植物生理学复习资料Word下载.docx
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发生频率
（1）>
（2）>
（3）
（二）植物根系对水分的吸收
1、根系是植物吸水的主要器官，，其中根毛区为主要的吸水区域。
2、根系吸水方式及其动力：
根系吸水有主动吸水（根压）和被动吸水（蒸腾拉力）两种形式。
（1）主动吸水：
由根系自身的生理代谢活动引起的需要利用代谢能量的吸水过程称主动吸
水。
1）主动吸水的动力势根压。
2）根压：
由于植物根系的生理代谢活动而促使液流从根部向上升的压力。
证明根压存在的现象：
吐水和伤流。
3）主动吸水的机理——根压是如何产生的？
共质体细胞质
根的内部空间胞间连丝
质外体细胞壁、细胞间隙
木质部导管
质外体途径运输水分效率大于共质体途径，因为质外体途径阻力小。
水分由土壤通过根毛共质体途径：
通过细胞质与胞间连丝构成活体运输，移动速度快。
质外体途径：
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，移动速度较慢。
到达皮层细胞时，因为内皮层细胞壁上有一层凯氏带，质外体途径只能转为共质体途径通过细胞到达中柱。
（2）被动吸水:
由于枝叶的蒸腾作用而引起根部的吸水称作被动吸水。
1）被动吸水的动力势蒸腾拉力。
2）蒸腾拉力：
由于蒸腾作用产生的一系列水势梯度，而是水分沿导管上升的力量称为蒸腾拉力。
（3）就大多数高等植物而言，春季叶片未展开之前以主动吸水为主，一旦叶片展开，蒸腾
加强就以被动吸水为主。
（4）植物根系以被动吸水为主，主动吸水为辅。
（5）影响根系吸水的土壤因素
1）土壤水分；
2）土壤温度；
3）土壤通气状况；
4）土壤溶液浓度。
（三）划分土壤有效水和无效水的指标是永久萎蔫系数。
1、永久萎蔫系数：
（占土壤干重的百分数）。
第二章植物的矿质营养
1、矿质营养：
植物对矿物质的吸收、转运和同化，称为矿质营养。
2、矿质元素：
构成灰分的元素称矿质元素或灰分元素。
1、植物的必须元素条件（必考简答）
（1）不可缺少性：
缺乏该元素，植物不能完成其生活史；
（2）不可替代性：
无该元素，表现专一缺乏症；
当人工提供该元素时，可预防或纠正缺乏
症，且这种元素不可被其他元素代替；
（3）直接功能性：
该元素的营养作用是直接的，而不是因改变土壤坏境的微生物或物理、
化学条件所引起的间接作用。
2、植物必须元素（填空）
（1）大量元素：
CHONPSKCaMgSi（硅）（10种）
（2）微量元素：
FeCuZnClMn（锰）Mo（钼）B（硼）Ni（镍）Na
3、必须元素的生理作用
（1）是细胞结构物质的组成成分；
（2）是生命活动的调节者；
（如酶的成分和酶的活化剂）
（3）起电化学作用，如渗透压调节、胶体稳定等。
4、元素缺乏症（5个，判断/填空）
（1）N（NO3-、NH4+）：
叶片变黄（最显著特点），首先表现在老叶上（说明此离子可移动
既可重复利用）。
（2）P：
叶片呈现不正常的紫红色，首先表现在老叶上。
（3）K（以K+吸收）：
叶缘枯焦，首先表现在老叶上。
（4）Mg：
叶肉变黄而叶脉仍表现绿色，首先表现在老叶上。
（5）Ca（白菜干心病、番茄脐腐病）：
嫩叶卷曲，首先表现在嫩叶上（说明此元素不易移
动既不可重复利用）
5、细胞吸收矿质元素的特点：
（1）可吸收很多；
（2）有选择性；
（3）吸收速率与矿物质浓度有关。
6、协助扩散（被动运输）
（1）通道蛋白：
顺电化学梯度，不需耗能（被动吸收）。
（2）载体蛋白：
可顺、可逆电化学梯度（被动吸收或主动吸收）。
