第九章 光形态建成

一、名词解释

1． 光形态建成：光控制植物生长、发育和分化的过程。

2．光敏色素：植物体内存在的一种吸收红光-远红光可逆转换的光受体（色素蛋白质）。 3．蓝光反应：蓝光对植物生长、发育和分化的调控反应。 二、填空题

1. 植物光形态建成的光受体是 。光敏色素

2．分离提纯光敏色素并证明其有红光吸收型和远红光吸收型两种形式的学 者是 、 、 等。Borthwick Handricks Parker

3．光敏色素分布于除 以外的低等和高等植物中。光敏色素是由 和 两部分组成。 部分具有独特的吸光特性。真菌 蛋白质 生色团 生色团

4. 黄化幼苗的光敏色素含量比绿色幼苗 ，光敏色素是一种易溶于水的 。高

5．光敏色素有两种类型: 和 ，其中 型是生理激活型， 型是生理失活（钝化）型。Pr Pfr Pfr Pr

6．当Pr型吸收 nm红光后转变为Pfr型，当Pfr型吸收 nm远红光后就转变为Pr 型。Pr 型会被破坏，可能是由于 降解所致。660 730 蛋白质

7．光敏色素的生色团是一长链状的4个 。色素蛋白 吡咯环

8．植物界存在的第二类光形态建成是受 光调节的反应，这种光受体叫 。蓝光 隐花色素 9．许多酶的光调节是通过 为媒介的。光敏色素

10．关于光敏色素的作用和机理有两种假说 和 。膜假说 基因调节假说

三、问答题

1．一般认为光敏色素分布在细胞什么地方？Pr型和Pfr型的光学特性有何不同？

一般认为光敏色素与膜系统结合，分布在质膜、线粒体膜、核膜、叶绿体膜和内质网膜上。Pr型的吸收高峰在伺660nm，Pfr型的吸收高峰在730nm，二类型光敏色素在不同光谱作用下可互相转换，当Pr型吸收660nm红光后就转变为Pfr，而Pfr吸收730nm远红光后会转为Pr 型。 2．干种子中为什么没有光敏色素活性？

光敏色素Pfr型与Pr型之间的转变过程中包括光化反应和黑暗反应。光化反应局限于生色团，黑暗反应只有在含水条件下才能起反应，因此干种子中没有光敏色素反应。 3．如何用试验证明植物的某一生理过程与光敏色素有关？

光敏色素有红光吸收型和远红光吸收型两种存在形式，这两种形式可在红光和远红光照射下发生可逆反应，互相转化，依据这一特征，可用红光与远红光交替照射的方法，观察其所引起的生理反应，从而判断某一生理过程是否有光敏色素参与。例如莴苣种子的萌发需要光，当用660nm的红光照射时促进种子萌发，而用730nm的远红光照射时，抑制萌发：当红光照射后再照以远红光，则红光的效果被消除，当用红光和远红光交替照射时，种子的萌发状况决定于最后照射的是红光还是远红光，前者促进萌发，后者抑制萌发。

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4．光敏色素控制的生理反应有哪些？。

种子萌发，节间延长，小叶运动，花诱导，形态建成，叶脱落，性别表现，偏上性生长等。 5．关于光敏色素作用机理的基因调节假说内容如何？

在接受红光照射后，Pfr型经过一系列过程，将信号转移到基因，活化或抑制某些特定基因，使转录出单股mRNA的速度发生改变，mRNA翻译成特殊蛋白质（酶），最后表现出形态建成，研究证明，多种酶的活性通过光敏色素受光调节。如PAL、NR等。蛋白质磷酸化受Ca2+-CaM调节，它可能是连接光敏色素的光活化和基因表达的中间步骤。

第十章 植物的生长生理

一、名词解释

1．生长：细胞、器官或有机体的数目、大小与重量的不可逆增加，即发育过程中量的变化称为生长。 2．分化：来自同一分子或遗传上同质的细胞转变为形态上、机能上、化学构成上异质的细胞称为分化。

