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植物细胞的全能性、细胞的分化、脱分化、再分化、植物的再生、极性、、生长协调最适温度、温周期现象、光形态建成、光受体、顶端优势、根冠比、生长大周期、生物钟及其特点；

细胞发育三个时期的生理特点；

种子萌发的条件及生理生化变化；

植物生长相关性；

影响植物生长的因素；

光敏色素及其生理功能。

简单了解组织培养和应用。

第10章植物的生殖生长：

春化作用和春化处理、光周期现象、光周期诱导、春化解除、再春化现象、临界日长、临界夜长、识别蛋白、群体效应、花熟状态、花发端、C／N比学说；

春化作用与光周期理论及其农业应用；

授粉受精需要的条件及生理生化变化；

光敏素在开花中的作用。

同源异型

第11章植物的成熟和衰老生理：

深沉休眠、单性结实、生长素梯度学说、生物自由基（biologicalradicals）和活性氧、呼吸跃变和呼吸高峰；

保护酶及抗氧化剂。

种子果实成熟时的生理生化变化；

种子的休眠原因及破除方法；

衰老时的生理生化变化及激素调节；

器官脱落与离层的形成及激素调控。

第12章植物的抗性生理：

抗寒锻炼、渗透调节；

冷害生理冻害生理及抗寒性；

干旱对植物生理过程的影响；

严重干旱致死的原因植物的抗旱性；

交叉适应现象；

逆境条件下植物激素水平的变化与抗逆性的关系

第一章植物细胞的结构与功能

1．植物细胞的结构特点：

与动物细胞相比，植物细胞的突出特征是：

植物细胞有细胞壁、质体和大液胞。

胞间层（果胶酸、果胶酯酸和原果胶）

细胞壁（纤维素---骨架；

果胶质、半纤维素、糖蛋白、酶类及次生物---填充物）初生壁（纤维素、半纤维素、木质素和少量果胶质、伸展蛋白）

次生壁（纤维素、半纤维素、木质素和少量果胶质）

植物细胞

质膜（细胞质的外表层）注：

质膜以内、功能上连续统一的膜结构统称为内膜系统，不包括叶绿体和线粒体的膜

细胞浆---胞质溶胶核膜

原生质细胞核（真核细胞所特有的、最大的细胞器）核仁

双层膜细胞器线粒体核液叶绿体

质体（是一类与碳水化合物合成与贮藏有关的细胞器，植物特有，按含色素分、有色体）

细胞质白色体

（胞间连丝----细胞间物质、能量和信息交换通道）

溶酶体----来源于内质网和高尔基体，具有溶解和消化功能的颗粒状小体。

微体过氧物酶体----常与叶绿体和线粒体一起参与光呼吸

细胞器单层膜细胞器乙醛酸循环小体----

液泡

内质网光滑内质网----合成脂类、固醇，运输蛋白质

粗糙内质网----合成蛋白质、脂类、固醇

高尔基体-----细胞内的运输系统

核蛋白体

无膜细胞器微梁系统----微丝、微管

中间纤维

2．细胞壁结构与功能的关系。

纤维素交织而成，坚固----维持细胞稳定形状；

弹性----维持渗透性，调节水分进出；

亲水但不溶于水----维持细胞水环境；

含水解酶、伸展蛋白—参与活动。

3．质膜的生理功能：

参与物质运输、细胞信号转导、细胞识别。

（注：

生物膜或叫细胞膜，是指构成细胞的所有膜的总称，可粗分为质膜和内膜系统。

主要万分是蛋白质、脂类和少量糖。

其中脂类主要是磷脂，其次为胆固醇和其它脂类。

膜上的蛋白可分外围蛋白或外在蛋白，及整体蛋白也中内在蛋白）

原生质胶体特性及其在生命活动中的重要作用及实例。

①胶体颗粒可形成双电层，并有水化作用，可稳定胶体系统；

②分散度高，内界面大，活性强，有利于生化反应进行；

③存在可逆的溶胶与凝胶两种状态，有利于适应环境变化；

④实例：

种子萌发时大量吸水，使凝胶态的贮存物水解而提高生命活性，此时的原生质胶体呈溶胶态，酶被激活或诱导，物质运输增强，萌发。

第二章水分生理

§

1.植物体内的水

1．水的生理作用：

①原生质组成成分；

②维持细胞及组织的紧张度（吸足水的细胞称之为“紧张”状态），提供生长动力；

③代谢活动的最好介质；

④作为原料参与代谢反应；

⑤调节体温；

⑥改善小环境。

2．植物体内的水分状态：

束缚水：

被原生质胶体颗粒吸附或存在于大分子结构空间的水，不易流动，不起溶剂作用。

自由水：

不被原生质胶体颗粒吸附、能自由移动并起溶剂作用的水。

二者没有明显界线。

束缚水/自由水----这一比值高，表明植物代谢弱，而抗逆性强；

比值低，代谢旺，而抗性弱。

2.植物细胞的吸水

1．细胞的渗透吸水：

1．1．渗透现象：

在有水势差存在条件下，水分子通过半透性膜的扩散。

（植物细胞即为一个渗透系统）

1．2．扩散：

分子由高浓度向低浓度自发运动的趋势，并最后达到均匀的系统的现象。

1．3．水势（ψw）：

每偏摩尔体积水的化学势。

即水液与同温同压一系统中纯水的化学势的差。

单位是：

帕，Pa；

或兆帕，MPa（常用）=106Pa=10bar（巴），1标准大气压（atm）=1.013╳105Pa=1.013bar

1．4．典型植物细胞水势：

ψw=ψs+ψp+ψm（分生区细胞，未形成中心液泡以前的细胞水势）

ψs:

渗透势又称溶质势，由于溶质的存在而使细胞水势降低的值，是负值；

ψp:

压力势，由于细胞壁存在而使细胞水势增加的值，是正值；

ψm:

衬质势，细胞内胶体物质对水分的吸附作用而使细胞水势降低的值，是负值；

具有液泡的成熟细胞水势：

ψw=ψs+ψp

相邻细胞（或组织）间水流动方向决定于水势的高低，总是“由高向低”。

细胞为水所饱各时，水势最大，是“0”，ψs=-ψp

细胞脱水，质壁分离后，ψw=ψs，ψp=0，细胞具有最大吸水潜力。

2．细胞的吸涨吸水：

吸涨作用是指亲水皎体的吸水膨胀现象。

干种子ψw=ψm，衬质势是其吸水动力。

豆类种子吸水能力大于淀粉种子。

3.植物根系吸水

1．根系吸水的主要部位是根毛区，有两种吸水方式：

1．1．主动吸水：

动力是根压（由于根代谢活动使液流上升的压力），证明现象是伤流（液滴自伤口处流的现象）和吐水（液滴自叶尖或叶缘向外溢出的现象）。

早春叶未展开时或夜间，以主动吸水为主。

1．2．被动吸水：

动力是蒸腾拉力。

2．影响根系吸水的环境因素

2．1．土壤可用水：

植物只能利用土壤中吸湿水与重力水之间的毛管水。

毛管水是由于毛细管作用存留在土壤颗粒孔隙之间的水。

土壤水不足时，植物会萎蔫：

植物因水分亏缺，细胞失去紧张状态，叶片和幼嫩茎下垂的现象。

又可分为暂时萎蔫（减少蒸腾或补充水分后，可以恢复正常状态）和永久萎蔫（减少蒸腾或补充水分后，无法恢复正常状态）。

土壤水过多，超过田间持水量，通气不良，根呼吸受阻，吸水不利。

土壤施肥过多或盐分过多，浓度高，水势低于根系水势，根无法吸水，会造成烧苗现象。

2．2．土壤温度：

因影响根系生理活动和生长而影响吸水。

温度降低：

呼吸下降，生长减弱，吸水慢；

水分和原生质的粘滞性增加，移动慢，吸水慢。

温度高：

酶钝化，根衰老，吸水慢。

高温时，冷水浇灌，会因植物根系不适应，呼吸迅速下降，吸水不利，萎蔫、落花落果。

2．3．土壤通气：

正常呼吸是根吸水的保障，水过多，通气不良，根进行无氧呼吸产生酒精，同时厌氧微生物产生有毒物质，使根中毒。

因此，在管理上除灌溉补充土壤水，还应注意排水。

2．4．土壤溶液浓度：

土壤施肥过多或盐分过多，浓度高，水势低于根系水势，根无法吸水，甚至失水，会造成烧苗现象。

4。

蒸腾作用

1．蒸腾作用的意义：

①是植物吸水和运输水分的重要动力；

②降低植物体温和叶温；

③引起上升液流，有助于无机离子及根合成的物质的运输。

2．蒸腾指标：

①蒸腾强度---蒸腾速率、蒸腾率，植物单位时间，通过单位面积散失水量。

g•m-2•h-1

②蒸腾效率---蒸腾比率，植物蒸腾散失1000g水，所形成的干物质的克数。

g•kg-1

