的反应有很大差异。
生长素:双重作用,高浓度抑制,低浓度促进。不同器官敏感度不同,根>芽>茎,对离体器官的生长有明显促进作用,而对整株植物效果不佳。 2. 植物激素对开花有哪些影响?
生长素:在多数情况下,IAA抑制花的形成(由于IAA诱导ETH产生而引起)。只有凤梨科植物例外,其开花受到外源IAA和ETH的强烈促进。
黄瓜成花阶段完成之后,AUXs能够保证雌性器官的继续发育,表现出增加雌花的效应(通过诱导ETH产生而实现)
AUXs可诱导少数植物的单性结实,其中包括番茄、辣椒、黄瓜、南瓜及柑橘属等。 早春低温易引起番茄和辣椒等作物落花落果,施用AUXs及其调节剂可以起到保花保果的作用。 赤霉素:GAs对植物开花的诱导效应视不同植物反应型而异。施用GAs能促进多种长日照植物或需低温的植物在不适宜的环境下开花,但对短日照及中间性植物一般没有效果。 不同种类的GAs对开花的影响也有差别.
不同植物种类的成花诱导也可能需要不同的GAs。 GAs对花的性别分化及随后的果实发育起调节作用。
乙烯:ETH能诱导菠萝等凤梨科植物开花,并且开花提早,花期一致,但ETH对大多数植物的成花诱导没有作用。在成花诱导完成之后,ETH表现出对性别分化的调控作用。 ETH的一个主要功能是对花衰老的调控。
油菜素甾醇类:BRs促进成花是通过降低一个成花抑制子FLC的转录水平来实现的。纳摩尔水平的BL能促进花粉管的伸长。
3. 试用基因激活假说与酸生长理论解释生长素是如何促进细胞生长的?
基因激活假说:当生长素与其受体结合后,便会启动信号转导过程,活化一些转录因子;这些被活化的转录因子进入细胞核,就能促进特异基因的表达,产生细胞生理效应,如细胞伸长、壁蛋白合成等。
酸生长理论:IAA通过激活细胞质膜H+-ATPase向外分泌H+,引起细胞壁环境的酸化。细胞壁中的扩展蛋白在酸性PH条件下,通过减弱细胞壁多糖组分间的氢键,使细胞壁松弛、可塑性增加,液泡吸水扩大,细胞伸长。
4. GAs水平随着种子成熟过程而降低,而同时ABA的水平却上升,这有什么生理意义? 说明植物激素对生长发育的调控具有顺序性。ABA在胚成熟阶段发挥重要的生理效应,而GAs则在胚和种子生长阶段发挥作用。‘ 5. 简述油菜素甾醇类的生理作用。
调节营养器官的生长;促进种子萌发;影响维管束分化;调节生殖生长;参与向重力性和光形态建成;BRs能促进整株植物的不对称生长;促进菜豆植株细胞分裂和木髓细胞分裂。促进萝卜子叶扩大时,与细胞分裂素有加成效应;能促进同化产物的运输与再分配;能提高对干旱、冷害、重金属、除草剂伤害、盐胁迫和真菌侵染等逆境的抗性。
第九章 植物的生长生理
名词解释:
1.细胞周期(cell cycle):从母细胞分裂后形成的子细胞到下次再分裂成两个子细胞所需要的时间。
2.植物生长(plant growth):是指植物在体积和数目和质量(干重)上的不可逆增加,是一种量的变化。
3.发育(development):是植物生长和植物分化的总和,是两者在基因控制与环境条件影响
下形态结构和生理代谢功能上有序的动态全过程。
4.细胞分化(cell differentiation):是指由分生组织细胞转变为形态结构和生理功能不同的细胞群的过程。
5.细胞程序性死亡(programmed cell death PCD):细胞的自然死亡过程是由细胞内业已存在的、由基因编码的程序所控制的过程。
6.种子萌发(seed germination):是指种子从吸水到胚根突破种皮期间所发生的一系列生理生化变化过程。