7、植物细胞对矿质元素的主动吸收过程（简答或者论述题，必考）
主动吸收：
是细胞吸收矿质元素的主要方式，需要载体蛋白。
细胞必须直接利用能量代谢，逆电化学梯度。
（1）原初主动运输：
（结果：
形成膜内外动力势）（ATP在内部将H+运出细胞外）
细胞质膜H+—ATP酶利用ATP水解产生的能量把细胞质内H+向膜外“泵”出。
（H+—ATP酶水解ATP）形成跨膜H+的梯度和电势差，从而驱动溶质的次级主动运输。
和逆向转运。
（2）次级主动运输：
指利用原初主动运输所产生的电化学势，逆浓度梯度运输，而在该物质运输的同时，还需另一种离子顺浓度梯度运输。
（3）原初主动吸收使膜外H+浓度>
膜内H+浓度，进入次级主动吸收后H+自发由膜外向膜内运输，使载体蛋白构象发生变化，而使此种载体戴白运输的离子或分子开始由膜外向膜内运输，可能为顺浓度梯度，也可能是逆浓度最终回到原初主动吸收的最原始状态，即H+浓度膜内>
膜外，又开始新一轮的吸收运输。
8、根系吸收矿质元素的特点
（1）根系吸收矿质元素与吸收水分既有关又无关；
（2）根系对离子吸收有选择性；
（3）单盐毒害和离子拮抗。
9、根系对离子吸收过程：
离子吸附在根系表面→离子进入根系导管（经质外体和共质体途径进入细胞）→内皮层→共质体运输→木质部导管→随水向上吸收。
第三章植物的光合作用（占50%）
1、碳素同化：
自养生物将无机碳化物（CO2）转变成有机物质的过程。
2、光合作用：
植物的绿色组织吸收利用光能，将CO2和H2O合成有机物（主要是碳水化合物），并释放O2的过程。
3、荧光现象：
叶绿素溶液在透射光下呈翠绿色，在反射光下呈棕红色的现象。
4、磷光现象：
叶绿素溶液在中断光源后，仍然继续辐射出极为微弱的红光的现象。
5、聚光色素：
没有光化学活性，只起吸收、传递光能的作用，并将吸收的光能聚集起来，传递给作用中心色素。
6、作用中心色素：
具有光化学反应活性，能将吸收的光能转换为电能，即这种色素既能吸收光能又能转换光能，因此称为能量“陷阱”。
7、作用中心：
指存在于类囊体膜上能进行原初反应的最基本的色素蛋白结构。
它至少由一个原初电子工体（D），一个原初电子受体（A）和一个作用中心色素分子（P）组成。
8、红降现象：
在远红光下光合作用的量子产额急剧下降称为红降现象。
9、增益效应或爱默生效应：
远红光和较短波长的光协同作用而增加光合效率的现象。
10、光合链：
由PS
、PS
和一系列电子传递体共同组成的电子传递轨道称为光合电子传递链，简称光合链。
（PS
：
光合作用过程
；
PS
）
11、光合磷酸化：
叶绿体类囊体膜在进行电子传递的同时，将无机磷和ADP合成ATP的过程。
12、磷同化：
将光反应形成的活跃化学能转为稳定的化学能。
13、光合速率：
亦称光合强度，是指单位时间、单位叶面积的CO2吸收量或O2的释放量。
14、光合有效辐射：
波长在400—700nm范围内的太阳总辐射称光合有效辐射。
15、光补偿点（CCP）：
CO2吸收量CO2释放量，表观光合速率为零，这时的光强称为光补偿点。
16、光饱和点（LSP）：
开始达到光合速率最大值时的光强。
17、光抑制：
当光合机构接受的光能超过它所能利用的量时，会引起光合速率下降，该现象称为光抑制。
18、CO2补偿点（CCP）：
当光合速率与呼吸速率相等时，环境中的CO2浓度即为CO2补偿点。
19、CO2饱和点（CSP）：
开始达到光合最大速率时的CO2浓度。
20、植物的光能利用率：
指单位地面积上植物通过光合作用形成的有机物中所含的化学能占照射到该地面上日光能的百分数。
21、叶面积系数（LAI）：
