生理复习复习地的总结.docx
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生理复习复习地的总结
第一章植物细胞的亚显微结构与功能
1名词解释
1.生物膜(biomembrane)又称细胞膜(cellmembrane)是指由脂类和蛋白质组成的具有一定结构和生理功能的胞内所有被膜的总称。
2.流动镶嵌模型(fluidmosaicmodel)由辛格尔(S.J.Singer)和尼柯尔森(G.Nicolson)在
1972年提出,认为液态的脂质双分子层中镶嵌着可移动的蛋白质。
(膜的不对称性和流动性)。
3.经纬模型假说认为初生壁是由两个交联在一起的多聚物——纤维素微纤丝和穿过它的伸展蛋白网络交而形成的结构,悬浮在亲水的果胶——半纤维素胶体基质中。
(其中纤维素微纤丝是经,平行于壁平面排列,而伸展蛋白是纬,垂直于壁平面排列)
4.共质体(symplast)由胞间连丝把原生质体连成一体的体系
5.质外体(apoplast)细胞壁、质膜与细胞壁间的间隙以及细胞间隙等空间
6.植物细胞全能性(totipotency):
已经分化、停止分裂的体细胞仍然保留了像受精卵细胞一样的全能性,即具有发育成完整植株的潜在能力。
7.原核细胞是低等生物(细菌、蓝藻)所具有的,无明显的细胞核,缺少核膜,由几条DNA构成拟核体,缺少细胞器,只有核糖体,细胞进行二分体分裂,体积小,直径1~10μm。
8.胞间连丝植物相邻活细胞之间穿过细胞壁的原生质通道。
是由质膜连续构成的膜管,管腔内是由微管相互连结而成的连丝微管,其内常由内质网填充,使相邻细胞的原生质相通。
胞间连丝是植物细胞间物质运输和信息传递的重要通道,也是植物病毒传染的途径。
2中英文对照
ER内质网(RER糙面内质网SER光面内质网)rDNAmRNAtRNArRNArRNA聚合酶
3简答
1.原核细胞与真核细胞各有哪些特征?
原核细胞低等生物(细菌、蓝藻)所特有的,无明显的细胞核,无核膜,由几条DNA构成拟核体,缺少细胞器,只有核糖体,细胞进行二分体分裂,细胞体积小,直径为1~10μm。
真核细胞具有明显的细胞核,有两层核膜,有各种细胞器,细胞进行有丝分裂,细胞体积较大,直径10~100μm。
高等动、植物细胞属真核细胞。
2、典型的植物细胞与动物细胞之间的最主要差异是什么?
这些差异对植物细胞的生理活动有什么影响?
典型的植物细胞中存在大液泡和质体,比如叶绿体,细胞膜外还有细胞壁。
这些结构是动物细胞所没有的。
叶绿体使植物能进行光合作用,细胞壁使植物细胞的刚性增加。
3、什么是植物细胞全能性,其生物学意义如何?
植物细胞全能性(totipotency)即已经分化、停止分裂的体细胞仍然保留了像受精卵细胞一样的全能性,即具有发育成完整植株的潜在能力。
生物学意义:
是细胞分化(celldiferentiation)与织物组织培养技术的理论依据。
4另外
1.最早发现的结构蛋白是伸展蛋白(结构蛋白是细胞壁的重要组成部分)富含羟脯氨酸
2.细胞壁含有1、纤维素2、半纤维素3、结构蛋白4、酶5、植物凝集素6、木质素(可以增加植物细胞壁的抗压强度及对病原物的抵抗能力)7、矿质元素(钙受体——钙调素、CaM结合蛋白)
3.微体由一层蛋白膜包被的球星细胞器,是由内质网小泡形成的。
分为过氧化物酶体和乙醛酸循环体。
4.基因表达的调控:
1、转录调控2、转录后调控3、翻译调控4、翻译后调控5、蛋白质活性的调控。
一名词解释
1.水分代谢(watermetabolism)
2.化学势(chemicalpotential,
第二章植物水分生理
植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程
μ)每偏摩尔物质所具有的自由能。
用希腊字母μ表示。
3.水势(waterpotential)
4.渗透作用(osmosis)水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象
5.蒸腾作用(transpiration):
植物体内的水分以水蒸气的方式从植物体的表面向外散失的过程。
6.水分临界期(criticalperiodofwater):
植物对水分不足最敏感、最易受害的时期。
2中英文对照
AQP水孔通道蛋白是一类具有选择性、高效运转水分的跨膜通道蛋白
3简答
1.植物内水分存在的形式与植物代谢强弱、抗逆性有什么关系?
