GID1介导DELLA蛋白降解的分子模型:
近年来，随着GID1和DELLA蛋白的功能研究，尤其是GA“去阻遏”(de-repression)模型分子机制研究的不断深入，对GA作用机理及其信号传递途径有了新的认识。在赤霉素介导的信号传递途径中，DELLA蛋白起阻遏作用并抑制植物生长发育，GA促进植物生长发
SLY1/GID2/SNE
育是通过降解DELLA蛋白来实现的。水稻GID2、拟南芥SLY1和SNE蛋白是SCFE3泛素连接酶蛋白复合体中的F-box蛋白，而植物感知GA信号则依赖于GA受体GID1蛋白。
当活性GA分子与受体GID1结合后，GA-GID1复合体与DELLA蛋白N端结合，导致DELLA
SLY1/GID2/SNE
蛋白构象改变并允许DELLA蛋白C端与SCF相互作用，GID1-GA-DELLA蛋白复合体
SLY1/GID2/SNE
的形成增强了DELLA与SCF的相互作用，导致DELLA蛋白被泛素化，并经26S蛋白酶复合体降解，实现GA去除DELLA蛋白的阻遏作用。
十：随着分子生物学技术在植物营养领域的广泛应用，你认为对植物营养学理论研究带来了哪些新的认识？目前存在的主要问题是什么？请举出1-2种可能的解决方案。（从生物学角度谈提高植物对矿质元素的利用效率应进行的研究）
植物细胞离子跨膜运输载体和离子通道；离子吸收的动力学参数及其测定；微量元素的吸收与运输
铁——植物体内锌的吸收、运转分配与再利用 锌——植物体内锌的吸收、运转分配与再利用
几点新认识：①几乎每一种养分离子吸收过程都是由多个离子转运蛋白共同起作用。②在植株不同器官、组织或同一器官组织的不同发育时期，养分吸收可能由不同的离子转运蛋白完成。③随外界条件的不同，同一种离子转运蛋白既可以参与高亲和力养分吸收系统，又可能参与低亲和力吸收系统。④一种养分转运蛋白也可能转运另外一些物理化学性质相近的离子。⑤养分转运蛋白除了负责养分的吸收外，还可能具有其他生理功能，如调节植物生长发育。⑥高亲和力养分离子转运蛋白基因的表达受到体内养分状况的反馈调节。 存在问题：养分离子转运蛋白的功能鉴定主要是在模式植物拟南芥、微生物及爪蟾卵母细胞等系统中完成的，在作物-土壤体系中，作物根中的养分转运蛋白的数量及亲和力是否可能成为养分高效吸收的限制因素？能否通过超表达养分转运蛋白的手段来提高作物的养分吸收效率和肥料利用率？ 解决：深入分析作物全生育期养分转运蛋白的基因表达及其调控特征，也许能提供更明确的结论。
十一：植物抗盐的分子机制（参与植物耐盐的基因 SOS调节Na的机制 通过转基因技术提高植物对非生物胁迫的抗性，以盐胁迫为例，简述这方面的主要研究进展？）
具有渗透或保护功能的基因：主要是指盐胁迫下，一些没有毒性的溶质浓度增加，提高渗透调节能力，维持细胞膨压，使植物适应盐、干旱等胁迫。含氮的可溶性溶质：如脯氨酸，甘
氨酸甜菜碱。可溶性糖：如蔗糖、棉籽糖。直链多元醇如甘露醇、山梨糖醇、环多元醇。 起保护作用的基因：保护性蛋白包括：胚胎发育晚期丰富蛋白及与它相近的蛋白和干旱素；这些蛋白随水分胁迫产生，在干旱后的恢复过程中起作用。但他们具体生化机制还不清楚。此外清除活性氧的酶类包括SOD、CAT等在植物适应盐胁迫的环境中起重要作用；控制盐分吸收、转运的基因；控制离子转运的膜蛋白：离子通道和转运体；活跃的转运是通过同向或返向转运体来完成的 ，需消耗能量，由电化学势梯度驱动，同时藕联H+离子，需由质膜上质子泵完成。
控制盐分吸收、转运的基因： +
Na外排基因-- SOS1：高等植物Na+的外排机制主要与质膜Na+/H+反向转运器的活动有关。所
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需能量主要来源于质膜H-ATPase水解ATP释放的能量将H从胞外泵入细胞，在质膜两侧产
