植物生理学2
江苏省高中生物竞赛课件-植物生理学2
• 红降现象：当用长于685nm(远红光)的单 色光照射小球藻时，虽然仍被叶绿素大 量吸收，但光合效率明显下降的现象
• 双光增益效应（爱默生效应）：在用远 红光照射小球藻的同时，如补充以红光 (650nm)，则光合效率比用两种波长的光 分别照射时的总和要大
➢光系统
由双光增益效应试验发现,在类囊体膜上有两 个在空间上分离的光系统由一系列电子传递体 串联在一起,以接力的方式完成光的捕获和能 量传递。其中
非环式光反应及其产物
•分解2H2O，释放1O2，传递 4e-，使膜内腔增加8H+，经 ATP酶流出后可偶联约3ATP 的形成，同时有 2NADPH+H+的生成
暗反应（卡尔文循环）与葡萄糖的形成
12NADPH+12H++18ATP+6CO2
C6H12O6+12NADP++18ADP+18Pi
➢ 叶绿体基质中 不断消耗ATP和 NADPH，固定 CO2形成葡萄糖 RuBP 的循环反应， Calvin循环
nm nm
第二单线态，~252KJ
热
第一单线态，~168KJ
热
670
荧
吸
光
收
三线态，~126KJ
磷 光
光合作用的两个阶段
光反应：由光合色素将光能转变成化学能并形成 ATP和NADPH，放出O2的过程。 该反应在叶绿体基粒类囊体膜上进行。
暗反应：是利用ATP和NADPH的化学能使CO2还 原成糖或其它有机物的一系列酶促过程。 该反应在叶绿体基质中进行。
• 荧光现象：叶绿素溶液在透射光下呈绿色，在反 射光下呈红色的现象
• 磷光：某些物质受摩擦、振动、光、热或电波的 作用后，所发出的光
植物生理学 第二章
（2）钙泵 又叫Ca+-ATP酶,它催化质膜内侧的 ATP水解，释放出能量，驱动细胞内的 钙离子泵出细胞。
细胞外侧 H+泵将H+泵出 A
K+（或其它阳离子） 经通道蛋白进入 B
C
阴离子与H+ 同向运输进入 细胞内侧
图2-5 质子泵作用机理
A 初级主动运输 ； B, C 次级主动运输
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A 外侧
第四节
矿质元素的运输
一、矿质运输形式、途径、速度 1、形式： N：NO3-、NH4+、尿素、氨基酸、酰胺 P：正磷酸、有机磷化合物 S：SO42- 、 蛋氨酸、谷胱甘肽 2、途径：导管（42K 示踪试验） 3、速度：30-100cm/h
木质部 蜡纸 树皮
42K
图2-13 放射性42K向上运输试验
五、植物的缺素症及诊断
◆N 吸收的主要形式 是 NH4+，NO3- 等: ◇ 构成蛋白质的主要 成分(16-18%)； 缺N ◇ 核酸、辅酶、磷脂、 叶绿素、细胞色素、植 物激素(CTK)、维生素 等的成分。 故称为 “生命元素” 缺N：矮小、叶小色黄或发红、分枝少、花少、 籽粒不饱满。
生理功能：
缺磷病症：
① 植株瘦小。分枝、分蘖很少，幼芽幼 叶生长停滞，花果脱落，成熟延迟。 ② 叶呈暗绿色或紫红色（花青素）。 ③ 老叶先表现病症（磷是可移动元素）。
◆ K
以离子状态存在 生理作用（1） 体内60 多种酶的活化剂；（2）促 进蛋白质、糖的合成及糖的 运输；（3）增加原生质的 水合程度，提高细胞的保水 能力和抗 旱能力；（4）影 响着细胞的膨压和溶质势， 参与细胞吸水、气孔运动等。 缺K：叶缺绿、生长缓 慢、易倒伏。
三、影响根系吸收矿质营养的因素
植物生理学2_植物的水分生理
(2)薄膜型抗蒸腾剂 能在叶面形成薄层，阻碍水分散失，如硅酮、胶 乳、聚乙烯蜡、丁二烯丙烯酸等。
(3)反射型抗蒸腾剂 增加叶面对光的反射，降低叶温，减少蒸腾量， 如高岭土。
Ψw =Ψs + Ψp + Ψm + Ψg
Ψs为渗透势， Ψp为压力势， Ψm为衬质势， Ψg为重力势
2、压力势：由于压力的存在而使体系水势 改变的数值，用ψp表示。
原生质吸水膨胀，对细胞壁产生压力，而
细胞壁对原生质会产生一个反作用力，这就
是细胞的压力势。
一般情况下，压力势为正值
渗透势(Ψπ) 一般叶组织 旱生植物叶片 -1.0～ -2.0 MPa -10.0 MPa
Ψs = - 1.4 Mpa
Ψs = - 1.2 Mpa
Ψp = + 0.8 Mpa
Ψw = - 0.6 Mpa X
Ψp = + 0.4 Mpa
Ψw = - 0.8 Mpa Y
两个相邻的细胞之间的水分移动方向是由二者的水势差 决定；多个细胞相连时，水分从水势高的一端流向水势低 的一端。
第三节根系吸水和水分向上运输
（三）影响气孔运动的因素
1、光照：光照—张开 黑暗—关闭
景天科植物例外
2、温度：上升—气孔开度增大
10℃以下小，30℃最大，35℃以上变小
3、CO2
：低浓度—促进张开
高浓度—迅速关闭 4、水分：水分胁迫—气孔开度减小或关闭 5、植物激素（CTK、ABA)
小结
水势是指每偏摩尔体积水的化学势差。植物细胞的水
Free Water
植物生理学名词解释 (2)
第一章植物的水分生理名词解释水势water potential：水溶液的化学势与纯水的化学势之差除以水的偏摩尔体积所得的商。
渗透势osmotic potential：由于溶质颗粒的存在，降低了水的自由能因而其水势低于纯水的水势。
