植物生长与环境

1、植物生长与环境植物生长与环境主讲人：陈民生主讲人：陈民生学习情境二学习情境二：植物植物生理生化指标的测生理生化指标的测定定植植 物物 生生 长长 与与 环环 境境任任 务务 引引 导导1、植物细胞对水分的吸收机理与植物组织水势的测定2、植物的光合作用与植物光合强度的测定3、同化物的运输与分配机制4、植物的呼吸作用与植物呼吸速率的测定5、植物激素和植物生长调节剂子学习情境一：子学习情境一：植物细胞对水分的吸收机理与植物组织水势的测定学习情境二：植物生理生化指标的测定学习情境二：植物生理生化指标的测定学习情境二：植物生理生化指标的测定学习情境二：植物生理生化指标的测定一、植物含水量一、植物含水量一

2、般植物组织含水量占鲜重的一般植物组织含水量占鲜重的60609090二、植物体内水分的存在状态二、植物体内水分的存在状态细胞中的水可分为两类：细胞中的水可分为两类： 束缚水束缚水与细胞组分紧密结合不能自由移动、与细胞组分紧密结合不能自由移动、 不易蒸发散失的不易蒸发散失的水水。自由水自由水与细胞组分之间吸附力较弱，可以自由移动的水。与细胞组分之间吸附力较弱，可以自由移动的水。自由水自由水束缚水束缚水两者比值两者比值原生质原生质代谢代谢生长生长抗逆性抗逆性高溶胶旺盛快弱低凝胶活性低迟缓强学习情境二：植物生理生化指标的测定学习情境二：植物生理生化指标的测定三、水分在植物生命活动中的作用三、水分在植物

3、生命活动中的作用1.1.水分是原生质的组成成分水分是原生质的组成成分 含水量减少含水量减少 溶胶溶胶 凝胶凝胶 含水量增加含水量增加学习情境二：植物生理生化指标的测定学习情境二：植物生理生化指标的测定2.2.水分是生命活动的介质和参与者水分是生命活动的介质和参与者 3.3.水分是物质吸收和运输物质的工具水分是物质吸收和运输物质的工具 4.4.水分能使植物保持固有的姿态水分能使植物保持固有的姿态 生理需水-满足植物生理活动所需要的水分 生态需水-利用水的理化特性,调节植物周围的环境所需要的水分 满足植物生长发育的需要水分，主要是从土壤中吸取的。植物吸水的器官是根，吸水部位是根毛区。细胞是植物体结

4、构和功能的基本单位，植物吸水首先是细胞吸水。 （一）水势 水势水势： 相同温度下，一个系统中一摩尔的水与一摩尔的纯水之间的自由能差。 溶液浓度愈大，水势愈低。 水的流动方向 由水势的高低决定，水由水势高流向水势低的区域。 水在植物体内的移动 主要形式为集流与扩散。 渗透作用是扩散的一种特殊形式。 扩散作用：扩散作用： 物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布的现象。渗透作用渗透作用：水分子通过半透膜由水势高向水势低的部位流动的现象。水分子通过半透膜由水势高向水势低的部位流动的现象。半透膜半透膜：水分子可以自由通过，其他物质有水

5、分子可以自由通过，其他物质有 选择通过的特殊的膜。选择通过的特殊的膜。原生质层：原生质层：包括质膜、细胞质和液泡膜看成一个半透膜，液泡内的细胞包括质膜、细胞质和液泡膜看成一个半透膜，液泡内的细胞液含许多溶解在水中的物质，具有水势。因此，细胞构成一个渗透系统液含许多溶解在水中的物质，具有水势。因此，细胞构成一个渗透系统 。细胞的吸水方式：细胞的吸水方式： 渗透性吸水（细胞形成液泡后的主要吸水方式）；渗透性吸水（细胞形成液泡后的主要吸水方式）； 吸胀吸水（未形成液泡的细胞的吸水方式）；吸胀吸水（未形成液泡的细胞的吸水方式）； 代谢性吸水（直接消耗能量的吸水方式）。代谢性吸水（直接消耗能量的吸水方式

6、）。植物细胞主要是通过植物细胞主要是通过渗透作用渗透作用来吸收水分的来吸收水分的。质壁分离： 细胞失水使原生质与细胞壁分离的现象。质壁分离复原： 质壁分离的细胞吸水，原生质膨胀最终恢复与细胞壁相接触的现象。 利用细胞质壁分离和质壁分离复原的现象可以判断细胞死活。 1.根系吸水的部位根系吸水的部位 主要在根的尖端，从根尖向主要在根的尖端，从根尖向上约上约10mm的范围内，包括的范围内，包括根冠、根毛区、伸长区和分根冠、根毛区、伸长区和分生区，以生区，以根毛区的吸水能力根毛区的吸水能力最强，最强，因为：因为： 根毛多，根毛多，增大了吸收面积增大了吸收面积(510倍倍)； 细胞壁外层由细胞壁外层由果