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生质子电化学势梯度，促使Na/H反向转运器利用质子从胞外沿电化学梯度运往胞内产生的
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能量将Na逆着浓度梯度。质膜上的Na/H逆向转运蛋白基因最初从酵母中克隆得到。在植
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物中，Shi 等人已从拟南芥中克隆到SOS1 基因，它编码的蛋白与细菌和真菌的质膜Na/H反向转运蛋白具有非常高的同源性。 ++++
Na区域化基因--NHX1：液泡的Na区域化是由液泡膜上的Na/H反向转运器介导的。此过程
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由液泡膜上的H-ATPase 和H-Ppiase产生的跨膜电化学势差驱动，促使Na逆着电化学势差区域化到液泡膜内。 +++++
Na/H反向转运器：是一类催化Na（Li）与H交换调节胞内pH、细胞容积和胞质中离子平衡的膜蛋白，广泛存在于低等细菌到高等植物及人类细胞的细胞质膜及许多细胞器膜上。 ++++
Na/H反向转运器在N端包含10-12跨膜区，跨膜区6和7高度保守。认为是Na/H反向转
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运器转运Na、H的区域。也有人认为它的功能区在三维结构上是高度保守的，在离子转运
++
中起作用的是它的三维结构，而不是蛋白序列。Na/H反向转运器C端有个很大的疏水区，在整个家族中他们的相似性很小。
使植物在盐土中加快生长的基因 涉及信号途径的基因包括感受器、激素、转录引子、蛋白激酶、蛋白磷酸酶及其他信号分子如钙结合蛋白等。这类基因同样作用于其他胁迫如干旱、低温等。
十二：盐胁迫对植物的伤害
1．盐胁迫对植物形态发育的整体影响：盐分抑制植物组织和器官的生长，加速发育进程，缩短营养生长期和开花期，减少禾本科植物的分蘖数和籽粒数等。长时间处于盐胁迫下，植物的叶面积缩小，生长受抑制光合下降，能耗增加，加速衰老，植物最终因饥饿和缺水而死亡。
2．从细胞水平上看，盐胁迫对植物的伤害主要由于两个方面：渗透伤害和盐离子毒害 渗透伤害：土壤中盐分降低植物吸水能力，植物生长减慢。
盐离子毒害：盐分随蒸腾流进入叶肉细胞，对细胞造成伤害，进一步降低植物生长。
（1）土壤中较高的盐离子浓度导致植物水分亏缺——渗透胁迫 （2）植物吸收较多的盐离子所带来的离子毒害——盐害
盐胁迫对植物的伤害主要有渗透胁迫和离子毒害两个方面造成：植物生长的受抑制最初由根系外部盐分所引起的渗透胁迫造成。随后生长的进一步降低是盐分进入植物细胞造成伤害所致。
十三：简述光敏素作为自磷酸化作用机制？
蛋白激酶是一类催化ATP上的磷酸基团转移到自身或其他蛋白质的丝氨酸或苏氨酸上，调节蛋白质的活性；蛋白磷酸酶是从蛋白质上移去磷酸基团的酶，可通过拮抗蛋白激酶而调节蛋白质活性。因此，蛋白激酶和蛋白磷酸酶在信号转导中起相反作用。 光敏色素是具有自我磷酸化能力的蛋白激酶。然而高等植物的光敏色素并不具有组氨酸激酶活性，而是光调节自磷酸化的苏氨酸/丝氨酸激酶，照射红光后，生色团受光刺激，使C端的蛋白激酶活化，将ATP磷酸基团转移到N端的丝氨酸残基，光敏色素分子因自身磷酸化而活化，而后再使下游的X因子发生磷酸化，同时也将红光信号传递给下游的X组分。
十四：叶绿素荧光作为探针研究光合作用的基础？调制式荧光仪可以测定的参数？参数的生理意义？（必考）
