高级植物生理题总结_高级植物生理学复习题
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朱延姝副教授
1.简述多胺的生理作用及作用机理。
一 PA生理作用
1．促进生长。类似于IAA，GA。促扦插生根，促不定根的产生。与内源IAA相似
3．延缓衰老。同CTK。与ETH生物合成有关，竞争SAM，PA延衰机制：①稳定膜结构；②抑制ETH合成；③可与细胞膜大分子结合，阻止膜脂过氧化；④与自由基结合，减少自由基伤害。但对老叶无效 4．提高植物的抗性，① 高盐环境：使根部put增加，有助于维持体内阳离子平衡，适应渗透胁迫或
离子过多产生的影响。
② 缺K+ ：植物会积累put，维持离子平衡，代替K作用。
③ 渗透胁迫：大麦、玉米等不同植物叶片放入高浓度山梨醇或甘露醇中处理,put增加。
④ PH5.0或少于5.0，put增加，促进质子分泌 逆境put增加的生理意义：
①作为PH缓冲剂，有利于H+和其他阳离子过膜；
②可抑制酸性蛋白酶、RNA酶，保护质膜和原生质不被外来伤害，引起分解。
5.调节植物开花过程：成花诱导,花器官发育及调节某些个别植物的雄性不育。
6.调节园艺植物果实发育的作用： ①
对授粉、受精的影响②
对座果的影响③
对果实生长的影响④
对果实成熟与衰老的影响 二PA的作用机理：1.稳定膜结构，保护作用
2.促进核酸与Pr生物合成。①
PA具有稳定核酸的作用
②
稳定核糖体的作用
3.充当植物激素作用的媒介
4.影响某些酶的结构及活性。可激活NADPH氧化酶
2.简述油菜素甾醇类的生理作用及作用机理。
一、BR可能的作用机理： 1 促进核酸和蛋白质的合成 BR与IAA活性关系可能与细胞的膜电位变化有关：①用BR处理,可增强细胞膜的电位势
及ＡＴＰａｓｅ活性和H+分泌② BR有强化IAA酸化作用,与IAA作用类似, 3 BR促进生长必须在有光条件下才有效。
二、生理作用
1.促进伸长生长：细胞分裂、伸长速度加快，包括对整个植物生长。
2.提高产量:小麦用BR可↗结实率。
3.促进水稻第二叶片弯曲，专一性鉴定方法。
4.促进细胞叶绿素合成：芹菜茎用BR浸泡，叶浓绿有光泽。5.可延衰：防止膜脂过氧化，维持膜功能，外渗电导率下降。6.促进光合作用,提高光合速率
7.提高抗逆性 ：BR能增强植物对干旱、病害、除草剂、药害等逆境的抵抗力，因此被称为“逆境缓和激素”
3.简述茉莉酸的生理作用和作用机理。
一、JA的生理效应。有的与ABA相似
1.抑制生长：通过抑制GA诱导的伸长生长抑制生长。2.抑制萌发：反式JA作用明显 3.促进插枝生根 4.促进衰老。
①JA-Me处理燕麦叶片，促进叶绿素降解，衰老加快。
②高浓度乙烯利促进离层形成，促进脱落。JA也有此效应。③对RuBPcase有抑制作用促进ETH产生影响某些酶的活性；对过氧化物酶、谷丙转氨酶、谷草转氨酶有激活作用
7抑制花芽分化：与CTK相反
8提高植物抗性
二、JA及JA-me类作用机理(一)诱导特殊Pr合成 ABA可广泛认为是一种信号，诱导PrE抑制物形成 JA有促进苯丙氨酸裂解酶(PAL)形成的作用，同时可激活此酶。酚类物质为防御素)应用JA及JA-me可诱导营养贮藏Pr合成(VSP)及积累。主要调节植物对N的利用
