植物生理学ppt课件

1、1.植物生理学的定义和任务1。定义：植物生理学：这是一门研究植物，尤其是高等绿色植物生命活动规律的科学。植物的生命活动：在水代谢、矿质营养、光合作用和呼吸等基本代谢的基础上，表现出种子萌发、生长、开花和结果等生长发育过程。2.植物生理学的任务：研究和理解各种环境条件下植物生命活动的规律和机制，以便将这些成果应用于所有利用植物生产的事业。中国古代植物生理学的产生和发展。水代谢2。矿物质营养。光合作用。呼吸和储存。植物生长物质。增长和发展。植物生理学的产生和发展。研究的开始时期(16-17世纪)2。奠基和生长时期(18-19世纪)3中国植物生理学的先驱：钱(舒)中国植物生理学的奠基人：李继东、罗宗

2、洛、唐培松，以及现在一些有影响的研究者：(4)近年来植物生理学发展的特点：1 .研究水平越来越宽；2.跨学科渗透；3.理论联系实际；4.研究手段的现代化；3.植物生理学的发展前景。研究重点：能量转化研究重点：膜结构与功能中国植物研究的主要任务是：1。深入基础理论研究(做某事但不做某事)；2.大力开展应用基础研究和应用研究；第二章物质生产和光能利用，植物的新陈代谢：维持生命的各种活动中化学变化的总称。同化：植物从环境中吸收简单的无机物质，通过各种化学变化形成各种复杂的有机物质，将它们整合成自身的一部分，并将太阳能转化为化学能并储存在有机物质中的过程。分解代谢：植物将复杂的有机物分解成简单的无机物

3、并释放其中储存的能量用于生命活动的过程。植物代谢的特点：环境中简单的无机物可以直接合成复杂的有机物。第一章是对植物水分代谢的概述。第一部分是植物的需水量。1.植物含水量的规律。1.不同的植物有不同的含水量；2.同一种植物生长在不同的环境中，含水量也不同。3.同一植物不同器官和组织的含水量也不同；4.同一器官在不同生长期的含水量不同。2.水在植物中的存在状态，1。水存在状态：结合水(自由水)2。不同水存在状态的原因：(图1) 3。两种水分存在状态与植物代谢的关系：4。原生质溶胶的两种存在状态：凝胶):5。粘度3。水在植物生命活动中的作用：1。水是原生质的主要成分；2.水是新陈代谢的反应底物；3.

4、水是植物吸收和运输物质的溶剂；4.水可以保持植物固有的姿态；5.水具有特殊的物理和化学性质。(1)高比热有利于体温稳定；(2)高气化热避免高温破坏；(3)极性原生质体稳定；(4)表面张力有利于吸附和运输。第2节植物细胞的吸水1。细胞的渗透吸水，植物的吸水模式(1)自由能和水势自由能化学势水势，(2)渗透：渗透系统，(3)植物细胞是渗透系统1。概念：原生质壁分离：由于植物细胞中的液泡脱水，原生质与细胞壁分离的现象。质粒分离和修复：将发生质壁分离的植物细胞放入清水或高水势溶液中，液泡变大，整个原生质体慢慢恢复到原始状态的过程。2.血浆壁分离的条件：(1)外界环境的水势低于细胞的水势；(2)原生质体

5、层具有选择性；(3)细胞壁和细胞质的收缩力不同。3.原生质体分离存在以下问题：(1)原生质体层具有半透膜的特性；(2)判断细胞的生死；(3)可以测量细胞的渗透势。植物细胞的水势。典型植物细胞的水势：水势=衬里势，压力势，渗透势2。液泡形成前植物细胞的水势：水势=衬里势3。当细胞被水饱和时，水势为0。4.基底电位：由细胞胶体的亲水性和毛细管与自由水的结合引起的水势降低(本质上是增加吸水)的值是负的。5.压力势：由于细胞壁压力(阻止水分吸收)的存在而增加的水势通常为正，但当质壁分离时为0，当蒸腾作用剧烈时为负。6.膨胀压力：细胞膨胀对细胞壁造成的压力。7.渗透势：也称为溶质势，水势因溶质粒子的存在