7、胶质覆盖，果胶质覆盖，粘性较强粘性较强，有利于和土壤胶有利于和土壤胶体粘着和吸水；体粘着和吸水； 输导组织发达输导组织发达，水分转移，水分转移的速度快。的速度快。根冠分生区伸长区根毛区 主动吸水主动吸水由植物根系生理活动而引由植物根系生理活动而引起的吸水过程。起的吸水过程。 根的主动吸水具体反映在根压上。根的主动吸水具体反映在根压上。 被动吸水被动吸水植物根系以蒸腾拉力为动植物根系以蒸腾拉力为动力的吸水过程。力的吸水过程。 根压根压是指由于植物根系生理活动而是指由于植物根系生理活动而促使液流从根部上升的压力。促使液流从根部上升的压力。 大多数植物的根压为大多数植物的根压为0.10.2MPa，

8、有些木本植物的根压可达有些木本植物的根压可达0.60.7MPa。 伤流和吐水伤流和吐水是证实根压存在的两种生理是证实根压存在的两种生理现象现象。 伤流伤流 从受伤或折断的植物组织伤口处溢出液体的现象。从受伤或折断的植物组织伤口处溢出液体的现象。 伤流是由根压引起的。从伤口流出的汁液叫伤流是由根压引起的。从伤口流出的汁液叫伤流伤流液液。伤流液其中除含有大量水分之外，还含有各种伤流液其中除含有大量水分之外，还含有各种无机物、有机物和植物激素等。无机物、有机物和植物激素等。伤流和根压示意图伤流和根压示意图(1) 伤流液从茎部切口处流出；(2) 用压力计测定根压 植物根系植物根系主动主动吸收土壤溶液中

9、的离子。吸收土壤溶液中的离子。 离子转运到根的内皮层内，使中柱细胞和离子转运到根的内皮层内，使中柱细胞和导管的溶质增加。导管的溶质增加。 内皮层的水势低于土壤溶液的水势时，土内皮层的水势低于土壤溶液的水势时，土壤中的水分顺水势梯度从外部经内皮层渗透壤中的水分顺水势梯度从外部经内皮层渗透进入中柱细胞和导管。进入中柱细胞和导管。 1.土壤温度土壤温度 土温低使根系吸水下降，原因：土温低使根系吸水下降，原因： 粘度增加，扩散速率降低；粘度增加，扩散速率降低； 根系呼吸速率下降，主动吸水减弱；根系呼吸速率下降，主动吸水减弱； 根系生长缓慢，有碍吸水面积的扩大。根系生长缓慢，有碍吸水面积的扩大。 土温过

10、高对根系吸水不利，原因：土温过高对根系吸水不利，原因： 提高根的木质化程度，加速根的老化，提高根的木质化程度，加速根的老化， 根细胞中各种酶蛋白变性失活。根细胞中各种酶蛋白变性失活。 2.2.土壤通气状况土壤通气状况 CO2浓度过高或浓度过高或O2不足，则根的呼吸减弱，不但会影响根压不足，则根的呼吸减弱，不但会影响根压的产生和根系吸水，而且还会因无氧呼吸累积较多的酒精而使根的产生和根系吸水，而且还会因无氧呼吸累积较多的酒精而使根系中毒受伤。系中毒受伤。3.土壤水分土壤水分 土壤缺水时，植物细胞失水，膨压下降，叶片、幼茎下垂，土壤缺水时，植物细胞失水，膨压下降，叶片、幼茎下垂，这种现象称为萎蔫。

11、这种现象称为萎蔫。 4.土壤溶液浓度。土壤溶液浓度。 土壤溶液浓度过高，土壤水势降低，若低于根系水势植物不能土壤溶液浓度过高，土壤水势降低，若低于根系水势植物不能吸水反而失去水分，这样导致生理性干旱。吸水反而失去水分，这样导致生理性干旱。 一、蒸腾作用一、蒸腾作用1.蒸腾作用：蒸腾作用：植物体内的水分以气态散植物体内的水分以气态散失到大气中去的过程。失到大气中去的过程。2.蒸腾作用的生理意义蒸腾作用的生理意义 蒸腾拉力是植物吸水与转运水分的主蒸腾拉力是植物吸水与转运水分的主要动力要动力 促进木质部汁液中物质的运输促进木质部汁液中物质的运输 降低植物体的温度（夏季，绿化地带降低植物体的温度（夏季

