XXXX年专升本园林专业植物生理学考试大纲(培训材料)

2010园林专业（专升本）专业科考试大纲一、课程性质与要求本课程是一门专业基础课，它是研究植物生命活动的规律和本质。通过学习，要求考生掌握植物生理学的基本概念和基本理论知识，了解植物生命活动过程的基本规律，认识植物生长发育的生理过程和本质，以便合理地利用光、温、气、水、土壤资源，联系农业生产实际，提高分析问题和解决问题的能力。二、课程内容及要求第一章植物的水分代谢(一)水分的重要生理意义1．掌握水分在植物生命活动中的重要生理意义。水是细胞质的重要组成部分.水是代谢过程的反应物质水是植物对物质吸收和运输的溶剂.水分能保持植物固有的姿态2．掌握水分在植物体内的存在状态及其对代谢的影响。（1）植物体内的存在状态:束缚水、自由水束缚水：与细胞组分紧密结合而不能自由移动、不易散失的水分。自由水：与细胞组分吸附力较弱、可自由移动的水分。（2）自由水/束缚水比率在代谢过程中的意义自由水/束缚水比率越高，原生质溶胶状，植物代谢强，但抗性弱。自由水/束缚水比率越低，原生质凝胶状，植物代谢弱，但抗性强。(二)细胞吸水原理1．掌握水势的概念。水势就是每偏摩尔体积的化学势。水势用ψw表示。单位是Pa（帕）MPa2．掌握植物细胞水势的组成成分。（一）细胞水势的组分溶质势（Ψπ）、压力势（ψp）、重力势（ψg）、衬质势（ψm）。即ψw=Ψπ+ψg+ψp+ψmψw=Ψπ+ψp纯水的水势为0，溶液越浓，水势越低3．掌握细胞吸水的原理及其水分移动的规律。（1）细胞的吸水形式植物细胞的吸水方式主要三种：扩散、集流、渗透吸水渗透吸水---细胞的吸水主要形式质壁分离指植物细胞由于液泡失水使原生质体和细胞壁分离的现象。反之原生质体恢复原状称为质壁分离复原。（2）水分移动的规律：水总是从水势高的地方移向水势低的向方移动。植物相邻细胞间的水分移动的方向，取决于两细胞间的水势差，水分总是顺着水势梯度移动。植物细胞、组织、器官之间，土壤—植物—大气连续体中，水分转移也是如此。通常：土壤水势植物根的水势茎木质部水势叶片的水势大气的水势。(三)植物根系吸水原理1．掌握根系吸水的动力（蒸腾拉力、根压）。根系吸水的部位：根毛区根据吸水的动力的不同，分成两类：主动吸水和被动吸水（1）主动吸水--由植物根系生理活动引起的吸水过程。根压-----植物根系的生理活动引起水分进入中柱后产生的压力根压有两种表现方式：（根压存在的证据）A．伤流:从受伤或折断的植物组织溢出液体的现象，叫做伤流，溢出的液滴称伤流液。数量和成分可以作为根系活动强弱的指标。B．吐水：在土壤水分充足，大气潮湿的情况下，未受到伤害植物叶尖和叶缘向外分泌液滴的现象，它也可以作为壮苗的指标。（2）被动吸水----以蒸腾拉力为动力的吸水过程。动力：蒸腾拉力证明：蒸腾的枝条可以通过被麻醉或死亡的根系吸水。高大的树木以被动吸水方式为主，春季叶片未展开或已落叶的树木以主动吸水为主。2．理解影响植物根系吸水的外界因素（土壤温度、土壤溶液浓度及土壤通气条件等）。（1）土壤温度低温能抑制根系吸水的速率，原因有：I.水分本身的粘性增加，运动减慢，扩散速率降低。II.原生质粘性增大，水分不易通过原生质。III.呼吸作用减弱，影响根压的产生。IV.根系生长缓慢，有碍吸水表面积的增加农业应用：午不浇园温度过高时，对根系吸水也不利----加速根的老化、酶蛋白变性。（2）土壤溶液土壤溶液含有一定盐分，具有水势。根系要从土壤中吸水，根部细胞的水势必须低于土壤溶液的水势。施用化肥时注意一次不能使用过多，避免出现“烧苗”。盐碱土中，土壤溶液中盐浓度高，水势低，作物吸水困难。（3）土壤通气条件----土壤通气不良根系吸水量减少实验证明，用CO2处理根部，可使植物的吸水量降低，原因是：I.呼吸减弱，影响根压。II.缺氧，进行无氧呼吸，积累较多酒精，对根有害解释农业上的一些现象(四)植物蒸腾作用1．理解蒸腾作用的意义蒸腾作用：水分以气体状态，通过植物体的表面（主要是叶）从体内散失到体外的现象。