植物生理学:试题解析

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1、名词解释:蒸腾拉力常用蒸腾作用的指标是、和。简要分析植物蒸腾作用的利弊。保卫细胞的水势变化主要是由和等渗透调节物质进出保卫细胞引起的。植物伤流液的成分包括()无机离子 B. 氨基酸类 C. 可溶性糖 D. 植物激素水分散失方式: 1) 1) 以液体状态散失到体外以液体状态散失到体外以液体状态散失到体外以液体状态散失到体外 (吐水现象)(吐水现象)(吐水现象)(吐水现象) 2) 2) 以气体状态散逸到体外以气体状态散逸到体外以气体状态散逸到体外以气体状态散逸到体外 (蒸腾作用)(蒸腾作用)(蒸腾作用)(蒸腾作用) 蒸腾作用蒸腾作用:指植物体指植物体内的水分以气态方式从植物的表面向外界散失的过程。

2、内的水分以气态方式从植物的表面向外界散失的过程。蒸腾拉力:蒸腾拉力:由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量。 主动吸水主动吸水-动力动力是根压是根压植物根系植物根系吸水方式吸水方式被动吸水被动吸水动力动力是蒸腾拉力蒸腾拉力蒸腾拉力的形成:蒸腾拉力的形成:当气孔张开后,气孔下腔附近的叶肉细胞因蒸腾失水,而下降,所以从相邻细胞夺取水分,失水的细胞又从旁边的另一个细胞取得水分,如此下去,从气孔下腔到叶脉导管,再到叶柄、茎的导管,最后到根系导管之间就形成了一系列的水势梯度,最后引起根系从外界土壤环境中吸收水分。这种力量完全是由于叶片的蒸腾作用而形成的,不需要消耗代谢能,因此认为是一种被

3、动吸水。证据:证据:将胡芹切段放在红墨水中,一段时间后红墨水会被吸入茎中。实验证明,由于枝叶的蒸腾作用,将根系切断或进行麻醉后,仍然可以被动吸水。蒸腾作用蒸腾作用皮孔蒸腾皮孔蒸腾叶片蒸腾叶片蒸腾角质层蒸腾角质层蒸腾气孔蒸腾气孔蒸腾( (主要方式主要方式) ) 水蒸气通过小气孔扩散的速度为什么会很快呢?靠近边缘的水分子受阻力小,扩散快靠近边缘的水分子受阻力小,扩散快。因此,在同样大小面积的情况下,小孔数越多,周缘长度也就越长,因而水分扩散量也就越大。 气孔运动的机制气孔运动的机制:1. 淀粉与糖转化学说:光下,光合作用消耗CO2促使胞质pH增高,淀粉磷酸化酶促使淀粉水解成糖,保卫细胞渗透势下降,

4、水势降低,从周围细胞吸水,保卫细胞膨大,气孔张开;夜晚,反之。2. K+累积学说:K+内流,溶质势下降,气孔张开;反之亦然。3.苹果酸代谢学说:淀粉水解生成的PEP经PEP羧化激酶作用于CO2发生羧化生产苹果酸。苹果酸解离为2个H+和苹果酸根,在H+/K+泵驱动下,与K+发生交换,保卫细胞内K+浓度增加,水势降低;苹果酸根进入液泡和Cl-共同与K+保持平衡。同时苹果酸的存在降低了水势,促使保卫细胞吸收,气孔张开。4.玉米黄素假说:蓝光通过玉米黄素活化质膜质子泵,不断泵出质子,形成跨膜电化学势梯度,推动钾离子的吸收,同时刺激淀粉的水解和苹果酸的合成,使保卫细胞水势降低,气孔张开。蒸腾作用的生理指

