第十章生殖生理练习题参考答案.docx

第I章生殖生理参考答案、名词解释春化作用低温促进植物开花的作用叫春化作用O去春化作用在春化过程结束之前，把植物放在较高温度下，低温的效果被消除的现象称去春化作用。光周期现象植物开花对日照长度发生反应的现象。光周期诱导亦称光周期后效。植物在达到一定的生理年龄时，经过足够夭数的适宜光周期处理，以后放置 于不适宜的光周期条件下，仍能开花，这种诱导效应叫做光周期诱导。光敏色素植物体内存在若的一种能够吸收红光和远红光并具有nJ逆转换能力的水荣幸色素蛋白，有红光吸 收型（Pr ）和远红光吸收型（Pfr ）两种存在形式，其中Pfr型是具有生理活性的形式。长日植物是指能被长于该植物临界口长的光周期条件所诱导和促进开花的植物。如小麦、白菜和天仙子等。短日植物是指能被短于该植物的临界日长的光周期条件所诱导和促进开花的植物。如大豆、玉米和菊花等。日中性植物是指在任何日照长度下均能开花，或者说开花不受日照长短影响的植物。如四季豆、番茄和黄 瓜等。临界日长 长日植物开花所需要的最短日长与短日植物开花所能忍受的最长日长，均称之为临界日长。临界暗期引起短日植物成花的最短暗期长度或引起长日植物成花的最长暗期长度。同临界日常相比，临界 暗期对诱导成花更为重要。花粉的集体效应落在柱头上的花粉密度越大，花粉萌发的比例越高，花粉管的生长越快，这种现象称为花 粉的集体效应。无融合生殖是指不经受精作用而产生有籽果实的现象。无融合生殖可分为：（1）单倍体胚无融合生殖是 指山胚囊中的卵细胞，或山助细胞、反足细胞，或由进入胚囊中的精核，不经受精作用，单独发育成单倍 体胚的生毗。（2 ）二倍体胚无融合生殖是指由未经减数分裂的胚,囊母细胞，或由胚囊外面的珠心或珠 被细胞直接发育成胚的生殖。单性结实植物不经受精作用而子房膨大形成无籽果实的现象。单性结实可分为：（】）天然单性结实， 是指不经授粉或其它任何刺激而形成无籽果实的现象。（2 ）刺激性单性结实，在外界环境条件的刺激下 而形成无籽果实的现象。受精作用狭义地讲，受精作用是指雌雄性细胞互相融合形成合子的过程。也有人把雌雄性细胞融合前的互 相识别反应，以及相互融合形成合子的整个过程称为受精作用。双受精现象在精核与卵细胞互相融合形成合子的同时，另一个精核与胚囊中部的极核融合形成胚乳核，这 种现象称为双受精现象。雄性不育有些作物的雄蕊由于遗传上的原因或环境因素的影响，不能产生花粉或花粉发育不正常，没有受 精能力，但雌蕊发育良好，这种现象叫做雄性不育。自交不亲和性花粉散落在同朵花的雌蕊柱头上，不能完成正常受精，不能获得种子，称这种现象为自交 不亲和性。自交不亲和性受一系列复等位S基因所控制，当雌雄双方具有相同的S等位基因时，就表现 不亲和。识别反应识别是细胞分辨“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。二、写出下列符号的中文名称LDP :长日植物：SDP :短口植物：Pr :光敏素红光吸收型：Pfr :光敏素远红光吸收型三、填空题花芽分化，开花，低温，H照长短遮光（或短日照）1. 茎尖，幼嫩叶片，萌动种子春化加纳，阿拉德长日2. 12C, 25-40 *C成长叶片，茎尖生长点红光，短日植物，长日植物，远红，光敏素缩短，提前，延长，不开花，延长，延退，缩短，提前3. Pr , Pfr ,相互转化，Pfr660-665 , 725-730短日照到来迟；缺少低温，不能通过春化；缺少长日照4. 冬性，半冬性，春性15.15.温度，天数16.临界日长，暗期17.临界日长，暗期18.短日，长日19.减少,增加20.长口，短口21.