2025年《植物生理學(xué)》期末考試復(fù)習(xí)題庫(kù)及答案一、名詞解釋1.水勢(shì)：指每偏摩爾體積水的化學(xué)勢(shì)差，常用ψw表示，由滲透勢(shì)（ψs）、壓力勢(shì)（ψp）、重力勢(shì)（ψg）和襯質(zhì)勢(shì)（ψm）共同組成，是衡量植物細(xì)胞水分移動(dòng)方向和限度的關(guān)鍵指標(biāo)。2.光呼吸：植物在光照下吸收O?、釋放CO?的過(guò)程，與光合作用伴隨發(fā)生，其底物為乙醇酸，主要在葉綠體、過(guò)氧化物酶體和線粒體中完成，雖消耗能量但可能對(duì)光合機(jī)構(gòu)起保護(hù)作用。3.春化作用：低溫誘導(dǎo)植物開(kāi)花的現(xiàn)象，需一定時(shí)間的低溫處理（通常0-10℃），感受低溫的部位多為莖尖分生組織，通過(guò)調(diào)節(jié)開(kāi)花相關(guān)基因（如FLC）的表達(dá)促進(jìn)成花。4.源-庫(kù)單位：在同化物運(yùn)輸中，一個(gè)“源”（如葉片）與其直接供應(yīng)的“庫(kù)”（如果實(shí)、塊根）構(gòu)成的功能單位，其運(yùn)輸具有區(qū)域?qū)?yīng)性和優(yōu)先分配特性。5.滲透調(diào)節(jié)：植物在逆境（如干旱、鹽漬）下通過(guò)主動(dòng)積累脯氨酸、可溶性糖、甜菜堿等滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，降低細(xì)胞滲透勢(shì)，維持細(xì)胞膨壓和生理功能的適應(yīng)性機(jī)制。二、填空題1.植物細(xì)胞吸水的主要方式包括（滲透吸水）和（吸脹吸水），其中（滲透吸水）是成熟細(xì)胞的主要吸水方式。2.卡爾文循環(huán)的CO?受體是（RuBP，核酮糖-1,5-二磷酸），催化該反應(yīng)的酶是（RuBisCO，核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶），其產(chǎn)物最初是（3-磷酸甘油酸）。3.植物體內(nèi)有機(jī)物長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)闹饕緩绞牵g皮部篩管），運(yùn)輸?shù)闹饕问绞牵ㄕ崽牵?，運(yùn)輸?shù)膭?dòng)力假說(shuō)包括（壓力流動(dòng)學(xué)說(shuō)）和（胞質(zhì)泵動(dòng)學(xué)說(shuō)）等。4.植物感受光周期的部位是（葉片），誘導(dǎo)開(kāi)花的光周期信號(hào)通過(guò)（成花素）傳遞至莖尖分生組織；短日植物開(kāi)花需滿足（暗期長(zhǎng)度長(zhǎng)于臨界暗期）的條件。5.脫落酸（ABA）的生理功能包括（促進(jìn)氣孔關(guān)閉）、（抑制種子萌發(fā)）、（誘導(dǎo)逆境響應(yīng)基因表達(dá)）；赤霉素（GA）的典型效應(yīng)是（促進(jìn)莖的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)）和（打破休眠）。6.植物抗寒性的生理基礎(chǔ)包括（膜系統(tǒng)穩(wěn)定性提高）、（細(xì)胞內(nèi)可溶性物質(zhì)積累）、（抗氧化酶活性增強(qiáng)）；高溫脅迫下植物可能出現(xiàn)（蛋白質(zhì)變性）、（膜脂過(guò)氧化）和（光合速率下降）等傷害。三、簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述C3植物與C4植物在光合特性上的主要差異。答：C3植物（如小麥、水稻）與C4植物（如玉米、甘蔗）的光合差異主要體現(xiàn)在：①結(jié)構(gòu)上，C4植物具有“花環(huán)狀”結(jié)構(gòu)（維管束鞘細(xì)胞含葉綠體，葉肉細(xì)胞與鞘細(xì)胞緊密排列），而C3植物無(wú)此結(jié)構(gòu)；②固定CO?的途徑不同，C4植物先通過(guò)PEP羧化酶在葉肉細(xì)胞固定CO?