高级植物生理

第一章：细胞生理

膜蛋白：按膜与脂分子的结合方式分为以下三类蛋白：

外周蛋白（周边蛋白）：靠离子键或其它较弱的键与膜表面的蛋白质分子或脂分子的亲水部

分结合的蛋白。

整合蛋白为跨膜蛋白：是两性分子。跨膜结构可以是1至多个疏水的α螺旋。

锚定蛋白：通过脂类分子和质膜表面共价相连。

膜糖：生物膜中的糖类主要分布于质膜的外单分子层。这些糖是不超过15个单糖残基所连接成的具分支的低聚糖链(寡糖链)，它们大多数与膜蛋白共价结合，少部分与膜脂结合，分别形成糖蛋白和糖脂。

寒冷驯化反应：磷脂含量的增多和葡糖脑苷脂含量减少，有两个不饱和脂肪酸尾部的磷脂分子摩尔百分比增加。（寒冷驯化反应中最显著、最关键的变化:质膜中脂类

组成的改变）

过氧化物酶体：在植物中存在于光合细胞中。功能是去除有机物中的氢。

乙醛酸循环体：存在于富含油脂的种子中。含有乙醛酸循环酶系统，这些酶有助于将储存的脂肪酸转化为糖，生成的糖被转运到幼嫩该组织为植物体生长提供能量。细胞骨架：是指真核细胞中的蛋白质纤维网架体系，包括微管、微丝和中间纤维等。

微管：存在于细胞质中的由微管蛋白组装成的中空管状结构。

微丝：由肌动蛋白构成，它类似于肌肉中的肌动蛋白，呈丝状，同时还与肌球蛋白、原肌球蛋白等构成复合物质。

中间纤维：是一类柔韧性很强的蛋白质丝，其成分比微丝和微管复杂，由丝状亚基组成。胞间连丝：穿越细胞壁、连接相邻细胞原生质(体)的管状通道。

共质体：胞间连丝把原生质体连成一体的体系。

质外体；细胞壁、质膜与细胞壁间的间隙以及细胞间隙等的空间。

植物凝集素：是一类存在于细胞壁中能与多糖结合或使细胞凝集的蛋白，参与细胞壁的识别反应。可能在植物的防御反应中起重要作用。

初生壁：由生长细胞形成的可扩展的细胞壁层，通常没有特异性，在所有的细胞中其分子构造接近相同。形态表现出广泛的多样性。

次生壁：在细胞停止生长（扩大）后形成的。在细胞的不同分化阶段次生壁的结构和成分高度特化。

细胞应力：在膨胀的细胞中，细胞内容物挤压着细胞壁，引起细胞有弹性（如可逆的）延伸并产生反作用力。细胞壁应力松弛作用促进水分吸收和细胞伸长

膜蛋白的功能

运输蛋白：膜蛋白中有些是运输蛋白,转运特殊的分子和离子进出细胞;

酶：有些是酶，催化相关的代谢反应;

