高级植物生理学
高级植物生理复习资料
高级植物生理学一名词解释（仅供参考）1植物生理学：高级植物生理学是一门研究植物生命规律及其调控的综合学科2核孔(nuclear pore)：核膜是细胞核与细胞质之间的界膜,但核膜不连接,上有许多小孔,这就称为核孔。
它实现核质之间频繁的物质交换和信息交流3水势(water potential);就是每偏摩尔体积水的化学势差,即体系中水的化学势与纯水化学势之差除以水的偏摩尔体积所得的商.4渗透势(溶质势):由于溶质的存在而使水势降低的值,其值为负.5压力势(pressure potential)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.6水孔蛋白(aquaporin):研究发现植物细胞质膜和液泡膜上有一类膜内蛋白,其多肽链穿越膜并形成孔道,特异的允许水分子通过,具有高效转运水分子的功能,这类蛋白被称为水孔蛋白.7胞间连丝：在初生纹孔场上集中分布着许多小孔，细胞的原生质细丝通过这些小孔，与相邻细胞的原生质体相连。
这种穿过细胞壁，沟通相邻细胞的原生质细丝称为胞间连丝。
是细胞间物质运输与信息传递的重要通道，通道中有一连接两细胞内质网的连丝微管8微体：含有酶的单层膜囊泡状小体，与溶酶体功能相似，但所含酶不同于溶酶体9渗透作用（Osmosis）指两种不同浓度的溶液隔以半透膜，水分子或其它溶剂分子从低浓度的溶液通过半透膜进入高浓度溶液中的现象。
或水分子从水势高的一方通过半透膜向水势低的一方移动的现象。
10高渗溶液（hypertonic solution）：将细胞（或生物体）浸入某种溶液中时，水从细胞向外部渗出，这种溶液显示高渗性，称为高渗溶液11低渗溶液：如果水向细胞内渗入，则表示溶液为低渗性，则称为低渗溶液12等渗溶液：细胞内外浓度相等的溶液13质壁分离：指的是成熟的植物细胞在外界溶液浓度较高的环境下，细胞内的水分会向细胞外渗透，进而失水导致原生质层和细胞壁收缩，而细胞壁的伸缩性要小于原生质层，所以产生了这种原生质层和细胞壁分离的现象14矿质元素(mineral element):灰分中的物质为各种矿质的氧化物、硫酸盐、磷酸盐等,构成灰分的元素称为灰分元素又称为矿质元素.15必需元素(essential element):是植物生长发育必不可少的元素.16离子的主动吸收与被动吸收(active absorption and passive absorption)被动吸收:溶质顺电化学势梯度进入质外体的吸收过程,不需要代谢提供能量.主动吸收:溶质跨膜进入细胞质和液泡的过程,要利用呼吸释放的能量逆电化学势梯度吸收.17协助扩散(facilitated diffusion):协助扩散是小分子物质经膜转运蛋白协助,顺浓度梯度或电化学梯度跨膜的转运,不需要细胞提供能量.18离子通道(ion channel):是细胞膜中一类内在蛋白构成的孔道.可为化学方式或电学方式激活,控制离子通过细胞膜的顺势流动.19离子的选择吸收(selective absorption):是指植物对同一溶液中不同离子或同一盐的阳离子和阴离子,吸收的比例不同的现象.20光合作用(photosynthesis):通常是指绿色植物吸收光能,把二氧化碳和水合成有机物,同时释放氧气的过程.从广义上讲,光合作用是光养生物利用光能把二氧化碳合成有机物的过程.21原初反应(primany reaction):是光合作用起始的光物理化学过程,包括光能的吸收、传递与电荷的分离,即天线色素吸收光能并传递给中心色素分子,使之激发,被激发的中心色素分子将高能电子传给原初电子受体．同时又从原初电子供体获得电子.原初反应的速度极快.22作用中心色素(reaction center pigment):又称为反应中心色素,是指少数特殊状态的叶绿素a分子,具有光化学活性,将获得的光能进行电荷分离,直接参与光化学反应的色素.23聚光色素(light harvesting pigment):聚光色素没有光化学活性,不直接参与光化学反应,类似无线电天线将吸收的光能以诱导共振方式传递给作用中心色素.包括:大部分叶绿素a分子、全部叶绿素b、类胡萝卜素分子.24希尔反应(Hill reaction):离体叶绿体在有适当氢受体存在时照光发生放氧的反应称为希尔反应.25红降现象(red drop):光合作用的量子产额在波长大于680nm时急剧下降的现象.26爱默生效应(Emerson effect):指如果用波长大于685nm的红光补充一个波长较短的红光(650nm),则量子产额比分别单独用这种光照射的产量产额之和还要高,这种现象为双光增益效应.27 PSI:光系统 I,作用中心I,其作用中心色素最大吸收峰在700nm处,也称P700;28 PSII:光系统II,作用中心II,其作用中心色素最大吸收峰在680nm处,也称P680.29 Rubisco(RuBP carboxylase/oxygenase):1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶30荧光现象(fluorescence):激发态的叶绿素分子回到基态时,可以光子形式释放能量.处在第一单线态的叶绿素分子回至基态时所发出的光称为荧光.31作用中心(reaction centre):是叶绿体中进行光合原初反应的最基本的色素蛋白结构.它至少包括:1个作用中心色素分子(P);1个原初电子受体(A);1个原初电子供体(D).作用中心基本成分是由结构蛋白质和脂类组成.32光合链(photosynthetic chain):由PSII和PSI以及一系列电子传递体组成的使水中的电子最终传给NADP+ 的电子传递轨道称为光合电子传递链,简称光合链.33光合磷酸化(photophosphorylation):光下在叶绿体(或载色体)中发生的由ADP与Pi合成ATP的反应.34光呼吸(photorespiration):植物的绿色细胞在光照下吸收氧气释放CO2的过程,由于这种反应仅在光下发生,需叶绿体参与,并与光合作用同时发生,故称作为光呼吸.因为光呼吸的底物乙醇酸和其氧化产物乙醛酸,以及后者经转氨作用形成的甘氨酸皆为C2化合物,因此光呼吸途径又称为C2光呼吸碳氧循环35呼吸作用(respiration):生活细胞内的有机物,在酶的参与下,逐步氧化分解并释放能量的过程.36 EMP途径(EMP pathway):即糖酵解,己糖在细胞质中分解成丙酮酸的过程.37三羧酸循环(tricarboxylic acid cycle,TCAC):在有氧条件下丙酮酸在线粒体基质中彻底氧化分解为二氧化碳的途径.38 PPP(pentose phosphate pathway):即戊糖磷酸途径,葡萄糖在细胞质内直接氧化分解,并以戊糖磷酸为重要中间产物的有氧呼吸途径.39生物氧化(biological oxidation):也称细胞氧化,广义上指生物体内各种有机物质的氧化分解过程,狭义上指发生在线粒体内一系列传递氢和电子的氧化还原过程.40呼吸链(respiration chain):即呼吸电子传递链,指线粒体内膜上由呼吸传递体组成的电子传递的总轨道.41氧化磷酸化(oxidative phosphorylation):氧化磷酸化就是呼吸链上的磷酸化作用,也就是当NADH+H+上的一对电子被传递至氧时,所发生的ADP被磷酸化为ATP的作用.42能荷调节(regulation of energy charge):细胞中腺苷酸(AMP,ADP,ATP)对呼吸作用和其他一些代谢有明显的调节作用.43抗氰呼吸(Cyanide resistat repiration):对氰化物不敏感的那一部分呼吸.