12、，绿化地带的气温比非绿化地带的气温要低的气温比非绿化地带的气温要低3-5 ） 有利于有利于CO的吸收、同化的吸收、同化3.蒸腾作用的方式蒸腾作用的方式皮孔蒸腾（茎、枝）皮孔蒸腾（茎、枝）角质层蒸腾（叶）角质层蒸腾（叶）气孔蒸腾（叶）气孔蒸腾（叶）植物蒸腾作用的最植物蒸腾作用的最主要方式主要方式 1.气孔的形态结构及生理特点气孔的形态结构及生理特点 ： 气孔是植物表皮上一对特化的细胞保卫细胞和由其围绕形成的开口的总称，是植物进行体内外气体交换的门户。 植物叶片表面特别是叶缘部分分布着大量的气孔，但气孔很小。气孔所占面积，不到叶面积的1%，但气孔的蒸腾量却相当于所在叶面积蒸发量的1050，甚至10

13、0。 2.小孔扩散律： 气体通过多孔表面扩散的速率,不与小孔的面积成正比，而与小孔的周长成正比。 蔗糖淀粉假说蔗糖淀粉假说 气孔运动是由于保卫细胞中蔗糖和淀粉间的相互转气孔运动是由于保卫细胞中蔗糖和淀粉间的相互转化而引起渗透势改变而造成的。化而引起渗透势改变而造成的。 2. 无机离子泵学说又称无机离子泵学说又称K+泵假说泵假说。 K+从副卫细胞转运到保卫细胞中引起渗透势下降，气孔张开；K+反向转运，则气孔关闭。 淀粉淀粉可溶性糖可溶性糖（pH6.17.3）（pH2.96.1）淀粉磷酸化酶淀粉磷酸化酶 1.光 通常气孔在光下张开,暗中关闭。 2.水分 水分胁迫条件下气孔开度减小，如蒸腾过于强烈，

14、即使在光下，气孔也会关闭。 3.温度 随温度的上升气孔开度增大，30左右开度最大。 4.风 微风促进蒸腾，强风引起气孔关闭。 总之：外界较高的光强和温度、较低的湿度、较大的风速有于气孔的蒸腾。 一、水分传导途径：一、水分传导途径： 土壤土壤 根毛根毛 皮层皮层 内皮层内皮层 中柱鞘中柱鞘 根根的导管的导管 茎的导管茎的导管 叶柄导管叶柄导管 叶肉细胞叶肉细胞 叶细胞间隙叶细胞间隙 气孔下腔气孔下腔 气孔气孔 大气大气 二、二、 水分传导的速度水分传导的速度 在根、茎、叶细胞内的运输有两种途径：在根、茎、叶细胞内的运输有两种途径：（1）经过质外体（导管等）。运输速度一般）经过质外体（导管等）。运

15、输速度一般345mh-1 （2）经过活细胞。以渗透方式进行运输，运输距离短，运输阻经过活细胞。以渗透方式进行运输，运输距离短，运输阻力大，一般只有力大，一般只有10-3cmh-1 子学习情境二：子学习情境二：植物的光合作用与植物光合强度的测定学习情境二：植物生理生化指标的测定学习情境二：植物生理生化指标的测定第二节 光合作用的机制 第三节 影响光合作用的因素 第四节 光合作用与作物生产 第一节 叶绿体和光合色素 一、叶绿体一、叶绿体第一节 叶绿体和光合色素（一）叶绿体的形态及分布（一）叶绿体的形态及分布 高等植物的叶绿体大多呈扁平椭圆形，每个细胞中叶绿体的大小与数目依植物种类、组织类型以及发育

16、阶段而异。一个叶肉细胞中约有10至数百个叶绿体，其长37m，厚23m。 叶肉细胞中的叶绿体较多分布在与空气接触的质膜旁，在与非绿色细胞(如表皮细胞和维管束细胞)相邻处，通常见不到叶绿体。这样的分布有利于叶绿体同外界进行气体交换。 1被膜 2基粒 3基质 4类囊体5基粒片层6基质片层第一节 叶绿体和光合色素（二）叶绿体的基本结构（二）叶绿体的基本结构 二、光合色素二、光合色素 叶绿素a的结构叶绿素：a，b，c，d。 叶黄素类胡萝卜素 胡萝卜素藻胆素光合色素第一节 叶绿体和光合色素光照：黄化现象。温度：2 ，30 ，40。（三基点）营养元素：N、Mg、Fe、Mn、Cu、Zn。氧气：缺氧影响叶绿素的