③蒸腾系数---需水量，是蒸腾效率的倒数，即植物形成1g干物质所消耗的水的克数。

通常为125~1000之间，值越小，植物利用水分的效率越高。

3．

蒸腾部位：

皮孔蒸腾----非常少，只占蒸腾总量的0.1%，常忽略不计。

叶片蒸腾-----角质蒸腾：

通过叶表皮角质层蒸腾（幼叶多，成叶少）

气孔蒸腾：

通过叶表皮气孔蒸腾--植物蒸腾的主要形式

（幼小时地上全部表面均可进行蒸腾。

）

4．气孔扩散的小孔律：

水蒸气通过气孔扩散的速率，不与小孔面积成正比，而是与小孔的周长成正比。

5．气孔运动机理参见课本中的图示。

6．影响蒸腾的环境因素：

6．1．光照----光照是蒸腾的主要能源，提高大气及植物体温，增加叶内蒸气压差，引起气孔开放。

6．2．气温----温度升高，增加胞间饱和蒸气压，促进蒸腾，温度过高，叶过度失水，气也会关闭。

6．3．大气湿度----影响大气与气孔下腔的蒸气压差，差值越大，蒸腾越快。

所以晴天蒸腾快。

6．4．风---微风促进蒸腾，强风蒸腾减弱。

7．

植物水分平衡的维持：

增加吸水----如移栽时保护根系，带土移栽，及时灌水

（提高移栽成活率）减少失水----减少蒸腾，选阴天或傍晚移栽，适当剪部分叶，及时遮荫，用腾抑制剂

5.植物体内水分运输

土壤--植物—大气三者之间的水分构成一个连续体系（SPAC）。

1．植物体内水分运输的途径：

土壤→根毛→根皮层→中柱→根部导管（或管胞）→茎的导管（或管胞）→叶的导管（或管胞）→叶肉细胞→叶细胞间隙→气孔腔→气孔→大气。

由土壤至大气水势逐渐降低，各级水势差或蒸气压差，是运输动力。

这一途径可分为两大类：

质外体----植物体中的死细胞（导管或管胞）、细胞壁、细胞间隙组成，运输阻力小，适于长距离运输。

共质体----细胞原生质，是细胞中所有活的部分，运输阻力大，适合短距离运输

2．水分在根中运输阻力大于叶。

因为，根中活细胞多；

皮层有凯氏带，而叶无有；

叶中输导组织多，且末端临近气孔下腔，水易散失；

因此根吸水不及叶失水快时，常发生萎蔫。

3．水分沿导管上升动力：

根压---下端原动力；

蒸腾拉力---上端原动力。

4．蒸腾流—内聚力—张力学说：

导管中有水分子的内聚力、蒸腾拉力和导管水柱受重力影响英明产生水柱张力，同时水分子与导管壁的纤维素分子间还附着力，因而维持了输导组织维持水柱的连续性。

6.植物对水分的需求

1．水分临界期：

作物对水分不足最敏感的时期，一旦缺水，产量明显下降。

（不是需水量最大的时期）

小麦（水稻等禾本科）的第一个水分临界期：

孕穗期（从四分体到花粉粒形成阶段）;

