最新植物生理学重点整理Word格式.docx
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跨膜途径：
细胞从一个细胞移动到另一个细胞，要经过两次质膜，还要通过液泡膜。
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，速度较慢。
根系吸水的动力主要有根压和蒸腾拉力，后者为主。
根压：
由于水势梯度引起水分进入中柱后产生的压力。
为主动吸水。
根系活动能力强弱可以用伤流液的数量和成分来判断。
根系生理活动可以用吐水来衡量。
蒸腾拉力：
是由于植物的蒸腾作用而产生一系列水势梯度，使导管中的水分上升的一种力量。
土壤中影响根系吸水的条件：
1：
土壤中可用水分
2：
土壤通气状况
3：
土壤温度
4：
土壤溶液浓度
5．气孔蒸腾的机理和影响因素。
蒸腾作用的生理意义：
蒸腾作用是植物对水分吸收和运输的主要动力
2：
蒸腾作用有助于植物的矿物质和有机物的吸收
3：
蒸腾作用能降低叶片的温度
蒸腾作用的部位：
通过角质层的蒸腾和通过气孔的蒸腾
影响因素：
外界条件：
光照是最主要的条件，此外还有空气相对湿度，温度，风。
内部因素：
气孔和气孔下腔，叶片内部面积大小，气孔频度。
6．植物体内水分运输的途径。
水分在植物体内可经质外体和共质体途径运输。
运输的途径是：
土壤→根毛→皮层→内皮层→中柱鞘→根的导管或管胞→茎的导管→叶柄导管→叶脉导管→叶肉细胞→叶细胞间隙→气孔下腔→气孔→大气。
水分在导管或管胞上升的动力是根压与蒸腾拉力，并以蒸腾拉力为主。
由于水分子之间的内聚力和水分子与导管壁之间的吸附力远大于水柱张力，因而导管中的水柱连续不中断，这是水分源源不断上升的保证。
7．作物需水规律和合理灌溉。
灌溉的基本原则是用少量的水取得最大的效果。
要进一步发挥灌溉的作用，就需要掌握作物的需水规律。
作物需水量（蒸腾系数）因作物种类、生长发育时期不同而有差异。
合理灌溉则要以作物需水量和水分临界期为依据，参照生理指标制定灌溉方案，采用先进的灌溉方法及时地进行灌溉。
合理灌溉可取得良好的生理效应和生态效应，增产效果显著。
节水灌溉的方法：
喷灌
滴灌
调亏灌溉
控制性分根交替灌溉
8．气孔开闭的机理。
气孔运动的最终原因是保卫细胞的吸水膨胀或失水皱缩。
对气孔运动机理目前有三种学说：
l、淀粉—糖变化说：
在光照的前提下，保卫细胞进行光合作用，CO2浓度降低，使之pH值增高至6.l～7.3，这时，淀粉磷酸化酶水解淀粉为葡萄糖，导致保卫细胞水势下降，引起吸水膨胀和气孔开放。
在黑暗中，呼吸产生CO2，pH下降，葡萄糖+磷酸合成淀粉，水势上升，细胞失水，气孔关闭。
2、无机离子说：
光下，光活化H+泵ATP酶分解ATP，在H+分泌到细胞壁外的同时，钾离子进人保卫细胞，导致水势下降，保卫细胞吸水膨胀，气孔开放。
3、苹果酸生成说：
光下，CO2被消耗，pH上升，淀粉经糖酵解产生的磷酸烯醇式丙酮酸与HCO3-作用形成草酰乙酸，进一步还原为苹果酸，细胞水势下降，水分进人保卫细胞，细胞膨胀，气孔开放。
Chapter2Plantmineralnutrition
1．必需元素及其生理作用、养分的可利用形态、缺素症状。
必需元素：
大量元素：
碳、氧、氢、氮、钾、钙、镁、磷、硫、硅
微量元素：
氯、铁、硼、锰、钠、锌、铜、镍、钼
必需元素的生理作用：