7.种子生活力(seed viability):是指种子能够萌发的潜在能力或种胚具有的生命力。 8.种子活力(seed dormancy):是指活种子在适宜的萌发条件下仍不能发芽的现象。 9.种子寿命(seed longevity):种子从发育成熟到丧失活力所经历的时间。 10.需光种子(light seed):需要光照才能萌发的种子。 需暗种子(dark seed):只能在暗处萌发,有光则抑制其萌发的种子。
11.长命mRNA(long lived mRNA):负责编码种子萌发早期蛋白质合成的mRNA是在种子形成过程中就已经产生,并保存在干燥种子中,这部分mRNA被称为~。 12.植物组织培养(plant tissue culture):是指在无菌条件下,将外植体接种到人工配制的培养基上培育成植株的技术。
13.细胞全能型:植物体的每个细胞携带着一套完整的基因组,并具有发育成完整植株的潜在能力。
14.生长大周期(grand period of growth):植物体或个别器官所经历的“慢-快-慢”的整个生长过程。
15.生长的温周期性(thermoperoidicity of growth):植物的生长按温度的昼夜周期性发生有规律的变化。
16.生长的季节周期性(seasonal periodicity of growth):植物的生长在一年四季中也会发生有规律性的变化。
17.相关性(correlation):高等植物是由各种器官组成的统一整体,各种器官虽然在形态结构及功能上不同,但它们的生长是相互依赖又相互制约的。
18.根冠比(root/top R/T):地下部分的质量与地上部分的质量的比值。 19.顶端优势(apical dominance):植物的顶端在生长上占有优势并抑制侧枝或侧根生长的现象。
20.极性(polarity):是指植物体或植物体的一部分在形态学的两端具有不同形态结构和生理生化特性的现象。
21.再生(regeneration):是指植物体的离体部分具有恢复植物体其他部分的能力。 22.光形态建成(photomorphogenesis):通常将依赖光控制细胞的分化、结构和功能的改变,最终汇集成组织和器官的建成。 23.黄化现象(etiolation):黑暗中生长的植物产生黄花苗的现象。
24.光敏色素(phytochrome):感受红光和远红光。 25.隐花色素(crytochrome):感受蓝光和近紫外光。 26.向光素(phototropin):吸收蓝光和近紫外光而调节形态建成、新陈代谢和向光性的受体,是一种蓝光受体。
27.紫外光-B受体(UV-B-receptor):感受较短波长的紫外光。 28.棚田效应(Tanada effect):红光照射离体绿豆根尖后能诱导少量正电荷的产生,远红光则可逆转。
29.植物运动(plant movement):植物的整体不能自由移动,但是植物的器官却可以在空间位置上有限度地移动。
30.向性运动(tropical movement):是指植物的某些器官由于受到外界环境中单方向的刺激而产生的运动。
31.向光性(phototropism):植物根据光照的方向而弯曲的能力。 32.向重力性(gravitropism):植物在重力的影响下,保持一定方向生长的特性。 32.平衡石(statolith):植物中感受重力的细胞器。
33.感性运动(nastic movement):是指植物受无定向的外界刺激所引起的运动,运动的方向与外界的刺激的方向无关。
34.感夜性:昼夜光暗变化引起(叶和花)的运动。 35.感热性:植物对温度起反应的感性运动。
36. 感震性:感受外界震动而引起的植物运动。
37.近似昼夜节奏(circadian rhythm)或生物钟(physiological clock):植物的一些生理活动具有周期性或节奏性,而且这种周期性是一个不受环境条件的影响,以近似昼夜周期的节奏自由运行的过程。
简答题:
1.植物激素和蔗糖含量对细胞分化有什么影响?