压力势pressure potential：细胞的原生质体吸水膨胀，对细胞壁产生一种作用，与此同时引起富有弹性的细胞壁产生一种原生质体膨胀的反作用力。
质外体apoplast：由细胞壁及细胞间隙等空间组成的体系。
共质体symplast：由穿过细胞壁的胞间连丝把细胞相连，构成一个相互联系的原生质的整体。
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。
根压root pressure：靠根部水势梯度使水沿导管上升的动力。
蒸腾作用transpiration：指水分以气体状态通过植物体外表从体内散失到体外的现象。
蒸腾速率transpiration rate：植物在一定时间内单位面积蒸腾的水量。
蒸腾比率transpiration ratio〔TR〕：蒸腾作用丧失水分与光合作用同化CO2物质的量比值。
水分利用率water use efficiency〔WUE〕：TR的倒数。
内聚力学说cohesion theory：以水分具有较大的内聚力是以抵抗张力，保证由叶至根水柱不断来解释水分上升的学说。
水分临界期critical period of water：植物在生命周期中，对水最敏感、最易受伤害的时期。
简答1、从植物生理学角度分析“有收无收在于水〞。
①水是细胞质主要成分②代谢作用过程的反响物质③植物对物质吸收和运输的溶剂④保持植物固有形态第二章植物的矿质营养名词解释矿质营养mineral nutrition：植物对矿物质的吸收、转运和同化。
大量元素macroelement：植物对某些元素需要量相对较大〔大于10mmol/kg干重〕，C、H、O、N、P、S、K、Ca、Mg微量元素microelement：植物需要量极微〔小于10mmol/kg干重〕，稍多即发生毒害，Cl、Fe、B、Mn、Zn、Cu、Ni、Mo溶液培养solution culture：在含有全部或局部营养元素的溶液中栽培植物。
植物生理学第2章
间接影响: 影响养分的溶解和沉淀
N
P K Ca Mg S Fe Mn B Cu Zn Mo
pH
图2-9 pH对植物养分可用性的影响
缺K
缺钾病症：
①抗性下降。植株茎杆柔弱，易倒伏。 ②叶色变黄，叶缘焦枯。叶片失水，叶绿 素破坏；叶子会形成杯状（叶中部生长较 快）。 ③老叶先表现病症（钾是可移动元素）。
◆S：SO42含S氨基酸(Cys,Met)几乎是所的蛋白 质的构成成分; Cys-Cys系统能影响细胞中 的氧化还原过程；是CoA、硫胺素、生物素 的成分，与体内三大类有机物的代谢密切 相关。
缺钙病症：
①顶芽死亡，嫩叶初呈钩状，后从叶尖或叶缘向 内死亡。 ②嫩叶先表现病症。
◆Mg：叶绿素的成分；光合作用和呼吸作 用中一些酶的活化剂；蛋白质合成时氨基 酸的活化需要， 能使核糖体结合成稳定的 结构；DNA和RNA合成酶的活化剂；染色体 的组成成分，在细胞分裂中起作用。
缺镁病症：
①叶脉仍绿而叶脉之间变黄，有时呈红紫色。 ②有坏死褐斑。 ③老叶先表现病症。
高 细胞外侧
电化学 势梯度
低
简单扩散（被动运输） 细胞内侧
图2-2 离子通道运输离子模式图
2、载体运输
质膜上的载体蛋白属于内在蛋白，它 有选择的与膜一侧的分子或离子结合，形 成载体-物质复合物，通过载体蛋白构象的 变化，透过质膜，把分子或离子释放到质 膜的另一侧。 载体运输既可以顺着电化学梯度（被 动运输），也可以逆着电化学梯度进行 （主动运输）。
图2-7 胞饮过程
A、膜被消化，物质留在胞质内 B、透过液泡膜，物质进入液泡
第三节 根系对矿质元素的吸收
• 根系吸收矿质元素的特点 • 根系对矿质元素的吸收过程 • 影响根系吸收矿质营养的因素
植物生理学 2.水分代谢
原因：(F)
①根毛区有许多根毛，增大了吸收面积； ②根毛细胞壁的外部由果胶质组成，粘性强， 亲水性也强，有利于与土壤颗粒粘着和吸水；
③根毛区的输导组织发达，对水分移动的阻 力小。
二 根系吸水的途径
1、质外体途径 2、跨膜途径 3、共质体途径
三 根系吸水的动力
角质蒸腾 叶片蒸腾的方式 气孔蒸腾（主要方式）
（二）气孔蒸腾
一)气孔的形态结构及生理特点
1.气孔数目多、分布广 2.气孔的面积小，蒸腾速率高 3.保卫细胞体积小,膨压变化迅速 4.保卫细胞具有多种细胞器 5.保卫细胞具有不均匀加厚的细胞壁及微 纤丝结构 6.保卫细胞与周围细胞联系紧密
图2-6 气孔蒸腾的过程
（1）气孔的构造：(F)
由两个肾形的保卫细胞组成。
（2）保卫细胞的特点：外壁薄内壁厚；内有叶绿体；
有淀粉磷酸化酶。
（3）气孔运动：
（1）单位：巴（Pa）(帕)
1巴=0.987大气压=106达因/cm2
（10.2米水柱高）
（2）符号：Ψ （3）纯水的水势：0巴 （4）溶液的水势：为负值（小于0）（原因）
（水分的流动是由水势高处流向水势低处。）
小结：
纯水的水势定为零， 溶液的水势就成负值。 溶液越浓，水势 越低 。 水分移动需要能量。
土壤温度过高对根系吸水也不利。
原因：
①高温加速根的老化过程，吸收面积减少， 吸收速率也下降。
②温度过高使酶钝化，影响根系主动吸水。
４土壤溶液浓度
根系要从土壤中吸水，根部细胞的水势必须 低于 土壤溶液的 水势。
➢在一般情况下，土壤溶液浓度较低，水势较 高，根 系吸水；