提供四碳化合物（如草酰乙酸），再運(yùn)輸至鞘細(xì)胞釋放CO?供卡爾文循環(huán)，而C3植物直接通過(guò)RuBisCO固定CO?；③光合效率上，C4植物的CO?補(bǔ)償點(diǎn)低（約5-10μL/L），光呼吸弱，在高溫、強(qiáng)光、低CO?環(huán)境下光合速率更高；C3植物CO?補(bǔ)償點(diǎn)高（約50-100μL/L），光呼吸顯著，光合效率易受環(huán)境限制；④適應(yīng)環(huán)境，C4植物多為熱帶、亞熱帶植物，C3植物廣泛分布于溫帶。2.說(shuō)明植物根系吸收礦質(zhì)元素的主要過(guò)程及影響因素。答：根系吸收礦質(zhì)元素的過(guò)程包括：①離子吸附：通過(guò)交換吸附將土壤溶液中的離子吸附至根細(xì)胞表面，依賴于根細(xì)胞呼吸產(chǎn)生的H?和HCO??與土壤離子的交換；②主動(dòng)吸收：通過(guò)膜上的離子載體或通道蛋白（如H?-ATP酶建立的質(zhì)子梯度驅(qū)動(dòng)）將離子逆濃度梯度轉(zhuǎn)運(yùn)至細(xì)胞內(nèi)，需消耗能量；③運(yùn)輸至木質(zhì)部：離子經(jīng)共質(zhì)體（通過(guò)胞間連絲）或質(zhì)外體（通過(guò)細(xì)胞壁間隙）途徑運(yùn)輸至中柱，進(jìn)入導(dǎo)管隨蒸騰流向上運(yùn)輸。影響因素包括：①土壤溫度：適宜溫度（20-30℃）促進(jìn)呼吸和酶活性，低溫抑制吸收，高溫導(dǎo)致酶變性；②土壤通氣性：O?充足時(shí)呼吸作用強(qiáng)，提供更多ATP；③土壤pH：影響離子的溶解度（如酸性條件下Fe3?易溶，堿性條件下易沉淀）和細(xì)胞膜電荷（pH低時(shí)細(xì)胞表面負(fù)電荷多，利于陽(yáng)離子吸收）；④離子間的相互作用：如拮抗作用（K?與Mg2?競(jìng)爭(zhēng)載體）或協(xié)同作用（NO??促進(jìn)K?吸收）。3.比較植物細(xì)胞有絲分裂與減數(shù)分裂的主要區(qū)別。答：①發(fā)生部位：有絲分裂發(fā)生在體細(xì)胞（如根尖、莖尖分生組織），減數(shù)分裂發(fā)生在生殖細(xì)胞（如花粉母細(xì)胞、胚囊母細(xì)胞）；②分裂次數(shù)：有絲分裂一次分裂，產(chǎn)生2個(gè)子細(xì)胞；減數(shù)分裂連續(xù)兩次分裂（減數(shù)分裂Ⅰ和Ⅱ），產(chǎn)生4個(gè)子細(xì)胞；③染色體數(shù)目變化：有絲分裂后子細(xì)胞染色體數(shù)目與母細(xì)胞相同（2n→2n）；減數(shù)分裂后子細(xì)胞染色體數(shù)目減半（2n→n）；④遺傳效應(yīng)：有絲分裂保持遺傳穩(wěn)定性；減數(shù)分裂通過(guò)同源染色體聯(lián)會(huì)、交換和分離，產(chǎn)生遺傳多樣性；⑤細(xì)胞類型：有絲分裂產(chǎn)生體細(xì)胞，減數(shù)分裂產(chǎn)生配子（或孢子）。四、論述題1.論述干旱脅迫對(duì)植物的傷害機(jī)制及植物的抗旱適應(yīng)策略。答：干旱脅迫對(duì)植物的傷害主要體現(xiàn)在以下方面：（1）膜系統(tǒng)損傷：細(xì)胞脫水導(dǎo)致膜脂分子排列紊亂，膜透性增加，電解質(zhì)外滲，離子平衡破壞；同時(shí)活性氧（ROS）積累引發(fā)膜脂過(guò)氧化，產(chǎn)生丙二醛（MDA）等有毒物質(zhì)，進(jìn)一步破壞膜結(jié)構(gòu)。（2）光合作用抑制：氣孔關(guān)閉減少CO?供應(yīng)，葉綠體結(jié)構(gòu)受損（類囊體膨脹、基粒垛疊減少），RuBisCO活性下降，卡爾文循環(huán)受阻；光反應(yīng)中過(guò)剩光能無(wú)法有效利用，導(dǎo)致PSⅡ反應(yīng)中心失活，光合電子傳遞鏈?zhǔn)軗p。（3）呼吸代謝紊亂：輕度干旱時(shí)呼吸速率短暫上升（應(yīng)激反應(yīng)），嚴(yán)重干旱時(shí)線粒體結(jié)構(gòu)破壞，電子傳遞鏈?zhǔn)茏瑁趸姿峄馀悸?lián)，ATP提供減少，同時(shí)無(wú)氧呼吸增強(qiáng)，積累乙醇、乳酸等有毒物質(zhì)。