第9章　植物生长生理

一、单项选择题

1．引起植物向光性弯曲最有效的光是（　　）。[2015研]

A．蓝光　

B．绿光　

C．黄光　

D．红光

【答案】A

【解析】植物随光照入射的方向而弯曲的反应，称为向光性。蓝光是诱导向光性弯曲最有效的光谱。

2．根的向重力性生长过程中，感受重力的部位是（　  ）。[2014研]

A．静止中心

B．根冠

C．分生区

D．伸长区

【答案】B

【解析】植物的向重力性是植物适应外界环境的一个重要特征，它可以引导根沿着重力的方向生长。植物根的向重力生长是一个复杂的生理过程，该过程包括重力的感知、信号转导、生长素不对称分布和弯曲生长四个环节。其中，根感受重力信号的部位是根尖根冠的柱状细胞，对重力刺激作出反应的部位是根尖伸长区细胞。

3．以下关于植物光敏素的叙述错误的是（　  ）。[2014研]

A．光敏素是一种易溶于水的蓝色蛋白质

B．日光下光敏素主要以Pr形式存在

C．光敏素的发色团是链状四吡咯环

D．Prf是光敏素的生理活性形式

【答案】B

【解析】光敏色素广泛地分布在植物中，但在不同组织中分布不均匀。在分生组织和幼嫩器官中含量较高。光敏色素是一种易溶于水的浅蓝色的色素蛋白，由发色团和蛋白质（脱辅基蛋白，apoprotein）两部分组成。光敏素的发色团是链状四吡咯环。光敏色素有两种可互相转化的构象形式：红光吸收型Pr和远红光吸收型Pfr。光敏色素Pr型在660～665nm处有最大吸收，Pfr型在725～730nm处有最大吸收。Pr型是光敏色素的钝化形式，呈蓝绿色；Pfr型是光敏色素生理活跃形式，呈黄绿色。照射白光或红光后，Pr型转化为Pfr型；相反，照射远红光使Pfr型转化为Pr型，在暗中Pfr型也可自发地逆转为Pr型。因而B项说法错误，日光下光敏素主要以Prf形式存在。其它三项说法均正确。

4．在植物组织培养中，为促使愈伤组织向维管组织分化，可通过向愈伤组织植入外植体来实现，通常可选用的外植体是（　　）。[2013研]

A．叶片

B．根段

C．茎段

D．顶芽

【答案】D

【解析】芽可以促使愈伤组织向维管组织分化，芽之所以能诱导维管组织得分化这与芽在少长时合成了某些植物激素有关。

5．照射波长为730nm的远红光，植物体内Pfr和Pr含量变化为（　　）。[2012研]

A．Pfr升高，Pr降低

B．Pfr降低，Pr升高

C．Pfr降低，Pr降低

D．Pfr升高，Pr升高

【答案】B

【解析】光敏色素有两种可互相转化的构象形式：红光吸收型Pr和远红光吸收型Pfr。光敏色素Pr型在660～665nm处有最大吸收，Pfr型在725～730nm处有最大吸收。照射白光或红光后，Pr型转化为Pfr型；相反，照射远红光使Pfr型转化为Pr型，在暗中Pfr型也可自发地逆转为Pr型。

6．在植物愈伤组织分化实验中，通常培养基中（　　）。[2012研]

A．IAA／CTK高时，促进芽的分化

B．IAA／CTK低时，促进根的分化

C．IAA／CTK高时，促进根的分化

D．IAA／CTK低时，愈伤组织不分化

【答案】C

【解析】在植物组织培养中，愈伤组织分化成根和芽受培养基中生长素和细胞分裂素比值的控制。生长素和细胞分裂素比值较高时，刺激愈伤组织分化成根；生长素和细胞分裂素比值较低时，刺激愈伤组织分化成芽；适中的生长素和细胞分裂素，维持愈伤组织生长而不发生分化。

7．以下措施中有利于提高植物根冠比的是（　　）。[2011研]

A．增加土壤水分供应

B．减少土壤磷素供应

C．增加土壤氮素供应

D．增加土壤磷素供应

【答案】D

【解析】在农业生产上，通过适当的水肥管理等措施来调控根冠比，促进收获器官的生长。减少氮肥和水分的供应，增施磷、钾肥，有利于根冠比的增大。

8．外植体在适宜的培养基上形成愈伤组织的过程称为（　　）。[2011研]

A．分化

B．脱分化

C．再分化

D．再生

【答案】B

【解析】在组织培养中，外植体经脱分化形成愈伤组织，其又恢复全能性的这一过程称为脱分化。

9．光对植物生长的直接作用主要表现为（　　）。[2010研]

A．促进细胞伸长与分化

B．抑制细胞伸长、促进细胞分化

C．抑制细胞伸长与分化

D．促进细胞伸长、抑制细胞分化

【答案】B

【解析】光对植物生长有直接影响：黄化苗下胚轴伸长、茎细长柔弱、顶端弯钩不伸直、叶片小且不扩展、缺乏叶绿素而呈白色或黄色，叶绿体发育不正常，许多酶的活性低。而在光下生长的植物，下胚轴较短、弯钩伸直、叶片展开、叶绿体发育完善、合成叶绿素、叶片转绿，能正常进行光合作用以获得碳素和能量，植物生长正常而强壮。正常苗和黄化苗表现出的不同形态变化就是由于光抑制细胞伸长、促进细胞分化所致。

10．植物一生的生长过程中，其生长速率的变化规律是（　  ）。[2008研]