➢盐碱土则相反
植物生理学2矿质营养第3-5节
练习题
1.根吸收矿质有哪些特点？
2.试述根系吸收矿质元素的过程 。
3.光照如何影响根系对矿质的吸收？
4.何为根外营养？它有何优越性？ 5.试述矿物质在植物体内运输的形式与途径， 可用什么方法证明？
6.硝酸盐还原的过程、部位、酶？
一、作物的需肥规律
（一）不同作物或同一作物的不同品种需肥不同
（二）不同作物需肥形态不同
（三）不同生育期需肥不同
需肥临界期：
植物对矿质养分缺乏最敏感的时期； 并不是需要肥料多，而是指对肥料缺少最敏感的时期， 植物的需肥临界期一般在生长初期。
（四）不同生育期，施肥作用不同 植物营养最大效率期（最高生产效率期） 施肥营养效果最好的时期，称为最高生产效率 期，又称植物营养最大效率期。 作物的营养最大效率期一般是生殖生长时期 。
二、合理施肥的指标
（一）土壤营养丰缺指标 （二）施肥的形态指标 包括植株的长相、长势、颜色 如叶色可反映氮的供应状况
（三）施肥的生理指标
1、组织中营养元素含量
营养临界浓度（ critical concentration ）： 获得最高产量的最低养分浓度。
2、测土配方施肥
图 组织营养元素浓度与产量关系的图解
三、施肥增产的原因
（一）施肥可增强光合性能 （1）扩大光合面积：叶面积--N
（2）提高光合能力：叶绿素—N,Mg
（3）延长光合时间：叶寿命
（二） 调节代谢，控制生长发育
（1）不同的元素可调节植物营养生长与生殖生长的关系。
（2）改善光合产物的分配和利用。
（三）施肥的生态效应
（1）施用石灰，草木灰，石膏等可改变土壤pH。
（ 2 ）以 32P 研 究大麦根尖对 P的积累与运 输，发现根毛 区运输最快。
植物生理学名词解释 (2)
名词解释水分临界期:就是指植物在生命周期中,对水分最敏感、最易受害得时期。
渗透势：亦称溶质势,就是由于溶质颗粒得纯在,降低了水得自由能,因而其水势低于纯水得水势,以负值表示。
质外体:由细胞壁及细胞间隙等空间(包含导管与管胞）组成得体系。
小孔律:气体分子通过小孔表面扩散得速率,不就是与小孔得面积成正比而就是与小孔得周长成正比。
蒸腾系数:又称需水量（waｔer requireｍｅnt）, 指植物合成1克干物质所蒸腾消耗得水分克数。
蒸腾系数就是一个无量纲数，值越大说明植物需水量越多,水分利用率越低。
田间持水量（field mｏiｓｔure capacity）：指在地下水较深与排水良好得土地上充分灌水或降水后，允许水分充分下渗,并防止其水分蒸发,经过一定时间,土壤剖面所能维持得较稳定得土壤水含量（土水势或土壤水吸力达到一定数值)，就是大多数植物可利用得土壤水上限。
衬质势:生长点分生区得细胞、风干种子细胞得中心液泡未形成,其水分组分即衬质势。
束缚水:)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,具有较低得蒸汽压,在远离0℃以下得温度下结冰,不起溶剂作用,并似乎对生理过程就是无效得水。
蒸腾速率:就是指植物在一定时间内单位叶面积蒸腾得水量。
一般用每小时每平方米叶面积蒸腾水量得克数表示(g·m－2·h-１)。
内聚力学说:解释水分沿导管向上运输得内聚力学说得主要内容。
ﻫ灰分元素:亦称矿质元素。
当干燥得植物体经过充分燃烧后,会留下一些呈灰白色得残渣,这就就是所谓得灰分。
矿质元素以氧化物得形式存在于灰分中，将灰分进行化学分析，就会发现其中含有磷、钾、钙、镁、铁、钴等多种元素,通常将这些元素称为灰分元素。
离子拮抗：若在单盐溶液中加入少量其它盐类(不同族金属盐类）,单盐毒害现象就会消除,这种离子间能够互相消除毒害得现象,称离子拮抗。
单盐毒害：由于溶液中只含有一种金属离子而对植物起毒害作用得现象称为单盐毒害。
植物生理学-实验2气孔开度的测定精选全文
2. 实验材料、仪器和试剂
（1） 材料：蚕豆叶 （2） 仪器：显微镜、温箱、培养皿等 （3） 试剂：0.5%KNO3、0.5NaNO3、蒸馏水
3. 实验步骤
➢ 取3 个培养皿编号，分别放入15ml 0.5%KNO3、 0.5%NaNO3、蒸馏水。
• 吸水后，作用于外壁上的 （净）压力通过微纤丝传到 内壁，成为作用于内壁、背 离气孔口方向的拉力
实验目的
1 掌握测定气孔密度和开度的方法； 2 学会分析外界因素对气孔运动的调节； 3 学会利用物镜测微尺标定目镜测微尺及测定视野
直径的方法。※
（Ⅰ）气孔状态的观察
1、 实验原理
1) 印迹法 原理：以有机物质的溶胶涂在植物的表面，胶体风干后就凝成薄膜，这 层膜就印有表皮组织各细胞的边界痕迹。除用来观察气孔状况外，还 可用于观测植物表皮上的细胞、茸毛以及蜜腺、蜜盘、刺鳞片等。 优点: 非破坏性取样，方便快捷； 缺点: 边界痕迹不明显的样品印迹模糊，凹陷气孔难以取到印迹，清晰 薄膜制作有难度。
➢ 撕蚕豆叶下表皮分别放入3 个培养皿。 ➢ 将3 个培养皿放入人工光照条件下，保温1 小时。 ➢ 分别取出叶表皮放在载玻 片上，盖上盖玻片，在显微 镜下观察气孔的开度。
开度
4. 数据记录及处理
不同溶液处理后的气孔开度
方法 气孔开度
KNO3 12345
NaNO3 12345
水 12345
气孔平均开度
定量： 3）气孔密度测定：
A 标定目镜测微尺，并利用物镜测微尺计算 视野的直径
