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文檔簡介
1、作物生理學(xué)復(fù)習(xí)大全第一章 種子發(fā)芽生理1 種子活力的概念與影響種子發(fā)芽出苗的因子答:種子活力是種子發(fā)芽、生長、生產(chǎn)的內(nèi)在潛力。種子活力的影響因素:(1)(主要)遺傳因素,作物、品種;(2)外在因素:(a)品種,應(yīng)選則配合力高的品種(b)種子成熟度(c)種子的大小,例大豆、玉米加工易機損(d)種子的貯藏條件(e)膜修復(fù)強度有關(guān) (f)光溫水氣條件。2 種子休眠概念及其栽培的利用答:種子休眠:指具有生活力的種子在適宜發(fā)芽條件下不能萌發(fā)的現(xiàn)象。影響因素:(1)種皮: 種皮的不透水,不透氣,機械約束等影響休眠 (2)抑制劑:抑制物質(zhì)可以存在于種子的不同部位-種被,胚部或者胚乳中,一定濃度的抑制物影響休
2、眠 (3)硝酸鹽:有些種子經(jīng)雨水淋才能萌發(fā) (4)化學(xué)信號:煙霧中的乙烯對休眠也有影響(5)光:光促進或抑制發(fā)芽的照射時間,不僅因作物,品種而不同,還取決于照光的強度.弱光雖然有效,但需延長照光時間(6)溫度:種子的光敏感性不是絕對的,而是隨其他條件(如溫度,氧分壓,發(fā)芽床等)而變化,其中最重要的影響因素是溫度.在一定溫度下光照才發(fā)芽的種子,往往在高于或低于這一溫度時(因種類而不同),在暗處亦能萌發(fā)。3 種子發(fā)芽過程中主要激素調(diào)節(jié)作用答:GA(赤霉素):盾片,胚芽鞘中產(chǎn)生GA,糊粉層中合成水解酶,作用于胚乳,使胚乳物質(zhì)分解,釋放出能量,促進生長并同時抑制盾片釋放GACK(細胞分裂素):存在于非
3、胚區(qū),主要影響膜的透性,對ABA有抑制作用,調(diào)節(jié)種子的發(fā)芽過程ABA(脫落酸):在萌發(fā)過程中出現(xiàn),于CK起相反作用乙烯:類似ABA的作用,調(diào)控種子中酶的活性。4 種子發(fā)芽過程中碳水化合物的分解代謝途徑:(不同品種,不同作物中差異和特點) 答:(1)淀粉 水解途徑:淀粉 淀粉酶 麥芽糖支鏈淀粉 淀粉酶 麥芽糖+極限糊精極限糊精 脫支酶、極限糊精酶 葡萄糖齊聚物 淀粉酶 麥芽糖+葡萄糖麥芽糖 葡萄糖苷酶 葡萄糖磷酸解途徑:淀粉(或支鏈)+Pi 淀粉磷酸化酶 葡萄糖-1-磷酸+極限糊精(2)蛋白質(zhì)(多肽)蛋白質(zhì) 多肽酶、羧肽酶 氨基酸 肽鏈內(nèi)切酶 小單位多肽 肽水解酶 氨基酸(3)脂肪:以脂肪體形式
4、貯藏于禾本科作物盾片和雙子葉植物子葉或胚乳中的油脂,經(jīng)酸性酯酶作用甘油三酯降解為甘油和脂肪酸。甘油-酸脂酶降解作用有堿性脂酶在高爾基體中進行。一些 作物,發(fā)芽初期就出現(xiàn)這種水解作用。脂肪酸 由-氧化作用途徑而被氧化,產(chǎn)生進入TCA或乙酰 循環(huán)的乙酰CoA,再經(jīng)糖酵解逆轉(zhuǎn)作用將脂肪轉(zhuǎn)化糖。葡萄糖經(jīng)過氧化磷酸戊糖途徑而被 為合成核酸提供戊糖。第二章 作物生育生理1作物生長分析概念及其主要指標?答:作物生長分析:是將作物的生育過程以干物質(zhì)增長過程為對象,以干物質(zhì)的積累和分配來衡量作物產(chǎn)量形成的一種方法。作物生長分析的主要指標:光合勢(LA·d):作物群體綠色葉面積的持續(xù)時間。相對生長率(R
5、GA):指單位時間內(nèi)作物的增長量占原有數(shù)量的比值?;蛘呤窃形镔|(zhì)在某一段時間內(nèi)的瞬間增長量。凈同化率(NAR):某一段時間內(nèi)作物單位葉面積的光合強度。2 分析一個作物穗分化過程的與外部葉齡模式的關(guān)系:答:小麥的幼穗分化:6葉期 生長錐伸長期7葉期 單棱期(苞葉原基形成期)8葉期 二棱期(小穗原基形成期)9葉期 護穎形成期10葉期 內(nèi)外穎形成期11葉期 雌雄蕊分化期12葉期 藥隔形成期13葉期 花粉母細胞形成期 減數(shù)分裂期孕穗期 花粉粒分化期抽穗期 花粉粒形成與充實期開花期 葉齡與葉蘗:以正在抽出的葉n為基準,相關(guān)生長現(xiàn)象可以表示為葉抽出(n1)(n2) 節(jié)間伸長(n3)節(jié)發(fā)根葉齡與拔節(jié)的關(guān)系:
6、拔節(jié)始期的葉齡為伸長節(jié)間數(shù)減去2的 倒數(shù)葉齡期葉齡與上位根發(fā)生的關(guān)系:根的萌動、分化、發(fā)育、形成、分枝都與葉齡進程存在著密切的同伸或同步關(guān)系。N葉抽出期,N葉節(jié)根原基開始分化,根原基至發(fā)根約3個出葉周期,即N葉抽出期,為N葉下方第三葉節(jié)發(fā)根。出葉與發(fā)根存在著N3的相關(guān)生長關(guān)系。1葉發(fā)根節(jié)開始至發(fā)根結(jié)束,葉經(jīng)歷了3個葉齡期。N葉抽出期實際上是N3葉節(jié)的主要發(fā)根期。該葉該葉節(jié)發(fā)根開始于N1葉齡期,結(jié)束于N1葉齡期。不定根上分枝根發(fā)生規(guī)則,高次分枝根的發(fā)生比低次根發(fā)生順次遞減1個葉位。3作物衰老的概念以及機理?答:作物衰老:器官或生物體某些生物單位自然終止生命活動的過程。 作物衰老機理:(1)有限的
7、壽命、生長勢,即在特定的年齡不能繼續(xù)生育和替代老葉而正常生長 (2)營養(yǎng)物質(zhì)撤退,如生育中的果實把營養(yǎng)器官中的關(guān)鍵性營養(yǎng)全部吸收而導(dǎo)致生命的終結(jié) (3)營養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)移,如光合產(chǎn)物等營養(yǎng)物質(zhì)由葉片轉(zhuǎn)移到生育中的果實中去,使葉片、根系的營養(yǎng)虧缺而導(dǎo)致衰老黃枯(4)果實形成,產(chǎn)生一些激素類物質(zhì)促進衰老(有關(guān)衰老的學(xué)說:a自由基損傷學(xué)說b蛋白質(zhì)水解學(xué)說c激素平衡學(xué)說)4 春化期、光周期的基本概念以及應(yīng)用?及研究進程答:春化:作物在苗期需要經(jīng)受一段低溫時期,才能開花結(jié)實的現(xiàn)象。光周期現(xiàn)象:日照長短或晝夜交替影響作物開花的現(xiàn)象。應(yīng)用:春化作用:1 人工春化處理 適當晚播,縮短生育期 2 調(diào)種引種 3 控制花