(二)诱导次生物质的合成1光下生长的大豆幼苗，用低浓度JA-me处理，幼苗花色素苷含量比CK明显增加↗
2类黄酮类物质大大↗，3生物碱合成量与JA-me使用浓度及时间成正相关
JA-me处理过程:JA或JA-me→诱导PAL活性↗→酚类物质合成（类黄酮类、生物碱）→次生物质提高植物抗性。
(三)诱导基因表达
1几丁质酶及β-葡聚糖基因
2苯丙氨酸裂解酶和查耳酮合成酶、查耳酮异构酶基因cellwall结构蛋白基因PrE 抑制剂及营养贮藏Pr基因，可调节植物的N代谢及利用。
JA对基因表达有两方面影响；1 JA-me促进专一性JIPs(茉莉酸诱导Pr)基因表达，从而促进大量JIPs形成。2 对正常存在的Pr mRNA翻译过程调控
(四)传递胁迫信号，发生在特定的mRNA合成之前
4.玉米赤霉烯酮与植物成花的关系。从发育的角度植物的一生可分为几个阶段以及每个阶段的主要特点是什么？
一 胚胎期
种子和母株之间相互传递信息。
在胚和胚乳中，显示出强烈的细胞分裂、原生器官分化以及营养物质（碳水化合物、脂类和矿物质）的贮存；植物激素对物质的转移起重要调节作用, 二 发芽与成活
异养到自养的转变
幼苗要求丰富的养料及充足的水分,出苗过程和幼苗期是特别敏感的时期。
三 营养期：最大生长时期 代谢活动最旺盛的时期,植株快速生长,体积增加逐渐呈现典型形态并获得一个良好平衡的根/冠比值,此时植株对水分的适应很重要.四 生殖期：开花和结果的时期.由芽的顶端分生组织状态的变化引起的,成花取决于自动诱导和外界信号诱导,环境因子及内源调节机制一起影响开花的频率,坐果及种子的成熟.五、衰老期 有序撤退
代谢活性减慢，顶端和形成层生长减少，叶变小，花和种子更少，种子发芽力降低.有机体对非生物胁迫更敏感，对寄生物侵袭易感性更大。
6.简述光敏色素的结构、性质和功能。
1.光敏色素的结构和性质:
①主要由2个结构域构成：位于N末端的光感受区域.位于C末端的光调节区域（参与信号传递、进行功能性的核定位调节细胞生理活动）
②光敏色素是一种易溶于水的浅蓝色的色素蛋白质。
③在天然状态下，Phy以二聚体形式存在。
④ 单体由脱辅基蛋白与生色团组成,生色团是一个开链的、与藻胆素类似的四吡咯环。
在天然状态下，Phy通过C末端的氨基酸残基聚合成二聚体。
2.光敏色素的功能
光敏色素是植物体内最重要的红光和远红光受体，参与调控植物生活史中许多生理过程，如种子萌发，幼苗去黄化，一些质体蛋白包括光合器组成蛋白的生物合成，叶片衰老，昼夜节律以及花器官的分化与发育。
7.简述蓝光受体的结构、性质和功能
蓝光受体---隐花色素和向光素
结构：分子量是70-80KDa,具有两个明显的功能域： 氨基（N）末端区域(CNT），羧基（C）末端区域(CCT)性质: N端：CNT介导二聚化，并通过与之非共价结合的FAD吸收光信号。C端: 传递光信号，隐花色素功能 ：
① 隐花色素作为蓝光受体，通过感受蓝光影响植物的生长和发育。②植物的蓝光反应包括：抑制下胚轴伸长.刺激子叶扩展,调节开花时间,向光性弯曲,气孔开放.引导昼夜节律时钟.调节基因表达
② 拟南芥主要的生理作用:一直抑制下胚轴生长,促进子叶扩展和花色素苷的合成,开花和气孔开放,调节生物节律性.向光素结构和性质
1.拟南芥中PHOT1是最早发现的向光素,PHOT1的C端功能区具有苏氨酸/丝氨酸激酶活性； 2.N端功能区含有两个约100个氨基酸组成的重复功能域，两个功能域之间有40%的氨基酸序列相似性。向光素功能
