植物生理学复习概要整理版

第一章植物的水分生理1水分的存在状态及其与代谢的关系。束缚水和自由水是植物体内水分存在的两种状态。自由水和束缚水的比例可使原生质处于溶胶和凝胶两种不同的状态。自/束大时，处于溶胶状态，代谢旺盛，但抗逆性弱；自/束小时，处于凝胶状态，代谢活动缓慢，但抗逆性强。因此，自由水与束缚水的比率是衡量植物代谢强弱的指标。植物细胞的吸水方式。植物细胞的吸水方式有三种：扩散、集流和渗透作用。扩散是指由于分子的随机热运动所造成的物质从浓度高的区域向浓度低的区域移动，扩散是物质顺着浓度梯度进行的。集流是指液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动。含有液泡的成熟植物细胞依赖于渗透作用（osmosis）的吸水方式，称为细胞的渗透性吸水。3•水势；各类细胞的水势组成。水势就是水中可以用于做功或发生反应的能量的度量。水势（waterpotential）就是每偏摩尔体积水的化学势。纯水的水势最高，人为的定为零溶液的水势小于零水势用屮W表示根压、蒸腾拉力。根压是由于根系的生理活动导致液流从根部沿木质部导管上升的压力。根压从水势的概念来讲是根系与外液的水势差的表现和量度。蒸腾拉力是发生蒸腾部位的细胞失水而水势下降，所以水分从旁边高水势的细胞流向蒸腾部位低水势的细胞的过程。蒸腾拉力从根本上讲是组织与茎导管之间的水势差。5•根系吸水的三条途径。根系吸水的途径有三条：质外体途径跨膜途径共质体途径6•气孔运动机理（淀粉-糖变化学说，无机离子吸收学说）。白天：光合一co2—淀粉磷酸化酶一淀粉水解为可溶性糖一溶质上升一水势屮W下降一细胞吸水一气孔张开不溶性淀粉与可溶性糖之间的变化和相对含量，决定着保卫细胞水势的变化升高或降低）,从而使气孔开放或关闭。7•水分沿导管上升的动力（蒸腾-内聚力-张力学说）。水分上升的动力，下部是根压，上部是蒸腾拉力。但从本质上讲都是水势差。水分具有较大的内聚力以保证水分由根部到叶不断，来解释水分上升原因的学说，称为蒸腾-内聚力-张力学说第二章植物的矿质营养一：植物必需元素的确定方法。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的。；植物细胞吸收溶质的四种方式。扩散、离子通道、载体、离子泵及胞饮作用根系吸收矿质元素交换吸附时进行交换的阴阳离子。H+,HC03-循环元素和非循环元素。能在植物体中形成不稳定的化合物、或以离子状态存在的元素可被植物再利用，属于循环元素。元素被植物地上部分吸收后，即形成永久性细胞结构物质，不能再参与矿物质循环，称为不可利用元素（非循环元素）。五•氮素同化过程（包括每步进行的化学方程式、参与的酶等）。氮主要以氨基酸或酰胺形式运输。硝酸盐一亚硝酸盐一氨一氨基酸。（1）硝酸盐的还原由硝酸还原酶催化。NO3-+NAD（P）H+H（NR酶，应在箭头上方）一N02-+NAD（P）++H2O（2） 亚硝酸盐的还原有亚硝酸还原酶。NO2-+6e-+6H+（NiR酶，应在箭头上方）一NH3+H2O+OH-（3） 氨的同化（转氨酶）谷氨酸+NH3+ATP（GS酶，应在箭头上方）一谷氨酰胺+ADP+Pi谷氨酰胺+-酮戊二酸+2Fd（还）（GOGAT酶）一2谷氨酸+2Fd（氧）谷氨酸+草酰乙酸（GOGAT酶）一0-酮戊二酸+天冬氨酸NH3+a-酮戊二酸+NAD（P）H+H+（GDH酶）一谷氨酸+NAD（P）++H2O第三章光合作用光合色素：参与光合作用光能的吸收、传递或者引起原初光化学反应的各种色素荧光：色素分子从第一单线态回到基态所发射的光.磷光：由三线态发出，回到基态所发出的光就是磷光.光合作用3个阶段：原初反应（进行光能的吸收、传递和转换的过程）电子传递和光合磷酸化（此阶段电能转化为活跃的化学能）、、碳同化（活跃的化学能转变为稳定的化学能）。反应中心色素：少数特殊状态的chia分子属于此类。它既能捕获光能，又能将光能转换为电能，即具有光化学活性。存在于反应中心聚光色素：绝大多数的chia和全部的chib以及类胡萝卜素属于此类。它们只能收集光能，将光能聚集起来传递到反应中心色素，没有光化学活性。存在于光合膜上的色素蛋白复合体上。光合磷酸化：指叶绿体或光合细菌的载色体在光下催化ADP+Pi形成ATP的过程。