植物生理总结

1、 植物生理学 yuyan 植物生理学绪论：1. 植物生理学：植物生理学是研究植物生命规律的科学。2. 植物生命活动内容包括生长发育与形态建成、物质与能量转化、信息传递和转导。生长发育是植物生命活动的外在表现；物质与能量转化是生长发育的基础；信息传递和信号转导是植物适应环境的重要环节。（物质代谢、能量转化、信息传递 课件）3. 植物生理学的奠基人 Sachs ，两大先驱Sachs 和 Pfeffer 。第一篇：植物的物质生产和光能利用第1章 ：植物的水分生理束缚水：细胞内被亲水结构表面或亲水大分子所吸附不易流动的水分称为束缚水 (不直接参与代谢过程；对细胞的活性结构及生物大分子的活性构象具有保护

2、作 用；其含量高低与植物的抗逆能力有关)自由水:细胞内不被亲水物质所束缚，可以自由流动的水分称为自由水。 (直接参与各种代谢过程。其含量变化能明显影响代谢强度)水势：每偏摩尔体积水的化学势称为水势，即水溶液的化学势与同温、同压、同一系统中的纯水的化学势之差，除以水的偏摩尔体积所得的商。化学势：1mol物质的自由能 w=s+p+m+t+g偏摩尔体积：一定温度压力下，1mol水中加入1mol某溶液后，该1mol水所占的有效体积。渗透势：又称溶质势，是由于溶质颗粒的存在，降低了水的自由能，因而其水势低于纯水水势的下降值。压力势：细胞的原生质体吸水膨胀，对细胞壁产生一种作用力相互作用的结果，与引起富有

3、弹性的细胞壁产生一种限制原生质体膨胀的反作用力。往往是正值。重力势：水分因重力下移与相反力量相等时的力量，它是增加细胞水分自由能，提高水势的值，以正值表示。衬质势：细胞胶体物质如蛋白质、淀粉粒、纤维素等亲水性和毛细管（凝胶内部的空隙）对自由水束缚而引起水势降低的值，以负值表示。渗透作用：物质依水势梯度而移动。吸涨吸水：无液泡时，W=m，由衬质势所决定的吸水过程。渗透吸水：有液泡时，植物细胞的水势主要取决于溶质势，由溶质势所决定的吸水过程。w =s+p共质体途径：水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质，形成一个细胞质的连续体，移动速度较慢。跨膜途径：水分从一个细胞移动到另一

4、个细胞，要两次通过质膜，还要通过液泡膜，故称为跨膜途径。（共质体途径和跨膜途径统称为细胞途径。）质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质部分的移动，阻力小移动速度快。质外体：由细胞壁、细胞间隙和木质部的导管等非生命物质连接形成的连续整体。共质体：各细胞的原生质体通过胞间连丝联系在一起形成的连续整体。根压：由植物根系生理活动所产生的可使水进入根内部的根系内外压力差。吐水：从未受伤叶片的尖端或边缘向外溢出液滴的现象。伤流：从植物受伤或折断处的组织中溢出液体的现象。蒸腾拉力：由植物蒸腾失水而形成的吸水动力称为蒸腾拉力。主动吸水：由根压产生的吸水过程称为主动吸水。被动吸水：植物依靠蒸腾拉力所进

5、行的吸水过程称为被动吸水。蒸腾作用：是指水分以气体状态通过植物表面（主要是叶片）从体内散发到体外的现象。内聚力学说：爱尔兰植物学家H. H. Dixon提出的，该学说认为，由于水具有很高的内聚力，它足以抵抗张力，保证了导管中水柱的连续性而使水分不断上升。气穴现象：小气泡在导管中形成空穴化的现象（导管内一些气泡的出现）。（自定）蒸腾速率：单位叶面积单位时间内蒸腾失水量。 H2O g / h*m2蒸腾系数：（或称需水量）每形成1g 干物质所需水分的克数（课件）蒸腾比率：每消耗1Kg H2O所形成干物质的克数。（课件）光合作用同化每摩尔CO2所需蒸腾散失的H2O的摩尔数，即蒸腾比率=蒸腾H2O摩尔数

6、/同化CO2摩尔数。（课本）水分利用效率（WUE)：光合作用同化CO2的速率与同时蒸腾丢失水分的速率的比值。即单位时间内的光合速率/单位时间内的蒸腾速率气孔蒸腾：植物蒸腾作用的最主要形式，通过叶片上的气孔进行蒸腾作用。皮孔蒸腾：植物长大后，茎枝形成木栓，这时茎枝上的皮孔可以蒸腾，这种通过皮孔的蒸腾称为皮孔蒸腾，木本植物具有这种现象。角质层蒸腾：通过角质层的蒸腾，其在叶片蒸腾作用中所占的比重与角质层厚薄有关。水分临界期：植物对缺水特别敏感的时期。 田间持水量：田间土壤有一个最大的持水能力，这个指标统称为田间持水量。永久萎蔫系数：植物刚好发生永久萎蔫时土壤的含水量称为永久萎蔫系数（细砂土3、壤土1

