植物生理学复习资料难点.doc

植物生理学第一章 植物的水分生理1、 水分在植物生命活动中的作用（1）水是细胞原生质的重要组分（2）水是代谢过程的反应物质 （3）水是植物吸收和运输物质的溶剂（4）水使植物保持挺立姿态（5）水的某些理化性质有利于植物的生命活动2、植物细胞对水分的吸收方式：吸胀性吸水、渗透性吸水、代谢性吸水3、水势： 每偏摩尔体积水的化学势与纯水的化学势的差值。 4、由于纯水的自由能最大，所以水势也最高。然而水势的绝对值不易测得，所以人为地将标准状况下（1个大气压，与体系同温度）纯水的水势规定为 0。 溶液水势与纯水水势相比，由于溶液中溶质降低了水的自由能，因而溶液水势低于纯水水势，成为负值。水势的单位：Pa(帕)或MPa(兆帕)。 1 MPa 106Pa5、渗透势(或 s )：液泡中含有很多可溶性物质(如蔗糖、KCl等)，溶质的存在使水分子自由能下降，水势成为负值，这个改变值称为渗透势或溶势。 压力势(p)：植物细胞的细胞壁具有弹性伸张的性质。细胞壁的壁压可使细胞溶液自由能增加，水势提高。这个改变值称为压力势。细胞水势(w)、衬质势(m ）、渗透势( )、压力势(p)之间的关系为：w = m + + p6、质壁分离：植物细胞因液泡失水而使原生质与细胞壁分离的现象。7、P15 图8、根系吸水途径：质外体途径、跨膜途径、共质体途径9、根毛区吸水能力最强10、根系吸水有两种方式：主动吸水和被动吸水11、伤流和吐水是根压存在的证明，也是根系主动吸水的表现。12、蒸腾拉力：因叶片蒸腾作用而产生的一系列水势梯度使导管中水分上升的力量，叫蒸腾拉力蒸腾作用：植物通过其表面(主要是叶片）使水分以气体状态从体内散失到体外的现象。13、蒸腾作用的意义 （1）蒸腾作用是水分吸收与运转的动力 （2）蒸腾作用促进木质部汁液中物质的运输 （3）蒸腾作用能够降低叶片温度 （4）蒸腾作用有利于气体交换14、蒸腾作用的指标：（1）蒸腾速率：也叫蒸腾强度，是指植物在单位时间内、单位叶面积上通过蒸腾而散失的水量。（2)蒸腾效率：指植物在一定生育期内蒸腾1kg水所积累干物质的克数。（3）蒸腾系数： 也叫需水量，是指植物在一定生育期内每合成1克干物质所消耗的水分克数。15、气孔蒸腾：皮孔蒸腾(枝条)、 角质蒸腾(叶片）、气孔蒸腾(叶片)16、气孔的特点：（1）气孔数目多而面积小（2）保卫细胞体积小 （3）保卫细胞具有不均匀加厚的细胞壁17、气孔蒸腾的过程：气孔蒸腾的过程可分为两步进行：首先，水在气孔下腔周围的叶肉细胞及其间隙中由液态转变为气态(蒸发)；然后，水蒸气通过气孔下腔和气孔飞逸到大气中(扩散)。由于叶肉细胞间隙经常为水蒸汽所饱和，所以扩散过程是影响蒸腾速率的关键。18、小孔扩散原理：水分子经过小孔的扩散速率，不与小孔的面积成正比，而与小孔的周长成正比。这也称为边缘效应。19、影响蒸腾作用的因素：光照、大气湿度、温度、风20、降低蒸腾的途径：减少蒸腾面积、降低蒸腾速率、使用抗蒸腾剂21、水分运输：土壤根毛皮层中柱根的导管或管胞茎的导管或管胞叶的导管或管胞叶肉细胞叶肉细胞间隙气孔下腔气孔大气第二章 植物的矿质营养1、矿质营养：植物对矿质元素的吸收、运转与同化的过程2、判断植物必需元素的标准1、完全缺乏某种元素，植物不能正常的生长发育，即不能完成生活史。2、完全缺乏某种元素，植物出现专一的缺素症状，不能被其它元素替代 ，但可为该元素预防和恢复 3、某种元素的功能必需是直接的，而不是由于改善土壤或培养基的物理、化学和微生物条件所产生的间接效应。