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1、-高级植物生理复习.总结-第 13 页一、生物强化铁锌生物强化的途径及生物学依据。机理植物吸铁机制双子叶植物和非禾本科单子叶植物铁吸收模式：两步过程：第一步包括铁缺乏导致产生三价铁还原酶，该酶用来还原胞外Fe（）螯合物，释放出游离的Fe2+离子。第二步是Fe2+通过特定的Fe2+转运蛋白或二价阳离子转运系统转运进入细胞质。诱导产生细胞质膜的H+ATP酶来酸化根周围环境从而提高Fe的供应量。相应基因：Fe（）转运蛋白（IRT）基因，Fe（）还原酶（FRO）基因，H+ATPase酶。机理禾本科植物吸铁：植物铁载体（PS）在细胞质中由甲硫氨酸通过尼克酸胺途径合成，一种铁缺乏诱导的质膜（PM）转运蛋白
2、参与PS释放到根际的过程，质膜中另一种铁缺乏诱导的转运蛋白识别FePS复合物并将其完整地转运至细胞质中。相关基因：S腺苷甲硫氨酸合成酶基因，尼克烟酰胺合成酶基因，尼克烟酰胺氨基转移酶基因，Fe（）MAS转运蛋白基因。机理（拟南芥，水稻）：相关基因：类似转铁的蛋白，Nramp基因家族。植物对锌的吸收存在两种现象：通过调控植物根系生物学特性来完成锌的吸收；通过诱导表达根部锌吸收转运蛋白来完成，但此过程需消耗能量。锌转运蛋白：ZIP家族主要将锌从细胞各个区室运输进入细胞质溶液中，CDF家族主要将锌从细胞质溶液中排出体外或将细胞质内过量的锌运输进入细胞内的器官储藏起来。P型ATP酶重金属转运蛋白，该蛋
3、白的存在对降低细胞锌的浓度和锌离子平衡具重要意义。其他锌转运蛋白。锌转运蛋白基因表达差异：锌转运载体的物种和品种特异性；转运蛋白在器官组织和细胞中的特异性；锌转运蛋白的离子选择性、方向性和亲和力；载体蛋白基因的表达受环境的影响。环境中锌离子的浓度影响蛋白的表达，高亲和力的载体蛋白使植物在缺锌或铁的情况下，能够保持一定的锌或铁浓度，以适应生理需要；而低亲和力载体则是对毒害的适应。PH影响蛋白的表达。二、矿质养分离子进入根内部及导管的途径及相关概念。简述膜蛋白种类及各分类作用机理。离子可以通过外质体和共质体途径进入根的内部。由于内皮层上凯氏带的存在，离子只能够通过共质体途径进入中柱，再经过外质体途
4、径扩散进入导管(或管胞) 。离子从木质部薄壁细胞释放到导管的过程以受代谢过程控制的主动过程为主，也有被动扩散过程。外质体（apoplast or apoplasm） ：由细胞壁、细胞间隙和无细胞质的细胞内腔（如木质部导管和纤维）组成的连续系统。在根部，外质体途径被凯氏带所阻断。共质体（symplast or symplasm） ： 通过胞间连丝将细胞质相互连接组成的整个网络。胞间连丝（plasmodesmata）：是沿质膜排列的直径为20-60nm的柱形孔道，其中有连丝微管通过，连丝微管是由两个细胞的光滑内质网衍生而来的。外质体和共质体对流运输的机制：外质体：蒸腾作用提供驱动压力 共质体：渗透
5、压产生的压流1）通道（channel）蛋白： 膜蛋白，在膜上形成选择性孔道，使分子或离子通过这些孔道扩散过膜。2）离子泵（ion pump or ion transporter） 是能逆离子浓度梯度转运离子通过质膜的跨膜蛋白。a. 质子泵（proton pump）：也称为H+-ATP酶，是一种利用能量(来自ATP水解) 逆着电化学梯度转运H+的过程，因此是一个主动运输过程。b.钙泵（calcium pump）：也称为Ca2+-ATP酶，它催化质膜内侧的ATP水解释放能量，驱动细胞内的钙离子泵出细胞。3）载体（carrier）蛋白：质膜上的一类内在蛋白，可以选择性地与质膜一侧的分子或离子结合，形