⑴是细胞结构物质的组成成分，如N，P，S等；
⑵是植物生命活动的调节者，参与酶的活动，如Mn，Mg，Fe等；
⑶起电化学作用，即离子浓度的平衡、胶体的稳定和电荷中和等，如K+；
⑷作为细胞信号传导的第二信使，如Ca2+。
（大多数微量元素只具有酶促功能）
养分的可利用形态：
氮：
铵态氮和硝态氮。
磷：
正磷酸盐（H2P04-）
钾：
K+离子
钙：
离子状态或盐形式
缺素症状：
病征缺乏元素
A、老叶病征
B、病征常遍布整株，基部叶片干焦和死亡
C、植物浅绿，基部叶片黄色，干燥时呈褐色，茎短而细……………………氮
C、植株深绿，常呈红或紫色，基部叶片黄色，干燥时暗绿，茎短而细……磷
B、病征常限于局部，基部叶片不干焦但杂色或缺绿，叶缘杯状卷起或卷皱
C、叶杂色或缺绿，有时呈红色，有坏死斑点，茎细…………………………镁
C、叶杂色或缺绿，在叶脉间或叶尖和叶缘有坏死小斑点，茎细……………钾
C、坏死斑点大而普遍出现于叶脉间，最后出现于叶脉，叶厚，茎短………锌
A、嫩叶病征
B、顶芽死亡，嫩叶变形和坏死
C、嫩叶初呈钩状，后从叶尖和叶缘向内死亡…………………………………钙
C、嫩叶基部浅绿，从叶基起枯死，叶捻曲……………………………………硼
B、顶芽仍活但缺绿或萎蔫，无坏死斑点
C、嫩叶萎蔫，无失绿，茎尖弱…………………………………………………铜
C、嫩叶不萎蔫，有失绿
D、坏死斑点小，叶脉仍绿……………………………………………………锰
D、无坏死斑点
E、叶脉仍绿…………………………………………………………………铁
E、叶脉失绿…………………………………………………………………硫
2．离子跨膜运输的方式及机理。
1.扩散：
简单扩散：
高浓度->
低浓度，浓度梯度决定
易化扩散：
即协助扩散，通过转运蛋白，顺浓度梯度或电化学梯度，无需能量
（膜转运蛋白分为：
通道蛋白、载体蛋白）
2.离子通道：
通道蛋白构成的孔道，具专一性。
有闸门结构，受跨膜电势梯度或刺激控制
3.载体：
也称载体蛋白/转运体/透过酶/运输酶，是内在蛋白，改变构象来运输物质。
（分为：
单相运输载体、同向运输器、反向运输器）
4.离子泵：
是内在蛋白，实质为ATP酶，被离子活化释放能量促进运输。
（分为：
H+-ATP酶、Ca2+-ATP酶、H+-焦磷酸酶）
5.胞饮作用：
通过膜的内陷直接摄取外界物质
3．植物根系吸收矿质养分过程、特点及环境因素对植物吸收矿质养分的影响；
过程及特点：
⑴离子吸附在根细胞表面：
交换吸附：
H+、HCO3-与周围离子快速交换，无需能量
⑵离子进入根部内部：
凯氏带阻止离子逆向扩散，共质体途径->
质外体途径->
⑶
⑶离子进入导管或管胞：
（两种意见：
）被动扩散、主动运输
环境因素影响：
温度、通气状况、溶液浓度、pH值
4．缺素症状的诊断。
（上文已有）
5．N素的同化过程。
铵盐可被直接合成氨基酸。
硝酸盐必须经过还原：
1.硝酸盐在细胞质中还原为亚硝酸盐；
2.亚硝酸盐在前质体或叶绿体中还原为氨。
（分别由硝酸还原酶和亚硝酸还原酶催化）
氨的同化：
氨与谷氨酸合成谷氨酰胺，α-酮戊二酸与其作用，进一步交换氨基，形成其他氨基酸或酰胺。
生物固氮：
非共生微生物（好气性细菌、厌气性细菌、蓝藻）、共生微生物。
利用固氮酶
6．农业生产中合理施肥的生理基础。
不同作物对三要素（氮、磷、钾）及其他必需元素所要求的绝对量和相对比例都不一样。
同一作物的三要素含量也因品种、土壤和栽培条件等而有差异。