单位土地面积上的叶面积。
二、简答、填空、判断等
第一节：
光合作用的重要性
3、光合作用的意义
（1）将无机物转化成有机物，既为自身又为所有异养生物提供了有机营养；
（2）将光能转化成华讯呢个，为植物自身及异养生物的生命活动提供能源，同时也是人类生活和生产的主要能源；
（3）光合作用维持大气中O2和CO2浓度的相对平衡，净化空气，保护环境。
第二节叶绿体及叶绿体色素
（一）1、对高等植物来说，光合色素主要是叶绿素a、b，叶黄素，胡萝卜素。
叶绿素a（蓝绿色）33
叶绿素叶绿素b（黄绿色）1
叶绿体色素叶黄素（淡黄色）21
类胡萝卜素胡萝卜素（橙黄色）1
2、荧光现象：
3、磷光现象：
（荧光/磷光只存在于叶绿素溶液中，新鲜叶片中很少存在。
第三节光合作用机制
（一）光合作用：
三步：
原初反应→电子传递和光合磷酸化→碳同化
（1）原初反应
光合作用的第一幕，包括光能的吸收传递与转化过程。
发生部位：
叶绿体类囊体膜
反应过程：
光能的吸收、传递和转换。
根据功能可将光合色素分为两类：
a）聚光色素：
——ChIb、Car、多数ChIa
b）作用中心色素：
具有光化学反应活性，能将吸收的光能转换为电能，即这种色素既能吸收光能又能转换光能，因此称为能量“陷阱”。
作用中心：
它至少由一个原初电子工体（D），一个原初电子受体（A）和一个作用中心色素分子（P）组成。
（2）光合电子传递过程
光合链：
（3）光合磷酸化
叶绿体类囊体膜在进行电子传递的同时，将无机磷和ADP合成ATP的过程。
类型：
非循环光合磷酸化（主要）和循环光合磷酸化
（二）碳同化：
碳同化过程实在叶绿体基质中进行的，高等植物碳同化又三条途径：
C3途径、C4途径和景天酸代谢途径。
其中C3途径是碳同化的基本途径。
1、C3途径：
C3途径是植物光合碳同化的基本途径，分为三个阶段：
羧化阶段、还原阶段和再生阶段。
（1）羧化阶段：
CO2必须经过羧化阶段，固定成羧酸，然后才被还原。
CO2的受体是RuBP（核酮糖—1,5—二磷酸）
催化的酶：
RuBPCase（核酮糖—1,5—二磷酸羧化酶/加氧酶）
第一个稳定性产物：
3—磷酸甘油酸
（2）还原阶段：
将磷酸甘油酸还原成3—磷酸甘油醛（GAP），就是糖类。
该阶段要消耗同化力：
ATP和NADP+H+
（3）再生阶段：
即RuBP的再生，GAP经C4糖、C3糖、C6糖、C7糖等一系列的转变，重新转化为RuBP用于CO2的重复固定，其中部分C6糖转变为淀粉等光合产物。
C3途径经6次循环可将6分子CO2同化为1分子葡萄糖，消耗18分子ATP和12分子NADPH+H+
2、C4途径：
在光合效率高的植物中，其光合固定CO2后的第一个稳定性产物是C4—二羧酸，由此出现了另一条CO2的同化途径C4途径，也称C4—二羧酸途径。
C4途径可分为以下几个阶段：
CO2的固定、C4—二羧酸的转化与转移、卡尔文循环、
PEP再生。
（1）CO2的固定：
CO2的受体是：
PEP（磷酸烯醇式丙酮酸）
催化该反应的酶：
PEPCase（羧化酶）
OAA（草酰乙酸，C4化合物）
PEPCase
PEP+CO2+H2OOAA+Pi
（2）C4—二羧酸的转化与转移:
OAA可进一步转变为Mal（苹果酸）或ASP（天冬氨酸）
OAA+NADPH+H+Mal+NADP+
OAA+GluASP+α—ket（记，可不记方程式，记产物）
（3）卡尔文循环与PEP再生
Mal或ASP从叶肉细胞运送到维管束鞘细胞后，脱羧放CO2，在维管束鞘细胞叶绿体中经卡尔文循环固定还原为碳水化合物。
C4—二羧酸脱羧后产生的C3酸（丙酮酸或丙氨酸）再运回到叶肉细胞，并重新合成PEP