8、期。光周期: 1 植物的地理起源和分布與光周期特性 2 引種和育種 3 控制花期 4 調(diào)節(jié)營養(yǎng)生長和生殖生長5、如何認識化學(xué)調(diào)控(影響,利弊,促進,控制)答:化學(xué)調(diào)控從種子處理開始到下一代新種子形成的不同生育階段,包括生根、發(fā)芽、分蘗、長葉、開花、結(jié)實,直到衰老脫落等過程,適時適量地運用各種生長調(diào)節(jié)劑來維持植物體內(nèi)激素水平,以達到協(xié)調(diào)植株的生長于發(fā)育,個體與群體,群體與土壤氣候間的關(guān)系,最終實現(xiàn)高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)高效的目的。第三章 作物水分生理1 作物水分狀況的診斷:答:主要從土壤、根、葉三個器官看:根水勢,葉水勢隨土水勢降低而降低,三者密切關(guān)聯(lián),組成一個相互變化的系統(tǒng)土水勢根水勢葉水勢,表明葉片
9、對水比根系對水反應(yīng)更敏感土壤水分充足時,白天與晚上作物對根葉的水勢平衡呈負值低于土水勢,夜間恢復(fù)為與土水勢一個平衡點;土壤水分虧缺時,白天根、葉、土水勢之間的差距變大,晚上也不能恢復(fù)到一個平衡點。土壤水分處于調(diào)萎點時,無論白天、夜間,根、葉、土之間的水勢差距加大,無法恢復(fù)。2.作物需水規(guī)律(高產(chǎn))?機制?答:1、不同作物對水分的需要量不同;2、同一作物不同生育期對水分的需要量不同:小麥一生中對水分的需要大致可分為四個時期;種子萌發(fā)到分蘗前期,消耗水不多;分蘗末期到抽穗期,消耗水最多;抽穗到乳熟末期,消耗水較多,缺水會嚴重減產(chǎn);乳熟末期到完熟期,消耗水較少。如此時供水過多,反而會使小麥貪青遲熟,
10、籽粒含水量增高,影響品質(zhì)。3、作物的水分臨界期是指植物在生命周期中對水分缺乏最敏感、最易受害的時期,一般而言,作物水分臨界期多處于花粉母細胞四分體形成期,一旦缺水,性器官發(fā)育不正常。小麥一生有兩個水分臨界期,第一個是孕穗期,這期間小穗分化,代謝旺盛,性器官的細胞質(zhì)粘性與彈性都下降,細胞液濃度很低,抗旱能力最弱,如缺水,則小穗發(fā)育不良,特別是雄性生殖器官發(fā)育受阻或畸形發(fā)展。第二個是從開始灌漿到乳熟末期。這個時期營養(yǎng)物質(zhì)從母體各部輸送到籽粒,如缺水,一方面影響旗葉的光合速率和壽命,減少有機物的制造,另一方面使有機物質(zhì)液流運輸變慢,造成灌漿困難,空癟粒增多,產(chǎn)量下降。3.作物節(jié)水灌溉主要生理依據(jù)是什
11、么?答:水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)栽培的水分管理(水稻節(jié)水控制灌溉技術(shù)) 實行“淺水活棵、淺水分蘗、夠苗曬田”, 控制無效分蘗,有水抽穗, 干干濕濕壯籽, 后期不早衰, 也就是移栽至拔節(jié)期僅保持濕潤狀態(tài), 拔節(jié)至齊穗期間, 田間保持12cm 水層, 以后干濕交替灌溉。成熟期不能斷水過早, 宜在收割前57d 斷水, 才能保證谷粒飽滿, 米質(zhì)優(yōu)良。 合理灌水:水稻生育階段需水量包括生理需水和生態(tài)需水。在水稻非關(guān)鍵需水期, 通過控制土壤水分, 造成適度的水分虧缺, 改變水稻生理生態(tài)活動, 使水稻根系和株型生長更趨合理。在水稻關(guān)鍵需水期, 通過合理供水, 改善根系土 壤中水、氣、熱、養(yǎng)分狀況及田面附近小氣候, 使水
12、稻對水分和養(yǎng)分的吸收更趨合理有效, 促進水稻生長。合理的土壤水分控制, 不僅減少了灌水次數(shù)和灌溉水量, 而且能促進水稻根系生長, 控制水稻地上部植株的無效生長, 提高水肥利用的有效性, 達到節(jié)水高產(chǎn)的目的。節(jié)水灌溉方式主要分為淺灌溉、濕灌溉、曬灌溉、濕潤灌溉、間隔灌溉和無水層灌溉。在具體實踐上, 在灌溉用水上要因地因苗科學(xué)地進行利用水的特性, 協(xié)調(diào)好氣、熱、肥、光的關(guān)系, 達到各因素的平衡, 使水稻個體與群體發(fā)育趨向合理化, 減少和控制無效生長及各種病害的發(fā)生, 從而實現(xiàn)水稻增產(chǎn)增收。4.作物細胞水勢及其組成及其在細胞中傳遞作物細胞內(nèi)水勢組成:滲透勢、襯質(zhì)勢、壓力勢。 細胞內(nèi)水傳遞:相鄰兩個細
13、胞之間水分移動的方向取決于兩細胞間的水勢差,水分總是順著水勢梯度移動。即從水勢高移向水勢低。在一排相互連接的薄壁細胞中只要胞間存在著水勢梯度,水分就會沿水勢高的細胞移向水勢低的細胞。第四章 作物營養(yǎng)生理1.試敘一個作物的需肥特性?答:(1)需肥量及動態(tài),不同作物或同一作物的不同品種需肥情況不同:禾谷類作物如小麥、水稻、玉米等需要氮肥較多,同時又要供給足夠的P、K,以使后期籽粒飽滿;豆科作物如大豆、豌豆、花生等能固定空氣中的氮素,故需K、P較多,但在根瘤尚未形成的幼苗期也可施少量氮肥;葉菜類則需要多施氮肥,使葉片肥大,質(zhì)地柔嫩等。(2)不同品種器官的養(yǎng)分含量變化特點(3)不同時期的施肥量與產(chǎn)量是