植物体内水分的存在状态与代谢关系极为密切,并且与抗性有关。
一般说来,束缚水不参与植物的代谢反应,若植物某些组织和器官主要含束缚水时,则其代谢活动非常微弱,如越冬植物的休眠芽和干燥种子,仅以极低微的代谢强度维持生命活动,但其抗性却明显增强,能渡过不良的环境条件。
而自由水直接参与植物体内的各种代谢反应,含量多少还影响着代谢强度,含量越高,代谢越旺盛。
因此,常以自由水/束缚水的比率作为衡量植物代谢强弱的指标之一。
2.试述气孔运动的机制及其影响因素。
运动基质
1.淀粉与糖转化学说
光下光合作用消耗CO2,于是保卫细胞细胞质PH增高的7,淀粉磷酸化酶催化正向反应,使淀粉水解为糖,引起保卫细胞渗透压下降,水势降低,从周围细胞吸取水分。
保卫细胞膨大,因而气孔张开。
在黑暗中⋯⋯
2.苹果酸代谢学说
在光下,保卫细胞内的部分CO2被利用时,pH上升至8.0~8.5,从而活化了PEP羧化酶,PEP羧化酶可催化由淀粉降解产生的PEP与HCO3-结合,形成草酰乙酸,并进一步被NADPH还原为苹果酸。
苹果酸解离为2H+和苹果酸根,在H+/K+泵的驱使下,H+与K+交换,保卫细胞内K+浓度增加,水势降低;苹果酸根进入液泡和Cl﹣共同与K+在电学上保持平衡。
同时,苹果酸的存在还可降低水势,促使保卫细胞吸水,气孔张开。
当叶片由光下转入暗处时,该过程逆转。
影响因素
1.CO2叶片内较低的CO2分压可使气孔张开。
高CO2则使气孔关闭。
2.光在无干旱胁迫的自然环境中,光是最主要的控制气孔运动的环境信号,一般情况下光使气孔开放,黑暗使气孔关闭。
3.温度气孔开度一般随温度的升高而增大。
4.水分叶片的水势对气孔开放有着强烈的控制作用。
5.风高速气流(风)可使气孔关闭。
6.植物激素细胞分裂素可以促进气孔张开,而ABA可以促进气孔关闭。
4另外
1.典型细胞水势ψw是由3个势组成的:
ψw=ψs+ψp+ψm溶质势(solutepotential)也叫渗透势(osmoticpotential)由于溶质颗粒的存在而引起体系水势降低的数值。
用ψs表示
压力势(pressurepotential)由于压力的存在而使体系水势改变的数值,用ψp表示。
衬质势(matrixpotential)Ψm:
衬质势,由于细胞胶体物质亲水性和毛细管对自由水
的束缚而引起的水势降低值。
恒为负值。
2.田间持水量排除所有重力水,保留所有毛细管水和吸湿水,这时的土壤水分与土壤干重的百分比,称为田间持水量。
一般在20%左右。
最大持水量又叫饱和持水量。
是指土壤中所有空隙都充满水时的含水量。
一般在40%左右。
3.水的内聚力、黏附力、表面张力。
第三章植物的矿质和氮质营养
1名词解释
1.灰分分析(ashanalysis):
即采用物理和化学手段对植物材料中干物质燃烧后的灰分进行分析的方法。
2.溶液培养法(solutionculturemethod)亦称水培法(waterculturemethod):
是在含有矿质元素的营养液中培养植物的方法。
3.完全培养液——营养液中含有植物生长发育必需的各种元素,各元素为植物可以利用的形态,各元素间有适当的比例,溶液有适当的PH值(一般在5.5—6.5之间)。
4.缺素培养---严格控制化学试剂纯度和营养液的元素组成,有目的地提供或缺少某一种元素,即可确认该元素是否为植物所必需。
5.胞饮作用物质吸附在质膜上,然后通过膜的内折将物质及液体转移到细胞内的攫取物质及液体的过程,称为胞饮作用(pinocytosis)。
是非选择性吸收。
6.由初级主动转运所建立的跨膜电化学势梯度驱动其它无机离子或小分子有机物的跨膜转运,促进细胞对矿质元素的吸收,这种间接利用能量转运离子的过程称为次级主动转运。
7.离子间能相互减弱或消除单盐毒害作用的现象叫做离子拮抗(ionantagonism)。
2中英文对照
GS谷氨酰胺合成酶AFS表观自由空间RFS相对自由空间GDH谷氨酸脱氢酶NR硝酸还原酶NiR亚硝酸还原酶GOGAT谷氨酸合酶
3简答
1.确定元素是否是植物必需元素的标准是什么?