连接蛋白：有些是连接蛋白,起连接作用；

受体：起信号接收和传递作用。

膜蛋白在膜平面侧向扩散的作用：

（1）底物在膜上的酶之间的转运

（2）叶绿体和线粒体中电子在电子传递链组成成分之间的转运和相互碰撞

（3）利于多聚蛋白复合体的组装

（4）信号传递依靠一系列特定的整合蛋白，外周蛋白或脂锚定蛋白之间的瞬时相互作用

细胞骨架的不同功能

A固定作用。支撑着原生质膜、细胞器官以及其它大分子组装物。

B运动性。直接带动着细胞内各组分的胞内运动。

C信息传导。决定细胞的空间几何结构。

D极性。根据一种纤维的极性，可以知道细胞纤维的信息内容。

微管的功能

①.控制细胞分裂和细胞壁的形成

②.保持细胞形状

③.参与细胞运动与细胞内物质运输

微丝的功能

①.参与胞质运动

②.参与物质运输和细胞感应

胞间连丝的功能

①.物质交换

②.信号传递

植物细胞壁的生物学作用

（1）细胞壁决定了植物体结构的机械强度、使很多植物能长到一定的高度

（2）细胞壁把细胞黏着在一起，防止它们从一个细胞滑动到另一个细胞，限定了植物发育的进程。

（3）作为包围细胞的一种坚韧的外皮，细胞壁犹如细胞的“外骨骼”。控制细胞的形状，允许细胞发育时形成很大的膨压。

（4）细胞壁能对植物体内的水分平衡产生应答，是因为细胞壁决定了细胞膨胀和细胞体积的关系。

（5）木质部水分的宏观流动要求有一个机械强度坚韧的细胞壁来抵制因木质部负压引起的萎缩。

（6）细胞壁作为一个扩散屏障，它控制着从外界到达细胞膜的大分子的大小，它也是病原体入侵的主要结构屏障。

（7）细胞壁的寡糖组分可能在细胞分化和病原体及共生体的识别中起重要作用。

第二章：水和植物细胞

水分运输的两个主要过程：分子扩散和集流

扩散：扩散是随机热振荡产生的分子运动。

集流：集流通常是分子团在压力梯度作用下的集体运动

田间持水量：即土壤的保水能力，指土壤在被水饱和并且多于的水被排除时的含水量。

水分在土壤中的移动速率取决于两个因素——土壤的静水压梯度大小和土壤导水率。

土壤导水率：主要用来衡量水在土壤中移动的难易程度，因土壤类型和土壤含水量的不同而不同。

蒸腾比率：是指植物蒸发水量与光合作用同化CO2的比值。

在缺水情况下相应的生理活动包括：

①.以积累溶质的形式来维持膨压；

②.加强非光合器官（如根）的生长来提高植物的吸水能力；

③.发育相应的组织结构来经受质外体大的负压。

水跨过膜的运输有两种平行的途径：

1.水跨膜脂的简单运输

2.水通道蛋白的运输

为什么随着土壤含水量（水势）的降低，导水率也急剧下降？

答：原因主要是由于土壤孔隙间的水分被空气取代。当某个土壤孔道的水分被空气取代后，水分在该孔道的运输受阻，只能通过其他的孔道.

水分从叶片散失到大气中

1.水分散失的驱动力是水蒸气的浓度差

2.水分散失也受扩散途径中的阻力调节，包括气孔阻力和界面层阻力。

气孔对光的反应是两个不同系统的综合效果

1.依赖于保卫细胞的光合作用

2.被蓝光所推动，存在接受蓝光的受体参与气孔的调节。

叶黄素假说

1)保卫细胞中的类胡萝卜素—玉米黄素可能是蓝光受体。

2)玉米黄素假说认为气孔对蓝光的反应信号转导是从玉米黄素被蓝光激发开始的。

3)气孔对蓝光反应的强度取决于保卫细胞中玉米黄素的含量和入射的蓝光总量。

4)玉米黄素的浓度取决于类胡萝卜素库的大小和叶黄素循环的调节。

玉米黄素接受蓝光信号并发生变构——活化叶绿体膜的Ca2+-A TPase——吸收细胞质中的钙——细胞质中的钙浓度降低——激活质膜上的H+-A TPase——改变细胞的溶质势——气孔反应

气孔运动对水分亏缺的反应

1.当植物受到干旱胁迫时，气孔始终处于关闭状态，不受其他因素的影响。

2.ABA对气孔运动，特别是在发生水分亏缺的情况下有十分重要的生理功能。当植物的

根部发生水分亏缺时，根中合成大量ABA，并随蒸腾流向上运输最终到达保卫细胞对气孔运动进行调节。

3.ABA作用于保卫细胞的ABA受体后，引起下游的一系列的信号转导过程，最终使气孔

关闭。

气孔运动的信号转导过程

1.钙离子

①.钙离子是调节气孔运动的重要信使。

②.当胞质钙浓度增加时，细胞膜去极化，刺激外向阴离子通道和外向K+通道的活性，并

抑制内向K+通道的活性，细胞水势的升高，膨压下降，气孔关闭。

2.活性氧