B 镜检，随机取3 个视野，观察气孔数；并算 出单位面积气孔数= a/s = a/πr2
植物生理学2
第一章植物细胞的结构与功能一、填空题1．植物细胞区别于动物细胞的三大结构特征是大液泡、叶绿体和细胞壁。
2．生物膜的化学组成基本相同，都是以蛋白质和脂类为主要成分的。
3．根据蛋白质在膜中的排列部位及其与膜脂的作用方式，膜蛋白可分为外在蛋白和内在蛋白。
4．细胞的识别功能与膜表面的糖蛋白有关。
5. 液泡被称为细胞的代谢库，是因为液泡具有运输物质、消化物质、储存物质调节吸水等功能。
6. 核糖体主要是由 rRNA 和蛋白质组成的，它是细胞中合成蛋白质的场所。
7. 很多代谢反应可以在细胞质基质中进行，如糖酵解、戊糖磷酸途径、脂肪酸合成和蔗糖合成等。
8. 维持原生质胶体稳定的因素是水膜和电荷。
9. 当原生质处于溶胶状态时，细胞代谢活跃，但抗逆性弱；当原生质呈凝胶状态时，细胞生理活性低，但抗性强。
10.植物体物质交换和信号传递的两大通道是共质体和质外体。
11．植物细胞壁的功能有维持细胞形状、控制细胞生长物质运输和信号传递、防御与抗性和代谢与识别功能。
12. 植物细胞的胞间连丝的主要生理功能有物质的运输和信号传递两方面。
13. 细胞信号转导过程主要包括胞间信号传递、膜上信号转换、膜内信号传导和蛋白质可逆磷酸化几个阶段。
二、选择题1．真核细胞的主要特征是 D 。
A．细胞变大 B．细胞质浓 C．基因组大 D．细胞区域化2．一般说来，生物膜功能越复杂，膜中的 A 种类也相应增多。
A．蛋白质 B．脂类 C．糖类 D．核酸3．下列哪一种代谢活动与生物膜无关： C 。
A．离子吸收 B．电子传递 C．DNA复制 D．信息传递4．植物细胞内的产能细胞器除线粒体外，还有 A 。
A．叶绿体 B．核糖体 C．乙醛酸体 D．过氧化物体5. 被称为细胞的自杀性武器的是 B 。
A．微体 B．溶酶体 C．内质网 D．高尔基体6. 植物细胞与动物细胞在结构上都存在 B,C 。
A、细胞壁B、质膜C、原生质D、液泡E、质体7. 细胞骨架系统包括 A,B,E 。
植物生理学实验2
五. 实验课内容和具体安排
实验理论。（书面作业：谈谈小液流法和质壁分离法测定植 物组织水势的区别，并就小液流法测定植物组织水势写一份 实验报告）（第1周） 2. 植物组织培养，研究植物细胞脱分化、再分化与激素的关 系。如果自定植物材料，培养基配制要自己提出方案，并有 切实可行的参考文献为依据，并且自己准备实验材料。从愈 伤组织诱导到最后组培苗生根移栽要有详细记录、照片为重 要依据，最后（约2个月）提供完整实验报告（第2、3周） 3. 乙烯对植物生长效应的观察（三重反应，用拟南芥和绿豆） （第3周） 4. 叶绿体色素的提取、分离和理化性质分析；（要求自己采集 实验材料） （第5周） 5. 现代农业设施参观（孙桥），考察后从植物生理的某个角度 写一观后考察报告。（时间待定） 6. 探究性实验 1.
三. 植物生理学研究的基本思路
1. 根据研究的目标确定研究内容，根据内 容选择研究方法； 2. 多数生物学问题的研究包括：形态，生 理生化水平变化，内源调节物变化，基 因表达和蛋白质调控水平变化； 3. 要注意研究内容（或所选择的研究指 标）和研究目标的相关性
四. 实验课的开展形式植物生理学
1. 以书面作业，自学方式理解和掌握实验原理； 2. 教师讲解，学生动手操作 3. 以学生为主体，以组为单位选择研究目标，设计 研究方案，在教师指导下完成
3. 光合作用
光合作用是植物生理学中的核心知识，从知识结构上包括两部分， 一是光合作用的机理，二是环境条件和光合作用效率的关系，前者 是后者的基础。反应光合作用效率大小的常用指标包括： ①光合器官的结构和光合色素：叶绿体的超微结构、片层结构往往 反应其功能（C3, C4超微结构的不同）； 色素是光能吸收、传导和 转化的重要物质基础，色素的含量、比例变化往往和光合效率、环 境条件有着一定的对应关系，往往是分析的重要指标； ②光合作用强度：底物CO2的消耗或产物O2的增加，或光合碳同化 产物的变化多种方法，其中红外线CO2测定是相对较准确的方法； ③反映光合磷酸化能力的 叶绿体偶联因子腺苷三磷酸酶(ATPase)活 力； ④碳同化过程中的酶活力等。
植物生理学2 矿质营养
植物对矿质元素的吸收、转运和同化，称为植 物的矿质营养（mineral nutrition）。
矿质元素（mineral element）：植物燃烧后以氧化物形态 存在于灰分中的元素，又称灰分元素。 氮不是矿质元素，但由于也是植物从土壤中吸收的所以也归 入矿质元素来讨论。 植物体内各种矿质元素的含量因植物种类、器官、年龄、 生境条件而有很大差异。 老龄植株和细胞比幼龄的灰分含量高。 干燥、通气、盐分含量高的土壤中长的植物灰分含量高。 植物种类：禾本科植物：硅较多；十字花科：硫较多；豆 科：钙和硫较多；马铃薯：钾多；海藻：碘和溴多。
逆着浓 度梯度
②载体蛋白（carrier protein）
又称为载体（carrier）、传递体（transport）、透过酶 （permease，penetrase）、运输酶（transport enzyme）。载体蛋白通过构象变化，将被运物质转至膜的 另一侧.