①下胚轴向光性反应，②叶绿体的弱蓝光积累反应和强蓝光躲避反应，③介导蓝光促进气孔开放。向光素能够调节植物的趋光性,叶绿体运动,气孔开放,叶伸展,抑制黄化苗的胚轴伸长
8、茉莉酸的生理作用和作用机理及于系统素寡糖素的关系
茉莉酸的生理作用：抑制生长、抑制萌发、促进插枝生根、促进衰老，促进ETH产生、抑制花芽分化、提高植物抗性等生理作用。
茉莉酸的作用机理：JA或JA-m诱导PAL活性增强，进而诱导酚类物质合成（类黄酮类、生物碱），酚类物质诱导合成次生物质进而提高植物抗性。其与系统素、寡糖素属于协同作用，共同完成植物体对外界环境伤害的抵御功能。
阮老师
1已知某种膜蛋白，如可设计实验确认为是水孔蛋白？如果认其水孔蛋白，如何设计实验，分别对其进行细胞学组织学定位？
水孔蛋白又叫水通道蛋白,能高效运转水分,因此可以通过转基因技术将编码的序列转移到瓜蟾的母细胞中鉴别,及转移到其生物膜上,使其在瓜蟾的母细胞中表达,再把其放入水中,观察其生物膜是否吸水膨胀,如果体积增大及吸水膨胀,则证明该蛋白是水孔蛋白.反之,则不是
蛋白质的合成过程也就是基因表达的过程,实际上包括包括遗传信息的转录和翻译两个步骤.因此,确定水孔蛋白的细胞学定位可采用基因标记的方法,即编码水孔蛋白基因由启动子和编码区两部分组成,用限制性内切酶将启动子切下,连接一个标记基因,一般为GFP绿色荧光蛋白然后通过转基因技术,霸气基因转移到大肠杆菌细胞中,是其重组DNA分子在细胞内复制,基因表达,通过标记基因判断水孔蛋白的具体位置,若蛋白质标记在细胞膜上,会发现在细胞膜上有荧光,若标记在细胞质上,则细胞内有荧光试述水孔蛋白的分子特性及生物学功能？
水孔蛋白:存在于生物膜上的一类具有选折性,高效转运水分功能的内在蛋白.结构:活体生物膜中的AQP以四聚体形式存在,四级结构是由四个对称排列的圆筒状亚基包围形成的四聚体,每一个单体上有一个独立的水通道,这个水通道在胞外部分较窄而在细胞质这边较宽,水通道的收缩区形成了一个选择性的过滤器,它对水分的运转具有选择作用,尿素等大分子将被排斥而不能通过.特征;1所有生命形态中都存在水孔蛋白，是水分跨摸运输的最主要的通道 2是高丰度蛋白，传输快，有264个氨基酸残基 3是主要的内在蛋白 6个跨膜区，4个单体形成水孔蛋白，以四聚体的形式存在于膜上，多数是异源四聚体。5在细胞膜上有两种AQP，PIP１和PIP２，在质膜和液泡膜上分为４个家族 功能：１ 是水的特异性通道，其它分子离子不能通过
２在细胞水平上，植物整体水平上，水分子运输都非常重要。在植物体内水分子通过水孔蛋白进行跨膜运输是植物生长快慢的重要限制因子
３在干旱，盐胁迫条件下应进行水孔蛋白基因调控抑制其表达量，使活性降低提高抗逆性。４水孔蛋白与自交不亲和性有密切关系 ５水孔蛋白与胞间连丝有关
６水孔蛋白不但能透过水而且能透过二氧化碳 ７PH降低抑制其活性
3试述水孔蛋白在农业上得应用？
水孔蛋白可增加植物对水分的吸收，促进植物生长。在干旱盐碱胁迫下，使水孔蛋白表达受抑制或降低其活性，可提高植物的抗逆性。农业上可利用水孔蛋白基因沉默或超表达的方法对植株进行改造，在适宜环境下，水孔蛋白基因的超表达可提高植物对水分的吸收。高等植物NR结构与功能，NR基因的表达是如何被调控的？