14、什么關(guān)系:萌發(fā)期間,因種子內(nèi)貯藏有豐富的養(yǎng)料,一般不吸收礦質(zhì)元素;幼苗可吸收一部分礦質(zhì)元素,但需要量少,且隨著幼苗的長大,吸收礦質(zhì)元素的量會逐漸增加;開花結(jié)實期,對礦質(zhì)元素吸收達到高峰;以后隨著生長的減弱,吸收量逐漸下降,至成熟期停止吸收。(4)需肥量與品質(zhì)之間的關(guān)系(5)環(huán)境因素對需肥特性的影響(6)作物不同,需肥形態(tài)不同:煙草和馬鈴薯用草木灰做鉀肥比氯化鉀好;水稻亦施銨態(tài)氮不宜施硝態(tài)氮。2.作物養(yǎng)分含量與生長的關(guān)系是什么?在養(yǎng)分缺乏區(qū):提高養(yǎng)分的量能增加干物質(zhì)生產(chǎn); 在過度區(qū):提高養(yǎng)分的量既可增加產(chǎn)量,又能提高植株的養(yǎng)分與濃度在適宜區(qū):提高養(yǎng)分的量僅能增加作物組織中養(yǎng)分含量而產(chǎn)量幾乎沒有增
15、加。在毒害區(qū):提高養(yǎng)分的量引起作物毒害,影響代謝功能,降低生長速率。3.根系對養(yǎng)分的主要吸收方式?答:吸收方式:被動吸收:不需要代謝來提供能量的順化學(xué)勢梯度吸收礦質(zhì)養(yǎng)分。主要方式是通過電化學(xué)梯度引起的離子擴散和離子交換。主動吸收:利用呼吸釋放的能量逆化學(xué)勢梯度吸收礦質(zhì)養(yǎng)分。有(a)離子泵學(xué)說(b)載體學(xué)說。4.作物對氮素的同化的主要途徑?答:根系所吸收的含氮物質(zhì)主要是硝態(tài)氮(NO3-)和氨態(tài)氮(NH4+),此外,也可吸收少量氨基酸和尿素。作物根系吸收的氮素,在體內(nèi)合成酰胺、氨基酸、蛋白質(zhì)及其含氮化合物。(1) 硝酸鹽還原 硝酸鹽中的氮是充分氧化的形態(tài),而氨基酸及蛋白質(zhì)中的氮還是還原態(tài),故硝酸鹽
16、被吸收后,在形成有機氮前首先要經(jīng)過還原過程,吸收與還原過程是相互聯(lián)系的。硝酸還原過程:NO3-硝酸還原酶 NO2亞硝酸還原酶 NH3(2) 氨的同化 作物根系吸收銨鹽活鎖吸收的硝酸鹽還原成氨,通常與碳水化合物中間代謝產(chǎn)物酮酸發(fā)生氨基化作用,形成氨基酸。氨的同化一般是通過谷氨酰胺合成酶及谷氨酸合成酶催化反應(yīng)進行的。5、作物必需的礦質(zhì)元素:條件:(1)具有獨特的生理功能 (2)如果缺少該元素,將表現(xiàn)出缺素癥包括常量元素是生理活動的物質(zhì)組成。(N、P、K、Ca、Mg、S);微量元素是生命活動的調(diào)節(jié)物質(zhì)。(Fe、Zn、Mn、Cu、B、Mo、Cl)第五章 作物光合生理1 分析一個作物光能利用與產(chǎn)量潛力提
17、高光能利用率:采用適當密植、合理施肥、增加CO2來源、套種間作、化學(xué)調(diào)控等可以促進生育、擴大葉面積,從而減少漏光損失,提高光合能力。特別是采用良好株型、光合速率高的品種,就有可能提高光能利用率。 開源節(jié)流,作物生產(chǎn)的潛力:(1)作物的光合面積:密植和多肥可以提高LAI、理想株型(2)光合時間:作物光合作用持續(xù)時間應(yīng)該包括葉片的功能期以及維持葉片光合速率高峰期的時間:施肥、灌水、生長調(diào)節(jié)劑(3)光合速率(4)呼吸消耗,包括光呼吸和暗呼吸(5)作物光合產(chǎn)物的運轉(zhuǎn)和分配2 影響作物葉片光合的內(nèi)在因素答:(1)作物的種類C4作物C3作物(2)作物的品種,生態(tài)類型差異(3)葉片的質(zhì)量(形態(tài)上包括厚度、葉
18、齡、葉位、氣孔密度、葉形態(tài)、比葉重、葉綠素含量)水稻小麥玉米棉花大豆光補償點6500-100007001400800900光飽和點45000400009000050000350003 五大作物的光補償點4 最適葉面積指數(shù)的基本含義?最適葉面積指數(shù):(1)具有最大的光截獲量(95%左右)(2)群體基部的受光量在光補償點2倍以上,使下部葉片維持正常生命活動(3)群體具有最大的生長率5 分析五大作物葉面積指數(shù)差異,確定其原則?水稻小麥玉米棉花大豆光補償點6500-100007001400800900光飽和點4500040000900005000035000最適葉面積指數(shù)的確定方法:(1)主要受制于葉
19、片的姿態(tài)和配置(2)收獲產(chǎn)品的著生位置(3)光強KIoLAIopt=(ln Is )×1Io:頂部的自然光強 Is:基部最低的受光度 K:消光系數(shù)第六章:有機物的運輸與分配1.你認為韌皮部運輸機理研究對作物栽培研究有哪些指導(dǎo)價值?自由擴散與細胞質(zhì)環(huán)流、在表面單層的移動、壓力流動假說、體積梯度假說、電滲假說、p-蛋白收縮假說。 幾種假說都各有一定道理。但是,作物體內(nèi)有機物質(zhì)的運輸機理是一個非常復(fù)雜的問題。上述假說的任一種都不能完整地解釋運輸?shù)臋C理。也就是說,企圖用一種假說來概括所有有機物運輸?shù)臋C理未必是可行的。更多的可能是,壓力流動學(xué)說配合以其它一種,兩種或多種假說才能更好地解釋說明運
20、輸?shù)臋C理。2、維管束系統(tǒng)對植物的生命活動有哪些功能?物質(zhì)長距離運輸?shù)耐ǖ溃阂话闱闆r下水和無機營養(yǎng)由木質(zhì)部輸送,而同化物則由韌皮部輸送。信息物質(zhì)傳遞的通道:如根部合成的細胞分裂素類和脫落酸等可通過木質(zhì)部運至地上部分,而莖端合成的生長素則通過韌皮部向下運輸。兩通道間的物質(zhì)交換:木質(zhì)部和韌皮部通過側(cè)向運輸可相互間運送水分和養(yǎng)分。對同化物的吸收和分泌對同化物的加工和儲存外源化學(xué)物質(zhì)以及病毒等傳播的通道植物體的機械支撐3、你認為韌皮部運輸機理的研究應(yīng)包括哪些內(nèi)容? 研究內(nèi)容應(yīng)包括以下三個方面:韌皮部裝載、韌皮部卸載的機理,物質(zhì)在韌皮部運輸速度影響因素,以及韌皮部運輸?shù)哪芰啃枨筇卣鞯?。韌皮部裝載指同化物從
