名词解释
花熟状态（ripeness to flower state）植物经过一定的营养生长期后具有了能感受环境条件而诱导开花的生理状态被称为花熟状态。花熟状态是植物从营养生长转为生殖生长的转折点。
春化作用（vernalization）低温诱导促使植物开花的作用叫春化作用。一般冬小麦等冬性禾谷类作物和某些二年生植物以及一些多年生草本植物的开花都需要经过春化作用。
春化处理（vernalization）对萌动的种子或幼苗进行人为的低温处理，使之完成春化作用促进成花的措施称为春化处理。
解除春化（devernalization）在植物春化过程结束之前，将植物放到较高的生长温度下，低温的效果会被减弱或消除，这种现象称为去春化作用或解除春化。
再春化作用（revernalization）大多数去春化的植物返回到低温下，又可重新进行春化，而且低温的效应是可以累加的，这种解除春化后，再进行春化的现象称再春化作用。
光周期现象（photoperiodism）自然界一昼夜间的光暗交替称为光周期。昼夜的相对长度对植物生长发育的影响叫做光周期现象。植物的开花、休眠和落叶，以及鳞茎、块茎、球茎的形成，都受日照长度调节，即都存在光周期现象。但其中研究得最多的是植物成花的光周期诱导。

日中性植物 (day-neutral Plant，DNP)成花对日照长度不敏感，只要其它条件满足，在任何长度的日照下均能开花的植物。如月季，黄瓜等。
临界日长（critical daylength）引起长日植物成花的最短日照长度或引起短日植物成花的最长日照长度。如长日植物天仙子的临界日长约为 11小时，短日植物苍耳的临界日长约为 15.5小时。
临界暗期（critical dark period）引起短日植物成花的最短暗期长度或长日植物成花的最长暗期长度。同临界日长相比，临界暗期对诱导成花更为重要。
光周期诱导（photoperiodic induction）植物在达到一定的生理年龄时，经过一定天数的适宜光周期处理，以后即使处于不适宜的光周期下，仍能保持这种刺激的效果而开花，这种诱导效应叫做光周期诱导。
成花决定态（floral determinated state）植物经过一定时期的营养生长后，就能感受外界信号（低温和光周期）产生成花刺激物，成花刺激物被运输到茎端分生组织，在那里发生一系列诱导反应，使分生组织进入一个相对稳定的能诱导成花的状态，这种状态被称为成花决定态。

问答题
1.设计一个简单实验来证明植物感受低温的部位为茎尖生长点。
答：低温诱导促使植物开花的作用就叫春化作用。植物感受低温的部位是茎的生长点或其它能进行细胞分裂的组织。将植物放在温暖的室内，只对某一部位进行低温处理，若能使植物开花，即能证明处理部位为低温感受部位。
例如可选用盆栽芹菜进行实验，将芹菜植物放在温暖的室内，茎尖用胶管缠绕，通入冷水，芹菜茎尖经低温处理可开花，反之，如果将芹菜植株放入低温室内，向缠绕茎尖的胶管通入温水，芹菜则不能开花。上述结果能证明植物感受低温的部位是茎尖生长点。
2.为什么说光敏色素在植物的成花诱导中起重要作用？
答：当植物处于适宜的光照条件下诱导成花，并用各种单色光在暗期进行闪光处理，几天后观察花原基的发生，结果显示：阻止短日植物和促进长日植物成花的作用光谱相似，都是以 600～660nm波长的红光最有效；且红光促进开花的效应可被远红光逆转。这表明光敏色素参与了成花反应。光的信号是由光敏色素接受的。光敏色素对成花的作用与 Pr和 Pfr的可逆转化有关，成花作用不是决定于 Pr和 Pfr的绝对量，而是受 Pfr/Pr比值的影响。低的 Pfr/Pr比值有利短日植物成花，而相对高的 Pfr/Pr比值有利长日植物成花。
3.用实验说明暗期和光期在植物的成花诱导中的作用。
答：对植物进行不同时间长度的光暗处理，可以发现：①短日植物需暗期长于一定时数才能开花，如暗期长度缩短将不能开花；②光暗的相对长度不是光周期现象中的决定因子；③用短时间的黑暗打断光期，并不影响光周期成花诱导；
④用闪光处理中断暗期，则使短日植物不能开花，继续营养生长，相反地，反而诱导了长日植物开花。这些结果说明，在植物的光周期诱导成花中，暗期的长度是植物成花的决定因素。
以上强调了暗期的重要性，并不是说光期不重要，只有在适当暗期以及昼夜交替作用下，植物才能正常开花。暗期的长度决定植物是否发生花原基，而光期长度决定了花原基的数量，如果没有光期的光合作用，那么花原基分化所需的养料也就没有了。光期的作用不仅与光合作用有关，而且对成花诱导本身也有关系。如大豆固定在 16小时暗期和不同长度光期条件下生长，结果指出：①当光期长度小于 2小时时，植株不能开花；②在 2～10小时的范围内，随光期长度增加开花数也增加；③当光期长度大于 10小时后，开花数反而下降。实验表明，只有在适当的光暗交替条件下，植物才能正常开花。

