植物生理学复习资料

1植物生理学复习资料绪论1、植物生理学：研究植物生命活动规律，揭植物生命本质的科学。2、植物生理学的内容包括：生长、发育、形态建成、物质与能量转化、信息传递和信号转导3、J.vonSachs（萨克斯）1882年编写《植物生理讲义》W．Pfeffer（费弗尔）1904年出版了《植物生理学》第一章植物的水分生理1、植物体内水分存在的状态1)靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分，称为束缚水2)距离胶粒较远而可以自由流动的水分，称为自由水2、水势：每偏摩尔体积水的化学势差水势=溶质势+压力势+衬质势3、水分由高水势流向低水势4、植物水势早中晚：5、根系吸水的途径：质外体途径、跨膜途径、共质体途径（后两种统称细胞途径）1)质外体途径：水分通过细胞壁、细胞间隙等没有细胞质的部分移动，阻力小、速度最快2)跨膜途径：水分从一个细胞移动到另一个细胞，要两次通过质膜，还要通过液泡膜3)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，速度最慢6、根系吸水的两种动力：根压（主动吸收）、蒸腾拉力（被动吸收）7、蒸腾作用：水分以气体状态，通过植物的表面，从体内散失到体外的现象生理意义：1）蒸腾作用是植物对水分吸收和运输的主要动力2）蒸腾作用对矿物质和有机物的吸收，以及两类物质在植物体内的运输都是有帮助的3）蒸腾作用能够降低叶片的温度8、影响气孔开放的渗透物质代谢的三条途径：1）伴随着K+的进入，苹果酸和Cl-也不断地进入，以维持电中性；2）淀粉水解或通过卡尔文循环形成的中间产物转变为蔗糖；3）叶肉细胞产生的蔗糖，从质外体进入保卫细胞第二章植物的矿质营养1.大量元素：CHONKCaMgPS（碳氢氧氮钾钙镁磷硫）微量元素：ClFeBMnZnCuNiMo（氯铁硼猛锌铜镁钼）2.单盐毒害：这种溶液中只有一种金属离子时，对植物起有害作用的现象称为单盐毒害离子颉抗：在发生单盐毒害的溶液中再加入少量其他金属离子，既能减弱或消除这种单盐毒害，离子之间这种作用称为离子颉抗3.离子进入根的内部的途径：质外体途径、共质体途径（离子对植物的生理作用请熟看P35-39）2第三章植物的光合作用1、光合作用：绿色植物吸收阳光的能量，同化二氧化碳和水，制造有机物并释放氧气的过程光合作用的重要性：1）把有机物变成无机物2）蓄积太阳能量3）环境保护2、光合色素分为：叶绿素和类胡萝卜素3、叶绿素：叶绿素a（蓝绿色）叶绿素b（黄绿色）[两者比例3:1]化学特性：1）叶绿素是叶绿酸的酯2）不参与氢传递，只以电子传递及共振传递的方式参与光反应3）具有亲脂性和亲水性4）具有收集和传递光能的作用，少数叶绿素a将光能转化成化学能光学特性：1）有选择吸收光谱：红光（波长640-660nm）蓝紫光（波长430-450nm）2）有荧光现象：离体叶绿素，透射光下呈绿色，反射光下呈暗红色3）有磷光现象：中断光源后，用光学仪器可观察到微弱的发光现象4、类胡萝卜素：胡萝卜素（橙黄色）叶黄素（黄色）[两者比例2:1]化学特性：1）不溶于水，溶于有机溶剂2）收集和传递光能3）防护叶绿素免收多余光照伤害光学特性：最大吸收带为蓝紫光部分，不吸收红光等长波的光5、光合作用的各种能量转变的概况能量转变光能（光化学反应）活跃的化学能稳定的化学能贮存能量的物质量子电子ATPNADPH糖类等过程原初反应电子传递光合磷酸化碳同化部位基粒类囊体基粒类囊体叶绿体基质光、碳反应光反应光反应碳反应6、光合电子传递：在原初反应中产生的高能电子经过一系列的电子传递体，传递给NADP+，产生NADPH的过程。途径：1）非环式电子传递（正常生理条件下）2）环式电子传递（只有非环式的3%，在胁迫条件下增强）3）假环式电子传递（强光下、NADP+供应不足）7、光合磷酸化：指叶绿体利用光能驱动电子传递建立跨类囊体膜的质子动力势（PMF），质子动力势就把ADP和无机磷酸合成ATP。