6、而降低的部分(水的自由能降低)通常为负。(5)细胞间水势的差异决定了水流的方向和速度Y水势梯度：当多个细胞连接在一起时，如果一个细胞的水势高，另一个细胞的水势低，则依次下降，形成水势梯度。水从高水势的地方流向低水势的地方。植物器官的水流遵循这个规律。渗透势=-1.4兆帕压势=0.8兆帕水势=-0.6兆帕，渗透势=-1.2兆帕压势=0.4兆帕水势=-0.8兆帕。第二，细胞吸胀：亲水胶体吸水膨胀的现象。大分子物质的亲水性：蛋白质淀粉纤维素；3.细胞对水的代谢吸收：利用细胞呼吸释放的能量使水通过质膜进入细胞的过程。证据：呼吸与吸水呈正相关。第三部分是植物根系吸水。1.植物的吸水器官：根2。根的吸水部

7、分：根尖3。根尖吸水面积：根毛面积(图)4。为什么根毛区是吸水的主要区域？(1)根毛多，吸收面积大；(2)细胞壁由果胶组成，具有很强的亲水性；(3)咨询组织发展。5.其他区域：细胞质稠密，疏通组织不发达，对水的抵抗力很强。(1)根系压力：植物根系的生理活动使液体从根系流出的压力(主动吸水)。证据：出血，出血：从受伤或破损的植物组织中溢出液体的现象。滴液：液体从未受伤叶子顶端或边缘的水孔溢出的现象。根压的机制(1)渗透理论(2)代谢理论(2)蒸腾张力大气叶气孔叶肉细胞除了细胞导管根的土壤、2。影响根系吸水的主要外部条件，外部条件：大气因素和土壤因素。2.永久萎蔫系数：当植物的叶子刚刚显示萎蔫时，

8、土壤含水量和土壤干重的百分比(导致植物萎蔫并且由于蒸腾作用减少而不能恢复的土壤含水量的最高百分比)。3.土壤水分的分类：重力水、毛细水和束缚水。(2)通风状况(3)土壤温度1。高温：加速根系老化和木质化，减少吸收面积；酶活性降低甚至失活，原生质流动缓慢。2.低温：水的粘度增加，扩散速率降低；原生质的粘度增加，水不容易渗透；呼吸频率降低，影响根压；根系生长缓慢影响吸水面积。3.适当的温度：(4)土壤溶液浓度，第4节蒸腾作用，蒸腾作用：水以气态通过植物表面(主要是叶子)从身体散发到身体的现象。1.蒸腾作用的生理意义和位置。生理意义：(1)植物吸水和运输的主要驱动力；(2)有利于矿物质和盐类的吸收；

9、(3)降低叶片温度。2.植物的蒸腾部分：幼虫和成虫3。叶片的蒸腾模式：皮孔蒸腾、角质蒸腾和气孔蒸腾；2.气孔运动和气孔结构特征：1 .细胞壁不均匀增厚；2.细胞器不同于表皮细胞；3.体积比表皮细胞小。4.表皮细胞没有胞间连丝。(1)气孔蒸腾速率1。气孔扩散速率的特征：比同一地区自由水面的蒸发速率快50倍以上。2.快速扩散速率的原因气孔扩散原理(2)气孔运动1。气孔周期性运动。气孔运动的原因：保卫细胞的吸水和失水；(3)气孔运动及其机制：1 .淀粉-糖转化理论3360主要内容：认为保卫细胞水势的变化是糖和淀粉相互转化的结果。关键酶是淀粉磷酸化酶(它在PH6.1-7.3时促进淀粉水解，在PH2.9

10、-6.1时促进葡萄糖-1磷酸合成)。在光照下，由于保卫细胞有叶绿体进行光合作用，它们消耗二氧化碳。细胞的酸碱度增加，淀粉水解促进，细胞中的可溶性物质增加，水势降低，气孔打开吸收水分。在黑暗的条件下。存在一些问题：(1)有些植物的保卫细胞没有叶绿体，但气孔仍然是开放和关闭的，这很难解释；(2)气孔开/关先发生，糖随后变化。2.无机离子摄取理论在：细胞膜上有一个氢-氢-三磷酸腺苷酶，它可以被蓝光和红光激活。它能通过三磷酸腺苷将氢从保卫细胞转运到周围细胞，同时吸收钾和氯，降低细胞的水势，打开毛孔。苹果酸生产理论： pephco-3 oaa磷酸盐OAA NADH苹果酸NAD(4)影响气孔运动的因素；(

