植物生理学-第三章学习教案

1、会计学1第一页，共54页。溶液培养法在生产上的应用溶液培养法在生产上的应用: : 间歇间歇(jin xi)(jin xi)水培或气培法水培或气培法（7070年代）年代） 大量元素大量元素 C, H, O, N, P, K, Ca, Mg, S 微量元素微量元素 Fe, Mn, B, Zn, Cl, Mo, Cu，Ni ： 镧系元素和钇钪，共镧系元素和钇钪，共1717种种：Si (水稻水稻); Al (茶茶); Na(甜菜甜菜); Co(豆科植物根瘤菌固氮所必需豆科植物根瘤菌固氮所必需)第1页/共54页第二页，共54页。吸收吸收(xshu)态：硝态氮和铵态氮；有机氮（尿素）态：硝态氮和铵态氮；有

2、机氮（尿素）核酸核酸( (DNA,RNA) ,DNA,RNA) ,细胞核的结构物质细胞核的结构物质; ;蛋白质蛋白质( (酶酶),),是原生质的主要组成成分是原生质的主要组成成分; ;磷脂磷脂, ,是生物膜的主要组成成分是生物膜的主要组成成分; ;叶绿素、光敏素叶绿素、光敏素, ,维生素维生素( (B B1 1,B,B2 2,B,B6 6,PP,PP等等) )激素激素( (IAA,CTK),IAA,CTK),生物碱等生物碱等; ;结构物质成分结构物质成分调节生命活动调节生命活动参与能量代谢参与能量代谢ADP,ATP,NAD,CoAADP,ATP,NAD,CoA等等. .N N 过过 多多: :

3、 徒长徒长, ,叶片大，茎柔软叶片大，茎柔软, ,易倒伏易倒伏, ,成熟晚成熟晚, ,抗性差抗性差, ,易受病虫害易受病虫害. .第2页/共54页第三页，共54页。 - N - N第3页/共54页第四页，共54页。 - N - N CK第4页/共54页第五页，共54页。吸收吸收(xshu)态态: H2PO4 - , H2PO42 -过过 多：影响其它元素多：影响其它元素(yun s)吸收。吸收。形成糖的磷酸酯形成糖的磷酸酯磷的转运器工作磷的转运器工作作用作用: 核酸核酸 磷脂的组成成分磷脂的组成成分,-生物膜、原生质、细胞膜生物膜、原生质、细胞膜 ATP,ADP,AMPADP,AMP组分组分-

4、能量代谢能量代谢( (氧化磷酸化、光合磷酸化氧化磷酸化、光合磷酸化) ) 促进碳水化合物的运促进碳水化合物的运输输 P + 植酸植酸 + Ca + Mg 植酸钙镁植酸钙镁 许多辅酶的组分许多辅酶的组分 液胞内含有磷酸盐（维持细胞渗透势，缓冲液胞内含有磷酸盐（维持细胞渗透势，缓冲PH值）值）第5页/共54页第六页，共54页。 - P第6页/共54页第七页，共54页。吸收吸收(xshu)态：态：K+作作 用：用： 酶的活化剂酶的活化剂 影响物质运输影响物质运输 调节水分代谢（促进气孔张开，控制蒸腾）调节水分代谢（促进气孔张开，控制蒸腾） 提高抗性（增加原生质水合度，提高保水力）提高抗性（增加原生质

5、水合度，提高保水力） 能量代谢（参与光合磷酸化和氧化磷酸化）能量代谢（参与光合磷酸化和氧化磷酸化）过过 多：多： 果实果实(gush)出现灼伤病、苦陷出现灼伤病、苦陷病病第7页/共54页第八页，共54页。 - K第8页/共54页第九页，共54页。吸收吸收(xshu)态：态： Ca + 某些酶的活化某些酶的活化剂剂 Ca + + 钙调蛋白（钙调蛋白（CaM） Ca + CaM作作 用：用： 解毒解毒 细胞结构组分细胞结构组分 P + 植酸植酸 + Ca + Mg 植酸钙镁植酸钙镁 参与氧化磷酸化（作为参与氧化磷酸化（作为H+的对应离子）的对应离子） 提高植物适应干旱和干热的能力（降低原生质的水合

