植物生理学重点集锦.docx
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植物生理学重点集锦
定义：
研究植物生命活动规律的科学.
内容：
植物的生命活动大致可分为生长发育与形态建成、物质与能量转化、信息传递和信号转导等几个方面。
2、信息传递：
植物“感知”环境信息的部位与发生反应的部位可能不完全相同，从信息感受部位将信息传递到发生反应部位的过程。
信号转导：
单个细胞水平上，信号与受体结合后，通过信号转导系统产生生理反应
3、植物生理学发展的第一阶段是从探讨植物营养问题开始的。
第一个用柳条来探索植物养分来源的是荷兰人凡.海尔蒙。
植物生理学发展的第二阶段是以李比希的《化学在农业和生理学上的应用》一书于1840年问世为起始标志。
Sachs《植物生理学讲义》（1882年）的问世，Pfeffer巨著《植物生理学》的出版。
这两部著作标志着植物生理学成为一门独立的学科。
李继侗,罗宗洛,汤佩松.
4、什么是水分代谢
植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。
植物体内的水分存在状态
靠近胶粒并被紧密吸附而不易流动的水分，叫做束缚水；距胶粒较远，能自由移动的水分叫自由水。
1.水的生理作用（简答）
1）水是细胞的主要组成成分
2）水是植物代谢过程中的重要原料
3）水是各种生化反应和物质吸收、运输和介质
4）水能使植物保持固有的姿态
5）水分能保持植物体正常的体温
水的生态作用
1）水对可见光的通透性
2）水对植物生存环境的调节
渗透作用—水分通过选择透性膜从高水势向低水势移动的现象。
根系吸水的途径有3条.
（1）、质外体途径
（2）、跨膜途径
（3）、共质体途径
根压产生的原因：
由于根部细胞生理活动的作用，皮层细胞中的离子会不断通过内皮层细胞进入中柱，中柱内细胞的离子浓度升高，水势降低，便向皮层吸收水分。
这种由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力叫根压。
气孔运动的机制
²淀粉-糖互变、钾离子的吸收和苹果酸生成学说.
²淀粉-糖转化学说：
²认为保卫细胞在光照下进行光下进行光合作用，消耗CO2，细胞质内的PH增高，促使淀粉磷酸化酶水解淀粉为可溶性糖，保卫细胞水势下降，表皮细胞或副卫细胞的水分便进入保卫细胞，气孔张开。
黑暗中相反。
²钾离子的吸收：
气孔张开时，其保卫细胞的钾浓度是400-800mmol.L-1.而气孔关闭时，则只有100mmol.L-1，为什么K会进入保卫细胞呢？
在保卫细胞质膜上有ATP质子泵，分解由氧化磷酸化或光合磷酸化产生的ATP，将H+分泌到保卫细胞外，使得保卫细胞的PH升高，同时使保卫细胞的质膜超极化。
质膜内侧的电势变得更负，驱动K+从表皮细胞经过保卫细胞质膜上的钾通道进入保卫细胞，再进入液泡。
²苹果酸生成：
细胞质中的淀粉通过糖酵解作用产生的磷酸烯醇式丙酮酸（PEP），在PEP羧化酶作用下与HCO3-作用，形成草酰乙酸，进一步还原为苹果酸进入液泡，降低水势，水分进入保卫细胞。
使气孔张开。
²蒸腾拉力-内聚力-张力学说（内聚力学说）
²内聚力：
相同分子之间有相互吸引的力量。
²张力：
叶片蒸腾失水后，便从下部吸水，所以水柱一端总是受到拉力；水柱本身的重量又使水柱下降，这样上拉下随使水柱本身产生张力。
²这种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
植物必需的矿质元素以及标准
（一）判断必需元素的标准
①完全缺乏该元素，植物生长发育发生障碍，不能完成生活史；
②完全缺乏该元素，则表现专一的缺素症，不能被其它元素替代，只有加入该元素才可预防或恢复；
③该元素在植物营养生理中的作用是直接的，绝对不是因土壤或培养基的物理、化学、微生物条件的改变所产生的间接效应。
²根据上述标准，现已确定植物必须的矿质元素有16种，它们是氮、磷、钾、钙、镁、硫、钠、铁、铜、硼、锌、锰、钼、氯，镍、钼。
加上从空气和水中得到的碳、氢、氧。
构成植物体的必需元素共19种。
将植物体中19种元素含量的多少分为两大类：
大量元素和微量元素。
²大量元素：
碳、氢、氧、氮、磷、钾、钙、镁、硫、硅等元素。
占植物体干重的0.01%-10%
²微量元素：
氯、铁、硼、锰、钠、锌、铜、镍、钼等就属于微量元素。
占植物体干重的10-5%---10-3%.