5、标植物蒸腾快慢或效率可用三种指标衡量: 蒸蒸腾腾速速率率:又又称称蒸蒸腾腾强强度度。指指植植物物在在单单位位时时间内、单位叶面积上通过蒸腾作用而散失的水量。间内、单位叶面积上通过蒸腾作用而散失的水量。 常用单位:H2Og.m-2.h-1。大多数植物白天的蒸腾速率是15-250g.m-2.h-1,夜晚是1-20g.m-2.h-1。 蒸腾效率蒸腾效率: 也称蒸腾比率。也称蒸腾比率。指植物每蒸腾指植物每蒸腾1Kg1Kg水时所能合成水时所能合成的干物质克数。的干物质克数。常用单位:g.kg-1。 蒸腾系数蒸腾系数: 指植物每制造1g干物质所消耗水分的克数,它是蒸腾效率的倒数。它表示了植物对水分需量的多

6、少,故又称为植物的需水量需水量。大多数植物的蒸腾系数在125-1000之间。蒸腾作用的生理意义: 1、蒸腾作用能产生蒸腾拉力产生蒸腾拉力;(水分吸收和运输的主要动力); 2、蒸腾作用促进木质部促进木质部物质的运输; 3、蒸腾作用能降低植物体温降低植物体温; 4、蒸腾作用能促进促进COCO2 2的同化的同化。 (蒸腾作用正常进行时,气孔是开放的)。1、减少蒸腾面积:移栽植物时,去掉一些枝叶,减少蒸腾面积, 降低蒸腾失水量,有利其成活。遮阴减少蒸腾。2、降低蒸腾速率:避开促进蒸腾的外界条件,降低植株的蒸腾 速率。如傍晚或阴天移栽植物;栽后搭棚 遮荫, 设施栽培;田边种植防风林;地膜 覆盖、秸秆覆盖

7、(增温保湿、减少土壤蒸发)3、使用抗蒸腾剂适当降低蒸腾的途径:名词解释:平衡溶液可被植物吸收的氮素形态主要是和。植物进行正常生命活动需要哪些矿质元素?用什么方法,根据什么标准来确定的? 不可缺少性不可缺少性:缺乏该元素,植物生长发育受阻,不能完成生活史。:缺乏该元素,植物生长发育受阻,不能完成生活史。 不不可可替替代代性性:缺缺乏乏某某元元素素,植植物物表表现现出出专专一一的的缺缺素素症症,加加入入该该元元素素缺缺素素症症消失。消失。 直直接接功功能能性性:该该元元素素在在植植物物营营养养生生理理上上能能表表现现直直接接的的效效果果,而而不不是是由由于于土土壤的物理、化学、微生物条件的改善而产

8、生的间接效果。壤的物理、化学、微生物条件的改善而产生的间接效果。营养液-X植物z正常不正常+X症状异常恢复正常X为非必需元素X为必需元素 植物必需的矿质元素按一定浓度与比植物必需的矿质元素按一定浓度与比例配制成混合溶液,植物才能正常生长例配制成混合溶液,植物才能正常生长发育,这种对植物生长无毒害作用的溶发育,这种对植物生长无毒害作用的溶液称为液称为平衡溶液平衡溶液。若在单盐溶液中,加入少量其他盐类,就可以消除单盐毒害,这种离子间若在单盐溶液中,加入少量其他盐类,就可以消除单盐毒害,这种离子间的相互作用,称为的相互作用,称为离子拮抗作用离子拮抗作用单盐毒害单盐毒害:植物培养在单一盐分的溶液中,表

9、现出生长不正常,最后死亡,植物培养在单一盐分的溶液中,表现出生长不正常,最后死亡,这种现象称为单盐毒害。这种现象称为单盐毒害。原因:原因:原因:原因:植物在单盐溶液中,吸收阳离子过多过快引起的毒害,一般阴离子植物在单盐溶液中,吸收阳离子过多过快引起的毒害,一般阴离子植物在单盐溶液中,吸收阳离子过多过快引起的毒害,一般阴离子植物在单盐溶液中,吸收阳离子过多过快引起的毒害,一般阴离子的毒害作用不显著。的毒害作用不显著。的毒害作用不显著。的毒害作用不显著。 15 植物主要利用土壤中的含氮化合物:植物主要利用土壤中的含氮化合物: 1 1、土壤中的有机含氮化合、土壤中的有机含氮化合物物 主要来来源源于于