3．发育：在植物生命周期过程中，植物发生大小、形态、结构、功能上的变化，称为发育，发育包括生长与分化两个方面，即生长与分化贯穿在整个发育过程中。

4．种子寿命：从种子成熟到失去发芽能力的时间。

5．种子活力：种子在田间条件（非理想条件）下萌发的速度、整齐度及幼苗健壮生长的潜在能力，它包括种子萌发成苗和对不良环境的忍受力两个方面。种子活力与种子的大小、成熟度有关，也与贮藏条件和贮藏时间有关。 6．温周期现象：植物对昼夜温度周期性变化的反应。 7．顶端优势：植物顶端在生长上占有优势的现象。

8．细胞全能牲：指植物体的每个细胞携带一个完整基因组，并具有发育成完整植株的潜在能力。

9．外植体：从植物体上分离出一块组织或一团细胞移种到无菌的培养基上进行体外培养的过程叫外植，用于发生无性繁殖系的组织块或细胞团就叫外植体。

10．脱分化：外植体在人工培养基上经过多次细胞分裂而失去原来的分化状态，形成无结构的愈伤组织或细胞团，这个过程称为脱分化。

11．再分化：指离体培养中形成的处于脱分化状态的细胞团再度分化形成另一种或几种类型的细胞、组织、器官、甚至最终再形成完整植株的过程。

12．生长大周期：植物在不同生育时期的生长速率表现出慢-快-慢的变化规律，呈现“S”型的生长曲线，这个过程称生长大周期。

13．向性运动：指外界对植物单向刺激所引起的定向生长运动。 14．感性运动：指外界对植物不定向刺激所引起的运动。

15．生理钟：又称生物钟。指植物内生节奏调节的近似24小时的周期性变化节律。

二、填空题

1．按种子吸水的速度变化，可将种子吸水分为三个阶段，即 、 、 。在种子吸水的第1-2阶段

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其呼吸作用主要是以 呼吸为主。急剧吸水阶段、吸水停顿阶段、胚根出现又大量吸水阶段 无氧呼吸 2．种子萌发的标志是 。胚根突破种皮

3．有些种子的萌发除了需要水分，氧气和温度外，还受着 的影响。光

4．植物细胞的生长通常分为三个时期，即 、 和 。分裂期、伸长期、分化期

5．植物生长的相关性主要表现在三个方面，即 、 和 。根与地上部的相关，顶端优势，营养器官与生殖器官的相关

6．植物组织培养的培养基一般由无机营养、碳源、 、 和有机附加物等五类物质组成。维生素 生长调节物质 7．向光性的光受体是存在于质膜上的 。生长素 抑制物质

8．关于植物向光性反应的原因有两种对立的看法：一是 分布不对称性，一是 分布不均匀。向性 感性 9．高等植物的运动可分为 运动和 运动。无关 10．感性运动的方向与外界刺激的方向 。 三、选择题

1．水稻种子中贮藏的磷化合物主要是：（ ）

A．ATP B．磷脂 C．肌醇六磷酸 2．促进莴苣种子萌发的光是（ ）

A．蓝紫光 B．红光 C．远红光 3．花生、棉花种子含油较多，萌发时较其他种子需要更多的：（ ） A．水 B．矿质元素 C．氧气 4．红光促进种子萌发的主要原因是（ ）

A．GA的形成 B．ABA含量降低 C．乙烯的形成 5．种子萌发初期，胚根长出之前，呼吸类型是：（ ）

A．无氧呼吸 B．有氧呼吸 C．有氧呼吸兼无氧呼吸 6．在组织培养的培养基中糖的浓度较低（＜2.5%）时，有利于（ ） A．本质部形成 B．韧皮部形成 C．形成层分裂 7．试验表明，植物向光性反应的光受体是（ ）