8、ATP和NADPH用于反应中二氧化碳的同化，合称为同化力。9、高等植物固定二氧化碳的生化途径有三条：C3、C4、CAM（景天酸代谢途径）其中最基本的为C3途径，只有这条途径才具备合成淀粉等产物的能力10、C3途径（卡尔文途径）的三个阶段：1）羧化阶段：RuBP+CO2中间产物2分子3-磷酸甘油酸（PGA）RubiscoH2O32）还原阶段：①PGA+ATPDPGA（1,3-二磷酸甘油酸）②DPGA+NADPH+H+3-磷酸甘油醛（PGAld）3）更新阶段：PGAld经过一系列的转变，再形成RuBP的过程产生一个三碳糖分子（PGAld），需要三个CO3，消耗9个ATP和6个NADPH分子11、C4途径（四碳二羧酸途径）反应步骤：1）羧化与还原2）转移与脱羧：释放CO23）更新12、C3、C4、CAM植物的光合特性比较1）叶片结构：①横切C3、C4植物叶片，C3无“花环型”结构，C4有“花环型”结构②C4植物进行光合作用时，只在维管束鞘薄壁细胞内形成淀粉，叶肉细胞没有；C3植物由于仅有叶肉细胞含有叶绿体，整个光合作用过程都是在叶肉细胞里进行，淀粉只积累在叶肉细胞中2）生理特性：①C3植物的CO2固定酶为Rubisco（叶绿体内）C4和CAM植物的酶为PEP羧化酶（细胞质基质内）②C3植物固定空气中的CO2，C4和CAM植物利用C4酸脱羧产生的CO2③C3和CAM植物的卡尔文循环在叶肉细胞中，C4植物在维管束鞘细胞进行④同化CO2和进行卡尔文循环，C3植物同时同处进行，C4植物在空间上分隔进行，CAM植物在时间上分隔进行⑤光合速率：C4最快，CAM最慢⑥耐旱性：CAM最强，C3最弱⑦气孔张开：C3和C4植物白天张开，CAM植物晚上张开⑧光呼吸：C3植物高，C4和CAM植物低13、爱默生增益效应：如果在长波红光（大于685nm）照射时，再加上波长较短的红光（650nm），则量子产额大增，比分别单独两种波长的光照时的总和还要高，因两种波长的光协同作用而增加光合效率的现象称为增益效应。14、影响光合作用的因素：外部：光照CO2温度矿质元素水分光合速率的日变化内部：不同部位不同生育期第四章植物的呼吸作用1、有氧呼吸：指生活细胞在O2的参与下，把某些有机物质彻底氧化分解，放出CO2并形成H2O，同时是释放能量的过程2、无氧呼吸：在无氧条件下，细胞把某些有机物分解成不彻底的氧化物，同时释放能量的过程3、呼吸作用的生理意义：①提供植物需要的能量②中间产物是合成植物体内重要有机物的原料③在植物抗病免疫方面有着重要作用4、电子传递链（呼吸链）：呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总过程3-磷酸甘油酸激酶3-磷酸甘油醛脱氢酶45、电子传递体：氢传递体和电子传递体6、末端氧化酶：把底物的电子传递到电子传递系统的最后一步，将电子传递给分子氧并形成水或过氧化氢的酶分类：①线粒体内末端氧化酶：细胞色素C氧化酶、交替氧化酶②线粒体外末端氧化酶：酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、乙醇酸氧化酶7、氧化磷酸化作用：在生物氧化中，电子经过线粒体电子传递链传递到氧，，伴随ATP合酶催化，使ADP和磷酸合成ATP的过程。8、氧化磷酸化机理：P.Mitchell提出化学渗透假说：①电子传递像一个质子泵，电子传递过程中所释放的能量，可促使质子由线粒体基质移位到线粒体内膜外膜间形成质子电化学梯度，即线粒体外侧的H浓度大于内侧并蕴藏了能量②当电子传递被泵出的质子，在H浓度梯度的驱动下，通过F0F1-ATP酶中的特异的H通道流动返回线粒体基质时，则由于H流动返回所释放的自由能提供F0F1-ATP酶催化ADP与Pi偶联生成ATP第五章植物同化物的运输1、源：指制造养料，并向其他器官提供营养物质的部位或器官（叶）库：消耗或储存养料的器官，如：叶、茎、根、花、果、种子2、配置：指源叶中新形成同化物转化为贮藏和运输用源叶的同化物有三个配置方向：①代谢利用②合成暂时贮藏化合物③从叶输出到植株其他部位3、分配：指新形成同化物在各种库之间的分布4、压力流学说：筛管中溶液流（集流）运输是由源端和库端之间渗透产生的压力梯度推动5、韧皮部卸出：指装载在韧皮部的同化物输出到库的接受细胞的过程同化物卸出途径：共质体途径卸出、质外体途径卸出第七章植物细胞信号转导1、植物细胞信号转导：指细胞偶联各种刺激信号（包括各种内外源刺激信号）与其引起的特定生理效应之间的一系列分子反应机制。