第二个水分临界期：

开始灌浆到乳熟末期

棉花是花铃期和劢花期；

大豆是花芽分化至开花期；

果树是开花和果实生长初期。

根据水分临界期，水源充足，及时灌溉，水源不足，应在水分临界期灌溉。

2．耗水量：

作物一生（或某一生长时期、或某一天内）消耗水的总量称为该作物该时期的耗水量。

3．合理用水意义与根据。

3．1．合理灌溉：

根据气候特点、土壤墒情和作物长势来科学地制定灌溉量和灌溉时期的合理方案。

3．2．意义：

①促进生理活动旺盛进行；

②促进根系生长，扩大吸收面积；

③促进茎叶生长，增加光合面积，生产更多有机物；

④促进有机物运输；

⑤适当降低呼吸消耗，有利于光合产物积累。

所以可以增产。

3．3．根据：

土壤墒情；

形态指标（幼叶萎蔫、叶色暗绿或变红、生长速率下降）；

生理指标（叶水势、细胞渗透势、气孔开度）。

除此之外，在满足生理需水（直接影响生理活动所需的水）的同时，还应考虑生态需水（通过改善环境、间接对作物发生影响的水）。

第三章矿质营养

1.植物必需元素及其生理功能

1.必需元素：

①植物生长发育所必需，缺少生长发育不正常甚至不能完成生活史，②除去该元素，表现专一缺素症，加入该元素可以预防或恢复；

③该元素的生理作用是直接的。

常用溶液培养法（水培与砂培）来确定。

2.

必需元素共16种大量元素9种：

C、H、O（来源于空气和水）

N、P、K、Ca、Mg、S源于土壤，矿质元素（植物体灰分微量元素7种：

Fe、B、Cu、Zn、Mn、Cl、Mo中的元素），其中N不是矿质元素。

3.氮的生理功能及缺素症：

被称为生命元素，①蛋白质、核酸、磷脂的组成元素；

②是酶及许多辅酶和辅基的组分；

③维生素B1、B2及生长素等的组分；

④叶绿素的组分。

缺氮：

植株矮小、分枝分蘖少，叶小而黄，老叶先黄，花果少而易落。

氮过多，叶大而肥厚，深绿，贪青徒长抗性差，虫害多。

4.磷的生理功能及缺素症：

①磷脂、核酸、核蛋白的组成元素；

②核苷酸的组分；

③与细胞分裂、有机物合成、转化、运输和呼吸关系密切；

④调节氮代谢；

⑤增强抗寒与抗旱性。

磷不足：

叶小、分枝分蘖少，花果少，叶发红或紫，症状先出现在老叶。

P过多，叶上有小焦斑（磷酸钙沉淀）。

5.钾的生理功能及缺素症：

钾主要以离子态存在于植物体内。

是筛管中含量最高的离子。

生理功能：

①是许多酶的激活剂；

②促进蛋白质合成；

③促进糖的合成与运输；

④构成渗透势的重要成分，维持细胞膨压；

⑤增强原生质保水能力；

⑥参与气孔运动。

缺钾：

机械组织不发达，易倒伏，叶片边缘黄化、焦枯、叶脉间有坏死斑点。

6.钙：

①果胶酸钙的组成成分；

②稳定膜结构；

③一些酶的活化剂；

④参与细胞信号转导；

⑤诱导花粉管定向生长；

⑥与草酸结合成草酸钙消除草酸毒害；

⑦增强植物抗病性。

缺钙顶芽淡绿，进而叶尖呈钩状，最后坏死。

7.镁是叶绿素的成分，酶的激活剂，参与碳水化合物及氮代谢；

8.硫是辅酶A（CoA）、（半）胱氨酸、蛋氨酸、固氮酶的成分；

9.铁是合成叶绿素所必需的，细胞色素、细胞色素氧化酶、POD、CAT等的成分；

光合链中铁硫蛋白、铁氧还蛋白成分；

是血红蛋白的成分，与固氮有关；

缺铁幼叶发黄，果树黄叶病；

10.铜是呼吸中多酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶、细胞色素氧化酶、光合链中质蓝素（PC）的成分；