红降现象:当用长波红光（大于685nm）照射绿藻时，虽然光波仍被叶绿素大量吸收，但量子产额急剧下降，这个现象叫红降现象双光增益效应：在长波红光（大于685nm）照射的同时，补以短波红光（约650nm）,则量子产额大增，其数值超过这两种波长的光单独照射时的总和。这个现象叫双光增益效应（enhancementeffect）。环式光合磷酸化和非环式光合磷酸化的区别。a环式光合磷酸化的电子传递可以循环，非环式光合磷酸化的电子传递不可以循环；b环式只形成ATP非环式形成ATP氧气和NADPH;c环式只有一个光化学反应（由PSI来完成），非环式有2个光化学反应（由PSI和PSII接力来共同完成）。卡尔文循环：3CO2+6H2O+9ATP+6NADPH PGAld+6NADP++9ADP+8Pi+3H+羧化阶段还原阶段：将ATP固定到PGA中，形成1，3-二磷酸甘油酸。1，3-二磷酸甘油酸再同化NADPH，形成3-磷酸甘油醛。更新阶段：C4途径：羧化：PEP+CO2+H2O---（PEP羧激酶）一草酰乙酸转变：草酰乙酸+NADPH+H—脱氢酶---苹果酸+NADP+草酰乙酸+谷氨酸一转氨酶---天冬氨酸+酮戊二酸脱羧与还原：四碳双羧酸在维管束鞘中脱羧后变成丙酮酸或丙氨酸。释放的CO2通过卡尔文循环被还原为糖类。再生：丙酮酸+ATP+Pi---双激酶—PEP+AMP+PPiCAM途径：夜晚气孔开放，吸进CO2，在PEP羧激酶的作用下，与PEP结合，形成OAA,进一步还原为苹果酸，积累于液泡中。白天气孔关闭，液泡中的苹果酸便运到胞质溶胶，在NADP-苹果酸酶作用下，氧化脱羧，放出CO2，参与卡尔文循环，形成淀粉等。此外，丙糖磷酸通过糖酵解过程，形成PEP,再进一步循环。所以植物在夜晚的有机酸含量十分高，而糖类含量下降；白天则相反，有机酸下降，而糖分增多。这三种途径的区别。(P94_7.光呼吸(定义、底物、作用细胞器)。定义：植物的绿色细胞依赖光照，吸收O2和放出C02的过程。底物：乙醇酸，乙醛酸，甘氨酸。作用细胞器：叶绿体，过氧化物酶体，线粒体。第六章植物体内有机物质的运输1有机物的运输途径；运输方向；运输形式。有机物的运输途径是由韧皮部担任的，运输方向：总是从大量合成处向活跃生长部位或大量积累部位运输；同化物运输的机制(压力流动学说、细胞质泵动学说、收缩蛋白学说)。压力流动学说机制:由于输导系统两端的源和库之间产生压力差，而引起有机物在筛管中随液流而流动。细胞质泵动学说：筛管分子内腔的细胞质呈几条长丝，形成胞纵连束(胞间连络束)，束内呈环状的蛋白质丝反复地、有节奏地收缩和张弛，产生蠕动，把细胞质长距离泵走。细胞中的糖份可以同时向不同方向运输。收缩蛋白学说：在成长的筛管细胞中具有一种可以收缩的蛋白叫做P-蛋白，它的收缩丝联合起来形成束状或网状结构，叫微纤丝。P-蛋白的收缩引起微纤丝的摆动，由此推动细胞内物质的集流运动。第八章植物生长物质1植物生长物质；植物生长物质(plantgrowthsubstance)指一些能够调节和控制植物生长发育的物质。包括植物激素和植物生长调节剂两类。植物激素；植物激素(planthormones) 在植物体内合成的，并且可以从产生部位运送到其它部位，对生长发育产生显著作用的微量有机物。它是植物体内天然形成的、内源的。植物生长调节剂。植物生长调节剂(plantgrowthregulator) 一些具有类似植物激素生理活性的人工合成的化合物。它是人工合成的、外源的。5大类植物激素。生长素类赤霉素类细胞分裂素类脱落酸乙烯IAA运输方式及运输机理。生长素的极性运输(polartransport)是指生长素只能从植物体的形态学上端向下端运输。IAA的极性运输是一种主动运输过程。IAA的化学渗透极性扩散假说：质膜上有质子泵，将H+泵出质膜到细胞壁，细胞质内pH近中性，而细胞壁的pH较低。在细胞基端质膜中存在有专一性的生长素阴离子运输蛋白，能从细胞内单向输出IAA-,当IAA-进入细胞壁空间时，立即被质子化为IAAH，IAAH通过扩散作用顺着浓度梯度由细胞壁进入其下部相邻细胞内，在细胞质中IAAH解离，又产生IAA-，并扩散下移至细胞基部。CTK的合成部位。——细胞分裂素.