（4）物質(zhì)代謝失衡：蛋白質(zhì)合成受阻（核糖體解體、mRNA降解），水解酶（如蛋白酶）活性升高，蛋白質(zhì)分解加速；光合產(chǎn)物運(yùn)輸受阻，可溶性糖積累但無(wú)法有效利用。植物的抗旱適應(yīng)策略包括：（1）形態(tài)適應(yīng)：根系發(fā)達(dá)（主根長(zhǎng)、側(cè)根多），增加吸水面積；葉片小而厚，角質(zhì)層發(fā)達(dá)，氣孔密度降低或下陷，減少蒸騰；某些植物（如仙人掌）葉片退化為刺，莖肉質(zhì)化儲(chǔ)存水分。（2）生理適應(yīng)：①滲透調(diào)節(jié)：積累脯氨酸、甜菜堿、可溶性糖等滲透物質(zhì)，降低細(xì)胞滲透勢(shì)，維持細(xì)胞膨壓和氣孔開(kāi)放；②抗氧化保護(hù)：提高超氧化物歧化酶（SOD）、過(guò)氧化物酶（POD）、過(guò)氧化氫酶（CAT）活性，清除ROS，減輕膜脂過(guò)氧化；③光合調(diào)整：C3植物向C4或CAM途徑轉(zhuǎn)變（如某些景天科植物），提高水分利用效率；④激素調(diào)控：脫落酸（ABA）含量增加，誘導(dǎo)氣孔關(guān)閉，減少水分散失；細(xì)胞分裂素（CTK）含量下降，延緩葉片衰老。（3）分子適應(yīng)：干旱誘導(dǎo)基因（如LEA蛋白基因、脫水素基因、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)合成相關(guān)基因）表達(dá)上調(diào)，編碼產(chǎn)物參與滲透保護(hù)、膜穩(wěn)定和ROS清除；轉(zhuǎn)錄因子（如DREB、bZIP）調(diào)控下游抗旱基因的協(xié)同表達(dá)，形成復(fù)雜的信號(hào)網(wǎng)絡(luò)。2.以生長(zhǎng)素（IAA）為例，說(shuō)明植物激素的作用機(jī)制及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。答：生長(zhǎng)素的作用機(jī)制可分為快速反應(yīng)和慢速反應(yīng)：（1）快速反應(yīng)（細(xì)胞伸長(zhǎng)）：生長(zhǎng)素與細(xì)胞膜上的受體（如TIR1/AFB）結(jié)合，激活H?-ATP酶，將H?泵出細(xì)胞，細(xì)胞壁酸化；酸化的細(xì)胞壁中擴(kuò)張蛋白（expansin）被激活，打斷纖維素微纖絲間的氫鍵，細(xì)胞壁松弛，細(xì)胞在膨壓作用下伸長(zhǎng)。此過(guò)程通常在幾分鐘內(nèi)發(fā)生。（2）慢速反應(yīng)（基因表達(dá)調(diào)控）：生長(zhǎng)素通過(guò)泛素-蛋白酶體途徑降解AUX/IAA抑制蛋白，釋放ARF（生長(zhǎng)素響應(yīng)因子），ARF結(jié)合到生長(zhǎng)素響應(yīng)基因（如SAUR、GH3）的啟動(dòng)子區(qū)域，激活或抑制基因表達(dá)，調(diào)控細(xì)胞分裂、分化及次生代謝等過(guò)程，此過(guò)程需0.5-幾小時(shí)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用：（1）促進(jìn)插條生根：用IAA或其類似物（如NAA、IBA）處理插條基部，誘導(dǎo)形成不定根，提高扦插成活率（如月季、葡萄的繁殖）。（2）防止器官脫落：在棉花蕾鈴期、蘋(píng)果采前噴施低濃度IAA，抑制離層形成，減少落蕾、落鈴或采前落果。（3）誘導(dǎo)單性結(jié)實(shí)：對(duì)未受精子房噴施IAA（如番茄、黃瓜），刺激子房發(fā)育成果實(shí)，形成無(wú)籽果實(shí)。（4）控制頂端優(yōu)勢(shì)：通過(guò)打頂（去除頂芽）降低側(cè)芽處IAA濃度，解除頂端優(yōu)勢(shì)，促進(jìn)側(cè)枝生長(zhǎng)（