6、成载体分子(或离子)复合物。再通过载体蛋白构象的变化，透过质膜，把分子或离子释放到质膜的另一侧。可以顺电化学梯度进行(被动运输)，但以逆电化学梯度进行为主(主动运输) 。 单向运输载体（uniport carrier）： 顺电化学势的单向运输。 同向运输体（symporter）：被运输的离子与质子被载体蛋白运向膜的同一 侧。如：硝酸、磷酸、硫酸、氨基酸及蔗糖等。 反向运输体（antiporter）：被运输的离子与质子的运输方向相反，如：K+、Na+等。三、光受体有哪些及PHY的自我磷酸化作用机理光敏受体在植物光反应中, 光受体包括：(1) 吸收红光/远红光（波长为600750nm）的光敏色素(
7、phytochrome);(2) 吸收蓝光/UV-A(波长为320500nm)的隐花色素(cryptochrome)和向光素(phototropin);(3) UV-B(波长为282320nm)受体(UV-B receptor) 蛋白激酶(protein kinase)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(protein phosphatase)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
8、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（图），同时也将红光信号传递给下游的X组分。四、为什么说光敏素的发现是植物科学发展史中的重要事件？抑制PHY在植物个体发育中有哪些作用？举例说明。植物个体发育的整个过程都离不开光敏色素的作用？1、从调节种子萌发到幼苗胚芽鞘、中胚轴生长、幼叶的展开，或下胚轴的生长、弯钩伸直、两片子叶的展开和伸展。2、从叶片表面气孔的形成和活动到幼茎维管束的分化、表皮毛的形成3、从植株地上部发育形态到根的生长和根
9、冠比的调节。4、从叶绿体的发育到光合活性的调控。5、从贮藏淀粉、脂肪的降解到硝酸盐的还原同化，蛋白质、核酸的合成。6、从光周期控制花芽分化到叶片器官衰老的调节1、高等植物中一些由光敏色素控制的反应：1.种子萌发2.弯钩张开3.节间延长4.根原基起始5.叶分化和扩大6.小叶运动7.膜透性8.向光敏感性9.花色素形成10.质体形成11.光周期12.花诱导13.子叶张开14.肉质化15.偏上性16.叶脱落17.块茎形成18.性别表现19.单子叶展叶20.节律现象2、简述PHY的三种反应类型;LFR、RLFR、HIR的作用特点LF（低辐射反应）：1mol/m2的光即可启动这类反应。1000mol/m2
10、时达到饱和，反应可被一短暂的红闪光有效诱导并可被随后的远红光照射逆转，多数光形态建成是LFRVLFR（极低辐射反应）：被10-410-2mol/m2的红光或远红光诱导，氮红光反应不能被远红光逆转。VLFR仅种子吸涨或幼苗完全生长在黑暗中才能鉴别出来，即使实验室绿色安全光下也可发生反应：VLFR的作用光谱峰在红光和蓝光区，说明其受体是光敏色素，而且可能是有蓝光受体参与。HIR（高辐射反应）：需要相对强的连续光照的反应，激活反应的光强需大于10mol/m2，达到饱和的光强度比LFR高100倍，是波长，辐照强度及光照时间的综合作用。光照越强，光照时间越长，则反应越大。幼苗下胚轴伸长的抑制，弯钩伸直，
11、去黄化，及一些植物花色素苷的合成都是HIR。此类反应的作用光谱在红光、远红光、蓝光/UV-A区，其受体可能有PHY和蓝光受体。3、光敏色素的可能作用机理有哪些？举例说明。三种假说：酶假说：PHY是一种酶，PFR是有活性的形式。有人提出Phy可能是一种受光调节的蛋白激酶，即Phy既是光受体，又是蛋白激酶。相反的观点认为蛋白激酶污染了Phy制品或Phy与蛋白激酶相连造成。膜透性假说：Phy与细胞膜相互作用，转型后影响膜的透性，进而影响例子通透性和酶系活动等各方面。Phy控制的快速反应支持此假说。但缺乏直接的证据说明Phy和膜的作用能诱导某个反应。基因调控假说：越来越多的科学家倾向于这种假说。这个假