抗氰呼吸可以在某些条件下与电子传递主路交替运行.44呼吸商(respiration quotient RQ):植物组织在一定时间内,放出二氧化碳的量与吸收氧气的量的比值叫做呼吸商,又称呼吸系数.45末端氧化酶(terminal oxidase):处于生物氧化一系列反应的最末端的氧化酶.除了线粒体内膜上的细胞色素氧化酶和抗氰氧化酶之外,还有存在于细胞质中的酚氧化酶、抗坏血酸氧化酶和乙醇酸氧化酶等.46无氧呼吸消失点(anaerobic respiration extinetion point):无氧呼吸停止进行的最低氧浓度(10%左右)称为无氧呼吸消失点.47植物激素(plant hormones,phytohormones):在植物体内合成的、能从合成部位运往作用部位、对植物生长发育产生显著调节作用的微量小分子有机物.目前国际上公认的植物激素有五大类:生长素类、赤霉素类、细胞分裂素类、脱落酸、乙烯.另外有人建议将油菜素甾体类、茉莉酸类也列为植物激素.48三重反应(triple response):乙烯对植物生长具有的抑制茎的伸长生长、促进茎或根的增粗和使茎横向生长(即使茎失去负向地性生长)的三方面效应.49植物生长调节剂(plant growth regulators):人们研究并合成的与天然植物激素具有同样生理作用的有机化合物. 50植物生长物质(plant growth substances):能够调节植物生长发育的微量化学物质,包括植物激素和植物生长调节剂、抑制物质、植物生长调节剂.51生长抑制剂(growth inhibitor):抑制顶端分生组织生长的生长调节剂,它能干扰顶端细胞分裂,引起茎伸长的停顿和破坏顶端优势,其作用不能被赤霉素所恢复,常见的有脱落酸、青鲜素、水杨酸、整形素等.52生长延缓剂(growth retardant):抑制植物亚顶端分生组织生长的生长调节剂,它能抑制节间伸长而不抑制顶芽生长,其效应可被活性GA所解除.生产中广泛使用的生长延缓剂有矮壮素、烯效唑、缩节安等.53极性运输(polar transport):只能从形态学的一端运向另一端的运输,如生长素的运输,只能从形态学的上端运向形态学的下端,而不能从形态学下端运向上端.54激素受体:能与激素特异结合并引起特殊生理效应的物质,一般是属于蛋白质.55植物细胞的全能性(totipotency):植物体每一个细胞都具有分化成一个完整植株的潜在能力,即具有形成完整生物个体的全套基因.56黄化现象(ctiolation):在黑暗中生长的植物茎柔嫩而细长,叶片似小鳞片状紧贴于茎上,茎的顶端一直保持弯曲状态而不伸展;内部组织分化不完全,薄壁细胞多,输导和机械组织不发达,茎叶中没有叶绿素,整个植株呈黄白色. 57温周期现象(thermoperiodicity):植株或器官的生长速率随昼夜温度变化而发生有规律变化的现象.58光形态建成(photomorphogenesis):由光调节植物生长、分化与发育的过程称为植物的光形态建成,或称光控发育作用.59蓝光效应(blue effect):蓝紫光抑制生长,促进分化,抑制黄化现象的产生,诱导向光性反应,这种现象称为蓝光效应.60光敏色素(Phytochrome,Phy):一种对红光和远红光的吸收有逆转效应、参与光形态建成、调节植物发育的色素蛋白.61生长相关性(correlation):植物各部分之间的相互制约与协调的现象.62顶端优势(apical dominance):植物的顶芽生长占优势而抑制侧芽生长的现象.63生长大周期(grand period of growth):植物器官或整株植物的生长速度表现出"慢-快-慢"的基本规律,即开始时生长缓慢,以后逐渐加快,然后又减慢以至停止.这一生长全过程称为生长大周期.64向光性(phototropism):植物随光的方向而弯曲生长的现象.包括正向光性、负向光性、横向光性.65识别蛋白(recognition protein ):存在于花粉与柱头上能够起识别作用的蛋白质.66生长素梯度学说(auxin gradient theory):不是叶片内生长素的绝对含量,而是横过离层区两边生长素的浓度梯度影响脱落.梯度大,即远轴端生长素含量高,不易脱落;梯度小时,即近轴端生长素含量高于或等于远轴端的量,则促进脱落.67生物自由基(biological radicals):自由基是具有未配对价电子的基因或分子.生物自由基,通过生物自身代谢产生的一类自由基.68呼吸跃变(climacteric):果实成熟过程中,呼吸速率突然增高,然后又迅速下降的现象.呼吸跃变的产生与外界温度和果实内乙烯的释放密切相关.呼吸跃变是果实进入完熟的一种特征.69衰老(senescence):在正常条件下发生在生物体的机能衰退并逐渐趋于死亡的现象,具体指的是植物的细胞、组织、器官或整个植株的生理功能衰退的现象.70膜脂过氧化作用(membrane lipid peroxidation):指生物膜中不饱和脂肪酸在自由基诱发下发生的过氧化反应,其结果不仅使膜中不饱和脂肪酸含量降低,引起膜流动性下降以致膜相分离和膜通透性增大,膜的正常功能破坏,而且膜脂过氧化物MDA等也能直接对细胞起毒害作用.71水合补偿点(hydrtion compensation point):缺水会导致植物光合作用降低,当植物因缺水而使其光合速率与呼吸速率相等(即净光合速率为零)时,植物叶片的水势称为水合补偿点.72 SOD(super-oxide dismutase):超氧化物歧化酶.存在于植物细胞中最重要的清除自由基的酶,能催化生物体内分子氧活化的第一个中间产物氧自由基发生歧化反应,生成氧气和过氧化氢.SOD分Cu-Zn-SOD,Mn-SOD和Fe-SOD三种类型,主要分布在叶绿体、线粒体和细胞质中.73活性氧(active oxygen):化学性质活泼、氧化能力很强的含氧物质的总称,包括含氧自由基和含氧非自由基.74油菜素甾醇：油菜素甾醇在植物的生长发育中有着重要的作用，与其他植物激素一起参与调控植物发育的很多方面，包括茎叶的生长、根的生长、维管组织的分化、育性、种子萌发、顶端优势的维持、植物光形态建成等。
《高级植物生理》课件
光合色素与光能吸收
总结词
光合色素是植物体内负责吸收和传递 光能的色素，主要有叶绿素、类胡萝 卜素和藻胆素等。
详细描述
叶绿素主要吸收蓝紫光和红光，类胡 萝卜素主要吸收蓝紫光，藻胆素则主 要吸收蓝光。这些色素通过吸收不同 波长的光，将光能传递给光合系统中 的其他分子。
光合作用的产物与分配
总结词
光合作用的产物是有机物和氧气，其中有机物主要包括葡萄糖、蔗糖和淀粉等，这些有机物会被植物体内的各种 细胞和组织所利用。
02 植物水分生理
植物的水分关系
01
02
03
植物的水分来源
植物主要通过根系从土壤 中吸收水分，同时也能够 从空气中的水蒸气获得水 分。
植物的水分需求
植物在不同生长阶段对水 分的需求不同，水分过多 或过少都会影响植物的生 长和发育。
植物的水分平衡
植物通过调节水分吸收、 运输和蒸腾等过程，保持 体内水分平衡，以维持正 常的生理功能。
裂、细胞伸长等。
此外，呼吸作用产生的中间代谢 产物还可以用于合成其他重要的
化合物，如核酸、蛋白质等。
有氧呼吸与无氧呼吸的转换
当氧气供应不足时，植物会从有氧呼 吸转变为无氧呼吸，以适应环境变化 。
在某些情况下，无氧呼吸产生的乙醇 和二氧化碳可能会对植物造成毒害， 因此植物需要适时地恢复有氧呼吸。
有氧呼吸与无氧呼吸的转换涉及到一 系列酶的活性和基因的表达调控。
细胞运动
细胞运动是指细胞的整体或部分在空间中的位置 变化。例如，在胚胎发育过程中，某些细胞可以 通过胞质流动或收缩等方式进行移动，形成组织 和器官的结构。