叶绿素荧光诱导动力学曲线是指：经过暗适应后的叶片从黑暗中转入光下叶片的荧光产量随时间而发生的动态变化称Kautsky效应，荧光的这种动态变化所描绘出的曲线即Kautsky曲线。可把荧光分为：O点（原点）→I（偏转）→D（小坑）→P（最高峰）→S（半稳态）→M（次峰）→T（终点）这几相。其中从O→P相为快速上升阶段（约1－2秒），从P→S相为荧光慢速下降（猝灭）阶段（4－5分钟）。 荧光淬灭：叶绿素吸收光量子后的部分激发能通过光化学途径或以热的方式散失从而使荧光发射量减少的现象。
光化学淬灭：由于光化学反应引起的荧光产额降低，依赖氧化态QA的存在。代表被开放的PSII反应中心捕获并转化为化学能的那部分能量。 非光化学淬灭：由于非光化学过程引起的荧光产额下降。代表各种非光化学去激过程所耗散的能量。
可以测定的参数有：
Fo：最小荧光，是PSⅡ反应中心处于完全开放时的荧光产量。可以用Fo随温度的变化动态来反映高温对光合器的危害，并用来评价植物的抗热性。 Fo’：光适应下初始荧光。 Fs：稳态荧光。
Fm：最大荧光，是暗适应的光合机构全部PSⅡ中心处于完全开放时的荧光产量。 Fm’：光适应下最大荧光。
Fv=Fm-Fo：可变荧光，暗适应最大可变荧光，反映QA的还原情况。 Fv’=Fm’-Fo’：光适应下可变荧光。
Fv/Fm：暗适应下PSⅡ最大光化学效率，反映PSⅡ反应中心最大光能转换效率。 Fv’/Fm’：光适应下PSⅡ最大光化学效率。反映有热耗散存在时PSⅡ反应中心完全开放时的化学效率。
Fv/Fo：代表PSⅡ潜在的光化学活性，与有活性的反应中心数量成正比关系 ΦPSⅡ：(Fm’-Fs)/Fm’：PSⅡ实际光化学效率。反映在照光条件下PSⅡ反应中心部分关闭的情况下的实际光化学效率。
qP=(Fm’-Fs)/(Fm’-Fo)：光化学猝灭系数，反映了PSⅡ反应中心的开放程度
qN=(Fm-Fm’)/(Fm-Fo):非光化学猝灭系数，代表各种非光化学去激过程所耗散的能量。 NPQ=Fm/Fm’-1非光化学淬灭
ETR＝0.84·ФPSII·PFD/2， 总线性电子传递速率。
十五：光合作用光抑制，衡量指标，植物的光保护机制。（必考）
光合作用的光抑制是指植物在强光下光合效率下降的现象。植物光合机构所
接受的光能超过其光合作用所能利用的数量时，光合效率和光合功能的下降的现象。
表示光抑制的指标有两种：
①量子效率：弱光下Pn-PFD曲线的斜率 ②PSⅡ的光化学效率（Fv/Fm） 光破坏防御机制
（一）减少光能的吸收：叶片变小，变厚，被毛，蜡质层等。叶片、叶绿体的引动，天线的减少，CO2同化能力的提高
二）过剩光能的耗散：光能被捕获后主要有三条相互竞争的出路：光化学电子传递、叶绿素荧光发射和热耗散。叶绿素荧光只消耗很少一部分光能；光化学途径产生的化学能通过碳同化、光呼吸、Mehler反应和N素还原来消耗；光能过剩时，热耗散就成为耗散过剩光能的主要途径。
1.状态转换与光能分配：通常当吸收的光能在两个光系统之间的分配处于平衡时，光能转换效率最高。远红光下，PSⅠ吸收的光能大于PSⅡ，可诱导激发能向PSⅡ分配的比例增加，称为“状态Ⅰ”；红光下，PSⅡ吸收的光能多于PSⅠ，激发能向PSⅠ分配的比例增加，称为“状态Ⅱ”。这就是状态转换，与PSⅡ复合体蛋白可逆磷酸化有关。
2.PSⅡ反应中心功能的下调：光合机构内约20-30%的PSⅡ反应中心呈非活性状态，主要特征是QA氧化速率极低（Fo升高），几乎不能进行QA至QB的电子传递，称为失活的反应中心。这类失活的反应中心仍能进行电荷分离，但以失去放氧功能，主要进行热耗散以保护有活性的反应中心。
3.依赖叶黄素循环的非发射能量耗散
