《植物生理学习题集》

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第一章 植物细胞生理

Ⅰ 教学大纲基本要求和知识要点

一、教学大纲基本要求

了解高等植物细胞的特点与主要结构；了解植物细胞原生质的主要特性；熟悉植物细胞壁的组成、结构和功能以及胞间连丝的结构和功能；了解生物膜的化学组成、结构和主要功能；了解植物细胞主要的细胞器如细胞核、叶绿体和线粒体、细胞骨架、内质网、高尔基体、液泡以及微体、圆球体、核糖体等的结构和功能； 了解植物细胞信号传导的途径； 了解植物细胞的基因组和基因表达的特点。

二、知识要点

细胞是生物体结构和功能的基本单位，可分为原核细胞 ( 如细菌、蓝藻 ) 和真核细胞 ( 其他单细胞和多细胞生物 ) 两大类。原核细胞简单，没有细胞核和高度分化的细胞器。真核细胞结构复杂。植物细胞的细胞壁、质体 ( 包括叶绿体 ) 和液泡是其区别于动物细胞的三大结构特征，细胞是由多糖、脂类、蛋白质、核酸等生物大分子和其他小分子等成分所组成的。原生质的物理特性、胶体性质和液晶性质与细胞的生命活动密切相关。

细胞壁由胞间层、初生壁、次生壁所构成，其化学成分主要是纤维素、半纤维素、果胶、蛋白质等物质。细胞壁不仅是细胞的骨架与屏障，而且在物质运输、抗病抗逆、细胞识别等方面起积极作用。胞间连丝充当了细胞间物质运输与信息传递的通道。

磷脂双分子层是组成生物膜的基本结构，其中镶嵌的各种膜蛋白决定了膜的大部分功能。“流动镶嵌模型”是最流行的生物膜结构模型。生物膜是细胞实现区域化的屏障，也是细胞同外界、细胞器间以及细胞器同细胞基质间进行物质交换的通道。此外，生物膜还是生化反应的场所，并具有细胞识别、传递信息等功能。细胞核是细胞遗传与代谢的调控中心。染色体由核酸与蛋白构成，它是核内最重要的结构物质。叶绿体和线粒体是植物细胞内能量转换的细胞器，并有环状 DNA 及自身转录 RNA 与翻译蛋白质的体系，被称为第二遗传信息系统。它们与细胞核都具有双层被膜。

微管、微丝、中间纤维等构成了细胞骨架，是植物细胞的蛋白质纤维网架体系，它们在维持细胞形态、保持细胞内部结构的有序性、推动细胞器的运动和物质运输等方面起重要的作用。内膜系统是在结构、功能或发生上有联系的一类亚细胞结构。内质网内接核膜、外连质膜，甚至经胞间连丝与相邻细胞相连，参与细胞间物质运输、交换和信息传递。高尔基体则与内质网密切配合，参与多种生物大分子的合成以及膜结构、壁物质与细胞器的组建。

溶酶体与液泡内都富含水解酶，参与细胞内物质的分解和细胞的自溶反应。此外，液泡还具有物质贮藏、调控细胞水分平衡以及参与多种代谢的作用。过氧化体是光呼吸的场所，而乙醛酸循环体则为脂肪酸代谢所不可少，圆球体为油脂积累和代谢所必需。核糖体是蛋白质合成场所。

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在看似无稳定结构的细胞质基质里，进行着一系列复杂而有序的生理生化反应。细胞质基质、细胞器和生物膜系统协调配合，使细胞的结构和功能达到高度的统一。

植物细胞还能感应外界环境的刺激，并且形成或产生某种 ( 些 ) 信号物质，这些信号物质传递到达作用部位，通过胞内信号转导系统最终引起一系列生理生化响应。已确认的胞间信号有脱落酸、吲哚乙酸、细胞分裂素、多胺、乙酰胆碱、水杨酸、寡聚糖等化学信号和电波、水压等物理信号，胞内信号有钙信号系统、肌醇磷脂信号系统和环核苷酸信号系统等。胞间与胞内信号的转化则通过质膜上的受体和 G 蛋白。而引起生理生化反应则需通过蛋白质的磷酸化作用与脱磷酸化作用。蛋白质的可逆磷酸化作用在植物信号转导过程中，有非常重要