载体被动传递模型 离子通道模型
如何区分溶质是经离子通道还是经
一、生物膜（biomembrane）
或叫细胞膜（cell membrane） ： 指由脂类和 蛋白质组成的具有一定结构 和生理功能的胞内所有被膜 的总称。 质膜（plasma membrane）： 原生质的外膜 内膜（endomembrane）：细 胞器的膜。 （一） 膜的特性和化学成分 选择性透过膜。对水的透 性最大，可以自由通过；越 易溶解于脂质的物质，透性 越大。所以膜一定是由亲水 性物质和脂类物质组成。
子层和镶嵌的蛋白质组成，磷脂分子的亲水性头部 位于膜的表面，疏水性尾部在膜的内部。
内在蛋白 细胞骨架的单纤维
外在蛋白
膜蛋白包括两种： 膜外在蛋白（extrinsic protein）：与膜的外表 面相连的蛋白质，称为亦 称周围蛋白（peripheral protein）； 膜内在蛋白（intrinsic protein）：镶嵌在磷脂 之间，甚至穿透膜的内在 表面，也称螯合蛋白 （integral protein）。
贵州大学829植物生理学二04-植物的呼吸作用
第四章 植物的呼吸作用一、要点提示呼吸作用包括有氧呼吸和无氧呼吸两大类型。
呼吸作用为细胞的生命活动提供了大部分的能量，同时，它的中间产物又是合成多种重要有机物的原料。
呼吸作用是细胞代谢的中心。
有氧呼吸和无氧呼吸的底物一般都是从糖类开始的，在产生丙酮酸后才分道扬镳。
高等植物以有氧呼吸为主，但亦可短期进行无氧呼吸。
高等植物的糖分解代谢途径是多种的，有糖酵解、三羧酸循环和戊糖磷酸途径等。
糖酵解和戊糖磷酸途径在细胞质中进行，三羧酸循环在线粒体中进行。
线粒体内膜上有５种蛋白复合体组成的呼吸链和ＡＴＰ合酶。
呼吸链除了标准图式外，还有抗氰呼吸等多条电子传递途径。
植物体内的氧化酶也是多种多样的，保证细胞呼吸代谢正常进行。
呼吸作用产生的电子和质子沿着电子传递途径传到氧，结合形成水。
与此同时也进行氧化磷酸化，形成ＡＴＰ，即电子传递给氧的过程中，消耗氧和无机磷酸，把能量积存于ＡＴＰ中。
苹果酸、琥珀酸、胞质ＮＡＤＨ和抗坏血酸的ＡＤＰ∶Ｏ各为２．５、１．５、１．５和１．０。
呼吸作用是一个放能的过程，它逐步放出能量，一部分以热的形式散失于环境中，其余则贮存在某些含有高能键（如特殊的磷酸键和硫酯键）的化合物（ＡＴＰ或乙酰ＣｏＡ等）中。
细胞能量利用率约为５２％。
ＡＴＰ是细胞内能量转变的“通货”。
植物的光合作用和呼吸作用是相互联系的。
无论是糖酵解、戊糖磷酸途径还是三羧酸循环，细胞都能自动调节和控制，使代谢维持平衡。
影响呼吸速率的内部因素很多。
一般来说，凡是生长迅速的植物、器官、组织和细胞，其呼吸均较旺盛。
影响呼吸速率的外界条件，主要有温度、氧气和二氧化碳。
由于呼吸是代谢的中心，在作物栽培过程中，一般来说，都应使呼吸83 第四章 植物的呼吸作用过程正常进行。
但呼吸消耗有机物和放热，对贮藏粮食和果蔬来说，又应该降低呼吸速率，以利安全贮存。
二、术语解释呼吸作用（respiration）：生活细胞内的有机物质，在一系列酶的参与下，逐步氧化分解，同时释放能量的过程。
植物生理学第二、第三章复习题
第二章水分生理第一节水分在植物生命活动中的作用（一）填空1. 植物细胞中自由水与束缚水之间的比率增加时，原生质胶体的粘性，代谢活性，抗逆性。
（二）选择题2．植物的下列器官中，含水量最高的是。
A．根尖和茎尖 B．木质部和韧皮部 C．种子 D．叶片（三）名词解释水分生理束缚水自由水（四）问答题1．简述水分在植物生命活动中的作用。
2．植物体内水分存在的形式与植物的代谢、抗逆性有什么关系？第二节植物细胞对水分的吸收（一）填空1.在标准状况下，纯水的水势为。
加入溶质后其水势，溶液愈浓其水势愈。
2.利用细胞质壁分离现象，可以判断细胞，测定细胞的。
3.由于的存在而引起体系水势降低的数值叫做溶质势。
溶质势表示溶液中水分潜在的渗透能力的大小，因此，溶质势又可称为。
溶质势也可按范特霍夫公式Ψs＝Ψπ＝来计算。
4.具有液泡的细胞的水势Ψw＝。
干种子细胞的水势Ψw＝。
5．干燥种子吸水萌发时靠作用吸水，干木耳吸水靠作用吸水。
形成液泡的细胞主要靠作用吸水。
6．植物细胞处于初始质壁分离时，压力势为，细胞的水势等于其。
当吸水达到饱和时，细胞的水势等于。
7．设甲乙两个相邻细胞，甲细胞的渗透势为-1.6MPa，压力势为0.9MPa，乙细胞的渗透势为-1.3MPa，压力势为0.9MPa，甲细胞的水势是，乙细胞的水势是，水应从细胞流向细胞。
（二）选择题8．当细胞在0.25mol/L蔗糖溶液中吸水达动态平衡时，将该细胞置纯水中会。
A．吸水 B．不吸水也不失水 C．失水9．当植物细胞溶质势与压力势绝对值相等时，这时细胞在纯水中：。
A．吸水加快 B．吸水减慢 C．不再吸水 D．开始失水10．植物分生组织的吸水依靠：。
A．吸胀吸水 B．代谢性吸水 C．渗透性吸水 D．降压吸水11．将Ψp为０的细胞放入等渗溶液中，其体积。
