4、分析光能利用率低的原因及提高作物光能利用率的途径。
(1)光能利用率低的原因:①辐射到地面的光能只有可见光的一部分能被植物吸收利用;
②照到叶片上的光被反射、透射。吸收的光能大量消耗于蒸腾作用;③叶片光合能力的限制;④呼吸的消耗;⑤CO2、矿质元素、水分等供应不足;⑥病虫危害 (2)提高光能利用率的途径: 增加光合面积:合理密植;改善株型
延长光合时间:提高复种指数;延长生育期;补充人工光照 提高光合速率:增加田间CO2浓度;降低光呼吸
提高经济系数:通过育种或栽培管理措施促进光合产物向经济器官中运送,提高经济系数 减少光合产物消耗:培育光呼吸低得作物品种,室内栽培的晚上降低室内温度等。
韧皮部运输与同化物分配
1、试述韧皮部运输机制中收缩蛋白学说与细胞质泵动学说的主要内容,主要解决了运输方面的哪些问题?
(1)收缩蛋白学说认为,筛管中存在大量的P蛋白,P蛋白在筛管中形成可以收缩的管状
纤丝。收缩蛋白分解ATP将化学能转化为机械能,通过收缩与舒张进行同化物的长距离运输。
(2)细胞质泵动学说认为,筛管分子的细胞质呈长丝状,形成胞纵连束,纵跨筛管分子,
在束内呈环状的蛋白质反复地、有节奏的收缩与舒张,把细胞质长距离泵走,糖分随之流动。
(3)这两个学说共同的特点是,认为有机物质的运输需要能量的供应,同时解决了筛管中
有机物质的双向运输问题。
2、试述在果树生产上常利用环剥提高产量所蕴含的生理学原理。以及“树怕剥皮”的原理?
(1)果树开花期对树干适当进行环剥,可阻止枝叶部分光合产物的下运,使更多的光合产
物运往花果,从而利于增加有效花数,提高座果率,提高产量和品质。
(2)韧皮部主要分布在树皮中,韧皮部是植物有机物质运输的主要部位。如果环剥的切环
太宽,切环下又未长出新枝叶,时间久了,根系得不到地上部分提供的同化物和生理活性物质,而本身贮藏的又消耗殆尽,根部就会“饿死”,从而使根无法吸收水肥等,
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致使整个植株死亡。
3、简述植物体内同化物运输的途径、方向和形式及其研究方法。
(1)途径:韧皮部的筛管是同化物运输的主要途径。【研究方法:①环剥试验:剥去树干上
的一圈树皮,这样阻断了叶片的光合同化物通过韧皮部向下运输,导致环剥上端韧皮部组织因光合同化物积累而膨大,环剥下端的韧皮部组织因得不到光合同化物而死亡。②放射性同位素示踪:让叶片同化14CO2,数分钟后将叶柄切下并固定,对叶柄横切面进行放射性自显影,可看出14C标记的光合同化物位于韧皮部。】【实验】 (2)方向:同时双向运输,也可横向。研究方法:同位素示踪法。
(3)形式:主要包括糖、氨基酸、激素和一些无机离子。研究方法:蚜虫吻刺法和同位素
示踪法。
呼吸作用
1、呼吸作用的生理意义。(对水分吸收矿质营养和物质运输有何影响)
(1)呼吸作用为水分、矿质营养的吸收及运输提供能量。呼吸作用通过氧化磷酸化和底物
水平磷酸化形成ATP供植物生命活动需要。
(2)提供原料:呼吸作用产生的许多中间产物是合成碳水化合物、脂肪、蛋白质、核酸和
各种生理活性物质的原料,从而构成植物体,调节植物的生长发育。 (3)呼吸作用为N、S、P等的同化过程提供还原力。
(4)防御功能:通过呼吸作用可消除致病微生物产生的毒素或消除感染,通过呼吸作用可
修复被昆虫或其他动物咬伤的伤口以及机械损伤。
2、如何用植物呼吸作用的相关知识来解决农业生产上的问题。