的作用 ( 图 1.1) 。

图 1.1 细胞信号传导的主要分子途径

IP 3 ．三磷酸肌醇； DG ．二酰甘油； PKA ．依赖 cAMP 的蛋白激酶； PK Ca 2 ＋ . 依

赖 Ca 2 ＋ 的蛋白激酶；

PKC ．依赖 Ca 2 ＋ 与磷脂的蛋白激酶； PK Ca 2 ＋ ² CaM ．依赖 Ca 2 ＋ ² CaM 的

蛋白激酶

高等植物细胞具有核、叶绿体、线粒体三个基因组，后两组称为核外基因。基因表达包括转录与翻译两个步骤。转录是 RNA 的生物合成，翻译是蛋白质的生物合成，这两个过程受到严格的调节控制。

Ⅱ 习 题

一、名词解释

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原核细胞 内质网 质外体 CaM

真核细胞 微管与微丝 信号转导 细胞骨架

生物膜 溶胶与凝胶 G 蛋白 化学信号

单位膜模型 胞间连丝 第一信使 物理信号

流动镶嵌模型 共质体 第二信使 双信号系统

二、写出下列符号的中文名称

PI PIP PIP 2 IP 3 DG （ DAG ） PKC cAMP

三、填空题

1. 环境刺激 - 细胞反应偶联信息系统的细胞信号传导的分子途径可以分为以

下四个阶段：（ ）、（ ）、（ ）及（ ）。

2. 跨膜信号转导主要通过（ ）和（ ）。

3. 肌醇磷脂信号系统中，产生（ ）和（ ）两种胞内信号，因此又称双信号系

统。

4. 蛋白质磷酸化和去磷酸化分别由（ ）酶和（ ）酶催化。

5. 胞内信号系统有多种，主要有三种：（ ）、（ ）和（ ）。

6. 按照结构，所有的细胞基本上可以分为两种类型：一类是（ ），另一类是

（ ）。

7. 整个细胞壁是由（ ）、（ ）和（ ）三层结构组成。

8. 初生细胞壁的主要组成物质是（ ）、（ ）、（ ）和（ ）四大类。

9. 细胞壁中的蛋白质包括（ ）和（ ）两大类。

10. 细胞膜的主要成分是（ ）和（ ）。

11. 构成植物细胞膜的脂类有（ ）、（ ）、（ ）和（ ）。

12. 在细胞的膜系统中，不饱和脂肪酸如亚油酸、亚麻酸等含双键的脂肪酸，占

脂肪酸总量的百分数称为（ ）。

13. 耐寒性强的植物，膜脂中（ ）比例较大，而且（ ）亦高，有助于低温下保

持膜的（ ）。

14. 生物膜流动性的大小决定于（ ）的不饱和程度，不饱和程度愈（ ），流动

性愈（ ）。

15. 根据蛋白质在膜中的排列位置及其与膜脂的作用方式，膜蛋白可分为（ ）

和（ ）。

16. 生物膜的“三夹板”的结构是（ ）年（ ）提出的；（ ）年（ ）在前人的

基础上，根据电镜观察的结果，提出单位膜模型；（ ）年（ ）等人又提出

膜的“流动镶嵌模型”。

17. 普遍被人们接受的膜结构模型是（ ）。

18. 内质网有两种类型：即（ ）和（ ）。

19. 内质网的功能是多方面的，主要有：（ ）、（ ）和（ ）。

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20. （ ）和（ ）都是微体，其中（ ）与叶绿体、线粒体一起完成（ ）作用，

（ ）能将（ ）经生糖途径转变为糖类。

21. 每个植物细胞含（ ）个线粒体；线粒体的平均长度为（ ） μm 。

22. （ ）被称为细胞的自杀性武器，这是因为它含有各种（ ）。

23. 油料作物种子萌发时，脂类转变为糖的过程在（ ）和（ ）两种细胞器中进

行。

24. 微管是由（ ）蛋白所组成，这种蛋白为（ ）形。

25. 微丝的主要作用是（ ）和（ ）。

26. 微管主要功能有（ ）；（ ）；（ ）。

27. 核糖体是细胞中合成（ ）的场所，每个核糖体是由大小不同的（ ）所组成。

28. 胞间连丝可分为（ ）、（ ）和（ ）三种状态，三者可随细胞发育时期的

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