10、动动物物、植植物物和和微微生生物物躯躯体体的的腐腐烂烂分分解解的的产产物物,但但这这些些含含氮氮化化合合物物大大多多是是不不溶溶性性的的, ,通通常常不不能能直直接接为为植植物物所所利利用用,植植物物只只能能吸吸收收其其中中的的氨氨基基酸酸、酰酰胺胺和尿素尿素等水溶性的有机氮化物。16 尿尿素素虽虽是是植植物物良良好好的的氮氮源源, ,但但由由于于它它易易被被分分解解为为NHNH和和COCO, ,所所以以施施入入田田间间的的尿尿素素, ,也也只只有有一一部部分分是是以以尿尿素素分分子子的的形式被植物吸收形式被植物吸收。17 2 2、植植物物的的氮氮源源主主要要是是无无机机氮氮化化物物,以铵盐和

11、硝酸盐为主。铵态氮(NH+4)植物可直接吸收、植物可直接吸收、利用并合成氨基酸利用并合成氨基酸硝态氮(NO-3)必须经过必须经过还原形成铵还原形成铵态氮态氮后才能被利用。后才能被利用。名词解释:光补偿点;压力流动学说;爱默生效应;希尔反应;光呼吸叶绿素吸收光谱最强吸收区有两个:一个在,另一个在;类胡萝卜素吸收光谱最强吸收区在。光合作用产生的氧气来源于。农作物中主要的C3植物有等,C4植物有等。高等植物的碳同化途径有哪几种?哪条途径才具备合成淀粉等光合产物的能力?光合产物主要以什么形式运出叶绿体()A.蔗糖B.淀粉C.磷酸丙糖D.果糖春天树木发芽时,叶片展开之前,茎秆内糖分运输的方向是()A.从

12、形态学上端运向形态学下端B.从形态学下端运向形态学上端C.既不上运也不下运D.既上运也下运禾谷类作物拔节期之前,下部叶子的同化物主要供应()A.幼叶B.幼芽C.根部植物筛管汁液中占干重90%以上的是()A.蛋白质B.脂肪C.蔗糖植物体内有机物运输速率一般是白天()A.快于晚上B.慢于晚上C.与晚上相当蔗糖转变中不可缺少的元素是()A.磷B.铁C.锌简述作物产量形成的源库关系同化物是如何装入与卸出筛管的?硼为什么能促进植物体内碳水化合物的运输?生产中如何提高植物对光能的利用率?叶黄素叶黄素胡萝卜素胡萝卜素蓝光激发蓝光激发 红光激发红光激发21 叶绿素为什么会发荧光呢?叶绿素为什么会发荧光呢? 叶

13、绿素吸收了一定波长的光量子后变为激激发发态态,激发态的叶绿素分子由第一单线态回到基态时可通过发光的形式丢失能量,由于能量消耗,所以发射出的光子的波长要长一些,故为棕红色。叶叶绿绿素素溶溶液液在在反反射射光光下下呈呈现现的的红红色色就是受光激发后发射出来的荧光的颜色。就是受光激发后发射出来的荧光的颜色。红降现象:红降现象: 大于大于685nm 685nm (远红光)照射绿藻时,光量子可被叶绿素大量吸收,但量子产(远红光)照射绿藻时,光量子可被叶绿素大量吸收,但量子产额急剧下降,这种现象被称为额急剧下降,这种现象被称为红降现象红降现象。双光增益现象(爱默生效应)双光增益现象(爱默生效应) 大于大于

14、685nm 685nm 的光照射时,如补充的光照射时,如补充650nm650nm的红光,则量子产额大增,比这的红光,则量子产额大增,比这两种波长的光单独照射的总和还要大。这种两种光波促进光合效率的现象,两种波长的光单独照射的总和还要大。这种两种光波促进光合效率的现象,叫叫双光增益现象双光增益现象(爱默生效应)。(爱默生效应)。 希尔反应希尔反应(Hill reactionHill reaction) 希尔反应希尔反应: 离体叶绿体在光下所进行的分解 水并释放O2的反应。 R.Hill(1937)R.Hill(1937)发发现现,将将离离体体叶叶绿绿体体加加到到具具有有氢氢受受体体( (如如2,