3、植物必需元素：碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、铁(1860年以前发现)、锰(1922年)、硼(1923年)、锌(1926年)、铜(1931年)、钼(1938年)、氯(1954年)、镍(1992年)。前9种元素含量很高(占干重的0.1%以上)，叫做大量元素；后8种元素含量很低，叫做微量元素。4、肥料的三要素：氮、磷、钾5缺素症状： 一般，缺乏N、P、 K 、 Mg 、Zn等时较老的器官或组织先出现症状。缺乏Ca、B、Cu、Mn、Fe、S时幼嫩的器官或组织先出现症状。6、杜南平衡：细胞内可扩散正负离子浓度乘积等于细胞外可扩散正负离子浓度乘积时的平衡，叫做杜南平衡 K内 Cl-内=K外 Cl-外7、胞饮作用：细胞通过膜的内折从外界直接摄取物质进入细胞内的现象8、根系吸收矿质元素的特点： a、根系吸盐与吸水的相对性;b、根系吸盐选择性c、单盐毒害与离子间的拮抗性9、影响根系吸收矿质元素的因素：土壤温度、土壤通气状况、土壤pH状况、土壤离子的相互作用（协同作用、竞争作用）10、诱导酶：植物本来不含某种酶，但在特定外来物质（如底物）的影响下，可以生成这种酶。11、植物细胞对矿质元素的吸收：被动吸收、主动吸收、胞饮作用第三章 植物的光合作用1、光合作用:绿色植物利用太阳的光能，将CO2和H2O转化成有机物质，并释放O2的过程。 2、叶绿体：是进行光合作用的完整单位3、高等植物的叶绿体色素：叶绿素、类胡萝卜素叶绿素：是光合作用过程中最重要、最有效的色素高等植物的叶绿素有两种：叶绿素a(蓝绿色)和叶绿素b(黄绿色)类胡萝卜素有两种：胡萝卜素(橙黄色)和叶黄素(黄色)据在光合作用中所起的作用叶绿体色素又可分为两类：聚光色素和反应中心色素4、吸收光谱：反映某种物质吸收光波的光谱5、叶绿素合成外界条件影响：光照、温度、营养元素6、光合作用的光反应：原初反应 电子传递和光合磷酸化 碳同化 原初反应：包括光能的吸收、传递和转换为电能的过程 电子传递和光合磷酸化：将电能转变为活跃化学能的过程碳同化：将活跃化学能转变为稳定化学能的过程（1）原初反应：是光合作用的起点，包括光能的吸收、传递和转换。 速度极快、与温度无关 光能的传递：光合单位是指吸收、传递和转换一个光量子所需要的叶绿体色素分子数目的总和，它可以进行完整的光化学反应 光合单位=聚光色素系统+反应中心 光能的转换(光化学反应)：在反应中心完成反应中心色素分子获得光能受激，并引起电荷分离，最终将光能转换为电能： D P AD P* AD P+ A-D+ P A- （2）电子传递和光合磷酸化两个光系统：光系统( PS)、光系统( PS) PS：PS颗粒较小(直径11nm)，位于类囊体膜的外侧(基质侧)。其反应中心色素分子的最大吸收峰在700nm，称为P700。 PS的主要特征是与NADP的还原相偶连，能被远红光(685nm)激活，进行长波反应。 PS：PS颗粒较大(直径17.5nm)，位于类囊体膜的内侧(腔侧)。其反应中心色素分子的最大吸收峰在680nm，称为P680。PS的主要特征是与水的光解和放氧相偶连，能被短波红光(680nm)激活，进行短波反应7、碳的同化：包括CO2的固定和还原 高等植物同化CO2有三条途径：C3途径、 C4途径和CAM途径（1）C3途径分为三个阶段：羧化阶段、还原阶段、再生阶段 羧化阶段：在RuBP羧化酶的作用下CO2与RuBP反应生成2分子的PGA。