A．核黄素 B．花色素 C．光敏色素

8．菜豆叶的昼夜运动，即使在不变化的环境条件中，在一定天数内，仍显示着周期性和节奏性的 变化，每一周期接近：（ ）

A．20小时 B．近似24小时 C．30小时

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四、是非判断与改正

1．根系生长的最适温度，一般低于地上部生长的最适温度。（ ）（?）

2．生长的最适温度是指生长最快的温度，对健壮生长来说，也是最适宜的。（ ）（?）不是最适宜的

3．禾谷类作物种子在发芽前仅含有?-淀粉酶，发芽后方形成?-淀粉酶。（ ）（?）发芽前仅有?-淀粉酶，发芽后方形成?-淀粉酶

4．凡是有生活力的种子，遇到TTC后 其胚即呈红色。（ ）（?） 5．光对植物茎的生长有促进作用。（ ）（?）有抑制作用

6．根的生长部位有顶端分生组织，根没有顶端优势。（ ）（?）根也有

7．植物不仅具有对环境中空间条件的适应问题，同时还具有对时间条件的适应，如生理钟。（ ）（?）

五、问答题

1．种子萌发时，有机物质发生哪些生理生化变化？

（1）淀粉的转化：淀粉在淀粉酶、麦芽糖酶或淀粉磷酸化酶作用下转变成葡萄糖（或磷酸葡萄糖）。（2）脂肪的转化：脂肪在脂肪酶作用下转变为甘油和脂肪酸，再进一步转化为糖。（3）蛋白质的转化：胚乳或子叶内贮藏的蛋白质在蛋白酶和肽酶的催化下，分解为氨基酸。

2．水稻种子萌发时，表现出“干长根，湿长芽”现象的原因何在？

“干长根，湿长芽”现象是由于根和胚芽鞘的生长所要求的含氧量不同所致。根的生长，既有细胞的伸长和扩大，也包括细胞分裂，而细胞分裂需要有氧呼吸提供能量和重要的中间产物。因而水多、氧不足时，根的生长受到抑制。但是胚芽鞘的生长，主要是细胞的伸长与扩大，在水层中，水分供应充足，故而芽生长较快。此外，“干根湿芽”还与生长素含量有关。在水少供氧充足时，IAA氧化酶活性升高，使IAA含量降低，以至胚芽鞘细胞伸长和扩大受抑制，根生长受影响小。而在有水层的条件下，氧气少，IAA氧化酶活性降低，IAA含量升高，从而促进胚芽鞘细胞的伸长，并且IAA运输到根部，因根对IAA比较敏感，使根的生长受到抑制。还有人认为，胚芽鞘呼吸酶以细胞色素氧化酶为主，与O2亲和力高，幼根则以抗氰氧化酶为主，与O2亲和力较低，因而在水多时，胚芽鞘生长快于幼根。 3．高山上的树木为什么比平地生长的矮小？

原因是一方面高山上水分较少，土壤也较瘠薄，肥力较低，气温也较低，且风力较大，这些因素都不利于树木纵向生长；另一方面是高山顶上因云雾较少，空气中灰尘较少，所以光照较强，紫外光也较多，由于强光特别是紫外光抑制植物生长，因而高山上的树木生长缓慢而矮小。 4．试述光对植物生长的影响。

光对植物生长的影响是多方面的，主要有下列几方面：①光是光合作用的能源和启动者，为植物的生长提供有机营养和能源；②光控制植物的形态建成，即叶的伸展扩大，茎的高矮，分枝的多少、长度。根冠比等都与光照强弱和光质有关；③日照时数影响植物生长与休眠。绝大多数多年生植物都是长日照条件促进生长、短日照条件诱导休眠；④光影响种子萌发，需光种子的萌发受光照的促进，而需暗种子的萌发则受光抑制，此外，一些豆科植物叶片的昼开夜合，气孔运动等都受光的调节。

5．植物组织培养的理论依据是什么？其优点如何？

组织培养是指在无菌条件下，分离并在培养基中培养离体植物组织的技术。其理论依据是细胞全能性，优点在于：可以研究外植体在不受植物体其他部分干扰下的生长和分化的规律，并且可以用各种培养条件影响它们的生长和分化，以解决理论上和生产上的问题。特点：取材少，培养材料经济，可人为控制培养条件，不受自然条件影响；生长周期短，繁殖率高；管理方便，利于自动化控制。

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