21、合成部位通過共質(zhì)體或質(zhì)外體的胞間運輸而進入篩管-伴胞復(fù)合體(SE-CC)的過程。共質(zhì)體途徑:正在生長發(fā)育的葉片和根系,同化物是通過共質(zhì)體途徑運出的,即蔗糖經(jīng)過胞間連絲沿蔗糖濃度梯度從SECC復(fù)合體釋放庫細胞的代謝部位。質(zhì)外體途徑:某些植物或組織SECC復(fù)合體與庫細胞間沒有胞間連絲,所以SECC復(fù)合體中的蔗糖只能通過擴散作用或通過膜上的載體先進入質(zhì)外體空間,然后直接進入庫伴胞,或降解成單糖后再被吸收進入庫細胞。韌皮部卸載指光合同化物從篩管-伴胞復(fù)合體(SE-CC)進入庫細胞的過程。同化物的卸載途徑是:蔗糖從共質(zhì)體移到質(zhì)外體,在這里經(jīng)被細胞壁束縛的蔗糖酶水解,再運到庫細胞的共質(zhì)體。同化物在韌皮部中
22、移動的速度受以下三個方面的影響:1、同化物源使同化物移入篩管中的速度(韌皮部裝載);2、同化物的化學(xué)性質(zhì)對它們在韌皮組織中運輸?shù)挠绊懀?、庫對同化物接受(韌皮部卸載)的速率。同化物的裝載和卸出是一個消耗能量的主動過程,需要載體的參與。 韌皮部運輸?shù)臋C理的假說:自由擴散與細胞質(zhì)環(huán)流 ;在表面單層的移動 ;壓力流動假說 ;體積梯度假說 ;電滲假說 ;p-蛋白收縮假說 4、如何理解蔗糖是高等植物韌皮部光合同化物運輸?shù)闹饕问??蔗糖是光合作用的主要產(chǎn)物,是韌皮部運輸物質(zhì)的主要形式,其具有以下適合進行長距離的韌皮部運輸?shù)奶攸c:(1)蔗糖是非還原糖,化學(xué)性質(zhì)比還原糖穩(wěn)定,運輸中不易發(fā)生反應(yīng)。(2)蔗糖的糖
23、苷鍵鍵能高,運輸中不易分解,但水解和氧化時能產(chǎn)生相對高的自由能,因而蔗糖是很好的貯能物質(zhì)。(3)蔗糖分子小、水溶性高、移動性大,運輸速率高。5、試述同化物分配的一般規(guī)律及其在栽培研究中的應(yīng)用。(1)由源到庫由某一源制造的同化物主要流向與其組成源-庫單位中的庫。多個代謝庫同時存在時,強庫多分,弱庫少分,近庫先分,遠庫后分。(2)優(yōu)先供應(yīng)生長中心各種作物在不同生育期各有其生長中心,這些生長中心通常是一些代謝旺盛、生長速率快的器官或組織,它們既是礦質(zhì)元素的輸入中心,也是同化物的分配中心。如稻麥分蘗期的新葉、分蘗及根系;孕穗至抽穗期的穗、莖桿與葉鞘;灌漿期的籽粒。(3)就近供應(yīng)一個庫的同化物來源主要靠
24、它附近的源葉來供應(yīng),隨著源庫間距離的加大,相互間供求程度就逐漸減弱。一般說來,上位葉光合產(chǎn)物較多地供應(yīng)籽實、生長點;下位葉光合產(chǎn)物則較多地供應(yīng)給根。大豆和蠶豆在開花結(jié)莢時,葉片的光合產(chǎn)物主要供給本節(jié)的花莢;棉花植株如果葉片受傷或光照不足,則同節(jié)上的蕾鈴會因缺乏養(yǎng)分供應(yīng)而易脫落。(4)同側(cè)運輸同一方位的葉制造的同化物主要供給相同方位的幼葉、花序和根。如稻麥等禾本科植物為1/2葉序,1、3、5葉在一邊,2、4、6葉在另一邊。由于同側(cè)葉的維管束相通,對側(cè)葉間維管束聯(lián)系較少,因而幼葉生長所需的養(yǎng)分多來自同側(cè)的功能葉;而棉花為3/8葉序,葉在莖上排列成8行,則棉花第3葉的同化物常運往同側(cè)的5、6、8、9
25、葉,很少輸往對側(cè)的4、7、10葉。(5)可再利用6、 請舉出植物體內(nèi)同化物被再分配再利用的幾個例子。小麥籽粒中來自開花前被再利用光合產(chǎn)物約占25%,功能葉和莖的光合產(chǎn)物占45%,穗的光合同化物占30%。 小麥開花前貯存同化物再分配到籽粒中的作用相當大,尤其是在逆境條件下,它可能占粒重的50或占開花時干物重的35% 。小麥開花時貯藏同化物對籽粒的最大貢獻約占全部干重的10%(不發(fā)生干旱時占8%,發(fā)生干旱時占13)。 高梁抽穗前貯存于葉、鞘和莖中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移再利用到籽粒的量各占籽粒重的7.72,2.54%和10.88%,其中莖的轉(zhuǎn)移量占第一位。 在灌漿時干旱,光合作用降低,所以要再利用較多
26、的貯藏同化物,提高再利用所占的比例(Austin等,1980)。干旱也使莖葉中貯存的N,P的再利用運輸加快(王萬里等,1982)。 第七章:成熟生理1、植物種子中主要的貯藏物有哪些?植物主要貯藏物在積累過程中主要有哪些變化?栽培措施上宜如何調(diào)控?(一)淀粉:禾谷類作物籽粒中,淀粉的積累同干重增長趨勢相平行,在籽粒發(fā)育的早期,蔗糖就已大量積累,以后隨著淀粉的不斷合成其含量也迅速下降。 (二)蛋白質(zhì):不同作物存在差異 (1)大豆籽粒中總氮和可溶性蛋白氮含量在開花后15-25d下降,25-30d增加較快,以后增加較少 。(2)小麥呈“V”型變化,表現(xiàn)出“快慢快”的變化特征。(3)不同蛋白質(zhì)組分含量變
27、化特征不一致,小麥清、球蛋白逐漸下降,醇溶蛋白和谷蛋白含量逐漸上升。 (三)脂肪:脂肪的積累主要是在種子快速生長時期完成的。 油質(zhì)種子在成熟過程中,脂肪含量不斷提高,而碳水化合物總量則不斷下降。 (四)纖維:棉花及麻類作物纖維素含量變化動態(tài)隨花后生育進程呈上升趨勢,與干重變化趨勢基本一致。 (五)蔗糖:蔗糖是甜菜塊根及甘蔗莖中的主要貯藏物質(zhì)。高糖類型品種在塊根膨大初期階段淀粉含量較高,生育后期由淀粉轉(zhuǎn)化為蔗糖的效率也較高,蔗糖積累速度快。甜菜塊根內(nèi)的蔗糖主要由還原糖轉(zhuǎn)化而來,僅有小部分來自葉片。 隨著貯藏器官形態(tài)建成的同時,便迅速開始同化產(chǎn)物的積累。無論是禾谷類作物、豆類作物、纖維類作物、塊根
28、(莖)類作物,貯藏器官中同化產(chǎn)物的積累過程均呈現(xiàn)“S”型曲線。從積累的動態(tài)過程來看,前期主要是貯藏器官形態(tài)建成階段,同化產(chǎn)物積累甚少;之后的一段時間里,同化產(chǎn)物以近似線性的速度快速積累,這是貯藏器官中同化產(chǎn)物積累的主要時期。接近成熟時積累速度又趨緩慢。積累強度的變化一般是呈單峰曲線,其峰值出現(xiàn)時,同化產(chǎn)物的積累也達到高峰,積累總量近半。調(diào)控:禾谷類:胚乳細胞的建成在一定程度上決定了籽粒以后的發(fā)育。較多的胚乳細胞可促使籽粒以較快的速度累積同化產(chǎn)物,并可容納和積累較多的淀粉粒。因此,在籽粒發(fā)育早期階段,較多胚乳細胞的形成對于促進籽粒于物質(zhì)積累具有重要意義。胚乳細胞的分裂及生長狀況對籽粒品質(zhì)也有一定