植物细胞吸收溶质的方式
（一）、通道运输
（二）、载体运输
（三）、泵运输
（四）、胞饮作用
²二、通道运输
²概念：
细胞质膜上有内在蛋白构成的通道，横跨膜的两侧。
通道对离子运输有选择性，即一种通道只允许某一种离子通过。
通道蛋白的开关决定于外界信号.当细胞外的某一离子浓度比细胞内的该离子浓度高时,质膜上的离子通道被激活,通道被打开,离子进入细胞内.
²三、载体运输
²概念：
载体运输认为质膜上的载体蛋白属于内在蛋白，它有选择地与质膜一侧的分子或离子结合，形成载体-物质复合物。
通过载体蛋白构象的变化，透过质膜，把分子或离子释放到质膜的另一侧。
分为：
²单向运输载体；同向运输器；反向运输器。
²四、泵运输：
²概念：
泵运输认为在质膜上存在着ATP酶，它催化ATP水解释放能量，驱动离子的转运。
²植物细胞质膜上的离子泵主要有：
质子泵和钙泵。
²五、胞饮作用
²物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折将物质转移到细胞内的攫取物质及液体的过程，称为胞饮作用（pinocytosis）。
是非选择性吸收。
这为细胞如何吸收大分子物质提供一个可能机理。
根外施肥的优点：
（大题）
①当幼苗根系不发达而代谢旺盛、生长快、需肥量大；作物生育后期根部吸肥能力衰退；营养临界期需肥量大，根外追肥可以补充营养。
②某些肥料（如磷肥）易被土壤固定，而根外喷施无此弊端，节省肥料。
③很适于补充植物所缺乏的微量元素，用量少，效果快。
光合作用意义（简答）
1、光合作用是合成有机物的最重要的途径。
2、光合作用是巨大能量的转换过程
3、光合作用净化空气，
4、光合作用的碳循环过程，带动了自然界其他元素的循环。
荧光现象和磷光现象
荧光现象：
叶绿素溶液在透射光下呈绿色，而在反射光下呈红色的现象。
磷光现象：
叶绿素除了在光照时能辐射出荧光外，当去掉光源后，还能继续辐射出极弱的红光的现象。
光合作用的机理
⏹
（1）、原初反应（光能的吸收、传递和转化过程）；
⏹
（2）、电子传递和光合磷酸化（电能转化为活跃的化学能过程）；
⏹（3）碳的同化（活跃的化学能转变为稳定的化学能过程）
⏹
（1）、
（2）为光反应，（3）、为暗反应
5、光合磷酸化方式
⏹定义：
利用贮存在跨类囊体膜的质子梯度的光能把ADP和无机磷合成为ATP的过程。
ATP合成酶是将ATP合成与电子传递和H+跨膜转运耦联起来，故称为耦联因子。
6、光合磷酸化的机制
⏹化学渗透假说：
在类囊体膜的电子传递体中，PQ可传递电子和质子，而其他的传递体，只能传递电子而不传递质。
光照引起水的裂解，水也释放质子于膜内侧，水释放的电子进入电子传递链中。
这样，膜内侧质子浓度高而膜外侧低，膜内侧电位高于膜外。
于是膜内外产生质子浓度差和电位差，两者合称为质子动力，当H+沿着浓度梯度返回外侧时，在ATP酶催化下ADP和Pi脱水合成ATP。
注释：
rubisco二磷酸核酮糖羧化酶
•呼吸速率也称呼吸强度：
测定植物的呼吸速率可以用植物的单位鲜重、干重或原生质，在一定时间内所放出的CO2或吸收O2的数量或气体容积和变化表示。
•呼吸速率的单位可用µlO2（或µlCO2）·g-1（FW或DW）·h-1或mgCO2（可mgO2）·g-1（FW或DW）·h-1表示。
PPP途径的特点与意义主要有以下几个方面：
（简答）
•1.PPP产生大量的NADPH,作为主要供氢体,为各种合成反应提供主要还原力，如脂肪酸等合成、硝酸盐和亚硝酸盐的还原、氨的同化等。
