植物生理学总复习(jin)教材

植物生理学总复习Chapter1 植物的水分代谢自由水和束缚水水势渗透作用暂时萎蔫和永久萎蔫共质体和质外体蒸腾拉力蒸腾作用1 植物的含水量及水分在植物体内的存在状态植物种类和部位差异。

束缚水/自由水比值对生命活动和代谢的影响？2、水在植物生命活动中的重要作用3．植物吸水的方式：一、细胞的渗透性吸水(一) 水势纯水的水势为零Ψw0=0。

溶液的水势就小于0，为负值。

溶液越浓，其水势的负值越大。

渗透势Ψs也称溶质势Ψs。

质壁分离(plasmolysis)和质壁分离复原(deplasmolysis)。

①原生质层具有选择透性。

②判断细胞死活。

③测定细胞液的溶质势，进行农植物品种抗旱性鉴定。

④测定物质进入原生质体的速度和难易程度。

(2)植物细胞的水势各种情况下的变化和外界之间的水分交换：Ψw（细胞水势）=Ψs（溶质势）+Ψp（压力势）细胞吸水充分膨胀(Ⅱ)体积最大，Ψw=0，Ψp=-Ψs；初始质壁分离时(Ⅲ)，Ψp=0，Ψw=Ψs负压力下。

水分移动,取决于水势。

三、植物根系对水分的吸收根毛区是吸水的主要部位。

栽植物时要带土(一)主动吸水与根系的呼吸作用有密切关系。

(二)被动吸水——蒸腾拉力。

主动吸水和被动吸水在根系吸水过程所占比重。

三、气孔开闭机制Chapter2必需元素大量元素和微量元素可再利用元素养分临界期有益元素有19种元素必需:三、生理功能缺乏症状N、P多过、过少的症状。

缺氮：植株矮小，叶小色淡或发红，分枝少，花少，籽实不饱满，产量低。

氮充足：植物叶大而鲜绿，叶片功能期延长；分枝多，营养体健壮；花多，产量高。

过多时，叶色深绿，营养体徒长，细胞质丰富而壁薄，易受病虫侵害，易倒伏，抗性能力差，成熟期延迟。

缺磷：蛋白质合成受阻，新的细胞质和细胞核形成较少，影响细胞分裂，生长缓慢；叶小；分支或分减少，植株矮小；叶色暗绿，可能是细胞生长慢，叶绿素含量相对升高。

开花期和成熟期都延迟，产量降低，抗性减弱。

Ca——生长点坏死，大白菜“干心病”，苹果“疮痂病”。

（缺钙时生长受抑制，严重时幼嫩器官（根尖，茎端）溃烂坏死。

）Mg——老叶脉间失绿,网状脉(双子叶植物)和条状脉(单子叶植物)。

缺镁，叶绿素即不能合成，叶脉仍绿而叶脉之间变黄，有时呈红紫色。

若缺镁严重，啧形成褐斑坏死。

S——新叶均一失绿。

（缺硫的症状似缺氮，包括缺绿、矮化、积累花色素苷等。

然而缺硫的缺绿是从嫩叶发起，而缺氮则在老叶先出现，因为硫不易再移动到嫩叶，氮则可以。

）(二) physiological functions and deficient symptoms of microelements1、iron (Fe)——幼叶脉间失绿——黄白——灰白。

缺铁时会出现叶片叶脉间缺绿。

与缺镁症状相反，缺铁发生于嫩叶，因铁不易从老叶转移出来，缺铁过甚或过久时，叶脉也缺绿，全叶白化，华北果树的“黄叶病”就是植株缺铁所致。

2、copper (Cu)——蚕豆花瓣上黑色“豆眼”退色。

3、zinc(Zn)——果树小叶病。

缺锌植物失去合成色氨酸的能力，而色氨酸是吲哚乙酸的前身，因此缺锌植物的吲哚乙酸含量低。

锌是叶绿素合成的必须元素。

锌不足时，植株茎部节间短，莲从状，叶小且变形，也缺绿。

4、manganese(Mn)——新叶脉间缺绿,有坏死小斑点(褐或黄)。

缺锰，叶脉间缺绿，伴随小坏死点的产生。

缺绿会在嫩叶或老叶出现，依植物种类和生长速率而定。

5、boron 硼——油菜“花而不实”;甜菜“心腐病”,萝卜“黑心病”，黄瓜开裂。

棉花叶柄有褐色或暗绿色环带。

缺硼时，花药和花丝萎缩，绒毡层组织破坏，花粉发育不良。

硼具有抑制有毒酚类化合物形成的作用，所以缺硼时，植株中酚类化合物(如咖啡酸、绿原酸)含量过高；嫩芽和顶芽坏死，丧失顶端优势，分枝多。

6、molybdenum(Mo)——豆科植物不结或少结根瘤。

二、Active absorption of mineral elements by plant cell方式一、根系吸收的特征(一)吸收水分和养分在吸收区域,吸收机理和吸收量上都有相对独立性。

二、Transport pathways of mineral nutrition(一)矿质在根内的径向运输质外体和共质体途径。

(二)离子在植物体内的纵向运输根系吸收的通过木质部为主，叶片吸收的韧皮部占主导。

三、Distribution and reutilization of mineral elements in plant再利用的元素缺素症从老叶开始——N、P、K、Mg、Zn。

不能再利用元素缺乏时幼嫩部位先出现病症——S、Ca、Fe、Mn、B、Cu、Mo等,其中以Ca最难再利用。

(一)植物一生的需肥特点及施肥营养临界期和营养最大效率期(二)根据不同植物收获对象施肥叶菜类、桑、茶、麻——多施氮肥，块根,块茎类——多施磷、钾、硼。

二、Index of effective application of nutrition(二)追肥的生理指标——叶绿素，酶类活性，营养元素含量，酰胺与淀粉含量。