11.硼的生理功能及缺素症：

①促进花粉粒萌发和花粉管生长；

②促进碳水化合物运输。

缺硼：

油菜花而不实；

萝卜黑心；

花椰菜干心；

甜菜心腐；

影响固氮。

12.锌的生理功能及缺素症：

①是生长素全成前体—色氨酸合成（酶成分）所必需的；

②是碳酸酐酶（存在于叶绿体中）、多肽酶组成成分。

缺锌：

生长素合成受阻，果树“小叶病”、丛枝症。

13.钼是硝酸还原酶、固氮酸的金属成分；

14.锰、氯参与水的光解和氧的释放。

Mn还是酶的活剂，与硝酸还原有关。

15.作物缺素诊断：

①调查研究分析病症：

判断是生理病害还是病虫害，若是生理病害，则根缺素检索表结合土壤理化性状及施肥情况加以分析；

②作物组织及土壤成分进行测定；

③在初步确定缺乏的元素后，补充某一元素，如缺素症消失，即可确定缺乏该元素。

16.氮、磷、镁等可再利用，钾可移动性非常强，所这些元素缺时先从老叶出现病症；

钙、铁、锰、钼、硫、硼、锌等难再利用，缺时先从幼叶或幼嫩茎尖出现病症。

17.植物缺绿的可能原因：

叶片失绿的可能原因有生理的、病理的、遗传的以及环境条件不适等因素都影响叶绿素合成与分解，导致叶绿素含量的降低或消失，引起叶片失绿。

1．缺乏矿质元素：

N、Mg、Fe、Cu、Mn、Zn等元素都参与叶绿素的生物合成，因而缺乏这些元素时不能形成叶绿素而表现缺绿的症状。

其中，N、Mg是叶绿素分子的成分，N也是色素蛋白复合体的成分；

Fe、Mn、Cu、Zn等可能是叶绿素合成过程中某些酶的激活剂，起催化作用或其它间接作用；

Mg、K还与类囊体垛叠有关，缺乏时不能形成基粒。

2．光照不足、温度过低或过高都会使原叶绿素酸酯无法还原为叶绿素酸酯，影响叶绿素的生物合成；

但类胡萝卜素的合成不受光的影响，叶色则变黄。

3．氧气不足叶绿素合成受阻，叶片变黄。

4．缺水会影响叶绿素合成速度，且促进已形成的叶绿素分解导致叶片变黄。

5．秋天和叶片衰老叶绿素的合成减慢（或停止），分解加快叶子呈黄色。

6．病虫害能破坏叶绿体、叶绿素或抑制叶绿素合成，导致植物出现缺绿症。

7．遗传因素：

一些遗传因素的变异而也会使叶绿素的合成受阻，叶片失绿。

总之，叶绿素在植物体内与其他物质一样处于不断更新状态。

在正常情况下总是合成过程占优势，使叶片保持绿色。

当叶片衰老或遇干旱、低温等逆境时，其合成减慢，分解加速，数量减少，使原来被叶绿素掩盖的类胡萝卜素、花色素的颜色逐渐显露出来，因而叶色变黄。

2.植物对矿质元素的吸收

1．植物根细胞吸收矿质元素的方式有：

1．1．主动吸收（主要方式）---也称为代谢吸收，利用呼吸作用产生能量而作功，逆浓度差吸收。

1．2．被动吸收：

---也称为非代谢吸收，无需能量，顺浓度差而进行。

主要有扩散和道南平衡（细胞内可扩散离子的积与细胞外可扩散离子的积相等的平衡关系）

1．3．细胞吸收溶质的方式和机理：

1.3.1.离子通道运输：

细胞质膜上有内在蛋白构成的孔道，横跨膜的两侧，离子通道可由化学方式及电化学方式激活，控制离子顺着浓度梯度和膜电位差，即电化学势梯度，被动和单方向地跨质膜运输。

这是一种简单的扩散方式，是一种被动运输（passivetrasport）.目前质膜上已知的离子通道有K+、Cl+、Ca2+、NO

离子通道。

一个表面积为4000um2的保卫细胞质膜上约有250个K+离子通道。

1.3.2.载体运输：

这一学说认为，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—物质复合体，通过载体蛋白构象的变化，透过质膜，把分子或离子释放至另一侧。

有离子竞争和饱和效应。

载体蛋白有3类：

单向运输载体（Fe2+、Zn2+、Mn2+、Cu2+）、同向运输载体（在与H+结合的同时又与Cl+、NO

、NH

、PO

、SO

、氨基酸、肽、蔗糖结合进行同一方向运输）和反向运输载体（在与H+结合的同时又与其它阳离子结合，进行反向运输）。

载体运输即可以顺电化学势梯度跨膜运输（被动运输）也可以逆电化学势梯度跨膜运输（主动运输）。

1.3.3.离子泵运输：

ionpumptransport主要有质子泵和钙泵；

形成H+梯度，再在传递体（porter,有共向传递体symport，反向传递体antiport、单向传递体uniport三种.