11、1)光照是促进糖和苹果酸形成以及钾和氯积累的主要因素。(2)温度影响气孔开度；(3)低浓度二氧化碳促进气孔开放，高浓度二氧化碳促进气孔关闭；(4)叶片含水量；(3)影响蒸腾的内外条件，蒸腾速率=扩散率/扩散路径阻力=(下气孔蒸腾压力-叶片外蒸腾压力)/(气孔阻力扩散层阻力)(1)外部条件对蒸腾的影响1。照明：最重要的条件2。大气的相对湿度。温度4。外部空气流速5。日变化，(2)内部因素对蒸腾作用的影响。气孔频率2。气孔大小3。气孔开口4。气孔大小5。气孔特殊结构。叶片内部面积，(3)蒸腾作用表达1。蒸腾速率：一定时期内单位叶面积的水分蒸腾量。它用克每平方分米和小时来表示。2.蒸腾比率：植物消耗

12、的每千克水分形成的干物质的克数。用克表示。3.蒸腾系数：也称为需水量，即植物生产1克干物质所需的水量。用克表示。蒸腾系数是蒸腾速率的倒数。(4)减缓蒸腾速率的方法(1)减少叶面积(2)使用抗蒸腾剂(1)抗蒸腾剂：一种能阻碍蒸腾但对光合作用和生长影响很小的物质。(2)抗透明质酸盐的类型：代谢型：薄膜型：反射型： 3。遮荫和挡风处理，第5节植物中的水分运输，1。水路运输方式1。水分从吸收到蒸腾到离体的途径：土壤溶液根皮层薄壁细胞木质部导管和管胞茎或叶的木质部叶木质部叶肉细胞壁的膜末端细胞靠近气孔蒸腾2。根据原生质的有无，植物组织分类：质外体，非质外体共质体：原生质体3。水在茎和叶细胞中有两种运输方

13、式：(1)通过死细胞：长距离运输；(2)通过活细胞：适合短距离运输；(2)水沿导管或管胞上升的驱动力；(1)根压；(2)蒸腾张力：主要驱动力2内聚力理论): 3。衔接理论争论的焦点是：(1)活细胞是否需要参与水位上升；(2)木质部有气泡，因此水柱不能连续。为什么水柱会继续上升？(3)水运速度；(1)活细胞的原生质体对水流有很大的阻力，并且由于亲水物质的存在而形成水合膜。水流过原生质的速度是每小时千分之一厘米。2.木质部的水分运输速度比薄壁细胞快得多，后者为每小时3-45米。合理灌溉的生理基础，灌溉的基本任务是用最少的水量获得最大的效果。首先，作物需水量规律作物需水量随类型而异；例如，同一作物在

14、小麦不同生长阶段的需水量也有很大差异，分为五个阶段：1 .从发芽到分蘖初期：需水量不大；2.从分蘖末期到抽穗期；耗水量增加；进入第一个水分临界期)；出现了。3.从打头到灌装：水很重要；4.从灌浆开始到牛奶成熟：水的第二个关键期；5.从牛奶成熟结束到完全成熟阶段：减少水的供应。二是合理灌溉的指标，1。灌溉时期由土壤湿度决定。灌溉的形态指标，如外观、叶形和叶色。灌溉的生理指标，如水势、细胞质液体浓度、渗透势和气孔开度，注意具体问题。合理灌溉增产的原因，1。灌溉可以改善各种生理功能，尤其是光合作用：(1)增强植物生长，扩大叶面积；(2)增强根系活力，叶片水分充足，光合速率加快，同时可以改善光合午休现

15、象；(3)茎叶运输组织发达，提高了水分和同化物的运输效率，改善了光合产物的分配，增加了产量。2.“生态需水量”可以改变耕作环境。第二章：植物的矿物质营养：植物对矿物质的吸收、运输和同化。第一部分是植物必需的矿物质元素。首先，植物中的矿物元素：植物燃烧后以氧化物形式存在于灰烬中的元素，也称为灰烬元素。氮不是一种矿物元素，但它也被归类为矿物元素，因为它也被植物从土壤中吸收。植物，干物质(5-90%)，水(10-95%)，有机化合物(90%)，无机化合物(10%)，2。植物必需的矿物质元素，1。如何确定哪些元素是必要的，哪些是不必要的？技术：溶液培养法和沙培养法。普通培养基：霍格兰德培养基；3.必需矿物质元素的条件：(1)由于缺乏这种元素，植物的生长受阻，生命周期无法完成；(2)如果该元素被去除，它将显示特定的缺陷，并且该缺陷可以被恢复和防止；(3)这种元素应该对植物的营养生理有直接影响，而决不