一般认为CTK合成部位在根尖.Eth的三重反应和偏上性反应。--乙烯乙烯对茎伸长有抑制作用，促进茎的加粗和横向生长，称为乙烯的“三重反应”。把番茄植株放在含有乙烯的空气中，数小时后，由于叶片的叶柄上方比下方生长快,叶柄向下弯曲，这个现象叫叶柄的偏上性。7.CTK和IAA在愈伤组织细胞分化中的作用（IAA/CTK高，向根的方向分化；IAA/CTK低，向芽的方向分化）。第十章植物的生长生理1•种子萌发；萌发的标志。种子萌发：指种子从吸水到胚根突破种皮期间所发生的一系列生理生化变化的过程。萌发的标志为胚根突破种皮2.植物组织培养；植物细胞全能性；外植体；分化；脱分化；再分化。植物组织培养:是指在无菌条件下，将外植体接种到人工配制的培养基上培养成植株的技术。植物细胞全能性：植物体的每个具有核的细胞都具备母体的全套基因，在一定的条件下可以发育成一个完整植株。外植体：离体的细胞、组织或器官分化:分生组织的幼嫩细胞发育成为具有各种形态结构和生理代谢的成型细胞的过程。脱分化：已有高度分化能力的细胞和组织，在培养条件下逐渐丧失其特有的分化能力的过程。再分化：已经脱分化的细胞在一定条件下，经过愈伤组织或胚状体，再分化出根和芽，形成完整植株。3•植物生长大周期。植物器官或一年生植物在整个生长过程中，生长速率表现出“慢-快-慢”的基本规律，即开始时生长缓慢，以后逐渐加快，到最高速度后又减慢以至停止的整个生长过程称为生长大周期。4•植物生长的相关性。①地下部分与地上部分的相关性②主茎与侧枝的相关性③营养生长和生殖生长的相关性5.植物的运动方式。向性运动、感性运动和近似昼夜节奏的生物钟运动。第十一章植物的生殖生理1营养生长转入生殖生长的标志；影响植物开花的因素；花芽分化的外界条件。营养生长转入生殖生长的标志是花芽的分化。影响植物开花的因素有：年龄和生理状态，温度，白天和黑夜的相对长度，营养条件。花芽分化的条件：花芽分化首先取决于植物体内的营养水平同时又受体内内源调节物质和外源调节物质的制约。2.春化作用；春化作用的条件；感受春化作用的时期和部位。春化作用：低温诱导促进植物开花的作用。春化作用的条件:低温和时间，水分，氧气，糖分。大多数作物的春化是在种子萌发或苗期进行。春化作用的感受部位：是茎尖生长点光周期现象；长日植物；短日植物；日中性植物；临界日长。光周期现象：植物在长期适应过程中对光周期产生一定反应的现象。长日植物：在24小时昼夜周期中，日照长度必须长于一定时数才能成花或成花较多的植物。短日植物：在24小时昼夜周期中，日照长度必须短于一定时数才能成花或成花较多的植物。日中性植物：可在任何日照条件下均可开花的植物临界日长：指昼夜周期中诱导植物开花的极限日照长度光周期的感受部位和传导途径。接受光周期刺激的部位是叶片，叶片形成的开花刺激物是通过韧皮部传导的。花器官形成的“ABCDE”模型。要点：A类基因控制第1、2轮的发育；B类基因控制第2、3轮的发育，C类基因控制第3、4、5轮的发育；D类基因控制第5轮的发育。E类基因调控除第1轮以外其他4轮的发育。花粉和柱头的相互识别过程及识别物质。花粉壁的外壁蛋白，是花粉与柱头相互识别中起主要作用的物质。这种识别反应靠花粉壁蛋白质与柱头乳突细胞表面的蛋白质膜间的相互作用实现。柱头表面的蛋白质膜，是识别作用的感受器。当花粉粒落到柱头表面时，花粉壁蛋白质在花粉与柱头接触的最初几分钟内即释放到柱头表面，并相互识别。若二者亲和，花粉粒吸水萌发，紧接着消化柱头细胞壁角质层的酶系统被活化，柱头表面的角质层被消化，花粉管穿入花柱进一步生长，最后伸达胚囊，实现受精。不亲和花粉落到柱头表面，经识别后，可诱使柱头乳突细胞产生胼胝质，阻碍花粉管的穿入。花粉粒本身，由于不被'认可”，通常不吸水、不萌发。有的虽然萌发，但在进一步活动中，会遇到诸如花粉管不能穿入柱头，花粉管在花柱中生长受阻，精子不能进入胚囊等方面的障碍，致使精子与卵的结合不能实现。第十二章植物的成熟和衰老生理呼吸跃变。部分果实成熟时，呼吸速率首先是降低，到成熟末期又急剧升高，最后又降低，这个现象叫做果实的呼吸跃变肉质果实成熟时色、香、味的变化。糖类物质转化一一甜味增加。有机酸类转化——酸味减少。单宁物质转化——涩味消失。芳香物质转化——香味产生。果胶物质转化一一果实变软。