植物生理练习题2 下载本文

与GA协同作用的。例如在许多植物种子发育过程中,ABA水平的高峰期与种子内GA水平的低峰期重合,而在休眠打破时,GA水平的高峰期与种子内ABA水平的低峰期重合;这暗示抑制型激素ABA和促进型激素GA在种子生长发育过程中是此消彼涨的关系

18. 脱落酸是如何控制气孔开闭的?

(1)ABA和受体结合激活下游的信号传递途径;

(2)ABA诱导膜上钙离子通道的开放,R型Cl-通道的活化,质膜的快速去极化反应; (3)促进了S型Cl-通道的开放,进一步延长和加速质膜的去极化过程; (4)ABA诱导IP3的生成;

(5)IP3诱导液泡上钙离子通道的开放,使液泡内钙离子释放到细胞质内;

(6)胞质钙离子浓度的增加激活Cl-通道的开放,抑制内向的K+通道,这种阴离子的净流出使质膜的去极化得到进一步的加强和维持;

(7)ABA刺激胞内pH升高;

(8)活化外向K+通道,促进K+的外流。导致保卫细胞膨压下降,气孔关闭

19. 为什么说脱落酸是逆境激素?

植物体内的脱落酸水平不仅在水分胁迫条件下升高,而且在盐胁迫、低温胁迫甚至高温胁迫等逆境条件下脱落酸水平都会升高。因为几乎所有的这些逆境条件都会直接或间接地诱导植物细胞发生水分状态的变化,例如使细胞的膨压下降等,而细胞的膨压变化会诱导脱落酸合成的增加。

脱落酸在植物抗逆生理中的具有重要作用,外源脱酸处理会增强植物抵抗霜冻和盐害的能力。

20. 简述乙烯生物合成途径及其关键酶。

21. 简述促进和抑制乙烯合成的因素。

乙烯生物合成促进因素

果实成熟诱导的乙烯。果实成熟时,乙烯的合成速率迅速增加。乙烯生物合成的增加伴随着ACC合成酶、ACC氧化酶活性的增加。

逆境诱导的乙烯。许多逆境因素如干旱、淹水、冷害或机械损伤等,都会增加乙烯的生物合成

生长素可以诱导乙烯的合成。 乙烯生物合成抑制因素

氨基乙氧基乙烯基甘氨酸(AVG) 和 氨基氧乙酸(AOA),钴离子(Co2+)乙烯生物合成抑制剂,

银离子是乙烯生理作用的最有效的抑制剂,但是并不抑制乙烯的合成。

CO2在高浓度(5%~10%)情况下可以抑制乙烯的许多生理作用。反式环辛烯(trans-cyclooctene)是目前发现的最强的一种乙烯竞争性抑制剂。

22. 什么是乙烯的三重反应? 所谓乙烯的三重反应(triple response)就是当植物幼苗放置在含有适当浓度乙烯(0.1 pL L-1 以上)的密闭容器内,会发生茎伸长生长受抑制、侧向生长(即增粗生长)、上胚轴

水平生长的现象(图12-37A),这就是所谓的三重反应。

23. 乙烯在果实成熟过程中有什么作用?如何利用基因工程技术获得耐储藏番茄?

24. 举例说明乙烯的生理作用。

土壤中萌发的幼苗遇到障碍时,产生乙烯诱导上胚轴水平生长饶过障碍,有利于幼苗长出地面。同样的道理,乙烯对双子叶植物上胚轴顶端弯钩伸展的抑制,也是有利于保护幼苗长出地表的性质。

乙烯是促进果实成熟的激素。外源施用乙烯可以加速果实的成熟,而且在果实的自然成熟过程中,也伴随着乙烯高峰的产生。

乙烯促进叶片衰老,外源乙烯或ACC处理叶片,可以促进叶片衰老,而用外源细胞分裂素则延迟衰老;其次,叶片内源乙烯发生量与叶片失绿和花瓣褪色程度呈正相关。 乙烯促进离层形成离层细胞在乙烯的诱导下,合成并分泌大量的纤维素酶、果胶酶等细胞壁水解酶类,使离层细胞壁发生裂解,离层细胞分离,最后导致叶片脱落。