细胞周期与细胞分裂
细胞周期
有丝分裂
减数分裂
细胞分化
高级植物生理学在研究中的应用
高级植物生理学在研究中的应用
高级植物生理学是一门能够研究植物体内复杂物理过程的科学，它涉及到植物
的生长、发育过程，尤其是“光合作用”和“水逆境”的调控规律，以及其他生物性能的机理。
高级植物生理学的研究可以解答植物体内复杂的生理学现象。
它的研究也可以应用于食品生产，以调控食品的保鲜期和风味。
因此，高级植物生理学在高等教育中具有重要意义。
高等教育中，教学中强调高级植物生理学理论及其实践方法。
它不仅教学了植
物识别、形态分析特用，还着重植物体内复杂过程的动态调控及其机理，如光合作用、水逆境及其他生物性能的机理，从而提高了植物生理学的实践能力与应用水平。
同时，该课程还着重教导学生从实际应用的角度分析植物的生理学的机理，从而帮助学生厘清研究过程，提高解决问题的能力。
此外，学习高级植物生理学，还可以扩展和拓展学生对与其相关学科的知识结构，比如生物学、化学和物理，从而帮助学生深入学习和掌握植物生理学的发展历程及其研究方法。
此外，学习高级植物生理学的研究技术也有助于推动新能源的开发和技术成果的实现，加快科技进步。
总之，高级植物生理学在高等教育中具有重要意义，它的教学旨在增强学生理
论知识及其实践应用，以推动植物生理学的研究，最终促进科学技术发展。
(完整版)考博高级植物生理学
1水分生理。
水分的吸收机理(细胞的吸收，根的吸收)，提高抗逆性水分代谢：植物对水分的吸收、运输、利用和散失的过程。
一、细胞吸水的机理：1.渗透吸水指由于溶质势的下降而引起的细胞吸水，为含有液泡的细胞吸水。
2.吸胀吸水对于无液泡的分生组织和干燥种子来说，主要是依赖于细胞内的亲水性物质，有较低低的衬质势。
二、植物根系吸水。
植物根系吸水的方式按动力不同，分为主动吸水和被动吸水两种方式。
主动吸水是由植物根系本身的生理活动而引起的吸水方式，动力来自根压，根压指由于根系生理活动引起水势下降，导致土壤周围细胞的水分向根部流动，这种是液体从根部上升的压力；被动吸水是由于枝叶的蒸腾作用而引起根部吸水的方式，动力来自蒸腾拉力，蒸腾拉力指由于整体作用产生的一些列水势梯度使导管中水分上升的力量。
根系吸水的途径有三条，质外体途径，跨膜途径和共质体途径。
质外体途径是指水分通过细胞壁、细胞间隙等无细胞质部分的移动，速度快；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，速度较慢；跨膜运输指水分从一个细胞移到另一个细胞，要通过两次质膜和液泡膜；提高作物抗旱性途径是什么？（1）根据作物抗旱特征可以选择不同抗旱性的作物品种。
（2）提高作物抗旱性的生理措施，如：抗旱锻炼等（3）施用生长延缓剂如矮壮素等2根干旱后怎么告诉叶片（机理），如何做到合理灌溉等人为的因素。
什么叫信号转导？细胞信号转导包括哪些过程？答：通过信号传导。
信号转导是指细胞偶联各种刺激信号与其引起的特定生理效应之间的一系列分子反应机制。
包括四个步骤：第一，信号分子与细胞表面受体的相结合；第二，跨膜信号转换；第三，在细胞内通过信号转导网络进行信号传递、放大和整合；第四，导致生理生化变化如何才能做到合理灌溉？合理灌溉是依据作物需水规律和水源情况进行灌溉，调节植物体内的水分状况，满足作物生长发育的需要，用适量的水取得最大的效果。
要做到合理灌溉，就要掌握作物的需水规律。
高级植物生理学课件第一章细胞及细胞壁
细胞膜和细胞壁协同作用，通过调节细胞内外物质的交换和信号传递，控制细胞的生长和分裂。
影响因素及调控机制
环境因素
温度、光照、水分等环境因素会影响细胞膜和细胞壁的结 构和功能，进而影响细胞生理活动。
激素调节
植物激素如生长素、细胞分裂素等通过调节细胞膜和细胞 壁相关基因的表达，影响细胞膜和细胞壁的结构和功能。
实验结果比较
将不同实验条件下的观察结果进行比较，分 析处理条件对细胞壁结构的影响。
实验问题讨论
针对实验过程中出现的问题进行讨论，提出 可能的解决方案和改进措施。
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扫描和透射模式选择
根据观察目的选择合适的扫描或透射模式，以获取细胞壁的超微结构信息。
图像记录和分析
使用数字成像系统记录电子图像，并进行定性和定量分析。
特异性染色技术应用
荧光染色
利用荧光染料对细胞壁进行染色，通过荧光显微镜观察 细胞壁的结构和组成。
酶细胞化学染色
利用酶对细胞壁进行特异性染色，以显示细胞壁中不同 成分的空间分布。
镜头选择
根据观察需求选择合适的物镜和目镜，以获 得清晰的视野。
调焦技巧
使用粗准焦螺旋和细准焦螺旋进行调焦，避 免压碎样品或损坏镜头。
视野调整
通过移动载物台和调节光阑，使样品位于视 野中央并保持清晰。
电子显微镜观察方法
样品制备
将植物细胞切成薄片或进行染色处理，以便在电子显微镜下观察。
加速电压调整
根据样品厚度和观察需求调整加速电压，以获得清晰的电子图像。
木质素合成过多或过少
分别导致细胞壁过于坚硬或松软，影响植物体的正常生理功能和对环 境的适应性。
高级植物生理学—专题二课件
呼吸作用的影响因素与调节
温度
氧气浓度
温度对呼吸作用的影响呈曲线关系，过高 或过低的温度都会抑制呼吸作用。
氧气浓度过高或过低都会影响呼吸作用的 正常进行。
pH值
抑制剂
植物呼吸作用的速率受到细胞内pH值的影 响。
某些化学物质可以抑制呼吸作用的某些环 节，从而影响整个呼吸过程。
04
植物激素
植物激素的基本概念
光合作用的效率与影响因素
光照强度是影响光合作用效率的主要因素，光 照不足会导致光合速率下降，光照过强则会导
致光抑制。
二氧化碳浓度也是影响光合作用效率的重要因素，二 氧化碳浓度过高或过低都会降低光合作用效率。
光合作用的效率受到光照强度、光照时间、温 度、二氧化碳浓度等多种因素的影响。
温度对光合作用的影响主要体现在酶的活性上， 适宜的温度范围可以提高光合作用效率。
脱落酸（ABA）
促进细胞伸长和分裂，打破休眠 ，促进种子萌发。
促进叶片脱落和休眠，抑制细胞 分裂和伸长。
生长素（IAA）
促进细胞伸长和生长，调节根冠 比，促进果实发育。
乙烯（ETH）
促进果实成熟和器官脱落。
植物激素的合成与代谢
植物激素的合成
植物激素在植物体内特定 部位合成，如IAA在幼嫩 的芽叶和发育中的种子中 合成。
植物激素的代谢
植物激素在合成后需要进 行修饰和转化，以调节其 活性和作用。
植物激素的运输
植物激素在植物体内通过 极性运输和非极性运输进 行扩散和分布。
05
植物生长与发育
植物生长的基本概念
植物生长
生长周期
指植物通过细胞分裂、增大和分化， 实现整体和器官的体积增大和功能完 善的过程。
《高级植物生理学》精品资源共享课程的建设与思考
《高级植物生理学》精品资源共享课程的建设与思考《高级植物生理学》是一门专门研究植物内部生理活动和生理过程的课程。
通过学习这门课程，我们可以了解植物的生长发育过程，植物对环境的适应能力以及植物内部的调控机制。
为了提高学生的学习效果和兴趣，我们可以采取精品资源共享课程的建设与思考。
我们可以选择一些优秀的教材作为教学参考，如《植物生理学导论》、《植物生理学》等。
这些教材内容全面，覆盖了植物生理学的各个方面，包括光合作用、呼吸作用、物质运输等。
教师可以结合教材内容，制定教学大纲，明确教学目标和重点。
我们可以建立一个资源共享平台，为学生提供各种学习资料和资源。
这些资源可以包括课堂笔记、教学视频、练习题、考试样题等。
教师可以将自己的教学笔记和教学视频上传到平台上，学生可以随时随地进行学习和复习。