17、合成 。水分：干旱时叶片呈黄褐色 。三、影响叶绿素形成的条件三、影响叶绿素形成的条件 第一节 叶绿体和光合色素返回第二节 光合作用的机制 光合作用的实质是将光能转变成化学能。根据能量转变的性质，将光合作用分为三个阶段：1.光能的吸收、传递和转换成电能，主要由原初反应完成；2.电能转变为活跃化学能，由电子传递和光合磷酸化完成；3.活跃的化学能转变为稳定的化学能，由碳同化完成。 原初反应电子传递碳同化一、原初反应一、原初反应聚光色素聚光色素：亦称天线色素，能吸收、传递光能到作用中心色素分子上起光学反应，包括大部分的叶绿素a,全部的叶绿素b和类胡萝卜素. 中心色素中心色素：亦称作用中心色素，能接受聚

18、光色素传递来的光能并通过光化学反应将其转化为电能,指少数特殊状态的叶绿素a(P680和P700)。（一）光能的吸收与传递（一）光能的吸收与传递 第二节 光合作用的机制 （二）光化学反应（二）光化学反应第二节 光合作用的机制 原初反应的光化学反应是在光合作用中心进行的，通过光化学反应将光能转换为电能。光合作用中心是发生原初反应的最小单位，它至少包括一个中心色素分子（P）、一个原初电子受体（A）和一个原初电子供体（D）。 第二节 光合作用的机制 光系统和光系统的组成 光系统DPAPSPCP700P430PSZP680Q光合作用中存在两个光反应，分别由两个不同的光系统完成 。返回二、电子传递和光合磷

19、酸化二、电子传递和光合磷酸化 第二节 光合作用的机制 （一）电子传递（一）电子传递 第二节 光合作用的机制 （二）光合磷酸化（二）光合磷酸化 光合磷酸化共分为三种类型：.非环式光合磷酸化非环式光合磷酸化 .环式光合磷酸化环式光合磷酸化 .假环式光合磷酸化假环式光合磷酸化 返回C3途径途径 三、碳同化三、碳同化 植物利用光反应中形成的NADPH和ATP将CO2转化成稳定的碳水化合物的过程，称为CO2同化或碳同化。根据碳同化过程中最初产物所含碳原子的数目以及碳代谢的特点，将碳同化途径分为三类：C3途径、C4途径和CAM途径。 第二节 光合作用的机制 C4途径途径 CAM途径途径 （一）（一）C3途

20、径（卡尔文循环）途径（卡尔文循环） C3循循环中环中反应反应物及物及产物产物的生的生成成 （一）（一）C3途径（卡尔文循环）途径（卡尔文循环） C3途径是光合碳代谢中最基本的循环，是所有放氧光合生物所共有的同化CO2的途径。整个循环由RuBP开始至RuBP再生结束，共有14步反应，均在叶绿体的基质中进行。全过程分为羧化、还原、再生3个阶段。 C3途径的总反应式可写成：3CO2+5H2O+9ATP+6NADPHGAP+9ADP+8Pi+6NADP+ +3H+ 返回（二）（二）C4途径途径 C4途径中的反应虽因植物种类不同而有差异，但基本上可分为羧化、还原或转氨、脱羧和底物再生四个阶段（见右图）。

21、 返回（三）景天酸代谢途径（景天酸代谢途径（CAM） （三）景天酸代谢途径景天酸代谢途径 返回CAM途径主要反应是两类羧化反应。即在黑暗中进行PEPC的羧化反应和在光下进行Rubisco的羧化反应，与此相伴随的是由PEP羧化生成草酰乙酸并进一步还原为苹果酸的酸化作用和由苹果酸释放CO2的脱羧作用。 第三节 影响光合作用的因素 一、光合速率及表示单位 光合速率通常是指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或O2的释放量，也可用单位时间、单位叶面积上的干物质积累量来表示。常用单位有：mol CO2m-2s-1 第三节 影响光合作用的因素 二、影响光合作用的内部因素 （一）叶片的发育和结构 1、叶龄 2