7、0、粘土15）。永久萎蔫点：土壤含水量达永久萎蔫系数时土壤溶液的水势称为永久萎蔫点。水孔蛋白：即水通道蛋白，蛋白性质的跨膜水通道，是一类膜的内在蛋白的统称，植物水孔蛋白有三种，质膜内在蛋白、液泡膜内在蛋白、根瘤共生膜上的内在蛋白。（水分集流是通过膜上的水孔蛋白形成的水通道实施的）填空：1. 水分生理包括：水分的吸收、水分在植物体内的运输和水分的排出。2. 水分在植物细胞内通常呈束缚水和自由水两种状态。3. 细胞吸水的三种方式：扩散、集流和渗透作用。4. 扩散适合于水分短距离的迁徙，如细胞间，不适合于长距离迁徙，如树干导管。5. 植物细胞的集流是通过膜上的水孔蛋白形成的水通道实施的。6. 质壁分

8、离和质壁分离复原现象可证明植物细胞是一个渗透系统。7. 根系吸水的三条途径：质外体途径、跨膜途径和共质体途径。8. 根系吸水的动力：根压和蒸腾拉力。高大乔木水分上升的主要动力是蒸腾拉力。9. 气孔运动调控机理：淀粉糖互变学说、K+泵假说、苹果酸生成学说。气孔打开：保卫细胞内外壁厚度不同，内壁（靠气孔一侧）厚而外壁薄，膨大系数不一样纤维素微纤丝（刚性的）限制两端胞壁纵向伸长，而改为横向膨大。10. 植物主要以 蒸腾作用 和 吐水 方式散失水分。11. 影响蒸腾作用的因素 外部条件：光照、CO2浓度、水分状况、温度、风 内部条件：气孔和气孔下腔、叶片内部面积大小、ABA含量12.灌溉方法：地面灌溉

9、、喷灌、滴灌、调亏灌溉、控制性分根交替灌溉13.合理灌溉的指标:土壤指标：一般土壤含水量低于田间持水量的6080时宜灌溉。形态指标：有一定滞后期生理指标：气孔开度、叶水势、细胞汁液浓度、渗透势等能及时、灵敏反映植物体内水分状况。14.根的低水势怎么形成的：矿质元素的大量积累、根有大量糖积累时也会造成水势下降。15.为什么说吐水是壮苗的标志？强烈的生理代谢存在16.由凯氏带和水通道蛋白逐渐发现水为主动运输。第二章：植物的矿质营养矿质营养：植物对矿物质的吸收、转运和同化。植物必需矿质元素：完成植物整个生长周期不可缺少的在植物体内的功能是不能被其他元素代替的直接参与植物的代谢作用。（研究方法：溶液培

10、养法（水培法） 砂基培养法 气雾栽培法）大量元素：C H O N P K Ca Mg S Si >10mmol/Kg干重微量元素：Mn B Zn Cu Mo Cl Fe Ni <10mmol/Kg干重必需元素的生理作用:1. 参与结构物质组成，如N、P、S 2.生命活动的调节者,参与酶的活动，如K+、H+3.电化学作用，即离子浓度的平衡、氧化还原、电子传递和电荷中和4.作为信号转导物质，第二信使，如Ca2+“花而不实”硼钼元素是氮代谢最为重要的元素之一。根据运输蛋白的不同，细胞对溶质跨质膜的吸收方式分为扩散、离子通道、载体、离子泵、胞饮5种方式。非代谢性吸收:是指由于扩散作用或其他

11、物理过程而进行的吸收，不需要代谢能，故又称为非代谢性吸收。（简单扩散）代谢性吸收：指受膜结构、性质控制的，直接或间接消耗代谢能的吸收过程。（通过膜传递蛋白吸收、通过离子泵ATP 酶的吸收、共转运、胞饮作用）扩散包括简单扩散和异化扩散（协助扩散），参与异化扩散的膜转运蛋白有通道蛋白和载体蛋白。通道蛋白：对溶质过膜转移具有选择性开关调控作用的膜内部蛋白。 载体蛋白：具有通过与溶质分子特异结合形成复合物而实现溶质跨膜转移功能的膜内部蛋白。分为单向运输载体、同向运输载体、反向运输载体。 离子泵：氢泵（H+-ATP 酶）、钙泵（Ca2+-ATP酶）、H+-焦磷酸酶 H+-ATP 酶：又称质子泵，一种具有

