植物生理学最终2bgf

●植物生理学：研究植物生命活动规律的科学。内容：生长发育形态建成，物质能量转化，信息传递信号转导。任务：研究了解植物在各种环境条件下生命活动的规律和机制，并将研究应用于利用植物生产的事业。●如何理解“有收无收在于水”这句话？水分在生命活动中的作用：1是细胞质的主要成分2是代谢作用过程的反映物质3是植物对物质吸收和运输的溶剂4能保持植物的固有姿态5农业生产中决定收成有无。●植物体内水分存在的状态，及与代谢的关系。束缚水和自由水。束缚水含量与植物抗性大小有密切关系。●植物细胞吸水有哪几种方式。扩散，集流和渗透作用●水势的定义，细胞的水势组成，细胞间水分的移动由什么决定。水势就是每偏摩尔体积水的化学势。Ψw=Ψπ（渗透势）+Ψp（压力势）（重力势）+Ψg（重力势）●细胞运输的途径：1质外体途径（水分通过细胞壁细胞间隙等无细胞质部分的移动速度快2跨膜途径（水分从一个细胞移动到另一个细胞，两次通过质膜，还要通过液泡膜）3共质体途径（水分从一个的细胞质经过胞间连丝，移动到另一细胞的细胞质，形成一个细胞质的连续体移动速度慢）●根系吸水的动力由那几种?主要是以为主根压和蒸腾拉力以后者为主●蒸腾作用的概念，意义及部位。1水分以气体状态，通过植物体的表面（主要是叶子），从体内散失到体外的现象2（1）是植物对水分吸收和运输的主要动力（2）是植物吸收矿质盐类和在体内运转的动力（3）能降低叶片的温度●气孔的是如何运动？运动的机制及其影响因素。1气孔的开关与保卫细胞的水势有关,保卫细胞水势下降而吸水膨胀，气孔就张开，水势上升而失水缩小，使气孔关闭2淀粉-糖互变（机制：植物在光下，保卫细胞的叶绿体进行光合作用，导致CO2浓度的下降，引起pH升高(约由5变为7)，淀粉磷酸化酶促使淀粉转化为葡萄糖-1-P，细胞里葡萄糖浓度高，水势下降，副卫细胞(或周围表皮细胞)的水分通过渗透作用进入保卫细胞，气孔便开放。黑暗时，光合作用停止，由于呼吸积累CO2和H2CO３，使pH降低，淀粉磷酸化酶促使糖转化为淀粉，保卫细胞里葡萄糖浓度低，于是水势升高，水分从保卫细胞排出，气孔关闭。）钾离子吸收（机制：光合作用产生的ATP，供给保卫细胞钾氢离子交换泵做功，使钾离子进入保卫细胞，于是保卫细胞水势下降，气孔就张开。1967年日本的M.Fujino观察到，在照光时漂浮于KCl溶液表面的鸭跖草保卫细胞钾离子浓度显著增加，气孔也就开放；转入黑暗或在光下改用Na+、Li+时，气孔就关闭。）苹果酸生成（机制：在光下，保卫细胞进行光合作用，由淀粉转化的葡萄糖通过糖酵解作用，转化为磷酸烯醇式丙酮酸(PEP)，同时保卫细胞的CO2浓度减少，pH上升，剩下的CO2大部分转变成碳酸氢盐(HCO3-)，在PEP羧化酶作用下，HCO3-与PEP结合，形成草酰乙酸，再还原为苹果酸。苹果酸会产生H+，ATP使H+-K+交换泵开动，质子进入副卫细胞或表皮细胞，而K+进入保卫细胞，于是保卫细胞水势下降，气孔就张开）3光照，温度，二氧化碳，脱落酸●试述水分运输的内聚力学说以水分具有较大的内聚力足以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断来解释水分上升原因的学说，称为内聚力学说●光合作用的重要意义1把无机物变成有机物2蓄积太阳能量3环境保护。2、光合色素的结构、性质与光合作用的关系●叶绿体的结构叶绿体由两层膜构成，分别称为内膜和外膜，内膜具有控制代谢物质进出叶绿体的功能，具选择性。基质成分主要是可溶性蛋白质（酶）和其他代谢活跃物质，呈高度流动性状态，具有固定二氧化碳的能力，淀粉在基质里形成和贮藏。●叶绿素的吸收光谱波长为640~660nm的红光部分和波长为430~450nm的蓝紫光部分●荧光和磷光1从第一单线态回到基态所发射的光称为荧光2第一三线态回到基态时所产生的光称为磷光●为什么有绿叶、黄叶、红叶？。光合色素主要吸收红光和蓝紫光，对绿光吸收很少，所以植物的叶片呈绿色。秋天树变黄是由于低温抑制了叶绿素的的生物合成，已形成的叶绿素也被分解破坏，而类胡萝卜素比较稳定，所以叶片呈现黄色。