通过这种方式同化CO2的植物称为C4植物。
如玉米、高粱、甘蔗等。
3、景天酸代谢途径（CAM途径）：
该途径最初在景天科植物中发现，特点是有机酸的消长变化。
（1）这类植物夜间气孔打开，吸收CO2并固定有机酸储存起来；
白天气孔关闭（防止水分丢失），在光下将有机酸脱羧释放出的CO2经C3途径同化为碳水化合物。
（2）景天科：
仙人掌科、凤梨科、兰科
（3）CAM中：
CO2的最初受体是：
PEP
PEPCase
OAA
4、C4植物与CAM植物碳同化的异同点（必考）
（1）相同点：
二者CO2最初受体（PEP）、催化固定反应的酶（PEPCase）和最初固定产物（OAA）均相同；
CO2的最终同化都是由卡尔文循环完成的。
（2）不同点：
C4植物的CO2初次固定和卡尔文循环都是在同一时间（白天光下）不同空间（前者在叶肉细胞，后者在维管束鞘细胞）进行的；
而CAM植物园的这两个过程是在同一空间不同时间进行的。
5、C4植物与C3植物碳同化的异同点
二者CO2的最终同化都是由卡尔文循环完成的。
C3
C4
CAM
受体
RuBP
固定酶
RuBPCase
进行的阶段
CO2羧化、CO2还原更新
CO2羧化、转变、脱羧与还原、再生
羧化、还原、脱羧、C3途径
初产物
PGA
能量使用
先NADH后ATP
第四节光呼吸
1、光呼吸的意义（简答）：
（1）消耗了多余的同化力，平衡同化力与碳同化之间的关系，避免了强光下同化力过剩对光合器官的损伤，同时也消除了乙醇酸的毒害；
（2）光呼吸是一种代谢“抢救”措施。
植物通过光呼吸将乙醇酸中4分之3的有机碳回收到卡尔文循环中，避免了有机态碳的过多损失；
（3）乙醇酸代谢过程中产生了甘氨酸、丝氨酸等，有利于植物的氮代谢。
第五节影响光合作用的因素与光能利用率
（一）研究光合作用的指标
1、光合作用的指标
光合速率：
常用的单位是mgCO2·
m-2·
h-1；
μmolCO2·
s-1（常用）
（二）影响光合作用的外在条件主要有：
光照、CO2、温度、水分、矿质元素
1、光照
（1）光合有效辐射（PAR）：
绿色植物只能利用PAR进行光合作用。
（2）光强—光合曲线
光补偿点（LCP）：
CO2吸收量CO2释放量，表观光合速率为零，这时的光强称为光补偿点。
光饱和点（LSP）：
（3）光抑制：
当光合机构接受的光能超过它所能利用的量时，会引起光合速率下降，该现象称为光抑制。
晴天中午的光强通常超过植物的光饱和点，很多C3植物会出现光抑制。
2、CO2
（1）CO2补偿点（CCP）：
（2）CO2保饱和点（CSP）：
（3）C4植物的CCP及CSP均低于C3植物。
（4）生产上：
进行CO2施肥，对于C3植物效果显著。
3、温度
4、水分
（三）影响光合作用的内部因素
1、植物种类
2、生育期：
营养生长期较高，生殖生长期较低
3、叶龄
4、叶位
（四）植物的光能利用率
1、植物的光能利用率：
指单位地面积上植物通过光合作用形成的有机物中所含的化学能占照射到该地面上日光能量的百分数。
植物光合作用所积累的有机物所含的能量
光能利用率=*100%
照射在单位地面上的日光能量
2、光能利用率低的原因（简答）：
（1）漏光损失：
一般日间平均漏光损失达50%以上，这时光能利用率低的主要原因；
（2）照射在叶片上的光合有效辐射（PAR）只占全部辐射能的40%—50%，作物只能吸收PAR的80%左右；
（3）光合色素吸收的光能转化为化学能只有23%左右（蓝光为18.5%，红光为27.8%）；
（4）不良的环境条件影响，光合潜力得不到充分的发挥；
（5）呼吸消耗，包括光呼吸，约占有机物的3分之1.