12、催化ATP水解，形成跨膜质子梯度功能的膜内部蛋白，主宰许多重要的生理过程。共转运：溶质以H+-ATP酶水解ATP所形成的跨膜质子梯度为动力通过运输蛋白伴随H+回流一起转运的过程称为共转运或协同运输。 杜南平衡：是科学家杜南（F. G. Donnan)提出的一种说明离子积累现象的特殊平衡现象。即细胞内可扩散的正负离子浓度之积等于细胞外可扩散的正负离子浓度之积时的平衡。 离子积累：所有活细胞都能吸收某些必需元素，最终使其在细胞内的浓度远远高于细胞外的浓度，这种现象称之为积累。细胞内高出细胞外的程度称为积累率。 离子选择性吸收：植物细胞吸收某溶质的数量不与溶液中该溶质的浓度成比例。表现在两方面，同一

13、溶液中的不同离子及同种盐的正负离子。 单盐毒害：只含有一种金属离子的培养液能使植物受害的现象称为单盐毒害。 离子对抗：在发生单盐毒害的溶液中，如果再加入少量的其他金属离子即能减轻或消除这种毒害现象，离子之间的这种作用称为离子对抗。平衡溶液：由多种必需矿质元素按一定比例混合而成能使植物生长良好的无毒害作用的溶液称为平衡溶液。生物固氮:某些微生物把空气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。 (能独立生存的非共生微生物和与其他植物共生的共生微生物） 非共生固氮：细菌和蓝藻 共生固氮：豆科（根瘤菌）APS 腺苷酰硫酸 PAPS 3'-磷酸腺苷-5'-磷酸硫酸 NR 硝酸还原酶 以NAD

14、(P)H+H+为供氢体，NO3- NO2- NiR 亚硝酸还原酶 NO2- NH4+ 施肥规律：栽种以果实籽粒为主要收获对象的禾谷类作物时，要多施加一些磷肥，以利于籽粒饱满；栽培根茎类作物时，则可多施加钾肥，以促进地下部分累积糖类；栽培叶菜类作物时，可偏施氮肥，使叶片肥大。合理施肥的指标 1、形态指标：相貌、叶色 2、生理指标：营养元素、测土配方施肥发挥肥效的措施 1.适当灌溉 2.适当深耕 3.改善施肥方式l 设计实验证明NR为诱导酶并证明底物？小麦幼苗（纯水培养）分组：A继续培养 B NO3- C 尿素 D NH4+ 氮素含量相等检测NR活性重要代谢中间产物：-酮戊二酸(脂代谢、氮代谢）、

15、谷氨酸、谷氨酰胺、乙酰CoA氮代谢:Fe、Mo、S、Mg大豆为四固定植物：固CO2固O2固N2固H2只有植物界才能同化S第3章 植物的光合作用碳素同化：自养植物吸收二氧化碳将其转变成有机物质的过程称为植物的碳素同化，包括细菌光合作用、绿色植物光合作用、化能合成作用。荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反射光下呈红色的现象称荧光现象（叶绿素a为血红光，叶绿素b为棕红光）。磷光现象：当叶绿素溶液照光后去掉光源仍能发出微弱的红光，它是第一三线态回到基态时所产生的光，这种现象称为磷光现象。原初反应：光合作用中从叶绿素分子受光激发到引起第一个光化学反应为止的过程，其中包括色素分子对光能的吸收、传递和

16、转换的过程。光合单位： 类囊体膜上能进行原初反应的最小的结构单位。包括天线复合体和光合反应中心。光合单位=聚光色素系统+反应中心天线色素/聚光色素：无光化学活性，具有收集光能并将光能传递到作用中心色素作用的光合色素，绝大多数色素（包括大部分叶绿素a和全部叶绿素b、胡萝卜素、叶黄素）都属于聚光色素。 天线复合体：位于光合反应中心周围结合天线色素的色素蛋白复合体。反应中心色素：少数特殊状态的叶绿素a，具有光化学活性，能将光能转换成电能，称为反应中心色素。（P680和P700）光合反应中心：类囊体膜上能完成 光电转换过程的最基本的结构单位。至少包括一个反应中心色素，一个原初电子供体和一个原初电子受体