同一作物在不同生育时期中，各有明显的生长中心，对矿质元素的需要和吸收情况也是不一样的。
合理追肥可以根据植株的长相和叶色等形态指标进行；
也可以根据植株内部的生理状况去判断。
常用的指标有：
⑴营养元素含量；
⑵酰胺含量；
⑶酶活性。
Chapter3Photosynthesis
1．叶绿体的基本结构和叶绿素的性质。
2．光合作用的机理。
3．影响光合作用的内外因素。
4．光能利用率与作物的生物产量的关系。
5．C3、C4途径的调节。
Chapter4Respiration
1．有氧和无氧两大呼吸类型的特点、反应式、生理意义和异同点；
有氧呼吸：
特点：
氧气参与，有机物彻底氧化分解，释放能量
反应式：
C6H12O6+6H2O+6O2→6CO2+12H2O+能量ΔG0′=-2870kJ•mol-1
生理意义：
高等植物的主要呼吸形式
无氧呼吸：
无氧条件，有机物不彻底氧化分解，释放能量
C6H12O6→2C2H5OH+2CO2+能量ΔG0′=-226kJ•mol-1
C6H12O6→2CH3CHOHCOOH+能量ΔG0′=-197kJ•mol-1
在缺氧情况下仍能呼吸
呼吸作用的生理意义：
1.呼吸作用提供植物生命活动所需要的大部分能量（缓慢释放适合细胞利用）
2.呼吸过程为其他化合物合成提供原料
2．主要呼吸途径的生化历程：
糖酵解、酒精发酵、乳酸发酵、三羧酸循环和戊糖磷酸途径等；
糖酵解：
葡萄糖+2NAD++2ADP+2Pi→2丙酮酸+2NADH+2H++2ATP+2H2O
酒精发酵：
（缺氧条件）CH3COCOOH→CO2+CH3CHO
CH3CHO+NADH+H+→CH3CH2OH+NAD+
乳酸发酵：
（缺氧条件）CH3COCOOH+NADH+H+→CH3CHOHCOOH+NAD+
三羧酸循环：
2CH3COCOOH+8NAD++2FAD+2ADP+2Pi+4H2O→6CO2+2ATP+8NADH+8H++2FADH2
戊糖磷酸途径：
6G6P+12NADP++7H2O→5G6P+6CO2+Pi+12NADPH+12H+
3．呼吸代谢的生化途径；
糖酵解、三羧酸循环、戊糖磷酸途径、氧化磷酸化、发酵作用
呼吸作用的全貌
呼吸电子传递过程图解
4．呼吸链的组成、氧化磷酸化和呼吸作用中的能量代谢；
植物线粒体内膜上的电子传递链和ATP合酶
氧化磷酸化：
机理：
化学渗透假说
（线粒体基质的NADH传递电子给O2的同时，也3次把基质的H+释放到膜间间隙。
由于内膜不让泵出的H+自由地返回基质。
因此膜外侧[H+]高于膜内侧而形成跨膜pH梯度（ΔpH），同时也产生跨膜电位梯度（ΔE），这两种梯度便建立起跨膜质子的电化学势梯度（ΔμH+），于是使膜间间隙的H+通过并激活ATP合酶，驱动ADP和Pi结合形成ATP）
P/O比：
用于表征线粒体氧化磷酸化活力，指氧化磷酸化中每消耗一摩尔氧时所消耗的无机磷酸摩尔数之比。
抑制：
1.解偶联：
指呼吸链与氧化磷酸化的偶联遭到破坏（如：
二硝基苯酚）
2.抑制氧化磷酸化：
某些化合物阻断呼吸链某部位的电子传递（如：
鱼藤酮、安米妥、丙二酸、抗霉素A）
呼吸作用能量代谢：
贮存能量：
高能磷酸键、硫酯键
生成ATP的方式：
氧化磷酸化、底物水平磷酸化
利用能量：
1分子蔗糖完全氧化为CO2理论上生成60个ATP
光合和呼吸间的能量转变：
5．外界条件对呼吸速率的影响：
温度：
影响呼吸酶的活性。