15、6-2,6-二二氯氯酚酚靛靛酚酚、苯苯醌醌、NADPNADP+ +、NADNAD+ +等等) )的的水水溶溶液液中中,照光后即放出氧气:照光后即放出氧气: 2H2O2A2AH2O2 叶绿体叶绿体光光n n3CO3CO2 2 + 3H+ 3H2 2O + 9ATP + 6NADPH + 3RuBPO + 9ATP + 6NADPH + 3RuBP PGAld + 6NADP PGAld + 6NADP+ + + 9ADP + 9Pi + 3RuBP+ 9ADP + 9Pi + 3RuBPn n同化同化同化同化3 3个个个个COCO2 2分子,需要分子,需要分子,需要分子,需要6 6个个个个NAD

16、PHNADPH分子和分子和分子和分子和9 9个个个个ATPATP分子,形成分子,形成分子,形成分子,形成1 1个磷酸丙糖分子(个磷酸丙糖分子(个磷酸丙糖分子(个磷酸丙糖分子(PGAldPGAld)n n磷酸丙糖的去向:磷酸丙糖的去向:磷酸丙糖的去向:磷酸丙糖的去向:n n在叶绿体中形成淀粉在叶绿体中形成淀粉在叶绿体中形成淀粉在叶绿体中形成淀粉n n运出叶绿体在细胞质中形成蔗糖。运出叶绿体在细胞质中形成蔗糖。运出叶绿体在细胞质中形成蔗糖。运出叶绿体在细胞质中形成蔗糖。光合产物光合产物光合产物光合产物C3途径的总反应式为途径的总反应式为:COCO2 2补偿补偿补偿补偿 40 5 40 5 光:光:

17、光:光:0200 0200 点点点点(g L(g L-1-1) ) 暗:暗:暗:暗:55COCO2 2固定途径固定途径固定途径固定途径 C C3 3途径途径途径途径 C C4 4途径和途径和途径和途径和 CAMCAM途径途径途径途径 C C3 3途径途径途径途径 和和和和C C3 3途径途径途径途径COCO2 2固定酶固定酶固定酶固定酶 Rubisco PEPC, Rubisco PEPC, PEPC, PEPC, Rubisco Rubisco RubiscoRubiscoCOCO2 2最初受体最初受体最初受体最初受体 RuBP PEP RuBPRuBP PEP RuBP(L)(L) PEP

18、PEP(D)(D)PEPCPEPC活性活性活性活性(mol.mg(mol.mg-1 -1 0.30.0.35 1618 19.20.30.0.35 1618 19.2.chl.min.chl.min-1-1) ) C C3 3植物植物植物植物 C C4 4植物植物植物植物 CAMCAM植物植物植物植物叶绿素叶绿素叶绿素叶绿素a/b 2.8a/b 2.8 0.4 3.9 0.6 2.5 0.4 3.9 0.6 2.53.03.0最初光合产物最初光合产物最初光合产物最初光合产物 PGA OAA PGA OAA 光光光光: PGA: PGA; 暗暗暗暗: OAA: OAA 光呼吸光呼吸光呼吸光呼吸

19、3.03.03.7 0 03.7 0 0同化产物分配同化产物分配同化产物分配同化产物分配 慢慢慢慢 快快快快 不等不等不等不等最大净光合速率最大净光合速率最大净光合速率最大净光合速率( (molCOmolCO2 2 151535 4035 4080 180 14 4mm-2-2s s-1-1) ) C C3 3植物植物植物植物 C C4 4植物植物植物植物 CAMCAM植物植物植物植物绿色细胞在光下吸收绿色细胞在光下吸收绿色细胞在光下吸收绿色细胞在光下吸收OO2 2,放出,放出,放出,放出COCO2 2的过程称为的过程称为的过程称为的过程称为光呼吸光呼吸光呼吸光呼吸。光呼吸的生理功能光呼吸的生