17、。红降现象：用波长大于685nm（远红光）光照射植物，虽然光量子仍被叶绿素大量吸收，但量子产额急剧下降，这种现象称红降现象。双光增益效应：又称爱默生效应，用波长大于685nm照射植物时，如果同时补充红光（650nm），则量子产额大增，超过两种光单用的总和。这一两种波长光促进光合效率的现象双光增益效应。 量子产额：吸收一个光量子后放出的O2分子数或固定的CO2分子数。1个光量子能固定1/8个CO2.光系统：类囊体膜上具有光电转换、电子传递等功能的复合体系称为光系统。在高等植物中有两种光系统，即光系统I（PSI)和光系统II(PSII)。PSII:颗粒较大，P680,吸收短波红光，水光解放氧，电子

18、传向PSI。PSI : 颗粒较小，P700,吸收长波红光，从PSII接受电子，电子传向NADP+。希尔反应：水裂解放氧是Hill发现的，故称为希尔反应，即离体叶绿体光下进行水分解并放出氧气的反应。（在光照下，离体叶绿素类囊体能将含有高铁的化合物，例如高铁氰化物，还原为低铁化合物并释放氧。）放氧复合体(OEC) :位于PSII的类囊体腔膜表面，由多肽及与放氧有关的锰复合物、氯和钙离子组成。非循环电子传递：水光解产生的电子由PSII传向PSI最后传给NADP+，传递途径是单方向开放式的。循环式电子传递：在光驱动下电子由P700传到Fd后，不传向NADP+而是传到Cytb，再经PC回到P700，传递

19、途径是个闭合的回路，故称其为循环电子传递。 光合链：在类囊体膜上的PSII和PSI两个光系统间一系列相互衔接的电子和质子传递系统称为光合链。其组成主要有：质体醌（Pq）、细胞色素（cyt b 、cyt f）、质体蓝素（PC）、铁氧还蛋白（Fd）、辅酶II（ NADP+）、PSII和PSI等。光合磷酸化：叶绿体（或载色体）在光下把无机磷酸和ADP转化成ATP的过程称为光合磷酸化。分为循环式光合磷酸化和非循环式光合磷酸化：经循环式电子传递过程进行的光合磷酸化称为循环式光合磷酸化；经非循环式电子传递过程所进行的光合磷酸化便称为非循环式光合磷酸化。非循环式光合磷酸化：OEC处水裂解后，把氢离子释放到类

20、囊体腔内，把电子传递到PSII，电子在光合电子传递链中传递，伴随着类囊体外侧的氢离子转移到腔内，由此形成了跨膜的氢离子浓度差，引起了ATP的形成，与此同时，把电子传递到PSI去，进一步提高了能位，而使氢离子还原NADP+为NADPH，此外还放出氧。2ADP+2Pi+2NADP+2H2O 光 2ATP+2NADPH+O2循环光合磷酸化：PSI产生的电子经过一些传递体传递后，伴随着形成腔内外氢离子浓度差，只引起ATP的形成，而不放氧，也无NADP+还原反应。醌循环 （质体氢醌循环 ，PQ循环）：PSII的Q接受电子和质子，形成PQH2，PQH2扩散到Cytb6f的类囊体腔侧的氧化还原部位，将2个H

21、+释放到腔内，第一个PQH2的1个电子经直线电子传递链Fe-Cytf-PC,另1个电子经Cytb6f循环途径传到类囊体基质侧的氧化还原部位；第二个PQH2的1个电子也是经过直线传递链，另1个电子则传至Cytb6f再与H+及PQ结合，形成PQH2，传回PQH2库。（PQ是电子、 H+双传递体，它伴随电子传递，把H+从类囊体膜外带至膜内，连同水分解产生的H+一起建立类囊体内外的H+电化学势差，并以此推动ATP生成。）同化力：光反应所生成的 ATP和NADPH+H+释放到叶绿体基质中后用于CO2的还原固定，故将其称为同化力。卡尔文循环：又称C3 途径和还原戊糖磷酸途径（RPPP)，卡尔文循环为固定二

22、氧化碳最基本的途径，可分为三个阶段：羧化阶段、还原阶段、更新阶段。光呼吸：植物的绿色细胞依赖光照，吸收氧气和放出二氧化碳的过程，光呼吸过程中几种重要化合物如乙醇酸、乙醛酸、甘氨酸等都是二碳化合物，又称C2环。光合速率： 植物通过光合作用单位时间单位叶片面积固定CO2或放出O2的量，或者积累干物质的量。 molCO2 m- 2 s-1或mgCO2 dm- 2 h-1真正光合作用=表观光合作用+呼吸作用+光呼吸光饱和点：光照达某一强度时，光强继续增加而光合速率不变，这种现象称为光饱和现象，此时的光照强度便称为光饱和点 。光补偿点：光合固定CO2 的速率和呼吸释放CO2的速率相等时的光强度CO2饱和