12、说能解释Phy的慢反应。需要较长的停滞期，形成各种蛋白质和酶。4、光敏色素信号转导G蛋白 Pfr激活G蛋白可能通过下列两种方式：一是可溶性光敏色素转移到膜上直接调节G蛋白活性；二是光敏色素先与膜上另一种蛋白质发生相互作用，然后由后者去调节G蛋白。Ca2+和CaM Roux等提出钙信使系统参与红光信号转导的假说。在动物细胞中，已知钙信使系统通过下列两种方式调节基因的表达：一是间接方式，通过Ca2+/CaM依赖的蛋白激酶将转录因子磷酸化以调节转录活性；二是直接方式，被Ca2+活化的CaM直接与具螺旋-环-螺旋（basic-helix-loop-helix）超二级结构（motif）的转录因子相结合，
13、进而抑制这些转录因子与DNA的结合。cGMP Bowler等首次证实cGMP参与了植物红光信号转导。IP3和DG 研究表明在光调节的气孔开闭过程中IP3起信号转导作用五、获得次生代谢产物的方法，如何提高次生代谢产量？次生代谢物的合成途径及生理功能？1、获得植物次生代谢物的方法(1)直接从植物材料中提取；(2)用化学合成模拟；(3)真菌或细菌发酵生产；(4)利用植物组织和细胞培养法生产次生物质。2、提高次生代谢产量（1）植物次生代谢基因工程是利用基因工程技术对植物次生代谢途径的遗传特性进行改造，改变植物次生代谢产物。次生代谢基因工程是通过转入某些关键酶的基因或其反义基因，促进或抑制该基因的表达，
14、进而改变植物次生代谢产物。（2）次生代谢物生产的细胞工程直接从野生植株中分离提取植物细胞培养常用的细胞培养技术：细胞悬浮培养法两相培养技术反义技术植物发根培养毛状根培养技术3、次生代谢物的合成途径（1）、类异戊二烯途径产生萜类化合物：植物类异戊二烯的生物合成至少存在两种生物合成途径。甲羟戊酸途径（MVA）：在细胞质中进行。并一糖酵解产物乙酰辅酶A作为原初供体，合成倍半萜、三萜和甾体类等。丙酮酸/磷酸甘油醛途径（DXP），又称非依赖甲羟戊酸途径：在质体中进行。以丙酮酸和磷酸甘油醛为原料，合成胡萝卜素、单萜和二萜等。（2）、苯丙烷代谢途径产生酚类化合物：多种途径产生。莽草酸途径：高等植物合成酚类的
15、主要方法。丙二酸途径：真菌和细菌。（3）、氨基酸代谢途径含N生物碱化合物是由氨基酸转化而来。4、次生代谢物的功能1、生长发育的调控 2、提高抗逆性3、抗氧化作用 4、信号物质5、低于天敌的侵袭 6、增强抗病性 7、提高植物的种间竞争能力 8、维系植物与其他生物之间的互惠关系六、何为相容性物质（渗透调节），特点，及其作用机理（假说）？简述甜菜碱的合成途径及生理功能。1、相容性物质Compatible solutes渗透调节是指细胞渗透势变化所表现出的调节作用。通过细胞增加或减少溶质调节细胞渗透势以期与细胞外渗透势平衡。植物细胞吸收的无机离子，K，Na+,Ca2+ ,Cl-, 等细胞内合成的有机溶
16、质：脯氨酸,甜菜碱，糖类（山梨醇，甘露醇），有机酸等。相容性物质的特点：在生理pH范围内不带净电荷； 能为细胞膜所保持；引起酶变化的作用最小；产生迅速。分子量小，易溶于水。2、作用机制两种主要假说表面结合假说：相容性物质与蛋白质表面特别是疏水表面结合，提高蛋白质表面水化程度。蛋白质表面的疏水区域是非常脆弱或敏感的部分，因为结合在这里的水分子结合能力非常弱，细胞在水分胁迫环境中将首先脱去这部分水。相容性物质与蛋白质疏水区域结合后，将其转化为亲水表面。溶质排除假说：在蛋白质溶液中，相容性物质将首先溶解在大量的自由水中从而提高蛋白质分子表面的水化程度，而不是溶在蛋白质或其他生物大分子表面的结合水中，
17、不参与生物大分子的直接作用。3、甜菜碱 ：是一类季铵化合物，化学名称为N甲基代氨基酸。植物中的甜菜碱主要有12种，研究最多的是甘氨酸甜菜碱生物合成：甜菜碱是以胆碱为底物经两部酶催化生成，即：胆碱（1）甜菜碱醛（2）甜菜碱在高等植物中，甜菜碱由胆碱单氧化酶（CMO)和甜菜碱醛脱氢酶（BADH)催化合成。在哺乳动物及微生物，如大肠杆菌细胞中，甜菜碱由胆碱脱氢酶（CDH）和甜菜碱醛脱氢酶（BADH)催化合成。土壤微生物球形节杆菌中，甜菜碱仅由一种酶，即胆碱氧化酶(COD)催化合成。4、甜菜碱的生理功能：参与细胞渗透调节作用 甜菜碱只有区域化地分布在占有细胞体积很小的细胞质中，在渗透胁迫条件下，其积累