红光,远红光22. Pr, Pfr22. Pr, Pfr22. Pr, Pfr23.平行,23.平行,23.平行,垂直24.雄，雌低温，水分，氧气，养料光周期诱导，春化作用，植物色素，带类化合物，植物激素，碳/氮比火日植物，短H植物，H中性植物25. 蚩白质，生色团，生色团小麦，油菜，萝卜，大豆，玉米，高粱-春化素-淀粉型，脂肪型，风，虫-维生素E，脯氨酸-6-40% , 1-5 C,较高，较低或为零-硼，钙-珠孔受精，合点受精，中部受精胚，种子-怫I皮甘，芸香脊-硼与糖形成硼糖复合物而促进糖分的吸收与代谢，硼参与合成果胶物质而利于花粉管壁的建造-增加染色体倍数,-增加染色体倍数,-增加染色体倍数,利用年龄因素，高温处理,激素或抑制剂处理，离体培养，细胞杂交或原生质体融合四、选择题1. ( 1 )1. ( 1 )1. ( 1 )2.)3. ( 4 )4. ( 2 )5. ( 3 ) 6. ( I )7. ( 2 )8.)9. ( 4 )10. ( 3 )11. ( 3 )12. 3 )13. ( 2 )14.1 ) 15. ( 2)16. ( 3)17. ( 3)18. ( I )19. ( 2 )20.I ) 21. ( 4)22. ( 3)23. ( 2五、是非题1. X 2. X 3. X 4. X 5. 6. X7. V 8. x 9. x 10. V 11.寸 12. x寸】4.寸 15. x 16. x 17. x 18.寸19.X20. 421.22. J23.X 24.X25.寸26. 27. V28. x 29.寸30. x六、问答题芹菜放在温暖的室内，茎尖用胶管缠绕，通入冰冷的凉水，芹菜开花；如果放在冷室内，在茎尖的胶管 内通入温水，芹菜不开花。1. 感受光周期刺激的部位是成长的叶片，产生反应的部位是茎尖生长点。例如：将菊花（短日照植物）叶 片放任短日照条件卜茎尖放在长日照条件卜植物开花：叶片放在长日照条件卜，茎尖放在短日照条件E 不开花；整株处于短日照条件下，开花，整株处于长H照条件下，不开花。总之，只要叶片处于短日照下, 菊花就开花。2. （ 1 ）用暗期中断试验证明 试验表明：用短时间的黑暗打断光期，并不影响光周期诱导，长日植物照 样开花，短日植物照样不开花；如果用闪光中断暗期，短日植物不开花，处于营养生长状态，相反却诱导 了长日植物开花。如此可见，暗期比光期更重要，因为暗期的长度决定植物是否产生花原基。（2 ）将光期长度固定在4h和16h ,改变暗期长度，用大豆（短日植物）作实验材料，结果表明：光 期4h和16h大豆都能开花，只是4h的开花数减少，但暗期长度必须超过10h ,大豆才能开花，短于10h 不能开花。说明暗期的重要性在于影响花原基的形成，决定植物是否开花，而光期的长短，只是影响开花 数目的多少。3. （ 1 ）于洋葱收获前25天，用0.25%MH处理，能抑制洋葱顶端细胞分裂，延长休眠，抑制洋葱开 花。（2 ）在贮藏过程中（春化作用结束之前）用35 C高温处理，起到去春化作用，防止开花。4. 七种类型：（1 ）短日植物：是指能被短于植物的临界日长的光周期条件所诱导和促进开花的植物。如大豆、玉米和 菊花等。（2 ）长日植物：是指能被长丁植物的临界日长的光周期条件所诱导和促进开花的植物。如小麦、白菜和 天仙子等。（3 ）日中性植物：是指在任何日照长度下均能开花，或者说开花不受日照长短影响的植物。如四季豆、 月季、番茄。（4 ）长-短日枇物：先需要长H照，后需要短日照才能开花。如大叶落地生根、叶香树等。 5 ）短-长日植物：先需要短日照，后需要长日照才能开花。如风铃草、瓦松等。