23、点：光照强度一定时,光合速率随CO2浓度增大而增加，当CO2浓度增大到一定程度时，光合速率达最大值，此时继续增大CO2浓度光合速率不变，这时环境中CO2浓度为CO2饱和点。与光强有关。CO2补偿点：光合固定CO2的速度与呼吸释放CO2的速度相等时，环境中CO2的浓度称为CO2补偿点。与光强、温度有关。光抑制:光能超过光合系统所能利用的数量时，光合功能下降，这个现象叫做。光能利用率：植物光合作用所积累的有机物所含的能量，占照射在单位地面上的日光能量的比率。植物的光能利用率约为5%填空：1.叶绿素两个最大吸收峰 430450nm蓝紫光和640660nm 红光类胡萝卜素 吸收峰在蓝紫光区不吸收红光。

24、叶绿素a呈现蓝绿色，叶绿素b呈现黄绿色2.影响叶绿素形成的条件：光 、 温度 、 矿质元素3.叶绿素的生物合成（原卟啉IX形成亚铁血红素和叶绿素的分水岭）光的吸收、电子传递与光合磷酸化、碳同化4. 植物叶片呈现的颜色是各种色素的综合表现。5. 正常情况下，绿色的叶绿素比黄色的类胡萝卜素多，叶子呈绿色；秋天，叶绿素易降解，数量减少，类胡萝卜素稳定，叶子呈黄色；红叶是因为可溶性糖增多，形成较多的花色素苷（红色）。6.7. PSII由PSII反应中心、捕光复合体II和放氧复合体等亚单位组成。8. PSI核心复合体由反应中心色素P700、电子受体和PSI捕光复合体组成。9. 类囊体膜上的四种功能复合体

25、：PSII复合体、PSI复合体、细胞色素b6-f复合体、ATP合酶（酶复合体）。10. 光合电子传递途径包括:非环式电子传递、环式电子传递、假环式电子传递。11. 光合作用电子传递途径（Z方案）12. 光合磷酸化和氧化磷酸化13. 光合磷酸化机制：化学渗透学说14. 放氧机制的证明：闪光实验15. 放氧机制模型： OEC模型，水氧化钟模型。 根据闪光实验提出。OEC每次闪光积累一个正电荷4次后带4个正电荷可氧化2分子水释放一分子氧。按氧化顺序可将OEC分成不同氧化状态：So、S1、S2、S3、S4，其中So和S1稳定，S2、S3暗中退回到S1，S4不稳定使水分解后回到So。因此暗置后3/4 S

26、1、1/4 So，所以闪光 3次后放氧最多。16.高等植物固定二氧化碳的生化途径有卡尔文循环、C4途径和景天酸代谢途径。卡尔文循环为最基本的途径，只有具有此途径才具备合成淀粉等产物的能力，其他两条途径只能起到固定、转运二氧化碳的作用，不能形成淀粉等产物。17. C4途径的三种类型18. 请用生理学角度，相比较高粱和大豆产量的生理？19. 请你列举几种区别C3、C4植物的方法？ 1.叶片花环状结构，I2- KI染色，C4有一圈被染 2.羧化酶活性 3.二氧化碳补偿点 4.光呼吸 5.光饱和点 20. 光合特性：光合速率、光合色素、光合产物（可溶性糖）、叶绿素荧光、环境（光、二氧化碳）21. 淀粉

27、在叶绿体中、淀粉体（己糖途径、蔗糖合酶-ADPG途径）中合成。22. 蔗糖在胞质溶胶中合成，在叶绿体中合成的丙糖磷酸，通过磷酸转运体运行到胞质溶胶，在各种酶的作用下形成蔗糖，并释放出Pi，Pi通过磷酸转运体进入叶绿体。23. 为什么施磷肥甜？（鸡粪中含磷多） 丙糖磷酸是光合作用合成的最初糖类，也是光合产物从叶绿体运输到细胞质的主要形式，它既可以形成淀粉，暂时储存在叶绿体中，又可以被运到胞质溶胶中合成蔗糖，蔗糖又可以运到非光合组织中去。因此，在叶绿体里的淀粉合成和在胞质溶胶中的蔗糖合成呈竞争反应。当胞质溶胶中的Pi浓度降低时，就限制丙糖磷酸从叶绿体运出，这就促进了淀粉在叶绿体中的形成。相反，胞质