29、影響。生產(chǎn)上控制細胞分裂。豆類:在子葉細胞分裂形成期間,增加同化產(chǎn)物對子葉的供應(yīng)強度,促進細胞的分化速率,對于增加粒重,提高產(chǎn)量具有一定的促進作用。 塊根與塊莖:這類作物在塊根(莖)形成過程中,次生形成層的活性及所形成組織的結(jié)構(gòu)特點直接同產(chǎn)量和品質(zhì)相關(guān)。塊根皮部篩管面積較大,木質(zhì)部周緣篩管發(fā)育良好,中部分單位面積篩管束數(shù)較多,且木質(zhì)部導(dǎo)管面積率較高的為高淀粉類型的特點。甜菜塊根中維管束環(huán)的多少與塊根含糖量呈正相關(guān)關(guān)系。甘蔗莖中維管束密度與蔗糖含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系。貯藏細胞體積則與蔗糖含量呈極顯著負相關(guān)關(guān)系。 纖維:纖維細胞的分化直接關(guān)系到纖維數(shù)目的多少及纖維品質(zhì)。對于棉纖維來講,生毛細胞的突起
30、時間與其發(fā)育前景密切相關(guān)。在開花前誘使更多的表皮細胞向細胞質(zhì)中釋放酚類物質(zhì)而成為生毛細胞,并促使這些生毛細胞盡早突起,將對棉纖維產(chǎn)量的提高及品質(zhì)的改良會起到重要作用。對于麻類作物,如果次生韌皮纖維層數(shù)較多,纖維細胞分布密度較大,單纖維細長,則形成的纖維品質(zhì)較好,產(chǎn)量也高。2、分析環(huán)境條件對不同貯藏物積累動態(tài)的影響,并探討在栽培過程中如何應(yīng)用。 溫度:1)成熟過程中,溫度過高或過低均不利于同化產(chǎn)物的正常積累。2)較大的晝夜溫差可有效地抑制暗呼吸作用,從而減少消耗,有利于籽粒的灌漿,增加物質(zhì)積累。3)溫度的變化還會影響葉片的光合性能。 光照:光照不足會明顯降低同化產(chǎn)物在貯藏器官中的積累。1)遮光使
31、籽粒的生長發(fā)育受到限制,灌漿速率下降,粒重降低;2)弱光條件還會促使葉片過早衰亡,使功能葉片的光合時間縮短。3)低光強條件往往使葉片的葉綠素含量明顯上升,特別是葉綠素b;且遮光越嚴重其含量也越高,但葉片光合速率下降。 水分:水分同貯藏器官中同化產(chǎn)物積累的關(guān)系較為密切。1)貯藏器官物質(zhì)積累期間,土壤干旱缺水或漬害,粒重下降;2)干旱還會誘使光合器官早衰,光合持續(xù)時間縮短。3)干旱使葉片水勢下降,葉片蛋白酶和肽酶活性增強,蛋白質(zhì)含量下降。 礦質(zhì)營養(yǎng):1)適量的氮素營養(yǎng)可增大光合面積,促進干物質(zhì)生產(chǎn)。2)適量施用P、K肥,可促進物質(zhì)生產(chǎn)與運轉(zhuǎn),提高胚乳細胞數(shù)和粒重。3)鉀可提高葉片葉綠素含量,增大葉
32、面積,延長葉片功能期,提高光合強度和凈同化率,并可降低呼吸消耗,促進同化產(chǎn)物向貯藏器官中的運輸。4)硼、錳、鋅、鉬、鈣等微量元素對于物質(zhì)的生產(chǎn)和積累具有明顯的促進作用。5)稀土元素的施用也可提高葉片葉綠素含量,增大葉面積,延長葉片功能期,提高光合速率;并可促進大量元素的吸收,促進同化產(chǎn)物的運輸和積累。 3、從栽培角度討論如何調(diào)控器官的脫落與敗育? 1、溫度:溫度過高或過低,都會使生殖器官的脫落或敗育增加。1)溫度逆境可能妨礙了植株的光合作用,引起體內(nèi)有機營養(yǎng)的虧缺。低溫抑制植株的代謝,高溫則顯著提高呼吸強度,使消耗增多而供給蕾鈴的養(yǎng)分減少;高溫降低花粉生活力,造成不孕。2)高溫還可能導(dǎo)致離層物
33、質(zhì)的增加而誘導(dǎo)脫落。 2、光照:光照強度對生殖器官的脫落影響較大。光照不足,降低了葉片的光合作用,減少了同化產(chǎn)物向幼鈴中的運輸和分配,并可能引起激素水平的變化。 3、水分:作物開花期間,不適宜的濕度條件對花粉生活力影響很大。 4、無機營養(yǎng) 1)在高肥力土壤條件下,玉米敗育粒較少,成粒較高;在低肥力條件、特別是土壤肥力極低情況下,敗育粒明顯增多,成粒率大大降低。2)在禾谷類作物結(jié)實期間,施用氮、磷、鉀及硼等可提高結(jié)實率,減少敗育。3)大豆及棉花在開花期缺少氮、鈣及鋅等元素時,蕾鈴及幼莢脫落率提高。4)養(yǎng)分的虧缺會提高棉花幼鈴中的乙烯含量而導(dǎo)致脫落。 第八章:種子生理1、種子衰老的原因是什么?衰老
34、時生理生化上有哪些變化? 衰老(senescence)是植物體生命周期的最后階段,是成熟的細胞、組織、器官和整個植株自然地終止生命活動的一系列衰敗過程。(1)內(nèi)因:種皮性質(zhì):不同作物和品種間種子壽命的差異,其首要因素在于種皮的致密程度和保護性能。許多壽命特別長的種子是硬實,種皮的保護性能很強,種子的含水量極低。 化學(xué)成分:主要是脂肪、可溶性糖和抗氧化劑。種子含油率高和油分碘價較高,容易發(fā)生脂肪氧化而致生活力衰退和喪失;可溶性糖含量較高,容易促使生活力提早喪失。 種子的發(fā)育狀況和生理狀態(tài):種子的發(fā)育狀況和采收時的成熟度,影響到種子的大小飽滿度和化學(xué)成分。 機械損傷:機械損傷,使種子失去完整性,降
35、低了種皮的保護作用,增加了種子的暴露面,使它容易受到環(huán)境因素和倉蟲、微生物的影響:甚至直接傷及胚部,嚴重降低種子發(fā)芽力或產(chǎn)生畸形幼苗。 (2)外因:水分:對于絕大多數(shù)作物種子來說,充分干燥是延長生命的必要條件 溫度:種子貯藏最有利的溫度是-10至-20貯藏期間種子溫度在050范圍內(nèi),溫度每增高6,種子壽命降低一半。 氧氣和二氧化碳 :氧氣和二氧化碳與種子的呼吸作用或(和)脂肪氧化有密切關(guān)系,因此對種子壽命亦有影響,但其作用較為次要,在低溫低濕條件下可以不必考慮。 倉蟲和微生物:倉蟲和微生物都是影響種子壽命的不利因素,應(yīng)貫徹防重于治的方針,做好人倉前的清倉消毒工作及控制種子含水量,使損失降至最低