还原阶段：首先，在PGA激酶作用下PGA变成1、3-二磷酸甘油酸(DPGA)，然后在NADP-GAP脱氢酶作用下，DPGA被还原为甘油醛-3-磷酸(GAP)，形成第一个三碳糖再生阶段：还原阶段形成的GAP在叶绿体的基质里，经过一系列的C3、C4、C5、C6和C7的变化，又转化成CO2的受体RuBP(即RuBP的再生) （2）C4途径：CO2受体是磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)，第一个产物是草酰乙酸(OAA) C4途径可分为三个阶段：固定阶段、转移阶段、再生阶段 固定阶段：在叶肉细胞的细胞质里，在磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶(PEP羧化酶) 催化下，CO2与PEP结合，生成草酰乙酸转移阶段：MAL和ASP进入维管束鞘细胞在那里脱羧释放CO2，转变为丙酮酸或丙氨酸再生阶段：丙酮酸(或丙氨酸)从维管束鞘细胞转回叶肉细胞，在丙酮酸磷酸二激酶催化下，变成PEP，重新作为CO2的受体，构成一个循环（3）CAM途径(景天酸代谢途径)：景天科、仙人掌科等的一些植物，具有类似C4植物的CO2同化方式，即CAM途径 CAM调节：短期调节、长期调节 短期调节：夜间气孔开放，吸收大量CO2 ；白天气孔关闭，释放CO2。长期调节：在长期干旱条件下，某些兼性或诱导的CAM植物，保持CAM类型，但在水分充足时，则转变为C3类型，即从气孔夜间开放、白天关闭的典型CAM类型转变为白天开放、夜间关闭的C3类型P106 三者植物某些特征比较8、米氏常数Km：其数值等于酶促反应速度为最大速度一半时的底物浓度。 它表示酶和底物之间的亲和力，Km值越大亲和力越弱，反之亦然。9、外界条件对光合速率的影响：光照、二氧化碳、温度，氧气浓度、水分 内部因素对光合速率的影响：植物种类、叶龄、源与库的关系10、光能利用率：是指单位地面上的植物光合作用积累有机物所含能量占照射在同一地面上的日光能量的百分比提高光能利用率的途径：（1）增加光合面积（合理密植，以肥水调节叶面积系数、选育理想株型）（2）延长光合时间（延长生育期、提高复种指数）（3）提高光合效率 第四章 植物的呼吸作用1、 呼吸作用：是植物体一切活细胞内经过某些代谢途径使有机物质氧化分解，并释放能量的过程。分：有氧呼吸、无氧呼吸两大类型。有氧呼吸是植物进行呼吸的主要形式。2、呼吸作用的生理意义：、提供能量；、提供原料；、提供还原力；、防御功能3、呼吸代谢的途径： 呼吸作用实际上是细胞内糖类物质降解氧化的过程。这是由位于细胞内不同区域的相互联系的糖酵解(EMP)、三羧酸循环(TCA) 及戊糖磷酸途径(PPP)等共同完成的。4、三羧酸循环(TCA)：指糖酵解途径所形成的丙酮酸进入线粒体以后，在有氧条件下经过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而完全氧化，形成CO2与H2O的过程。5、NAD:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸，即辅酶；NADP:烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸，即辅酶；FAD：黄素腺嘌呤二核苷酸；PPP：戊糖磷酸途径6、戊糖磷酸途径的意义： a、作为生物合成中NADPH+H+的来源；b、作为生物合成中的原料来源；c、提高植物的抗病力；d、提高植物的适应力7、氧化磷酸化：当底物(AH2)的2H被脱氢酶脱下后经呼吸链传至O2过程中，能量逐渐释放，并通过偶联机制，使ADP变成ATP，即氧化作用与磷酸化作用同时进行，这一过程称为氧化磷酸化。