qiáng)光誘導(dǎo)葉綠體移動(dòng)（避免光損傷）、促進(jìn)葉片增厚（提高光合效率）。③光周期：調(diào)控開花（如短日植物大豆需長(zhǎng)暗期誘導(dǎo)）、塊莖形成（如馬鈴薯短日照促進(jìn)塊莖發(fā)育）、休眠（如北方樹木長(zhǎng)日照維持生長(zhǎng)，短日照誘導(dǎo)休眠）。5.干旱脅迫下，植物的主要生理響應(yīng)策略有哪些？答：①氣孔調(diào)控：ABA合成增加，誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉，減少蒸騰失水；同時(shí)保衛(wèi)細(xì)胞K?外流，降低細(xì)胞膨壓，促進(jìn)氣孔閉合。②滲透調(diào)節(jié)：積累脯氨酸、甜菜堿等有機(jī)溶質(zhì)，以及K?、Cl?等無(wú)機(jī)離子，降低細(xì)胞滲透勢(shì)，維持細(xì)胞吸水能力（如小麥在干旱下脯氨酸含量可增加10-100倍）。③抗氧化防御：激活SOD、POD、CAT等保護(hù)酶系統(tǒng)，清除干旱誘導(dǎo)的活性氧（ROS），減輕膜脂過氧化（如玉米在干旱下SOD活性提高30%）。④生長(zhǎng)抑制與資源重分配：抑制營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)（如葉片生長(zhǎng)速率下降），促進(jìn)根系伸長(zhǎng)（根冠比增加），優(yōu)先保障水分吸收。⑤脫水保護(hù)蛋白：合成LEA蛋白（胚胎發(fā)育晚期豐富蛋白），與水分子結(jié)合形成水膜，保護(hù)酶和膜結(jié)構(gòu)免受脫水損傷（如擬南芥LEA基因過表達(dá)株系抗旱性增強(qiáng)）。四、論述題（每題10分，共20分）1.從細(xì)胞、器官、整體水平闡述植物水分運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力與調(diào)控機(jī)制。答：植物水分運(yùn)輸包括根毛吸水→根皮層→根中柱→導(dǎo)管→莖→葉→氣孔蒸騰的過程，動(dòng)力與調(diào)控涉及多水平機(jī)制。（1）細(xì)胞水平：①根毛細(xì)胞通過滲透作用吸水（ψw根毛<ψw土壤），依賴細(xì)胞液中的溶質(zhì)（如K?、有機(jī)酸）降低滲透勢(shì)；②內(nèi)皮層凱氏帶阻止水分自由擴(kuò)散，水分需經(jīng)共質(zhì)體途徑（通過胞間連絲）進(jìn)入中柱，受膜上水孔蛋白（AQP）調(diào)控（如PIP1、PIP2家族蛋白促進(jìn)水分跨膜運(yùn)輸）；③導(dǎo)管分子成熟后為死細(xì)胞，水分在導(dǎo)管中以連續(xù)水柱形式移動(dòng)，依賴水分子間的內(nèi)聚力（約30MPa）和與導(dǎo)管壁的附著力（約0.6-0.7MPa）抵抗重力和張力。（2）器官水平：①根壓（動(dòng)力之一）：根系主動(dòng)吸收礦質(zhì)離子（如K?），使中柱細(xì)胞ψw降低，水分滲入導(dǎo)管，產(chǎn)生靜水壓（根壓），推動(dòng)水分向上運(yùn)輸（如清晨吐水現(xiàn)象）；②蒸騰拉力（主要?jiǎng)恿Γ喝~片氣孔蒸騰導(dǎo)致葉肉細(xì)胞ψw降低，通過細(xì)胞間水勢(shì)梯度（葉肉細(xì)胞→葉脈導(dǎo)管→莖導(dǎo)管→根導(dǎo)管）形成拉力，拉動(dòng)水柱上升（蒸騰-內(nèi)聚力-張力學(xué)說）。（3）整體水平調(diào)控：①氣孔行為：ABA介導(dǎo)的氣孔關(guān)閉（如干旱時(shí)）減少蒸騰拉力，降低水分運(yùn)輸速率；②水孔蛋白表達(dá)：干旱脅迫誘導(dǎo)根中AQP基因（如PIP2;1）下調(diào)，減少水分損失；濕潤(rùn)條件下AQP上調(diào)，促進(jìn)吸水；③木質(zhì)部栓塞修復(fù)：輕微干旱時(shí)，導(dǎo)管內(nèi)氣泡（栓塞）可通過根壓產(chǎn)生的正壓力或鄰近薄壁細(xì)胞分泌水分重新填充（如葡萄藤夜間根壓修復(fù)栓塞）；嚴(yán)重干旱時(shí)栓塞不可逆，導(dǎo)致植物萎蔫死亡。2.結(jié)合實(shí)驗(yàn)證據(jù)論述乙烯在果實(shí)成熟中的作用及分子機(jī)制。答：乙烯是促進(jìn)果實(shí)成熟的關(guān)鍵激素，實(shí)驗(yàn)證據(jù)及機(jī)制如下：（1）實(shí)驗(yàn)證據(jù)：①外源乙烯處理：未成熟香蕉暴露于乙烯（1-10ppm）后，呼吸躍變提前，果實(shí)快速變黃、軟化（如香蕉催熟技術(shù)）；②乙烯合成抑制劑（如AVG，抑制ACC合成酶）或作用抑制劑（如1-MCP，競(jìng)爭(zhēng)乙烯受體）處理：可延緩番茄成熟，呼吸躍變推遲，硬度下降減緩；③反義RNA技術(shù)：抑制番茄ACC合成酶或ACC氧化酶基因表達(dá)，轉(zhuǎn)基因果實(shí)乙烯合成量降低99%，無(wú)法自然成熟（需外源乙烯誘導(dǎo)）；④突變體研究：擬南芥乙烯不敏感突變體（etr1）的果實(shí)（角果）成熟延遲，而組成型乙烯響應(yīng)突變體（ctr1）果實(shí)早熟。（2）分子機(jī)制：①乙烯合成調(diào)控：成熟啟動(dòng)時(shí)，果實(shí)中乙烯合成基因（如ACS、ACO）表達(dá)上調(diào)。ACS（ACC合成酶）催化S-腺苷甲硫氨酸（SAM）提供ACC，ACO（ACC氧化酶）催化ACC提供乙烯（C?H?）。②乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)：乙烯與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜上的受體（如ETR1）結(jié)合，解除受體對(duì)下游CTR1（絲氨酸/蘇氨酸激酶）的抑制，CTR1失活后釋放EIN2（膜結(jié)合蛋白），EIN2羧基端進(jìn)入細(xì)胞核，激活EIN3/EIL1轉(zhuǎn)錄因子，啟動(dòng)成熟相關(guān)基因表達(dá)。③成熟相關(guān)基因的