在最高点与最适点之间呼吸速率随温度而增加。
氧气：
低浓度的氧气促使无氧呼吸，时间久植物会受伤死亡。
二氧化碳：
外界浓度增大会使呼吸减慢。
机械损伤：
显著加快呼吸速率（胞内物质间隔破坏被氧化；
分生组织生长修补伤处）
6．种子的安全贮藏与呼吸作用、果实的呼吸作用。
种子贮藏：
必须降低呼吸速率：
晒干
果蔬贮藏：
不能干燥、可降低氧浓度和温度、密封（自体保藏法）
Chapter5Plantassimilatetransport
1．源和库、P蛋白、胼胝质、转移细胞、比集转运速率、韧皮部装载和卸出、压力流学说、源库单位、源强、库强、信号转导、G蛋白、钙调素、蛋白质磷酸化等概念。
2．韧皮部运输的机理。
3．韧皮部的装载和卸出。
4．同化物的分配规律和特点。
5．影响同化物分配的因素。
Chapter6Plantgrowthsubstance
1．植物生长物质、植物激素、植物生长调节剂的基本概念。
植物生长物质：
是一些调节植物生长发育的物质。
分为：
植物激素：
体内合成的有机物，运送到别处，微量即对生长发育有显著作用
植物生长调节剂：
人工合成的具有植物激素活性的物质
2．生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯、油菜素内脂、茉莉酸甲酯等植物激素的基本结构和主要生理作用。
生长素：
[主要]IAA（吲哚-3-乙酸）、苯乙酸、4-氯-3-吲哚乙酸、吲哚丁酸
作用：
1.促进作用（促进雌花增加，单性结实，子房壁生长，细胞分裂，维管束分化，光合产物分配，叶片扩大，茎伸长，偏上性生长，乙烯产生，叶片脱落，形成层活性，伤口愈合，不定根形成，种子发芽，侧根形成，根瘤形成，种子和果实生长，座果，顶端优势）
2.抑制作用（抑制花朵脱落，侧枝生长，块根形成，叶片衰老）
IAA
赤霉素：
自由赤霉素、结合赤霉素（也可据碳原子数分为C19、C20两类）
1.促进作用（促进两性花的雄花形成，单性结实，某些植物开花，细胞分裂，叶片扩大，抽苔，茎延长，侧枝生长，胚轴弯钩变直，种子发芽，果实生长，某些植物座果。
）
2.抑制作用（抑制成熟，侧芽休眠，衰老，块茎形成。
GA3
细胞分裂素：
天然的（包含游离的和在tRNA中的）、人工合成的
1.促进作用（促进细胞分裂，地上部分化，侧芽生长，叶片扩大，气孔张开，偏上性生长，伤口愈合，种子发芽，形成层活动，根瘤形成，果实生长，某些植物座果。
2.抑制作用（抑制不定根形成，侧根形成，延缓叶片衰老。
细胞分裂素通式
脱落酸：
右旋（天然）、左旋
1.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，果实产生乙烯，果实成熟。
2.抑制作用（抑制种子发芽，IAA运输，植株生长。
促进器官脱落，促进休眠、提高搞逆性等生理作用。
控制植物生长，提高抗逆性，促进休眠。
脱落酸
乙烯：
1.促进作用（促进解除休眠，地上部和根的生长和分化，不定根形成，叶片和果实脱落，某些植物的花诱导形成，两性花中雌花形成，开花，花和果实衰老，果实成熟，茎增粗，萎蔫。
2.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。
乙烯是气体，在合成部位起作用，不被转运，但是乙烯的前体--ACC在植物体内是能被运输的。
乙烯的“三重反应”，即抑制伸长生长（矮化），促进横向生长（加粗），地上部失去负向重力性生长（偏上生长）。