18、的浓度才有可能起主要的渗透调节作用。参与稳定生物大分子的结构与功能 （1）甜菜碱对光合放氧即PSII外周多肽的稳定起作用。（2）对有氧呼吸和能量代谢也有良好的保护作用。影响离子在细胞内的分布：可能调节膜载体蛋白或通道活性其它相容性物质的特殊功能：参与羟自由基的清除；七、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。1、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
19、原因Ci上升和Ls下降表明主要原因是非气孔因素2、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LsLs=1-Ci/Ca(Ls变化在01之间)。缺点：只适用于CO2供应为限制因子的情况，即PnCO2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。八、叶绿素荧光诱导动力学曲线，可以测定哪些叶绿素荧光参数？有何意义？1、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
20、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。暗适应的植物叶片的荧光诱导动力学曲线（A：快相动力学 B：慢相动力学）2、可以测定的参数有：Fo：最小荧光（基础荧光或原始荧光），是PS反应中心处于完全开放时的荧光产量。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PS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PS最大光化学效率，反映PS反应中心最大光能转
21、换效率。Fv/Fm：光适应下PS最大光化学效率。反映有热耗散存在时PS反应中心完全开放时的化学效率。Fv/Fo：代表PS潜在的光化学活性，与有活性的反应中心数量成正比关系PS：(Fm-Fs)/Fm：PS实际光化学效率。反映在照光条件下PS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PS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。九、盐胁迫对植物的伤害主要表现在哪两个方面？到目前为止参与植物耐盐的基因总共有哪几类？Sos在盐胁迫适应性中调节Na的机制？1、盐胁迫对植物的伤
22、害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。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。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。2、参与植物耐盐的基因（1） 具有渗透或保护功能的基因；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。保护性蛋白：胚胎发育晚期丰富蛋白（LEAs) 清除活性氧的酶类：包括SOD、C
23、AT等（2） 控制盐分吸收、转运的基因；拟南芥SOS1基因：编码质膜Na+/H+反向转运器的基因Na+外排基因- SOS1 Na+区域化基因- NHX1 Na+/H+反向转运器（3） 使植物在盐土中加快生长的基因。控制植物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。这类基因同样作用于其他胁迫如干旱、低温等如ABA CBF3/DREB3、SOS信号在植物盐胁迫适应性中调节Na的机制高等植物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，在质膜两侧产生质子电
