农学门类联考植物生理学生物化学考研真题答案解析

29．举5例说明植物生长物质在农林生产上的应用。

答：植物生长物质在农林生产上的应用:

（1）生长素可促进插枝生根。生长素（IAA）对营养器官纵向生长有明显的促进作用，根对IAA（生长素）最敏感，极低的浓度就可促进根生长。

（2）GA能促进种子萌发和打破芽休眠。用于马铃薯、番茄、稻、麦、棉花、大豆、烟草、果树等作物，促进其生长、发芽、开花结果；能刺激果实生长，提高结实率，对水稻、棉花、蔬菜、瓜果、绿肥等有显著的增产效果。

（3）将NAA应用于花卉生产中，不仅可促进花卉生长，控制株型，诱导开花结果，防花病、防脱落，还能显著地提高种植效益。

（4）IAA和GA可诱导无籽果实形成。

（5）乙烯利广泛应用于果实催熟、棉花采收前脱叶和促进棉铃开裂吐絮、刺激橡胶乳汁分泌、水稻矮化、增加瓜类雌花及促进菠萝开花等。

32．生长抑制剂与生长延缓剂在概念及作用方式上有何异同？

答：（1）概念上：生长抑制剂是指抑制顶端分生组织组织生长，使植物丧失顶端优势，植物形态发生很大变化的物质。生长延缓剂是指对植物茎端亚顶端分生细胞或初生分生细胞的细胞分裂有抑制作用的人工合成的有机物，它对叶、花和果实的形成没有影响。

①相同点：生长抑制剂和生长延缓剂都可抑制植物茎的伸长生长。

②不同点：生长抑制剂是抑制植物茎顶端分生组织生长，而生长延缓剂是抑制植物茎亚顶端分生组织生长。

（2）作用方式：①生长抑制剂主要作用是使茎顶端分生组织细胞的核酸和蛋白合成受阻，细胞分裂变慢，植株生长矮小。由于生长抑制剂对顶端分生组织细胞的伸长和分化有影响，从而破坏顶端优势，使生殖器官发育受抑。

外施赤霉素不能逆转这种抑制效应，外施生长素等可以逆转这种抑制效应。常见的生长抑制剂有三碘苯甲酸、青鲜素、水杨酸、整形素等。

②植物生长延缓剂抑制赤霉毒的生物合成，从而对茎亚顶端分生组织的细胞分裂与扩展有特殊抑制作用，使节间缩短，并延缓、抑制植物的营养生长。这类调节剂的生理效应与赤霉素相拮抗。在生产中应用较多的植物生长延缓剂包括多效唑（）、缩节胺（Pix）、烯效唑（S-3307）、B9、矮壮素等。

生长抑制剂与生长延缓剂之间的根本差别在于其效应能否被赤霉素所解除。

35．简述影响植物细胞内生长素平衡的主要因素。

答：植物细胞内生长素的平衡主要与生长素的合成、降解、代谢、运输等因素有关。

（1）生长素的生物合成：主要发生在细胞分裂和生长旺盛的部位，最主要的合成途径是以色氨酸为前体的吲哚丙酮酸途径。矿质元素Zn影响生长素前体色氨酸的合成。

（2）生长素的降解：生长素可被光氧化降解、酶促脱羧降解和酶促非脱羧降解途径降解。

（3）生长素的代谢：可以以游离态IAA形式存在，也可与糖苷、氨基酸等结合为结合态IAA。游离态IAA是生长素的活性形式，结合态IAA是生长素的非活性形式。

（4）IAA的运输：IAA的运输决定了特定组织中的生长素的含量。游离态IAA是唯一的具有极性运输特点的植物激素，结合态IAA可进行非极性的远距离运输。

1．简述乙烯与果实成熟的关系。

答：乙烯是启动和促进果实成熟的激素。低水平乙烯即可诱导ACC合酶和ACC氧化酶的大量表达。

（1）乙烯诱导呼吸跃变，促进跃变型果实成熟。乙烯对非跃变型果实的成熟也有促进作用。

（2）乙烯促进与成熟有关的许多酶的合成及酶活性的提高，促进果实成熟过程中的生理生化变化。在果实发育过程中，多聚半乳糖醛酸酶（PG）基因表达加强，酶活性提高。PG催化果胶降解，果肉细胞壁中层分开。同时，纤维素酶活跃，使纤维素链部分降解，其他如甘露糖酶、糖苷酶、木葡聚糖酶、半乳糖苷酶等都参与细胞壁的水解，使果实变软。