6、提高植物适应干旱和干热的能力（降低原生质的水合度）度）发现：发现： 1970年，年，Chenng 最先发现是在牛脑中，而后在心脏中得到。最先发现是在牛脑中，而后在心脏中得到。1978年年Anderson等首先证实植物细胞中存在钙调蛋白。等首先证实植物细胞中存在钙调蛋白。第9页/共54页第十页，共54页。胞外信号胞外信号(xnho)质膜质膜Ca通道打开通道打开Ca进入进入4 Ca + +CaMCaMCa +Ca +Ca +Ca +ECaMCa +Ca +Ca +Ca +E生理效应生理效应第10页/共54页第十一页，共54页。PrPfr10-6 MCa10-6 MCaMCaMCaMCaMECaM

7、CaM E光光第11页/共54页第十二页，共54页。 - Ca - N CK第12页/共54页第十三页，共54页。吸收吸收(xshu)态：态：Mg +腺苷腺苷OPO P - O P - OH OHOOOOOMgNE Pr作作 用：用：缺缺 素素 症：脉间缺绿症：脉间缺绿发病部位：老叶（易转移）发病部位：老叶（易转移） 与光合作用有关与光合作用有关 （叶绿素组成、促光合磷酸化、（叶绿素组成、促光合磷酸化、RUBP羧化酶）羧化酶） 某些酶的活化剂，或组分某些酶的活化剂，或组分 （转移磷酸基的酶类，如（转移磷酸基的酶类，如ATP酶）酶） 植酸钙镁植酸钙镁第13页/共54页第十四页，共54页。 Mg

8、Mg第14页/共54页第十五页，共54页。第15页/共54页第十六页，共54页。第16页/共54页第十七页，共54页。 -Fe -Fe CK第17页/共54页第十八页，共54页。 -Fe第18页/共54页第十九页，共54页。 -Fe CK CK -Mn第19页/共54页第二十页，共54页。 CK -B第20页/共54页第二十一页，共54页。吸收吸收(xshu)态：态：Mn2+作作 用：用： 酶的活化剂酶的活化剂参与光合作用（水的光解）参与光合作用（水的光解）维持叶绿体结构维持叶绿体结构缺素症：脉间失绿，有坏死斑点。缺素症：脉间失绿，有坏死斑点。 根系不发达，结实少。根系不发达，结实少。 发病部

9、位：幼叶（不易转移）发病部位：幼叶（不易转移）第21页/共54页第二十二页，共54页。吸收吸收(xshu)态：态：H3 BO 3抑制酚酸抑制酚酸（咖啡酸、绿原酸等）（咖啡酸、绿原酸等）形成形成，保护根尖、茎保护根尖、茎尖不受伤害尖不受伤害。 作作 用：用：影响生殖影响生殖（促进花粉萌发、花粉管伸长）（促进花粉萌发、花粉管伸长）促进糖的运输促进糖的运输： B糖复合物糖复合物 -影响蛋白质的合成影响蛋白质的合成（B U合成合成 RNA 蛋白质蛋白质 ）影响激素合成影响激素合成 （缺（缺B，CTK合成受阻；合成受阻；IAA积积累）累）缺素症：花而不实；生长点坏死。缺素症：花而不实；生长点坏死。发病部

10、位：幼嫩器官（不易转移）发病部位：幼嫩器官（不易转移）第22页/共54页第二十三页，共54页。 CK -Mn第23页/共54页第二十四页，共54页。吸收态：吸收态：Zn2+作作 用：用： IAA生物合成（色氨酸合成酶的组分）生物合成（色氨酸合成酶的组分）碳酸苷酶的组分碳酸苷酶的组分某些酶的活化剂（某些酶的活化剂（羧肽酶、脱氢酶、激羧肽酶、脱氢酶、激酶酶）缺缺 素素 症：症：叶片小，植株生长受阻；阔叶作物脉间失叶片小，植株生长受阻；阔叶作物脉间失绿绿。发病部位：老叶（易转移）发病部位：老叶（易转移）第24页/共54页第二十五页，共54页。 CKCK -Zn -Zn第25页/共54页第二十六页，共

