植物生理学复习资料

1、束缚水（bound water）
⏹被细胞内胶体颗粒或大分子吸附或存在于大分子结构空间，不能自由移动，0℃以下
的温度下结冰，不起溶剂作用，并且似乎对生理过程是无效的水。

即使长时间在100℃的烘箱中，也不易去掉。

结合得如此牢固的水分，在某些种子、孢子和少数高等植物的耐旱性中起着重要作用
2、自由水（free water）
⏹不被植物细胞内胶体颗粒或大分子所吸附、能自由移动、并起溶剂作用的水。

自由
水占总含水量的比例越大，使原生质的粘度越小，且呈溶胶状态，代谢也愈旺盛。

2、水分是代谢作用过程的反应物质
⏹水是光合作用的基本原料之一，它参加各种水解反应和呼吸作用中的多种反应。

3、水是植物对矿质元素吸收和运输的溶剂
4、水分能保持植物的固有姿态
5、水的汽化热与比热特别高，有利于发散植株所吸收的辐射热；避免体温大幅度上升。

一、扩散
⏹扩散（diffusion）：扩散是由于分子的随机热运动所造成的物质从浓度高的区域向浓
度低的区域移动，是物质分子从高浓度区域向低浓度区域转移，直到均匀分布，扩散的速率与物质的浓度梯度成正比，扩散是一种自发过程。

二、集流
⏹集流（mass flow）：液体中成群的原子或分子在压力梯度下共同移动，例如水在水管
中的流动，河水在河中的流动等。

植物体中也有水分集流。

⏹植物体的水分集流通过膜上的水孔蛋白（aquaporin）形成的水通道实施的。

三、渗透作用
⏹渗透作用（osmosis）是水分依水势梯度而移动。

也即是水流通过膜的方向和速度不
只是决定于水的浓度梯度或压力梯度，而是决定于这两种驱动力的和
3、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，称为渗透作用。

⏹可以把原生质体（包括质膜、细胞质和液泡膜）当作一个半透膜来看待。

液泡里的
细胞液含许多物质，具有一定的水势，这样，细胞液与胞外环境中的溶液之间，便会发生渗透作用。

便构成了一个渗透系统。

2、共质体途径：是指水分从一个细胞的细胞质经过胞间连丝，移动到另一个细胞的细胞质。

移动速度较慢。

3、跨细胞途径是指水分从一个细胞移动到另一个细胞的过程，水分要两次经过质膜，主要是膜上的水通道，即水通道蛋白（aquaporins）起重要作用。

4、由于技术的原因，目前无法将共质体途径和跨细胞途径区别开来，通常合称为细胞到细胞途径。

（1）伤流
⏹从植物茎的基部把茎切断，切口不久即流出液滴。

从受伤或折断的植物组织溢出液
体的现象，称为伤流。

⏹不同植物的伤流程度也不同，葫芦科植物伤流液较多，稻、麦等的较少。

同一植物
在不同季节中根系生理活动强弱、根系有效吸收面积大小等都直接影响伤流液的多少。

⏹伤流液除了含有大量水分外，还含有各种无机盐、有机物和植物激素
一、蒸腾作用
1、概念
⏹蒸腾作用：是指水分以气体状态，通过植物体的表面(主要是叶子)，从体内散失到
体外的现象。