24、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。十、高等植物光合机构主要有哪些色素Pr复合体，其结构与功能？ 何为光抑制？衡量指标？论述植物光合作用的光抑制和光保护机制？1、光系统复合体的结构：它包括三部分A近侧天线系统CP43和CP47两个色素蛋白复合体围绕PS。远侧天线系统主要由LHC捕光复合体。B由两个32kD多肽组成的D1D2蛋白，包括原初电子供
25、体；中心色素分子P680；原初电子受体Pheo； 电子传递体QA，QB。C由33，23及17kD三种外周多肽以及与放氧有关的锰簇和CI与钙离子组成的水氧化放氧系统。功能：水的光解和放氧，提供电子给cytb6-f，产生H+并留在囊腔中 光系统复合体的结构由P700，电子受体和捕光天线三部分组成。A:PSA和PSB两个大亚基。B:小亚基PSC,PSD，PSE和PSF等C:LHCI:G-L多条肽链功能：产生NADPH 细胞色素b6/f复合体是一种多亚基膜蛋白，它由4个多肽组成,其中三个含铁（分别含cytb6、cytf和Fe-S)功能：参与电子传递和质子传递 ATP合成酶复合体 组成：CF1，5种多肽
26、；CFO由四种亚基组成 功能：合成ATP2、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：量子效率：弱光下Pn-PFD曲线的斜率PS的光化学效率（Fv/Fm）3、 光抑制和光保护机制（1）从光抑制到光破坏或光氧化，是过剩光能对植物光合机构的不利影响循序出现的一系列过程。一般来说，光抑制不一定导致光破坏，往往是光合功能的下调；只有严重的光抑制才会引起光合机构破坏，D1蛋白的降解是PSII失活的主要原因。1 PSII反应中心光破坏：一般认为光抑制主要发生在PSII反应中心，可分别由
27、PSII供体侧和受体侧诱导发生。受体侧导致的光抑制：如果P680被强光激发，形成离子对P680+pheo-, pheo-来不及把电子传递给QA，这时，P680+pheo-离子对发生电荷重组，产生一部分3P680，并与O2反应生成1O2。高度活泼的单线态氧可依次攻击位于D2蛋白的pheo-和P680本身，使PSII反应中心失去电荷分离能力，最终引起D1蛋白（QB）蛋白分解。供体侧导致的光抑制：水光解受阻时，Z不能将电子传给P680，增加了P680的寿命。D1蛋白的周转：不少实验表明，PSII反应中心破坏伴随着D1蛋白的降解。D1蛋白对强光很敏感，在体内周转十分迅速，半衰期约10分钟。D1蛋白的降
28、解受光调控，但分子机理仍不清楚。涉及到蛋白质磷酸化和去磷酸化等。氯霉素蛋白质合成抑制剂，可加剧光抑制。有氧和无氧条件下的光抑制：无氧条件下，光抑制部位比较专一，仅在PSII反应中心或D1蛋白上。 有氧条件下，不专一，严重时类囊体多肽普遍降解，有许多反应和破坏可能是次生的2、 光破坏防御机制减少光能的吸收：叶片变小，变厚，被毛，蜡质层等。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。状态转换与光能分配PS反应中心功能的下调依赖叶黄素循环的非发射能量耗散光呼吸：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Mehler反
29、应与水水循环活性氧清除系统的保护作用D1蛋白周转的保护作用。十一、简述植物激素的研究进展，测定植物激素的方法，优缺点。1、植物激素研究的某些进展1研究方法上的突破：过去研究激素的生理作用及其作用机理，多采用外源施加或内源水平的检测，有很大的局限性，会受到吸收、转运和内外因素的干扰。此外，对于激素引起的生理效应来说，仅仅在有激素受体分布的细胞内的激素浓度才有效。近10年来，由于分子生物学和遗传学手段的运用，有较大发展：A通过在自然界筛选或化学诱变的方法，得到了适合不同研究目的的突变体和营养缺陷型。B通过基因工程的方法，成功的从农杆菌和假单胞中克隆出IAA和CTK的代谢基因，获得了转基因植物，使人