（6 ）中日性植物：只在中等日照长度下才能开花。如甘蔗。（7 ）两端日照植物：只在较长或较短日照下才能开花。5. 植物光周期现象的形成，是长期适应该地区自然光周期的结果。纬度不同，不同光周期类型的植物分布 亦不同。在低纬度地区，因为没有长口照条件，所以只有短日植物。在高纬度地区，适于长日植物生长， 所以这里分布着长日植物。在中纬度地区（温度），长日照与短日照条件都有，因此长日植物与短日植物 均有分布。所有这些都与原产地生长季节的日照条件相适应。光周期现象叮应用于：（1 ）正确地引种栽培a. 了解被引进品种对光周期的反应类型：b, 了解原产地与引种地日照条件的差 异；c.考虑被引进作物收获的是营养体，还是收获果实或种子。（2 ）在育种上应用a.选育对光周期不敏感的植物：b.杂交时控制光照时间，克服花期不遇。（3 ）在蔬菜、花卉栽培上应用栽种叶菜、根菜类，不满足其对光周期的要求则抑制开花；收获的是花 菜、果菜类，尽虽满足对日照的要求，促进开花：为使菊花（短日植物）提前开花，可进行遮光处理。6. 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600660nm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nJ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比值有利于短日植物成花，而相对高的Pfr / Pr比值有 利于长日植物成花。7. ( 1 )有些植物(紫罗兰)经低温处理后GA含量并不增加，却照样开花:(2 ) GA处理后先抽苔，后花芽分化，而经低温处理后抽苔与花芽分化同步；3 )对短日植物，GA不能代替低温诱导开花。8. ( 1 )苍耳嫁接试验：苏联学者柴拉轩(M-X MaftjiaHxuH)将五株苍耳嫁接在一起，只要一个植株 的一个叶片接受短日照，其它植株处于长日照下，所有植株都能开花。(2 )将经过短日照处理的短日植物(如高凉菜)通过嫁接可引起&日植物(如八宝)开花。(3 )长日植物天仙子与短日植物烟草嫁接，不论在长日照条件下或在短日照条件下两者都开花。9. ( I )人工春化处理将萌动的冬小麦种子闷在罐中，放在05 “C低温下4050d ,町用于春 天补种冬小麦：在育种工作中利用春化处理，可以在一年中培育34代冬性作物，加速育种过程；为 了避免春季“倒春寒对春小麦的低温伤害，可对种子进行人工春化处理后适当晚播，使之在缩短生育期的 情况下正常成熟。(2 )调种引种引种时应注意原产地所处的纬度，了解品种对低温的要求。若将北方的品种引种到南方, 就可能因当地温度较高而不能顺利通过春化阶段，使植物只进行营养生长而不开花结实，造成不可弥补的 损失。(3 )控制花期如低温处理可以使秋播的、二年生草本花卉改为春播，当年开花：对以营养器官为收 获对象的植物，如洋葱、当归等，可用解除春化的方法，抑制开花，延长营养生长，从而增加产量和提高 品质。10. ( 1 )可溶性糖含量增加；(2 )氨基酸和蛋白质含量增加：(3 )核酸的合成速度加快。11. ( 1 )夜温高雌花增加；(2 )水分充足、氮肥较多促进雄花分化数增多：(3 )用IAA、CTK和ETH处理黄瓜多开雌花；(4 )用0.3%CO处理黄瓜幼苗可增加雌花/雄花的比例；5 )熏烟也可增加黄瓜的雌花数目。12. 影响植物的性别分化的外界因素有：(1 )光周期的影响长日照促进长曰植物多开雄花，短日植物多开雄花，而短日照则促进短日植物多开 雌花，长日植物多开雄花。（2 ）温周期低温与昼夜温差对许多植物的雌花发育有利，例如番木瓜，低温雌花占优势，中温雌.