4.简述光周期反应类型与植物原产地的关系。
答：一般起源于热带和亚热带地区的植物多属于短日植物，因为这些地区终年的日照长度都接近 12小时，没有更长的日照条件；起源于寒带地区的植物多属于长日植物，因为这些地区的生长季节正好处于较长日照的时期；中纬度地区则长日短日植物共存。在同一纬度地区，长日植物多在日照较长的春末和夏季开如小麦、油菜等；而短日植物则都在日照较短的秋季开花，如晚稻、大豆、菊花等。


第十章植物的生殖和衰老
内容概况
了解花粉的构造、主要成分、花粉萌发和花粉管的生长；掌握被子植物中存在的两种自交不亲和性及其特点，了解克服不亲和的方法；了解胚和胚乳的发育，以及种子中贮藏物质的积累过程；熟悉果实的生长模式、单性结实现象和果实成熟时的变化；掌握种子和芽的休眠并了解其调控方法；熟悉植物衰老时的生理生化变化和引起衰老的原因、影响衰老的因素；掌握器官脱落的细胞学及生物化学过程，并了解影响脱落的内外因素及调控方法。

名词解释
识别反应 (recognition response)识别是细胞分辨“自己”与“异己 ”的一种能力，表现在细胞表面分子水平上的化学反应和信号传递。本文中的识别反应是指花粉粒与柱头间的相互作用，即花粉壁蛋白和柱头乳突细胞壁表层蛋白薄膜之间的辨认反应，其结果表现为“亲和”或“不亲和 ”。亲和时花粉粒能在柱头上萌发，花粉管能伸入并穿过柱头进入胚囊受精；不亲和时，花粉则不能在柱头上萌发与伸长，或不能进入胚囊发生受精作用。
集体效应 (group effect)在一定面积内，花粉数量越多，花粉萌发和花粉管的生长越好的现象。
无融合生殖 (apomixis)被子植物中由未经受精的卵或胚珠内某些细胞直接发育成胚的现象。
单性结实 (parthenocarpy)不经过受精作用，子房直接发育成果实的现象。单性结实一般都形成无籽果实，故又称“无籽结实 ”。
强迫休眠 (epistotic dormancy)由于不利于生长的环境条件引起的植物休眠。如秋天树木落叶后芽的休眠。
生理休眠 (physiological dormancy)在适宜的环境条件下，因为植物本身内部的原因而造成的休眠。如刚收获的小麦种子的休眠。
顽拗性种子 (recalcitrant seed)指成熟时有较高的含水量，贮藏中忌干燥和低温的种子，如茭白、菱、椰子、芒果等种子。这些种子采收后不久便可自动进入萌发状态，一旦脱水即影响其萌发，导致生活力迅速丧失。因而人们曾称顽拗性种子为“短命种子 ”。

衰老(senescence)在正常条件下发生在生物体的机能衰退并逐渐趋于死亡的现象。指植物的细胞、组织、器官或整个植株的生理功能衰退的现象。
脱落(abscission)植物细胞、组织或器官脱离母体的过程。脱落有三种类型：一是正常脱落，由于衰老或成熟引起的脱落，比如果实和种子的成熟脱落；二是生理脱落，因植物自身的生理活动而引起的脱落，如营养生长与生殖生长竞争、源与库不协调等引起的脱落；三是胁迫脱落，因逆境条件引起的脱落。
离区 (abscission zone)离区是指分布在叶柄、花柄、果柄等基部一段区域中经横向分裂而形成的几层细胞。
离层(abscission layer)是离区中发生脱落的部位。
胚胎发育晚期丰富蛋白 (late embryogenesis abundant protein)缩写为LEA，其特点是具有很高的亲水性和热稳定性，并可被 ABA和水分胁迫等诱导合成，在种子成熟脱水过程中起到保护细胞免受伤害的作用。
自由基 (free radical)带有未配对电子的离子、原子、分子以及基团的总称。根据自由基中是否含有氧，可将自由基分为氧自由基和非含氧自由基。自由基的特点是：①不稳定，寿命短；②化学性质活泼，氧化能力强；③能持续进行链式反应。旺旺：韩圆圆 1淘宝 shop35250918.taobao.com