（1）蒸腾作用的重要意义：a蒸腾作用是植物对水分吸收和运输的主要动力b蒸腾作用有助于植物对矿物质和有机物的吸收和运输c蒸腾作用能降低植物体的温度（2）部位和方式：幼小植物（地上部分都能蒸腾）木本植物长大以后，茎和枝条（皮孔蒸腾）叶片蒸腾为主要方式2．掌握蒸腾作用的指标（蒸腾速率、蒸腾效率、蒸腾系数）。蒸腾速率：蒸腾强度，指在单位时间内，单位叶面积上通过蒸腾作用散失的水量。蒸腾比率：指植物每蒸腾1千克水所形成的干物质的克数。蒸腾系数：指植物每形成1克干物质所消耗水分的克数3．理解蒸腾作用的影响因素（温度、空气湿度、风速、光强等）。外界条件对气孔蒸腾的影响（1）光照：增强蒸腾作用和加快蒸腾速率。（2）温度：大气温度升高，蒸腾作用加强；但温度过高，蒸腾减弱。（3）湿度：湿度大，蒸腾减弱，反之，蒸腾速度加快。（4）风速：微风促进蒸腾，强风抑制蒸腾。4．掌握植物体内水分运输的途径。短距离径向运输（质外体途径、共质体途径）长距离质外体运输(五)合理灌溉的生理基础(含指标、方法等)合理灌溉指标（1）土壤指标一般要求土壤含水量为田间持水量的60-80%，低于此含水量要求进行灌溉。（2）形态指标根据作物缺水的形态表现：幼嫩茎叶发生萎蔫；生长速度下降；茎叶颜色呈暗绿色（叶绿素浓度增大）或变红（花色素增多）等。（3）生理指标植物叶片的细胞汁液浓度、渗透势、水势、气孔开度等。（4）灌溉的方法喷灌：解除大气和土壤干旱，防止盐碱化，节约用水。滴灌：提高水的利用率，防治次生盐渍化。第二章植物的矿质营养(一)植物必需的矿质元素1．植物必需的矿质元素应符合哪些条件。必需元素：是指对植物生长发育必不可少的元素。标准有三缺乏该元素，生长发育受阻，不能完成生活史。缺乏该元素，表现专一病症，加入该元素可恢复。该元素在植物营养生理上能表现直接的效果。植物必需元素有十九种：N、P、K、Ca、Mg、S、Fe、Cu、B、Zn、Mn、Mo、Cl、Ni、Na、Si、C、H、O。大量元素：植物需要量较大。其含量通常为植物干重0.01%以上的元素。C、H、O、N、P、K、Ca、Mg、S、Si、等。微量元素：需要量很少，约占干重10-5-10-3%。Fe、B、Mn、Zn、Cu、Mo、Cl、Ni、Na。2．掌握植物必需矿质元素的生理作用。细胞结构物质的组成成分。生命活动的调节者，如酶成分和酶的活化剂等。电化学作用，如渗透势、胶体稳定、电荷中和等。3．了解植物缺素症的特征。N：氮素过多，叶片大而绿，植株徒长，易倒伏及感病。Mg：镁是叶绿素的组成成分之一。Mn：水的光解需要锰的参与。B：使糖带极性，促进运输，硼对植物的生殖过程有影响，缺发硼时，植物花药、花丝萎缩，绒毯层组织被破坏，花粉发育不良，造成油菜“花而不实”；小麦不结实也是缺乏硼所致。Zn：锌能促进植物体合成色氨酸。吉林和云南和玉米“花白叶病”，华北地区的果树“小叶病”就是缺锌的缘故。氯：在光合作用水解过程中起作用，促进氧的释放。N、P、K、Mg、Zn：缺乏症表现在老叶。B、Cu、Ca、Mn、S、Fe：缺乏症表现在幼叶。(二)植物细胞对矿质元素的吸收理解植物细胞吸收矿质元素的方式及特点。方式：通道运输载体运输泵运输胞饮作用特点：（1）吸水和吸盐的相对独立性它一方面和吸水有关，另一方面又独立（2）离子的选择吸收同一种盐类，植物对不同的离子的吸收是不同的，表现出选择性。由于选择的结果，在土壤中就形成了三种不同的结果。生理酸性盐：（NH4）SO4，植物对NH4+的要求大于对SO4=离子的需要，大量吸收NH4+的同时，把SO4=留在土壤中，使土壤溶液的氢离子浓度上升。生理碱性盐：KNO3，植物对NO3-的需求大于对K+的需求，大量吸收NO3-的同时而把K+留在土壤溶液中，使土壤溶液的氢离子浓度降低。生理中性盐：NH4NO3，植物对两种离子的需求大致相同，土壤溶液的离子浓度不会发生变化。（3）单盐毒害、离子拮抗和平衡溶液A单盐毒害：把植物培养在某一种单一的盐溶液中，植物不久就会遭受毒害，甚至死亡，这种现象称为单盐毒害。