植物的水分生理大纲.docx

1、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

2、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 双子叶植物气孔运动 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”

3、现象六 影响蒸腾作用的内外因素 内部因素 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

4、 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(major element) 微量元素(trace element)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

5、道蛋白（channel）和载体蛋白（carrier）。（1）通道蛋白(channel protein) 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(carrier protein) 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（ionic pump）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

6、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

7、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（PLANT PHOTOSYNTHESIS） 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()：光的吸收 原初反应（primary reaction） 聚光色素

8、 light-harveting pigent 天线色素（antenna piment） 反应中心（reaction centre） 光化学反应（photochemical reaction）第四节光合作用过程() ： 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）PS 1、PS的水裂解放氧 希尔（Hill）反应:2、PS中的电子传递 (二) 细胞色素b6f复合体(cytochrome b6f complex，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(photosyn

9、thetic phosphorylation 或photophosphorylation) 1、非循环光合磷酸化(noncyclic photophosphorylation) 2、循环光合磷酸化 ATP合酶（ATP synthase）(1) 光合磷酸化机制第五节 光合作用过程()：碳同化一、卡尔文循环 (一) 羧化阶段(carbon phe) (二还原阶段(redon phase) (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

10、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、CO2 CO2的补偿点(CO2 温室效应(greenhouse effect) 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

11、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(tricarboxylic acid cycle,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(pentose phosph

12、ate pathway,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.CoQ 5.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(NADH:泛醌氧化还原酶) (2)复合体(琥珀酸:泛醌氧化还原酶) (3)复合体(UQH2 :细胞色素C氧化还原酶) (4)复合体(Cytc:细胞色素氧化酶) (5)复合体(ATP合成酶) 2.呼吸传递体有两大类： 氢传递体: 电子传递体（三）电子传递链的传递顺序二

13、、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(ascorbate oxidase) 5.乙醇酸氧化酶(glycolate oxidase)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

14、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(respiratory quotient,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

15、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

16、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（Pressure flow theory）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

17、 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(physical signal)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

18、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

19、、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（hoe recr 3.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

20、）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

21、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 （abscisic acid，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

22、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

23、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（ vegetative growth）、生殖生长（reproducti

24、ve growth）。（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

25、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

26、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

27、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

28、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

29、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 低纬的南方 中纬 春分夏至 夏至秋分 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