1不管在藻类还是在高等植物中，ＮＲ酶是多中心氧化还原酶 2 ＮＲ酶定位于细胞质中NR酶利用NADH或NADPH为电子供体在高等植物中，ＮＲ酶是一个同型二聚体，每亚基分子量为１００－１２０Ｋｂ 5 高等植物NR酶主要存在根部或叶片中受NO3-诱导、受光调节、氮代谢物调节、NR和NiR偶联，在转录水平诱导 2 ＮＲ酶基因受光调节，光下NR酶活性最强，避光活性下降，若用NO3-盐处理绿色或黄化植物时，黑暗下酶活性及累积，增强光照，ＮＲ酶增加，ＮＲ蛋白增加 3 N代谢物调控，负调节，外源酰胺显著降低 4 NR酶和硝酸还原酶偶联.简述钾离子通道的主要类型、特征及功能。K+通道对膜电势有调节功能 2 参与K+营养的吸收转运 3 参与叶片运动K+通道参与气孔运动，细胞因子和第二信使对保卫细胞，K+通道具有调节作用，ＡＢＡ诱导细胞内Ｃａ2+水平提高，抑制内向钾离子通道活化，外向钾离子通道钾离子外流，导致保卫细胞膨压下降气孔关闭钾离子通道的物质运输，通过改变或维持跨膜电势可保持其他离子吸收反向同向转运 6 钾离子吸收转运的克隆.植物营养遗传学中，分离目的基因的常用方法有哪些？并简述其原理。
张立军老师
1何为膜上信号转换系统？它由哪几部分组成？它们是如何进行信号转换的？
A细胞感受环境剌激或胞间信号的主要部位是质膜。质膜不仅可感受，而且可转换胞外信号。质膜转换胞外信号的系统称为信号转换系统。B这个系统由受体、（G蛋白）、效应器组成。
C它们之间的关系是：受体感受胞外信号，或与胞外信号结合后，（使G蛋白活化，活化的G蛋白）诱导效应器产生胞内信号。
2.何为胞外信号？植物的胞外信号主要有哪些？
胞外信号包括：外源的环境刺激。植物体内其它部位细胞合成的内源胞间信号，主要是植物激素。
1环境刺激 ：
①环境因子，如光、温、水、气、矿质元素、应力、风、触
摸和伤害等，都可能作为信号影响酶活性，直接引起细胞运动或代谢变化。
②环境因子也通过影响基因表达，引起植物代谢和生长发育变化。③在信号转导系统中，研究最多的环境信号是光信号。
2胞间信号：当环境刺激的作用位点与效应位点处于植物的不同部位时，需要作用位点细胞产生信号，传递给效应位点，引起细胞反应。这个作用位点细胞产生的信号就是胞间信号。
胞间信号可以是物理的、化学的3植物激素：植物激素是植物体内最重要的胞间信号，也被称为第一信使。
植物的主要激素： 生长素
赤霉素
细胞分裂素
脱落酸
乙烯
油菜素内酯
3.细胞的胞内信号系统有哪些？它们是如何工作的？
胞内信号是由膜上信号转换系统产生的，有调节活性的细胞内因子，也称为第二信使。生物体内的胞内信号系统主要有：钙信号系统:植物细胞在未受到刺激时（静息态），细胞浆中Ｃa2+浓度很低，只10-7~10-6Ｍ，大部分钙离子在质外体空间，细胞间隙或液泡中，浓度在10-4~10-3。当细胞受到刺激时，细胞浆中的Ｃa2+浓度增大，Ｃa2+来自质外体空间和胞内钙库（如内质网和液泡等）。细胞浆钙离子浓度升高，引起细胞的生理生化变化。当信息传递完成后，钙离子又被泵到胞外或被 细胞浆中的钙离子浓度又落到静息态水平，这样，细胞通达胞内钙离子浓度变化，将胞外信息传递到细胞内。2 肌醇磷脂信号系统 环腺苷酸信号系统 :在cAMP信使系统中，cAMP的作用是活化蛋白激酶。cAMP信使系统在糖代谢中的作用是促进糖元的分解。cAMP可活化K+和Ca2+通道，可能不需要磷酸化。