•2.PPP途径的许多中间产物是沟通各种代谢的原料.例如:
核酮糖-5-磷酸和核糖-5-磷酸是组成核酸的原料;甘油醛磷酸、赤藓糖磷酸、核酮糖磷酸也是卡尔文循环的中间产物，把光合和呼吸作用联系起来；甘油醛-3-磷酸与糖酵解相沟通；赤藓糖-4-磷酸和甘油醛-3-磷酸可以合成莽草酸，莽草酸可转变成芳香族氨基酸或其他次生物质。
•3.提高植物的抗逆性;PPP在抵抗病菌感染的保护反应中有着特殊作用.如形成的莽草酸，它进一步转化为具有抗病作用的多酚物质。
末端氧化酶：
是指能将底物的电子直接传递到分子氧的氧化酶类。
在末端氧化酶的催化下，使分子氧活化，并与2分子H+形成水或氧化氢。
植物体内的末端氧化酶是具有多样性的系统，最重要的末端氧化酶是细胞色素氧化酶和交替氧化酶都在线粒化膜上。
表4-2光合作用和呼吸作用的比较（大题）
光合作用呼吸作用
1以CO2和H2O为原料1以O2和有机物为原料
2产生有机物糖类和O2.2产生CO2和H2O
3叶绿素捕获光能3有机物的化学能暂时贮存于ATP中或以热能消失
4通过光合磷酸化把光能转变为ATP4通过氧化磷酸化把有机物中的化学能转化成ATP
5H2O的氢主要转移至NADP＋,形成NADPH5有机物的氢主要转移至NAD＋,形成NADH
6糖合成过程主要利用ATP.6细胞活动是利用ATP和NADH
和NADPH（或NADPH）作功
7只有含叶绿素的细胞才能7活的细胞都能进行呼吸作用
进行光合作用
8只在光照下发生8在光照下或黑暗中都可发生
9发生于真核细胞植物的9糖酵解和戊糖磷酸途径发生于
叶绿体中细胞质中,三羧酸循环和生物氧化
则发生于线粒体中.
转移细胞：
细胞壁内突生长，形成许多皱折，使质膜的表面积大大增加。
另外，转移细胞质膜含丰富的ATP酶，富含原生质和线粒体，为跨膜运输提供足够的能量。
以蔗糖作为主要运输形式有以下优点：
①蔗糖是非还原性糖，具有很高的稳定性，其糖苷键水解需要很高的能量；
②蔗糖的溶解度很高，在0℃时，100ml水中可溶解蔗糖179g，100℃时溶解487g。
③蔗糖的运输速率很高。
源、库、流的相互关系。
（大题）
（一）、源对库的影响：
源是库的有机养料供应者，源是产量形成和充实的重要物质基础，库依赖于源而生存，库内接纳同化物质的多少，直接受源的同化效率及输出数量决定，两者是供求关系。
在许多作物上进行的剪叶、遮光、环割等实验证明，人为的减少叶面积或降低光合速率，造成源的亏缺，可同，争取单位面积上较大的库容能力，从加强源的供给能力入手。
（二）、库对源的影响
库依附于源而生存，库内接纳同化物质的多少，直接受源的同化效率及输出数量决定，两者是供求关系。
库对源的大小，特别是对原的光合活性具有明显的反馈作用。
在水稻抽穗进行的去穗试验表明，去穗后叶片的光合速率只有不去穗时的一半，因此在高产栽培中，适当增大库源比，对增强源的活性和促进干物质的积累具有重要作用。
库对源有发挥动员和征调作用。
（三）、库、源各自调节能力
表现为源自身有一定的调节能力，去除部分源后，余下的源能最大限度地发挥作用以补偿源的不足。
三、有机物分配的规律（简答）
（一）、优先发配给生长中心
（二）、就近供应（三）、同侧运输
聚合物陷阱模型（简答）
束缚型生长素在植物体内的作用可能有下列几个方面：
（简答）
ⅰ作为贮藏形式:
吲哚乙酸与葡萄糖形成吲哚乙酰葡糖,为生长素的贮藏形式;
ⅱ作为运输形式:
吲哚乙酸与肌醇形成吲哚乙酰肌醇贮存于种子中,发芽时,比吲哚乙酸更易运输于地上部.