30、们有可能改变植物体内IAA和CTK的浓度和分布，重新检测各种生理现象。C在激素受体、激素感应和信号传导方面；在激素对基因的调控、激素确切的生理作用等方面都取得了重要进展。原有的五大类激素的种类在增多。2激素生物合成的新进展：现在已知IAA的生物合成不一定要经过色氨酸，应用拟南芥营养缺陷型的试验表明：IAA可由吲哚直接转化而来，色氨酸途径和非色氨酸途径并存。现在已查明108种GA中，许多都是相互转化而来，只有几种才控制生长发育的关键，如GA1,GA3,GA4,GA7等。类胡萝卜素是ABA的前体。3激素受体的研究：激素首先必须与其受体相结合，引起受体蛋白的激活，激活了的受体将引起某些特定的反应，I
31、AA受体蛋白的研究较快，已分离出数种，其中三种位于质膜上。4激素对基因表达的调控。5转基因植物：如耐储藏番茄等。6信号传递与信号转导。2、植物激素的测定方法1生物鉴定法：确定某种物质是否是植物生长物质，最终仍然需要生物鉴定法。结合利用植物突变体。生物鉴定仍然有一定灵敏度。2物理化学方法（HPLC，气-质联用）等。往往存在以下缺点：进过繁琐的提取与纯化步骤后，激素的损失颇大。灵敏度低，尤其是用于CTK和种类繁多的GA类不能用于准确的定位分析。需要使用昂贵的分析仪器和耗费大量的有机溶剂。3免疫检测技术具有如下优点：A：灵敏度高，所需样品极少。 B：专一性高。C：可对激素进行组织化学定位。 D：能从
32、初步纯化的提取液中同时测定多种激素。E：耗时短，易于对大批量样品进行同步测定。 F：能有效测定激素载体、受体蛋白和有关酶的活性。十二、水孔蛋白种类功能。把一系列Mr为2500030000，选择性地高效转运水分子的膜水通道蛋白成为水孔蛋白根据水孔蛋白序列同源性分为：液泡膜内在蛋白TIP；质膜内在蛋白PIP； NLM蛋白水孔蛋白的生理意义：1、参与种子的萌发2、参与植物的渗透调节3、参与维管束水分运输：水分进出导管4、水分共质体运输的理论依据5、气孔调节6、参与叶肉内CO2运输 7、H2O2的运输8、调节植物对中性分子和营养元素的吸收十三、植物热激蛋白，Lea蛋白质。热激蛋白：是一类在机体受到高温
33、逆境刺激后大量表达的蛋白。其中很大一部分属于监护蛋白。监护蛋白是一类辅助蛋白分子，主要参与生物体内新生肽的运输、折叠、组装、定位以及变性蛋白的复性和降解。通过控制底物的结合与释放来协助目标蛋白的折叠与组装，向亚细胞器的运输，或结合并稳定目标蛋白质的不稳定构型。但监护蛋白本身不参与到目标蛋白的最终结构中。A：CPn60与CPn70的作用呈现接力性：新生肽一旦从核糖体上露出几个氨基酸残基片段CPn70就马上与之结合，防止其发生聚集，形成二级结构CPn 60三级结构。B：有机体在受到热激伤害，体内变性蛋白急剧增加，CPn60和CPn70可与变性蛋白结合，维持他们的可溶性状态，在有Mg+和ATP存在下
34、使解折叠的蛋白质从新折叠成有活性的构象，或者降解。胚胎发育晚期丰富蛋白：在已发现的低温诱导蛋白中Lea占据多数。这是一种在种子胚胎发育晚期种子脱水时丰富表达的蛋白质。它们多数是高度亲水的，并且在沸水稳定的可溶性戴白。脱水是细胞在胞内结冰时必须忍受的次生胁迫，这类蛋白在低温诱导下的出现有助于提高植物在冰冻时忍受胁迫的能力。多数也为干旱或外源ABA所诱导。十四、根系化学信号，植物感知土壤干旱信息并调节气孔运动。根系化学信号：是指能够感知和传递土壤干旱信息到地上部反应部位，进而影响植物生长发育进程的某种激素或除水以外的某些化学物质。干旱诱导叶片内ABA积累并导致气孔关闭的途径（1）局部土壤变干接触干