A．快－慢－快

B．快－慢

C．慢－快－慢

D．慢－快

【答案】C

【解析】植物的生长实质上是细胞数目和体积的增加，因此，细胞分裂和伸长决定了植物的生长发育进程，在植物一生的生长进程中，生长速率都表现出慢－快－慢的变化规律。生长速率的变化明显分为三个时期：开始时细胞处于分裂时期和原生质体积累时期，生长缓慢；以后逐渐加快，细胞内合成大量物质，细胞体积快速增大，达到最高点，细胞越多，生长越快；然后生长速率又减慢直至停止，此时细胞进入成熟、衰老时期。

三、实验题

请设计实验证明光敏素参与需光种子萌发的调控，要求简要写出实验方法与步骤，预测并分析实验结果。[2009研]

答：（1）种子萌发所需的适宜条件除了水分、温度和氧气外，有些种子还需要光照，因此把这类种子称为需光种子。莴苣和拟南芥种子属需光种子。光敏素是植物体内存在的光受体，能吸收红光和远红光，它有两种类型：一种是红光吸收型，最大吸收波长在660nm，以Pr表示；一种是远红光吸收型，最大吸收波长在730nm，以Pfr表示。照射白光或红光后，Pr型转化为Pfr型；照射远红光使Pfr型转化为Pr型，Pfr型在暗中自发地逆转为Pr型。Pfr型具有生理活性。

（2）实验方法与步骤：选用莴苣或拟南芥种子，在22～25℃下暗中吸胀5～6h，分别做如下处理：A组，连续黑暗处理；B组，红光处理；C组，红光—远红光处理；D组，红光—远红光—红光处理。（25±1）℃培养72h后，统计种子萌发率。

（3）结果预测和分析：A组萌发率低；B组萌发率显著提高；C组萌发率显著低于B组；D组萌发率与B组相当。实验结果证明，红光促进萌发，远红光抑制萌发。在红光照射后再用远红光处理，可消除红光的作用，若用红光与远红光交替处理，则种子的萌发状态取决于最后一次照射光的波长。光敏素参与需光种子萌发的调控。

四、分析论述题

1．论述植物营养生长与生殖生长的相关性。[2015研]

答：植物各部分间的相互制约与协调的现象，称为相关性。

（1）营养器官和生殖器官的生长之间既相互依赖，又相互对立。

①营养生长对生殖生长的影响。营养生长是生殖生长的基础，为生殖生长发育提供必要的碳水化合物、矿质营养和水分等，没有生长就没有发育。植物营养生长旺盛，叶面积大，果实才能发育得好，产量高；如果植物营养生长不良，叶面积小，则开花少，坐果也少，果实发育慢，产量降低。在植物营养器官中，同化器官以叶为主，叶对植物生殖生长具有重要的作用。但是营养生长过于旺盛，消耗较多的养分，从而也会抑制植物的生殖生长。在一定范围以内，叶面积的增加会促进果实的发育；如果叶面积过大，茎叶生长过于旺盛，果实产量则会降低。因此，果菜类或果树的叶面积指数一般以4～6为宜。

②生殖生长对营养生长的影响。生殖生长对营养生长主要表现在抑制作用，过早进入生殖生长就会抑制营养生长。受抑制的营养生长，反过来又制约生殖生长。如果植物的营养生长不足就过早地开花结果，由于需要大量的营养物质，致使根、茎、叶等营养器官不能得到足够的营养，生长受到抑制；反过来营养器官生长不充分，制造的同化物较少，也会影响植物的开花结果和果实的正常发育，从而导致产量降低。

（2）营养生长和生殖生长相互影响的程度因植物种类不同而存在差异。以嫩果为产品的植物，果实的生长时间较短，其对营养生长的影响较小。而多年生果树一年只结一次果，结果又非常集中，果实膨大需要营养，因此，其生殖生长与营养生长的矛盾比较突出。在蔬菜和果树栽培上，可以采用整枝、打叉、摘心等措施，控制植物的营养生长，协调营养生长和生殖生长的关系，提高产量。

2．论述植物地上部分与地下部分生长的相关性，并写出生产中控制根冠比的两种方法及其原理。[2008研]

答：（1）植物地上部分与地下部分的相关性常用根冠比表示。根冠比是指植物地下部分与地上部分干重或鲜重的比值，它能反映植物的生长状况，以及环境条件对地上部分与地下部分生长的不同影响。不同物种有不同的根冠比，同一物种在不同的生育期根冠比也有变化。

（2）植物地上部分与地下部分是相互协调的互助关系。一般情况下，植物的根系生长良好，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。因此总结出了“根深叶茂”的经验。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，有营养物质与信息物质的大量交换。地下部分的生长依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和ABA)、氨基酸等。植物地下部分与地上部分的比值能反映植物的生长状况，以及环境条件对地上部分与地下部分生长的不同影响。不同物种有不同的根冠比，同一物种在不同的生育期根冠比也有变化。

（3）在生产上，常用水肥措施调控根冠比，对于收获地下部分的作物如甘薯、甜菜等，在生长前期保证充足水肥供应，促进茎叶生长，加强光合作用，在生长后期减少氮肥和水分供应，增施磷、钾肥，促进大量养分向根部传输，促进贮藏根的膨大。另一种调控根冠比的方法是对植物进行修剪和整枝，如除去部分枝叶和芽，短期效应是增加根冠比，而后期效应是减小根冠比，由于修剪和整枝刺激了侧芽和侧枝的生长，使大部分光合产物运往新枝，促进地上部分的生长。