B离子拮抗：在发生单盐毒害的溶液中，加入少量的其他金属离子，就能消除或减弱这种单盐毒害。C平衡溶液：将各种矿质元素按照一定的比例配成溶液，植物可以在其中很好生长，这种溶液就是平衡溶液。(三)植物根系对矿质元素的吸收1．掌握根系吸收矿质元素的特点（1）交换吸附（2）直接接触交换。2．了解影响根系吸收矿质元素的因素（温度、土壤通气、pH值、离子间相互作用等）。1）温度：低温，吸收少，温度升高，吸收加快。超过一定温度，吸收停止。2）通气条件：通气好，氧气充足，吸收就比较多；通气不良，氧气少，呼吸弱，吸收就少。3）溶液浓度：低浓度下，随浓度升高，吸收多；但是当浓度超过一定后，浓度对吸收就不起作用，严重还会烧伤植物。4）氢离子浓度：直接影响：阳离子随PH值升高吸收也加快。阴离子则相反。间接影响：土壤溶液反应的改变，可以引起溶液中养分的溶解和沉淀。碱性反应：Fe、Ca、Mg、Cu、Zn等元素沉淀，植物无法吸收。酸性反应：H2PO4-，HPO4=、K、Ca、Mg等元素溶解度增加，植物来不及吸收，易被雨水冲掉。因此酸性土壤易缺乏这些元素。同时酸性土壤中，Al、Fe、Mn等元素溶解度加大，易使植物受害。5）微生物的影响------菌根菌根：高等植物的根系与土壤真菌形成具有固定结构的共生体。有内生菌根和外生菌根。6）、离子之间的相互作用溶液中某一种离子的存在，会影响到其他离子的吸收。这就是离子之间的相互竞争。(四)矿质元素在植物体内运输掌握矿质元素在植物体内运输的途径、形式和利用。途径：根部吸收的离子通过木质部的导管向上运输，同时也进行横向运输。叶部吸收的矿质主要是通过韧皮部向下运输，也进行横向运输。利用：参与循环：N、P、Mg等，分布于代谢较强的部位。不参与循环：Fe、Ca、Mn、老的器官含量较多。(五)合理施肥的生理学基础(含指标和方法等)指标:1)形态指标：相貌；叶色。2)生理指标：营养指标；酰胺。方法：根外施肥----根外营养(叶片营养)第三章植物的光合作用(一)植物光合作用的重要意义1．掌握植物光合作用总方程式的内涵。绿色植物利用光能把二氧化碳和水制造成有机物质的过程就叫光合作用2．植物光合作用的重要意义。1)把无机物变为有机物:完成了自然界规模巨大的物质转化是动物的食品和微生物分解物的基础。2)完成自然界规模巨大的能量转化生命活动和人类生产活动的能量主要来源3)保护环境。持大气中氧和二氧化碳比例的稳定(二)叶绿体色素的性质1．掌握叶绿体的超微结构(类囊体、基粒和间质)。A、外被（外套）由两种膜（内外膜）组成，它的是控制代谢物质的进出。具有选择性。创造光合作用最佳环境。B、基质外被以内的基础物质，不含色素，主要成分是可溶性蛋白和代谢的活跃物质，主要含有羧基岐化酶（催化二氧化碳的固定），是淀粉形成和积累的主要场所。特点：高度流动性状态。C、层膜系统（类囊体系统）双层膜组成扁平囊泡状，内部有囊内空间，充满水溶液。类囊体有两种类型：基粒类囊体：（基粒片层）由几个类囊体垛叠在一起后形成的。包含光合色素，把光能转变成化学能。基质类囊体：（基质片层）贯穿整个基质，而把基粒片层连成三维的网状空间结构。光合膜垛叠在一起的意义：捕获光能的机构高度密集，有利于收集光能，加速光反应。层膜都是一些酶的排列的支架，形成一条传递带。2．掌握叶绿体色素的种类和理化性质。（1）叶绿体色素:1)叶绿素,2)、类胡萝素（2）理化特性A、亲脂性主要是叶醇基尾巴决定。B、不溶于水溶于乙醇，丙酮等有机溶剂。C、取代反应卟啉环中镁被氢、铜、锌等离子取代后，可以保持绿色，植物的腊叶标本就是由此而来。一般采用醋酸铜处理。2)、类胡萝素类胡萝卜素：胡萝卜素----橙黄色叶黄素------黄色它们都溶于有机溶剂。（3）色素的光学特性叶绿素的吸收光谱：430--450nm蓝紫光区640--660nm红光区类胡萝卜素的吸收光谱：400---500nm蓝紫光（4）叶绿素生物合成一定要光。(三)光合作用的机理掌握