乙烯可以诱导茎段、叶片、花茎甚至根上的不定根发生。乙烯的这种生理效应需要较高的浓度(10 μL/ L)。乙烯还能够刺激根毛的大量发生。 乙烯抑制许多植物开花,例如乙烯可以抑制芒果开花。但是乙烯能诱导和促进菠萝及其同属植物开花,所以在菠萝栽培中被用来诱导同步开花,达到坐果一致的目的。

第十三章 植物激素作用机理

1、 什么是生长素的早期反应基因和次级反应基因?

生长素和受体结合后,经过一系列的信号传递途径,最终活化一些转录因子(transcription factors),这些转录因子进入核内后可以控制特定基因的表达。生长素诱导基因根据转录因子的不同可以分为两类:早期基因(early genes,),或称初始反应基因(primary response genes)和晚期基因(late genes),或称次级反应基因(secondary response genes)。

2、 列举若干与乙烯信号传递有关的拟南芥突变体?为什么说ETR1蛋白是乙烯受体蛋白?

3、 简述植物体内的乙烯信号转导途径。

乙烯与细胞膜受体结合后,CTR1是受体之后信号转导途径中的第一个蛋白质,EIN2位于CTR1的下游,最终启动了生理反应,如生长、衰老、脱落等。

第十四章 植物的运动

1、 词解释:向性运动,向光性和向重力性,感性运动,生物钟和近似昼夜节奏。 向性运动(tropic movement)指植物器官对环境因素的单方向刺激所引起的定向运动。 向光性(phototropism)植物感受光信号刺激引起的弯曲生长。

向重力性(gravitropism):植物感受重力的刺激,在重力方向上发生生长反应的现象。 感性运动(nastic movement )对环境刺激的反应,与向性运动不同的是与刺激的方向无关,多数在特殊结构部位的细胞膨压发生变化,属于膨压运动;但也有生长运动。 为适应周期性变化的环境,很多生命活动具有内源周期性或节奏性变化。内源性节奏周期不是准确的24h, 而在20~28h之间,这样的周期性变化叫做近似昼夜节奏(circadian rhythm)或生物钟(biologic clock) 。

2、 例说明植物运动对植物生命活动的意义。

3、 植物向性运动的主要特点是什么?用实验证明植物接受光信号和发生反应的部位。 向性运动一般包括三个步骤 (1)感受刺激(perception),植物体的感受器官接受环境因素刺激;

(2)信号转换(transduction),感受部位的细胞将刺激转换为细胞内的物理或化学信号; (3)生长运动,植物的生长部位发生不均匀生长,植物对刺激的感受器官和生长部位往往是分开的。

4、 试述植物向光性和向重力性运动的可能机理。

在光照下,生长素自顶端向背光侧运输,背光侧的生长素浓度高于向光侧,使背光侧生长较快而导致茎叶向光弯曲。 单侧照光引起生长抑制物质在向光和背光侧的不对称分布,向光侧生长抑制物质多于背光侧,从而生长受抑制

根冠柱细胞中淀粉体向重力方向沉降,对两侧内质网产生不同的,压力,刺激Ca2+释放,Ca2+与CaM结合激活质膜ATPase,Ca2+和IAA不均匀分布, 下侧积累超适浓度IAA,抑制下侧生长,根向下弯曲。