这种三重反应是植物对乙烯的特殊反应。
乙烯
油菜素内脂的生理作用主要是促进细胞伸长和分裂。
油菜素内酯在玉米、小麦等的花期施用，可提高产量。
油菜素内酯可提高作物的抗冷性、抗旱性和抗盐性。
油菜素内脂
茉莉酸的作用：
1.促进作用：
乙烯合成，叶片衰老，叶片脱落，气孔关闭，呼吸作用，蛋白质合成，块茎形成。
2.抑制作用：
种子萌发，营养生长，花芽形成，叶绿素形成，光合作用。
还能提高植物的抗逆性，增强对病虫和机械伤害的防卫能力。
茉莉酸
3．生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯在植物体内的生物合成和运输。
物质
合成
运输
生长素
合成部位主要是叶原基、嫩叶和发育中的种子。
成熟叶片和根尖也产生数量很微的生长素。
合成的前体主要是色氨酸。
运输方式有2种：
一种通过韧皮部运输，运输方向决定于两端有机物浓度差等因素；
另一种是仅局限于胚芽鞘、幼茎、幼根的薄壁细胞之间短距离单方向的极性运输。
赤霉素
3处：
发育着的果实（或种子）、伸长着的茎端、根部。
赤霉素在细胞中的合成部位是质体、内质网和细胞质溶胶等处。
赤霉素在植物体内的运输没有极性。
根尖合成的赤霉素沿导管向上运输，而嫩叶产生的赤霉素则沿筛管向下运输。
不同植物的运输速度差异很大。
细胞分裂素
一般细胞分裂素在根尖合成，经木质部运到地上部分。
茎端也被证明能合成细胞分裂素。
萌发着的种子和发育着的果实、种子也可能是合成细胞分裂素的部位。
细胞分裂素生物合成是在细胞的微粒体中进行的。
主要是从根部合成处通过木质部运到地上部，少数在叶片合成的细胞分裂素也可能从韧皮部运走。
脱落酸（ABA）生物合成的场所主要是叶绿体和质体。
ABA生物合成的过程是通过ABA缺乏突变体堵塞特殊步骤研究而得来。
高等植物的ABA生物合成是由甲瓦龙酸经胡萝卜素进一步转变而成的。
脱落酸既可在木质部运输，也可在韧皮部运输。
大多数是在韧皮部运输。
可以向上和向下运输。
是一种根对干旱的信号，传送到叶片，使气孔关闭，减少蒸腾。
蛋氨酸是乙烯的前身。
蛋氨酸转变为S-腺苷蛋氨酸（SAM），催化SAM为1-氨基环丙烷-1-羧酸（ACC）的ACC合酶。
ACC在有氧条件下和ACC氧化酶催化下，形成乙烯。
乙烯是在细胞的液泡膜的内表面合成的。
SAM（S-氨甲硫氨酸）能溶于水，可能是乙烯在植物体内从合成部位扩散运输到其他部位的一种形式。
4．植物生长调节剂种类及其在生产上的应用。
1.植物生长促进剂
生长素类：
组织培养、插条生根、疏花疏果、诱导开花、促进早熟和增产等
赤霉素类：
调节植物高度、啤酒生产中促进麦芽糖化
细胞分裂素：
组织培养、提高坐果率、促进果实生长、果蔬保鲜（如激动素）
乙烯类：
促进橡胶树乳胶的排泌、促进菠萝开花（如乙烯利）
2.植物生长抑制剂：
抑制顶端分生组织生长，使植物丧失顶端优势，侧枝多，叶小，生殖器官也受影响。
外施赤霉素不能逆转这种抑制效应，但生长素类可以。
人工合成的植物生长抑制剂有2种：
三碘苯甲酸：
植株变矮、分枝增加、提高结荚率、增产
马来酰肼（青鲜素）：
阻止正常代谢、抑制生长，用于贮藏蔬菜、控制树木的过度生长。
（该化合物危险，不宜用于食用植物）
3.植物生长延缓剂：
抗赤霉素
外施赤霉素可以逆转其抑制效应。
施用生长延缓剂后植株矮小、茎粗、节间短、叶面积小、叶厚、叶色深绿；
不影响花的发育。