至于红叶，秋天降温，体内积累较多的糖分以适应寒冷，体内可溶性糖多了，就形成较多的花色素，叶子就呈红色。●光合作用的全过程大致分为哪三大步骤，各步骤的是如何发生的？原初反应（光能的吸收、传递和转换过程）；电子传递和光合磷酸化（电能转化为活跃的化学能）；碳同化（活跃的化学能转化为稳定的化学能过程）。前两个过程为光反应，最后一个为暗反应。●光合磷酸化有几个类型，其电子传递有什么的特点?光合磷酸化的机理。1循环式光合磷酸化是与循环的电子流相偶联，在此过程中仅形成ATP2非循环式光合磷酸化与非循环电子流相偶联，除形成ATP外，还形成NADPH，并释放氧气。●C3途径分为哪三个阶段，各阶段的作用是什么1．羧化阶段：2.还原阶段3.再生阶段：C3途径的总反应式为：3CO2+5H2O+9ATP+6NADPH+6H+→GAP+9ADP+8Pi+6NADP+●C3植物C4植物和CAM植物在碳代谢上各有何异同点？●光呼吸是如何发生的？有何生理意义。1植物的绿色细胞依赖光照，吸收氧气和放出二氧化碳的过程被称为光呼吸2(1)在干旱和高辐射期间，气孔关闭，CO2不能进入，会导致光抑制。此时光呼吸释放CO2，消耗多余能量，对光合器官起保护作用，(2)避免产生光抑制Rubisco同时具有羧化和加氧的功能，在有氧条件下，光呼吸虽然损失一些有机碳，但通过C2循环还可回收75%的碳，避免损失过多。●C4植物的光合效率为什么在强光、高温和低CO2浓度条件下比C3植物高？1这与c4植物的PEP羧化酶活性较强及光呼吸较弱有关c4途径的CO2的固定是由PEP羧化酶催化完成的PEP羧化酶比c3植物的RuBP羧化酶对CO2的亲和力大所以才4植物的CO2补偿点低2C4酸由叶肉细胞进入维管束鞘起CO2泵作用把外界的CO2压入到维管束鞘薄壁细胞中增加管束鞘薄壁细胞中CO2/O2比率改变Rubisco的作用方向●光饱和点，光补偿点，二氧化碳饱和点和补偿点。1在一定的光强范围内，植物的光合强度随光照度的上升而增加，当光照度上升到某一数值之后，光合强度不再继续提高时的光照度值。●午休现象：光和速率中午下降的现象》原因：大气干旱土壤干旱。光强高温低CO2浓度也有影响。●呼吸作用的意义：a.提供植物生命活动所需要的大部分能量b.为其他化合物合成提供原料c.在植物抗病免疫方面有重要的作用。植物呼吸代谢多条路线有何生物学意义：呼吸代谢的多样性是在长期进化过程中，植物形成的对多变环境的一种适应性，具有重要的生物学意义，使植物在不良的环境中，仍能进行呼吸作用，维持生命活动。●TCA循环的特点、意义和发生部位：发生在线粒体基质中，特点：在TCA循环中，丙酮酸彻底氧化分解为CO2和水，同时生成NADH、FADH和ATP。意义：a.TCA循环是需氧生物体内有机物质彻底氧化分解的主要途径b.CA循环是需氧生物体内的多种物质的代谢枢纽。3个阶段：柠檬酸生成，氧化脱羧和草酰乙酸的再生.●末端氧化酶：把底物的电子传递到分子氧并形成水或过氧化氢的酶。种类：（线粒体膜）细胞色素氧化酶（主要），作用是使将电子传给O2使其激活与质子接合形成水；交替氧化酶使植物进行交替呼吸，（线粒体外）酚氧化酶，抗坏血酸氧化酶，乙醇氧化酶。●氰呼吸：在氰化物下，某些植物呼吸不受抑制。意义：a.利于授粉b.能量溢出c.增强抗逆性●。巴斯德效应：氧可以降低糖类的分解代谢和减少糖酵解产物的积累。●糖酵解的调节酶：磷酸果糖激酶（关键酶）和丙酮酸激酶。过程：己糖的磷酸化，己糖磷酸的裂解，ATP和丙酮酸的生成.意义：a.有氧和无氧呼吸的共同途径b.为糖提供基本途径c.释放能量尤其对厌氧生物。d.产生不同物质.●糖的分解途径：EMP，TCA，戊糖磷酸.●能荷是细胞中ATP合成反应和利用反应的调节因素。●影响呼吸的因素：内部：同一植株不同器官呼吸速率差异大，同一器官不同组织呼吸速率不同，同一器官在不同生长时期呼吸差异大。外部：温度，氧，CO2，机械损伤。贮藏：种子干燥降低呼吸速率，果蔬的“自体保藏法”降温.RQ：呼吸商PPP：磷酸戊糖途径。