教师还可以找一些优秀的学生做笔记分享，让学生们互相学习和交流。
我们还可以邀请一些专家学者和行业人士来进行讲座和交流。
他们可以分享自己在植物生理学领域的研究成果和经验，让学生们了解到植物生理学的最新进展和前沿技术。
这不仅能激发学生的学习兴趣，还可以拓宽学生的视野。
我们还可以组织一些实践教学活动，让学生们亲自参与到植物生理学的研究中。
比如组织实验室探索活动，让学生亲自动手操作植物生理实验，了解实验设计和数据处理的方法。
还可以组织实地考察活动，到植物研究所或者农业生产基地进行考察，了解植物生理在实际生产中的应用。
我们可以采用多种评估方式对学生进行考核。
除了传统的笔试和实验报告外，还可以采用开放性问题的方式，让学生进行思考和讨论。
这样既能培养学生的独立思考和解决问题的能力，又能更好地评估学生的综合素质和能力。
《高级植物生理学》精品资源共享课程的建设与思考可以通过选择优秀的教材、建立资源共享平台、邀请专家学者进行讲座和交流、组织实践教学活动以及采用多种评估方式等来实现。
这样可以提高学生的学习效果和兴趣，培养学生的创新思维和综合素质。
高级植物生理学
高级植物生理学高级植物生理学1.设计一个研究植物叶片衰老机理的试验方案（理论依据、研究内容及测定指标、预期结果与分析）。
答：衰老（senescence）是导致植物自然死亡的一系列恶化过程，也是植物的器官或植物的生命活动自然结束的衰退过程。
叶片衰老是一种受遗传和外界因子,如日照、病害、遮荫、高温、干旱和水涝等逆境影响的高度程序化过程(Thomashe Stoddarj,1982)。
植物衰老的类型1〕整体衰老型：一年生植物或二年生植物在开花结实后出现整株衰老死亡。
2）地上部衰老：多年生草本植物地上部随着生长季节的结束而每年死亡，而根系和其他地下部分可以继续生存多年；3）落叶衰老型：多年生落叶木本植物的茎和根能生活多年，而叶子每年衰老死亡和脱落。
4）渐进衰老型：多年生常绿木本植物较老的器官和组织随时间的推移逐渐衰老脱落，并被新的器官所取代。
衰老的生物学意义不应该把衰老单纯看成消极的导致死亡的过程，植株或器官的衰老在生态适应以及营养物质再度利用上都有积极意义。
积极方面：如一、二年生植物成熟衰老时，其营养器官贮存的物质降解，运转到发育的种子、块根、块茎等器官中作为贮藏物质被再度利用；秋季树叶老化也有类似情况，输出的物质贮藏在茎和芽中可以再利用；叶片衰老死亡，多年生草本植物地上部分死亡，有利于越冬；果实衰老成熟，有利于靠动物传播种子，便于种子的发散和生存。
消极方面：农作物受到某些不良因素影响时，适应能力降低，引起营养体生长不良，造成过早的衰老，籽粒不饱满，影响产量和品质。
衰老过程的细胞结构变化结构上明显衰退，且有一定顺序。
在叶肉细胞中，叶绿体破坏最早，其次是内质网、高尔基体和线粒体等，核和膜破坏较迟。
衰老时的生理生化变化：（1）生活力显著下降：生长速率下降（2）蛋白质显著下降：随着叶片中叶绿体的破坏和降解、蛋白质的含量显著下降。
叶片衰老时，总的表现是蛋白质含量显著下降，并伴随蛋白质水解的同时，游离氨基酸积累。
高级植物生理学课件-ppt-word
第一章：植物的水分代谢一、植物对水分的需要For every gram of organic matter made by the plant, approximately 500 g of water is absorbed by the roots,水分在生命活动中的作用细胞内水分呈束缚水和自由水两种状态水分是细胞质的主要成分水分是代谢过程的反应物质水分是植物对物质吸收和运输的溶剂水分能保持植物的固有姿态二、植物对水分变化的反应及生态类型即水生植物和陆生植物（一）水生植物水生植物(hydrophite)指植株全部或至少根系可一直生长在水中的植物。
根据它们在水中的生长状态，可以把它们划分为沉水植物(submerged plant) 浮水植物(floating—leaf plant) 挺水植物(emerged plant)沉水植物(submerged plant)是指整个植物体都浸没在水中的植物其中一种类型是扎根于水底的土壤另一种类型则是悬浮于水中而根系退化的由于水中氧少光弱，因而植物的通气组织发达，构成连续的通气网络。
整个植株都可直接吸收水、矿质营养和水中的气体浮水植物(floating—leaf plant)指那些植物体完全漂浮在水面上或植物扎根于水底而叶子漂浮在水面上的植物浮水植物水下部分结构与沉水植物相似，但水面上部分由于直接与空气接触，表皮细胞常具薄的角质层，气孔一般只生于叶的上表皮，并有通气结构贯通整个植物挺水植物(emerged plant)指那些根、下部茎，有的还包括部分下部叶浸没于水中，而上部的茎叶挺伸出水面以上的植物挺水植物的维管组织、机械组织和保护组织在水生植物中是最发达的，并具有良好的通气组织，常能忍受一定时间限度的土壤干燥（二）陆生植物湿生植物(hygrophyte)中生植物(mesophyte)旱生植物(xerophytic plant)短命植物(short—1ife plant)避旱植物(drought—evading plant)耐旱植物(drought—enduring plant)抗旱植物(drought—resisting Plant)三、水分经植物从土壤到大气，水势T r e e s c a n g r o w m u c h t a l l e r t h a n10m•Suction tension(吸水压) in the xylem must be greater than that of a vacuum•Water potential (or pressure) in the xylem must be negative•How do we account for a negative water potential (pressure)?W a t e r m o v e m e n t b e t w e e n c o m p a r t m e n t syp = -RTc R: gas constant T: temperature (K) c: solute concentrationG e n e r a t i o n o f r o o t p r e s s u r e i n a n e x c i s e d p l a n t四、根系对水分的吸收water-channel proteins (aquaporins)E x o d e r m i s a n d e n d o d e r m i s•S u b e r i n in cell walls of exodermis and endodermis blocks a p o p l a s t i c w a t e r f l o w•Water must e n t e r the cells (symplasm)•Plasma membrane offers enormous resistance to water transport•How can water enter the symplast?