植物生理学重点知识整理Word文档格式.doc
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1．Ψw=ψs+ψp+ψm+ψg
Ψs：
渗透势Ψp：
压力势
Ψm：
衬质势Ψg：
重力势
1）渗透势—在某系统中由于溶质颗粒的存在而使水势降低的值，又叫溶质势（ψπ）。
ψs大小取决于溶质颗粒总数：
1M蔗糖ψs>
1MNaClψs（电解质）
测定方法：
小液流法
2）压力势—ψp〉0，正常情况压力正向作用细胞，增加ψw；
ψp〈0，剧烈蒸腾压力负向作用细胞，降低ψw；
ψp=0，质壁分离时，壁对质无压力
3）重力势—当水高1米时，重力势是0.01MP，考虑到水在细胞内的小范围水平移动，通常忽略不计。
4）衬质势—由于亲水性物质和毛细管对自由水的束缚而引起的水势降低值，ψm〈0，降低水势.
2.注：
亲水物质吸水力：
蛋白质〉淀粉〉纤维素
*有液泡细胞，原生质几乎已被水饱和，ψm=--0.01MPa,忽略不计；
Ψg也忽略，水势公式简化为：
ψw=ψs+ψp
*没有液泡的分生细胞、风干种子胚细胞：
ψw=ψm
*初始质壁分离细胞：
ψw=ψs
*水饱和细胞：
ψw=0
3．细胞水势与相对体积的关系
u细胞吸水，体积增大、ψsψpψw增大
u细胞吸水饱和，体积、ψsψpψw=0最大
u细胞失水，体积减小，ψsψpψw减小
u细胞失水达初始质壁分离ψp=0，ψw=ψs
u细胞继续失水，ψp可能为负ψw《ψs
4．蒸腾作用（气孔运动）
小孔扩散律（边缘效应）——气体通过小孔表面的扩散速度不与小孔的面积呈正比，而与小孔的周长呈正比。
1、组成气孔保卫细胞的特点
ü
胞壁厚薄不均匀
体积小，调节灵敏
含叶绿体，能进行光合作用
保卫细胞间及其与表皮细胞间有许多胞间连丝
有淀粉磷酸化酶和PEP羧化酶
2气孔的结构及其开闭
气孔张开原因：
保卫细胞吸水
⑴双子叶植物气孔运动：
保卫细胞肾形，内壁厚，内有横向微纤丝，细胞吸水，外壁伸长向外移动，将内壁向外拉开，气孔张开。
⑵单子叶植物的气孔运动：
保卫细胞哑铃形，中间部分壁厚，两头薄，有辐射状微纤丝。
细胞吸水，两头膨大，气孔张开。
3、气孔运动机理
1）淀粉—糖相互转化学说
白天（光）CO2↓
PH↑6.1~7.3
淀粉+磷酸淀粉磷酸化酶G1P→G+P
夜晚（暗）CO2↑
PH↓2.9~6.1
左：
水势↑，细胞失水，气孔关闭
右：
水势↓，细胞吸水，气孔开放
2）无机离子学说受重视
光→保卫细胞光合磷酸化产生ATP→活化质膜上H+-ATP酶→H+泵至膜外→胞外K+进入胞内（同时Cl-进入）→水势下降→吸水→气孔张开
苹果酸生成学说
总图：
5．植物根系对水分的吸收
1．部位：
根毛区
2．途径：
共质体途径（经过胞间连丝从一个细胞质到另一个细胞质）、跨膜途径（两次经过质膜）、质外体途径（细胞壁、细胞间隙等原生质以外的部分）
3．吸水动力：
根压（主动吸水，伤流+吐水）+蒸腾拉力（被动吸水，动力为水势梯度。
高大树木吸水主要靠蒸腾拉力；
只有春季叶片未展开时，根压才成为主要吸水动力。
）
4．影响根系吸水的土壤因素
