植物生理学期末复习资料

第一节有机物物质运输的途径、速度和溶质种类一、运输途径(Pathway of transport) 有机物运输的途径是韧皮部，主要运输组织是筛管和伴胞。

筛管Sieve element：筛板-筛孔-P-蛋白（胞间联络束）-胼胝质。

无细胞核。

伴胞companion cell：与筛管结合紧密，有大量的胞间连丝相连。

为筛管提供物质和能量构成筛管伴胞复合体（SE/CC），用作转移细胞，参与同化物的装卸。

列表比较三种伴胞类型特点，用途。

二、运输方向(Direction of transport)可向上下两个方向同时运输证明：1环割树皮及环割机理的应用a 增加有效花率及坐果率b 高空压条易发根2 同位素示踪法环割图片讲述同位素示追踪实验三、运输速度和溶质种类比扩散速度快，大多50-100cm/h。

大豆84-100，南瓜40-60，葡萄60，甘蔗很快300-600cm/h韧皮部中的有机物质: 主要有蔗糖，还有棉子糖、水苏糖和毛蕊糖；氨基酸和酰胺，四大类激素第二节韧皮部装载（phloem loading）Source（源--代谢源），指制造或输出同化物的部位或器官（成熟叶，发芽时块根，块茎等）。

Sink（库--代谢库），消耗或贮藏同化物的部位或器官（如根系形成中种子，幼果，膨大中块根块茎等）。

韧皮部装载是指光合产物从叶肉细胞到筛管分子-伴胞复合体的过程。

装载过程①白天磷酸丙糖从叶绿体运到细胞质中，并转变成蔗糖②叶肉细胞的蔗糖运到叶脉的筛管附近③蔗糖进入筛管中。

完成装载后，蔗糖才能在微管系统中从源到库长距离运输。

装载途径——质外体途径和共质体途径质外体途径指光合细胞输出的蔗糖进入质外体，然后通过位于筛管伴胞复合体质膜上的蔗糖质子同向运输器逆浓度梯度进入伴胞，最后进入筛管的过程。

共质体途径指光合细胞输出的蔗糖通过胞间连丝顺蔗糖浓度梯度进入伴胞或中间细胞，最后进入筛管的过程：多聚体-陷阱模型第三节韧皮部卸出（phloem unloading）韧皮部卸出是指韧皮部的有机物输出到库细胞的过程。

一、有机物卸出的途径（一）共质体途径卸出（二）质外体途径卸出二、依赖代谢进入库细胞低温和代谢抑制剂处理的研究表明：同化物进入库组织是需要能量的。

在质外体卸出过程中糖至少要跨膜两次，运输器在跨膜过程中起着重要作用。

第四节筛管运输的机理一压力流动学说压力流动学说存在的问题：（1）筛管细胞内压力差<<同化物快速流动所需的压力势差；筛管细胞内充满了韧皮蛋白和胼胝质，阻力很大，要保持糖溶液如此快的流速，所需的压力势差要比筛管实际的压力差大得多；（2）与双向运输的事实相矛盾；（3）与有机物质运输的主动过程相矛盾。

例如，用呼吸抑制剂处理叶柄，同化物运输过程明显受阻。

二细胞质泵动学说内腔的细胞质形成胞纵连束并有节奏地收缩和张驰，产生蠕动，把细胞质长距离泵走，糖分随之流动。

可以解释同化物的双向运输问题。

因为同一筛管中不同的胞纵连束可以同时进行相反方向的运动，使糖分向相反方向运输。

但也有不同观点，认为在筛管中不存在胞纵连束。

三、P-蛋白的收缩推动学说（contractile protein theory）筛管分子中微纤丝相连构成网状结构，横跨筛管分子，一端固定，一端游离，通过微纤丝的颤动，推动有机物运输，微纤丝是由收缩蛋白的收缩丝组成的，所以能够运动。

ATP为收缩蛋白运动提供能量。

第五节同化产物的分布一、同化物的去向L: 1.合成贮藏物质。

2.被代谢利用。

3.形成运输化合物三、同化物分配规律： 1.优先向生长中心分配;2.就近运输;3.同侧纵向运输;4.同侧纵向运输阻断时，可以发生横向运输;5.同化物可进行再分配四、库强度及其调节库容量(sink volume)：指库的总重量。