•Through special pores in the plasma membrane: w a t e r-c h a n n e l p r o t e i n s (a q u a p o r i n s) Water transport across membrane is mediated by water channels (aquaporins)Water movement – ALWAYS PASSIVE !Water movement occurs either as diffusion or bulk flowDiffusion: driven by concentration gradient, permeability defined as diffusional water permeability (Pd: m s-1)Bulk flow: driven by pressure difference (hydrostatic or osmotic); defined as osmotic permeability (Pf: m s-1) or hydraulic conductivity (Lp:m s-1 MPa-1)Pf often greater than Pd, Why ?Water channels -Aquaporins•Transmembrane proteins;•Facilitate passive transport of water; 10-1000 fold higher than lipid permeability.•Can be highly selective to water (true aquaporins).•Some can be more selective for small neutral solutes (eg. glycerol; aquaglyceroporins)•Some animal aquaporins have recently been shown to create ion channels under certain conditions.Aquaporins can also mediate flux of other substances across cell membranesP I P1i n c h l o r o p l a s t sWater and CO2 conductivity•Plant aquaporins conduct water or CO2•Aquaporin CO2 conductivity is significant for photosynthesisActivities of aquaporins are reflected by permeability to water (P f or Lp).C h e m i c a l s,e.g.,H g t h a t i n h i b i t w a t e r-c h a n n e l p r o t e i n s r e d u c e t h e w a t e r f l o w t h r o u g h r o o t s;i t i sa r e v e r s ib l e e f f ec t五、植物吸收水分的来源W a t e r i n t h e s o i l:t y p i c a l s o i l w a t e r c o n t e n t s(%)o fd i f fe r e n t t y p e s of s o i lW a t e r p o t e n t i a l o f v a r i o u s s o i l sS o i l w a t e r p o t e n t i a l a n d s o i l w a t e r c o n t e n t a t d i f f e r e n t s o i l d e p t h六、干旱及植物的适应性反应当植物耗水大于吸水时，使组织内的水分亏缺。
《高级植物生理学》精品资源共享课程的建设与思考
《高级植物生理学》精品资源共享课程的建设与思考1. 引言1.1 课程背景高级植物生理学是植物学领域中的重要学科之一，涉及到植物生长、发育、代谢等方面的研究。
随着科学技术的不断进步和植物生理学研究的深入，对于高级植物生理学的教学也提出了更高的要求。
传统的课堂教学方式已经无法满足学生对知识的需求，开设一门精品资源共享课程是迫切需要的。
1.2 课程目的课程目的是为了帮助学生深入了解高级植物生理学理论知识，掌握相关实验技能，培养他们的科研能力和创新思维。
通过本课程的学习，学生可以系统地学习植物的物质代谢、能量转化、激素调控等方面的知识，理解植物生长发育的规律和机制，探讨植物适应环境的生理生态意义。
本课程旨在培养学生的实验技能和科学研究能力，通过实验操作和研究课题的训练，提升学生的动手能力和创新能力。
通过本课程的学习，学生可以全面提升自己的专业素养，为未来的科研和教学工作打下坚实的基础。
的实现将帮助学生更好地理解和应用植物生理学知识，为他们的未来发展和学术成就奠定坚实的基础。
2. 正文2.1 课程内容设计课程内容设计是精品资源共享课程中至关重要的一环，它直接决定了课程的质量和吸引力。
在《高级植物生理学》课程设计中，我们需要充分考虑学生的学习需求和知识体系，从而确定课程的核心内容和教学重点。
可以按照植物生理学的基本概念和原理，将课程内容分为不同的模块，包括植物的生长发育过程、植物的营养吸收与利用、植物的水分运输和转运、植物的应答机制等方面。
在课程内容设计中，我们可以引入多样化的教学资源和案例，比如最新的研究成果、相关实验数据和案例分析，以便学生能够更深入地理解和掌握植物生理学的知识。
还可以结合实际的生态环境和农业生产，引入相关的应用案例，帮助学生将理论知识与实践相结合。
课程内容设计还应该注重知识的系统性和连贯性，确保各个知识点之间的逻辑关系清晰明了。
还应该关注知识的前沿性和实用性，引导学生不断学习和更新知识，提高他们的综合素养和创新能力。
《高级植物生理学》精品资源共享课程的建设与思考
《高级植物生理学》精品资源共享课程的建设与思考
高级植物生理学是一门涉及植物营养、病理、光合、生物质能变化以及水体污染等生
理过程的综合性学科。
在该课程中，学生将学习到植物的构成组织、限界条件的影响、传
统的物理学说和生物物理学的发展趋势，以及植物在自然循环中的作用。
高级植物生理学
的精品资源共享课程也就是精心策划，运用多种教学方式，包括课堂授课、实验演示、计
算机技术辅助教学和现场研究，将不同植物生理现象用广泛的视野表达出来的课程。
在建设这门精品资源共享课程的基础上，我们要注重实践性、应用型的教学思路和方法，以加强学生对实际实验的操作能力，使植物的分子生物学、分子生物物理等知识及
实验能力得到提高。
在课程做讨论型活动时，可以运用课堂上讲授、实验室实际操作结合
的方式，使学生掌握能力，激发学生会谈植物生理学知识的兴趣，提高学生的学习质量。
如何保证精品资源共享课程的质量，进一步提升学生的学习效率，是高级植物生理学
精品资源共享课程建设中非常重要的一环。
因此，我们可以在课程建设上加强课堂授课、
实验室实验教学和计算机技术辅助教学等多种教学方式的运用，在每一堂课程中注入大量
相关课程背景知识，帮助学生学习和理解知识，提高学生对实际实验的操作能力，同时运
用案例分析、讨论等方式进行有效互动，以确保存在质量。
总之，高级植物生理学的精品资源共享课程的建设，要注重实践性、应用型的教学思
路和方法，兼顾理论与实际，让学生在了解知识、掌握能力和发挥创造性能力上受益匪浅。
优化教学环境，利用先进的教学手段，加强实践性教学，创新思维教学，这都将有助于提
升学生的学习质量，完善学校的教育质量。
高级植物生理学课件绪论
衰老和死亡过程
01
衰老表现
植物衰老时，叶片黄化、萎蔫、脱落，茎干木质化，根系吸收能力减弱
等。
02
衰老机制
植物衰老受基因调控和环境因素的影响，其中激素水平的变化在衰老过
程中起着重要作用。
03
死亡过程