（1）土壤中可利用的水分：
重力水（因重力作用而下降的水分，有害无益）毛细管水（主要吸收的水）吸湿水（束缚水，植物不易吸收）
（2）土壤温度
（3）土壤通气状况
（4）土壤溶液浓度：
“烧苗”现象
第二章：
植物的矿质营养
1．植物矿质元素的种类
1、根据含量划分
•大量元素（>
0.1%干重）
C、H、O、N、K、Ca﹑Mg﹑P、S、Si
•微量元素（<
0.1%干重）
Fe﹑Cl、Mn﹑B﹑Na、Zn﹑Cu﹑Mo﹑Ni、
2、按必需性划分
Ø
必需元素（19种）（第一步划分的元素）
非必需元素
3．根据必需矿质元素的生理功能分组
第一组：
作为碳水化合物部分的营养：
N、S
第二组：
能量贮存及结构完整性的营养：
P、Si、B
第三组：
保留离子状态的营养：
K、Ca、Mg、Mn、Cl、Na
第四组：
参与氧化还原的营养：
Fe、Zn、Cu、Mo、Ni
2．矿质元素的功能及缺乏症
功能：
N
氨基酸、酰胺、蛋白质、核苷酸、核酸、辅酶、氨基己糖等的成分
P
糖的磷酸酯、核苷酸、核酸、辅酶、磷脂、肌醇磷酸等的成分，在有ATP参加的反应中起关键作用
K
40多种酶的辅助因子，参与气孔的运动，维持细胞的电中性
S
半胱氨酸、胱氨酸、甲硫氨酸、蛋白质、硫辛酸、辅酶A、焦磷酸硫胺素、谷胱甘肽、生物素、腺苷酰硫酸等的成分
Ca
细胞壁胞间层的组分，某些参与ATP和磷脂水解的酶的辅助因子，在代谢的调节中充当“第二信使”
Mg
被参与磷酸转移的大量酶非持异地需要，叶绿素的成分
Fe
作为细胞色素和非血红素铁蛋白组分而参与光合作用、呼吸作用和固氮
Mn
一些脱氢酶、脱羧酶、激酶、氧化酶、过氧化物酶表现活性所需，被其他阳离子激活的酶非特异地需要，参与光合作用中O2的释放
B
间接证据表明参与碳水化合物的运输，与某些碳水化合物形成复合体
Cu
抗坏血酸氧化酶、酪氨酸酶、单胺氧化酶、尿酸酶、细胞色素氧化酶的重要组分，质体蓝素的成分
Zn
乙醇脱氢酶、谷氨酸脱氢酶、碳酸酐酶等酶的必须组分
Ni
尿酶的必须组分
Mo
硝酸还原酶的组分，为固氮所必需
Cl
光合作用中O2的释放所需
•体内不可移动元素：
Ca，B，Cu，S，Fe，Mn缺乏症从幼叶开始
•体内可移动元素：
N，P，K，Mg，Zn缺乏症从老叶开始
•缺乏时缺绿：
Fe（叶绿素合成），Mg（组分），Mn（合成），Cu（质体蓝素组分），S、N（蛋白质合成→叶绿素）
例子：
K:
外叶缘失绿Ca:
葱头发生心腐，番茄脐腐病Mg：
下位叶失绿Si：
倒伏Fe：
幼叶叶脉间缺绿，华北果树的“黄叶病”（碱性土或石灰质土易缺乏）B：
湖北甘蓝型油菜“花而不实”，华北棉花“蕾而不花，黑龙江小麦不结实，甜菜干腐病，花菜褐腐病，马铃薯卷叶病。
Cu：
柑桔果面产生很多褐斑点Zn：
华北苹果、桃等果树“小叶症”、“丛枝症”，禾谷类“白苗症”，云南省玉米“花白叶病”。
P：
水稻赤褐色斑点，生育期延长
3．植物细胞对矿质元素的吸收方式和机理
方式：
v简单扩散：
被动
离子通道：
载体运输：
被动、主动协助扩散
离子泵：
主动
胞饮作用
机理：
1．简单扩散：
溶质从浓度高的区域跨膜移动到浓度低的邻近区域（被动运输）.