概述植物必需元素在植物体内的生理作用。
可根据以下三条标准来判断:
第一缺乏该元素,植物生长发育受到限制而不能完成器生活史;
第二缺少该元素,植物会表现出专一的病症(缺素症),只有加入该元素方可预防和消除此病症,而加入其他元素则不能代替该元素的作用;
第三该元素的生理作用是直接的,而不是因土壤、营养液或介质的物理、化学或微生物条件所引起的间接效果。
(1)细胞结构物质的组成成分。
如N、P、S。
(2)作为酶、辅酶的成分或激活剂等,参与调节酶的活性。
如K、Ca。
(3)电化学作用,参与渗透调节、胶体的稳定和电荷的中和等。
如K、Cl
(4)作为重要的细胞信号转导信使。
如Ca
2.举出10种矿质元素,说明它们在光合作用中的生理作用。
.N:
叶绿素、细胞色素、酶类和膜结构等组成成分。
P:
NADP为含磷的辅酶,ATP的高能磷酸键为光合作用所必需;光合碳循环的中间产物都是
含磷基团的糖类,淀粉合成主要通过含磷的ADPG进行;磷促进三碳糖外运到细胞质,合
成蔗糖。
K:
调节气孔的开闭;也是多种酶的激活剂。
Mg:
叶绿素的组成成分;是一些催化光合碳循环酶类的激活剂。
Fe:
是细胞色素、铁硫蛋白、铁氧还蛋白的组成成分,还能促进叶绿素合成。
Cu:
质兰素(PC)的组成成分。
Mn:
参与水的光解放氧。
B:
促进光合产物的运输。
S:
Fe-S蛋白的成分;膜结构的组成成分。
Cl:
光合放氧所必需。
3.H+ATP酶是如何与主动运输相关的?
H+ATP酶还有哪些生理作用?
H+—ATP酶催化水解ATP,同时将细胞质中的H+泵到细胞外,使细胞外侧的H+浓度增加,形成跨膜H+电化学梯度。
H+—ATP酶利用ATP水解释放的能量转运H+至膜的一侧,这个过程称为初级主动转运。
由初级主动转运所建立的跨膜电化学势梯度驱动其它无机离子或小分子有机物的跨膜转运,促进细胞对矿质元素的吸收,这种间接利用能量转运离子的过程称为次级主动转运。
是植物生命活动中的主宰酶(masterenzyme),对植物许多生命活动起重要的调控作用。
例如细胞内环境pH的稳定,细胞的伸长生长,气孔运动,种子萌发等。
4.试述根吸收矿质元素的特点,主要过程及影响因素。
1对矿质元素和水的相对吸收。
2对离子的选择性吸收。
3单盐毒害和离子对抗。
A离子吸附到根部细胞表面。
B离子进入根内部。
C离子进入导管。
1土壤温度。
2土壤通气状况。
3土壤溶液的浓度。
4土壤溶液的pH。
5土壤含水量。
6土壤颗粒对离子的吸附能力。
7土壤微生物。
8土壤中离子的相互作用。
4另外
1.缺素症
1Zn色氨酸合成酶的组分,催化吲哚与丝氨酸成色氨酸。
玉米“花白叶病”,果树“小叶病”。
缺锌时,植株矮小。
华北地区的果树缺锌易得“小叶病”,也叫“斑叶病”。
缺锌玉米易得“花白叶病”
2铜Cu2+(①参与氧化还原过程。
②光合电子传递链中的电子传递体质体蓝素的组分。
)
禾谷类“白瘟病”,果树“顶枯病”,缺铜叶片生长缓慢,呈蓝绿色,幼叶缺绿,小麦缺Cu
叶片失水变白
可再循环元素:
N、P、Mg、K、Zn,病症从老叶开始
不可再循环元素:
Ca、B、Cu、S、Fe,病症从幼叶始
引起缺绿症:
Fe、Mg、Mn、Cu、S、N
可用:
N黄、P紫、K边焦;S白Ca卷,Mg花条;Fe、Mn缺绿B烂心;Ca、Mo、Cl慢Zn叶小;老叶先病缺N、P、K、Mg、ClB、Fe、Ca、S、Cu病在幼叶捎。
2.吸盐和吸水是两个相对独立的生理过程
相关
(1)矿质元素必须溶于水中才能被吸收,随水一起进入根部自由空间。
(2)由于矿质的吸收形成水势差---吸水的动力。
无关
(1)动力和吸收方式不同:
矿质元素的吸收方式以主动吸收为主。
水分吸收主要是被动吸收。
(2)植物吸收养分的量与吸水的量无一致关系。
5练习题
某实验室正在进行必需元素的缺素培养,每一培养缸中只缺一种元素,其中有三缸未注明缺乏何种元素,但缺乏症状已表现出来:
第一缸植物的老叶叶尖和叶缘呈枯焦状,叶片上有褐色斑点,但主脉附近仍为绿色。
第二缸植株的老叶叶脉间失绿,叶脉清晰可见;
第三缸植株的症状也是老叶失绿,但失绿叶片的色泽较为均一,只是叶尖和中脉附近较严重些。
根据上述缺素症状,你能判断出各培养缸中最可能缺乏的元素吗?
病症
缺乏元素
老叶病症
病症常遍布整株,基部叶片干焦死亡
植株浅绿,基部叶片黄色,干燥使呈褐色,茎
短而细
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
氮
磷
病症常限于局部,基部叶片不干焦但杂色或绿色,叶缘杯状卷起或卷皱
叶杂色或缺绿,有时呈红色,有坏死斑点,茎细
叶杂色或缺绿,在叶脉间或叶尖和叶缘有坏死斑点,小,茎细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
镁
钾
锌
嫩叶病症
顶芽死亡,嫩叶变形和坏死
嫩叶初呈钩状,后从叶尖和叶缘向内死亡嫩叶基部浅绿,从叶基起枯死,叶捻曲
钙硼
顶芽仍活但缺绿或萎蔫,无坏死斑点
嫩叶萎蔫,无失绿,茎尖弱
嫩叶不萎蔫,有失绿,坏死斑点小,叶脉仍绿嫩叶不萎蔫,有失绿,无坏死斑点,叶脉仍绿嫩叶不萎蔫,有失绿,无坏死斑点,叶脉失绿
铜锰铁硫
第四章植物的呼吸作用
1名词解释
呼吸作用生活细胞内的有机物,在一系列酶的参与下,逐步氧化分解成简单物质,并释放能量的过程。
三羧酸循环乙酰CoA和草酰乙酸缩合生成含三个羧基的柠檬酸,反复的进行脱氢脱羧,又生成草酰乙酸,再重复循环反应的过程。
抗氰呼吸在植物体内还存在着一条在氰化物存在条件下仍运行的呼吸作用。
氧化磷酸化(oxidativephosphorylation)是指在呼吸链电子传递过程中偶联ADP磷酸化,
生成ATP,又称为偶联磷酸化。
底物水平磷酸化(substratelevelphosphorylation)是底物分子内部能量重新分布,生成高能键,使ADP磷酸化生成ATP的过程。
呼吸商(respiratoryquotient,RQ)又称呼吸系数,是指植物组织在一定时间内,释放CO2与吸收O2的数量(体积或物质的量)比值。
呼吸跃变(respiratoryclimacteric):
当果实成熟到一定时期,其呼吸速率突然增高,最后又突然下降,这种现象称为呼吸跃变。
2中英文对照
PPP磷酸戊糖途径
3简答
1.长时间的无氧呼吸为什么会使植物受到伤害?