（3）乙烯增强膜透性，加速气体交换，诱导呼吸酶的合成，促进呼吸速率的提高，引起水解酶外渗，催化有机物迅速转化。

3．水稻生产上为提高秧苗素质，常常需要壮秧。用何种植物生长调节剂可达到此目的？

答：水稻生产上，通常需要抑制秧苗的生长达到壮秧的目的，赤霉素能促进植株的伸长生长，在农业生产上，可以通过抑制赤霉素的生物合成来抑制秧苗的生长。目前常用的有两类抑制剂分别抑制GA合成过程中的氧化和环化步骤，如氧化抑制剂多效唑和烯效唑，环化抑制剂矮壮素和缩节安。可以外源施用这些抑制剂抑制秧苗的生长达到壮秧的目的。

三、实验题

1．设计实验证明GA诱导α-淀粉酶是大麦种子发芽所必需的。

答：（1）实验材料的选择：选用籽粒饱满的大麦种子，并用刀片将其切成有胚和无胚的两半。

（2）措施：将这两类半片种子分别放入（a）不含GA的溶液中培养；（b）含GA的溶液中培养。一段时间后，在胚乳中检测α-淀粉酶的活性。

（3）结果：在有胚的半粒种子中能检测到α-淀粉酶的活性，而无胚的半粒种子因在含有GA的溶液中也能检测到该酶的活性。而在不含GA溶液中培养的有胚种子中则无法检测到α-淀粉酶的活性。

2．设计实验证明GA具有促进雄花分化的作用。

答：选用黄瓜等雌雄异花同株植物，在花芽分化初期分别进行以下处理：

（1）喷施GA溶液；

（2）喷施GA生物合成抑制剂溶液；

（3）对照，喷施蒸馏水。

一段时间后，观察植株的花发育结果。与对照相比，喷施GA溶液的植株雄花发育增多，而喷施GA生物合成抑制剂的植株雌花发育增多。结果证明，GA具有促进雄花分化的作用。

3．请设计实验证明不同器官对NAA的敏感性差异。

答：生长素类物质在不同的浓度下对植物生长的效应不同。一般来说，低浓度促进生长，高浓度抑制生长。

实验设计：利用发芽的小麦种子，配置一系列浓度的NAA，培养皿内放置不同浓度的NAA溶液和种子，培养一定时间后，测量根长和芽长。应注意设置重复。

结果：应是低浓度下促进根生，高浓度下抑制根的生长。但促进芽生长的浓度，却抑制根的生长。表明不同器官对NAA的敏感性有差异。

5．用实验证明生长素的极性运输。

答：胚芽鞘切断的任意一端放置内有同位素标记的IAA琼脂，另一端放置琼脂，一定时间后检测另一端琼脂内的放射性。通过调整胚芽鞘切断的方向，最后证明IAA只能从形态学上端运往形态学下端，和重力方向无关。

6．-氨基丁酸施用于叶片右半部黑点处，左边叶片用水溶液处理，中间叶片的左半部用Kinetin处理，右边叶片的右半部用Kinetin处理，一定时间后叶片的放射性自显影图片如图8-10所示。请问该结果说明Kinetin具有什么效应？这一效应在生产上有何应用？

图8-10 Kinetin处理的叶片

答：（1）中间叶片的左半部用Kinetin处理具有很强的放射性，说明氨基丁酸向着Kinetin浓度高的地方移动，右边叶片的右半部用Kinetin处理，氨基丁酸向周围均匀扩散，这表明Kinetin具有很强的调运养分的功能。

（2）①生产上利用Kinetin这个功能，可以促进果实膨大，延缓衰老。②在植物组织培养的培养基中，常需加入适量的激动素，以促进愈伤组织块细胞分裂和芽的形成。③喷洒适量的Kinetin到蔬菜的叶片，可以保绿，延长蔬菜存放期。

