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2019年首都经济贸易大学财政学综合考博真题
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高级植物生理学是植物学、作物学等相关专业考博的核心专业基础科目，聚焦植物对环境的响应机制、关键生理过程的分子基础及应用实践，对考生的专业知识系统掌握、逻辑阐释能力与实践应用能力具有关键考查意义。以下为该科目 2018 年考博真题精选样本及高分答案详解，供考生参考答题逻辑与核心考点。若需完整的英语考博真题、本专业课全套真题及深度解析，可通过本页面顶部专属栏目选购，助力系统备考。
- 论述 C3、C4 植物的区别，以及特定环境下 C4 植物光合效率高于 C3 植物的原因。（15 分）
- 为了应对环境变化，如何应用生理学知识指导栽培、育种？（15 分）
- 考点定位：本题聚焦植物光合作用的核心类型与环境适应性，是 “植物光合作用生理” 章节的核心难点考点，考查对 C3、C4 植物光合机制差异及环境适配性的系统掌握。
- 答案详解：
特定环境主要指高温、强光、干旱、低 CO₂浓度，核心原因在于 C4 植物的 “CO₂浓缩机制” 与叶片结构适应性，具体如下：
- ① CO₂浓缩机制减少光呼吸损耗：C4 植物叶肉细胞中的 PEPC 对 CO₂亲和力极高（是 RuBisCO 的 60 倍以上），可在低 CO₂环境下高效固定 CO₂，形成 C4 化合物并转运至维管束鞘细胞。维管束鞘细胞中 C4 化合物分解释放高浓度 CO₂，使卡尔文循环区域的 CO₂浓度远高于 C3 植物，从而抑制 RuBisCO 的加氧酶活性，几乎完全避免光呼吸（光呼吸会消耗光合产物、降低能量利用效率）。
- ② 叶片结构适配高温干旱环境：“花环状” 结构使维管束鞘细胞与叶肉细胞紧密相连，缩短物质运输距离；维管束鞘细胞壁厚、无基粒，可减少水分蒸发，同时避免强光对叶绿体的损伤。高温干旱时，C3 植物为减少水分散失会关闭气孔，导致胞间 CO₂浓度降低，RuBisCO 羧化酶活性下降，光合效率骤降；而 C4 植物 PEPC 的高 CO₂亲和力的特性，即使气孔部分关闭，仍能高效固定低浓度 CO₂，维持较高光合速率。
- ③ 能量利用效率更高：C4 植物光呼吸弱，光合产物损耗少；且其光合系统在强光下不易发生光抑制，可更高效地将光能转化为化学能，在高温强光环境下能量转化效率显著高于 C3 植物。
- 考点定位：本题聚焦植物生理学的实践应用，是 “植物环境生理” 与 “作物育种学” 的交叉考点，考查对植物生理机制与生产实践结合的综合应用能力。
- 答案详解：
环境变化主要包括气候变化（高温、低温、干旱、洪涝）、土壤环境恶化（盐碱化、养分匮乏）、生物胁迫（病虫害）等，结合植物生理学知识的指导路径如下：
- ① 应对干旱 / 洪涝：根据植物抗旱生理机制，采用 “控水炼苗”（苗期适度干旱诱导根系发达、提高脯氨酸等渗透调节物质含量）、覆盖保墒（减少土壤水分蒸发）、滴灌节水（避免水分过多导致根系缺氧）等措施；洪涝时及时排水，配合施用生根剂（促进根系呼吸功能恢复），缓解缺氧对根系有氧呼吸的抑制。
- ② 应对高温 / 低温：高温时，通过遮阳网减弱强光辐射（避免光合系统光抑制）、喷水降温（维持叶片气孔开放，保证 CO₂供应），增施钾肥（提高植物耐热性）；低温时，基于植物抗寒生理，采用地膜覆盖（提高地温，保护根系）、喷施抗寒剂（如脱落酸、水杨酸，诱导抗寒基因表达），培育壮苗（增加可溶性糖、不饱和脂肪酸含量，降低冰点）。
- ③ 应对土壤盐碱化：根据植物耐盐生理，采用 “洗盐压碱”（降低土壤盐分浓度）、施用有机肥（改善土壤结构，提高根系吸水能力），种植时采用 “盐胁迫锻炼”（苗期适度盐处理，诱导渗透调节物质合成），同时选用耐盐性强的作物品种（如棉花、向日葵）。
- ④ 优化养分管理：基于植物矿质营养生理，根据作物不同生育期的养分需求规律（如水稻分蘖期需氮、灌浆期需钾），精准施肥；采用 “根际调控” 技术（施用微生物菌剂，促进根系对养分的吸收利用），提高肥料利用效率，减少环境污染。
- ① 抗逆育种：以植物生理指标为筛选依据，培育抗逆品种。例如，筛选 “渗透调节物质（脯氨酸、甜菜碱）含量高”“抗氧化酶（SOD、POD、CAT）活性强” 的材料，培育抗旱、耐盐品种；筛选 “低温下光合系统稳定性高”“不饱和脂肪酸含量高” 的材料，培育抗寒品种。
- ② 高光效育种：借鉴 C4 植物光合机制，通过杂交育种、基因工程等手段，将 C4 植物的 PEPC 基因、CO₂转运相关基因导入 C3 作物（如水稻、小麦），增强其 CO₂固定效率，降低光呼吸，培育高光效品种；筛选 “RuBisCO 羧化酶活性高”“叶面积指数合理”“光合产物转运效率高” 的材料，提高作物光能利用率。
- ③ 优质育种：基于植物物质合成生理，调控光合产物分配与代谢。例如，通过调控蔗糖合成酶、淀粉合成酶的活性，培育 “高蛋白”“高淀粉”“高油” 作物品种；基于植物激素生理，筛选 “赤霉素含量适宜”“乙烯释放量低” 的材料，培育耐储存、品质优良的果蔬品种。
- ④ 广适性育种：筛选 “根系发达（吸水吸肥能力强）”“气孔调节能力灵活（适应环境水分变化）”“抗逆相关基因（如 DREB、LEA 基因）表达量高” 的材料，培育适应多种环境胁迫的广适性品种，应对气候变化带来的环境不确定性。
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