8、两类物质可破坏氧化磷酸化作用：解偶联剂；电子传递抑制剂9、末端氧化酶：在呼吸链的末端能将传来的电子交给氧的酶类线粒体内的末端氧化酶：细胞色素氧化酶；抗氰氧化酶(交替氧化酶)线粒体外的末端氧化酶：酚氧化酶；抗坏血酸氧化酶；乙醇酸氧化酶10、巴斯德效应：氧对发酵作用抑制的现象11反馈控制是指反应体系中的某些中间产物或终产物对其前面某一步反应速度的影响。凡是能使反应速度加快者称为正反馈，凡是能使反应速度减慢者称为负反馈。12、 呼吸作用的调节主要是指受参与代谢的酶的调节，包括酶的合成和活性的调节13影响呼吸作用的因素（呼吸作用的指标）：a、呼吸速率；b、呼吸商（RQ）（ ）呼吸商的大小可指示底物的性质及O2的供应状况。 影响呼吸速率的因素（内部因素）：a、种间差异 ：不同种类的植物具有不同的代谢类型与不同的结构，因而呼吸速率有明显差异：b、器官间差异：生殖器官的呼吸速率高于营养器官。（外部因部）：a、温度；b、水分；c、O2和CO2（ 对植物来说，无氧呼吸时间长，必然导致伤害或死亡）（CO2是呼吸作用的最终产物）。d、机械损伤14、呼吸作用与作物栽培： 呼吸作用是植物体内的代谢中心，它影响植物的营养、物质的吸收、转化、运输、分配，以及细胞分裂、组织产生、器官形成、植株长大。15、呼吸作用与作物抗病：凡是抗病力强的植株感病后，呼吸速率上升幅度大，持续 时间长；抗病力弱的植株则恰好相反。原因：（1、2、3、4、5、自己写）16、呼吸作用与粮食贮藏： 粮食贮藏分两类： 商品粮贮藏：不发霉变质，不降低商品价值。 种子贮藏：保持生活力，尽量延长其寿命。17、呼吸作用与果蔬贮藏：果蔬贮藏通常采用气控法或温控法，或两者并用。第五章 植物生长物质1、 植物生长物质：是指具有调控植物生长发育的一些生理活性物质。分为：植物激素、植物生长调节剂2、 植物激素：是指在植物体内合成，并经常从产生部位输送到其它部位，对植物生长发育产生显著作用的微量有机物。 植物激素特点：内生性 可运性调节性 植物生长调节剂：是指具有植物激素活性的人工合成的物质。 3、生长素在植物体内的分布：根、茎、叶、花、果实、种子以及胚芽鞘中都有分布，但主要集中在生长旺盛的部位。4、生长素在植物体内的运输：（1）韧皮部运输 ：被动的，通过韧皮部的长距离运输，运输方向决定于两端浓度差。（2）极性运输：只能从形态学的上端向形态学的下端运输，仅限于胚芽鞘、幼茎、幼芽的薄壁细胞之间。5、极性运输是需能的主动过程，证据：（1）极性运输比物理扩散约快10倍。（2）能逆着浓度梯度运输。（3）缺O2条件严重阻碍运输的进行。6、生长素的存在形式 ：自由型、束缚型7、吲哚-3-乙酸(IAA)的生物合成部位：主要是叶原基、嫩叶和发育中的种子 合成途径：（1）吲哚丙酮酸途径（2）色胺途径（3）吲哚乙腈途径（4）吲哚乙酰胺途径 降解：（1）酶促降解 (2)光氧化 生长素的生理效应：（1）促进伸长生长（细胞纵向伸长） （2）促进器官与组织的分化 （3）促进单性结实，形成无籽果实 （4）影响性别分化8、赤霉素（GA）的分布：各个组织与器官，其中生长旺盛的部位，发育中的果实、种子含量高 合成部位：幼芽、幼根、未成熟种子、胚等含量：11000ng/gFW 存在类型：自由型、束缚型运输：运输无极性，可上下双向，通过木质部、韧皮部进行 生物合成前体：甲瓦龙酸 生理效应：（1）促进茎的伸长生长（2）促进抽苔开花（3）打破休眠 （4）促进座果（5）诱导单性结实 （6）影响性别分化 作用机理：（1）赤霉素调节生长素的水平 （2）赤霉素诱导酶的生物合成9、细胞分裂素（CTK）的分布：茎尖、根尖、未成熟的种子等 运输：在植物体内的运输无极性。