农业生产上常用于培育壮苗、矮化防倒伏等。
5．植物激素作用机理。
【超纲】详见书上第八章灰底文字。
Chapter7Plantgrowth
1．生长、分化、极性、组织培养、外植体、脱分化、再分化、生长大周期、生物钟、根冠比、顶端优势、光形态建成、光敏色素、向性运动、感性运动等的概念。
2．植物组织培养的原理和基本过程。
3．种子萌发的特点和影响种子萌发的外界条件。
4．影响根冠比的因素。
5．顶端优势在农业生产中的应用。
6．影响植物生长的环境因素，尤其是光对植物生长的影响。
7．光敏色素的性质及其在光形态建成中的作用。
8．植物向性运动和感性运动的事例。
Chapter8Floweringandreproductivephysiologyinplant
1．植物通过春化的条件、春化作用的机理以及春化作用在农业生产上的应用：
春化处理、调种引种和控制花期等。
低温诱导植物开花的过程，成为春化作用。
条件：
低温是春化作用的主要条件，它的有效温度介于0℃至10℃之间，最适温度是1~7℃，春化时间由数天到二、三十天，具体有效温度和低温持续时间随植物种类而定。
如果温度低于0℃以下，代谢即被抑制，不能完成春化过程。
在春化过程结束之前，如遇高温，低温效果会削弱甚至消除，这种现象称为脱春化作用。
由于春化作用是活跃的代谢过程，在低温期间，需要能源（糖）、氧气和水分，也需要细胞分裂和DNA复制。
机理：
春化过程前期是糖类氧化和能量代谢的旺盛时期，中期是核酸代谢的关键时期，中后期是蛋白质起主动作用的时期。
低温首先在转录水平上进行调节，产生特异mRNA，在低温下翻译相应蛋白质，导致代谢方式或生理状态发生重大变化。
低温可改变基因表达，导致DNA去甲基化而开花。
开花阻碍物基因FLC可能是春化作用的关键基因。
赤霉素可以以某种当时代替低温的作用。
应用：
使萌动种子通过春化的低温处理，称为春化处理。
经过春化处理的植物，花诱导加速，提早开花、成熟。
在育种时利用春化处理，可加速冬性作物育种过程。
2．光周期现象类型、光周期诱导的机理、光敏色素在成花诱导中的作用以及光周期理论在农业生产上的应用：
引种、育种、控制花期、调节营养生长和生殖生长。
在一天之中，白天和黑夜的相对长度，称为光周期。
植物对白天和黑夜的相对长度的反应，称为光周期现象。
类型
长日植物：
是指日照长度必须长于一定时数才能开花的植物。
延长光照，则加速开花；
缩短光照，则延迟开花或不能开花。
短日植物：
是指日照长度必须短于一定时数才能开花的植物。
如适当缩短光照，可提早开花；
但延长光照，则延迟开花或不能开花。
日中性植物：
是指在任何日照条件下都可以开花的植物。
此外还有双重日长类型，分为：
长短日植物、短长日植物。
机理
临界日长是指昼夜周期中诱导短日植物开花所必需的最长日照或诱导长日植物开花所必需的最短日照。
临界暗期是指在昼夜周期中短日植物能够开花所必需的最短暗期长度，或长日植物能够开花所必需的最长暗期长度。
临界暗期比临界日长对开花更为重要。
短日植物实际是长夜植物，开花取决于暗期长度（短日植物日长也不宜太短，以免黄化），长日植物实际是短夜植物。
光照中红光最有效。
如果在红光照过之后立即再照远红光，就不发生夜间断作用，即被远红光的作用所抵消。
因此光敏色素也参与植物花诱导。
植物只需
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