ⅲ解毒作用:
自由生长素过多时,对植物产生毒害.吲哚乙酸和天冬氨酸结合成的吲哚乙酰天冬氨酸具有解毒作用.
ⅳ调节自由型生长素含量
IAA在植物细胞内的存在部位主要是细胞质和叶绿体。
细胞分裂素的生理作用
（一）、促进细胞分裂和细胞横向扩大
（二）、诱导芽的分化
（三）、抑制叶片衰老
（四）、除促进叶绿体发育和叶绿素形成
（五）、解除顶端优势，促进双子叶植物侧芽的发育
（六）、打破种子休眠
关于生长素极性运输的机制，Goldsmith（1977）提出了化学渗透性扩散假说。
该学说认为有两个重要的步骤：
首先，生长素在质子势和化学势的推动下从细胞壁通过质膜流入细胞；其次，细胞内生长素在化学势的推动下借助于细胞基端的载体蛋白输出细胞。
脱落酸促进叶片气孔关闭原理、机制
春化作用
经过低温诱导促使植物开花的作用叫春化作用
春化作用的机理
春化作用可分为两个阶段：
第一阶段是春化作用的前体物质在低温下转变成不稳定中间产物，第二阶段是不稳定中间产物转变转变为最终产物并促进开花，如果这种不稳定中间产物如遇到高温就会被破坏或钝化，不能生成最终产物，就不能促进开花，所以在高温下不能完成春化或出现脱春化的现象。
春化作用应用（简答）
人工春化处理、调种引种、控制花期
光周期:
自然界一昼夜间的光暗交替称为光周期（大题）
光周期现象:
生长在地球上不同地区的植物在长期适应过程中表现出生长发育的周期性变化，植物对日照长度发生反应的现象称为光周期现象
光周期理论的应用
一）植物的地理起源和分布与光周期适应
二）引种、育种三）控制花期四）调节营养生长和生殖生长
2.各种物质的转化（果实成熟前后的生理变化）
呼吸速率的变化：
跃变期呼吸下降，上升，呼吸峰，最后下降。
甜味增加：
淀粉、有机酸、转化为糖；
酸味减少：
有机酸含量减少
涩味消失：
单宁的含量减少和消失
香味产生：
酯类芳香类物质产生；
果实由硬变软：
不溶性果胶变为可溶性果胶
色泽变艳：
叶绿素减少，花青素增加
种子休眠的原因和破除
（一）种皮限制
（二）种子未完成后熟
（三）胚未完全发育
（四）抑制物质的存在
植物衰老原因：
1：
营养亏缺理论
2:
植物激素控制理论
营养亏缺理论：
该理论认为，在自然条件，植物一旦开花，全株就衰老死亡，这是因为植物生殖器官是一个很大的库，造成营养耗尽。
植物激素调控理论：
认为植物衰老是一种或多种激素共同作用的结果，一方面是植物开花结果时，根系合成的细胞分裂素减少，叶片没有足够的细胞分裂素，另一方面，花与果实的细胞分裂素增加，导致叶片脱落，另一种解释是，花与种子中形成的脱落酸与乙烯，运到植物营养器官所致。
逆境：
指对植物生长和发育有不利的各种环境因素的总称。
又简称胁迫。
逆境生理研究植物在逆境下的生理反应称为逆境生理。
对抗方式：
渗透调节和产生逆境蛋白。
1:
渗透调节：
植物处于干旱和盐渍等逆境下，细胞内积累渗透调节物质，以降低细胞的渗透势和水势，从而使植物继续吸水的过程叫渗透调节。
2:
逆境蛋白：
逆境条件下诱导产生的蛋白质叫逆境蛋白。
提高作物抗性的生理措施
种子锻炼、、、合理施肥、、、施用植物生长延缓剂
植物对逆境的生理适应：
（大题）
1：
生物膜的稳定性
2：
代谢反应
3:
渗透调节作用
4：
植物激素的变化
5：
逆境基因表达与逆境蛋白合成。
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