第八章植物的生长生理复习思考题与答案

(2) 迟缓吸水阶段 经前阶段的快速吸水，原生质的水合程度趋向饱和，酶蛋白恢复活性，细胞中某些基因开始表达，转录成mRNA，\新生\的mRNA与原有\贮备\的mRNA一起翻译与萌发有关的蛋白质。与此同时，酶促反应与呼吸作用增强。子叶或胚乳中的贮藏物质开始分解，转变成葡萄糖、氨基酸等可溶性化合物，可溶性的分解物运入胚后为胚的发育提供营养。

(3)生长吸水阶段 在贮藏物质转化转运的基础上，胚根、胚芽中细胞的组成成分合成旺盛，细胞吸水加强。胚细胞的生长与分裂引起了种子外观可见的萌动。当胚根突破种皮时，新生器官生长加快，表现为种子的(渗透)吸水和鲜重的持续增加。

6. 简述植物地下部分和地上部分的相关性。在生产上如何调节植物的根冠比？ 答：植物的地上部分和地下部分处在不同的环境中，两者之间有维管束的联络，存在着营养物质与信息物质的大量交换。根部的活动和生长有赖于地上部分所提供的光合产物、生长素、维生素等；而地上部分的生长和活动则需要根系提供水分、矿质、氮素以及根中合成的植物激素(CTK、GA与ABA)、氨基酸等。另外，根冠间进行着信息交流。如在水分亏缺时，根系快速合成并通过木质部蒸腾流将ABA（逆境信号）运输到地上部分，调节地上部分的生理活动。如缩小气孔开度，抑制叶的分化与扩展，以减少蒸腾来增强对干旱的适应性。叶片的水分状况信号，如细胞膨压，以及叶片中合成的化学信号物质也可传递到根部，影响根的生长与生理功能。因此，植物地下部分和地上部分具有相关性。一般地说，根系生长良好，其地上部分的枝叶也较茂盛；同样，地上部分生长良好，也会促进根系的生长。

生产上通过降低地下水位，增施磷钾肥，减少氮肥，中耕松土，使用三碘苯甲酸、整形素、矮壮素、缩节胺等生长抑制剂或生长延缓剂等措施来加大植物的根冠比；而通过增施氮肥，提高地下水位，使用GA、油菜素内酯等生长促进剂等措施来降低根冠比。此外，运用修剪与整枝等技术也可调节根冠比。

7. 产生顶端优势的可能原因是什么？ 举出实践中利用或抑制顶端优势的2～3个例子。

答：关于顶端优势产生的原因，有多种假说用来解释，但一般都认为这与营养物质的供应和内源激素的调控有关。

(1)\营养\假说 认为顶芽是一个\营养库\，它在胚中就形成，发育早，输导组织也较发达，能优先获得营养而生长，侧芽则由于养分缺乏而被抑制。

(2)\激素抑制\假说 认为顶端优势是由于生长素对侧芽的抑制作用而产生的。植物顶端形成的生长素，通过极性运输，下运到侧芽，侧芽对生长素比顶芽敏感而使生长受抑制。

(3)营养转移假说 认为：生长素既能调节生长，又能控制代谢物的定向运转，植物顶端是生长素的合成部位，高浓度的IAA使其保持为生长活动中心和物质交换中心，将营养物质调运至茎端，因而不利侧芽的生长。

(4)细胞分裂素假说 认为细胞分裂素能促进侧芽萌发，解除顶端优势。已知生长素可影响植物体内细胞分裂素的含量与分布。顶芽中含有高浓度的生长素，其一方面可促使由根部合成的细胞分裂素更多地运向顶端；另一方面，影响侧芽中细胞分裂素的代谢或转变。

(5)原发优势假说 认为器官发育的先后顺序可以决定各器官间的优势顺序，

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即先发育的器官的生长可以抑制后发育器官的生长。顶端合成并且向外运出的生长素可以抑制侧芽中生长素的运出，从而抑制侧芽生长。 多种假说有一点是共同的，即都认为顶端是信号源。这信号源就是由顶端产生并极性向下运输的生长素，它直接或间接地调节着其它激素、营养物质的合成、运输与分配，从而促进顶端生长而抑制侧芽的生长。

生产上有时需要利用和保持顶端优势，如麻类、向日葵、烟草、玉米、高梁等作物以及用材树木，需控制侧枝生长，促使主茎强壮，挺直。有时则需消除顶端优势，以促进分枝生长，如棉花打顶和整枝、瓜类摘蔓、果树修剪等可调节营养生长，合理分配养分；花卉打顶去蕾，可控制花的数量和大小；茶树栽培中弯下主枝可长出更多侧枝，从而增加茶叶产量；绿篱修剪可促进侧芽生长，而形成密集灌丛状；苗木移栽时的伤根或断根，则可促进侧根生长；使用三碘苯甲酸可抑制大豆顶端优势，促进腋芽成花，提高结荚率；BA对多种果树有克服顶端优势、促进侧芽萌发的效果。