28、溶胶中Pi浓度高时，叶绿体的丙糖磷酸与胞质溶胶中的Pi交换，输出到胞质溶胶中合成蔗糖。24. 淀粉合成调节：ADPG焦磷酸化酶是调节淀粉生物合成途径的主要酶，其活性被3-磷酸甘油酸活化，被Pi抑制。白天，光合作用形成较多的3-磷酸甘油酸，与ADPG焦磷酸化酶结合后，催化形成淀粉，晚上，光合磷酸化停止，积累在叶绿体里的Pi浓度便升高，抑制淀粉的形成。因此，白天合成淀粉活跃，夜晚抑制淀粉合成，转而合成蔗糖。25. 整个乙醇酸途径中，氧气的吸收发生于叶绿体和过氧化物酶体，二氧化碳的放出发生于线粒体，因此，乙醇酸途径是在叶绿体、过氧化物酶体和线粒体三种细胞器的协同参与下完成。26. 光呼吸的调节：二氧

29、化碳抑制光呼吸而促进光合作用，氧气抑制光合作用而促进光呼吸，实质是氧气和二氧化碳对RuBP的竞争。27.光呼吸可能的生理功能?（光呼吸是由Rubisco的双重性所决定，不可避免。在现在的大气条件下该酶的羧化/ 加氧活力比一般为3/1。） 回收碳减少损失。Rubisco同时具有羧化和加氧的功能，在有氧条件下，光呼吸虽然损失一些有机碳，但通过C2循环可回收75%的C，避免损失过多（2分子乙醇酸经光呼吸途径转化成1分子PGA，释放出1分子CO2，可回收3/4的C）。保护光合器官。在干旱或高辐射期间，气孔关闭，二氧化碳不能进入，产生光抑制，此时，光呼吸释放二氧化碳，消耗多余能量，对光合器官起保护作用，

30、避免产生光抑制（CO2降低时，NADPH积累，高能电子传给O2形成超氧负离子， 或形成其他自由基，导致光氧化伤害。光呼吸消耗NADPH并释放CO2减少由基的形成）。对N代谢可能有利。28. 为什么说在生理上，C4植物一般比C3植物光合作用强？1、 C4植物的PEP激酶活性较强： 卡尔文循环中的二氧化碳固定是通过Rubisco的羧化作用来实现的，而C4途径是通过PEP羧激酶催化来完成的，PEP羧激酶对二氧化碳的亲和力比Rubisco大很多，由于，PEP羧激酶对二氧化碳的亲和力大，所以，C4植物能利用低浓度的二氧化碳，因此，C4植物的光合速率比C3植物快很多，尤其是低浓度二氧化碳环境下，相差更是悬

31、殊。2、 C4植物光呼吸很弱：C4植物的PEP羧激酶活性较强，加之C4酸是由叶肉细胞进入维管束鞘，这种酶起到了一个“CO2泵”的作用，增加了维管束鞘细胞的CO2/02比率，改变Rubisco的作用方向，羧化大于加氧，由于 C4植物的“CO2泵”的作用，C4植物在光照下只产生少量的乙醇酸，光呼吸非常低。另外，光呼吸在维管束鞘放出的二氧化碳，很快被叶肉细胞再次吸收利用，不易漏出。C4植物：低补偿性植物/非光呼吸植物/低光呼吸植物C3植物：高补偿性植物/光呼吸植物/高光呼吸植物29. C4植物通过PEP羧激酶固定二氧化碳生成的C4酸转移到维管束鞘细胞中，放出二氧化碳，参与卡尔文循环，形成糖类，所以，

32、只有维管束鞘薄壁细胞内形成淀粉，叶肉细胞没有。而C3植物仅有叶肉细胞中含有叶绿体，整个光合作用都是在叶肉细胞中进行，淀粉只是积累在叶肉细胞，维管束鞘薄壁细胞不积存。30. 光合作用的进化：细菌光合、绿色植物光合、化能合成31. 影响光合作用的因素：1、 外界条件：（一）光照 光辐射 光强：阳生植物光饱和点>阴生植物，阴生植物能强烈利用蓝紫光，遮阴处生长 光补偿点在实践中的意义：间作套作作物种类的搭配；林带树种的配置； 间苗、修剪、采伐程度；冬季温室栽培蔬菜。 光质 菜豆：红橙光最佳， 蓝光次之，绿光最差。阴天蓝绿光多，树下绿光多。 水上层绿藻吸收红光，下层红藻吸收蓝绿光。（2） 二氧化碳