20、理功能光呼吸的生理功能光呼吸的生理功能 (1) 消除乙醇酸的毒害消除乙醇酸的毒害消除乙醇酸的毒害消除乙醇酸的毒害(2) (2) 维持维持维持维持C3C3途径的运转:途径的运转:途径的运转:途径的运转:在叶片气孔关闭或外界在叶片气孔关闭或外界在叶片气孔关闭或外界在叶片气孔关闭或外界COCO2 2浓度降低时,光呼吸释放的浓度降低时,光呼吸释放的浓度降低时,光呼吸释放的浓度降低时,光呼吸释放的COCO2 2能被能被能被能被C C3 3途径再利途径再利途径再利途径再利用,以维持用,以维持用,以维持用,以维持C C3 3途径的运转。途径的运转。途径的运转。途径的运转。(3) (3) 防止强光对光合机构的

21、破坏:防止强光对光合机构的破坏:防止强光对光合机构的破坏:防止强光对光合机构的破坏:光呼吸可消耗过剩光呼吸可消耗过剩光呼吸可消耗过剩光呼吸可消耗过剩的同化力,减少的同化力,减少的同化力,减少的同化力,减少 的形成,从而保护光合机构。的形成,从而保护光合机构。的形成,从而保护光合机构。的形成,从而保护光合机构。 (4) (4) 氮代谢的补充:氮代谢的补充:氮代谢的补充:氮代谢的补充:光呼吸代谢中涉及多种氨基酸光呼吸代谢中涉及多种氨基酸光呼吸代谢中涉及多种氨基酸光呼吸代谢中涉及多种氨基酸( (甘氨酸、丝氨酸等甘氨酸、丝氨酸等甘氨酸、丝氨酸等甘氨酸、丝氨酸等) )的形成和转化过程,对绿色的形成和转化

22、过程,对绿色的形成和转化过程,对绿色的形成和转化过程,对绿色细胞的氮代谢是一个补充。细胞的氮代谢是一个补充。细胞的氮代谢是一个补充。细胞的氮代谢是一个补充。 OO2-光呼吸的生理功能光呼吸的生理功能光呼吸的生理功能光呼吸的生理功能 有害方面有害方面:减少了光合产物的形成和累积,不仅不能贮备能量,还消耗大量能量。 同化物在同化物在SESECCCC复合体内随着液流复合体内随着液流的流动而移动,而液流的流动是由于源的流动而移动,而液流的流动是由于源库两端的压力势差而引起的。库两端的压力势差而引起的。要点:要点:压力流动学说压力流动学说压力流动学说压力流动学说有机物运输与分配的调控有机物运输与分配的调

23、控 1. 1. 代谢调节代谢调节代谢调节代谢调节 (1)(1)(1)(1)细胞内蔗糖浓度细胞内蔗糖浓度细胞内蔗糖浓度细胞内蔗糖浓度 阈值阈值阈值阈值 ,非运态,非运态,非运态,非运态 阈值阈值阈值阈值 ,可运态,可运态,可运态,可运态 K/NaK/NaK/NaK/Na比值低,有利于淀粉比值低,有利于淀粉比值低,有利于淀粉比值低,有利于淀粉蔗糖,输出率提高。蔗糖,输出率提高。蔗糖,输出率提高。蔗糖,输出率提高。 (2) (2) (2) (2) 能量代谢能量代谢能量代谢能量代谢 作为直接的动力;作为直接的动力;作为直接的动力;作为直接的动力; 通过提高膜透性而起作用。通过提高膜透性而起作用。通过提

24、高膜透性而起作用。通过提高膜透性而起作用。 382. 激素调节激素调节 除乙烯外,其他内源激素除乙烯外,其他内源激素(主要是(主要是(主要是(主要是IAAIAAIAAIAA,GA, CTK)GA, CTK)GA, CTK)GA, CTK) 都有促进有机物运输与分配的效应。都有促进有机物运输与分配的效应。 如如吲哚乙酸、赤霉素、吲哚乙酸、赤霉素、2 2,4-D4-D、萘乙酸、激动素萘乙酸、激动素等均能提高细胞组织的呼吸作用,所以用激素处理等均能提高细胞组织的呼吸作用,所以用激素处理适当时,多少都有使同化物向处理部位集中的趋势。适当时,多少都有使同化物向处理部位集中的趋势。最明显的是激动素对叶片的

