植物的水分生理大纲.docx

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植物的水分生理大纲

第1章植物的水分生理

第1节植物对水分的需要

1、水的生理生态作用

2、水分在植物体内存在状况

1植物体的含水量：

不同种类、器官、年龄不同

2水分存在形式：

自由水、束缚水

第2节植物细胞对水分的吸收

1、扩散作用

2、集流

3、植物细胞的渗透性吸水

渗透作用定义半透膜

（一）相关概念自由能化学势水的偏摩尔体积水势

（2）植物细胞是一个渗透系统

（3）植物细胞水势的组成：

渗透势压力势重力势衬质势

（4）细胞水势与相对体积的关系

（5）细胞间的水分移动

四、细胞的吸胀作用吸水

五、细胞的代谢性吸水

第3节植物根系对水分的吸收

一、根系的吸水部位：

根毛区

二、根系的吸水途径：

共质体质外体

三、根系吸水的动力

1.两种：

根压（伤流、吐水）、蒸腾拉力

根压产生的机理代谢论渗透论

2.蒸腾拉力

四、影响根系吸水的土壤因素

5、与吸水有关的名词1、萎焉：

2、永久萎焉系数

第四节蒸腾作用

一、定义

二、蒸腾作用的生理意义

三、蒸腾作用的指标

四、植物蒸腾的部位

五、气孔蒸腾

（一）气孔蒸腾的两个步骤

（二）气孔运动小孔扩散律

1、组成气孔保卫细胞的特点

2、气孔的结构及其开闭⑴双子叶植物气孔运动⑵单子叶植物的气孔运动

3、气孔运动机理

淀粉—糖相互转化学说无机离子学说苹果酸生成学说20世纪70年代

气孔开闭的机理

4影响气孔运动的因素气孔“午休”现象

六影响蒸腾作用的内外因素

㈠内部因素㈡外部因素

第5节植物体内水分的运输

一水分运输的途经和速度

（一）经过活细胞的运输（短距离）

（二）经过死细胞的运输（长距离）

2、水分运输的动力

（一）根压

（二）蒸腾拉力

H.Dixon:

蒸腾流—内聚力—张力学说（内聚力学说）

3、水分运输的方向

第6节合理灌溉的生理基础

1、作物的需水规律二、合理灌溉的指标三、灌溉的方法四、合理灌溉增产的原因

第2章植物的矿质营养

第一节植物必需的矿质元素

一、植物体内的元素（灰分分析法）灰分矿质元素

二、植物必需元素及其确定方法

（一）确定植物必需元素的三条标准

（二）植物必需元素的确定方法1溶液培养法2砂基培养法

用植物的溶液培养法研究植物的必需元素，应重点注意以下几个方面：

（3）植物的必需元素17种植物的必需元素14种矿质元素

大量元素（majorelement）微量元素（traceelement）

3、植物必需元素的生理作用及缺乏症

（1）植物必需元素的生理作用

（2）有益元素和稀土元素

（3）必需元素的缺乏症氮、磷、钾被称为“肥料三要素”。

（4）作物缺乏矿质元素的诊断1.化学分析诊断法2.病症诊断法（缺素症状）3.加入诊断法

植物缺乏必需矿质元素的病症检索表

第2节植物细胞对矿质元素的吸收

1、被动吸收被动吸收主要包括单纯扩散和易化扩散

参与易化扩散的膜转运蛋白主要有通道蛋白（channel）和载体蛋白（carrier）。

（1）通道蛋白（channelprotein）

离子通道运输植物K+通道（AKT1）结构模型膜片钳技术

（2）载体蛋白（carrierprotein）

载体可分三种类型：

单向转运体同向转运体逆向转运体

二、主动吸收

1、质子泵电致泵初级主动运输次级主动运输

2、离子泵（ionicpump）

三、胞饮作用

第三节植物体对矿质元素的吸收

一、根吸收矿质元素的特点

3、离子的选择吸收

4、单盐毒害和离子拮抗作用

（1）单盐毒害

（2）离子拮抗作用（3）平衡溶液

二、根系吸收矿质元素的过程

1、离子吸附在根部细胞表面交换吸附2、离子进入根系内部

三、外界条件对根部吸收矿物质的影响

几种主要作物生长的最适pH值范围

4、植物地上部分对矿质元素的吸收

叶片营养&优点：

根外追肥要注意以下几点：

第四节矿质元素在植物体内的运输与分配

一、矿质元素运输的形式、途径和速度

1、形式2、途径3、速度

二、矿质元素在植物体内的分配

不可利用元素

第5节植物对无机养料的同化

矿质养料的同化

一、氮素的同化

（一）植物从土壤中吸收的氮素的同化

1、硝酸盐的同化

（1）诱导酶

（2）亚硝酸盐还原（亚硝酸盐有毒）

2、氨的同化氨的同化途径有四种

（2）生物固氮固氮1、固氮微生物生物固氮是由两类微生物实现的2.固氮酶

2、硫酸盐的同化

3、磷酸盐的同化

第六节合理施肥的生理基础和意义

一、作物的需肥规律二、合理施肥的指标三、合理施肥与现代农业

第3章　植物的光合作用（PLANTPHOTOSYNTHESIS）

碳素营养方式

第一节光合作用的重要性

第二节　叶绿体及其色素※

一、

（一）叶绿体的结构

（二）叶绿体的成分

二、光合色素的化学特性1叶绿素2类胡萝卜素

3、光合色素的光学特性

（一）吸收光谱

（二）荧光现象和磷光现象

四、叶绿素的形成

（一）叶绿素的生物合成

（二）植物的叶色

（三）影响叶绿色合成的因素

（四）光合作用过程光反应、碳反应

第三节光合作用过程（Ⅰ）：

光的吸收※

原初反应（primaryreaction）聚光色素light-harvetingpigent天线色素（antennapiment）

反应中心（reactioncentre）光化学反应（photochemicalreaction）

第四节光合作用过程（Ⅱ）：

电子传递与光合磷酸化※

1、光系统

增益效益

2、电子传递体及其功能

（一）PSⅡ1、PSⅡ的水裂解放氧希尔（Hill）反应:

2、PSⅡ中的电子传递

（二）细胞色素b6f复合体（cytochromeb6fcomplex，Cytb6f）

（三）PSI

（四）光合电子传递方式光合电子传递光合链光合作用电子传递的Z方案

（五）光合电子传递的途径

三、光合磷酸化（photosyntheticphosphorylation或photophosphorylation）

1、非循环光合磷酸化（noncyclicphotophosphorylation）2、循环光合磷酸化

ATP合酶（ATPsynthase）

（1）光合磷酸化机制

第五节光合作用过程（Ⅲ）：

碳同化※

一、卡尔文循环

（一）羧化阶段（carbonphe）（二还原阶段（redonphase）（三更新阶（四卡尔文循环的调节

二、C4途径

（一）C4途径的反应步骤

（二）C4途径的类型（三）C4途径的调节

三、景天酸（CAM）代谢途径

四、光合作用的产物

（一）淀粉在叶绿体中合成

（二）蔗糖在胞质溶胶中合成（三）淀粉和蔗糖合成的调节

第六节光呼吸※

一、光呼吸的途径

乙醇酸氧化途径乙醇酸途径

2、光呼吸的生理功能

3、C3、C4、CAM植物的光合特性比较

（1）叶片结构

（二）光合特性

第7节影响光合作用的因素

光合速率

1、外界条件对光合速率的影响

一、光照光补偿点光饱和点光抑制

二、CO2CO2的补偿点（CO2温室效应（greenhouseeffect）

三、温度四、水分五、矿质营养六、光合速率的日变化

2、内部因素对光合速率的影响

（一）不同部位

（二）不同生育期

第8节植物对光能的利用

一、植物的光能利用率二、提高光能利用率的途径

第四章植物的呼吸作用

第一节呼吸作用的概念及其生理意义

同化作用异化作用

一、呼吸作用的概念类型有氧呼吸无氧呼吸

二、呼吸作用的生理意义

1.为植物生命活动提供能量2.中间产物是合成重要有机物质的原料

3.在植物抗病免疫方面有重要作用

第2节呼吸代谢的生化途径※

1、糖酵解途径（EMP）

（1）糖酵解的化学历程底物水平磷酸化

（2）糖酵解的生理意义

2、发酵作用

（1）反应历程：

1.酒精发酵2、乳酸发酵

三羧酸循环（tricarboxylicacidcycle,TCAC）三羧酸循环

三羧酸循环的化学历程有9步反应

（1）三羧酸循环的特点和生理意义

三羧酸循环小结

4、磷酸戊糖途径（pentosephosphatepathway,PPP）

（一）戊糖磷酸途径的化学历程磷酸戊糖途径小结

（二）戊糖磷酸途径的特点和生理意义

第3节电子传递和氧化磷酸化作用

1、电子传递链

（1）呼吸链的组成及功能

1.烟酰胺脱氢酶类2.黄素蛋白酶类3.铁硫蛋白4.CoQ5.细胞色素

（2）呼吸链的组成结构

1.呼吸传递体有五种酶复合体

（1）复合体Ⅰ（NADH:

泛醌氧化还原酶）

（2）复合体Ⅱ（琥珀酸:

泛醌氧化还原酶）

（3）复合体Ⅲ（UQH2:

细胞色素C氧化还原酶）（4）复合体Ⅳ（Cytc:

细胞色素氧化酶）

（5）复合体Ⅴ（ATP合成酶）

2.呼吸传递体有两大类：

①氢传递体:

②电子传递体

（三）电子传递链的传递顺序

二、氧化磷酸化

（二）氧化磷酸化的机理化学渗透学说已得到充足的实验证据

三、抗氰呼吸

（一）抗氰呼吸的电子传递途径及其特性交替途径

（二）抗氰呼吸的生理意义

四、呼吸链电子传递的多样性五条途径

五、末端氧化系统的多样性

1.细胞色素氧化酶2.交替氧化酶

3.酚氧化酶

（1）酚酶与植物的“愈伤反应”有关系伤呼吸

（2）酚酶与植物的呈色、褐变有关

4.抗坏血酸氧化酶（ascorbateoxidase）5.乙醇酸氧化酶（glycolateoxidase）

六、呼吸作用中的能量代谢

1、糖酵解的总反应：

2、TCA循环的反应式

糖酵解+三羧酸循环的能量转换效率

7、光合作用和呼吸作用的关系

第四节呼吸作用生理指标及其影响因素

一、呼吸作用生理指标及其测定方法

（一）呼吸速率

（二）呼吸商（respiratoryquotient,RQ）

2、内部因素对呼吸速率的影响

内部因素对植物呼吸速率的影响

3、外界条件对呼吸速率的影响

（1）温度呼吸作用的温度三基点

（二）氧气无氧呼吸消失点氧饱和点

（三）二氧化碳（四）水分

第五节植物呼吸作用与农业生产的关系

一、种子的安全贮藏与呼吸作用

1.为什么当种子含水量超过安全含水量，呼吸作用就显著增强？

2.为什么淀粉种子安全含水量高于油料种子？

贮藏种子注意点：

二、果蔬贮藏

三、呼吸作用和作物栽培

暗呼吸与光呼吸的区别

第五章植物体内同化物的运输

第一节同化物运输的途径、速率和种类

一、运输途径二、运输方向

三、运输的速度和溶质种类1、速度2、形式（溶质种类）

第二节韧皮部的装载韧皮部运输的关键韧皮部装载输出

短距离运输长距离运输运输速率集流运输速率

1、韧皮部装载途径

（一）质外体途径

（二）共质体途径胞间连丝

2、韧皮部装载机制

（一）质外体途径中的蔗糖转运共向转运质子泵（ATP复合酶）蔗糖-质子同向转运

（二）共质体途径中的寡糖运输多聚体-陷阱模型

3、韧皮部装载特点

第三节韧皮部卸出韧皮部卸出&原则

一、同化物卸出途径1、共质体卸出2、质外体卸出

二、依赖代谢进入库组织

第四节韧皮部运输的机制

筛管运输同化产物主要介绍3种：

压力流动学说细胞质泵动学说收缩蛋白学说

1.压力流动学说（Pressureflowtheory）

2.细胞质泵动学说（了解）

3.收缩蛋白学说（了解）

第5节同化物的分配及影响因素

1、同化物的配置

2、同化物的分配规律

（1）分配方向代谢源”供应能力“代谢库”运输能力

（2）库强度及其调节

第6章植物的次级代谢产物

第1节植物的初生代谢和次生代谢初级代谢次级产物

第2节萜类一、萜类种类二、生物合成

第3节酚类（phenol）

一、酚类化合物的种类花青素

二、酚类的生物合成

（一）莽草酸途径

（二）木质素的生物合成

第4节含氮次级化合物一、生物碱：

12000多种二、含氰苷

第5节植物次生代谢的基因工程

1、花卉育种：

二、农作物性状改良&次生产物的功能植保素

3、药用植物的细胞工程与基因工程

第七章　细胞信号传导

信号传导信号传导的步骤

细胞信号传导的分子途径

第一节　信号与受体结合

1、信号：

环境变化就是刺激，就是信号

（一）化学信号

（二）物理信号（physicalsignal）

二、受体根据存在部位

第2节　跨膜信号转换一、G蛋白二、双元系统地跨膜信号转换

第3节　细胞内信号转导形成网络（自学）

次级信号或第二信使

一、Ca2+/CaM在信号转导中的作用

1.钙离子（Ca2＋）静息态的植物：

　　受刺激后，细胞质中Ca2＋浓度明显升高

2.钙调蛋白（calmodulin，CaM）Ca2＋·CaM复合物可活化的酶（即靶酶）

2、IP3和DAG在信号转导中的作用双信使系统

3、信号转导中的蛋白质可逆磷酸化　1.蛋白激酶　　2.蛋白磷酸酶

第八章植物生长物质

1.植物生长物质2.分类3.植物激素（5大类）4.植物生长调节剂

生长调节剂的生理效能

第1节生长素类

1、生长素的发现

1.生长素2.生长素发现的关键性试验3.燕麦试法3.生长素的分离4.生长素种类

2、生长素在植物体内的分布和传导1.分布2.含量3.生长素运输

（2）运输的速度

（3）生长素的极性运输是主动的运输过程（4）极性运输机理渗透极性扩散学说

3、生长素生物合成1.合成部位2.合成前体3.合成途径

四、生长素存在状态1.分类2.活性3.束缚生长素在植物体内的作用

5、生长素的降解（略）

（一）酶促降解

（二）光氧化

6、生长素的作用机理（略）

（1）生长素受体

1.生长素与细胞中的生长素受体2.激素受体（hoerecr3.生长素受体在细胞中的存在位置

（二）细胞壁酸化作用

（三）核酸和蛋白质的合成

七、生长素的生理作用

