現(xiàn)代植物生理學(xué)(李合生)課后題答案

1、緒論一、教學(xué)大綱基本要求 通過緒論學(xué)習(xí)，了解什么是植物生理學(xué)以及它主要研究的內(nèi)容、了解綠色植物代謝活動的主要特點；了解植物生理學(xué)的發(fā)展歷史；了解植物生理學(xué)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的指導(dǎo)作用和發(fā)展趨勢；為認(rèn)識和學(xué)好植物生理學(xué)打下基礎(chǔ)。 二、本章知識要點 三、單元自測題 1．與其他生物相比較，綠色植物代謝活動有哪些顯著的特點？ 答：植物的基本組成物質(zhì)如蛋白質(zhì)、糖、脂肪和核酸以及它們的代謝都與其他生物（動物、微生物）大同小異。但是，植物本身的代謝活動有一些

2、獨特的地方，如：①綠色植物代謝活動的一個最大特點，是它的“自養(yǎng)性”，綠色植物不需要攝取現(xiàn)成的有機物作為食物來源，而能以太陽光能作動力，用來自空氣中的 C02 和主要來自土壤中的水及礦物質(zhì)合成有機物，因而是現(xiàn)代地球上幾乎一切有機物的原初生產(chǎn)者；②植物扎根在土中營固定式生活，趨利避害的余地很小，必須能適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境條件并演化出對不良環(huán)境的耐性與抗性；③植物的生長沒有定限,雖然部分組織或細(xì)胞死亡，仍可以再生或更新，不斷地生長；④植物的體細(xì)胞具全

3、能性，在適宜的條件下，一個體細(xì)胞經(jīng)過生長和分化，就可成為一棵完整的植株。 因此作為研究植物生命活動規(guī)律以及與環(huán)境相互關(guān)系的科學(xué)--植物生理學(xué)在實踐上、理論上都具有重要的意義，是大有可為的。 2．請簡述植物生理學(xué)在中國的發(fā)展情況。答：在科學(xué)的植物生理學(xué)誕生之前，我國勞動人民在生產(chǎn)勞動中已積累并記載下了豐富的有關(guān)植物生命活動方面的知識，其中有些方法至今仍在民間應(yīng)用。 比較系統(tǒng)的實驗性植物生理學(xué)是 20 世紀(jì)初開始從國外引進(jìn)的。20 世紀(jì) 2

4、0～30 年代錢崇澍、李繼侗、羅宗洛、湯佩松等先后留學(xué)回國，在南開大學(xué)、清華大學(xué)、中央大學(xué)等開設(shè)了植物生理學(xué)課程、建立植物生理實驗室，為中國植物生理學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。1949年以后，植物生理的研究和教學(xué)工作發(fā)展很快,設(shè)有中國科學(xué)院上海植物生理研究所(現(xiàn)改名為中國科學(xué)院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所)；各大地區(qū)的植物研究所及各高等院校中，設(shè)有植物生理學(xué)研究室（組）或教研室(組)；農(nóng)林等部門設(shè)立了作物生理研究室（組） 。中國植物生理

5、學(xué)會自 1963 年成立后,已召開過多次全國性的代表大會，許多省、市、自治區(qū)陸續(xù)成立了地方性植物生理學(xué)會。中國植物生理學(xué)會主辦了《植物生理學(xué)報》(現(xiàn)改名《植物生理與分子生物學(xué)學(xué)報》)和《植物生理學(xué)通訊》兩刊物，北京植物生理學(xué)會主辦有不定期刊物《植物生理生化進(jìn)展》 。 中國植物生理學(xué)會會員現(xiàn)在已發(fā)展到 5000 余人，植物生理學(xué)的研究隊伍在不斷壯大，在有關(guān)植物生理學(xué)的各個領(lǐng)域里,都開展了工作，有些工作在國際植物生理學(xué)領(lǐng)域中已經(jīng)占有一席之地

6、。目前在中國植物生理學(xué)主要研究方向有：① 功能基因組學(xué)研究：水稻及擬南芥的突變?nèi)后w構(gòu)建，基因表達(dá)譜和 DNA 芯片，轉(zhuǎn)錄因子，細(xì)胞分化和形態(tài)建成。② 分子生理與生物化學(xué)研究：光合作用，植物和微生物次生代謝，植物激素作用機理，光信號傳導(dǎo)和生物鐘，植物蛋白質(zhì)組學(xué)研究。③ 環(huán)境生物學(xué)和分子生態(tài)學(xué)研究：植物-昆蟲相互作用，植物－微生物相互作用，共生固氮，植物和昆蟲抗逆及對環(huán)境的適應(yīng)機制，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，空間生物學(xué)。④ 基因工程與生物技術(shù)：植物遺傳

7、轉(zhuǎn)化技術(shù)，優(yōu)質(zhì)高抗農(nóng)作物基因工程，植物生物反應(yīng)器等。 為了更好地適應(yīng)當(dāng)今植物生理學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢，中國植物生理學(xué)界的廣大科技工作者將繼承和發(fā)揚老一輩的愛祖國、愛科學(xué)的優(yōu)良傳統(tǒng)，將分子、生化、生物物理、遺傳學(xué)等學(xué)科結(jié)合起來，在植物的細(xì)胞、組織、器官和整體水平，研究結(jié)構(gòu)與功能的聯(lián)系及其與信息的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄與翻譯，但由于遺傳信息量不足，大部分蛋白質(zhì)仍需由細(xì)胞核遺傳系統(tǒng)提供，故其只具半自主性。13．微管(microtubule) 存在于動植物細(xì)胞