2．离子通道：
离子通道（IonChannel）：
是一类内在蛋白，横跨膜两侧，由化学方式及电化学方式激活，顺着电化学势梯度单向被动地跨质膜运输离子。
属于协助扩散（被动运输）、速度快。
如K+、Cl-、Ca2+、NO3-离子通道
3．载体运输：
质膜上的载体蛋白（内在蛋白）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，通过载体蛋白构象变化，透过质膜，把分子或离子释放到质膜的另一侧。
1）单向运输载体（被动）：
v催化分子或离子单方向跨膜运输，顺电化学势差进行。
v质膜上有Fe2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+等单向载体。
v顺电化学势梯度跨膜转运，不需要细胞提供能量。
2）同向运输载体（主动）
载体蛋白与H+结合同时又与另一分子或离子（如：
Cl-、NO3-、NH4+、PO43-、SO42-、氨基酸、肽、蔗糖、己糖）结合，向同一方向运输
3）反向运输载体（主动）
载体蛋白与H+结合同时又与其它分子或离子（如：
Na+）结合，两者向相反方向运输
4．离子泵运输：
质膜上存在ATP酶催化ATP水解释放能量，驱动离子的转运。
植物细胞膜上的离子泵主要有离子泵和钙泵。
1）质子泵：
质膜上H+-ATP酶水解ATP作功，将膜内侧H+泵向膜外侧，膜外[H+]升高，产生电化学势差，它是离子或分子进出细胞的原动力，又称生电质子泵。
a）阳离子可通过通道顺电化学势差进入细胞
b）伴随H+回流发生协同运输
*共向运输
*反向运输：
离子泵运输（分类：
H+-ATP酶、Ca2+-ATP酶、H+-焦磷酸酶）
2）钙泵：
Ca2+-ATP酶、（Ca2+,Mg2+）–ATP酶
5．胞饮作用
物质吸附在质膜上，通过膜的内折形成囊泡，转移到细胞内摄取物质及液体的过程，是非选择性吸收，吸收大分子的可能途径。
分为内吞作用、外排作用、出胞现象
4．根部吸收矿质元素的特点
⒈植物吸收矿质元素与吸收水分的关系
•A、相关性
•矿质必须溶解在水中才能被吸收
•矿质随水分运输而被运送到植物体的各个部分
•矿质的吸收导致水势下降促进水分的吸收
•水分上升把导管中的无机盐带到茎叶中，降低导管中盐的浓度，从而促进无机盐的吸收
•B、相对独立性
•二者从吸收比例上无定量关系
•矿质的吸收多为主动吸收，是植物的选择吸收，而水分的吸收主要是因蒸腾而引起的被动吸收
2、植物吸收矿质元素的选择性
v对同一溶液中的不同离子的选择性吸收
v对同一盐分中阴阳离子的选择性吸收
•生理酸性盐—（NH4）2SO4，植物吸收NH4+比SO42-多，土壤酸性加大。
•生理碱性盐—NaNO3，植物吸收NO3－比Na+多，土壤碱性加大。
•生理中性盐—NH4NO3，植物吸收阴离子和阳离子量相近，而不改变土壤酸碱性。
3、单盐毒害和离子拮抗
•单盐毒害（ToxicityofSingleSalt）：
溶液中只含有一种金属离子对植物起有害作用的现象。
•离子拮抗作用（IonAntagonism）：
在发生单盐毒害的溶液中，如加人少量其他金属离子，即能减弱或消除这种单盐毒害，离子之间的这种作用称为~~。
•平衡溶液（BalancedSolution）：
将必需的矿质元素按一定浓度与比例配制成混合溶液，这种对植物生长有良好作用而无毒害的溶液，称为~~。
5．氮的同化
v生物固氮—某些微生物把空气中的游离氮固定转化为含氮化合物的过程。
1．.固氮微生
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