3、影响气孔运动的因素
⏹影响光合作用和叶子水分状况的各种体内外因素都会影响气孔的运动。

此外，研究
表明气孔运动有一种内生近似昼夜节律，即使置于连续光照或黑暗之下，气孔仍会
随一天的昼夜交替而开闭，这种节律可维持数天。

3、作物的水分临界期
⏹水分临界期：是指植物在生命周期中，对水分缺乏最敏感、最易受害的时期。

⏹一般而言，植物的水分临界期多处于花粉母细胞四分体形成期，这个时期一旦缺水，
就使性器官发育不正常。

5、胞饮作用
物质吸附在质膜上，然后通过膜的内折而转移到细胞内的攫取物质及液体的过程，称为胞饮作用（pinocytosis）。

二、影响根吸收矿质元素的条件
1、温度
根部吸收矿质元素的速率随土壤温度的增高而加快，因为温度影响了根部的呼吸速率，也即影响主动吸收。

温度过高，吸收困难。

这可能是高温使酶钝化，影响根部代谢；高温使膜透性增大，矿质元素被动外流。

温度过低时，根吸收矿质元素量也减少，因为低温时，代谢弱，主动吸收慢；细胞质粘性也增大，离子进入困难。

二、电子传递和光合磷酸化
电子传递和光合磷酸化，是指在原初反应中产生的高能电子，经过一系列电子传递体，传递给NADP+，产生还原型的CoⅡ（NADPH），并在电子传递的同时，将ADP
和Pi合成为A TP的过程。

电子传递和光合磷酸化的作用是产生同化CO2所需要的活跃化学能，即同化力——A TP和NADPH
（一）光合电子传递
1、光合电子传递链的组成
光合电子传递链，简称光合链，是指在类囊体膜上，由PSⅠ、PSⅡ和其它电子传递体相互衔接，所构成的电子传递体系。

光合链由许多电子传递体构成，而且许多电子传递体都是以复合体形式存在的。

光呼吸：植物的绿色细胞在光照下有吸收氧气,释放CO2的反应。

光呼吸的生化途径和在细胞中的发生部位，与一般呼吸（也称暗呼吸）不同。

呼吸作用：是氧化有机物并释放能量的异化作用。

根据生化反应需氧状况可分为有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。

有氧呼吸：指生活细胞在氧气的参与下，把某些有机物质彻底氧化分解，放出二氧化碳并形成水，同时释放能量的过程。

无氧呼吸：一般指在无氧条件下，细胞把某些有机物分解成为不彻底的氧化产物，同时释放能量的过程。

这个过程若应用于高等植物，习惯上称为无氧呼吸，如应用
于微生物，则惯称为发酵。

高等植物无氧呼吸可产生酒精，其过程与酒精发酵是相
同的；除了酒精以外，高等植物的无氧呼吸也可以产生乳酸。

3、生理意义
（1）糖酵解普遍存在于生物体中，是有氧呼吸和无氧呼吸的共同途径。

（2）糖酵解过程中产生的一系列的中间产物,在不同外界条件和生理状态下，可以通过各种代谢途径，产生不同的生理反应，在植物体内呼吸代谢和有机物质转化中起着枢纽作用。

（3）通过糖酵解，生物体可获得生命活动所需的部分能量。

对于厌氧生物来说，糖酵解是糖分解和获取能量的主要方式。

（4）糖酵解途径中，除了己糖激酶、果糖磷酸激酶、丙酮酸激酶所催化的反应以外，其余反应均可逆转，这就为糖异生作用提供了基本途径。

从丙酮酸生成葡萄糖的具体过程称为糖异生途径。

三羧酸循环指丙酮酸在有氧条件下，通过一个包括三羧酸和二羧酸的循环而逐步氧化分解生成CO2的过程。

又称为柠檬酸环或Krebs环，简称TCA循环。

（2）乙酰CoA的生成
在有氧条件下，丙酮酸穿过线粒体膜进入线粒体，通过氧化脱羧生成乙酰CoA，然后再进入三羧酸循环彻底分解。

因而丙酮酸的氧化脱羧反应是连接糖酵解和三羧酸循环的桥梁。

3、三羧酸循环的生理意义
TCA循环是生物体利用糖或其他物质氧化获得能量的主要途径。

从物质代谢来看，TCA循环中有许多重要中间产物与体内其他代谢过程密切相连，相互转变。

可以说,TCA循环是糖类、脂肪、蛋白质及次生物质代谢和转化的枢纽
四、戊糖磷酸途径
1、概念
磷酸戊糖途径是指在细胞质内进行的，不经过无氧呼吸生成丙酮酸而进行有氧呼吸的途径，葡糖-6-磷酸可直接氧化脱氢，故亦称已糖磷酸途径（HMP途径），又称磷酸葡糖酸途径、戊糖磷酸途径（简称PPP）
3、戊糖磷酸途径的生理意义
产生大量NADPH，为细胞各种合成反应提供主要的还原力。