22、、叶的结构 （二）光合产物的输出 三、影响光合作用的外部因素 第三节 影响光合作用的因素 （一）光照 光饱和现象：光照增加到一定强度光合速率不再增加的现象。 光饱和点：刚刚达到光饱和现象时的光照强度。 光补偿点：光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量相等时的光照强度。 CO2饱和点：CO2浓度继续增加光合速率不再增加，此时CO2的浓度称CO2饱和点。 CO2补偿点：光合作用吸收的CO2量与呼吸作用释放的CO2量相等时的CO2浓度。 CO2 补偿点以上，CO2 饱和点以下的区间内，净光合速率与CO2浓度成正比。第三节 影响光合作用的因素 （二）CO2 最高温度：4050三基点 最适温度：

23、2535 最低温度：57昼夜温差对光合净同化率有很大的影响。 在一定温度范围内，昼夜温差大有利于光合积累。 （三）温度 第三节 影响光合作用的因素 1、水为光合作用的原料，没有水不能进行光合作用。 2、水分亏缺会使光合速率下降。在水分轻度亏缺时，供水后尚能使光合能力恢复，倘若水分亏缺严重，供水后叶片水势虽可恢复至原来水平，但光合速率却难以恢复至原有程度 。（四）水分 第三节 影响光合作用的因素 N、Mg-叶绿素组成P、Cu、Fe-磷酸化（NADP、ATP）K、Mg-激活剂K-气孔调节Fe、Cu、Zn、Mn-叶绿素合成Cl、Mn-水光解（活化剂）（五）矿质营养 第三节 影响光合作用的因素 一天中

24、，外界的光强、温度、土壤和大气的水分状况、空气中的. CO2浓度以及植物体的水分与光合中间产物含量、气孔开度等都在不断地变化，这些变化称为光合速率发生日变化 ，其中光强日变化对光合速率日变化的影响最大。在 （六）光合速率的日变化 第三节 影响光合作用的因素 返回通常把植物光合作用所积累的有机物中所含的化学能占光能投入量的百分比作为光能利用率。在所有的传输能量中仅有5%的能量转化为碳水化合物。第四节 光合作用与作物生产 一、光能利用率 (一)提高净同化率(二)增加光合面积 1.合理密植 2.改变株型 (三)延长光合时间 1.提高复种指数2.延长生育期3.补充人工光照 二、提高作物产量的途径 第四

25、节 光合作用与作物生产 子学习情境三子学习情境三：同化物的运输与分配机制学习情境二：植物生理生化指标的测定学习情境二：植物生理生化指标的测定无论是单细胞的藻类还是高大的树木，都存在体内同化物的运输和分配问题。叶片是同化物的主要制造器官，它合成的同化物不断地运至根、茎、芽、果实和种子中去，用于这些器官的生长发育和呼吸消耗，或者作为贮藏物质而积累下来。而贮藏器官中的同化物也会在一定时期被调运到其他器官，供生长所需要。同化物的运输与分配，无论对植物的生长发育，还是对农作物的产量和品质的形成都是十分重要的。 （一）胞内运输（一）胞内运输 第一节 植物体内有机物质的运输胞内运输是指细胞内、细胞器间的物质

26、交换。有分子扩散、微丝推动原生质的环流、细胞器膜内外的物质交换，以及囊泡的形成与囊泡内含物的释放等。 一、短距离运输系统 ( (二二) )胞间运输胞间运输 第一节 植物体内有机物质的运输1.质外体运输 2.共质体运输 3.质外体与共质体间的运输 第一节 植物体内有机物质的运输二、长距离运输系统 第一节 植物体内有机物质的运输植物体内承担物质长距离运输的系统为维管束系统。 第一节 植物体内有机物质的运输返回1、同化物运输通道韧皮部 2、韧皮部中运输的主要物质：蔗糖 优点：水溶性强-利于运输 不易分解-安全运输 含能量高-高效运输3、运输的方向:单向运输 双向运输 横向运输第二节 同化物的分配及其

27、控制一、源和库的关系一、源和库的关系 （一）源和库的概念（一）源和库的概念 源：源：制造营养并向其它器官提供营养的部位或器官。 库：库：消耗养料和贮藏养料的器官。 ( (二二) )源源- -库关系库关系 第二节 同化物的分配及其控制源强：源器官同化物形成和输出的能力。 库强：库器官按纳和转化同化物的能力 关系：相互依赖，相互制约。源强有利于库强的潜势的发挥，而库强则有利源强的维持。 第二节 同化物的分配及其控制二、同化物的分配及影响因素二、同化物的分配及影响因素 ( (一一) ) 同化物的分配规律同化物的分配规律 植物体内同化物分配的总规律是由源到库，即由某一源制造的同化物主要流向与其组成源库