5．设计实验证明赤霉素诱导α-淀粉酶产生。

答：选用籽粒饱满的大麦种子，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GA溶液的三角瓶中培养。一段时间后在胚乳中检测α-淀粉酶的活性。

结果表明，在有胚半粒种子中能检测到α-淀粉酶的活性。同时，无胚半粒种子经GA溶被处理后也能检测到α-淀粉酶的活性。可以证明，大麦胚产生的GA诱导α-淀粉酶形成，催化淀粉发生水解。

四、分析论述题

2．论述生长素在植物体内的运输机制。

答：生长素在植物体内的运输是极性运输，即生长素只能从植物的形态学上端向形态学下端运输，而不能倒转过来运输。着是由遗传物质决定的，而不受重力影响。其机制为：

（1）生长素的极性运输与细胞质膜上生长素流入载体和生长素流出载体的不对称分布有关。生长素流入载体AUXl蛋白定位于细胞的上端质膜上，生长素流出载体包括PIN蛋白和PGP蛋白，PIN蛋白定位于细胞的基端质膜上，PGP蛋白是非极性的、均匀分布在细胞质膜上。PIN蛋白介导生长素的外向运输时，必须与PGP蛋白协同作用。G蛋白是位于质膜上参与胞外、胞内的信号转换器，P蛋白是韧皮部筛管中特有的蛋白质。

（3）细胞内的生长素以IAA－形式在化学势的推动下，经过位于细胞基部质膜上的PIN蛋白从细胞内单向输出，IAA－进入细胞壁空间后即被质子化为IAAH，IAAH可以经过位于细胞上部质膜上的AUXl蛋白或经过扩散过程通过细胞壁，顺着其浓度梯度进入其下部相邻的细胞内。在下部细胞内部，由IAAH脱质子化产生的IAA－通过扩散至或由细胞质流输送至该细胞的基部，再一次被该细胞基部的PIN输送至细胞壁空间。

36．试述植物激素的常用测定方法。

答：植物激素的常用测定技术包括：生物测定技术、色谱技术、质谱技术和免疫测定技术。其中生物测定技术是最简单、易行的测定方法。

（1）生物测定技术：利用生长素促进胚芽鞘伸长生长、赤霉素促进植物茎节伸长、细胞分裂素促进双子叶植物的子叶扩大生长、乙烯诱导黄化幼苗生长的“三重反应”、脱落酸促进气孔关闭的生理功能，相应建立了燕麦芽鞘伸长法、水稻幼苗伸长法、萝卜子叶增重法、黄化豌豆幼苗三重反应法和气孔关闭法，分别用于鉴定生长素、赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸。并且还可以利用外源一系列已知浓度的激素溶液处理相应植物材料，绘制植物生长量与激素浓度的关系曲线，测定未知样品的激素含量。

（2）色谱技术：色谱技术是利用物质在不同介质中的分配原理，包括纸上层析，薄层层析气相色谱，高效液相色谱等。将分离和测定结合起来是色谱法的基本特点，也是它区别于其它方法最明显的特征。气相色谱法GC可以用于所有植物激素的分析，但首先要经过甲基化和三甲基硅烷化才可以进行分析。乙烯作为气态激素主要用GC测定。

（3）质谱技术：质谱分析是一种测量离子质荷比（质量-电荷比）的分析方法，其基本原理是使试样中各组分在离子源中发生电离，生成不同荷质比的带电荷的离子，经加速电场的作用，形成离子束，进入质量分析器。在质量分析器中，再利用电场和磁场使发生相反的速度色散，将它们分别聚焦而得到质谱图，从而确定其质量。其常用的结合系统有气相色谱-质谱联用（GC-MS）和液相色谱-质谱联用（LC-MS）。①GC-MS已成为植物内源激素及其衍生物定量分析的重要工具。大多数植物内源激素的质谱定量分析均采用内标法定量，同时减少了样品提取、纯化时回收率的损失以及仪器的误差。②LC-MS主要用于不挥发性化合物、极性化合物和热不稳定性化合物的分析测定。LC-MS更适用于分析检测除乙烯外其他几类植物内源激素。