所谓的叶黄素循环是指光能过剩时，双环氧的紫黄质（V）在紫黄质脱环氧化酶（VDE）的催化下，经过中间物单环氧的玉米黄质（A）转化为无环氧的玉米黄质（Z）；在暗处，则反应在环氧化酶的作用下朝反方向进行，形成一个循环。
直接作用：Z或A直接猝灭了铝塑的单线激发态
间接作用：类囊体膜的流动性随着玉米黄质的增加而增加，通过膜的固化使PSⅡ复合体稳定，有利于叶绿素分子与玉米黄质分子靠近聚集;Z或促进LHCⅡ构象改变，这二者都有利于热耗散。
4.光呼吸：干旱条件气孔关闭、CO2供应受阻、光呼吸可以消耗部分过剩激发能，保护光合机构
5.Mehler反应与水—水循环：低温抑制卡尔文循环，弱光下有光能过剩们就进行水—水循环，建立pH，启动叶黄素循环（D1蛋白很可能对依赖叶黄素循环的能量耗散有调控作用）
6．活性氧清除系统的保护作用：植物体内活性氧清除系统主要分为酶促和非酶促两种。他们的保护作用只有在保护酶及抗氧化物质的协同作用下通过Halliwell-Asada途径实现。
7．D1蛋白周转的保护作用：D1蛋白的修复可被看作是反应中心防御强光破坏的最后一道防线。光抑制对PSⅡ的破坏与修复是同时发生的。光抑制程度取决于PSⅡ损伤与修复的速率，PSⅡ的修复必需D1蛋白的重新合成和插入。
十六：光合作用的气孔与非气孔限制，如何判断?气孔限制值的计算方法，优缺点。（必考）
气孔限制：由于不良环境造成的气孔关闭，使气孔阻力增大，从而导致叶片光合速率下降
非气孔限制：不是由于气孔关闭引起的，由于同化力不足，叶肉光合活性下降等原因引起的光合速率变化
气孔限制、非气孔限制的判据 Ci和Ls的变化方向：
Ci下降和Ls上升表明气孔导度降低是主要原因 Ci上升和Ls下降表明主要原因是非气孔因素 气孔限制值计算
1、根据阻力值计算：测出CO2扩散的总阻力、气孔阻力和叶肉阻力，则可算Ls
Ls=1-Ci’/Ca’(Ls变化在0~1之间)。
缺点：只适用于CO2供应为限制因子的情况，即Pn—CO2曲线的直线上升阶段。 2、根据光合值的计算：
Ls=1-A/A0（A0为Ci’=Ca’）。
优点：计算值可以避免对气孔限制值的过分夸大。
缺点：必须测出Pn-Ca’与Pn-Ci’两条曲线，手续麻烦；逆境下光合很弱，Pn值太小，计算误差太大，甚至难以计算。
十七：论述光在植物生长发育中的作用及分子调控机理（phyA PIF COP1）（必考）
光在植物生长发育过程中的作用：
1.植物开花调节、 产量形成、 遮阴效应 2.苹果果实着色 3.低温弱光逆境
4.种子萌发、幼苗光形态建成、下胚轴伸长子叶张开，气孔开放、光合作用、开花时间调节活性氧、呼吸代谢、种子成熟、开裂 phyA 介导的光信号转导
1.phyA 脱辅基蛋白和生色团是在黑暗中合成；
2. 在光下，phyA感受远红光后，蛋白结构发生变化；
3. 远红光信号转导蛋白FHY1和FHL识别构象变化后的phyA并协助phyA从细胞质到细胞核的转运；
4. phyA进入细胞核内后，可能通过与下游信号转导蛋白互作后，直接结合在调控基因的启动子区域，调控下游基因转录；
5. phyA可能在细胞质内具有特定的生物学功能。 PIFS介导的光信号转导
PIFs: PHYTOCHROME INTERACTING FACTOR
可能通过与phyA、phyB等光受体互作，接受光信号；
PIFs本身是bHLH类型转录因子，可以直接结合下游基因的启动子区域，调控基因表达，进而传递光信号
PIFs：植物光形态建成负调控因子；不同PIFs之间存在基因功能的冗余性； COP1介导的光信号转导
COP1 acts as an E3 activity to target HY5 for degradation
The COP/DET/FUS proteins form 3 complexes to negatively regulate key transcription