11、54页。吸收态吸收态：Cl - 作作 用：用： 光合作用（水的光解）光合作用（水的光解） 电位平衡（光合磷酸化）电位平衡（光合磷酸化） 参与气孔运动（参与气孔运动（Cl - 、K+） 缺素症：生长缓慢，叶片小，易萎蔫。缺素症：生长缓慢，叶片小，易萎蔫。第26页/共54页第二十七页，共54页。作作 用：用：吸收态：吸收态：Mo+固氮酶组分固氮酶组分硝酸还原酶成分硝酸还原酶成分参与氮代谢参与氮代谢缺素症：脉间失绿，叶片小缺素症：脉间失绿，叶片小发病部位：幼叶（不易转移）发病部位：幼叶（不易转移）第27页/共54页第二十八页，共54页。吸收态：吸收态：Cu +作作 用：用： 某些酶的成分某些酶的成分

12、（抗坏血酸氧化酶、多酚氧化（抗坏血酸氧化酶、多酚氧化酶）酶） 光合电子传递体系成员（质体兰素）光合电子传递体系成员（质体兰素）超氧化物歧化酶（超氧化物歧化酶（SOD）的组分：的组分： （消除超氧自由基的伤害）消除超氧自由基的伤害）缺素症：脉间失绿，缺素症：脉间失绿， 叶片叶片 坏死坏死发病部位：幼叶（不转移）发病部位：幼叶（不转移） 光合电子传递体系成员（质体兰素）光合电子传递体系成员（质体兰素）超氧化物歧化酶（超氧化物歧化酶（SOD）的组分：的组分： （消除超氧自由基的伤害）消除超氧自由基的伤害）缺素症：脉间失绿，缺素症：脉间失绿， 叶片叶片 坏死坏死发病部位：幼叶（不转移）发病部位：幼叶（

13、不转移）第28页/共54页第二十九页，共54页。 Cu -Mo第29页/共54页第三十页，共54页。第30页/共54页第三十一页，共54页。 CK -N -P -K -Ca第31页/共54页第三十二页，共54页。 CK -N -P -Ca第32页/共54页第三十三页，共54页。第33页/共54页第三十四页，共54页。第34页/共54页第三十五页，共54页。第35页/共54页第三十六页，共54页。第36页/共54页第三十七页，共54页。一、植一、植 物物 细细 胞胞 对对 矿矿 质质 元元 素素 的的 吸吸 收收简单扩散简单扩散杜南平衡杜南平衡载体学说载体学说离子泵学说离子泵学说正负离子平衡学说

14、正负离子平衡学说离子通道学说离子通道学说第37页/共54页第三十八页，共54页。RMPiMRMRPiPiATPADP膜膜外外细胞质细胞质内内磷酸酯酶磷酸酯酶磷酸激酶磷酸激酶证明载体存在的依据证明载体存在的依据：饱和效应；离子竞争饱和效应；离子竞争缬氨霉素（环状多肽缬氨霉素（环状多肽(du ti)） 人工合成的载离人工合成的载离子体子体第38页/共54页第三十九页，共54页。第39页/共54页第四十页，共54页。ATPE 阴离子载体阴离子载体(zit)ATPADP - + Pi H+ADP- + H2O ADP + OH-OH -阴离阴离子子PH Pmf胞内胞内胞外胞外阴离阴离子子K+K+第40

