云南农业大学植物生理学复习电子教案.docx

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云南农业大学植物生理学复习电子教案

第一章植物细胞的结构与功能

一、真核细胞与原核细胞的最大差异：

真核细胞高度细胞区域化，含有许多细胞器。

二、细胞壁由初生壁、次生壁和胞间质构成

主要生理功能:

有支持作用（维持细胞形状，控制细胞生长）

运输通道（参与并调节物质运输与信息传递）

保护作用（防御、表现抗性、识别）

其它功能（如参与各种代谢活动）等

三、典型的植物细胞与动物细胞的最主要差异

植物细胞中存在动物细胞所没有的：

大液泡、质体、细胞壁，胞间连丝

这些结构特点对植物的生理活动以及适应外界环，境具有重要的作用。

四、生物膜:

是指构成细胞的所有膜的总称，分为质膜和内膜。

其化学组成基本相同，都是以脂类和蛋白质为主要成分，根据蛋白质在膜中的排列部位及其与膜脂的作用方式，膜蛋白可分为外在蛋白和内在蛋白

五、生物膜的功能：

分室作用：

使细胞与外界环境、细胞内不同代谢途径分隔开

反应场所：

细胞内的许多生理生化过程在膜上有序进行

物质交换：

对物质的透过具有选择性，控制膜内外物质交换

识别功能：

多糖链及各种受体能感应刺激，传导信息，调控代谢

六、细胞的识别功能

与膜表面的糖蛋白有关。

此外，激素的作用、植物对光周期的反应、花粉与柱头的亲和性、以及接穗的成活等都与膜上的受体蛋白、糖蛋白具有的信号传递、信号传导和识别功能有关。

七、原生质体：

生物膜及其内所包含的亚细胞结构与组份，由颗粒形态的细胞器和胶体状态的细胞浆组成。

细胞器分为微膜系统、微梁系统和微粒系统。

线粒体和叶绿体是植物细胞内的产能细胞器。

溶酶体被称为细胞内的自杀性武器。

液泡被称为细胞的代谢库。

细胞核是细胞遗传信息合成和复制的场所和代谢的调控中心。

原生质胶体有溶胶与凝胶两种状态。

当原生质处于溶胶状态时，粘性较小，细胞代谢活跃，分裂与生长旺盛，但抗逆性较弱。

当原生质呈凝胶状态时，细胞生理活性降低，但对低温、干旱等不良环境的抵抗能力提高，有利于植物度过逆境。

在植物进入休眠时，原生质胶体从溶胶状态转变为凝胶状态。

九、原生质的胶体状态与其生理代谢联系

亲水性和带电性：

亲水性形成水膜，带电性形成双电层，两者对胶体的稳定起重要作用。

1、胶体性质：

（重点）

溶胶化与凝胶化

★溶胶凝胶温度凝胶化作用

温度溶胶化作用

3、液晶性质★液晶态是细胞维持正常生命活动的必要条件。

液晶态膜变为液态内含物外渗，

膜变为凝胶态活性减弱

（生物膜中主要是脂类随温度发生变化称膜脂相变）

应用：

Ca2+、Mg2+等离子可以降低膜的流动性，用

0.5%-1%CaCl2溶液浸种可提高植物的抗性。

胞基质或细胞浆的性质

（重点记忆）

1、胶体性质：

带电性与亲水性、凝胶作用

2、液晶性质：

相变温度，

八、细胞骨架：

指真核细胞中的蛋白质纤维网架体系，包括微管、微丝和中间纤维等。

胞间连丝：

胞间连丝是穿越细胞壁，连接相邻细胞原生质（体）的管状通道。

生理功能有两方面：

物质交换，信号传递

1、共质体：

由胞间连丝把相邻活细胞原生质连成一体的体系称为共质体，也称内部空间。

2、质外体：

原生质以外的胞间层、细胞壁及细胞间隙彼此连接的空间称为质外体，也称外部空间。

功能：

是植物体内物质及信息运输的两条通道。

植物细胞结构和功能小结

细胞壁（三层、功能）

生物膜（组成、结构、功能）

有膜：

微膜体系（内质网、高尔基体、液泡、

细胞器溶酶体、线粒体、叶绿体等）

细胞无膜细胞骨架：

微梁系统（微管、微丝、中间纤维）

微球体系统（染色体、核仁、核糖体）

原生质（胶体性质、液晶性质及与生命的关系）

细胞通道（胞间连丝，共质体，质外体）

细胞信号转导过程主要包括：

胞间信号传递，膜上信号转换，胞内信号转导，蛋白质可逆磷酸化等四个阶段。

信号转导:

偶联各种胞外刺激信号与其相应的生理反应之间的一系列分子反应机制，称为细

胞信号转导。

第五节植物细胞全能性及基因表达

植物细胞全能性是：

1、细胞分化的理论基础

2、植物组织培养技术的理论依据。

植物细胞的全能性：

植物体的任何一个细胞，都有长成完整个体的潜在能力。

（重要）

水势的概念及气孔开闭机理。

第二章植物的水分代谢

1、植物体内水分存在的状态

自由水/束缚水的比值：

是衡量植物代谢强弱和抗性的生理指标之一。

2、水在植物生命活动中的作用

生理作用：

组成成份，参与代谢，物质吸收、运输，维持形态。

生态作用：

调节环境温度湿度，调节植物体温，提高光的通透性等。

3、植物细胞的水势（Ψw）

水势的定义（Ψw）：

恒温恒压下，任一体系水的化学势（μw）和纯水的化学势之差，再除以水的偏摩尔体积。

（P42）水势单位：

MPa（兆帕）

4、典型植物细胞水势包含三种组分：

ψw=ψs+ψp+ψm

纯水的水势最高，为0，水中的溶质增多，水势下降，ψw为负值

水分总是从水势高的细胞流向水势低的细胞

5、植物细胞的主要吸水方式：

渗透性吸水、吸胀性吸水，代谢性吸水

风干种子、分生细胞ψw=ψm吸胀吸水。

成熟细胞ψw=ψs+ψp渗透、代谢吸水

当细胞水势低于外界水势时细胞将吸水

7、根系吸水最活跃的部位是根毛区。

8、根系吸水的途径：

有质外体和共质体途径。

（短距离）

9、植物中水分的长距离运输是通过导管和筛管

解释水柱沿导管上升保持连续性的学说——内聚力学说

10、根系吸水方式：

主动吸水（动力是根压动力）和被动吸水（是蒸腾拉力）

伤流和吐水是可以证明根压的存在

吐水：

深秋早晨，叶片尖端或边缘有液体外溢的现象，称为吐水。

（P50）

11、影响根系吸水的土壤因素:

土壤中的可用水分,土壤通气状况,土壤温度,土壤溶液浓度

11、蒸腾作用的指标①蒸腾速率：

②蒸腾效率：

指植物每消耗1kg水时所形成的干物质克数。

③蒸腾系数：

（或需水量）（蒸腾效率的倒数）

12、气孔蒸腾

扩散速率不与小孔面积成正比，而与小孔周长成正比

1）解释气孔蒸腾量的原理：

小孔扩散律

2）气孔运动的实质：

由保卫细胞水分得失而引起气孔是植物的气体交换和水分交换通道。

3）气孔运动的规律：

一般昼开夜关（景天等CAM植物的则与此相反）。

4）解释气孔运动机理的学说:

淀粉-糖转化学说K+累积学说,苹果酸代谢学说:

气孔运动是由保卫细胞的吸水膨胀或失水收缩来控制的。

13、合理灌溉

1）水分临界期：

植物对水分缺乏最敏感、最易受害的时期

2）生理指标：

叶片水势细胞汁液浓度渗透势气孔开度

常见作物的水分临界期：

水稻：

花粉母细胞形成期和灌浆期；

玉米：

开花至乳熟期；

高粱：

抽花序到灌浆期；

豆类、荞麦和花生：

开花期。

3）合理灌溉增产的原因:

满足生理需水满足生态需水

第三章植物的矿质营养

1、植物体内的元素约有：

70多种

2、必需元素标准：

必需性、专一性、直接性。

确定方法：

溶液培养法

3、必需元素的一般生理作用：

组成成分、调节者、起电化学作用

4、植物细胞吸收矿质离子的方式

被动吸收:

离子顺化学势梯度（浓度梯度、电位梯度）

跨膜转运，不消耗能量

主动吸收:

利用呼吸作用释放的能量而逆化学势梯度吸收矿质元素

胞饮作用：

通过膜的内折而将附于膜上的物质转移到细胞内的过程

选择性地吸收所需的矿质元素

主动吸收的特点：

（1）消耗代谢能；

（2）有选择性；（3）逆浓度梯度

5、根系吸收矿质元素的特点

1）区域性：

根尖部位，主要在根毛区

2）吸水与吸肥之间的关系：

既相关又独立（吸水主要是被动，吸肥主要是主动）

3）吸收矿质具有选择性：

生理酸性盐：

如（NH4）2SO4，根系吸收NH4+＞SO42-，使根H+和SO42-增多，pH降低。

生理碱性盐：

NaNO3和Ca（NO3）2，OH-增加，pH升高

生理中性盐：

NH4NO3，pH变化小。

6、单盐毒害和离子拮抗

.单盐毒害：

将植物培养在单盐溶液中所引起的毒害现象。

.离子对抗或离子颉颃：

在发生单盐毒害的溶液中，加入少量其它盐类，单盐毒害被减轻或消除的现象。

7、离子进入根系内部的方式:

共质体和质外体途径

8、根系吸收矿质元素的过程

1）离子被吸附在根细胞表面：

交换吸附

2）根表面吸附的离子进入根部内部：

可通过共质体和质外体途径进入根内部。

9、影响根部吸收矿质元素的条件

土壤温度—高温低温均抑制

土壤通气状况—O2充足，有利吸收

土壤溶液浓度—越高吸收越快，但有极限

土壤溶液的pH（最适pH为5.5-6.5）:

影响细胞蛋白质的带电性，影响矿物质的溶解性，影响土壤微生物的活动

离子间的相互作用:

相互竞争：

如Br、I对Cl有竞争

相互促进：

如P可促进N、K的吸收

10、根外营养：

植物地上部分对矿物质的吸收,又称叶面施肥或根外施肥。

（P94）

11、矿物质在植物体内的分配

可再利用元素：

能够参与矿质离子循环利用的元素。

可再利用元素优先分配至代谢旺盛的部位。

如：

N、P、K、Mg

特点：

缺素症首先发生在老叶

不可再利用元素：

不能够参与矿质离子循环利用的元素。

不可再利用元素被分配至植物所需部位后即被固定。

如：

Ca、Fe、S、Mn、B.

特点：

缺素症首先发生在嫩叶

12、合理施肥与作物增产

1）需肥临界期:

作物对缺乏矿质元素最敏感的时期。

2）合理施肥的生理指标

叶中元素含量

叶绿素含量（施N肥的指标）

叶中酰胺和叶鞘中淀粉（或可溶性糖）含量

叶中酶活性

3、合理施肥使作物增产的原因:

通过改善作物光合性能而实现；通过调节作物生长的环境而实现。

第四章植物的光合作用

本章重点

1．光合电子传递和光合磷酸化

2．C3途径、C4途径的异同；

3．光合作用与农业生产。

1、光合作用的特点:

水被氧化为分子态氧（还原剂被氧化）

CO2被还原到糖水平（氧化剂被还原）

日光能转化为化学能

2、叶绿体的结构:

被膜（双层）：

控制物质的进出

基质（间质）：

CO2固定、还原的场所

类囊体（片层）：

光能吸收、传递与转换的场所（光合膜）

3、光合色素（叶绿体色素）高等植物的叶绿体色素有两类四种：

此处忽略

4、影响叶绿素合成的因素：

光温度矿质元素水氧

5、光合作用的机理

1）光反应：

光能变成活跃的化学能。

通过原初反应、电子传递与光合磷酸化，光能变成了活跃的化学能，贮存在ATP和NADPH中，它们被用于CO2的同化，所以ATP和NADPH也称为同化力。

光反应中，证明由两个光化学反应串联而成的两个主要实验是：

双光增益效应或爱默生效应:

远红光与红光同时照射促进光合速率增加的现象.

红降现象:

大于685nm的远红光照射使光合速率下降的现象.

2）暗反应：

碳同化

高等植物的碳同化途径有三条：

C3途径----具有合成有机物的能力，C4途径，CAM（景天酸代谢）途径

C3途径（卡尔文循环）掌握

1.反应场所：

叶绿体的基质中

2.CO2的受体：

RuBP（核酮糖-1.5-二磷酸或1-5二磷酸核酮糖）

3.产物：

4、C3植物：

5、关键酶：

Rubisco（1-5二磷酸核酮糖羧化/加氧酶）

C4途径掌握

1、CO2的受体：

PEP

2、催化反应的酶：

PEPC（PEP羧化酶）

3、最初产物：

OAA（草酰乙酸）

4、C4途径涉及两种类型的细胞：

维管束鞘和叶肉细胞

5、单独C4途径不能形成光合产物

6、C4植物固定CO2时，有两个羧化反应

一般而言，C4植物具有较高的光合效率，特别是在低CO2浓度、高温、强光条件下。

景天酸代谢途径（CAM途径）掌握

1、晚上:

气孔开放；

白天:

气孔关闭

3、晚上有机酸含量高，糖分含量低；

白天则相反。

4、两次羧化反应是时