36、限度。 生理變化:1、酶活性喪失:種子中酶活性的降低和消失,是種子生活力喪失或衰退的可測定的敏感指標。 2.呼吸作用減弱:隨著種子衰老,呼吸作用降低。 3.種子滲透增加:種子在衰老過程中細胞膜的損傷增加,導(dǎo)致其功能衰退,保護性能降低。 4. 游離脂肪酸增加:種子衰老過程中脂肪酶的水解作用,在種子含水量較高的情況下容易發(fā)生,而真菌的侵染是游離脂肪酸大量增加的原因,只有在種子水分超過12%的條件下,脂肪酸的增加才是種子衰老的主要癥狀。 5.種子變色:胚部逐漸由淺色轉(zhuǎn)為褐色,種皮色澤逐漸變深,尤其在高溫條件下更為明顯。 6. 發(fā)芽及幼苗表現(xiàn):衰老的種子發(fā)芽、出苗延遲,出苗率降低,幼苗生長發(fā)育減慢,個
37、體間的差異增大。2、引起種子休眠的因素有哪些?如何解除休眠? 種子休眠指有生活力的種子不發(fā)芽的現(xiàn)象。 有些植物的種子成熟后在適宜的條件下不能萌發(fā),必須經(jīng)過一段相對靜止的時期才能萌發(fā),這一特性稱為種子的休眠。 種皮的影響:(1)許多種子的休眠是由于種子表層的覆蓋物(廣義的種皮,即可能還包括果皮或甚至包括果實外部的附屬物如花萼、稃殼等)缺乏透性所引起,這是一種阻礙萌發(fā)的重要障礙,種子即使處于水分和氧氣充足的條件下,它們也不能進入種子內(nèi)部而被種子利用;(2)種皮缺乏透性,由于存在很大的機械阻力而約束種子發(fā)芽。 需要一定的溫度: 有些種子在給予發(fā)芽條件促使它們萌發(fā)之前,必須把它們置于特定的溫度中經(jīng)過一
38、段時閣的濕藏才能發(fā)芽,這一措施在生產(chǎn)上稱之為層積(一般將種子在濕砂中分層放置或與濕砂混積控制一定溫度)。需要溫暖層積的種子:需在1520(最好1820C)層積數(shù)周到數(shù)月。如銀杏、棕櫚、冬青、香榧、浙貝母、人參以及毛茛等。需要低溫層積的種子:溫度范圍一般是010。包括許多木本和草本植物,如三葉草、蘋果、梨等重要果樹及很多藥用作物和雜草種子。 需要光:喜(需)光種子如煙草、芥菜、萵苣、芹菜、水浮蓮以及早熟禾、稗草等許多重要牧草和雜草的種子。忌光種子如莧菜、蔥、韭菜及其它一些百合科的種子,南瓜等亦基本屬于此類。對光反應(yīng)不敏感種子大部分農(nóng)作物均屬此類。 存在抑制物質(zhì):很多物質(zhì)能夠抑制種子發(fā)芽,它們可以
39、存在于種子的不同部位種皮、胚或胚乳中,當種子吸脹以后,就能發(fā)生作用。 抑制物質(zhì)主要是ABA、酚類物質(zhì)、香豆酸、阿魏酸和兒茶酸等。 不良條件影響:有些種子原來并不休眠(包括已經(jīng)通過休眠),但由于受到不良條件的影響而進入休眠狀態(tài),稱為次生休眠(二次休眠或誘發(fā)休眠)。當種子處于不良條件下,種子的代謝作用改變,可能影響到種被透性,也可能影響激素及光敏素的平衡。 一般采用的有物理機械方法、化學(xué)藥劑處理和激素處理,其中有些適于少量種子應(yīng)用,有些可在生產(chǎn)實踐中用于大量種子。原因破除方法種皮(果皮)的限制化學(xué)或物理法處理:正常靠細菌和真菌分泌的酶去水解不透水、氣種皮上的糖等組分,使種皮變軟,但要時間長。生產(chǎn)上
40、如要短時間完成,可用,化學(xué)或物理法處理:如磨擦(紫云英,砂和種子搖擦)、氨水(150)松樹、濃硫酸(98)皂莢胚未成熟層積處理:即將種子埋在濕沙中5左右溫度中,經(jīng)13個月低溫處理解除休眠,才能萌發(fā),這種催芽技術(shù)叫層積處理。胚未完全發(fā)育層積1-2年抑制物質(zhì)的存在清水漂洗:有抑制劑的種用流水漂洗或浸泡。其它方法溫水處理:棉花用3540,油松用70溫水處理?;瘜W(xué)處理:硫酸、過氧化氫。生長調(diào)節(jié)劑處理:用GA處理。如黃連由于胚未分化成熟,低溫90天才能完成分化過程,用5低溫和10100l·L1GA,48小時便可打破休眠而發(fā)芽。物理方法:X射線、超聲波、高低頻電流,電磁場處理。為保持作物品質(zhì),在
41、種子貯藏過程中如何防止衰老?衰老(senescence)是植物體生命周期的最后階段,是成熟的細胞、組織、器官和整個植株自然地終止生命活動的一系列衰敗過程。 在種質(zhì)資源保存中,為了最大限度地延長種子的壽命,需要采用最優(yōu)良的條件貯存種子,目前采用的措施是將種子的含水量降至6%10%,密封在金屬罐中,置于-10條件下,貯存室的相對濕度保持30%,而一般的國家種子庫的條件要求較低,溫度保持-l,種子水分和空氣濕度的要求則與上述條件相同。 第九章:根系生理1. 根系如何改變了土壤環(huán)境?具有刺激性和抑制性的物質(zhì),影響鄰近的或下一茬作物。改善土壤物理性質(zhì),明顯提高土壤水穩(wěn)性團粒和非毛管孔隙度,增加土壤有機質(zhì)
42、含量,降低土壤緊實度,一定程度上提高土壤的抗蝕性、抗沖性。另外由于植物根系影響土壤結(jié)構(gòu)與含水率 ,所以根系對土壤水勢的影響也不可忽略。2. 礦質(zhì)營養(yǎng)物質(zhì)是如何被植物根吸收的?目前被廣泛接受的土壤溶液理論認為,土壤養(yǎng)分溶解在溶液中,然后擴散輸送到根的表面。擴散發(fā)生在根表面與周圍土壤溶液間存在離子濃度梯度時,離子從高濃度向低濃度移動。擴散速度受Fick第一定律支配,該定律指出:擴散速度與兩區(qū)域間濃度梯度成正比。濃度梯度的大小取決于營養(yǎng)元素的吸收速率,特定離子的擴散速率,質(zhì)流運送營養(yǎng)元素至根表面的相對量,供擴散的營養(yǎng)源充實的程度。 離子被吸附在根系細胞的表面 根部細胞呼吸作用放出CO2和H2O。CO