33、 光强与CO2的关系：协同效应 生产上的措施：施CO2肥、通风等。（3） 温度： 光合温度曲线：钟罩型，C3，C4植物不同。 高温对光合速率的影响：破坏叶绿体结构、酶失活、失水、 呼吸上升、气孔关闭（4） 矿物质：直接或间接作用（5） 水分： 光合需水仅占植物吸水的1以下。 对光合作用主要是间接影响。 缺水光合速率下降：气孔关闭， CO2扩散受阻，糖水解堆积，产物输出受阻，午休现 象。严重缺水时光合结构破坏，电子传递、光合磷酸化解偶联。永久萎蔫后发生不可 逆伤害，再复水恢复慢。（6） 氧气 21的氧对C3植物的光合作用有抑制作用，达3350对C4植物几乎不抑制。原因是：提高光呼吸、氧与NADP

34、+竞争电子减少同化力、形成自由基破坏光合膜、光合色素等。（7） 光合速率的日变化： 随光强、温度变化而变化。午休现象：水分供应紧张，空气湿度降低，部分气孔关闭，同时也由光合作用的光抑制所致。2、 内部因素对光合速率的影响（1） 不同部位： 叶绿素含量高，光合速率高。一般：叶片叶鞘穗轴节间颍壳（2） 不同生育时期：营养生长中期最强，末期下降。与叶龄相关。32. 提高光能利用率的途径 1、延长光合时间：提高复种指数、补充人工光照 2、增加光合面积：合理密植、株型育种 3、加强光合效率：增加二氧化碳浓度、降低光呼吸、高光效育种33. 生物产量=光合面积×光合速率×光合时间-光合产

35、物的消耗 经济产量=（光合面积×光合速率×光合时间-光合产物的消耗）×经济系数 经济系数=经济产量÷生物产量 水稻为0.5左右；薯类为0.70.85；棉花为0.20.5；烟草为0.60.7；大豆为0.2第二篇：植物体内物质和能量的转变第4章 :植物的呼吸作用呼吸作用：生物体内的有机物质，通过氧化还原而产生二氧化碳同时释放氧气的过程，分为有氧呼吸和无氧呼吸。生理意义：1、供应能量 热能、ATP 2、物质转化 丙酮酸、已酰辅酶A、酮戊二酸呼吸作用场所：细胞质（基质）：糖酵解、戊糖磷酸途径线粒体： 三羧酸循环、生物氧化氧化磷酸化：指线粒体中NADH上的一对电子

36、被传递到O2时，推动ADP磷酸化形成ATP的作用。 末端氧化酶：是把底物的电子通过电子传递系统最后传递给分子氧并形成水或过氧化氢的酶类，由于这类酶所起的作用在生物氧化的末端，故称为末端氧化酶。抗氰呼吸：在氰化物的存在下，某些植物呼吸不受抑制，这种呼吸称为抗氰呼吸，抗氰呼吸电子传递途径与正常的NADH电子传递途径交替进行，因此又称交替呼吸途径。巴斯德效应：氧可以降低分解糖代谢和减少糖酵解产物积累，这种现象。呼吸商（R.Q.）：呼吸系数，是表示呼吸底物性质和氧气供应状态的一种指标。它等于植物组织在一定时间内，放出CO2的摩尔数与吸收O2的摩尔数之比。 末端氧化酶的多样性和生物学意义：1、 线粒体上

37、的末端氧化酶：（能活化分子氧并生成ATP)1. 细胞色素c氧化酶 是植物体内最主要的末端氧化酶，承担细胞内约80%的耗氧量，与氧的亲和力极高，易受氰化物、一氧化碳和叠氮化物的抑制。2. 交替氧化酶 抗氰呼吸的末端氧化酶，可把电子传给氧，抗氰呼吸的生理意义：1.利于传粉2.能量溢流3.增强抗逆性2、 线粒体外的末端氧化酶：（不产生ATP）1. 酚氧化酶：单酚氧化酶（酪氨酸酶）和多酚氧化酶（儿茶酚氧化酶） 当细胞受轻微破坏时或组织衰老，细胞结构有些解体时，酚氧化酶和底物（酚）接触，发生反应，将酚氧化成棕褐色的醌。醌对微生物有毒，可防止植物感染。 马铃薯块茎、苹果果实以及茶叶、烟叶的氧化酶主要是多酚

38、氧化酶。马铃薯块茎、苹果、梨削皮或受伤后出现褐色，鸭梨黑心病以及荔枝摘下时间过久，果皮变为暗褐色，是酚氧化酶作用的结果。制茶、烤烟。2. 抗坏血酸氧化酶含铜、蔬菜和果实较多。与受精过程有关，有利于胚珠的发育。3. 乙醇酸氧化酶体系黄素氧化酶（黄酶），不含有金属离子，存在于过氧化物酶体中，催化乙醇酸氧化为乙醛酸，并产生过氧化氢，该酶与氧的亲和力极低，不受氰化物和一氧化碳抑制。参与脂肪酸的氧化分解。呼吸作用的两个指标：呼吸速率和呼吸商影响呼吸作用的因素：1、 内部因素：1.代谢状态2.生育时期2、 外界条件：1.温度2.氧气3.二氧化碳4.机械损伤消失点：随着氧浓度增加， 无氧呼吸逐渐减弱直至消失