中间产物为许多重要化合物合成提供原料。

己糖重组阶段的一系列中间产物及酶，与光合作用中卡尔文循环的大多数中间产物和酶相同，所以戊糖磷酸途径可与光合作用联系起来。

一、呼吸链
糖酵解和三羧酸循环中所产生的NADH + H+不能直接与游离的氧分子结合，需要经过电子传递链传递后，才能与氧结合。

电子传递链亦称呼吸链，就是呼吸代谢中间产物的电子和质子，沿着一系列有顺序的电子传递体组成的电子传递途径，传递到分子氧的总过程。

组成电子传递链的传递体可分为氢传递体和电子传递体。

是线粒体内膜上由呼吸传递体组成的电子传递总轨道。

氢传递体包括一些脱氢酶的辅助因子，主要有NAD＋、FMN、FAD、UQ等。

它们既传递电子，也传递质子；
电子传递体包括细胞色素系统和某些黄素蛋白、铁硫蛋白。

呼吸链传递体传递电子的顺序是：代谢物→NAD+→FAD→UQ→细胞色素系统→O2。

1、磷酸化的概念
生物体通过酶促反应使无机磷与ADP反应以产生A TP的过程。

例如光合作用中的光合磷酸化，呼吸作用中的氧化磷酸化，发酵过程中的底物水平磷酸化。

一、初生代谢
初生代谢是指植物共同的代谢途径。

合成糖类、氨基酸类、普通的脂肪酸类、核酸类以及由它们形成的聚合物（多糖类、蛋白质类、RNA、DNA等）的代谢方式。

这些对生物生存和健康必需的代谢产物就叫初生代谢产物。

糖类、脂肪、核酸和蛋白质等是初生代谢的初生代谢产物。

二、次生代谢
是指植物利用非共有途径合成的一类对其本身的生存和健康并不必需的化合物的代谢方式。

次生代谢物是由植物初生代谢产物，如糖类、脂肪和氨基酸等有机化合物衍生而来，是代谢的最终产物，除了极少数之外，大部分不再参加代谢活动。

一般情况下贮存在植物的液泡和壁中。

1、源（source）
即代谢源，指产生或提供同化物的器官或组织，如功能叶、萌发的种子的子叶或胚乳。

2、库（sink）
代谢库，指消耗或积累同化物的器官或组织，如根、茎、果实、种子等。

一、萜类概念及分类
⏹萜类由异戊二烯组成，根据异戊二烯数目而定，有单萜、倍半萜、双萜、三萜、四
萜、多萜。

⏹萜类是广泛存在的一类次生代谢物质，一般不溶于水。

⏹萜类化合物的结构有链状的，也有环状的。

二、萜类的作用
1、影响植物的生长发育
⏹属于双萜的赤霉素是调节植物高度的激素。

⏹属于三萜的固醇与磷脂相互作用使膜稳定，是膜的必需组成。

⏹类胡萝卜素是四萜的衍生物，能决定花、叶和果实的颜色；胡萝卜素和叶黄素能吸
收光能参与光合作用，胡萝卜素也是维生素A的主要来源。

脱落素是种子成熟和抗逆性信号的一种激素，它是由胡萝卜素转变来的。

一、生物碱
1、特点
⏹生物碱是一类含氮杂环化合物，通常有一个含N杂环，其碱性即来自含N的环。

⏹生物碱是植物体氮素代谢的中间产物，是由不同氨基酸衍生来的，尤其赖氨酸、酪
氨酸、色氨酸。

2、功能
生物碱是核酸的组成成分，又是维生素B1、叶酸和生物素的组成成分，所以具有重要的生理意义。

⏹对动物往往有毒性，所以也有防御敌害的作用。

1、胞内运输