43、2溶于水生成H2CO3,H2CO3能解離出H+和HCO-3離子,這些離子可作為根系細胞的交換離子,同土壤溶液和土壤膠粒上吸附的離子進行離子交換,離子交換有兩種方式: (1)根與土壤溶液的離子交換(ion exchange) 根呼吸產(chǎn)生的CO2溶于水后可形成的CO2-3、H+、HCO-3等離子,這些離子可以和根外土壤溶液中以及土壤膠粒上的一些離子如K+、Cl-等發(fā)生交換,結(jié)果土壤溶液中的離子或土壤膠粒上的離子被轉(zhuǎn)移到根表面。如此往復(fù),根系便可不斷吸收礦質(zhì)。 (2)接觸交換(contact exchange) 當根系和土壤膠粒接觸時,根系表面的離子可直接與土壤膠粒表面的離子交換,這就是接觸交換。因
44、為根系表面和土壤膠粒表面所吸附的離子,是在一定的吸引力范圍內(nèi)振蕩著的,當兩者間離子的振蕩面部分重合時,便可相互交換。離子交換按“同荷等價”的原理進行,即陽離子只同陽離子交換,陰離子只能同陰離子交換,而且價數(shù)必須相等。由于H+和HCO-3.分別與周圍溶液和土壤膠粒的陽離子和陰離子迅速地進行交換,因此鹽類離子就會被吸附在根表面。2.離子進入根部導(dǎo)管 離子從根表面進入根導(dǎo)管的途徑有質(zhì)外體和共質(zhì)體兩種3.生產(chǎn)過程中如何協(xié)調(diào)根系和地上部生長的矛盾,來提高作物整體生理功能?根部的活動和生長有賴于地上部分所提供的光合產(chǎn)物、生長素、維生素等;而地上部分的生長和活動則需要根系提供水分、礦質(zhì)、氮素以及根中合成的植
45、物激素(CTK、GA與ABA)、氨基酸等。其中的ABA被認為是一種逆境信號,在水分虧缺時,根系快速合成并通過木質(zhì)部蒸騰流將ABA運輸?shù)降厣喜糠?,調(diào)節(jié)地上部分的生理活動。另外,葉片的水分狀況信號,如細胞膨壓,以及葉片中合成的化學(xué)信號物質(zhì)也可傳遞到根部,影響根的生長與生理功能。根系生長良好,其地上部分的枝葉也較茂盛;同樣,地上部分生長良好,也會促進根系的生長。根冠比調(diào)節(jié)通過降低地下水位,增施磷鉀肥,減少氮肥,中耕松土,使用三碘苯甲酸、整形素、矮壯素、縮節(jié)胺等生長抑制劑或生長延緩劑等措施可加大植物的根冠比。通過增施氮肥,提高地下水位,使用GA、油菜素內(nèi)酯等生長促進劑等措施可降低根冠比。運用修剪與整枝
46、等技術(shù)也可調(diào)節(jié)根冠比。第十章:逆境生理1. 作物遭遇逆境時體內(nèi)生理活性發(fā)生怎樣的變化?1生長速率減慢。 2含水量降低,在某些植物中發(fā)生滲透調(diào)節(jié)作用。 3細胞膜通透性增大,細胞膜組分發(fā)生變化,在低溫條件下某些植物的不飽和脂肪酸比例增大。 4植物體內(nèi)發(fā)生活性氧積累和清除能力降低。 5植物體內(nèi)產(chǎn)生逆境蛋白。6在多數(shù)情況下IAA、GA、CTK含量降低,而ABA含量升高。 7光合速率降低。各種逆境條件都可導(dǎo)致光合作用降低。光合降低的原因有:氣孔關(guān)閉,CO2供應(yīng)減少;光合酶純化或失活;細胞膜結(jié)構(gòu)破壞。光合降低導(dǎo)致植物碳素營養(yǎng)不足。 8呼吸作用變化異常。在逆境條件下呼吸速率有時會出現(xiàn)升高的現(xiàn)象(例如冷、旱脅
47、迫),但很快下降。在逆境條件下,呼吸代謝途徑也發(fā)生改變,糖酵解三羧酸循環(huán)(EMPTCA)途徑減弱,戊糖磷酸(PPP)途徑相對加強,不利于ATP的合成,有時逆境直接導(dǎo)致氧化磷酸化解偶聯(lián)。因此,在逆境條件下,呼吸作用降低,ATP合成減弱,減少能量供應(yīng)。 9根系的吸收和合成能力降低。 10物質(zhì)代謝紊亂。在逆境條件下,合成作用減弱,分解作用加強。合成作用減弱的原因主要有兩個:一是合成酶往往是多聚酶聚合體,這些酶在逆境條件易解離失活;二是合成作用往往發(fā)生在膜上,這需要膜具有完整性,但在逆境條件下膜的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞;分解作用加強的主要原因之一,是膜損傷使液泡或溶酶體中的水解酶釋放出來,與底物接觸;合成作用的
48、減弱,將影響細胞形成新的結(jié)構(gòu),同時也會使原有結(jié)構(gòu)受損。 2. 作物旱害在栽培生理上應(yīng)如何防御?(1)培育抗旱品種 這是提高作物抗旱性的一條重要途徑(2)抗旱鍛煉 如蹲苗、擱苗、播前種子抗旱鍛煉等。 將植物處于一種致死量以下的干旱條件中,讓植物經(jīng)受干旱磨煉,可提高其對干旱的適應(yīng)能力。(3)化學(xué)誘導(dǎo) 施用植物生長調(diào)節(jié)劑ABA、PP333、S3307、多效唑、黃腐酸等 用化學(xué)試劑處理種子或植株,可產(chǎn)生誘導(dǎo)作用,提高植物抗旱性。(4)礦質(zhì)營養(yǎng) 合理施肥可使植物抗旱性提高。磷、鉀肥能促進根系生長,提高保水力。氮素過多對作物抗旱不利,凡是枝葉徒長的作物,蒸騰失水增多,易受旱害。一些微量元素也有助于作物抗旱
49、。(5)生長延緩劑與抗蒸騰劑的使用 脫落酸可使氣孔關(guān)閉,減少蒸騰失水。矮壯素、B9等能增加細胞的保水能力。合理使用抗蒸騰劑也可降低蒸騰失水。(6)合理施肥 多施P、K肥。P素促進蛋白質(zhì)的合成,增大原生質(zhì)的水合度,K作為滲透物質(zhì)和促進碳水化合物運輸,降低滲透勢。 3.作物抗熱性的具體生理表現(xiàn)及防御措施如何?在冰凍、低溫、高溫、干旱、鹽漬、土壤過濕和病害等各種逆境發(fā)生時,植物體的水分狀況有相似變化,即吸水力降低,蒸騰量降低,但蒸騰量大于吸水量,使植物組織的含水量降低并產(chǎn)生萎蔫。植物含水量的降低使組織中束縛水含量相對增加,從而又使植物抗逆性增強。在任何一種逆境下,植物的光合作用都呈下降趨勢。在高溫下