39、。无氧呼吸停止进行时的最低氧含量（氧分压）称为消失点。饱和点：当氧浓度增大到一定程度后， 呼吸作用便不再随之增强，这一氧浓度（氧分压）称为氧饱和点。第5章 ：植物体内有机物的代谢次生代谢物：植物体内有很多有机物，如萜类、酚类和生物碱等，都是由糖类等有机物次生代谢衍生出来的物质，称为次生代谢物。次生代谢物贮存在液泡或细胞壁中，是代谢的终产物，除极少数之外，大部分不再参加代谢活动。莽草酸途径 丙二酸途径 甲羟戊酸途径 甲基赤藓糖磷酸途径植物的次生代谢物分为：萜类、酚类和含氮次生化合物核苷酸的核糖来源于戊糖磷酸代谢，碱基来源于氨基酸及其代谢产物萜类由异戊二烯组成。根据异戊二烯数目分类，分为单萜、倍半

40、萜、双萜、三萜、四萜和多萜。第六章：植物体内有机物质的运输运输途径的研究方法及结论环割法：是将树干上的一圈树皮（韧皮部）剥去而保留树干（木质部）的一种处理方法。（对草本植物可用水蒸汽或热蜡杀死韧皮部活细胞。也可切断木质部而保留韧皮部。）证明有机物运输是由韧皮部担任的标记物示踪法：1、染料或荧光染料：早期使用 2、放射性同位素或稳定同位素化合物标记： 32P、35S、45Ca、42K、3H、14C、11C、18O、15N、13C等。 标记方法：叶片饲喂14CO2；溶液渗入；根部饲喂。 3、隔离法：木质部与韧皮部隔离放射性示踪元素实验：韧皮部内的物质可同时作双向运输，同化产物也可以横向运输，但正常

41、情况下其量甚微，只有当纵向运输受阻时，横向运输才加强。运输途径：1.盐和无机物由木质部向上 运输； 2.有机物由韧皮部向上或向下运输； 3.含氮有机化合物可经木质部或韧皮部向上运输； 4.春季展叶前， 糖类等有机物可经木质部向上运输； 5.组织与组织之间物质可通过被动或主动方式侧向运输。：运输速率：（一）表示方法1. 速度：被运输的物质在单位时间内移动的距离。2. 集运速率：单位时间内单位筛管截面积上通过物质的量。（二） 测定方法：1. 通过测定某一库器官在一定时间内增加的干重来计算运输速度。2. 放射性同位素法测定。（三）速率：大约在30150cm h-1范围内变动，比简单扩散速度快得多。研

42、究有机物溶质种类较理想的方法是：利用蚜虫的吻刺法收集韧皮部的汁液。韧皮部运输的主要是水，溶解许多糖类，除乙烯外，其他四大类激素都有。研究方法： 损伤溢泌法：主要缺点是所收集的汁液并不是真正纯的被运输的物质组分。蚜虫口针法：利用蚜虫口器刺入单个筛管分子，收集溢泌的方法。 主要缺点是需要高技巧。韧皮部汁液中最主要的溶质是小分子非还原糖及糖 醇，蔗糖、棉籽糖、水苏糖、甘露醇、山梨醇等。含氮化合物几乎全是有机形式，主要是氨基酸和酰胺，特别是Glu/Gln,Asp/Asn。无机离子主要是K+。P-蛋白：即韧皮部蛋白。只在双子叶植物和少数单子叶植物中存在其作用可能是筛管分子受损时堵塞筛孔，以防止汁液外流。韧皮部装载：光合产物从叶肉细胞的叶绿体转移到的筛管分子伴胞复合体的整个过程。也是指被运输的物质有选择地和主动地进入源端筛管的过程。韧皮部装载需要经过几个步骤：1 白天TP运出叶绿体到细胞液中并转化为蔗糖。 晚上贮藏淀粉以麦芽糖形式离开叶绿体并形成蔗糖。2 蔗糖从叶肉细胞移动到最小叶脉附近，23个细胞。短距离运输：同化产物在细胞间的运输3 蔗糖主动转运到筛管分子中（筛分子装载） 长距离运输：同化产物经过