植物在衰老到一定程度后会死亡，其死亡过程包括细胞程序性死亡和外
界因素导致的死亡。死亡的植物体会被分解者分解，将有机物重新转化
基因表达调控研究
通过分子生物学方法分析植物基因表达模式，阐 明植物在不同发育阶段和环境条件下的基因表达 调控机制。
蛋白质组学分析
应用蛋白质组学技术研究植物蛋白质的种类、数 量和功能，揭示蛋白质在植物生命活动中的重要 作用。
基因组学和蛋白质组学在植物生理学中应用
基因组测序与组装
利用高通量测序技术对植物基因组进行测序和组装，为植物生理 学研究提供丰富的基因组信息。
为无机物，为生态系统的物质循环做出贡献。
04 植物代谢途径及调控机制
光合作用和呼吸作用途径
光合作用
植物通过光合色素捕获光能，将其转化为化学能，并合成有机物质，如葡萄糖， 同时释放氧气。光合作用发生在植物的绿色组织中，包括叶片、茎和绿色果实 等。
呼吸作用
与光合作用相反，呼吸作用是植物利用氧气来分解有机物质，释放能量的过程。 呼吸作用发生在植物的每个细胞中，无论是白天还是夜晚，都需要进行呼吸作 用来维持生命活动。
逆境条件下植物生理响应机制
干旱响应机制
01
植物通过调节气孔开度、提高根系吸水能力、合成渗透调节物
质等方式来应对干旱胁迫。
洪涝响应机制
02
植物通过形成通气组织、提高抗氧化酶活性、排出多余水分等
《高级植物生理学》课件
1
遗传调控
研究植物基因的表达与调控，以及其对
激素调控
2
生长和发育的影响。
了解植物激素在生长和发育过程中的作
用及调节机制。
3
环境调控
探索植物对外界环境变化的感知和响应 机制。
植物的光合作用及相关机制
光合作用是植物生命活动的核心过程之一，一个令人着迷的领域。
光合作用机制
了解光合作用的基本原理和相关的生物化学反应。
植物在不同环境中展现出惊人的适应能力，包括对温度、湿度、光照和土壤等因素的调节。
温度适应
研究植物在极端温度条件下的适 应策略。
பைடு நூலகம்
光照适应
探索植物在低光照环境中的生存 机制。
干旱适应
了解植物在干旱条件下的水分调 节机制。
植物的生长和发育调控
植物的生长和发育受到遗传和环境因素的调控，我们将深入探讨这些调控机制。
光合作用调节
探索植物对光合作用的调节机制和光信号转导。
总结和回顾
通过本课程的学习，我们将对高级植物生理学有一个全面而深入的了解，并且能够应用这些知识来研究植物的 生理过程和调节机制。
《高级植物生理学》PPT 课程
本课程将深入探索高级植物生理学的各个方面，从植物的生理过程、生物化 学反应，到植物对环境的适应能力、生长和发育调控，以及光合作用的相关 机制。
课程介绍
欢迎来到《高级植物生理学》PPT课程！在这个课程中，我们将深入探索植物 生理学的高级概念和原理。
高级植物生理学的定义
高级植物生理学是研究植物生命活动的核心学科，涵盖了植物的生理过程、代谢反应以及植物对 内外环境的适应能力。
植物生理过程
研究植物的生长、呼吸、营养吸收和物质运输等生理过程。
高级植物生理学
高级植物生理学植物衰老一、植物衰老植物衰老是植物生命科学研究领域的核心问题之一。
无论是在器官水平上还是在个体水平上，衰老都是一个高度有序的被调控的过程。
植物叶片衰老是一种程序性的细胞死亡(Programmed cell death , PCD)，是叶片发育的最终阶段。
它除了代表生命周期的终结之外,在发育生物学上也有着重要的意义。
在这段时期内，植物在成熟叶片中积累的物质，将被分解并运送至植物其他生长旺盛的部位。
叶片衰老是一种受遗传和外界因子(如日照、病害、遮荫、高温、干旱和水涝等逆境) 影响的高度程序化过程(Thomashe Stoddarj，1982)。
对于产生种子的作物，包括绝大多数农作物,衰老引起的叶片同化功能的减退极大程度地限制了作物产量潜力的发挥；对蔬菜作物亦会造成采后损失，叶片和根系早衰是造成结实率偏低、空秕率较高的现象的主要原因，水稻品种存在理论上推算水稻如果推迟1天衰老，可是水稻增产2％左右。
二、植物叶片衰老的指标最明显的外观标志是叶色由绿变黄、脱落，而在细胞水平上表现为叶绿素含量下降，蛋白质含量下降，光合磷酸化能力降低，膜脂过氧化加剧，游离氨基酸积累，腐胺含量上升而精胺含量下降，细胞分裂素含量下降，脱落酸含量上升,多种酶活性改变等等。
许多大分子物质如蛋白质、膜脂、RNA等降解形成的N素等营养物质被转运至幼嫩的叶片、发育中的种子，加以重新利用和储存。
叶片衰老最明显的表现就是叶绿素逐渐消失，并伴随着黄化以及叶片的最终脱落（Leshem，1981）。
叶绿素a比叶绿素b下降得快，叶绿素含量以及叶绿素a/b比值可作为衰老的1个指标。
聂先舟等（1989）报道水稻离体叶片随着离体天数的增加，叶绿素含量下降，衰老加深。
从衰老过程中叶绿体超微结构的变化也可以看出叶绿体随年龄而逐渐解体。
因而有人提出叶绿素分解是衰老的原发过程及衰老的真正标志。
随着小麦叶片的衰老，叶绿素的破坏加强，且叶绿素a破坏率高于叶绿素b，衰老过程中积累的超氧阴离子(O-2)能直接引发叶绿素的破坏及特异性地破坏叶绿素a，致使叶绿素分解破坏和叶绿素a/b值下降。
高级植物生理学
植物成花机理及其调控研究在植物生活周期中，从营养生长转变为生殖生长最明显的标志是花芽分化（即花原基产生）。
成花过程三阶段：1 成花诱导：感受某些环境刺激，诱导植物从营养生长转向生殖生长——决定花芽分化的可能性。
2 成花启动：分生组织经过一系列变化分化成形态上可辨认的花原基。
3 花器官的形成——决定花器官的数量和质量。
一、成花诱导Juvenility幼年期幼年期任何处理都不能诱导开花，幼年期完成后（即花熟状态）才能感受环境刺激诱导开花。
幼年期花熟状态低温、光周期植物开花花熟状态是开花前必须达到的生理状态。
故幼年期、低温、光周期是控制植物开花的三个重要因素。
通常基部幼年期，顶部成熟期——具备开花特性幼年期缩短：1 长日照处理；2 嫁接；3 赤霉素Gas处理Vernalization春化作用1 低温：各种植物春化所要求的温度不同，有效温度界与0-10℃，最有效的春化温度是1-7℃。
2 生长阶段：大多数植物在种子吸胀后即可接受低温诱导，在种子萌发和苗期均可进行。
而有些植物（胡萝卜、月见草等）只有绿苗达到一定大小才能通过春化。
3 部位：感受低温的部位：茎尖端的生长点。
4 刺激传导：许多实验证明，在春化过程中形成一种刺激物质-春化素，但至今尚未分离出这种物质。
天仙子春化素可通过嫁接传导，菊花则不行。
1.1春化作用与核苷酸的合成有关（尿嘧啶，尿苷酸）1.2春化作用的前期需要O2和糖（加糖时间越长，抽穗越少；缺氧时间越长，抽穗越多。
0-7周）1.3呼吸抑制剂可阻止春化，说明春化与有氧呼吸和氧化磷酸化有关。
1.4春化作用后期与大量的核酸合成有关1.5GA处理和春化对成花的差异，GA处理植株茎伸长春化作用机理：前体物低温中间产物低温最终产物（完成春化）高温中间产物分解（解除春化）2与春化作用有关的基因拟南芥：fca——迟花；vrn——对春化无应答；vrn1,vrn2——低温应答基因，fy,fpa,fve,fca,fe——对春化敏感基因。
高级植物生理学教学大纲
高级植物生理学教学大纲高级植物生理学教学大纲植物生理学是研究植物内部生物化学和生理过程的学科，它对于我们了解植物的生长、发育和适应环境的机制至关重要。
高级植物生理学教学大纲旨在为学生提供深入了解植物生理学领域的知识和技能，培养学生的批判性思维和科学研究能力。
一、引言植物生理学的重要性和应用领域介绍。
植物生理学的历史和发展概述。
介绍植物生理学的基本概念和研究方法。
二、植物生长与发育1. 植物生长的基本原理：细胞分裂、细胞伸长和细胞分化。
介绍植物激素对生长和发育的调控作用。