1、无氧呼吸产生酒精,酒精使细胞质的蛋白质变性;
2、无氧呼吸利用葡萄糖产生的能量很少,植物要维持正常的生理需要就要消耗更多的有机物;
3、没有丙酮酸氧化过程,缺乏新物质合成的原料。
2.抗氰呼吸的意义有哪些?
1、放热效应:
抗氰呼吸是一个放热过程,其产生的大量热能对产热植物早春开花有保护作用。
2、促进果实成熟:
在果实成熟过程中出现的呼吸跃变现象,主要表现在抗氰呼吸速率增强。
3、增强抗病力。
4、代谢协调调控:
有人提出能量“溢流假说”,即在底物和还原力丰富或过剩时。
使细胞色素
途径电子传递呈饱和状态,抗氰呼吸非常活跃,可分流电子,将多余的底物和还原力消耗掉。
另一方面,当细胞色素途径受阻时,抗氰呼吸产生或加强,这样可以保证EMP—TCA循环,PPP
能正常运转,保证底物继续氧化,维持生命活动各方面的需要。
3.植物呼吸多条路线有何生物学意义?
植物呼吸代谢途径具有多样性,这是植物在长期进化过程中对多变环境的适应表现。
然而,植物体内存在的多条化学途径并不是同等运行的。
随着不同的植物种类、不同的发育时期、不同的生理状态和环境条件而有很大的差别。
在正常情况下以及在幼嫩的部位,生长旺盛的组织中均是TCA途径占主要地位。
在缺氧条件下,植物体内丙酮酸有氧分解被抑制而积累,并进行无氧呼吸,其产物也是多种多样的。
而在衰老、感病、受旱、受伤的组织中,则戊糖磷酸途径加强。
富含脂肪的油料种子在吸水萌发过程中,则会通过乙醛酸循环将脂肪转换为糖。
水稻根系在淹水条件下则有乙醇酸氧化途径运行。
植物呼吸系统的多样性满足了各种条件下植物对能量的需求。
4.三羧酸循环的特点和生理意义
1.TCA循环是生物体利用糖或其它物质氧化获得能量的有效途径。
2.TCA循环中释放的CO2中的氧,不是直接来自空气中的氧,而是来自被氧化的底物和水中的氧。
3.在每次循环中消耗2分子H2O。
一分子用于柠檬酸的合成,另一分子用于延胡索酸加水生成苹果酸。
4.TCA循环中并没有分子氧的直接参与,但该循环必须在有氧条件下才能进行,因为只有氧的存在,才能使NAD+和FAD在线粒体中再生,否则TCA循环就会受阻。
5.该循环既是糖、脂肪、蛋白彻底氧化分解的共同途径;又可通过代谢中间产物与其他代谢途径发生联系和相互转变。
5.油料作物呼吸作用有什么特点。
油料种子在发芽过程中,细胞中出现许多乙醛酸体,贮藏脂肪首先水解为甘油和脂肪酸,然后脂肪酸在乙醛酸体氧化分解为乙酰CoA,并通过乙醛酸循环转化为糖类。
6.以化学渗透假说说明氧化磷酸化的机制。
电子经呼吸链传递时,可将质子(H+)从线粒体内膜的基质侧泵到内膜胞浆侧,产生膜内外质子电化学梯度储存能量。
当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP与Pi生成ATP。
4另外磷酸戊糖途径的生理意义
(1)中间产物如Ru5P和R5P是核酸的原料,PPP与EMP相沟通。
F6P,7-P-景天庚酮糖(SBP)使呼吸与光合作用连系。
(2)NADPH,2特别是脂肪合成需要NADPH2供给,NADPH能被植物线粒体氧化形成ATP。
(3)抗病:
4-P-赤藓糖和PEP可以合成莽草酸,它是多种具抗病作用的多酚物质的前体。
如木质素,花菁苷等。
复合体
酶名称
多肽链数
辅基
泛醌和Cytc均不包含
复合体Ⅰ
NADH-泛醌还原酶
39
FMN,
Fe-S
在上述四种复合体中。
复合体Ⅱ
琥珀酸-泛醌还原酶
4
FAD,
Fe-S
复合体Ⅲ
泛醌-细胞色素C还原酶10
铁卟啉,
Fe-S
复合体Ⅳ
细胞色素c氧化酶
13