35、旱的根系特别是根尖加快合成ABA木质部上运输的ABA含量增加地上部接收到更多的ABA并重点分配于叶片的气孔周围使气孔开度变小，准备节约用水，此时叶片水势尚未下降，全叶ABA无明显升高。（2）叶片开始失水但膨压未下降到0叶片细胞的胞质与质外体之间的pH梯度下降胞质由ABA库变成ABA源ABA移向保卫细胞外侧ABA受体气孔开度变小，此时ABA在细胞内分配，全叶ABA含量未增加。（3）叶片失水较多，膨压降至0叶肉细胞ABA合成急剧增加全叶ABA含量显著上升。确认根源逆境化学信号，应满足下列条件：1、信号强度的变化是对根系周围土壤环境变化做出的即时响应，并且能定量反映土壤环境的变化2、信号物质浓度的变
36、化能在数量和时间上解释由其引发的地上部生理过程的变化3、地上部生理过程的改变只对信号物质的浓度而不是通量的响应4、地上部叶片具有快速代谢该物质的能力根系产生的ABA可能是根源逆境信号物质1、ABA的来源：根源，叶源，保卫细胞自身合成2、ABA的作用机理：快速响应过程：数分钟至数十分钟，如气孔运动对ABA的响应。基本轮廓：ABAGC质膜上的受体信号转导GC内部信息即转变成第二信使激活多种离子通道和酶类GC释放质子质膜超极化增加膜的负电位抑制K+内向通道气孔关闭。慢速响应：与生理过程改变有关的基因表达。十五、什么是植物的它感作用？它感作用在植物的生存和发展过程中可能有哪些作用？它感作用：植物通过向
37、环境释放化学物质，影响周围环境。也称相生相克或异株克生作用。生态系统中的它感作用：1、植物自然分布 2、植物演替3、种子保存 4、作物，杂草间的克制作用5、农业生产中的相生现象它感作用在农业生产中的应用前景1、杂草防治 2、利用植物有益组合3、该经栽培耕作制度，减少它感负面影响 4、病虫害控制5、生态控制与改良它感作用的生理响应和作用机理：由于它感化合物是各种各样的化学物质，它们产生的生理作用也是各种各样的。总的来说它们干扰初级代谢过程和生长调节系统。1、许多他感化合物抑制细胞分裂或伸长 2、对膜的伤害可能是它感化合物多种效应的起点3、它感化合物改变激素水平或激素平衡 4、它感化合物影响对矿质
38、元素的吸收5、它感化合物影响呼吸作用 6、对气孔和光合作用的影响7、抑制蛋白质合成，改变脂和有机酸代谢 8、改变许多酶的合成或功能十六、信号转导途径及参与的主要成分1胞外刺激信号传递；2. 跨膜信号转换; 3. 胞内信号转导跨膜信号转导的方式主要有：1.通过具有特殊感受结构的通道蛋白完成的跨膜信号转导。这些通道蛋白可以分为电压门控通道、化学门控通道、机械门控同道三类，另外还有细胞间通道。2.由膜的特异性受体蛋白质、G-蛋白和膜的效应器酶组成的跨膜信号转导系统。3.由酪氨酸激酶受体完成的跨膜信号转导。十七、离子吸收动力学参数，以小麦吸收K+离子为例，设计实验说明如何测定？并举例说明植物养分吸收动
39、力学在植物矿质营养研究中有哪些应用？大麦根钾吸收动力学曲线呈现双等温线（dualisotherm）推测：该曲线反映了两个家族转运蛋白的活性，表明离子吸收有两个系统按照两种不同的机理进行调控，分别为：机理1高亲和性吸收系统，机理2低亲和性吸收系统。离子吸收动力学曲线，其参数的意义（养分吸收动力学曲线）离子浓度与吸收速率的相互关系可以用离子吸收的动力学曲线表示。动力学参数Km指示了酶的亲和力含义为达到离子最大吸收速率一半时所需的离子浓度，Vmax指离子的最大吸收速率。特征：在较宽的养分浓度范围内，膜上的转运蛋白都可能参与养分运输的调节，溶质的跨膜运输既有主动运输也有被动运输。在低浓度下，养分运输受
40、高亲和力转运蛋白的调控，为主动运输，有饱和点：在高浓度下，养分运输受低亲和力转运蛋白的调控，为被动运输，有或者没有饱和点。在养分吸收动力学曲线上表现为双相曲线。十八.从生物学的角度谈谈提高植物对矿质元素的利用效率需要进行哪些研究，为什么？ 1、植物细胞离子跨膜运输载体和离子通道2、离子吸收的动力学参数及其测定3、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4、几点新认识：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。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。随外界条件的不同，同一种离子转