（4）免疫测定技术：免疫测定的基本原理是利用抗原与抗体的特异性竞争结合。以植物激素为抗原免疫动物得到特异性的抗体，一定量的标记激素分子与样品中含量未知的激素分子在同一个反应系统内，竞争性地与一定量的特异性抗体结合，当反应达到平衡时，可以测定出标记激素分子抗原存在于抗原-抗体复合物和游离状态的比例。放射免疫分析（RIA）和酶联免疫法（ELISA）是植物激素免疫测定测试中最常用的，但是放射性物质会对实验人员有危害。

6．试讨论植物生长发育过程中激素间的相互作用。

答：在植物的生长发育过程中，激素间的相互作用和协调平衡调控所有过程。

（1）种子萌发和休眠：生长素、细胞分裂素促进种子萌发，ABA促进休眠，抑制种子萌发，赤霉素可打破休眠，促进萌发。生长素、细胞分裂素、赤霉素与脱落酸比例高促进萌发，比例低促进休眠。

（2）营养生长：生长素、细胞分裂素、赤霉素与脱落酸的相互作用调控营养生长，生长素、细胞分裂素、赤霉素与脱落酸比例高促进生长，比例低抑制生长。

（3）顶端优势：乙烯、细胞分裂素和生长素调控顶端优势，生长素、乙烯诱导顶端优势，促进顶芽生长。细胞分裂素抑制顶端优势，促进侧芽发育。

（4）器官分化：生长素和细胞分裂素调控器官的分化，生长素和细胞分裂比例高时，诱导生根，比例低时，诱导长芽。

（5）成花诱导：赤毒素可促进多种LDP在短日照条件下成花，生长素可促进去一些LDP成花，但抑制SDP成花。细胞分裂素能促进一些SDP和LDP成花。ABA可代替短日照促使一些SDP在长日条件下开花。

（6）性别分化：生长素、乙烯和赤霉素调控性别分化，生长素和乙烯促进雌花分化，GA促进雄花分化。

（7）成熟、衰老：生长素、细胞分裂素延缓衰老，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。

8．论述生长素与赤霉素对促进细胞生长的协同作用。

答：（1）细胞生长包括细胞扩大和细胞伸长。由于细胞壁的存在，细胞的生长受细胞壁的限制。因此，细胞的生长决定于细胞壁的松弛。两种细胞壁松弛酶参与调节细胞壁的松弛。

①木葡聚糖内转葡糖基酶（XET），它可以将木葡聚糖链切断并重新连接到另一条木葡聚糖链的非还原端，或将新合成的木葡聚糖加到细胞壁中原有的木葡聚糖上，通过木葡聚糖间的连接和延长，使得细胞壁延伸；

②扩张蛋白，它通过可逆结合在细胞壁中纤维素微纤丝和多糖结合的交叉点，催化纤维素微纤丝与多糖间的氢键断裂，解除细胞壁中多糖对纤维素的制约，使细胞壁松弛。

（2）生长素具有促进细胞伸长生长的生理功能。其机理：①酸生长理论：生长素诱导激活质膜H＋-ATPase，从而引起细胞内的H＋外泌，导致细胞壁的酸化。在酸性条件下，细胞壁中的扩张蛋白被活化，活化扩张蛋白促进连接木葡聚糖与纤维素微纤丝之间的键断裂，细胞壁松弛，从而促进细胞伸长生长。②基因活化学说：此学说对生长素所诱导生长的长期效应做出解释。植物细胞具有全能性，但在一般情况下，绝大部分基因是处于抑制状态的，生长素的作用就是解除这种抑制，使某些处于“休眠”状态的基因活化，从而转录并翻译出新的蛋白质。当IAA与质膜上的激素受体蛋白（可能就是质膜上的质子泵）结合后，激活细胞内的第二信使，并将信息转导至细胞核内，使处于抑制状态的基因解阻遏，基因开始转录和翻译，合成新的mRNA和蛋白质，为细胞质和细胞壁的合成提供原料，并由此产生一系列的生理生化反应。