Chaper3同化力Hill反应假环式电子传递非环式光合电子传递环式电子传递光合磷酸化红降现象C3途径光呼吸（C2途径）CO2补偿点CO2饱和点光补偿点光饱和点二、光合色素及其性质叶绿素类(chlorophylls), a,b,c,d,e和细菌叶绿素a,b等光合色素可分三大类: 类胡萝卜素类(carotenoids) 包括胡萝卜素和叶黄素;藻胆素:有藻蓝素和藻红素(一)叶绿体色素的化学性质1、Chlorophylls。

高等植物叶绿体中只含Chla和Chlb两种。

溶解特性：不溶于水,而溶于乙醇,丙酮和石油醚等有机溶剂, 镁卟啉是亲水的“头部”——叶绿素颜色的来源,，醇基(双萜)是亲脂的“尾部”。

皂化反应和取代反应（Mg2+→H+→Cu2+、Zn2+。

2、Carotenoids。

类胡萝卜素——四萜化合物，都不溶于水,而溶于有机溶剂。

胡萝卜素呈橙黄色,叶黄素呈鲜黄色。

一般叶绿素：类胡萝卜素约为3:1, Chla:Chlb也约为3:1左右。

(二)叶绿体色素的光学特性1、Absorption spectrum(吸收光谱)。

叶绿素a和b吸收红光和蓝紫光区。

类胡萝卜素吸收蓝紫光。

2、荧光和磷光光合机理分为三个主要阶段:①原初反应;②电子传递和光合磷酸化;③碳同化。

一、Pimary reaction 原初反应原初反应是光合作用的序幕,它包括光能的吸收,传递和光化学反应。

（一）Absorption of light energy 光子的能量与其波长成反比。

（三）光化学反应是指反应中心色素分子受光激发引起的氧化还原反应——光能变电能。

二、电子传递和光合磷酸化——电能变为活跃的化学能（ATP和NADPH）。

(一)两个光系统爱默生效应或双光增益效应。

1、photosystemⅠ(PSI, 光系统Ⅰ)——原初电子受体和供体。

最终推动NADPH形成。

2、photosystemⅡ(PSⅡ，光系统Ⅱ) ——原初电子受体和供体——常与放O2相联系。

(二) 光合电子传递1、Photosynthetic chain (光合链)。

H2O是最终的电子供体;在“Z”链的终点,NADP+是电子的最终受体。

PQ(plastoquinones，质体醌或质醌)——传递氢(H+和e-)。

PC(plastocyanin),质蓝素(或质体菁)—— PSI的原初电子供体。

Fd(Ferredoxin),铁氧还蛋白多种功能。

2、光合电子传递。

1、water photolysis and oxygen evolving(水光解与氧释放)。

(三) photophosphorylation或photosynthetic phosphorylation（光合磷酸化）非环式光合磷酸化,环式光合磷酸化和假环式光合磷酸化。

动力为质子动力势, ATP形成的动力。

ATP与NADPH两者合称为“同化力”(assimilatory power)。

三、CO2 assimilation in photosynthesis——把ATP和NADPH中的活跃的化学能转化为稳定的化学能。

三条:C3途径、C4途径和CAM途径。

其中C3途径是最基本和最普遍的。

(一) C3 photosynthetic athway (Calvin cycle, RPPP)——C3植物,例子：水稻、棉花、麦子、油菜、菠菜、青菜、萝卜等C3途径在叶绿体间质中进行,大致分为三个阶段。

1. Carboxylation (羧化阶段)。

CO2固定成为3-PGA的过程。

在RuBPCase或RuBP羧化酶的羧化下。

2. Reduction(还原阶段)。

这是利用“同化力”把3-PGA还原为3-GAP的过程。

3. Regeneration RuBP再生阶段。

(二) C4photosynthetic pathway (C4-dicarboxylic acid pathway)——C4植物,玉米、高粱、甘蔗、黍与粟等数种。

C4途径基本上可分为CO2固定, CO2转移和PEP再生三个阶段。

1.CO2 Fixation——叶肉细胞质内PEPCase催化PEP加HCO3-形成OAA。

PEPCase对HCO3-的亲和力很强2. CO2transfer。

OAA形成苹果酸或天冬氨酸（叶肉细胞叶绿体中）——维管束鞘细胞质脱羧放出CO2——进入C3途径（维管束鞘细胞叶绿体中进行）。

把C4途径看作为“CO2泵”。

3. PEP regeneration——PPDK（丙酮酸磷酸双激酶）在PEP再生时,实际消耗2分子ATP。

C4植物具有C4和C3两条固定CO2途径。

特殊的结构特征。

(三) Crassulacean acid metabolism (CAM) pathwayCAM植物景天、仙人掌、菠萝、剑麻等。

适应干热条件,气孔运动是昼闭夜开。

光合特点。

(四) C3植物、C4植物、CAM植物的区别与联系。

影响光合作用因素。

一、环境因素(一) 光照(二) CO2Chaper 4呼吸链氧化磷酸化巴斯德效应末端氧化酶抗氰呼吸呼吸作用主要途径主要的末端氧化酶：细胞色素c氧化酶，交替氧化酶呼吸作用和农业生产Chapter 5代谢源代谢库一、Transportation systems of assimilate in plant(一）、韧皮部液“蚜虫吻针法”90%以上是糖类，尤其是S。

aa和酰胺。

organic acids等。

proteins、enzymes、plant hormones等。

(二)、运输方向1. 双向运输，由“源”到“库”.枝条或树杆环割；往往在上端形成瘤突。

“高空压条”.“树怕剥皮，不怕烂心”。

2. 横向运输——通过维管射线进行交换。