41、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。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。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。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。十九、植物的蓝光效应有哪些？高等植物中主要有4类蓝光/UV-A反应：1、气孔开启 蓝光通过激活保卫细胞中K+通道开放导致K+内流所致，而K+内流的动力来自跨质膜的质子电化学势梯度。2、基因调控 蓝光可以调节植物细胞中多种核及叶绿体的基因表达。3、茎和胚轴的抑制 幼苗在暗中生长具有伸长的茎或胚轴，蓝光可以抑制茎或胚轴的伸长，暗中或红光下
42、生长的幼苗经蓝光处理后生长速度减慢。4、向光弯曲 引起植物向光弯曲最有效的光为蓝光和UV-A，向光弯曲反应的光受体为蓝光/UV-A受体。红光虽然不能诱导向光弯曲，但有促进作用。二十一、K+的运输蛋白有哪几类，有何特点？机理1高亲和性吸收系统；机理2低亲和性吸收系统。当土壤中K+浓度比较低时，高亲和性K+转运系统占主导地位；当K+浓度比较高时，低亲和性K+转运蛋白开始发挥作用。高亲和性K+转运是主动运输过程，低亲和性K+转运包含被动的吸收过程。使用抑制剂NEM可以选择性的抑制高亲和性吸收而不损伤具有线性特征的转运组分；采用K+通道阻断剂TEA则可以选择性的抑制线性低亲和性的转运组分。KAT1和A
43、KT1是第一批克隆的K+转运基因。AtKUP1是一种植物高亲和性K+转运蛋白，表现为介导高亲和性K+吸收也可以促进低亲和性K+吸收。二十二、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。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离子转运蛋白完成。3随外界条件不同，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
44、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。问题：在作物土壤体系中，作物根中的养分转运蛋白的数量和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？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。二十三、植物生理学的诞生与成长阶段 （1）1771年，光合作用的发现；（2）从1840年李比希矿质营养学说的建立到19世纪末德国植物生理学家Sachs and Pfeffer的两部植物生理学专著的问世。（3）植物
45、矿质营养学说的创立为无机肥料的施用 奠定了理论基础；（4）植物激素的陆续发现导致了植物生长调节剂和除草剂的普遍应用；（5）在光合作用与产量关系的理论指导下，开创了农业“绿色革命”的新纪元；（6）植物“细胞全能性”理论的确认，不但开创了组 织培养、细胞及原生质体培养等高效快速的植物无性繁殖新技术，而且为植物基因工程的开展和新种质的创造提供了先决条件。书是我们时代的生命别林斯基书籍是巨大的力量列宁书是人类进步的阶梯高尔基书籍是人类知识的总统莎士比亚书籍是人类思想的宝库乌申斯基书籍举世之宝梭罗好的书籍是最贵重的珍宝别林斯基书是唯一不死的东西丘特书籍使人们成为宇宙的主人巴甫连柯书中横卧着整个过去的灵魂卡莱尔人的影响短暂而微弱，书的影响则广泛而深远普希金人离开了书，如同离开空气一样不能生活科洛廖夫书不仅是生活，而且