50、,植物光合作用的下降可能與酶的變性失活有關(guān),也可能與脫水時氣孔關(guān)閉,增加氣體擴散阻力有關(guān);在干旱條件下由于氣孔關(guān)閉而導(dǎo)致光合作用的降低則更為明顯;土壤鹽堿化、土壤過濕或積水、低溫、二氧化硫污染等都能使植物的光合作用顯著下降。逆境下植物的呼吸作用變化有三種類型:呼吸強度降低,呼吸強度先升高后降低和呼吸作用明顯增強。冰凍、高溫、鹽漬和淹水脅迫時,植物的呼吸作用都逐漸降低;零上低溫和干旱迫時,植物的呼吸作用先升高后降低;植物發(fā)生病害時,植物呼吸作用極顯著地增強,且這種呼吸作用的增強與菌絲體本身呼吸無關(guān)。低溫、高溫、干旱、淹水脅迫等促進淀粉降解為葡萄糖等可溶性糖,這可能與磷酸化酶活力的增加有關(guān);在蛋白
51、質(zhì)代謝中,低溫、高溫、干旱、鹽漬脅迫促使蛋白質(zhì)降解,可溶性氮增加。直接傷害的機制:1)膜脂液化:在高溫下,細胞膜脂液化,細胞膜脂形成小囊泡,脫離膜,從而破壞膜結(jié)構(gòu),使膜失去選擇性,物質(zhì)大量外滲。2)蛋白質(zhì)變性:由于蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)的氫鍵和疏水鍵的鍵能低,不穩(wěn)定,在高溫下容易斷裂,破壞蛋白的空間結(jié)構(gòu),使蛋白變性,失去活性。間接傷害的機制:1)蒸騰失水加快,發(fā)生水分虧缺,引起細胞脫水和由脫水引起的各種效應(yīng)。2)高溫及脫水抑制光合,促進呼吸,貯存物質(zhì)消耗加快,使植物處于饑餓狀態(tài)。3)有毒物質(zhì)積累,無氧呼吸產(chǎn)生的乙醇、氨基酸分解產(chǎn)生的氨等積累。4)蛋白質(zhì)、核酸合成受阻。5)生理活性物質(zhì)缺乏。 防御措施:
52、高溫鍛煉 ;化學(xué)調(diào)控(噴灑CaCl2、ZnSO4、KH2PO4等);采取適當?shù)脑耘啻胧┙K鹽堿地區(qū)如何發(fā)生作物生產(chǎn)(分析提高作物耐鹽性的可能生理途徑)?植物抗鹽能力的本質(zhì)是:作物原生質(zhì)兩性蛋白和鹽類的陰陽離子產(chǎn)生不穩(wěn)定化合,使原生質(zhì)減少透性,并能不因鹽分過多而凝固。蛋白質(zhì),特別是清蛋白和陰陽離子結(jié)合的程度對作物抗鹽能力和適應(yīng)性十分重要。 (1)選育抗鹽或耐鹽品種 (2)抗鹽鍛煉 (3)化學(xué)調(diào)控 許多外源物質(zhì)對鹽脅迫有調(diào)節(jié)作用,對小麥起調(diào)節(jié)作用的有甜菜堿、水楊酸、阿司匹林、6-卞基腺嘌呤、Ca+ 、N等。6-卞基腺嘌呤、甜菜堿、硝酸鈣均能提高鹽分脅迫下ATP的含量,而緩解鹽份脅迫造成的
53、能量損失。 (4)降低地下水位或灌水洗鹽 (5)農(nóng)藝調(diào)控 增施肥料、尤其是有機肥能提高鹽堿地小麥的產(chǎn)量,增加密度也能提高小麥的耐鹽性。 5、作物生產(chǎn)過程中受到重金屬污染時,體內(nèi)產(chǎn)生怎樣的生理變化?見1,有選擇錄入。污染水質(zhì)中的各種金屬,如汞、鉻、鉛、鋁、硒、銅、鋅、鎳等,其中有些是植物必需的微量元素,但在水中含量太高,會對植物造成嚴重危害,主要是這些重金屬元素可抑制酶的活性,或與蛋白質(zhì)結(jié)合,破壞質(zhì)膜的選擇透性,阻礙植物的正常代謝。重金屬對作物的危害,不僅表現(xiàn)在產(chǎn)量減低上,同時也表現(xiàn)在品質(zhì)降低,因此在農(nóng)業(yè)上,沒有必要去培育耐金屬力強的品種,因為重金屬對人畜健康影響的嚴重性是眾所周知的。土壤含鉛量
54、達150ppm時,水稻生長受影響,農(nóng)田中含鉛量在400500ppm時,作物開始受害。我國農(nóng)田灌溉水中鉛及其化合物含量規(guī)定不能超過0.1ppm。 對治理污染土壤而言,植物修復(fù)技術(shù)比其它物理、化學(xué)和生物等方法更受到社會的歡迎,該技術(shù)成本低,對環(huán)境擾動少,在清理土壤重金屬污染物的同時,可同時清除污染土壤周圍的大氣或水體中的污染物。有較高的美化環(huán)境價值,易為社會所接受。植物修復(fù)重金屬污染物的過程,也是土壤有機質(zhì)含量和土壤肥力增加的過程,被植物修復(fù)過的干凈土壤適合于多種農(nóng)作物的生長:植物固化技術(shù)能使地表長期穩(wěn)定,有利于生態(tài)環(huán)境改善和野生生物的繁衍,且維持固化的成本較低。23.以一種作物為例簡述源庫關(guān)系對
55、同化物運輸?shù)挠绊懀?)源葉的光合能力與同化物運輸?shù)年P(guān)系(a)就一種作物而言,隨著葉片中同化物的積累,淀粉積累到一定程度時同化物運輸也減慢;(b)同化物不能充分外運,導(dǎo)致光合細胞的同化物“過飽”,更進一步阻礙了同化物的運轉(zhuǎn);(c)如從植株上去除部分葉子,而保留全部的需求器官時,作為同化物供應(yīng)者的單位葉面積的負荷增加了,就加速了同化物的外運,解除了對光合作用的抑制(2)庫對同化物運輸?shù)挠绊懀汗夂袭a(chǎn)物運轉(zhuǎn)的數(shù)量、方向、速度都因庫的狀態(tài)而變化。(a)強勢庫的存在對于引導(dǎo)有機物的運輸十分重要;(b)庫對同化物的需求,不僅影響光合而且影響運轉(zhuǎn);(c)同化物在庫中被利用消耗的速度影響有機物的運輸24.以一種作物為例,簡述激素對貯藏器官的形成和成熟過程調(diào)節(jié)作用(1)細胞分裂素(CK):促進細胞分裂和分化,可通過對細胞分裂素的影響,調(diào)節(jié)貯藏器官的形成,進而影響同化產(chǎn)物的積累。CK含量增高,籽粒胚乳數(shù)目上升,兩者呈極顯著正相關(guān)。(2)生長素(IAA及其各種衍生物):在植株生長的頂端合成,并可運轉(zhuǎn)到發(fā)育中的貯藏器官內(nèi),促進細胞膨大與伸長。(3)赤霉素(GA):含有赤霉烷環(huán)的化合物,能促進果實的生成和發(fā)育,對果實的脫落有一定的抑制作用,對細胞分裂有一定的促進作用。(4)脫落酸(ABA):抑制器官生長,誘導(dǎo)休眠和脫落;促進衰老和成熟,信息傳導(dǎo)。作用的方向與生育進程和濃度有關(guān)系。(5)乙烯:抑制伸長生長
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