25、保鲜效应。最明显的是激动素对叶片的保鲜效应。 393. 环境因素对有机物运输的影响环境因素对有机物运输的影响 N N 过多,体内过多,体内过多,体内过多,体内PrPrPrPr多、糖少。糖多、糖少。糖多、糖少。糖多、糖少。糖营养体,向籽粒分配营养体,向籽粒分配营养体,向籽粒分配营养体,向籽粒分配 减少减少减少减少; ; ; ; 过少,功能叶早衰。过少,功能叶早衰。过少,功能叶早衰。过少,功能叶早衰。(1 1 1 1)矿质元素)矿质元素)矿质元素)矿质元素P 促进运输(促进运输(促进运输(促进运输(PiPiPiPi运转器运转器运转器运转器) ) ) ) 磷促进光合作用,形成较多的同化物磷促进光合作

26、用,形成较多的同化物; ; 磷促进蔗糖合成,提高可运态蔗糖的浓度;磷促进蔗糖合成,提高可运态蔗糖的浓度; 磷是磷是ATPATP的重要组分,同化物运输离不开能量。的重要组分,同化物运输离不开能量。K K 促进库内糖促进库内糖促进库内糖促进库内糖淀粉,维持源库两端的压力淀粉,维持源库两端的压力淀粉,维持源库两端的压力淀粉,维持源库两端的压力 差,有利于运输。差,有利于运输。差,有利于运输。差,有利于运输。B 促进糖的运输和合成。促进糖的运输和合成。促进糖的运输和合成。促进糖的运输和合成。 40 影响运输速度,影响运输速度,20 3020 30时最快。时最快。原因:原因:低温下低温下(1 1)降低呼

27、吸速率,减少能量供应;)降低呼吸速率,减少能量供应;(2 2)提高筛管内含物的粘度。)提高筛管内含物的粘度。高温下高温下(1 1)筛板出现胼胝质;()筛板出现胼胝质;(2 2)呼吸作用增)呼吸作用增强,消耗物质增多;(强,消耗物质增多;(3 3)引起酶钝化或)引起酶钝化或破坏。破坏。(2)温度)温度 41 影响运输方向,影响运输方向, 土温气温,向根部分配较多;土温气温,向根部分配较多; 气温土温,向顶部分配较多。气温土温,向顶部分配较多。 昼夜温差大,夜间呼吸消耗少,穗粒重增大。昼夜温差大,夜间呼吸消耗少,穗粒重增大。我国北方小麦产量高于南方,原因之一就是由于我国北方小麦产量高于南方,原因之

28、一就是由于北方昼夜温差大,植株衰老慢,灌浆期长所致。北方昼夜温差大,植株衰老慢,灌浆期长所致。42 光照强弱直接影响到光照强弱直接影响到光合产物的多少光合产物的多少,自然也,自然也 就影响它的就影响它的运输运输; ; 光照还可以影响同化物在根冠间的光照还可以影响同化物在根冠间的分配分配,在光,在光 照下,更多的同化物由叶片运向冠部,而在黑照下,更多的同化物由叶片运向冠部,而在黑 暗中,同化物向根系转移加快。暗中,同化物向根系转移加快。 光照也还会光照也还会通过温度的变化而影响运输通过温度的变化而影响运输的。的。 (4 4)水分)水分 水分胁迫使光合速率降低,叶片内可水分胁迫使光合速率降低,叶片

29、内可运态蔗糖浓度降低,影响向外输出,从而降低了筛运态蔗糖浓度降低,影响向外输出,从而降低了筛管内集流的运输速率。管内集流的运输速率。 (3)光照)光照43(1)源限制型源限制型 源小库大,结实率低,空壳率高。源小库大,结实率低,空壳率高。(2)库限制型库限制型 库小源大,库的接纳能力库小源大,库的接纳能力, ,结实率,结实率 高且饱满,但粒数少,产量不高。高且饱满,但粒数少,产量不高。(3)源库互作型源库互作型 产量由源库协同调节,可塑性产量由源库协同调节,可塑性 大。只要栽培措施得当,容易大。只要栽培措施得当,容易获得较高的产量。获得较高的产量。 作物产量形成的源库关系有三种类型:作物产量形