问答题
1.植物受精后，雌蕊的代谢主要有哪些变化？
答：植物受精后，雌蕊的代谢变化主要表现在：

(1)
受精后雌蕊的呼吸速率一般要比未受精的高，并有起伏变化。

(2)
生长素和细胞分裂素等含量显著增加。

(3)
营养物质向雌蕊的输送增强。


2.肉质果实成熟期间在生理生化上有哪些变化？答：(1)糖含量增加果实成熟后期，淀粉转变成可溶性糖，使果实变甜。
(2)
有机酸减少未成熟的果实中积累较多的有机酸，使果实出现酸味。随着果实的成熟，含酸量逐渐下降，这是因为：①有机酸的合成被抑制；②部分酸转变成糖；③部分酸被用于呼吸消耗；④部分酸与 K +、Ca2+等阳离子结合生成盐。

(3)
果实软化这与果肉细胞壁物质的降解有关，如中层的不溶性的原果胶水解为可溶性的果胶或果胶酸。

(4)
挥发性物质的产生主要是产生酯、醇、酸、醛和萜烯类等一些低分子化合物，使成熟果实发出特有的香气。

(5)
涩味消失有些果实未成熟时有涩味，这是由于细胞液中含有单宁等物质。随着果实的成熟，单宁可被过氧化物酶氧化成无涩味的过氧化物，或凝结成不溶性的单宁盐，还有一部分可以水解转化成葡萄糖，因而涩味消失。

(6)
色泽变化随着果实的成熟，多数果色由绿色渐变为黄、橙、红、紫或褐色。与果实色泽有关的色素有叶绿素、类胡萝卜素、花色素和类黄酮素等。叶绿素破坏时果实褪绿，类胡萝卜素使果实呈橙色，花色素形成使果实变红，类黄酮素被氧化时果实变褐。


3.引起植物衰老的可能因素有哪些？
答：(1)自由基损伤衰老时 SOD活性降低和脂氧合酶活性升高，会导致生物体内自由基产生与消除的平衡被破坏，以致积累过量的自由基，对细胞膜及许多生物大分子产生破坏作用，如加强酶蛋白的降解、促进脂质过氧化反应、加速乙烯产生、引起 DNA损伤、改变酶的性质等，进而引发衰老。

(2)
蛋白质水解当中央液泡膜蛋白与蛋白水解酶接触而引起膜结构变化时即启动衰老过程，蛋白水解酶进入细胞质引起蛋白质水解，从而使植物衰老与死亡。

(3)
激素失去平衡抑制衰老的激素（如 CTK、IAA、GA、BR、PA等）和促进衰老的激素（如 Eth、ABA、JA等）之间不平衡时或促进衰老的激素增高时可加快衰老进程。


(4)营养亏缺和能量耗损    营养亏缺和能量耗损的加快会加速衰老。第十一章植物的抗逆生理

内容概况
了解抗逆生理、逆境蛋白概念、植物在逆境下的形态变化与代谢特点；了解渗透调节与抗逆性的关系、膜保护物质与自由基的平衡；了解植物激素在抗逆性中的作用；了解低温和高温对植物的伤害以及植物抗寒和耐热的机理与途径；了解干旱和湿涝对植物的伤害以及植物抗旱、抗涝的机理与途径；了解病虫对植物的伤害以及植物的抗病性和抗虫性；了解盐分过多对植物的危害以及植物抗盐性及其提高途径；了解大气、水体、土壤等环境污染对植物的伤害，植物抗环境污染机理与途径，以及进行环境保护必要性；了解抗逆生理与农业生产的关系，掌握提高作物抗逆性的途径。