雄同 花比例赠加，高温雄花占主导。夜间低温对菠菜、大麻、葫芦等植物的雌花发育有利，而对黄瓜则相反， 夜温低雌花减少，夜温高雌花增加。（3 ）营养状况通常水分充足，勰肥较多促进雌花分化：土壤较干、氮肥较少促进雄花分化。（4 ）生长物质的调控IAA促进黄瓜雌花的分化；GA促进黄瓜雄花的分化，以及促进大麻雄株的分 化；CTK与ETH都能促进黄瓜多开雌花。此外，三碘苯甲酸和马来酰J1井抑制雌花的产生：矮壮索则能 抑制雄花的产生。（5 ）其它措施熏烟可增加雌花的数量；机械损伤诱导雌花与雄株的分化。13. 实验证实多种植物激素与植物的成花有关系，但到目前为止未发现一种激素可以诱导所有光周期特性 相同的植物在不适宜的光周期条件下升花。因此，我们认为：植物的成花过程（包括花芽分化和发育）可 能不是受某种激素的单调控，而是受几种激素以定的比例在空间上（激素作用的部位）和时间上（花 器官诱导与发育的时期）的多元调控。植物的成花过程是分段进行的，在不同的光周期条件卜，是通过刺 激或抑制各种植物激素之间的协调平衡来控制植物成花的。在适宜的光周期诱导下或外施某种植物激素， 可改变原有的激素比例关系而建立新的平衡。新建立的平衡会诱导与成花过程有关的基因的开启，合成某 些特殊的mRNA和蛋白质，从而起到调节成花的作用。14. （ 1 ）要了解被引品种的光周期特性，是属于长日植物、短日植物还是日中性植物，以及是否对低温 有所要求。（2 ）要了解作物原产地与引种地生长季节的H照条件和温度的差异。（3 ）要根据被引作物所收获的主要器官（种子、果实或营养体）的不同来确定所引品种。在中国，将短日植物从北方引种到南方，会提前开花，如果所引植物是为了收获果实或种子，则应选择晚 熟品种：而从南方引种到北方，则应选择早熟品种。如将长日植物从北方引种到南方，会延迟开花，如果 所引植物的种植目的是为收获种子，宜选择早熟品种：而从南方引种到北方时，应选择晚熟品种。15. 成熟的正常花粉落在柱头上，吸水后花粉壁破裂，外壁中糖蛋白释放出来与柱头外膜蛋白相乍用， 进行识别。如果花粉与柱头是不亲和性的，花粉的角质酶会被柱头所抑制，花粉管不能生长，柱头表面细 胞会迅速产生脱月氐质沉枳，阻止花粉管进入花柱，如果花粉与柱头是亲和的，花粉管先端产生的角质酶会 将柱头的角质层溶解，花粉管便沿花柱伸长直达子房，进入胚囊后，花粉管先端破裂，放出二个雄核，一 个与卵细胞融合形成胚，另一个与两个极核融合形成初生胚乳核，完成双受精过程。16. 在受精过程中，特别是受精之后，花器及整个植物体都发生了强烈的代谢变化。（1 ）呼吸速率提高如棉花受精时雌蕊的呼吸速率比开花当天华加两倍以上。（2 ） IAA含量增加除小部分IAA由花粉带入外，因受伸刺激，由母本花器重新合成的IAA含量不 断增加。（3 ）物质的运动与转化加快由于授粉受精的刺激，1AA含量的增加，使子房成为一个竞争力很强的 代谢库，促使大量营养物质快速向子房运输。（4 ）各种细胞器发生明显变化和重新分布大量的造粉体与线粒体围绕核排列，核糖体增加并聚集成多 聚核糖体。高尔基体的囊泡增多，内质网数目增多。所有这些都是受精后促使各种代谢活动增强的基础。17. 钙在植物受精作用过程中起若十分重要的作用。主要表现在钙能促进花粉萌发：增加花粉管伸长速率, 诱导花粉管向胚珠方向定向生长而达到受精。此外钙还可以消除有害气体对花粉的伤害和作为各种阻抑剂 的拮抗物质。许多试验都证明，钙能促进花粉的萌发，如在花粉培养基中加入钙，花粉萌发率增加，花粉管伸长速率加 快。受精过程中的集体效应也与钙从花粉中扩散出来有关。