30、成的源库关系有三种类型:缺硼缺硼使糖运输受阻的原因是因为缺硼使筛管中形成胼胝质,导致筛孔被堵所致;同时也与硼对质膜稳定性和透性的影响有关。此外,缺硼还会抑制尿嘧啶的生物合成,而尿嘧啶是葡萄糖二磷酸尿苷(UDPG)的前体物质之一,后者又是合成蔗糖所必需的辅酶。因此,缺硼必然导致碳水化合物运输受阻,抑制纤维素合成和细胞壁的形成。5524呼吸速率表观光合速率 光强制约光饱和点 CO2光补偿点CO2补偿点CO2饱和点最大光合速率 CO2释放速率 (1)增加光合面积: 合理密植;改善株型。 (2)延长光合时间: 提高复种指数; 延长生育期; 补充人工光照。 (3)提高光合速率: 增加田间CO2浓度; 降

31、低光呼吸; 减缓逆境对光合的抑制作用; 减轻光合午休; 延缓早衰。1. 呼吸商 2. 抗氰途径 植物呼吸作用的产所是 。线粒体氧化磷酸化活力功能的一个重要指标是 。氧化磷酸化的解偶联剂是 ,PPP途径的抑制剂是 。细胞色素氧化酶是一种含金属 和 的氧化酶。苹果削皮后会出现褐色就是 酶作用的记过,该氧化酶中含有金属 。植物呼吸速率最高的器官是()A.叶片 B. 根 C. 茎 D. 花从种子萌发到形成幼苗,全部呼吸几乎都属于 。P/O比: 每消耗一个氧原子有几个ADP变成ATP。 P/O比为氧化磷酸化作用的活力指标。解偶联剂有解偶联剂有2,4-2,4-二硝基酚二硝基酚( (DNP)DNP)末端氧化

32、酶:指能将底物脱下的电子最终传给O2,使其活化,并形成H2O或H2O2的酶类。(电子是在呼吸链的末端交给O2) 线粒体内膜上的细胞色素氧化酶和抗氰氧化酶; 细胞质中的:酚氧化酶和抗坏血酸氧化酶; 过氧化体中的乙醇酸氧化酶等。 521、细胞色素氧化酶(cytochrome oxidase) 细胞色素氧化酶是植物体内最主要的末端氧化酶,与O2的亲和力极高,承担细胞内约80%的耗氧量。该E含铁和铜,其作用是将Cyta3电子传给O2,生成H2O。 (位于线粒体) 在幼嫩组织中较活跃,在某些成熟组织中活性比较小。这个酶与氧的亲和力最高,会受CN-、CO和N-3的抑制。532、交替氧化酶(AO)其功能是将

33、UQH2的电子经FP传给O2生成H2O。其活性中心含Fe 2+,对O2的亲和力高,易被水杨基氧肟酸(SHAM)所抑制,对氰化物不敏感。不受氰化物的抑制,故称为抗氰交替氧化酶,该酶在植物和微生物中广泛存在。 交替氧化酶位于线粒体内膜。54 也称多酚氧化酶、酚酶, 在植物体内普遍存在,定位于质体和微体中,含铜;其功能是催化O2将酚氧化成醌并生成H2O。单元酚氧化酶,如酪氨酸酶; 多元酚氧化酶,如儿茶酚氧化酶。 酚氧化酶对O2的亲和力中等,易受氰化物抑制。3、酚氧化酶(phenol oxidase) 55 在植物中普遍存在,果蔬中含量多,定位于细胞质中,含铜。催化O2将抗坏血酸氧化并生成H2O。对O