8.营养生长和生殖生长的相关性表现在哪些方面？如何协调以达到栽培上的目的？

答：营养生长与生殖生长的关系主要表现为：

(1) 依赖关系 生殖生长需要以营养生长为基础，花芽必须在一定的营养生长的基础上才分化。生殖器官生长所需的养料，大部分是由营养器官供应的，营养器官生长不好，生殖器官自然也不会好。

(2)对立关系 如营养生长与生殖生长之间不协调，则造成对立，表现在：营养器官生长过旺，会影响到生殖器官的形成和发育；生殖生长的进行会抑制营养生长。

在协调营养生长和生殖生长的关系方面，生产上积累了很多经验。例如，加强肥水管理，防止营养器官的早衰；或者控制水分和氮肥的使用，不使营养器官生长过旺；在果树生产中，适当疏花、疏果使营养上收支平衡，并有积余，以便年年丰产，消除\大小年\。对于以营养器官为收获物的植物，如茶树、桑树、麻类及叶菜类，则可通过供应充足的水分，增施氮肥，摘除花芽，解除春化等措施来促进营养器官的生长，而抑制生殖器官的生长。

9. 试述光对植物生长的影响。

答：(1)间接作用 即为光合作用。由于植物必须在较强的光照下生长一定的时间才能合成足够的光合产物供生长需要，所以说，光合作用对光能的需要是一种\高能反应\。

(2)直接作用 指光对植物形态建成的作用。由于光形态建成只需短时间、较弱的光照就能满足，因此，光形态建成对光的需要是一种\低能反应\。 光对植物生长的直接作用表现在以下几方面：

①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。

②黄化苗的转绿 植物在黑暗中生长呈黄化，表现出茎叶淡黄、茎杆细长、叶小而不伸展等状态。若给黄化植株照光就能使茎叶逐渐转绿，这主要是叶绿素和叶绿体的形成需在光下形成。

③控制植物的形态 叶的厚度和大小，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。如UV-B能使核酸分子结构破坏，多种蛋白质变性，

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IAA氧化，细胞的分裂与伸长受阻，从而使植株矮化、叶面积减少。

④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下促进生长、短日照条件诱导休眠。 ⑤与植物的运动有关 如向光性，即植物器官对受单方向光照射所引起的弯曲生长现象，通常茎叶有正向光性，而根有负向光性。另外，一些豆科植物叶片的昼开夜合，气孔运动等都受光的调节。

11. 光敏色素作用的模式主要有哪两类假说？各类假说的要点是什么？如何判断一生理过程是否与光敏色素有关？

答：关于光敏色素作用于光形态建成的机理，主要有两种假说：膜作用假说与基因调节假说。膜作用假说认为，光敏色素能改变细胞中一种或多种膜的特性或功能，从而引发一系列的反应。显然光敏色素调控的快速反应都与膜性质的变化有关。基因调节假说认为，光敏色素对光形态建成的作用，是通过调节基因表达来实现的。一般认为光敏素调控的长期反应是与基因表达有关。

目前判断一个光调节的反应过程是否包含有光敏色素作为其中光敏受体的实验标准是：如果一个光反应可以被红闪光诱发，又可以被紧随红光之后的远红闪光所充分逆转，那么，这个反应的光敏受体就是光敏色素，即所进行的生理过程与光敏素有关。

12. 试述植物向光性和根向重性运动的机理。 答：(1)向光性机理

对于植物向光性的机理有两种学说。

① 生长素学说 认为向光性反应是由于生长素浓度的差异分布引起的，光照下生长素自顶端向背光侧运输，使背光侧的生长素浓度高于向光侧而生长较快，导致茎叶向光弯曲。

② 生长抑制物质学说 认为向光性反应并非是背光侧IAA含量大于向光侧所致，而是由于向光侧的生长抑制物质多于背光侧，向光侧的生长受到抑制的缘故。生长抑制剂抑制生长的原因可能是妨碍了IAA与IAA受体结合，减少IAA诱导与生长有关的mRNA的转录和蛋白质的合成；另外，生长抑制物质可能阻止表皮细胞中微管的排列，引起器官的不均衡伸长。 (2) 向重性机理

生长素学说认为，植物的向重性生长是由于重力诱导对重力敏感的器官内生长素不对称分布使器官两侧的差异生长而引起的。按照这个假说，生长素是植物的重力效应物，在平放的根内，由于向地一侧浓度过高而抑制根的下侧生长，以致根向地弯曲。根中感受重力最敏感的部位是根冠，根冠的柱细胞中含有淀粉体。一般认为柱细胞中的淀粉体具有感受与传递重力信息的功能。其可能过程如下：

①根由垂直改为水平后，柱细胞下部的淀粉体随重力方向沉降；②淀粉体的沉降触及内质网，使Ca2+从内质网释放；③Ca2+在胞质内与CaM结合；④Ca2+-CaM复合体激活质膜ATPase；⑤活化的ATPase把Ca2+和IAA从不同通道运出柱细胞，并向根尖运输，从而引起生长素的不对称分布。

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