钙结合于花粉管壁的果胶质中，增加管壁的强 度，透性减少，因而促进花粉管的伸长。钙还与花粉管的定向伸长有关。有人在金鱼草花上的实验证明，钙在花器中的分布呈一定浓度梯度，柱头 上最少，花柱中稍多，子房中较多，胚珠中最高，花粉管具有向钙离子浓度高的方向生长的特性，因而便 产生向胚珠方向的定向生长。钙可使花粉免受各种化学物质和物理因素之害。如钙M作为各种阻抑剂的拮抗剂，高浓度的硼也HJ抑制花 粉萌发，但加入适量的钙后，这种抑制效果即行消失。钙也可促进花对养分和无机离的吸收，改变花粉 的营养状况。18. 影响高等植物受精的因素主要有：（1）花粉的活力刚从花药中散发出来的成熟花粉活力最强，最容易受精。（2 ）柱头的活力关系到花粉落到柱头上后能否萌发，花粉管能否生长。（3 ）环境条件温度影响花药开裂，也影响花粉的萌发和花粉管的生长。 花粉萌发需要-定的湿度，空气湿度太低会影响花粉生活力和花丝的生IC并使雌蕊花柱干枯，但湿度 太大时花粉会因过度吸水而破裂。 其它如土壤水肥条件、株间的通风、透光等情况因影响雌、雄蕊的发育从而也影响受精。19. 克服不亲和的途径可从遗传和生理两个方面考虑。（1）遗传上克服不亲和的方法选择亲和或不亲和性弱的品种进行种间杂交。 增加染色体倍数。 采用细胞融合法，导入亲和基因。（2 ）生理上克服不亲和的方法避开雌蕊中的识别物质的产生时期如蕾期授粉法和延期授粉法等。 破坏识别物质或抑制识别反应如高温处理、花粉蒙导法、辐射诱变、激素等试剂处理、重复授粉等。 去除识别反应的组织如胚和胚珠培养、切除花柱授粉法、试管受精法、细胞融合或DNA导入技术等。20. 光敏色素是植物体内存在的重要光受体，能吸收红光及远红光并进行可逆的转换反应。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。Pfr具生理活性。两状态随光照条件变化而相互转变。根据光敏色素这些特性可以用下列方 法证明光敏色素存在。(1 )吸足水分的茵苣种子放在白光下，促进其萌发；用波长660nm的红光照射时，也可促进萌发；若 用波长730nm的远红光照射种子，则抑制种子萌发：红光照射后，如再用远红光处理，萌发也受到抑制， 即红光作用被远红光消除了；如果红光和远红光交替多次处理，则种子发芽状况取决于最后一次处理的波 长。根据光化学原理，说明菌苣种子体内存在有吸收红光和远红光并进行可逆转换的光受体光敏色素。(2 )用短日植物苍耳闪光试验证明：在苍耳生长的暗期中间若用660mn的红光进行闪光处理不开花， 而用730nm的远红光照射可使其开花，反复用这两种波长的光交替照射时，相互可抵消彼此的效应，且 最后的效应取决于最后一次所用光的波长，则可确定苍耳体内存在有光敏色素。光敏色素在植物生命活动中作用很广泛，可归结为以几点：(1 )细胞水平光敏色素可影响质体的形成、原生质体膨大、膜透性的改变、细胞的分化及花色素形成。(2 )光形态建成一些需光种子蔑苣、烟草和拟南芥等植物的种子，萌发时需要光照，在红光下萌率高，在远红光下萌发率 低。红光促进种子萌发的原因，可能是提高GA与ABA的比值及改变了膜透性所致。另外光敏色素在光 形态建成中的作用还表现在根原基起始，叶分化与扩大，下胚轴弯钩子张开，子叶张开，单子叶植物叶片 开展，叶片偏上性生长，节间延长，叶片肉质化等。(3 )营养生长子叶运动，节律现象，落叶、休眠、贮藏器官的形成和生长。(4 )生殖生长引起光周期反应，诱导花芽分化开花，并可引起光敏雄性不育。(5 )调控内源激素代谢与运输。(6 )光敏色素还可以调控许多酶的活性，如磷酸H油醛脱氢酶，RNA聚合酶，核糖核酸酶，氛基酸激 活酰等。