⏹胞内运输是指细胞内、细胞器间的物质交换。

⏹包括分子扩散、微丝推动原生质的环流、细胞器膜内外的物质交换，以及囊泡的形
成与囊泡内含物的释放等。

2、胞间运输
⏹胞间运输指细胞之间短距离的质外体、共质体以及质外体与共质体间的运输。

（1）质外体运输
⏹物质在质外体中的运输称为质外体运输。

质外体中液流的阻力小，物质在其中的运
输快。

由于质外体没有外围的保护，所以其中的物质容易流失到体外，运输速率也易受外力的影响
韧皮部是由筛管、伴胞和薄壁细胞组成的。

虽然成熟的筛管分子也含有细胞质，但在分化过程中筛管分子细胞质中的细胞核、液泡、核糖体、高尔基体以及微管、微丝等细胞器被降解消失，而仅留下质膜、内质网、质体和线粒体等。

筛管的细胞质中含有多种酶，如和糖酵解有关的酶，胼胝质合成酶，还含有韧皮蛋白(phloem protein, P-蛋白)和胼胝质等。

⏹分配（partitioning）是指新形成同化物在各种库之间的分布。

成熟叶形成的同化产
物一般会输送出去，但不是平均分配到各个器官，而是有所侧重。

⏹信号转导可以分为4个步骤，一是信号分子与细胞表面受体的结合；二是跨膜信号
转换；三是在细胞内通过信号转导网络进行信号传递、放大与整合；四是导致生理生化变化。

⏹受体是细胞表面或亚细胞组分中的一种天然分子，可以识别并特异性地与有生物活
性的化学信号物质（配体）结合，从而激发或启动一系列生物化学反应，最后导致该生物信号物质特定的生物效应。

⏹受体和信号物质的结合是细胞感应胞外信号，并将此信号转变为胞内信号的第一步。

蛋白质的可逆磷酸化
蛋白质可逆磷酸化是细胞信号传递过程中几乎所有信号传递途径的共同环节，也是中心环节。

胞内第二信使产生后，其下游的靶分子一般都是细胞内的蛋白激酶和磷蛋白磷酸酶，激活的蛋白激酶和蛋白磷酸酶催化相应蛋白的磷酸化或脱磷酸化，从而调控细胞内酶、离子通道、转录因子等的活性。

生长素对生长的作用有三个特点：
1、双重作用：生长素在较低浓度下可促进生长，而高浓度时则抑制生长。

任何一种器官，生长素对其促进生长时都有一个最适浓度，当浓度高到一定值后则抑制生长，这是由于高浓度的生长素诱导了乙烯的产生。

五、赤霉素的生理作用
1、促进茎的伸长生长
促进整株植物生长
促进节间的伸长，而不是促进节数的增加。

不存在超最适浓度的抑制作用。

不同植物种和品种对GA的反应有很大的差异。

四、细胞分裂素的生理效应
1、促进细胞分裂与扩大
2、诱导芽的分化根
3、打破顶端优势
4、延迟叶片衰老
抑制核酸酶、蛋白酶活性
吸引营养物质
5、打破种子休眠
1、增效作用
促进生长
2、协同作用
IAA/GA比值影响木质部和韧皮部的分化，IAA/GA的比值高，有利于木质部分化，反之，有利于韧皮部分化。

3、拮抗作用
IAA促进不定根的分化，GA抑制不定根分化。

1、协同作用
在促进细胞分裂方面和根芽分化方面，
2、拮抗作用
IAA促进项端优势，CTK抑制项端优势，项端优势是否存在，决定于IAA/CTK的比值。

比值高，有利于项端优势的维持。