铁卟啉,
Cu
第五章植物的光合作用
1名词解释
光合色素在光合作用的反应中吸收光能的色素
光合速率是指单位时间、单位叶面积吸收的CO2的量或O2的释放量。
将光合作用同化CO2量与呼吸作用释放CO2量相等时的CO2浓度称为CO2补偿点光合速率开始不变时的CO2浓度称为CO2的饱和点。
光合作用:
绿色植物利用光能把CO2和水合成有机物,同时释放氧气的过程。
库吸收、消耗、贮存同化物是部位或器官,这些部位生长旺盛、代谢活跃,如生长点,正在发育的幼叶、花、果实等。
分为代谢库和贮藏库
源指植物制造和输出同化物的部位或器官,主要指进行光合作用的叶片。
源-库单位:
存在同化物供求关系的源与库。
由制造同化物的源叶片和从这片叶接收同化
物的库器官加上它们之间的输导组织构成。
2中英文对照
CAM景天科酸代谢途径;chl叶绿素;PSⅡ光系统2;PEP磷酸烯醇式丙酮酸;
PGA3-磷酸甘油酸
3简答
如何证明光合电子传递有两个光系统参与,并接力进行?
20世纪40年代,当以绿藻为材料,研究不同光波的量子产额,即每吸收一个光子后释放出的氧分子数,发现用波长大于685mm的远红光照射材料时,虽然光子仍被叶绿素大量吸收,但量子产额急剧下降,这种现象成为红降。
1957年,罗伯特·爱默生观察到,在远红光条件下,如补充红光(波长650mm),则量子产
量大增,并且比两种波长的光单独照射的总和还要大。
这样两种波长的光促进光合效率的现象叫做双光增益效应或者爱默生效应。
我们可以认为是远红光帮助了短波长的红光,或者是短波长的红光帮助了远红光。
这些现象让人设想,光合作用可能包括两个光化学反应接力进行。
后来,进一步的研究证明光合作用确实是由两个光化学反应,分别由两个光系统完成。
一个吸收短波红光的光系统II,另一个是吸收短波的光系统I。
这两个光系统是以串联的方式协同作用的。
C3途径分为哪3个阶段?
各阶段的作用是什么?
(一)、RuBP的羧化3RuBP+3CO2+3H2ORubiscoPGA+6H+
(二)、C3产物的还原利用同化力将3-磷酸甘油酸还原为甘油醛-3-磷酸(GAP,磷酸丙糖)。
(三)、RuBP的再生由甘油醛-3-磷酸重新形成核酮糖-1,5-二磷酸(RuBP)
C3植物,C4植物和CAM植物在碳代谢上有什么异同点。
C4和CAM植物中,只有卡尔文循环能够最终同化CO2,PEP的羧化只起了临时固定和浓缩CO2的作用。
不同点:
固定CO2的方法不同。
相同点:
最终同化CO2的方法相同。
光呼吸是如何发生的?
有何生理意义?
当CO2分压高而O2分压低时,RuBP与CO2经Rubisco催化生成2分子的PGA,发生光合作用;反之,则RuBP与O2在Rubisco催化下生成一分子PGA和一分子磷酸乙醇酸,后者在磷酸乙醇酸磷酸(脂)酶的作用下变成乙醇酸发生光呼吸。
1.消除乙醇酸的毒害
2.维持C3途径的运转
3.防止强光对光和机构的破环
4.氮代谢的补充
5.减少碳的损失
简述压力流学说的要点,实验证据及遇到的难题。
同化物在SE—CC符合体内随着液流的流动而移动,而液流的流动是由于源库两端之间SE—
CC复合体内渗透作用所产生的压力势差而引起的。
在源端,光合产物被不断地装载到SE—
CC复合体上去,浓度增加,水势降低,从临近的木质部吸水膨胀,压力势升高,推动物质向库端流动;在库端,同化物不断的从SE—CC复合体上卸出到库中去,浓度降低,水势升高,
水分则流进邻近的木质部,从而引起库端压力势降低。
于是在库源两端便产生了压力势差,推进物质从源到库源源不断的流动。
实验证据:
压力流动模型