A．不变 B．增大 C．减少12．压力势呈负值时，细胞的Ψw 。
A．大于Ψs B．等于Ψs C．小于Ψs D．等于013．呼吸抑制剂可抑制植物的。
植物生理学试卷2
植物生理学试卷2一、名词解释（每题2分，共10分）1．生物膜：细胞内一切膜的总称，包括质膜、核膜、各种细胞器膜及其它内膜。
2．束缚水：亦称结合水，指与细胞组分紧密结合而不能自由活动的水。
3．蒸腾作用：水分从植物地上部分表面以水蒸汽的形式向外界散失的过程。
4．氧化磷酸化：是指呼吸链上的氧化过程伴随着ADP 被磷酸化为ATP 的作用。
5．糖酵解：是指在细胞质内进行的，在一系列酶参与下，以淀粉、葡萄糖或果糖为底物，经过一系列变化分解为丙酮酸的过程。
二、缩写符号的翻译（每题1分，共5分）1、TCA: 、三羧酸循环2、PPP: 磷酸戊糖途径3、Ψw: 水势4、Ru5P: 核酮糖–5 –磷酸5、Rubisco: 核酮糖–1 ，5 –二磷酸羧化酶/ 加氧酶三、填空题（每空0.5分，共20分）1.跨膜信号转导主要通过（受体）和（G蛋白）2.按照结构，所有的细胞基本上可以分为两种类型：一类是（原核细胞），另一类是（真核细胞）。
3.整个细胞壁是由（胞间层）（初生壁）和（次生壁）三层结构组成。
4.初生细胞壁的主要组成物质是（纤维素）、（半纤维素）、(果胶质)和蛋白质四大类。
5.生物膜流动性的大小决定于（脂肪酸）的不饱和程度，不饱和程度愈（高），流动性愈（强）。
6.微丝的主要作用是（细胞骨架）和(利用ATP 驱使细胞质流动) 。
7.核糖体是细胞中合成(蛋白质) 的场所，每个核糖体是由大小不同的(两个亚基)所组成。
8. 植物散失水分的方式有(两)种，即（蒸腾作用）和(吐水)。
9. 植物根系吸水的两种方式是（主动吸水）和（被动吸水）。
前者的动力是（根压），后者的动力是（蒸腾拉力）。
10. 细胞内水分存在状态有（自由水）和（束缚水）。
11. 常用的蒸腾作用指标有（蒸腾速率）、（蒸腾效率）和（蒸腾系数）。
12. 植物细胞吸收矿质元素的三种方式为（被动吸收）、（主动吸收）和（胞饮作用）。
13. 通常把( N )、( P )和( k ) 三种元素称为肥料的三要素。
植物生理学第二章植物的矿质营养
第二章植物的矿质营养一、 名词解释1. 矿质营养 4•微量元素 7. 可再利用元素 10.载体蛋白 13.反向运输器二、 填空题2. 必需元素5.水培法 8. 易化扩散 11.转运蛋白 14.同向运输器1 .植物细胞中钙主要分布在 ______ 中。
2 .土壤溶液的pH 对于植物根系吸收盐分有显著影响。
一般来说,降低易于吸收 ______ 。
3 .生产上所谓肥料三要素是指 _____ 、 ____ 和 _____ 三种营养兀素。
4 .参与光合作用水光解反应的矿质元素是—、—和 _____________5. _____________________________________ 在植物体内促进糖运输的矿质元素是 、 和 6 .离子跨膜转移是由膜两侧的 _____ 梯度和 _____ 梯度共同决定的。
7 .促进植物授粉、受精作用的矿质兀素是 ________ 。
8.驱动离子跨膜主动转运的能量形式是 __________ 和 _________ 。
9 .植物必需元素的确定是通过 ________ 法才得以解决的。
10. _______________________________ 华北地区果树的小叶病是因为缺 元素的缘故。
11. _______________________________ 缺氮的生理病症首先出现在 叶上。
12. _______________________________ 缺钙的生理病症首先出现在 叶上。
13. _______________________________ 根部吸收的矿质元素主要通过 向上运输的。
14. __________________________________ 一般作物的营养最大效率期是 时期。
15 .植物地上部分对矿质元素吸收的主要器官是 __________16. _______________________________ 植物体内可再利用的元素中以 ________________ 和 最典型；不可再利用的元素中以 ______________ 最典型。
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第2章植物的水分代谢通过本章学习，主要了解:·植物对水分吸收、运输及蒸腾的基本原理，认识维持植物水分平衡的重要性，为合理灌溉提供理论基础。
·植物的水分代谢(Watermetabolism)·植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。
一、基本内容·植物对水分的吸收、运输和散失过程。
二、重点和难点·植物细胞的水分关系·植物水分吸收和散失的调控机理第一节水在植物生命活动中的重要性一、植物的含水量水是植物的主要构成成分，其含水量一般约占组织鲜重的70%~90%。
