植物生理学

绪论

植物生理学（plant physiology）：研究植物生命活动规律及其与环境相互关系、揭示植物生命现象本质的科学。

研究内容：细胞生理、代谢生理、生长发育生理、信息生理、逆境生理、分子生理。

植物生理学的诞生与成长：3个历史阶段，植物生理学的孕育阶段、植物生理学的诞生与成长阶段、植物生理学发展阶段。

植物生理学的研究趋势：第一，与其他学科交叉渗透，微观与宏观相结合，向纵深领域拓展；第二，对植物信号传递和信号转导的深入研究，将为揭示植物生命活动本质、调控植物生长发育开辟新的途径；第三，物质代谢和能量转换的分子机制及其基因表达调控仍将是研究重点；第四，植物生理学与农业科学技术的关系更加密切。

植物生理学的任务：①作物高产优质生理理论与技术；②现代设施农业中的理论与技术；③作物遗传改良中植物生理学的应用。

第一章细胞生理

名词解释：

1.流动镶嵌模型（fluid mosaic model）：膜的骨架是由膜脂双分子层构成，疏水性尾部向内，亲水性头部向外，通常呈液晶态。膜蛋白不是均匀地分布在膜脂的两侧，有些蛋白质位于膜的表面，与膜脂亲水性的头部相连接；有些蛋白质则镶嵌在磷脂分子之间，甚至穿透膜的内外表面，以其外露的疏水基团与膜脂疏水性的尾部相结合，漂浮在膜脂之中，具有动态性质。两个基本特点：不对称性、流动性。

2.共质体：植物体活细胞的原生质体通过胞间连丝形成了连续的整体。

质外体：质膜以外的胞间层、细胞壁及细胞间隙，彼此形成了连续的整体。

简答题：

1.真核细胞与原核细胞的主要区别是什么？

原核细胞和真核细胞在细胞结构组成、代谢和遗传方面都有显著差别。

原核细胞一般体积很小，没有典型的细胞核，只有一个无核膜的环状DNA分子构成的类核；除了核糖体、光合片层外，无其他细胞器存在；有蛋白质丝构成的原始类细胞骨架结构；细胞分裂方式为无丝分裂。原核细胞的基因表达的调控比较简单，转录与翻译同时同时进行。真核细胞体积较大，有核膜包裹的典型细胞核，有各种结构与功能不同的细胞器分化，有复杂的内膜系统和细胞骨架系统存在，细胞分裂方式为有丝分裂和减数分裂。真核细胞基因表达程序具有严格的时空关系，核内转录，细胞质内翻译，有严格的阶段性与区域性；其遗传物质中包含各种特殊的基因结构，对基因表达具有复杂而多层次性的调控。

2.“细胞壁是细胞中非生命组成部分”是否正确？为什么？

不正确；因为其组成成分中主要是纤维素、半纤维素、果胶物质等多糖，还包含伸展蛋白、过氧化物酶、植物凝集素等多种具有生理活性的蛋白质，参与植物细胞的各项生命活动过程，对植物生活有重要意义。。

3.植物细胞壁的主要生理功能有哪些？

①稳定细胞形态和保护作用；②控制细胞生长扩大；③参与胞内外信息的传递；

④防御功能；⑤识别作用；⑥参与物质运输。

4. 最流行的细胞镶膜结构假说“流动镶嵌模型”基本要点是什么？如何评价？

基本要点：膜的不对称性和膜的流动性。

膜的不对称性：磷脂双分子层的磷脂分子是不对称的，且数量是不相等的。膜蛋白的种类和数量在膜两侧的分布有很大差别。膜糖只分布于膜脂的外半层。

流动性：膜中的磷脂层可做旋转运动、侧向运动、翻转运动等。膜蛋白只做侧向扩散和旋转扩散。膜上的受体蛋白、免疫球蛋白等只能在一定区域做相互扩散运动。膜甾醇可以插入磷脂单分子层中，可沿分子长轴摆动和做旋转运动，对膜脂流动性有一定的调控作用。

评价：这一模型强调了膜结构的流动性和不对称性，对细胞的结构和功能做出了较为科学的解释，被广泛接受，也得到许多实验的支持。

流动镶嵌模型在某些方面还不够完善，如忽略了无机离子和水所起的作用，忽视了蛋白质分子对膜脂分子流动性的控制作用，忽略了膜的各个部分流动性的不均匀性等等。

第二章代谢生理

名词解释：

1.自由水：不被胶体颗粒或渗透物质亲水基团所吸引或吸引力很小，可以自由移动的水分。

2.束缚水：凡是被植物细胞的胶体颗粒或渗透物质亲水基团所吸引，且紧紧被束缚在其周围、不能自由移动的水分。

3.渗透作用（osmosis）：水分从水势高的系统通过选择透性膜向水势低的系统移动现象。

4.吸胀作用（imbibition）：干燥种子具有非常低的衬质势，对水分子的吸引力很强，吸收水分子的作用。

5.水势：偏摩尔体积的水在一个系统中的化学势与纯水在相同温度、压力下的化学势之间的差。

6. 衬质势：处于分生区的细胞和风干种子细胞，其中心液泡尚未形成，其水势组分即~。

7. 水孔蛋白(aquaporin)：一类具有专一选择性、高效转运水分的跨膜内在蛋白或通道蛋白的总称。

8. 蒸腾作用(transpiration)：指植物体内的水分以气态方式从植物体的表面向外界散失的过程。

9. 根压：靠根系的生理活动，使液流由根部上升的压力。

10. 小孔扩散率：气体通过多孔表面的扩散速率不与小孔面积成正比，而与小孔的周长成正比的规律。

11. 水分临界期：作物对水分不足最敏感、最易受害的时期。

简答题

1. 植物细胞和土壤溶液水势的组成有何异同点？

共同点：土壤溶液和植物细胞水势的组分均由溶质势、衬质势和压力势组成。

不同点：

①土壤中构成溶质势的成分主要是无机离子，而细胞中构成溶质势的成分除无机离子外，还有有机溶质；

②土壤衬质势主要是由土壤胶体对水分的吸附所引起的，而细胞衬质势则主要是由细胞中蛋白质、淀粉、纤维素等亲水胶体物质对水分的吸附而引起的；

③土壤溶液是个开放体系，土壤的压力势易受外界压力的影响，而细胞是个封闭体系，细胞的压力势主要受细胞壁结构和松弛情况的影响。

2.一个细胞放在纯水中其水势及体积如何变化？

如果把细胞放到纯水中，细胞吸水，体积增大，Ψp随之增高。随着细胞含水量的增加，细胞液浓度降低，Ψs增高，Ψw也随着升高，细胞吸水能力下降。当细胞吸水达到紧张状态，