3、如何提高光能利用率（填空）
增大光合面积、延长光合时间、提高光合能力、降低呼吸消耗
第四章植物的呼吸作用
1、呼吸作用：
有机物在酶的催化作用下分解为CO2的过程。
2、有氧呼吸：
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并形成水，同时释放出能量的过程。
3、无氧呼吸：
在无氧条件下，某些有机物被分解为不彻底的氧化物，同时释放出少量能量的过程，产生乙醇或乳酸。
4、呼吸速率（呼吸强度）：
单位时间内，单位植物体O2的吸收量或CO2的释放量。
5、呼吸商（呼吸系数RQ）：
指植物组织在一定时间内呼吸作用释放出的CO2与吸收的O2的摩尔数之比。
6、氧化磷酸化：
呼吸链上氧化作用释放出的能量与ADP的磷酸化作用偶联起来形成ATP的过程称为氧化磷酸化。
第一节呼吸作用的概念和生理意义
（一）呼吸作用的概念：
呼吸作用包括：
有氧呼吸和无氧呼吸。
1、有氧呼吸：
C6H12O6+6O26CO2+6H2O+能量（686千卡）
2、无氧呼吸：
C6H12O62C2H5OH+2CO2+能量（24千卡）
C6H12O62CH3CHOH+2CO2+能量（18千卡）
微生物的无氧呼吸即为发酵。
3、呼吸作用的生理意义（简答）：
（1）呼吸作用提供植物的生命活动所需的大部分能量；
（2）呼吸过程为其它有机物的合成提供原料；
（3）呼吸作用在植物抗病免疫方面也有重要意义。
4、呼吸速率（呼吸强度）：
5、呼吸商（呼吸系数RQ）：
是表示呼吸底物的性质和供氧情况。
6、判断题：
（1）当呼吸底物是碳水化合物，又完全氧化时，RQ=1
（2）当呼吸底物是富含氢（H）的物质，如脂肪或蛋白质，RQ<
1
（3）当呼吸底物是比碳水化合物含氧高的物质，如有机酸，RQ>
（4）当供氧不足时，RQ增大；
无氧呼吸时，RQ无限大。
第二节植物呼吸代谢途径3
1、高等植物呼吸作用是在线粒体和细胞质基质中完成的。
而光反应是在叶绿体类囊体膜上，暗反应则是在叶绿体基质中。
2、植物呼吸作用底物降解的多条途径（填空）：
（1）EMP—TCAC；
（2）磷酸戊糖途径（PPP）；
（3）无氧呼吸途径。
磷酸戊糖途径全过程是在细胞质中进行的（判断）
3、PPP的生理意义：
（简答）
（1）该途径产生的大量NADPH是细胞质合成其他重要物质（如脂肪等）的供氢体；
（2）该途径产生的核糖是合成核酸、各种核苷酸、辅酶、维生素等的原料；
（3）该途径在植物的抗病免疫方面具有特别重要的意义。
植物染病后呼吸途径也发生改变，PPP途径明显增强，可合成多种抗病物质，增强植物对伤、病的抵抗能力。
第三节电子传递与氧化磷酸化
1、氧化磷酸化：
呼吸链上氧化作用释放出的能量与ADP的磷酸化作用偶联起来形成ATP的过程称为氧化磷酸化。
2、动物呼吸电子传递链上只有一种末端氧化酶，即细胞色素氧化酶。
但植物呼吸电子传递链上的末端酶有多种（填空）：
（1）细胞色素氧化酶、
（2）酚氧化酶、（3）抗坏血酸氧化酶、（4）乙醇酸氧化酶、
（5）交替氧化酶（抗氰氧化酶）
第五章植物体内有机物的运输
1、源（代谢源）：
指制造并输出有机物的部位或器官。
2、库（代谢库）：
消耗或贮藏有机物的部位或器官。
3、源—库单位：
通常把在同化物供求上有对应关系的源、库及其连接二者的输导系统统合称为源—库单位。
4、源强：
“源”器官的同化物形成和输出能力成为源强。
5、库强：
“库”器官接受和转化同化物的能力称为库强。
6、生长中心：
在植物某个生育期生长代谢最旺盛的部位，即是光合成产物分配的中心，也是矿质营养输入的中心。
7、第二信使：
细胞感受细胞外和细胞间信号后产生的细胞内信号分子Ca+、肌醇三磷酸（IP3）、二酰甘油（DG）、CAMP等。
（一）有机物运输的途径、方向、速度和形式
1、有机物运输的方向（判断）
（1）植物体内有机物运输的主要途径是韧皮部
（2）木本植物根部贮藏的糖类或形成的有机氮化物是由木质部向上运输
（3）根部吸收的水、矿质由木质部上运，叶片吸收的矿质及老叶中撤退出的矿质离子是经韧皮部运输的；
（4）叶片的同化产物即可向上运输到正在生长的顶芽，幼叶或过失也可向下运输到根部或地下贮藏器官。
2、筛管汁液中含氮化合物的运输形式是氨基酸和酰胺；
碳水化合物主要运输形式是蔗糖。
3、有机物运输的机理主要是压力流动学说（填空）
（二）影响有机物运输的因素：
温度、水分、光照、矿质元素
（三）有机物的分配
1、源—库理论
（1）源（代谢源）：
如成熟叶片。
（2）库（代谢库）：
如顶芽、幼叶、块茎、块根、果实、种子。
（3）源—库单位：
通常把在同化物供求上有对应关系的源、库及其连接二者的输导系统统合称为源—库单位。
（4）源强：
与光合速率、叶肉细胞蔗糖合成速率有关，成
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