（一）促进生长生长素对生长的作用有三个特点

（二）促进不定根的形成

（三）对养分的调运作用（四）生长素的其它效应（五）抑制作用

第二节赤霉素类

一、赤霉素的结构

1.结构2.赤霉素种类

3.赤霉素分类

（1）根据分子中碳原子总数的不同分为

（2）根据结合情况分为

二、赤霉素的分布与运输1.分布2.运输

三、赤霉素的生物合成（略）

四、赤霉素的作用机理（略）

（一）促进生长4.赤霉素促进细胞延长的原因

（二）促进RNA和蛋白质合成

五、赤霉素的生理作用及应用1.生理作用

（1）促进

（2）抑制2.生产上的应用：

第三节细胞分裂素

1.细胞分裂素类2.发现过程激动素细胞分裂素

一、细胞分裂素的化学结构及种类

（一）化学结构

（二）种类细胞分裂素1.游离的细胞分裂素2.在tRNA中的细胞分裂素

二、细胞分裂素的分布及运输

三、细胞分裂素的作用机理（略）

（一）细胞分裂素的结合位点

（二）细胞分裂素对转录和翻译的控制1.细胞分裂素促进转录作用2.促进翻译

四、细胞分裂素的生理作用和应用

（一）细胞分裂素的生理作用如下1.促进2.抑制

（二）几种生理作用与应用1.促进细胞分裂和扩大2.诱导芽的分化3.延缓叶的衰老

第四节脱落酸（abscisicacid，简称ABA）

一、脱落酸的化学结构

二、脱落酸的分布和运输

（一）分布1.存在植物类群2.分布的组织器官

（二）脱落酸运输1.运输途径2.运输形式3.运输速度

三、脱落酸的生物合成和代谢（略）生物合成部位存在状态

（一）脱落酸的生物合成脱落酸合成途径

（二）脱落酸的代谢（略）

四、脱落酸的作用机理（略）

（一）脱落酸的结合位点两种不同的观点

（二）脱落酸抑制核酸和蛋白质合成

5、脱落酸的生理作用和应用

（一）生理作用

（二）几种主要生理作用的应用

第五节乙烯

一、乙烯的分布与生物合成

（一）乙烯的分布

（二）乙烯的生物合成（略）

二、乙烯的生理作用和应用

（一）生理作用1.促进2.抑制

（二）乙烯的生理功能的主要表现

（三）乙烯利在农业生产上的应用

第六节其他天然的植物生长物质（自学）

一、油菜素内酯类

（一）油菜素内酯的种类及分布

1.定义2.油菜素内酯的含量和生理活性最高3.分布4.人工合成

（2）油菜素内酯的生理作用1.促进细胞伸长和分裂2.促进光合作用3.抵抗低温伤害

（三）油菜素内酯的应用油菜素内酯的应用1.提高产量2.提高抗逆性3.抗病

二、水杨酸三、茉莉酸四、多胺类

第七节植物生长调节剂（自学）

一、植物生长促进剂

（一）人工合成生长素类（6）人工合成生长素类应用于农业生产

（二）赤霉素类（三）乙烯类（四）细胞分裂素类

二、植物生长抑制剂特点代表

（一）三碘苯甲酸

（二）马来酰肼

3、生长延缓剂（略）特点

代表

（一）CCC

（二）Pix（三）B（四）PP333

第9章植物的生长生理

第1节植物细胞的生长与分化

1、植物生长、分化和发育的概念

（一）植物生长的概念

植物生长可分为营养生长（vegetativegrowth）、生殖生长（reproductivegrowth）。

（2）植物分化的概念植物分化分生细胞可分化

（3）植物发育的概念植物发育形态发生（Morphogenesis），包括

生长、分化和发育的关系

2、种子萌发种子的休眠休眠种子休眠的原因

1、种子的寿命顽拗性种子正常性种子

2、种子生活力的检查种子生活力

（2）种子萌发的生理生化变化

1、种子的吸水：

可分为三个阶段

2、呼吸作用的变化和酶的形成萌发种子酶的形成

3、有机物的转变

4、植物激素的变化植物激素的变化

（3）影响种子萌发的外界条件

1、水分吸水是种子萌发不同作物种子吸水量水分对种子萌发的影响

2、氧气种子萌发的生长过程种子萌发的要求氧量

3、温度种子萌发过程最适温度同植物种子萌发对温度范围的要求

4、光需光种子。

需暗种子中光种子需光种子

三、植物细胞的生长与分化

1、细胞分化的影响因素细胞分化与植物激素有关细胞分化与营养成分

2、细胞分化的极性极性再生作用

3、组织培养细胞全能性

（1）外植体的选择外植体不同外植体要求培养条件组织培养可分为

（2）组织培养的基本程序组织培养过程组织培养程序

（3）组织培养的培养基MS培养基基本成分其它条件

第2节植物的生长与运动

1、植物的生长

（1）营养器官的生长

1、茎生长特性植物生长大周期生长曲线2、根生长特性3、叶的生长特性

（2）外界条件对植物生长的影响

1、温度生长最适温度协调的最适温度不同植物对温度要求不同

温周期现象生长的温周期现象。

原因&应用

2、光

（1）光强光对生长的抑制作用

（2）光质（3）光

3、水分4、植物激素5、肥（矿物质）

（3）植物生长的相关性相关性

1、地下部和地上部的相关根冠比“旱长根、水长苗”