名词解释
逆境(environmental stress)对植物生存生长不利的各种环境因素的总称。逆境的种类可分为生物逆境、理化逆境等类型。
抗性(resistance)植物对逆境的抵抗和忍耐能力。包括避逆性、御逆性和耐逆性。
渗透调节(osmoregulation，osmotic adjusment)有些高等植物在遭受干旱、高温、盐渍等胁迫时，细胞就会通过代谢变化来改变溶液浓度，以维持其压力势能够处于相对不变的状态，从而保证生理活动能够正常进行。它的具体表现是细胞内大量合成脯氨酸、甜菜碱等有机物质，从而提高细胞液的浓度，降低其渗透势。这样植物就可以有效地保持其体内的水分，适应水分胁迫环境，这种现象称为渗透调节。
逆境蛋白 (stress proteins)由逆境因素如高温、低温、干旱、病原菌、化学物质、缺氧、紫外线等所诱导植物体形成的新的蛋白质。
冷害(chilling injury)冰点以上低温对植物的危害。冷害主要由低温引起生物膜的膜相变与膜透性改变，造成新陈代谢紊乱引起的。
冻害(freezing injury)冰点以下低温对植物的危害。冻害主要由细胞间或细胞内发生结冰、生物膜和蛋白质结构被破坏引起的。
巯基(-SH)假说 (sulfhydryl group hypothesis)莱维特（Levitt）1962年提出植物细胞结冰引起蛋白质损伤的假说。他认为组织结冰脱水时，蛋白质分子逐渐相互接近，邻近蛋白质分子通过-SH氧化形成-S-S-键，蛋白质分子凝聚失去活性，当解冻再度吸水时，肽链松散，氢键断裂，但-S-S-键还保存，肽链的空间位置发生变化，破坏了蛋白质分子的空间构型，进而引起细胞的伤害和死亡。

光化学烟雾 (photochemical smog)工厂、汽车等排放出来的氧化氮类物质和燃烧不完全的烯烃类碳氢化合物，在强烈的紫外线作用下，形成一些氧化能力极强的氧化性物质，如 O 3、NO 2、醛类(RCHO)等。它们对植物有伤害作物。
热击蛋白 (heat shock proteins)缩写 HSPs，由高温诱导植物形成的一类逆境蛋白，它的产生能提高植物的抗热性。

问答题
1.抗寒锻炼为什么能提高植物的抗寒性？答：植物经抗寒锻炼后，会发生如下的生理生化变化，提高抗寒性。
(1)
植株内含水量下降，束缚水相对增多，不易结冰；

(2)
呼吸减弱，糖分消耗少，有利于糖分积累，增强对不良环境的抵抗力；

(3)
脱落酸含量增加，生长素、赤霉素含量减少，促使植物进入休眠；


(4)保护物质增多，如淀粉含量减少，可溶性糖含量增多，冰点下降，这样可缓冲原生质过度脱水，不使原生质胶体遇冷凝固；
(5)膜不饱和脂肪酸含量增加，膜透性稳定。
2.生物膜结构成分与抗寒性有何关系？
答：生物膜主要由脂类和蛋白质镶嵌而成，具有一定的流动性。生物膜对低温敏感，其结构成分与抗寒性密切相关。低温下，膜脂会发生相变。膜脂相变温度随脂肪酸链的加长而增加，随不饱和脂肪酸如油酸、亚油酸、亚麻酸等所占比例的增加而降低，不饱和脂肪酸越多，愈耐低温。在缓慢降温时，由于膜脂的固化使得膜结构紧缩，降低了膜对水和溶质的透性；温度突然降低时，由于膜脂的不对称性，膜体紧缩不均而出现断裂，造成膜的破损渗漏，透性加大，胞内溶质外流。生物膜对结冰更为敏感，发生冻害时膜的结构被破坏，与膜结合的酶游离而失去活性。此外，低温也会使膜蛋白质大分子解体为亚基，并在分子间形成二硫键，产生不可逆的凝聚变性，使膜受到伤害。经抗寒锻炼后，由于膜脂中不饱和脂肪酸增多，膜相变的温度降低，膜透性稳定，从而可提高植物的抗寒性。同时，细胞内的 NADPH/NADP的比值增高，ATP含量增加，保护物质增多，可降低冰点，减少低温对膜表面的伤害。
3.干旱对植物的伤害有哪些？
答：干旱对植物最直接影响是引起原生质脱水，原生质脱水是旱害的核心，由此可引起一系列的伤害，主要表现如下：
(1)
改变膜的结构与透性细胞膜在干旱伤害下，失去半透性，引起胞内氨基酸、糖类物质的外渗。