5、 列举说明淀粉体是植物根中的重力感受器的证据。

感受重力的部位是根冠,人们立刻对根冠进行了仔细的观察,发现根冠的柱细胞中含有许多特殊的造粉质体或称淀粉体(amyloplast),这些淀粉体较大,其中含几个大的淀粉粒,并且可发生位移。将根从垂直向水平方向放置时,这些淀粉体会向重力方向沉降;重力刺激反应的最短时间――阈时(presentation time)和淀粉体沉降的速度相关,某些植物在12~20秒;用低温或激素处理使淀粉体中的淀粉被耗尽后,根对重力的敏感性降低,而淀粉粒重新出现后就恢复向重力性;用激光切去拟南芥根尖含淀粉体的中央柱细胞,则其根的生长失去向重力性;仅有小淀粉体的玉米突变体对重力的反应减弱;一种不能进行光合作用的玉米突变体hcf-3的幼苗没有向重力的反应,但用蔗糖饲喂后,根冠中出现淀粉体,同时也具有了向重力性反应。淀粉体的密度比较大,易于沉降。所有这些实验证据说明这种可沉降的淀粉体具有感受和传递重力信息的功能,这种特殊的淀粉体类似于某些动物的“平衡石”(statolith)。当根直立向重力方向时,这些淀粉体对根冠柱细胞中的周边内质网

(peripheral ER)的压力是均匀分布的,当根横向时,对细胞两侧内质网的压力不均并迅速下沉,以此来传导重力信号

6、 讨论植物激素和植物运动的关系。

7、 设计实验证明Ca2+ 参与了根的向重力性运动信号传递。

于Ca是许多刺激转导途径中的胞内信使,在根的向重力性反应中,Ca也起第二信使作用。

2+2+

当玉米根冠用Ca的螯合剂EDTA处理后,根对重力失去敏感性,再提供Ca, 则恢复向重力性,但根的伸长生长至少在几小时内没有受到影响;如果阻止Ca2+ 在根中的移动,则根失去向重力性;将含Ca的琼脂块靠近根尖的一侧,则根向这一侧弯曲。这些实验都说明Ca和CaM在向重力性反应中起重要作用。

8、 什么是生物钟?其特点和意义是什么?

为适应周期性变化的环境,很多生命活动具有内源周期性或节奏性变化,内源性节奏周期不是准确的24h, 而在20~28h之间,这样的周期性变化叫做近似昼夜节奏(circadian rhythm)或生物钟(biologic clock) 。

生物钟特点是内源节奏,自由运转,有周期和振幅,并且可以被调拨。

生物钟使植物能感知在季节变化周期中,日照长度有规律的变化,识别一年的时间进程,作出相应的反应,如从营养生长转变为适于开花的节奏程序;秋季日照逐渐缩短时,从旺盛的生长转向休眠等。

植物的光控发育

1、 名词解释:黄化现象和光形态建成,光敏色素,光周期现象,临界日长与临界暗期,光

周期诱导。

黑暗中生长的双子叶植物幼苗的下胚轴伸长、茎细长柔弱、顶端弯勾不伸直、叶片小且不扩展、缺乏叶绿素而呈白色或黄色,叶绿体发育不正常,许多酶的活性也低;黑暗中生长的单子叶植物上胚轴或第一节间特别长、叶片卷紧不伸展。这是所谓的暗形态建成(skotomorphogenesis),或称黄化现象(etiolation)。 而在光下生长的植物,下胚轴弯钩伸直、叶片展开、叶绿体发育完善、合成叶绿素、叶片转绿,能正常进行光合作用以获得碳素和能量,使植物生长正常而强壮,这是一种低能量反应,只需较弱的、短时间的光照,通过对膜功能的影响、诱导基因表达等一系列细胞反应,就能导致明显的细胞分化、结构和功能的变化、表现于组织和器官建成等形态变化,这就是植物的光形态建成(photomorphogenesis),亦称光控发育作用。

2、 形态建成对于植物有何重要意义?

3、 植物光形态建成的受体有哪几类?各有什么特点?

植物的光受体(photoreceptor)包括三类:

光敏色素(phytochrome)接收红光和远红光信号;

隐花色素或称蓝光 / 紫外光-A受体(cryptochrome或blue / UV-A receptor),接收蓝

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