28、单位中的库。多个代谢库同时存在时，强库多分，弱库少分，近库先分，远库后分。第二节 同化物的分配及其控制1.1.优先供应生长中心优先供应生长中心2.2.就近供应就近供应3.3.同侧运输同侧运输 同化物分配具有以下的特点： 第二节 同化物的分配及其控制( (二二) )影响同化物分配的内在因素影响同化物分配的内在因素 1.源对同化物分配的影响2.流对同化物分配的影响3.库对同化物分配的影响4.生长对同化物分配的影响第二节 同化物的分配及其控制( (三三) )影响同化物分配的外界因素影响同化物分配的外界因素 1.1.温度温度2.2.水分水分 3.3.其它因素其它因素: : 光 、矿质元素、CO2、病原

29、体和寄生植物等 第二节 同化物的分配及其控制三、同化物的再分配与再利用三、同化物的再分配与再利用 植物体除了已经构成植物骨架的细胞壁等成分外，其他的各种细胞内含物当该器官或组织衰老时都有可能被再度利用，即被转移到其他器官或组织中去。 子学习情境四子学习情境四：植物的呼吸作用与植物呼吸速率的测定学习情境二：植物生理生化指标的测定学习情境二：植物生理生化指标的测定第一节 呼吸作用的概念及其生理意义第二节 呼吸代谢的生化途径第三节 电子传递与氧化磷酸化第四节 呼吸作用的生理指标及其影响因素第五节 植物呼吸作用与农业生产的关系 第一节 呼吸作用的概念及生理意义一、呼吸作用的概念（一）有氧呼吸（一）有氧

30、呼吸 有氧呼吸是指生活细胞利用分子氧(O2),将某些有机物彻底氧化分解,形成CO2和H2O，同时释放能量的过程。总反应：C6H12O6+6O26CO2+6H2O （二）无氧呼吸（二）无氧呼吸 无氧呼吸是指生活细胞在无氧条件下，把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。 1、酒精发酵 C6H12O62C2H5OH+2CO2 2、乳酸发酵C6H12O62CH3CHOHCOOH 第一节 呼吸作用的概念及生理意义二、呼吸作用的生理意义 1、为植物生命活动提供能量 2、中间产物是合成植物体内重要有机物质的原料 3、在植物抗病免疫方面有着重要作用 返回第一节 呼吸作用的概念及生理意义第二节

31、 呼吸代谢的生化途径 在高等植物中存在着多条呼吸代谢的生化途径，这是植物在长期进化过程中，对多变环境条件适应的体现。在缺氧条件下进行酒精发酵和乳酸发酵，在有氧条件下进行三羧酸循环和戊糖磷酸途径。 EMP途径途径 TCA循环循环 PPP途径途径 淀粉淀粉 己糖磷酸己糖磷酸 PPPPPP 戊糖磷酸戊糖磷酸 EMPEMP 丙糖丙糖磷酸磷酸 丙酮酸丙酮酸 乙醇乙醇 酒精发酵酒精发酵 脂肪脂肪 乳酸乳酸 乳酸发酵乳酸发酵 脂肪酸脂肪酸 乙酰辅酶乙酰辅酶A A OAA OAA 柠檬酸柠檬酸 乙酸乙酸 OAA OAA 柠檬酸柠檬酸 TCA TCA 乙醇酸乙醇酸 GACGAC 琥珀酸琥珀酸 草酸草酸 乙醛酸乙

32、醛酸 异柠檬酸异柠檬酸 甲酸甲酸GAOPGAOP一、糖酵解一、糖酵解 （EMP途径）途径） 己糖在细胞质中分解成丙酮酸的过程，称为糖酵解途径，简称EMP途径。糖酵解普遍存在于动物、植物、微生物的细胞中。（一）糖酵解的化学历程（一）糖酵解的化学历程糖酵解途径可分为下列几个阶段： 第二节 呼吸代谢的生化途径 （二）糖酵解的生理意义（二）糖酵解的生理意义1、糖酵解普遍存在于生物体中，是有氧呼吸和无氧呼吸途径的共同部分。2、糖酵解的产物丙酮酸的化学性质十分活跃，可以通过各种代谢途径，生成不同的物质。3、通过糖酵解，生物体可获得生命活动所需的部分能量。对于厌氧生物来说，糖酵解是糖分解和获取能量的主要方式