34、2的亲和力低,受氰化物抑制。对CO不敏感。4、抗坏血酸氧化酶(ascorbate oxidase)催化分子氧将抗坏血酸氧化为脱氢抗坏血酸,它存在于细 胞质中或与细胞壁相结合。它可以通过谷胱甘肽而与某些 脱氢酶相偶联,抗坏血酸氧化酶还与PPP中所产生的NADPH 起作用,可能与细胞内某些合成反应有关。56 存在于过氧化物体内,是一种黄素蛋白酶(含FMN),不含金属。催化乙醇酸氧化为乙醛酸并生成H2O2。对O2的亲和力极低,不受氰化物和CO抑制。 光呼吸代谢途径中它在过氧化体中催化乙醇酸氧化为乙醛酸,且与甘氨酸的合成有关。 在水稻根部特别是根端部分活性最强,产生H2O2放出O2,使根系周围保持较高

35、的氧化状态,氧化各种还原物质,使水稻、 能顺利地在水中生长。5、乙醇酸氧化酶(glycolate oxidase)57在氰化物存在下,某些植物呼吸不受抑制,这种呼吸途径称为抗氰呼吸。即对氰化物不敏感的那一部分呼吸。该途径可被鱼藤酮抑制,不被抗霉素A和氰化物抑制,其 P/O比为1或低于1。放热增温,促进植物开花、种子萌发。抗氰呼吸释放大量热量,有助于某些植物花粉的成熟及授粉、受精过程;有利于挥发引诱剂(如NH3、胺类、吲哚等),以吸引昆虫帮助传粉。放热增温也有利于早春时节植物的开花或种子萌发。 增加乙烯生成,促进果实成熟,促进衰老 抗氰呼吸的出现常与衰老相联系。随着植株年龄的增长、果实的成熟,抗

36、氰呼吸随之升高。同时,乙烯与抗氰呼吸上升有平行的关系。乙烯刺激抗氰呼吸,诱发呼吸跃变产生,促进果实成熟和植物组织器官衰老。在防御真菌的感染中起作用 甘薯块根组织受到黑斑病菌侵染后抗氰呼吸成倍增长,而且抗病品种感染组织总是明显高于感病品种感染组织。分流电子 当细胞含糖量高(如光合作用旺盛),EMP-TCA循环迅速进行时,交替氧化酶活性很高。交替途径起到了分流电子的作用。 抗氰呼吸的生理意义60 判断呼吸作用强度和性质的主要指标:判断呼吸作用强度和性质的主要指标: 1 1、呼吸速率、呼吸速率(respiratory raterespiratory rate) 指在单位时间内指在单位时间内单位鲜重单

37、位鲜重或或干重干重植物组织植物组织或原生质或原生质吸收吸收O O2 2的量的量(QO(QO2 2) )或或释放释放COCO2 2的量的量(QCO(QCO2 2) )或消耗干物质的量来表示。或消耗干物质的量来表示。 常用单位有:常用单位有:molCOmolCO2 2g g-1-1(FW(FW或或DW).hDW).h-1-1, molOmolO2 2g g-1-1(FW(FW或或DW).hDW).h-1-1等。等。612 2、呼吸商、呼吸商(RQ)(RQ) 又称呼呼吸吸系系数数,是指植物组织在一定时间内,释放CO2与吸收O2的数量(体积或物质的量)比值。 呼吸商呼吸商(RQ)=(RQ)=呼吸分为两

38、类: 维持呼吸维持呼吸- -用以维持细胞的活性的呼吸。用以维持细胞的活性的呼吸。 相对稳定的相对稳定的, ,每克干重植物约消耗每克干重植物约消耗151520mg20mg葡萄糖葡萄糖。 生长呼吸生长呼吸- -用于供生长发育所需要的呼吸。用于供生长发育所需要的呼吸。 如生物大分子的合成,离子吸收等。植株幼嫩生长活跃时,植株幼嫩生长活跃时,生长呼吸是呼吸的主要部分。生长呼吸是呼吸的主要部分。 从植物的一生来看,种子萌发到苗期,主要是进行生长呼吸,呼吸效率高,随着营养体的生长,生长呼吸占总呼吸比例下降,而维持呼吸所占的比例增加。 株型高大的品种,维持呼吸所占的比例较高。 前期应促进呼吸满足植物的生长,后期可适当降低呼吸,在保持一定的维持呼吸基础上,减少过多的呼吸消耗。

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