(一) 名词解释
1、生命周期:生物体从发生到死亡所经历的过程称为生命周期。
2、生长:在生命周期中,植物的细胞、组织和器官的数目、体积或干重不可逆增加的过程称为生长。例如根、茎、叶、花、果实和种子的体积扩大或干重增加都是典型的生长现象。
3、分化:从一种同质的细胞类型转变成形态结构和功能与原来不相同的异质细胞类型的过程称为分化。它可在细胞、组织、器官的不同水平上表现出来。例如:从受精卵细胞分裂转变成胚;从生长点转变成叶原基、花原基;从形成层转变成输导组织、机械组织、保护组织等。这些转变过程都是分化现象。
4:发育:生命周期中,生物的组织、器官或整体在形态结构和功能上的有序变化过程。
5、极性:细胞、器官和植株内的一端与另一端在形态结构和生理生化存在差异的现象。
6:组织培养:指植物的离体器官、组织或细胞在人工控制的环境下培养发育再生成完整植株的技术。
7:外植体:用于离体培养进行无性繁殖的各种植物材料。
8:生长大周期:植物器官或整株植物的生长速度表现出"慢-快-慢"的基本规律,即开始时生长缓慢,以后逐渐加快,然后又减慢以至停止。这一生长全过程称为生长大周期。
9、根冠比(R/T):植物地下部分与地上部分干重或鲜重的比值。
10、顶端优势:植物的顶芽生长占优势而抑制侧芽生长的现象。
11、协调最适温度:能使植株生长最健壮的温度。协调最适温度通常要比生长最适温度低。
12、光形态建成:依赖光调节控制植物生长、分化与发育的过程称为植物的光形态建成。亦称光范型作用。
13、光敏色素(Phy):一种对红光和远红光的吸收有逆转效应、参与光形态建成、调节植物发育的色素蛋白称为~。光敏色素有两种形式:Pr、Pfr。Pr是红光吸收型,无生理活性;Pfr是远红光吸收型,具生理活化。这两种光敏色素被光照射后可以互相转化,照射白光或红光后,没有生理活性的Pr型可以转化为具有生理活性的Pfr型;相反,照射远红光后,Pfr型转化为Pr型。Pfr参与光形态建成、调节植物发育等过程。
㈡ 问答题
1、生长、分化和发育三者之间有何联系?
答:生长、分化和发育三者之间既有区别又有联系。生长是量变,是基础;分化是质变,是变异生长;而发育则是有序的量变与质变。一般认为,发育包含了生长和分化。如花的发育,包括花原基的分化和花器官各部分的生长;果实的发育包括了果实各部分的生长和分化等。这是因为发育只有在生长和分化的基础上才能进行,没有营养物质的积累,细胞的增殖、营养体的分化和生长,就没有花和果实的发育。但生长和分化又受发育的制约,植物的某些部位的生长和分化往往要在通过一定的发育阶段后才能开始。如水稻幼穗的分化和生长必须在通过光周期的发育阶段之后才能进行。
2、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。
3、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,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。
4、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。
5、从生理学角度解释为什么会"根深叶茂"。
答:根系吸收水分和矿质营养,还合成多种氨基酸、激素供应地上部分,根系生长良好吸收功能强、代谢旺盛对地上部生长有利;而地上部叶片制造的糖类、维生素和生长素等供应给根系促进根系的生长,根叶二者存在相互依赖相互促进的关系。