33、。 4、糖酵解途径中，除了由己糖激酶、磷酸果糖激酶、丙酮酸激酶等所催化的反应以外，多数反应均可逆转，这就为糖异生作用提供了基本途径。 返回第二节 呼吸代谢的生化途径 第二节 呼吸代谢的生化途径 二、三羧酸循环二、三羧酸循环(TCA循环循环) 糖酵解的最终产物丙酮酸，在有氧条件下进入线粒体，通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环逐步脱羧脱氢，彻底氧化分解,这一过程称为三羧酸循环(TCA)。 第二节 呼吸代谢的生化途径 三羧酸循环的特点和生理意义三羧酸循环的特点和生理意义1. TCA循环是生物体利用糖或其它物质氧化获得能量的有效途径。2. TCA循环中释放的CO2中的氧，不是直接来自空气中的氧，而是来自

34、被氧化的底物和水中的氧。3. TCA循环中并没有分子氧的直接参与，但该循环必须在有氧条件下才能进行。4. TCA循环既是糖、脂肪、蛋白彻底氧化分解的共同途径；又可通过代谢中间产物与其他代谢途径发生联系和相互转变。 返回第二节 呼吸代谢的生化途径 三、戊糖磷酸途径（三、戊糖磷酸途径（PPP途径）途径） EMP-TCA途径并不是高等植物中有氧呼吸的唯一途径，葡萄糖氧化为磷酸丙糖可不需经过醛缩酶的反应，即戊糖磷酸途径(PPP)，又称己糖磷酸途径(HMP)或己糖磷酸支路。 第二节 呼吸代谢的生化途径 戊糖磷酸途径的特点和生理意义戊糖磷酸途径的特点和生理意义1.PPP是葡萄糖直接氧化分解的生化途径，有较

35、高的能量转化效率。2.该途径中生成的NADPH在脂肪酸的生物合成、氨的同化、丙酮酸羧化等过程中起重要作用。3.该途径中的一些中间产物是许多重要有机物质生物合成的原料。4.该途径形成的糖磷酸酯及酶类与卡尔文循环的中间产物和酶相同，因而可以和光合作用可以联系起来。 5. PPP途径和EMP-TCAC途径的酶系统不同，因此当EMP-TCAC途径受阻时，PPP则可替代正常的有氧呼吸。 返回第三节 电子传递与氧化磷酸化 所谓呼吸链即呼吸电子传递链，是线粒体内膜上由呼吸传递体组成的电子传递总轨道。 一、呼吸链的概念和组成一、呼吸链的概念和组成呼吸链传递体传递电子的顺序是：代谢物NAD+FADUQ细胞色素系

36、统O2。 二、氧化磷酸化二、氧化磷酸化 第三节 电子传递与氧化磷酸化 1.底物水平磷酸化底物水平磷酸化 2. 氧化磷酸化氧化磷酸化 当底物脱下的氢经呼吸链（氢和电子当底物脱下的氢经呼吸链（氢和电子传递体）传至氧的过程中，伴随着传递体）传至氧的过程中，伴随着ADPADP和和Pi Pi 合成合成ATPATP的过程称氧化磷酸化。的过程称氧化磷酸化。返回第四节 呼吸作用的生理指标及其影响因素 一、呼吸作用生理指标一、呼吸作用生理指标 （一）呼吸速率（一）呼吸速率 呼吸速率是最常用的代表呼吸强弱的生理指标，它可以用单位时间单位重量(干重、鲜重)的植物组织或单位细胞、毫克氮所放出的CO2的量(Qco2)或

37、吸收的O2的量(Qo2)来表示。常用单位有：molg-1h-1, lg-1h-1等。 第四节 呼吸作用的生理指标及其影响因素 （二）呼吸商（二）呼吸商 植物组织在一定时间内，放出二氧化碳的量与吸收氧气的量的比值叫做呼吸商(RQ),又称呼吸系数。 二、内部因素对呼吸速率的影响二、内部因素对呼吸速率的影响 第四节 呼吸作用的生理指标及其影响因素 不同的植物种类、代谢类型、生不同的植物种类、代谢类型、生育特性、生理状况，呼吸速率各有育特性、生理状况，呼吸速率各有所不同。所不同。一般而言，凡是生长快的植物呼一般而言，凡是生长快的植物呼吸速率就高，生长慢的植物呼吸速吸速率就高，生长慢的植物呼吸速率就低。

38、例如细菌和真菌繁殖较快，率就低。例如细菌和真菌繁殖较快，其呼吸速率高于高等植物。其呼吸速率高于高等植物。第四节 呼吸作用的生理指标及其影响因素 三、外界条件对呼吸速率的影响三、外界条件对呼吸速率的影响 （一）温度（一）温度 温度三基点：最低、最适、最高。 温度对呼吸作用的影响主要在于温度对呼吸酶活性的影响。第四节 呼吸作用的生理指标及其影响因素 （二）氧气（二）氧气 氧是进行有氧呼吸的必要条件，当氧浓度下降到20%以下时，植物呼吸速率便开始下降；氧浓度低于10%时，无氧呼吸出现并逐步增强，有氧呼吸迅速下降。一般把无氧呼吸停止进行的最低氧含量(10%左右)称为无氧呼吸的消失点。 第四节 呼吸作用