植物激素:可能作为细胞分化的信号在细胞分化中起着重要作用。在植物组织培养过程中,由愈伤组织分化为根和芽,是由细胞分裂素与生长素的含量决定的。[CTK]/[IAA]比值低时,促进根的形成;[CTK]/[IAA]比值高时,促进芽的形成;两种激素含量相当时,则愈伤组织不分化,继续形成新的愈伤组织。乙烯对根的形成也有促进作用,而较高浓度的赤霉素则抑制根的形成。生长素可诱导愈伤组织分化形成木质部。CTK在诱导木质部分化过程中与生长素有相似效应。
蔗糖:蔗糖含量与木质部和韧皮部的分化也有关系。在丁香茎髓的愈伤组织培养中,若培养基中蔗糖含量较低,将诱导形成木质部;若蔗糖含量较高,诱导形成韧皮部;若蔗糖含量在中等水平,则诱导木质部和韧皮部同时形成,且中间还有形成层。 2.长命mRNA是在何时被合成,何时起作用的?
长命mRNA是在种子形成过程中产生,在种子萌发时起作用。
3.阐述种子萌发过程中贮藏物质的动员和再利用过程。 ①淀粉的动员:
淀粉在淀粉酶和淀粉磷酸化酶的作用下降解,以蔗糖的形式从胚乳或子叶运输到生长中的胚芽和胚根中。 ②脂肪的动员
脂肪水解的产物甘油经磷酸化后变为磷酸甘油,再转变为磷酸二羟丙酮后可以进入糖酵解,再经有氧呼吸途径氧化为CO2和水,或逆糖酵解途径转变为葡萄糖、蔗糖等。水解产物脂肪酸经过β-氧化后生成乙酰辅酶A,再经乙醛酸循环等一系列步骤而转变为蔗糖,并转运至胚轴供生长之用。
③蛋白质的动员
蛋白质在多种蛋白酶、肽酶的作用下,分解为游离氨基酸,并主要以酰胺的形式运输到胚轴中供生长所用。氨基酸可直接合成新的蛋白质,可通过转氨基形成其他种类氨基酸,可通过脱氨作用,转变为有机酸和氧。 ④植酸的动员
种子萌发时,植酸在植酸酶的作用下,分解为肌醇和磷酸,磷酸参与体内能量代谢,肌醇可参与到细胞壁的形成过程中。
4.植物地上部和地下部相关性表现在哪些方面?生产上如何应用? 地下部和地上部的相关性可用根冠比来表示。
地下部与地上部的生长是相互依赖的。地下部的根负责从土壤中吸收水分、矿物质、有机质及合成少量有机物、细胞分裂素等供地上部所用,但根生长所必需的糖类、维生素等却需要由地上部供给。
地下部和地上部的生长还存在相互制约的一面,主要表现在对水分、营养等的争夺,并从根冠比的变化上反映出来。
应用:在农业生产上,常用水肥措施来调控作物的根冠比,促进收获器官的生长,以达到增产的目的。
5.就“植物生长”而言,光起什么作用?
①光对植物生长的间接作用就是通过光合作用制造有机物为植物生长发育提供物质和能量基础;
②直接作用是指光对植物形态建成的作用。光促进幼叶展开,抑制茎的伸长。蓝光对植物生长有明显的抑制作用,紫外光对植物的生长的抑制作用更强。
③黑暗中生长的幼苗与光下生长的幼苗在形态上也有很大差异。 ④光对植物生长的抑制主要是与光对生长素的破坏有关。
⑤光对植物生长的许多过程如种子的萌发、休眠芽的萌发生长、冬季植物生长减慢或停止、黄化现象及转绿等都有影响,并且都是通过光敏色素实现的。 6.什么是光形态建成?其光反应特性与光合作用有何区别?