cAMP通过激活蛋白激酶使特定的转录因子磷酸化，从而调节特定基因的表达。何谓渗透调节？有哪些有机渗调物质？在逆境条件下植物积累渗调物质有何意义？
定义： 细胞主动积累溶质降低渗透势，提高吸水和保水能力，从而维持细胞膨压的作用 渗调物质：其中主要有可溶性唐，脯氨酸甜菜碱，以及其它物质，如甘油山梨醇，植物在逆境条件下产生参透调节物质是对逆境的一种适应性反应，固而积累参调物质有重要的意义的作用：维持细胞膨压，维持植物光合作用，此外还有保护细胞持续生长，延迟茎叶以维持叶片较好的气体交换，保护酶活性，维持细胞膜稳定性等重要功能。干旱条件失水，通过渗透调节可提高含水量；盐碱地，水势低，通过渗透调节，是植物自由水势下降，吸收土壤中水分；冰冻，根系水分下将，气孔活动受阻地上部分蒸发继续导致脱水；脯氨酸对细胞膜，蛋白具有保护作用，还可作为氨基；甜菜碱在生物合成中可提供甲基，保护膜蛋
４＋白，作为氨库，甜菜碱能解除NH的毒害，无毒对没有保护作用。
5何谓活性氧？有何危害？植物如何能够避免或减轻它的危害？
定义：指化学性质活泼氧化能力极强的氧化代谢产物及衍生的含氧物的总称 危害:1损伤核酸： 2损伤蛋白质：
3引起脂质过氧化：活性氧可引起膜脂不饱和脂肪酸和脂肪酸的链式过氧化分解，使膜脂有序排列受到破坏，膜透性加大，内含物外渗 活性氧的清除系统:酶系统 ： 超氧化物岐化酶，清除活性氧自由基 过氧化氢酶，清除高浓度H２O２ 过氧化物酶，清除低浓度H２O２
非酶系统 抗氧化剂抗坏血酸循环非酶抗氧化剂：VC.VE.类胡萝卜素，黄酮素，花色素元，酚类物质等也具有自由基和活性氧的清除功能。
6如何正确评价植物的水分状况？
水势渗透势压力势百分含水量（鲜重含水量）相对含水量
7比较各种逆境对生物膜损伤机制的异同？
机械损伤 相变 脱水 脂质过氧化
蛋白质变性 Ψw
= Ψs + Ψm + Ψp
水势
渗透势
衬质势
压力势
表示真正的细胞水分状况
灵敏的反映细胞水分数量的变化，是逆境生理中表示植物体内水分状况的最好指标综合分析决定植物抗旱性的因素。
决定植物抗旱性的因素包括形态因素和生理因素
形态因素:根系;根系发达,根冠比大,能有效吸收利用土壤深层中水分 叶片:叶片卷曲或脱落,降低蒸腾面积,减少蒸腾损失
叶片气孔:叶片气孔调节能力和特殊的叶片结构,叶片气孔多而小,内陷,叶脉较密,输导组织发达,绒毛多,角质化层度高,或蜡质层厚,有利于水分的贮存和供应,减少水分散失.生理因素:细胞渗透势：渗透调解能力强，增大细胞保水和吸水能力
原生质：原生质具有较高的亲水性，粘性与弹性，能抵抗或减轻脱水造成的机械损伤.代谢;缺水时正常代谢活动受到影响较小，合成反应占优势，水解酶类活性变化不大，能减少生物大分子的破坏，使原生质稳定的生命活动正常。
ABA：干旱时根系能迅速合成ABA并运输到叶片，使气孔关闭，干旱解除后ABA迅速恢复到正常水平。
抗旱植物应具有的特征
发达的根系，可吸收土壤深层的水分，在干旱时保证充足的水分供应，灵敏的气孔调解能力和特殊的气孔结构，如气孔内陷，发达的角质层，减少蒸腾失水，在干旱时叶片卷曲或脱落，降低蒸腾面积，减少蒸腾损失，叶片脱落对植物渡过干旱期有利，但对生物产量和经济产量将会产生不利影响：渗透调节能力强，增大细胞保水或吸水能力；细胞体积小，减轻脱水时的机械损伤；细胞原生质含有较多的保护像性物质，如活性氧清除能力强等