15、页/共54页第四十一页，共54页。 植物体内阴阳离子的总量存在平衡，即植物体内阴阳离子的总量存在平衡，即C CA A平衡平衡C C K K+ +、NaNa+ +、 Mg Mg+ +、CaCa2+ 2+ 等（总量）等（总量）A AClCl- -、 NO NO 3 3 - -、 H H2 2POPO4 -4 -、 SO SO4 4 2-2- 等（总量等（总量) ) 因代谢使某些离子被同化或利用，因代谢使某些离子被同化或利用，CACA平衡被破坏，平衡被破坏， 同时某些羧酸同时某些羧酸(su sun)(su sun)量变化，建立新的量变化，建立新的CACA平衡。平衡。 例如例如(lr)(lr)，NO3

16、-NO3-的还原。通过的还原。通过MALMAL的合成、分解、的合成、分解、运输，控制运输，控制 K+ K+ 和和NO3-NO3-的吸收与迁移。的吸收与迁移。第41页/共54页第四十二页，共54页。 由多亚基组合的蛋白，即通道蛋白，可通过构象由多亚基组合的蛋白，即通道蛋白，可通过构象变化产生跨膜通道。通道的孔径大小制约进出离子的种类变化产生跨膜通道。通道的孔径大小制约进出离子的种类于速度，使离子有选择性地作跨膜运转于速度，使离子有选择性地作跨膜运转(ynzhun)(ynzhun)，并，并且呈现饱和效应。运转且呈现饱和效应。运转(ynzhun)(ynzhun)离子所需能量来自质离子所需能量来自质子

17、泵子泵ATPATP酶，产生酶，产生PmfPmf。所以离子通道学说和离子载体学。所以离子通道学说和离子载体学说共同用于解释离子跨膜运转说共同用于解释离子跨膜运转(ynzhun)(ynzhun)的主动吸收机的主动吸收机理。理。类型：类型：受膜电势调控受膜电势调控受外部因素调控：光照、激素等受外部因素调控：光照、激素等 被吸收被吸收(xshu)(xshu)的物质吸附于质膜上，质膜下的物质吸附于质膜上，质膜下陷将物质包裹于细胞内。陷将物质包裹于细胞内。第42页/共54页第四十三页，共54页。VVVVERERC导导 管管表皮表皮 皮层皮层内皮层内皮层木薄壁细胞木薄壁细胞凯氏带凯氏带第43页/共54页第四

18、十四页，共54页。（1）根系）根系(gnx)吸盐的区域性吸盐的区域性（2）吸盐与吸水的相对性）吸盐与吸水的相对性（3）吸盐的选择性）吸盐的选择性（4）单盐毒害与离子拮抗）单盐毒害与离子拮抗平衡溶液平衡溶液生理中性盐生理中性盐第44页/共54页第四十五页，共54页。第45页/共54页第四十六页，共54页。（2）土壤通气状况）土壤通气状况（1）土壤温度状况）土壤温度状况（3）土壤）土壤PH状况状况（4）土壤离子相互作用）土壤离子相互作用（5）土壤溶液浓度状况）土壤溶液浓度状况（6）土壤有毒物质）土壤有毒物质 根外追肥应注意根外追肥应注意 根外追肥的优点根外追肥的优点 根外营养根外营养 根外追肥根外追肥第46页/共54页第四十七页，共54页。第47页/共54页第四十八页，共54页。S1S3S2ABS6S5木质部木质部蜡纸蜡纸树皮树皮42K处理处理 IS4处理处理(chl) II第48页/共54页第四十九页，共54页。NO2- NO2 - NH 3 根根硝酸还原酶硝酸还原酶亚硝酸还原酶亚硝酸还原酶+ 2 e+ 6 e- 3+ 3+ 5细胞质细胞质叶（叶绿体）叶（叶绿体）第49页/共54页第五十页，共54页。 (1) 还原氨基化过程：还原氨基化过程： (2) 谷酰胺合成酶谷酰胺合成酶 谷氨酸合成酶途径：谷氨酸合成酶途径：谷氨酸谷氨酸 + NH 3 谷酰胺谷酰胺 谷酰胺合成