Cyt:细胞色素RPPP：还原磷酸戊糖途径TCA：三羧酸循环COQ：辅酶Q●植物呼吸多途径表现：a.化学途径多样性b.呼吸链电子传递系统的多样性c.末端氧化酶的多样性。意义：对环境适应性的表现。●呼吸作用和光合作用区别：a.原料不同b.产物不同c.能量转变过程d.能量转变方式：光合和氧化e.发生部位●如何证明植物同化物长距离运输通过韧皮部？环割实验证明有机物运输由韧皮部担任，通过示踪法得知主要运输组织是韧皮部中筛管和伴胞●同化物在韧皮部的装载与卸出机制如何？装载机制：质外体途径：质外体是一个开放性的连续自由空间，无细胞质及其他屏障阻隔，质外体的移动是物理性的被动过程，速度很快。有些植物的叶肉细胞与邻近伴胞及筛分子间的胞间连丝较少，糖从叶肉细胞运出后进入质外体空间，进而到达小叶脉质外体，最后被筛分子—伴细胞主动吸收。共质体途径：糖从共质体（细胞质）经胞间连丝到达韧皮部。卸出机制：质外体途径和共质体途径。共质体写出：正在发育的嫩叶和根尖，其蔗糖泻出经过胞间连丝达到库细胞。质外体卸出：两条途径，一是在甘蔗甜菜等贮藏薄壁细胞他们与库细胞间无胞间连丝，当蔗糖送到质外体后就被水解为葡萄糖和果糖，它们被库细胞吸收后，又在结合为蔗糖，贮存在液泡内。另一条是在大豆等玉米种子中，其母体组织和胚性组织之间也没有胞间连丝，蔗糖必须通过质外体，直接进入库细胞。●有机物运输的机制有哪几种学说？简述压力流动学说的要点，实验证据及遇到的难题。压力流动学说胞质泵动学说和收缩蛋白学说。管中溶液流（集流）运输是由源和库端之间渗透产生的压力梯度推动的学说称为压力流动学说。证据：压力流运输需要的压力差是0.12～0.46Mpa，大豆源库之间的实际压力差是0.41Mpa，压力差完全可以驱动韧皮部的集流运输的需要。难题：单一筛管能否进行双向运输蔗糖。●试述同化物运输与分配的特点和规律。分配：不是平均分配到各器官，而是有一定侧重。分配方向的3个原则：有生长中心；就近供应，同侧运输；不同叶龄作用不同●受体是指能够特导地识别并结合信号、在细胞内放大和传递信号的物质●G蛋白也称为GTP结合调节蛋白，这类蛋白发挥调节作用时需要和GTP结合也就具有GTP酶的活性●2CaM（钙调蛋白）呈哑铃形，在其分子里有4个钙离子结合区。●Ligand配体heterotrimericGTPbindingprotein异元三聚体GTP结合蛋白enzyme-linkedreceptor酶偶联受体intracellularreceptor,细胞内受体●信号转导，液泡，，钙稳态，蛋白磷酸酶Signaltransductionvacuolecalciumhomeostasisproteinphosphatase,PP●蛋白质可逆磷酸化在细胞信号转导中有什么作用？蛋白质可逆磷酸化分别由蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化完成，前者催化ＡＴＰ或GTP的磷酸基团转移到底物蛋白质的氨基酸残基上。后者催化逆转的反应。●如何维持胞质溶胶中的钙稳态？钙离子跨膜运转调节细胞内的钙稳态。细胞壁是胞外钙库，质膜上钙离子通道控制钙离子内流，而质膜上的钙离子泵负责将胞内的钙离子泵出细胞。胞内钙库的膜上存在钙离子通道，钙离子泵和Ca2+/nH+反向运输体，前者控制钙离子外流，后者将胞质钙离子泵入胞内库。●细胞如何通过G蛋白实现信号的跨膜转换？依赖于自身的活化和非活化状态循环实现。过程：当细胞受到刺激，信号分子与膜上的G蛋白连接受体结合后，受体羧基端构像发生变化，与G蛋白结合成受体G复合体，使G蛋白阿尔法亚基构象发生变化。排斥GDP结合ＧＴＰ而活化。而后α亚基脱离β和γ两个亚基，与下游组分结合，活化下游组分分子。之后与GDP结合的α亚基又重新与其他两个亚基结合完成一个循环。●阐述外界信号引起细胞发生生理反应的过程♂植物受到外界刺激可转化为电波，通过维管束、共质体、外质体快速传递信息。●IAA:吲哚乙酸NAA:萘乙酸IBA吲哚丁酸TIBA:2，3