(2)
破坏正常代谢过程如：①光合作用显著下降，甚至趋于停止；②呼吸作用因缺水而增强，使氧化磷酸化解偶联，能量多以热的形式消耗掉，但也有缺水使呼吸减弱的，这些都影响了正常的生物合成过程；③蛋白质分解加强，蛋白质的合成过程削弱，脯氨酸大量积累；④核酸代谢受到破坏，干旱可使植株体内的 DNA、RNA含量下降；⑤干旱可引起植物激素变化，最明显的是 ABA含量增加。

(3)
水分的分配异常干旱时一般幼叶向老叶吸水，促使老叶枯萎死亡。蒸腾强烈的功能叶向分生组织和其它幼嫩组织夺水，使一些幼嫩组织严重失水，发育不良。

(4)
原生质体的机械损伤干旱时细胞脱水，向内收缩，损伤原生质体的结构，如骤然复水，引起细胞质与壁的不协调膨胀，把原生质膜撕裂，导致细胞、



组织、器官甚至植株的死亡。
4.植物抗旱的生理基础有哪些？如何提高植物的抗旱性？
答：植物抗旱的生理基础主要有：

(1)
细胞具有高的亲水能力在干旱条件下，若细胞亲水能力有高，就能防止细胞严重脱水，稳定水解酶如 RNA酶、蛋白酶、脂酶等的结构与活性，减少生物大分子的降解，这样就可以保护原生质体(主要是膜结构)不受破坏，可使细胞内有较高的粘性与弹性。粘性增高可加强细胞保水能力，弹性增高则可防止细胞失水时的机械损伤。原生质结构的稳定就可使得光合作用与呼吸作用在干旱下仍维持较高的水平。

(2)积累脯氨酸与
ABA脯氨酸是渗透调节剂，ABA是逆境激素，可使气孔关闭，减少蒸腾失水。脯氨酸与 ABA的积累有利于植物抗旱。

(3)
具有大的根冠比抗旱性强的作物往往根系发达，伸入土层较深，能更有效地利用土壤水分。

(4)
水分临界期能避开干旱植物在水分临界期，即在花芽分化期、生殖器官形成期抗旱性弱，而在萌发与分孽期抗旱性较强，若植物生活周期中的水分临界期能避开干旱缺水期，可降低受旱害程度。


提高植物抗旱性的途径有：
(1)选育抗旱品种这是提高作物抗旱性的一条重要途径。
(2)
进行抗旱锻炼如采用“蹲苗 ”、“双芽法 ”、“搁苗 ”、“饿苗 ”等农业措施。

(3)
进行化学诱导用化学试剂处理种子或植株，可产生诱导作用，提高植物抗旱性。如用 0.25％的 CaCl 2溶液浸种，或用 0.05％的 ZnSO 4喷洒叶面都有提高抗旱性的效果。

(4)
合理的矿质营养如少施氮素，多施磷钾肥。因为氮素过多对作物抗旱不利，凡是枝叶徒长的作物，蒸腾失水增多，易受旱害，而磷、钾肥能促进根系生长，提高植株的保水力。

(5)
使用生长延缓剂和抗蒸腾剂矮壮素、B９等能增加细胞的保水能力。合理使用抗蒸腾剂也可降低蒸腾失水。


5.植物产生交叉适应的主要机制是什么？答：植物经历了某种逆境后，能够提高对另一种逆境的抵抗能力，这种对不良环境之间的相互作用就是交叉适应。在多种逆境条件下，植物都会积累脯氨酸等渗透调节物质，植物通过渗透调节作用可提高对逆境的抵抗能力。
生物膜在多种逆境下有相似的变化，而多种膜保护物质（包括酶和非酶的有机分子）在胁迫下可能发生类似的反应，使细胞内活性氧的产生和清除达到动态平衡。
在多种逆境条件下植物体内的 ABA、乙烯含量都会增加，从而提高其对多种逆境的抵抗能力。
逆境蛋白的产生也是交叉适应的表现。一种刺激（逆境）可使植物产生多种逆境蛋白。多种刺激可使植物产生同样的逆境蛋白。缺氧、水分胁迫、盐、脱落酸、亚砷酸盐和镉能提高 HSPs的合成；多种病原菌、乙烯、乙酰水杨酸、几丁质、等都能诱导病原相关蛋白的合成。