(1)调控植物生长发育:用温室栽培蔬菜时,应注意控制适当温差,减少高温造成的高呼
吸速率消耗大量的有机物。
(2)呼吸跃变与果实成熟的关系和如何延长果实的贮藏时间:
果实呼吸跃变是果实成熟的一个特征,标志着果实的完熟,并进入衰老。因此,延缓果蔬呼吸跃变的出现,即可延长果蔬的贮藏时间。在果蔬储藏期间,要协调好温度、湿度及气体的关系。在适宜的低温和保持较高的湿度条件下,使贮藏环境保持适当低氧气和高二氧化碳浓度的方法进行气调贮藏,可以明显抑制果实呼吸作用和病菌的活动,抑制果实的呼吸跃变,这样就达到延熟、保鲜、防止腐烂的目的。
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(3)种子贮藏的注意问题:
严格控制进仓时种子的含水量,不得超过安全含水量;注意库房的干燥和通风降温;控制库房内空气成分,适当增加二氧化碳或充入氮气、降低氧气的含量;用磷化氢等药剂灭菌,抑制微生物的活动。
在种子储藏中通常主要是通过降低种子的含水量来抑制呼吸作用,减少种子内贮藏物质的消耗,以延长种子的寿命或贮藏时间。如果种子的含水量超过安全安全含水量,呼吸作用显著增强:呼吸速率高会大量消耗有机物;而且放出的水分会使种堆湿度增大,粮食“出汗”;放出的热量使种堆温度增高,使呼吸作用进一步增强。高温、高湿的环境有利于微生物活动,易导致种子霉烂变质,使种子丧失发芽力。
植物生长物质
1、简述赤霉素的主要生理作用。
(1)赤霉素促进植物下胚轴、禾本科植物节间的伸长生长,对矮生植物和莲座状植物茎伸
长的效应尤其明显。
(2)能诱发种子萌发,主要是能诱导@淀粉酶的合成。
(3)GA对植物开花的诱导效应视不同植物反应型而定。施用GA能促进多种需长日或低温
诱导开花的植物在非诱导条件下开花,但对短日植物的花芽分化一般无促进作用。 (4)对于雌雄异花同株的植物,用GA处理可增加雄花的比例。
2、简述脱落酸的主要生理作用。
(1)脱落酸可诱导成熟期种子的程序化脱水与营养物质的积累,脱落酸对于维持种子的休
眠也具有重要的作用。
(2)脱落酸通过不同的信号途径表现出促进气孔关闭和抑制气孔开放的效应,降低蒸腾。 (3)逆境胁迫下,脱落酸能诱导一些胁迫相应基因的表达,提高植物的抗逆性。 (4)外源脱落酸喷施于短日植物牵牛、草莓等植物的叶片时,可诱导植物在长日照条件下
开花;用脱落酸处理拟南芥、菠菜等长日植物,则明显抑制开花
3、简述乙烯的主要生理作用。
(1)大多数双子叶植物黄花幼苗经微量乙烯处理后发生“三重反应”。 (2)在淹水情况下,乙烯能诱导一些水生植物茎的伸长。 (3)乙烯能诱导菠萝、芒果等植物开花。
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(4)乙烯对植物器官的脱落有极显著的促进作用。
4、设计实验证明赤霉素诱导@淀粉酶产生。【实验】
选用子粒饱满的大麦种子,用刀片将种子切成有胚和无胚的两半,分别进行以下处理: ①有胚半粒种子和无胚半粒种子分别放入两个不含GA溶液的三角瓶中培养。 ②有胚半粒种子和无胚半粒种子分别放入两个含有GA溶液的三角瓶中培养。 一段时间后再胚乳中检测@淀粉酶的活性。结果表明,有胚半粒种子中能检测到@淀粉酶的活性。同时无胚半粒种子经GA溶液处理后也能检测到@淀粉酶的活性。可以证明,大麦胚产生的GA诱导@淀粉酶形成,催化淀粉水解。
5、试讨论植物生长发育过程中激素间的相互作用。