它随植物种类、植物组织以及外界环境条件而变化。
生命力旺盛，代谢活动强烈，其含水量亦高。
二、水对植物的生理生态作用 （自学）(一)水对植物的生理作用1. 水是原生质的主要组分2. 水直接参与植物体内重要的代谢过程3. 水是许多生化反应的良好介质4. 水能使植物保持固有的姿态5. 细胞的分裂和延伸生长都需要足够的水(二)水的生态作用所谓生态作用就是通过水分子的特殊理化性质，给植物生命活动创建一个有益的环境条件。
1. 水是植物体温调节器2. 水对可见光的通透性3. 水对植物生存环境的调节三、植物体内水分存在的状态束缚水(bound water)被植物细胞的胶体颗粒或渗透物质所吸引，且紧紧被束缚不能自由移动的水分，当温度升高时不能挥发，温度降低到冰点以下也不结冰。
自由水(free water)不被胶体颗粒或渗透物质所吸引或吸引力很小，可以自由移动的水分，当温度升高时可以挥发，温度降低到冰点以下可结冰。
自由水/束缚水比值较高时，植物代谢活跃，生长较快；反之，代谢活性低、生长缓慢，但抗逆性较强。
第二节植物细胞对水分的吸收植物的生命活动是以细胞为基础的。
植物对水分的吸收最终决定于细胞的水分关系。
细胞吸水有三种方式：①吸胀吸水——未形成液泡的细胞靠吸胀作用吸水；②渗透性吸水——具中心液泡的成熟细胞以渗透性吸水为主；③代谢性吸水——直接消耗能量，使水分子经过原生质膜进入细胞的过程。
以渗透性吸水最为重要。
一、植物细胞的渗透吸水水分进出细胞和在细胞间运动也必然伴随着能量的变化，受能量转化规律的制约。
如何衡量植物不同细胞和细胞不同邻位及环境中水分的能量的变化呢？·一个具有普遍意义的判断标准是：自由能的变化，常以ΔG代表。
（一)自由能和水势1.自由能根据热力学原理，系统中物质的总能量可分为：束缚能(bound energy)：是不能用于做有用功的能量；自由能(free energy )：是在恒温、恒压下用于做有用功的能量。
自由能的绝对值无法测定，只知道在变化前后两个不同系统的自由能变化(自由能差)ΔG。
ΔG=G2-G1若ΔG<0，说明系统变化过程中自由能减少，这种情况属自动变化或自发变化；若ΔG>0，说明自由能增加，系统不可自动进行，必须从外界获得能量才能进行；若ΔG=0，说明自由能不增不减，表示系统处于动态平衡。
可见，自由能的变化是判断系统能否自动进行反应的标准。
2.化学势化学势(chemical potential)用来衡量物质反应或转移所用的能量。
化学势：1 偏摩尔的该物质所具有的自由能，用μ表示。
即在一个多组分的混合体系内，组分j 的化学势，是指在等温、等压下，保持其它各组分浓度不变时，加入1 mol j 物质所引起体系自由能的增加量。
3.水势水分移动(和任何物质移动)的能量基础或基本动力，就是不同部位的水的自由能差，它造成水分移动的趋势。
重要的不在于水中所含自由能的绝对数量本身，而在不同部分的自由能的相对水平。
水势(Water potential)(差)：就是每偏摩尔体积水的化学势(差)。
即水液的化学势(μW)与同温同压同系统中纯水的化学势(μ·W)之差(ΔμW)除以水的偏摩尔体积(VW)所得的商。
水势ΨW可以用公式表示为：ΨW = μW －μ0W/VW = ΔμW / VWΨW代表水势，μW－μ0W为化学势差，VW为偏摩尔体积。
偏摩尔体积(Partial molar volume)：是指恒温恒压下，在多组分体系中加入1mol该物质所占据的体积。
在稀的水溶液中，水的偏摩尔体积与纯水的摩尔体积(18.00cm3·mol－1)相差不大，实际应用时往往用纯水的摩尔体积代替偏摩尔体积。
水势单位：帕( Pascle, Pa )兆帕( MPa, 1MPa = 10 6Pa )1 bar = 0.1 MPa = 0.987 atm,1 标准atm = 1.013×10 5 Pa= 1.013 bar(二)渗透现象半透膜：只允许水分子通过，而不能使任何溶质分子或离子透过的膜，如火棉胶、膀胱、羊皮纸等. 渗透系统：半透膜包闭的蔗糖或其它溶液置于另一溶液(或水)中构成的系统。
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。
(三)植物细胞构成的渗透系统在一个成熟的细胞中，具有一个大液泡。
质壁分离(plasmolysis)：如果把具有液泡的细胞，置其水势低于细胞液的水势中，植物细胞因液泡失水，而使原生质体和细胞壁分离的现象。
质壁分离复原(deplasmolysis)：如果把发生了质壁分离的细胞，浸在水势较高溶液或蒸馏水中，外界的水分子便进入细胞，液泡变大，整个原生质体慢慢地恢复原状，这种现象叫质壁分离复原，或去质壁分离。
质壁分离现象是生活细胞的典型特征，可以根据质壁分离现象解决如下几个问题：(1) 确定细胞是否存活(2) 测定细胞的渗透势(3) 观察物质透过原生质层的难易程度(四)植物细胞的水势构成渗透势(osmotic potential)或溶质势(solute potential)：由于溶质的存在而使水势降低的值。