第八章植物的生长物质1、植物激素：植物细胞接受特定环境信号诱导产生的、低浓度时可调节植物生理反应的活性物质2、植物生长调节剂：人工合成的对植物的生长发育有调节作用的化学物质3、植物激素的分类：生长素（IAA）合成部位：叶原基、嫩叶、发育中的种子生理功能：促进作用：促进细胞分裂，维管束分化，茎伸长，叶片扩大，顶端优势，种子发芽，侧根和不定根形成，根瘤形成，偏上性生长，形成层活性，光合产物分配，雌花增加，单性结实，子房壁生长，乙烯产生，叶片脱落，伤口愈合5抑制作用：抑制花朵脱落，侧枝生长，块根形成，叶片衰老运输方式：生长素极性运输:指生长素只能从植物体的形态学上端向下端运输（以载体为媒介的主动运输）赤霉素（GA）：合成部位：发育着的果实，伸长着的茎段和根部生理功能：促进作用：促进种子萌发和茎伸长，两性花的雌花形成，单性结实，花粉发育，细胞分裂，叶片扩大，侧枝生长，胚轴弯钩变直，果实生长抑制作用：抑制成熟，侧芽休眠，衰老，块茎形成运输方式：根尖合成的沿导管向上运输，嫩叶产生的赤霉素则沿筛管向下运输细胞分裂素（CTK）合成部位：根尖、茎尖、种子、发育着的种子生理功能：促进作用：促进细胞分裂，细胞膨大，地上部分化，侧芽生长，叶片扩大，叶绿体发育，养分移动，气孔张开，偏上性生长，伤口愈合，种子发芽，根瘤形成，果实生长抑制作用：抑制不定根形成和侧根形成，延缓叶片衰老运输方式：从根部通过木质部运到地上部乙烯合成部位：分生组织，种子萌发，花叶脱落，花衰老和果实成熟生理功能：促进作用：促进解除休眠，地上部和根的生长和分化，不定根的生成，叶片和果实脱落，两性花中雌花的形成，开花，花和果实的衰老，呼吸跃变型果实成熟，茎增粗抑制作用：抑制某些植物开花，生长素的转运，茎和根的伸长生长*三重反应：抑制伸长生长（矮化），促进横向生长（加粗），地上部失去负向重力生长（偏上生长）[植物对乙烯的特殊反应]脱落酸（ABA）合成部位：根。茎，叶，果实，种子生理功能：促进作用：促进叶、花、果脱落，气孔关闭，侧芽生长，块茎休眠，叶片衰老，光合产物运向发育着的种子，种子成熟，果实成熟抑制作用：抑制种子发芽，IAA运输，植物生长运输方式：脱落酸可在木质部和韧皮部运输，大多数在韧皮部运输第九章植物生长生理1、种子吸水：急剧吸水，停止吸水，再重新迅速吸水2、根冠比：植物地下部分与地上部分的鲜重或干重的比值，它的大小反映了植物地下部分与地上部分的相关性土壤水分降低，根的相对质量增加，地上部分的相对质量减少，根冠比增高土壤水分增多，减少土壤通气而限制根系活动，而地上部分得到良好的水分供应，生长过旺，根冠比值降低63、顶端优势：顶芽优先生长，而侧芽生长受抑制的现象4、光形态建成：依赖光控制细胞的分化，结构和功能的改变，最终汇集成组织和器官的建成5、光敏色素的两种类型：红光吸收型、远红光吸收型6、植物的运动：向光性、向重性、向化性、向水性第十章植物生殖生理1、春化作用：低温诱导植物开花2、光周期：在一天之中，白天和黑夜的相对长度3、光周期现象：植物对白天和黑夜相对长度的反应P278P281第十一章植物的成熟和衰老生理1、呼吸跃变：当果实成熟到一定程度时，呼吸速率首先是降低，然后忽然升高，之后又下降的现象2、果实成熟时植物激素变化P3063、种子休眠的原因和破除原因：种皮限制，种子未完成后熟，胚未完全发育，抑制物质的存在破除：氨水处理松树种子;98%浓硫酸处理皂荚种子，清水洗净，再40℃泡86h；层积处理；去除抑制剂