作用方式:光形态建成以信号的方式影响生长发育,光合作用以能量的方式影响生长发育。 反应:光形态建成是低能反应,与光能有无、性质有关。光合作用是高能反应,与光的强弱有关。
受体:光敏色素、隐花色素、紫外光-B-受体。光合作用是光合色素。
7.光敏色素分子的结构特点是什么?在植物体内有哪些生理作用? 结构特点:在生理条件下,由两个亚基构成二聚体。每个亚基有两个组成部分:一个称为“生色团”的吸光色素分子和一个脱辅基蛋白,两者结合构成全蛋白。光敏色素有两种可以相互转化的构象形式,红光吸收型和远红光吸收型。
生理作用:目前已知有200多个形态生理反应受光敏色素的调节,包括种子萌发、叶子和茎的伸长、气孔分化、叶绿体和叶片运动、植物的花诱导和花粉育性等。
第十章 植物的生长生理
名词解释:
1.花熟状态(ripeness flower state):植物开花之前必须达到的生理状态。 2.春化作用(vernalization):低温促进植物开花的作用。 3.去春化作用(devernalization):高温消除春化作用的现象。
4.再春化现象(revernalization):脱春化的植物再度被低温恢复春化的现象。 5.短日春化现象(SD vernalization):短日照处理可以部分或全部代替春化处理的现象。 6.光周期(photoperiod):一天中白天和黑夜的的相对长度。 光周期现象(photoperiodism):植物对白天和黑夜相对长度的反应。 7.短日照植物(short day plant SDP):是指在昼夜周期中日照长度短于某一临界值时才能开花的植物。
8.长日照植物(long day plant LDP):是指在昼夜周期中日照长度长于某一临界值时才能开花的植物。
10.临界日长(critical daylength):是指在昼夜周期中诱导短日照植物开花所需的最长日照长度或诱导长日植物开花所必需的最短日照长度。
11.光周期诱导(photoperiodic induction):达到一定生理年龄的植株,只要经过一定时
间适宜的光周期处理,以后即使处在不适宜的光周期下,仍然可以长期保持刺激的效果而诱导植物开花的现象。
12.雌雄异株植物(dioecious plant):同一植株上只具有单性花的植物。 13.雌雄同花植物(hermaphroditic plant):大多数植物在花芽分化中逐渐在同一朵花内形成雌蕊和雄蕊。
14.雌雄同株植物(monoecious plant)或雌雄异花植物:在同一植株上,有两种花,一种是雄花,一种是雌花的植物。
15.自交不亲和性(homomorphic incompatibility):是指植物雌蕊的柱头或花柱通过识别自体或异体花粉,并抑制自体花粉的萌发或生长,导致自体受精不能正常进行的现象。 16.群体效应(population effect):单位面积内,花粉的数量越多,花粉的萌发和花粉管的生长越好。
简答题:
1.植物的成花包括哪三个阶段?
成花诱导:适宜的环境刺激诱导植物从营养生长向生殖生长转变; 成花启动:处于成花决定态的分生组织,经过一系列内部变化分化成形态上可辨认的花源基的过程;
花的发育:植物茎尖从营养生长到花形成的过程。
2.什么是春化作用?如何证实植物感受低温的部位是茎尖生长点? 春化作用(vernalization):低温促进植物开花的作用。
植物感受低温的部位是茎尖生长点:如栽培于温室中的芹菜,由于得不到花芽分化所需的低温,不能开花结果。如果用橡胶管把芹菜茎的顶端缠绕起来,让冷水不断通过,只让生长点得到低温,就能通过春化而在长日照下开花结实。如果将芹菜置于低温条件下,给予茎尖25C左右的较高温度处理时,则植株不能开花;离体的胡萝卜和苞菜的茎尖经低温处理亦能顺利通过春化。
3.什么是光周期现象?举例说明植物的主要光周期类型? 光周期现象(photoperiodism):植物对白天和黑夜相对长度的反应。 光周期类型:
短日照植物:如大豆、菊花、高粱。 长日照植物:如小麦、大麦、油菜。 日中性植物:如番茄、黄瓜、茄子。 长-短日植物:大叶落地生根、芦荟。 短-长日植物:风铃草、白三叶草。 中日性植物:甘蔗
4.为什么说暗期长度对短日照植物成花比日照长度更为重要? 以临界日长为13-14h的短日照植物大豆为材料时,如果将光期长度固定为16h或4h,在4-20h范围内改变暗期长度,观察到只有当暗期长度超过10h以上时才能开花。由此可见,暗期长度比日照长度对植物开花更为重要。
5.春化和光周期理论在农业生产上有哪些应用? 人工春化,加速成花; 指导引种;
控制开花。
6.简述ABCDE模型的主要内容。 A类基因单独控制萼片的形成; A类核B类基因联合控制花瓣的发育;