１详细LHCⅡ的功能及天线假说
２详细高等植物Rｕｓｉｂｏ的结构、功能及组装过程
结构与组装：由8个大亚基和8个小亚基构成，整个复合体相对分子量为56000，活性部分在大亚基上。大亚基由叶绿体基因编码，小亚基由核基因编码。大小亚基在叶绿体内组装成为一个活性整体。
功能：:羧化和加氧L8S8
L2 在卡尔文循环中Rubisco催化1,5二磷酸核酮糖于二氧化碳发生羧化反应，生成2分子3-磷酸甘油醛。在光呼吸过程中Rubisco与2分子氧气进行加氧反应，生成两分子乙醇酸，经线粒体释放1分子二氧化碳。L8S8
L2
3详细Rubisco活化酶如何调节Rubisco活性 Rubiso活化酶和Rubp对Rubisco酶活性的调节 2 植物体内二羧基-糖醇磷酸抑制Rubisco活性 3 活化酶和ubp及CABP对Rubisco活性的调节
4详述光合电子传递中的Q循环
PSⅡ的Q接受电子和质子形成PQH2,PQH2扩散到cytb6f的类囊体腔侧的氧化还原部位,将两个H+释放到腔中,被传递的2个电子之一经直线电子传递链经过PQH2— RFe-S —cytf— PC,另一个电子经过循环途径传递到cytb6f类囊体基质的氧化还原部位,这是第一个PQH2的氧化过程,第二个PQH2的第一个电子经PQH2 —RFe-S— cytf— PC传递,第二个经传递至cytb6f再与H+及PQ结合形成PQH2传回PQH2库,总结果是:氧化一分子PQH2为PQ,向前传递2个电子,跨膜传递4个质子
第一章植物的细胞生理（张立军教授）
1、何为膜上信号转换系统？它由哪几部分组成？它们是如何进行信号转换的？
2.何为胞外信号？植物的胞外信号主要有哪些？
3.细胞的胞内信号系统有哪些？它们是如何工作的？
第八章植物的逆境生理（张立军教授）
1、、何谓渗透调节？有哪些有机渗调物质？在逆境条件下植物积累渗调物质有何意义？
2、何谓活性氧？有何危害？植物如何能够避免或减轻它的危害？
3、如何正确评价植物的水分状况？
4、比较各种逆境对生物膜损伤机制的异同？
5、综合分析决定植物抗旱性的因素。
第六章植物的生长物质（朱延姝副教授）1.简述多胺的生理作用及作用机理。
2.简述油菜素甾醇类的生理作用及作用机理。
3.简述茉莉酸的生理作用和作用机理，及与系统素、寡糖素的关系。
第七章植物的发育生理（朱延姝副教授）
1从发育的角度植物的一生可分为几个阶段以及每个阶段的主要特点是什么？ 2.简述光敏色素的结构、性质和功能。3.简述蓝光受体的结构、性质和功能。第三章、植物的矿质营养ngy1、高等植物NR的结构与功能？NR基因的表达是如何调控的?
2、简述K+通道的主要类型，特征与功能。
3、植物营养遗传中，分离目的基因常用方法有哪些？并简述其原理。
第四章植物的水分营养
1、已知某种膜蛋白，如何设计试验，是否水孔蛋白，如果确认其为水孔蛋白，如何进行试验，对其组织学和细胞学定位。
2、试述水孔蛋白的分子特性及生物学功能
3、试述水孔蛋白在农业上的应用。
第四章 第五章 植物的光合生理
植物的呼吸作用
1、详述LHC2的功能及天线假说？
2、请述高等植物Rubisco羧化酶功能，结构和组装过程。
3、详述Rubisco羧化酶如何调控Rubisco活性？
4、详述光合中子传递中的Q循环？