39、的生理指标及其影响因素 （三）二氧化碳（三）二氧化碳 二氧化碳是呼吸作用的最终产物，当外界环境中二氧化碳浓度增高时，脱羧反应减慢，呼吸作用受到抑制。 第四节 呼吸作用的生理指标及其影响因素 （四）水分（四）水分 植物组织的含水量与呼吸作用有密切的关系。在一定范围内，呼吸速率随组织含水量的增加而升高。 返回第五节 植物呼吸作用与农业生产的关系 一、呼吸效率的概念和意义一、呼吸效率的概念和意义 呼吸效率是指每消耗1g葡萄糖可合成生物大分子物质的g数，可用下式表示：呼吸效率(%)合成生物大分子的克数1g葡萄糖氧化100 （一）种子形成与呼吸作用种子形成过程中呼吸速率逐步升高，到了灌浆期呼吸速率达到高

40、峰，此后呼吸速率便逐渐下降。成熟种子的最大呼吸速率与贮藏物质最迅速积累时期相吻合。种子成熟后期PPP途径增强。二、种子及幼苗的呼吸作用二、种子及幼苗的呼吸作用 第五节 植物呼吸作用与农业生产的关系 油料种子的安全含水量是8%- 9%以下淀粉种子的安全含水量是12%- 14%以下安全含水量内水为束缚水，呼吸E活性 降到极限，呼吸极微弱。第五节 植物呼吸作用与农业生产的关系 （二）种子的安全贮藏与呼吸作用（二）种子的安全贮藏与呼吸作用 种子萌发的主要条件是水分、空气和温度。其中水分的充分吸收是种子萌发的先决条件。 （三）萌发种子和幼苗的呼吸作用（三）萌发种子和幼苗的呼吸作用 第五节 植物呼吸作用与

41、农业生产的关系 第五节 植物呼吸作用与农业生产的关系 三、果实、块根、块茎的呼吸作用三、果实、块根、块茎的呼吸作用 呼吸跃变:果实成熟到一定时期，呼吸速率突然升高，然后又突然下降的现象。 跃变型：苹果、香蕉、梨、桃、芒果、番茄 非跃变型：橙、凤梨、葡萄、草莓、柠檬、菠箩1、许多栽培措施是为了保证呼吸作用的正常进行。如早稻浸种催芽时，用温水淋种和时常翻种；水稻的晒田，作物的中耕松土等。2、作物栽培中的许多生理障碍与呼吸直接相关。四、呼吸作用和作物栽培四、呼吸作用和作物栽培 第五节 植物呼吸作用与农业生产的关系 子学习情境五子学习情境五：植物激素和植物生长调节剂学习情境二：植物生理生化指标的测定学

42、习情境二：植物生理生化指标的测定植物生长物质是调节植物生长发育的微量化学物质。它可分为两类：植物激素和植物生长调节剂。植物激素是指在植物体内合成的、通常从合成部位运往作用部位、对植物的生长发育产生显著调节作用的微量小分子有机质。 植物激素种类：目前得到普遍公认的有生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、脱落酸和乙烯五大类。 一、植物激素一、植物激素（一）生长素类（一）生长素类 1、发现 1934年荷兰人郭葛分离纯粹的激素，经鉴定为吲哚乙酸，简称IAA。 生生长长素素类类 生长素在植物体内分布广，但主要分布在生长旺盛和幼嫩的部位。如：茎尖、根尖、受精子房等。 运输存在极性运输（只能从形态学上端向下端运输而不能反向运输）和非极性运输现象。在茎部是通过韧皮部，胚芽鞘是薄壁细胞，叶片中则是在叶脉。 2、分布和运输生生长长素素类类 （1）促进生长）促进生长（2）促进插条不定根的形成）促进插条不定根的形成（3）对养分的调运作用）对养分的调运作用（4）生长素的其它效应）生长素的其它效应 3、生理作用生生长长素素类类 赤赤霉霉素素类类 （二）赤霉素类 1926年日本黑泽英一在研究引起水稻植株徒长的恶苗病时发现的。恶苗病是一种由名为赤霉菌的分泌物引起的水稻苗