合成器官: 根尖为主 合成部位： 微粒体 合成途径：3条：由tRNA水解产生由果实或种子自身合成由根尖合成 生理效应：（1）促进细胞分裂与扩大（2）诱导芽的分化（3）促进侧芽发育（4）延迟叶片衰老（5）其他生理作用 10、脱落酸(ABA)：是以异戊二烯为基本单位的倍半萜 生物合成的场所：主要为叶绿体和质体生物合成的前体：是甲瓦龙酸生理效应：（1）促进脱落 （2）抑制生长（3）促进休眠（4）加速衰老（5）促进气孔关闭11、乙烯的分布：乙烯广泛地存在于植物的根、茎、叶、花、果实、种子、块茎、块根 等，含量一般为0.01-10ng /gFW，其中以正在成熟的果实中含量最高。生物合成：甲硫氨酸是乙烯的前身 促进作用、抑制作用 生理效应：（1）三重反应与偏上性反应：抑制茎的伸长生长； 促进上胚轴横向加粗；上胚轴失去负向地性而横向生长 （2）促进果实成熟（3）促进脱落与衰老（4）促进某些植物的开花与雌花分化（5）促进次生物质排出作用机理： 引起特定mRNA合成纤维素酶纤维素离层区的细胞彼此分开 叶片、果实等器官脱落 提高许多酶的活性12、植物生长刺激剂生长素类特点： 均有一个不饱和的芳香族环环上带有酸性的侧链(-RCOOH)； 环与侧链上的羧基之间至少有1个碳原子；环与侧链上的羧基之间应该存在一定的特殊空间关系应用：促进插枝生根防止器官脱落疏花疏果杀除杂草赤霉素类应用：促进结实解除休眠保花保果促进营养生长第六章 植物的生长生理1、生长：由于细胞的分生及扩大引起植物体积与重量的不可逆增加，植物由小变大，由胚最终变成完整植株，这种量上的增加就是生长。2、发育：细胞的分化引起处于不同部位的细胞群发生质的变化，形成执行各种不同功能的组织与器官，这种质的转变就是发育。生长为发育奠定基础，发育是生长的必然结果3、种子休眠：一个具有生活力的种子，在适宜萌发的外界条件下，由于种子的内部原因而不萌发。4、种子休眠的原因：a、种皮障碍；b、胚未完全发育c、种子未完成后熟；d、抑制物质的存在 5、生理后熟：有些植物胚已经发育完全，但在适宜条件下也不能萌发，它们一定要经过休眠，在胚内部发生某些生理生化变化后才能萌发6、生理休眠：由胚未完全发育以及种子未完成后熟造成的休眠7、种子休眠的破除：a、机械破损；b、层积处理；c、药剂处理；d、温热处理；e、清水冲洗；f、物理因素处理8、种子的寿命：种子从完全成熟到丧失生活力(或死亡)所经历的时间9、种子寿命与植物种类的关系：a、短命种子（寿命几小时至几周。如柳属植物种子寿命为12h。）b、中命种子（寿命几年至几十年。大多数栽培植物均在此范围。）c、长命种子（寿命百年至千年。）10、种子的萌发（外界条件）：充足的水分、适宜的温度（种子萌发有温度三基点：最低、最适和最高温度，但变温条件更有利于种子萌发）、足够的氧气，有些种子还需光暗条件。11、种子萌发的生理生化变化：a、吸水过程的变化分为三个阶段： 急剧吸水阶段() 吸胀性吸水 滞缓吸水阶段() 胚根突破种皮 重新迅速吸水阶段() 渗透性吸水 休眠种子则无吸水的第三阶段。b、呼吸速率的变化（急剧上升、滞缓和再急剧上升）c、贮藏物质的变化大分子小分子；不溶性可溶性；贮藏部位(胚乳子叶)胚体，作为物质和能量的来源；d、激素的变化12、种子萌发的过程：a、吸胀；b、萌动；c、发芽13、细胞周期：通常，把经分裂形成的细胞至下次再分裂成两个子细胞所经历的时间细胞周期可分为四个时期：G1期：从上一次有丝分裂结束到DNA合成之前，是DNA合成的准备时期；S期：DNA与组蛋白合成时期，DNA的含量增加一倍。 G2