1.3.4.胞饮作用：

pinocytosis

2．矿质元素吸收特点；

①与水分吸收是两个相对独立的生理过程：

二者都主要是根毛区吸收，水分吸收以蒸腾为主，被动吸收，而矿质吸收以主动吸收为主。

矿质溶解才能被吸收，但吸收的多少与吸水不成比例。

②植物对矿质吸收有选择性：

对同一溶液中不同离子或同一盐阴、阳离子吸收比例不同。

因此产生了生理酸性盐：

因植物对施入盐的选择吸收，而造成土壤溶液呈酸性的盐，如（NH4）2SO4；

生理碱性盐：

施入后，因植物的选择吸收，而造成土壤溶液呈碱性的盐，如NaNO3；

生理中性盐：

施入后对土壤pH值不改变的盐,如NH4NO3。

③存在单盐毒害和离子拮抗现象：

单盐毒害----用只含一种盐的溶液培养植物，即使这盐对植物生活是必需的，也会引起植物生长不正常，产生毒害作用。

离子拮抗----在发生单盐毒害的溶液中加少量其它盐类，毒害现象消失，这种离子间能够相互消除毒害的现象。

植物只有处于具有一定浓度、一定比例的多种盐混合液中才正常生长，（平衡溶液）。

3．植物地上部也可对溶解的物质吸收---根外营养，经过外连丝、气孔或角质层裂隙吸收。

4．土壤条件对根系吸收矿质元素的影响：

4．1．土壤温度：

影响呼吸及根生长而影响对矿质的吸收。

低：

根生长慢，呼吸放能少，土壤溶液流动慢，矿质溶解性低，影响吸收；

高：

原生质、膜被破坏，根老化，酶钝化，吸收受阻。

4．2．土壤通气：

影响呼吸而影响吸收。

4．3．土壤水：

影响通气，矿质溶解、土壤溶液浓度而影响矿质吸收。

4．4．土壤溶液浓度：

过高，土壤水势低，根细胞脱水，影响吸收。

4．5．土壤pH值：

影响根细胞原生质的选择吸收及无机盐的溶解度。

§

3.氮代谢

植物主要利用土壤中的含氮化合物（尿素、氨基酸；

铵盐；

硝酸盐），其中硝酸盐是主要的氮源。

硝酸盐吸后由硝酸还原酶（一种诱导酶，可存在于叶细胞质中）还原为亚硝酸盐（这一过程主要在叶中进行），再由亚硝酸还原酶（叶绿体中）还原为氨。

氨在谷氨酸脱氢酶（根、叶线粒体中）、谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合成酶（叶绿体中）三种主要酶的催化下形成氨基酸。

多余的氨以谷氨酰胺形式暂时贮存。

4.施肥生理基础

1．合理施肥增产的原因（意义）施肥增产原因是间接的，主要是改善了作物的有机营养，表现：

1．1促进光合作用，增加作物积累：

扩大叶面积，延长叶片寿命，增加叶绿素含量，因此增加了光合面积，延长光合时间，提高光合效率，增加光合产物积累；

促进有机物运输，改善再分配。

1．2调节代谢，控制生长发育：

不同肥料配施调节控制生长发育。

1．3改良土壤状况，如有机肥可改良土壤结构，促进根生长和吸收。

2．需肥规律:

不同作物，需肥特性不同：

禾谷类多施磷钾肥以利籽粒饱满；

叶菜类多施氮肥以利叶片肥大；

根茎类多施钾肥以利淀粉积累。

不同发育期需肥不同

3．施肥生理依据：

形态指标----叶色、茎色、生长速率、株型与叶型；

生理指标---叶片元素含量、叶绿素含量、酰胺含量、酶活性。

第四章光合作用

1.