2、主茎和侧枝以及主根与侧根的相关

（1）顶端优势

（2）顶端优势的利用

3、营养生长与生殖生长的相关

2、光形态建成与光受体

（1）光形态建成暗形态建成

（二）光受体1.光敏色素2、隐花色素理化性质蓝光效应3、紫外光受体

三、植物的运动生长运动膨涨性运动

（一）向性运动三个步骤

1、向光性可分为向光性有效光

植物产生向光性原因生长素分布不均和匀抑制物质分布不均匀

2、向重力性感受重力细胞器植物产生向重力性的原因平衡石作用

3、向化性根的向化现象根的向水性

（2）感性运动生长性运动紧张性运动

1、感夜性豆科类植物2、感热性3、感震性感震性运动

（3）生理钟机理生物钟机理

第10章植物的生殖生理

植物幼年期的生理特征（了解）营养生长——生殖生长（内外因）花熟状态幼年期

控制植物开花的三个重要因素是幼年期、温度和光周期。

第1节幼年期幼年期不能诱导开花的原因

1、幼年期的特征1.形态特征（P275）2、生理特征3、成熟顺序

2、提早成熟植株处于幼年期不能开花

第2节春化作用春化作用去春化作用再春化作用

1、春化作用的条件1、温度2、适宜的水分3、氧气4、有糖参与

2、春化作用的时期、部位和刺激传导

1.春化作用的时期

2.春化作用的感受部位部位

（1）绿体春化芹菜实验

（2）种子（3）叶柄基部

3.春化效应的传递春化素春化部位和时间不一至（嫁接试验）试验证明

三、春化作用的生理生化变化（了解）

春化作用过程与体内代谢关系（前、中、后）具体表现

4、春化作用在农业生产上的应用

（一）人工春化处理

（二）调种引种

第3节光周期1.光周期2.光周期现象

一、光周期反应类型长日植物短日植物日中性植物

二、临界日长

1.临界日长

2.临界暗期大豆试验暗期中断试验临界暗期

3、光周期与纬度的关系①低纬的南方②中纬春分－夏至夏至－秋分③高纬的北方

三、光周期刺激的感受和传导

1、感受光周期刺激的部位:

叶子短日植物菊花试验

2、感受光周期刺激的时期

3、开花刺激物的传导

a.嫁接试验证明

b.开花刺激物运输途径主要是韧皮部

c.两种光周期反应的植物所产生的开花刺激物，没有什么区别

四、光周期诱导

1、光周期诱导光周期处理P281光周期诱导试验

2.光周期诱导所需的光周期处理天数SDP最少短日数LDP最少长日数

5、光对暗期中断（了解）结论

七、光周期理论在农业上的应用

第四节花器官形成的生理（了解）

（一）加速育种：

（二）控制开花：

鲜花适时供应（三）引种：

一、花分化初期茎生长点的形态及生理变化

1.花分化时生长锥的表面积都变大。

2.主要形态和生理变化：

二、花器官形成所需的条件（－）气象条件

（二）栽培条件（三）生理条件

三、植物性别的分化

（一）雌雄个体的代谢差异

（二）外界条件对植物性别形成的影响

第5节受精生理

1、花粉寿命与贮藏

1.花粉寿命2.影响花粉寿命的条件3.花粉贮存期生活力逐渐降低的原因

2、柱头的生活能力

3、外界条件对授粉的影响

（一）温度

（二）湿度（三）风（四）土壤中的肥料

4、花粉和柱头的相互“识别”

1.识别反应关系