以ψs表示，按此式计算：ψs = - icRT （c 溶液的摩尔浓度，T 绝对温度，R 气体常数，i 等渗系数）压力势(pressure potential)(以ψp表示)：由于细胞壁压力的存在而引起的细胞水势增加的值，其为正值。
衬质势(matrix potential)( ψm )：是细胞胶体物质亲水性和毛细管对水束缚(吸引)而引起的水势降低值。
对已形成中心大液泡的细胞，由于原生质仅为一薄层，液泡内的大分子物质又很少，一般忽略不计。
对具有液泡的成熟细胞，其水势(ψw)的高低，决定于渗透势(ψs)与压力势(ψp)之和：ψs始终为负值ψp一般为正值ψw通常为负值ψw=ψp+ψs典型的植物细胞的水势构成：ψw = ψs + ψp + ψm以上表明：细胞ψw及其组分ψp、ψs与细胞相对体积间的关系密切，细胞的水势不是固定不变的，ψs、ψp、ψw随含水量的增加而增高，植物细胞颇似一个自动调节的渗透系统。
(五)细胞之间的水分移动水分进出细胞由细胞与周围环境之间的水势差决定，水总是从高水势区域向低水势区域移动。
若环境水势高于细胞水势，细胞吸水；反之，水从细胞流出。
对两个相邻的细胞来说，它们之间的水分移动方向也是由二者的水势差决定。
水势差不仅决定水流的方向，而且影响水分移动的速度。
细胞间水势梯度(water potential gradient)越大，水分移动越快；反之则慢。
当有多个细胞连在一起时，例如一排薄壁细胞间的水分转运方向，也完全由它们之间的水势差决定。
影响植物细胞水势变化的因素：一方面：不同器官或同一器官不同部位的细胞水势大小不同；一方面：环境条件对水势的影响也很大。
二、植物细胞的吸胀吸水·干燥种子的细胞中，壁的成分纤维素和原生质成分蛋白等生物大分子都是亲水性的，而且都处于凝胶状态，这些凝胶分对水分子的吸引力称为吸胀力。
·因吸胀力的存在而吸收水分子的作用称为吸胀作用。
吸张力实际上是水势的衬质势，系由吸胀力的存在而降低的水势值。
干燥种子的ψm总是很小：例如：豆类种子中胶体的衬质势可低于-100MPa，细胞吸水饱和时，ψm= 0。
一般地说，细胞形成中央液泡之前主要靠吸胀作用吸水。
例如：干燥种子的萌发吸水、果实、种子形成过程中的吸水、分生区细胞的吸水等等。
吸胀过程中的水分移动方向，也是从水势高的区域流向水势低的区域。
细胞内亲水物质通过吸胀力而结合水称为吸胀水，它是束缚水的一部分。
三、细胞的代谢性吸水(metabolic absorption of water)利用细胞呼吸释放出的能量，使水分经过质膜进入细胞的过程。
代谢性吸水的机制尚不清楚，吸收占总细胞吸水比例有多大还有争议。
四、细胞水分的跨膜运动早在40年前提出了水通道或水孔介导的水跨膜快速移动。
·1970年Macey等首先发现氯汞苯磺酸盐对水通透性具有强烈的抑制作用，而对尿素通透性无影响，表明水通道与溶质通道明显不同。
·1988年Saboori发现了28KD的水通道蛋白(Water channal Proteins,CHIP28)，为膜内在蛋白，其后被定名为水孔蛋白（aquaporir），将CHIP28改称为AQP1。
水孔蛋白现已鉴定出6种，分别用AQP0、AQP1、…、AQP5表示。
·水孔蛋白的存在便于水分在细胞内的运输，也参与细胞的渗透调节。
·植物中水孔蛋白的发现为水分跨膜运输提供了分子基础。
第三节植物根系对水分的吸收植物吸水的途径有：(1)叶面吸水：现代叶面喷施液体肥的的生理基础。
叶片吸水量相对植物的需水量而言，是很微小的，在水分供应上不具有重要意义。
(2)根系吸水：是陆生植物吸水的主要途径。
一、根部吸水的区域根的吸水主要在根尖进行：根尖中，以根毛区的吸水能力最强，伸长区、分生区和根冠吸水能力较小。
根毛区吸水能力最大：1. 根毛区有许多根毛，增大了吸收面积；2. 根毛细胞壁的外部由于果胶物质覆盖，粘性强，亲水性好，有利于与土壤颗粒粘着和吸水；3. 根毛区输导组织发达，对水分的移动阻力小。
根毛区随着根的生长不断前进，老的不断死亡，新的不断产生。
二、根系吸水方式及其动力植物根系吸水主要依靠两种方式：1. 被动吸水2. 主动吸水无论哪种方式，吸水的基本依据仍然是细胞的渗透吸水。
(1) 被动吸水：因蒸腾作用所产生的吸水力量，叫做“蒸腾牵引力”。
在整株植物中，这种力量可经过茎部导管传递到根系，使根系再从土壤中吸收水分。
由于吸水的动力发源于叶的蒸腾作用，故把这种吸水称为根的被动吸水。
是蒸腾旺盛季节植物吸水的主要动力。
(2) 主动吸水：可由“伤流”和“吐水”现象说明。
“吐水”(guttation)：完整的植物在土壤水分充足，土温较高，空气湿度大的早晨，从叶尖或叶边缘排水孔吐出水珠，此现象称为“吐水”(guttation)。
如秋天的早晨，常常可以看到田间小麦有这种吐水现象。
“伤流”(bleeding)：从受伤或折断的植物组织溢出液体的现象称为伤流(bleeding)。