(1)种子萌发与休眠:IAA、CTK促进种子萌发;ABA促进休眠,抑制种子萌发;GA可打破
休眠,促进萌发。IAA、CTK、GA与ABA比例高促进萌发,比例低促进休眠。 (2)营养生长:IAA、CTK、GA与ABA的相互作用调控营养生长,比例高促进生长,比例低
抑制生长。
(3)顶端优势:ETH、CTK和IAA调控顶端优势,IAA、ETH诱导顶端优势,促进顶芽生长。
CTK抑制顶端优势,促进侧芽发育。
(4)器官分化:IAA/CTK比例高时,诱导生根,比例低时,诱导长芽。
(5)成花诱导:GA可促进多种长日植物在短日照条件下成花;IAA可促进一些长日植物(天
仙子、毒麦等)成花,但抑制短日植物成花。CTK能促进一些SDP(紫罗兰属、牵牛属等)成花;ABA可代替短日照促进一些SDP在长日条件下开花,使菠菜等一些LDP成花受抑制。
(6)性别分化:IAA、ETH促进雌花分化,GA促进雄花分化。 (7)成熟与衰老:IAA、CTK延缓衰老,乙烯促进成熟、衰老。 (8)叶片脱落:乙烯促进叶片脱落,生长素浓度梯度影响叶片脱落。
植物生长生理
1、何谓营养生长和生殖生长?两者有何相关性?在生产上如何协调
两者的关系?
(1)营养生长和生殖生长是植物生长的两个阶段,以花芽分化为生殖生长开始的标志。 (2)营养生长与生殖生长是相互依赖协调的。
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生殖生长以营养生长为基础,花芽必须在一定的营养生长的基础上分化。生殖器官生长所需的养料大部分是由营养器官供应的,营养器官生长不好,生殖器官的发育自然也不会好;另外,生殖器官在生长过程中形成了植株的众多代谢库,而且会产生一些激素类物质,反过来促进物质代谢和转运,有利于光合及营养生长。 (3)营养生长与生殖生长也存在相互制约的关系。
营养生长过旺,枝叶徒长,营养大量消耗,必然影响生殖生长的各个环节,最终影响生殖生长。相反,生殖生长过旺,花果过多,往往消耗大量营养,就会抑制营养生长。 (4)在生产上,应根据栽培目的,适当调控营养生长和生殖生长,以获得高产稳产。例如,
加强水肥管理,既防止营养器官早衰,又不使营养器官生长过旺;在果树生产中,适当疏花、疏果,使营养收支平衡,并有积余,以便年年丰产,消除大小年。对于以营养器官为收获物的植物(茶、桑、麻、叶菜类),则可供应充足的水分、增施氮肥、摘除花芽等措施来促进营养器官的生长,抑制生殖器官的生长。
植物生殖生理
1、设计实验证明植物感受光周期的部位和在春化作用中对低温的感
受部位。【实验】
(1)栽培于温室内的芹菜,由于得不到花分化所需的低温,不能开花结实。
①如果用胶管把芹菜茎尖缠绕起来,通入冷水,使茎的生长点得到低温,就能通过春化作用而在长日条件下开花;
②反之,如果将芹菜植株至于低温条件下,向缠绕茎尖的胶管通入温水,芹菜则不能通过春化作用而开花。
上述结果能证明植物感受低温的部位是茎尖生长点。
(2)植物在适宜的光周期诱导后,成花的部位是茎端的生长点,而感受光周期的部位却是
叶片。这一点可以用对植株不同部位进行光周期处理后观察对开花效应的情况来证明: ①将植株全株置于不适宜的光周期条件下,植物不开花而保持营养生长; ②将植物全株置于适宜的光周期下,植物可以开花; ③只将植物叶片置于适宜的光周期条件下,植物正常开花; ④只将植物叶片置于不适宜的光周期下,植物不开花。
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