（3）赤霉素也促进细胞的伸长生长，但不同于生长素的作用。①赤霉素不促使H＋外泌，不诱导细胞壁的酸化。②木葡聚糖是植物初生壁的主要成分之一，受木葡聚糖内糖基转移酶（XET）作用。XET可以使木葡聚糖产生内转基作用，把木葡聚糖切开，并重新形成另一个木葡聚糖分子，再排列微木葡聚-纤维网，从而使细胞壁延长。赤霉素诱导细胞壁中木葡聚糖内糖基转移酶（XET）活性的增加，催化多糖链的切断并调节多糖链的重新排列，从而增加细胞壁的伸展性，促进细胞伸长生长。③赤霉素促使微管的排列方向与生长着的细胞的长轴垂直，因而也有利于细胞伸长。

因此，生长素和赤霉素在促进细胞生长过程中起协同作用。

第9章　植物生长生理

一、单项选择题

1．根和茎与重力的方向有关的生长是（　　）。

A．向光性

B．向化性

C．向重力性

D．向地性

【答案】C查看答案

【解析】植物感受重力的刺激，在重力方向上发生生长反应的现象称为向重力性。

2．攀援植物如丝瓜、豌豆、葡萄等的卷须一边生长，一边回旋运动，这种运动被称为（　　）。

A．向光性

B．向化性

C．向重性

D．向触性

【答案】D查看答案

【解析】向触性常见于许多攀援植物，如丝瓜、豌豆、葡萄等，它们的卷须一边生长，一边回旋运动，一旦触及物体，接触一侧生长较慢，而另一侧生长较快，则卷须在5～10min内发生弯曲，缠绕在物体上，这样使植物能更多地接受阳光进行光合作用。这种由单方向机械刺激引起的植物回旋生长运动，被称为向触性。

3．光敏色素由两部分组成，它们是（　　）。

A．脂类和蛋白质

B．发色团和蛋白质

C．多肽和蛋白质

D．发色团与吡咯环

【答案】B查看答案

【解析】光敏色素是一种易溶于水的浅蓝色的色素蛋白，由发色团和蛋白质（脱辅基蛋白）两部分组成。其脱辅基蛋白由核基因编码，在胞质中合成，而发色团在质体中合成后，运出到胞质中，二者自动装配成光敏色素蛋白。

4．促进植物向光弯曲最有效的光是（　　）。

A．红光

B．黄光

C．蓝紫光

D．远红光

【答案】C查看答案

【解析】目前所知植物的光受体包括三类：①光敏色素；②蓝光／紫外光－A受体；③紫外光－B受体。植物对蓝光的反应包括植物的向光性反应。

5．植物形态学上端长芽，下端长根，这种现象称为（　　）现象。

A．再生

B．脱分化

C．再分化

D．极性

【答案】D查看答案

【解析】极性是指植物器官、组织或细胞在形态结构、生化组成以及生理功能上的不对称性。植物形态学的上端与下端的分化是两种不同的器官，因此称为极性现象。

6．花生、大豆等植物的小叶昼开夜闭，含羞草叶片受到机械刺激时成对合拢，这种由外部的无定向刺激引起的植物运动称为（　　）。

A．感性运动

B．向性运动

C．趋性运动

D．生理钟

【答案】A查看答案

【解析】植物的运动按其与外界刺激的关系可分为向性运动和感性运动。向性运动主要指植物器官对环境因素的单方向刺激所引起的定向运动。因此按照刺激因素可分为向光性、向重力性、向触性、向化性等。感性运动也是植物对环境刺激的反应，它与刺激的方向无关，多数在特殊的结构部位，有膨压运动和生长运动之分。按刺激的性质可分为感震性、感夜性、感温性等。花生、大豆等植物的小叶昼开夜闭，含羞草叶片受到机械刺激时成对合拢，属于膨压运动，也就是感性运动。

7．在植物组织培养中，愈伤组织分化根或芽取决于培养基中（　　）的相对含量。

A．CTK／ABA

B．IAA／GA

C．IAA／CTK

D．IAA／ABA

【答案】C查看答案

【解析】组织培养过程中通过在培养基中加入不同种类和比例的生长调节剂，调控愈伤组织的发育的方向。培养基中IAA和CTK比值较高促进愈伤组织分化根，IAA和CTK比值较低促进愈伤组织分化芽。