8、質(zhì)內(nèi)的由微管蛋白組成的中空的管狀結(jié)構(gòu)。其主要功能除起細(xì)胞的支架作用和參與細(xì)胞器與細(xì)胞運動外，還與細(xì)胞壁、紡綞絲、中心粒的形成有關(guān)。14．微絲(microfilament) 由絲狀收縮蛋白所組成的纖維狀結(jié)構(gòu)，類似于肌肉中的肌動蛋白，可以聚集成束狀，參與胞質(zhì)運動、物質(zhì)運輸，并與細(xì)胞感應(yīng)有關(guān)。15．內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(endoplasmic-reticulum) 交織分布于細(xì)胞質(zhì)中的膜層系統(tǒng)，內(nèi)與細(xì)胞核外被膜相連，外與質(zhì)膜相連，并通過胞間連絲與鄰近細(xì)胞的

9、內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相連。內(nèi)質(zhì)網(wǎng)是物質(zhì)合成的場所，參與細(xì)胞器和細(xì)胞間物質(zhì)和信息的傳遞。16．高爾基體(Golgi-body) 由若干個由膜包圍的扁平盤狀的液囊垛疊而成的細(xì)胞器，它能向細(xì)胞質(zhì)中分泌囊泡（高爾基體小泡） ，與物質(zhì)集運和分泌、細(xì)胞壁形成、大分子裝配等有關(guān)。17．核小體(nucleosome) 構(gòu)成染色質(zhì)的基本單位，每個核小體包括 200bp 的 DNA 片斷和 8 個組蛋白分子。18．液泡(vacuole) 植物細(xì)胞特有的，由單層膜包裹的囊

10、泡。它起源于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)或高爾基體小泡。在分生組織細(xì)胞中液泡較小且分散，而在成熟植物細(xì)胞中小液泡被融合成大液泡。在轉(zhuǎn)運物質(zhì)、調(diào)節(jié)細(xì)胞水勢、吸收與積累物質(zhì)方面有重要作用。19．溶酶體(lysosome) 是由單層膜包圍，內(nèi)含多種酸性水解酶類的囊泡狀細(xì)胞器，具有消化生物大分子，溶解細(xì)胞器等作用。如溶酶體破裂，酸性水解酶進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)，會引起細(xì)胞的自溶。20．核糖體(ribosome) 細(xì)胞內(nèi)參與合成蛋白質(zhì)的顆粒狀結(jié)構(gòu)，亦稱核糖核蛋白體。無膜包裹，大致

11、由等量的 RNA 和蛋白質(zhì)組成，大多分布于胞基質(zhì)中，呈游離狀態(tài)或附于粗糙型內(nèi)質(zhì)網(wǎng)上，少數(shù)存在于葉綠體、線粒體及細(xì)胞核中。核糖體是蛋白質(zhì)合成的場所，游離于胞基質(zhì)的核糖體往往成串排列在 mRNA 上，組成多聚核糖體(polysome)，這樣一條mRNA 鏈上的信息可以同時用來合成多條同樣的多肽鏈。21．核糖核酸(ribose-nucleic-acid) 即含核糖的核酸。它由多個核苷酸通過磷酸二酯鍵連接而成，細(xì)胞內(nèi)的核糖核酸因其功能和性質(zhì)的不

12、同，分為三種：①轉(zhuǎn)移核糖核酸(tRNA)，在蛋白質(zhì)生物合成過程中，起著攜帶和轉(zhuǎn)移活化氨基酸的作用；②信使核糖核酸(mRNA)，是合成蛋白質(zhì)的模板；③核糖體核糖核酸(rRNA)，同蛋白質(zhì)一起構(gòu)成核糖體，后者是蛋白質(zhì)合成的場所。22．胞間連絲(plasmodesma) 穿越細(xì)胞壁，連接相鄰細(xì)胞原生質(zhì)（體）的管狀通道，其通道可由質(zhì)膜或內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜或連絲微管所構(gòu)成。23．流動鑲嵌模型(fluid-mosaic-model) 由辛格爾和尼柯爾森提出的

13、解釋生物膜結(jié)構(gòu)的模型，認(rèn)為液態(tài)的脂質(zhì)雙分子層中鑲嵌著可移動的蛋白質(zhì)，使膜具有不對稱性和流動性。24．細(xì)胞全能性(totipotency) 指每一個細(xì)胞中都包含著產(chǎn)生一個完整機體的全套基因，在適宜條件下，能形成一個新的個體。細(xì)胞的全能性是組織培養(yǎng)的理論基礎(chǔ)。25．細(xì)胞周期(cell-cycle) 從一次細(xì)胞分裂結(jié)束形成子細(xì)胞到下一次分裂結(jié)束形成新的子細(xì)胞所經(jīng)歷的時期?？梢苑譃?G1 期、S 期、G2 期、M 期四個時期。26．G1 期：第

14、 1 間隙期(gap1),又稱 DNA 合成前期(pre-synthetic phase)，從有絲分裂完成到 DNA 復(fù)制之前的時期，進(jìn)行 rRNA、mRNA、tRNA 與蛋白質(zhì)的合成，為 DNA 復(fù)制作準(zhǔn)備。27．S 期 DNA 復(fù)制期(synthetic phase)。主要進(jìn)行 DNA 及有關(guān)組蛋白的合成。28．G2 期：第 2 間隙期(gap2),又稱 DNA 合成后期(post-synthetic phase)，指 DNA 復(fù)制