2. 植物生长的环境因素：光、温度、水分和营养物质对植物生长的影响。
讨论植物对环境变化的适应机制。
3. 植物发育的调控：基因调控和环境因素对植物发育的影响。
介绍植物发育过程中的关键调控因子。
三、植物的水分平衡1. 植物的水分吸收和输送：根系的吸水机制和导管系统的功能。
介绍水分运输的机制和调控。
2. 植物的水分利用效率：介绍植物对水分的利用和调节机制。
讨论植物的抗旱机制和适应干旱环境的策略。
3. 植物的水分胁迫响应：植物对水分胁迫的生理和分子响应。
讨论植物的抗旱基因和逆境信号传导途径。
四、植物的营养吸收与转运1. 植物的营养需求：植物对不同营养元素的需求和吸收机制。
介绍植物对营养元素的吸收途径和转运机制。
2. 植物的营养平衡：植物中营养元素的分配和调控。
讨论植物对不同环境条件下的营养适应策略。
3. 植物的营养缺乏与过量：植物营养缺乏和过量的症状和机制。
介绍植物的营养诊断和调节方法。
五、植物的光合作用1. 光合作用的基本原理：光合反应和光合电子传递链。
介绍光合作用的光合色素和光合膜结构。
2. 光合作用的调节：光合作用对光照强度、温度和二氧化碳浓度的响应。
讨论光合作用的调节机制和调控因子。
3. 光合作用的适应策略：植物对不同光环境的适应策略。
介绍植物的光合适应机制和光合产物的分配。
六、植物的逆境生理学1. 植物的逆境响应：植物对逆境的生理和分子响应。
2024年高级植物生理学第一章-植物生理与分子生物学(共111张PPT)
abc4-1 和 abc4-2为相同基因的不同等位基因；
3 植物基因的结构
克隆植物中编码蛋白质基因的方法：
① 根据蛋白质测序结A克隆。
拟南芥mtDNA 376kb ，人mtDNA为16.6kb，前者比后者 RNA基因多1个，蛋白质基因27:13。
在同一细胞 中可有不同长度的mtDNA。
mtDNA有分子内、分子间重组，也可与核、叶绿体基因组 DNA重组。因此mtDNA的重排、序列加倍、与外源DNA整合的几 率很高，由此产生新的嵌合基因。细胞质雄性不水稻 菠菜 小麦 玉米
已知DNA序列的植物质体基因组
长度/bp P基因数 R基因数
154478
88
45
155939
102
45
163953
118
46
134525
108
54
150725
100
47
134545
84
50
140387
111
47
GenBank编号 NC-000932 NC-001897 NC-002693 NC-001320 NC-002202 NC-002762 NC-001666
DNA 核小体
螺线管 超螺线管 染色单体
核小体
③ 真核基因组中存在着重复序列。 高度重复序列；中度重复序列；单一序列。
④ 真核基因属于断裂基因，编码序列中存在有内含子 。
DNA(基因)
前导区
编码区
extron
intron
尾部区
mRNA
起始密码
终止密码
⑤ 真核基因转录调控区很大，可远离启动子上千个碱 基。
多数 被子植物 cpDNA在120~160kb之间；
高级植物生理学
Fv=Fm–F0 Ｆｓ稳态荧光
活体荧光诱导曲线应用
表1 不同低温处理对中杂七号番茄叶 片的荧光动力学参数Fv/Fo值的影响
活体荧光诱导曲线应用
保水剂(Kg/cm2)对干旱胁迫下刺槐叶绿素a荧光动力 学参数的影响
活体荧光诱导曲线应用(荧光日变化)
发生明显的光抑制
第三节 电子传递和光合磷酸化 2012-10-25
动性. 3.非双层结构,具不对称性. 意义？
第一节 叶绿体
二、 功能（不仅仅合成碳水化合物？） 1.光合作用全过程 2.其他 A 被固定碳的储存,转运; B 亚硝酸盐硫酸盐的还原,蛋白质氨基酸的合成; c DNA,RNA的合成; D 脂类,萜类,酚类的合成.
第一节 叶绿体
三、 光合单位
位于类囊体膜上能进行完整光反应的最小结构单位,包括: 捕光天线系统(聚光色素蛋白复合体,LHC)
2.叶绿体基因表达所需基因
rRNA,tRNA,RNA聚合酶,DNA聚合酶,等.
3.其他基因
化学组成
三 蛋白质
1.色素(脂,核酸)蛋白复合体 2.电子载体 3.酶 4.转运体
膜蛋白分布不均衡
类囊体膜上的蛋白复合体
类囊体膜上含有由多种亚基、多种成分组成的蛋白复合 体 ， 主 要 有 四 类 ， 即 光 系 统 Ⅰ （ PSI ） 、 光 系 统 Ⅱ （PSⅡ）、Cytb６/f复合体和ATP酶复合体（ATPase）.
4个e-， 可还原2个NADPH，经ATP酶流出8个H+要合成3个ATP。
4.电子传递的类型
1)非环式电子传递 2)环式电子传递 3)假环式电子传递(Mehler′s reaction)
1.非环式电子传递
H２O→ PSⅡ→PQ→Cyt b６/f→PC→PSⅠ→Fd→FNR→ NADP＋ 按非环式电子传递，每传递4个e-，分解2个H2O，释放1个O2，还原2 个NADP+，需吸收8个光量子，量子产额为1/8，同时转运8个H+进类囊体 腔。
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光呼吸的生理意义
1.维持C3光合碳还原循环的运转； 2.防止强光对光合机构的破坏作用； 3.消除乙醇酸毒害；
天线移动
“天线移动”假说
状态转换的意义:
1.平衡激发能在光系统间的分配; 2.提高光能利用率; 3.防御光破坏.
第二节 原初反应与叶绿素荧光
第三节 原初反应
一、光能的吸收与传递
(一) 激发态的形成
Chl（基态）+hυ
10－15S
Chl*（激发态）
(二)激发态的命运
激发态不稳定，易发生能量的转变，转变的方式： 1.放热 为何在能量利用上蓝光没有红光高? 由于叶绿素是以第一单线态参加光合作用的。所以一 个蓝光光子所引起的光合作用与一个红光光子所引起的 光合作用是相同的，多余的能量在降级过程中也是以热 能释放。 2. 发射荧光与磷光
叶绿体结构
化学组成
一 叶绿体色素 种类及光化学特性 叶绿素 叶绿素a，兰绿色 叶绿素b，黄绿色 类胡萝卜素 胡萝卜素(α、β、γ)橙黄色 叶黄素 黄色 藻胆素 藻红蛋白 (仅存在于红藻、蓝藻中) 藻蓝蛋白
纸层析时(石油醚为流动相)各色素的分布？（极性与位置）
为何阴生植物叶绿素b/a比值高？ 为何b/a可作为植物耐阴性指标？
Cytb559
3.假环式电子传递
2011-10-13
H２O→PSⅡ→PQ→Cytb６/f→PC→ PSⅠ→Fd →O２ Fd为单电子传递体，其氧化时把电子交给O2，使O2生成超 氧阴离子自由基。 Fd还原 + O2 Fd氧化 + O2 叶绿体中有超氧化物歧化酶(SOD)，能消除O2-。 O2 - + O2 - + 2H2 SOD 2H2O2 + O2 假环式电子传递实际上也是非环式电子传递，也有H+的跨 膜运输。
4.电子传递的类型
1)非环式电子传递 2)环式电子传递 3)假环式电子传递(Mehler′s reaction)
1.非环式电子传递
H２O→ PSⅡ→PQ→Cyt b６/f→PC→PSⅠ→Fd→FNR→ NADP＋ 按非环式电子传递，每传递4个e- ，分解2个H2O，释放1个O2 ，还原2个 NADP+，需吸收8个光量子，量子产额为1/8，同时转运8个H+进类囊体腔。
传递方式: 1.激子传递(exciton transfer) 2.共振传递(resonance transfer)
传递方向
总方向:反应中心,且不可逆. 问:接近反应中心的色素分子光谱吸收峰偏 向红端? 叶绿素b 叶绿素a ?
图 聚光系统到反应中心能量传递呈漏斗状
光合色素距离反应中心越远，其激发态能就越高，这样就保证了能量 向反应中心的传递
对无pH缓冲液的叶绿体类囊体悬浮液照光， 用pH计可测到悬浮液的pH?