8．就目前所知，调控植物向重力性生长的主要激素是（　　）。

A．ABA

B．JA

C．IAA

D．CTK

【答案】C查看答案

【解析】Cholodny-Went假说认为，生长素是转导重力的主要信号，生长素在植物根部的不对称分布，诱导根的向重力性生长。生长素的不对称分布与根部细胞中介导生长素进入和流出细胞的生长素流入载体（auxininfluxcarriers）和生长素流出载体（auxineffluscarriers）的分布有关。根的下侧积累了超出最适浓度的生长素，因此根下侧伸长生长受抑制，而根的上侧伸长生长较快，从而导致根发生向重力性生长。

9．光敏色素的Pr型在（　　）处有最大吸收。

A．660～665nm

B．670～690nm

C．690～720nm

D．725～730nm

【答案】A查看答案

【解析】光敏色素有两种可以互相转化的构象形式：红光吸收型Pr和远红光吸收型Pfr。光敏色素的Pr型在660～665nm处有最大吸收，而光敏色素Pff型在725～730nm处有最大吸收。

10．通常所说的“根深叶茂”、“本固枝荣”是指（　　）。

A．主茎与侧枝的相关性

B．营养生长与生殖生长的相关性

C．地上部分与地下部分的协调关系

D．植物的相生与相克的关系

【答案】C查看答案

【解析】本题考查植物生长的相关性。通常所说的“根深叶茂”、“本固枝荣”是指地上部分与地下部分的协调关系。

11．生产中的深耕施肥是利用植物的（　　）运动。

A．感性运动

B．分子运动

C．向性运动

D．细胞运动

【答案】C查看答案

【解析】植物器官对环境因素的单方向刺激所引起的定向运动为向性运动。

12．植物生长在遮阳条件下，植物表现为（　　）。

A．叶柄的伸长受抑

B．茎的伸长受抑

C．顶端优势减弱

D．顶端优势增加

【答案】D查看答案

【解析】植物生长在遮阴条件下，由于在透过叶片的光中红光／远红光值降低，植物对红光／远红光值降低产生应答反应，表现为植物茎节和叶柄伸长的速度加快，顶端优势增加，分支减少，这就是植物的遮阴反应。

13．控制植物的生长和发育的最基本因素是（　　）。

A．细胞伸长

B．细胞分裂

C．细胞代谢活跃

D．细胞扩大

【答案】B查看答案

【解析】发育是植物生长和分化的总和，是植物生长分化的动态过程。细胞分裂、生长和分化的过程是植物发育的基础。控制植物的生长和发育的最基本因素是细胞分裂。

14．已分化的细胞在特定情况下恢复分裂能力，重新进行细胞分裂的过程为（　　）。

A．细胞分化

B．细胞分裂

C．再分化

D．脱分化

【答案】D查看答案

【解析】A项，分化是细胞在形态结构、内部代谢和生理功能上区别于原分生细胞的过程；C项，已经脱分化的细胞在一定条件下，又可经过愈伤组织或胚状体，再分化出根和芽，形成完整植株，这一过程称为再分化；D项，这种在植物体上已分化的细胞和组织，在培养条件下逐渐恢复到分生状态的过程，称为脱分化。

15．植物细胞在组织受伤时，伤口附近的细胞发生（　　）形成愈伤组织。

A．细胞分化

B．细胞分裂

C．脱分化

D．再分化

【答案】C查看答案

【解析】在组织培养的过程中，外植体（从植物体上切下来的离体器官或组织）会进行细胞分裂，形成新的组织。但这种新生成的组织没有发生分化，细胞排列疏松而无规则，是一团无定形的薄壁细胞，称为愈伤组织。这种原来已经分化，并且具有一定功能的体细胞，丧失了原有的结构和功能，又重新恢复了分裂功能，称为植物细胞的脱分化。将处于脱分化状态的愈伤组织移植到合适的培养基上继续培养，愈伤组织就会重新进行分化，并形成具有根、茎、叶的完整植株。这个过程称为植物细胞的再分化。

16．细胞生长的动力源于生活细胞所具有的（　　）。