升高?
酸-碱磷酸化实验
贾格道夫等(1963)在暗中把叶绿体的类囊体放在pＨ4的弱酸性溶液中平衡， 让类囊体膜腔的pH下降至4，然后加进pH8和含有ADP和Pi的缓冲溶液，这样瞬 间的pH变化使得类囊体膜内外之间产生一个H+梯度。
Rubisco包含16个蛋白亚基： 8个小亚基（SSU）和8个大 亚基（LSU）。SSU的基因 rbcS存在于核中，而LSU的 rbcL基因是由质编码的。需 要两个基因组的表达并需要 三个亚细胞参与：细胞核， 细胞溶质和叶绿体。
三、功能
羧化：碳还原－－Ｃ３循环
氧化：碳氧化－－Ｃ２循环（光呼吸）
乙醇酸途径
图 叶绿体中的电子传递模式
5.光合磷酸化机理 (photophosphorylation)
类型: 1)非环式 2)环式 3)假环式
5.光合磷酸化机理 (photophosphorylation)
1)化学渗透学说(Mitchell，1961) 2)变构学说(Paul Boyer，1963)
3.色素分子间的能量传递(光化学反应) Chl*1＋ Chl2 Chl1＋Chl*2 供体分子 受体分子
正面
背面
叶绿体吸收光后，激发了捕光色素蛋白复合体 （LHC），LHC将其能量传递到光系统2或光系统1。其间 所吸收的光能有所损失，大约3%-9%的所吸收的光能被重 新发射出来，其波长较长,也即叶绿素荧光 .
ATP合成酶
光合磷酸化的抑制
叶绿体进行光合磷酸化，必须： (1)类囊体膜上进行电子传递； （2)类囊体膜内外有质子梯度； (3)有活性的ATP酶。 抑制剂 电子传递抑制剂：如阿特拉津(atrazine)、DCMU、KCN 解偶联剂：DNP(dinitrophenol,二硝基酚) ATP酶抑制剂：寡霉素（oligomycin）
叶绿素荧光应用领域
(1) 是研究光合作用的必须手段； (2) 逆境生理； (3) 检测农药毒害，揭示作用机理； (4) 检测营养盐缺乏（与光合有关）； (5) 植物遗传育种：品质差异，筛选良种； (6)水域生态学 (7)环境检测与监测 等
活体荧光诱导曲线应用
Ｆｖ/Ｆｍ:反映了ＰＳⅡ最大光化学效率(潜在)。 Ｆｖ/Ｆｏ:ＰＳⅡ的潜在活性。 Ｆｖ/Ｆｓ:的比值是叶片活力的指标,它反映了叶片的潜在光合 活力.
蛋白复合体在类囊体膜上的分布特点
蛋白复合体在类囊体膜上的分布特点
PSⅡ:主要基粒片层 的堆叠区 PSⅠ与ATPase:非堆 叠区 Cytb6/f复合体分布 较均匀。意义? 利于电子传递、H+ 的转移和ATP合成
化学组成
四、 脂类:膜脂 1.糖脂
2.磷脂
化学组成
类囊体(膜)脂特点:
1.糖脂含量高,而磷脂相对少. 2.不饱和脂肪酸含量高,尤其亚麻酸,使膜富于流 动性. 3.非双层结构,具不对称性. 意义？
第四节 核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶 (Rubisco)
ＲｕｂｉｓＣＯ是调节光合和光呼吸，决定净光合 作用的一个关键酶，酶活性的高低直接影响植物的 净光合产量；也是植物可溶性蛋白质中含量最高的 蛋白质，是植物体内重要的储藏蛋白.
一、分布，合成，含量，特性 二、结构
植物Rubisco的合成、加工和组装
一、电子传递：
1.光合链：
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光合膜上的电子与H+的传递
图 光合膜上的电子与质子传递
图中经非环式电子传递途径传递4个e-产生2个NADPH和3个ATP是根据光合作用总 方程式推算出的。在光反应中吸收8个光量子(PSⅠ与PSⅡ各吸收4个)，传递4个e －能分解2个H O，释放1个O ，同时使类囊体膜腔增加8个H＋，又因为吸收8个光量 2 2 子能同化1个CO2，而在暗反应中同化1个CO2需消耗3个ATP和2个NADPH，也即传递 4个e-， 可还原2个NADPH，经ATP酶流出8个H+要合成3个ATP。
第二讲 Photosynthesis
研究意义和动态
意义 热点: (1)放O2机理. (2)光合作用运转及调节. (3)光抑制 (4)叶绿素荧光及其应用 (5)对光、CO2响应模型及机制
第一节 叶绿体
一、 结构与成分 被膜： 外膜 内膜 间质 ：(含可溶性蛋白质，酶类，DNA，RNA 核糖体等) 类囊体 (基粒) 基粒片层 间质片层
Fv=Fm–F0
Ｆｓ稳态荧光
活体荧光诱导曲线应用
表1 不同低温处理对中杂七号番茄叶 片的荧光动力学参数Fv/Fo值的影响
活体荧光诱导曲线应用
保水剂(Kg/cm2)对干旱胁迫下刺槐叶绿素a荧光动力 学参数的影响
活体荧光诱导曲线应用(荧光日变化)
发生明显的光抑制
第三节 电子传递和光合磷酸化 2012-10-25
为何定量叶绿素时用红光区吸收波长？
类胡萝卜素干扰
为何计算叶绿素时用以下公式？ Ca=13.95A663-6.88A645 Cb=24.96A645-7.32A663 Ct=(A652/34.5)V/G
叶绿体色素吸收光谱：
化学组成
二 核酸:叶绿体基因组（120多个基因） 1.与光合作用有关基因
光系统Ⅰ作用中心A1,A2蛋白;光系统ⅡD1,D2蛋白; 细胞色素Cytb6/f复合物;ATP合酶;Rubisco大亚基等.
以荧光形式发射出来的光能是很少的,还不到吸收 的总光能的3%。 弱光下,光合机构吸收的光能大约97%被用于光化学 反应,2.5%转变成热散失,0.5%被变成荧光发射出来； 在很强的光下，全部PSII反应中心关闭时，吸收的 光能95%－97%被变成热，而2.5%－5.0%被变成荧光发射。
叶绿素荧光分析
2.环式电子传递
(1) PSⅠ中环式电子传递：
PSⅠ→Fd→PQ→Cytb６/f→PC→PSⅠ 环式电子传递不发生H2O的氧化，也不形成NADPH，但有H+的跨膜运输， 可产生ATP，每传递一个电子需要吸收一个光量子。
2.环式电子传递
(2) PSⅡ中环式电子传递：
P680→Pheo→QA→QB→Cytb559→P680
思 考
离体色素溶液为什么易发荧光? 这是因为溶液中缺少能量受体或电子受体的缘故。 在色素溶液中，如加入某种受体分子，能使荧光消失，这 种受体分子就称为荧光猝灭剂(fluorescence quencher)， 用Q表示，光反应中，Q即为电子受体。 猝灭:由于某种原因引起荧光水平的降低. 光化学猝灭:光化学反应引起 非光化学猝灭:热耗散等 色素发射荧光的能量与用于光合作用的能量是相互竞争的， 这就是叶绿素荧光常常被认作光合作用效能指标的依据, 被认为是光合作用的内探针(无损伤)。
2.叶绿体基因表达所需基因
rRNA,tRNA,RNA聚合酶,DNA聚合酶,等.
3.其他基因
化学组成
三 蛋白质
1.色素(脂,核酸)蛋白复合体 2.电子载体 3.酶 4.转运体 膜蛋白分布不均衡