库活力(sink activity)：单位时间单位干重吸收同化物的量。

库强度(sink strength)：单位时间库吸收同化物的量。

库强度=库容量×库活力2.库强度的调节:膨压调节;植物激素调节：IAA、ABA;输导系统的畅通第六章植物的次级代谢产物第一节植物的初生代谢和次生代谢糖类、脂类、核酸和蛋白质等是初生代谢产物。

萜类、酚类和生物碱等是由糖类等有机物次生代谢衍生出来的物质，成为次生代谢产物，贮存在夜泡或细胞壁中，是代谢的最终产物，大部分不再参加代谢活动。

代谢全貌图：初生代谢和次生代谢的联系次生物质的用途：1 芳香油、挥发油、色素、这些提取物可作为食品、化妆品添加剂用于工业生产；2 木质素、植保素等有保护植物不受病虫侵害作用；3 橡胶、松节油工业原料；4药用成分（紫杉醇、皂甙、利血平、阿托品、青蒿素、喜树碱）第二节萜类一、萜类的种类萜类是异戊二烯（C5)组成的次生物质，一般不溶于水。

萜类种类是根据异戊二烯数目而定，有单萜、倍半萜、双萜、三萜，四萜和多萜之分。

（p132表5-1）樟树、桉树、柑橘、薄荷中都有挥发油，是单萜、倍半萜。

化妆品香料，食用香料，防虫图示植物及相关次生代谢物产品二、萜类的生物合成萜类的生物合成有两条途径：甲羟戊酸途径和甲基赤藓醇磷酸途径，两者都形成异戊烯焦磷酸（IPP），然后进一步合成萜类，所以IPP亦称为“活跃异戊二烯”。

P134 图5-6第三节酚类一、酚类的种类酚类是芳香族环上的氢原子被羟基或功能衍生物取代后生成的化合物。

橙皮素、木质素、芸香苷、桂皮酸、水杨酸、类黄酮、鞣质等。

二酚类的生物合成莽草酸途径图示：莽草酸途径苯丙氨酸解氨酶（PAL）是初生代谢与次生代谢的分支点，是形成酚类化合物中的一个重要调节酶。

三简单酚类简单苯丙酸类化合物：桂皮酸，香豆酸、咖啡酸，阿魏酸苯丙酸内酯类化合物：补骨脂内酯、香豆素等苯甲酸衍生物类：水杨酸、香兰素、原儿茶酸。

许多简单酚类化合物在植物防御草食昆虫和真菌侵袭中起重要功能。

四木质素植物体中的木质素数量很大，仅次于纤维素。

木质素分子量很大，是简单酚类的醇衍生物如香豆醇、松柏醇、芥子醇，5--羟基阿魏酸的聚合物，其成分因植物种类而不同。

木质素的生物合成途径（图5-8）五类黄酮类图示类黄酮的基本骨架：（P140)它是两个芳香环被三碳桥联起来的15碳化合物根据3C桥的氧化程度，类黄酮类可分为4种，即花色素苷、黄酮、黄酮醇和异黄酮。

功能：1呈现颜色类胡萝卜素类黄酮：花色素苷类（红、粉、紫、兰）甜菜素：水溶性含N色素（红紫色、黄色）花色素苷在C环部位3有糖，是葡糖苷；如果没有糖，则称为花色素（P140) 花色素苷的颜色受许多因子影响，例如B环上的羟基和甲氧基数目、芳香酸对主要骨架的酯化和液泡中的PH等。

B环上羟基数目越多，颜色偏蓝；羟基被甲氧基替代，颜色偏红（表5-3）PH 偏酸性使呈红色，偏碱性是为蓝色。

低温、缺氧和缺磷等不良环境也会促进花色素的形成和积累。

光照促进花色素苷的合成2 防御伤害黄酮类和黄酮醇类是植物的紫外光保护剂。

吸收紫外线B,避免了细胞受到强烈UV—B的伤害。

鱼藤根中的鱼藤酮属于异黄酮类，有很强的杀虫作用。

豌豆素、菜豆素、大豆素是异黄酮类植保素，多分布在受伤部位附近，能限制病原微生物进一步扩散。

六鞣质（单宁）缩合鞣质：有类黄酮单位聚合而成，（可被水解为花色素）可水解鞣质：分子小涩味：鞣质在口腔中与蛋白质结合，收缩产生有涩味。

一些牲畜不愿吃鞣质含量高的植物，因为鞣质与肠中的蛋白质结合会形成不易消化的蛋白质——鞣质复合物。

树干心材的鞣质丰富，能防止真菌和细菌引起的心材腐败。

第四节含氮次生化合物一生物碱生物碱是一类含氮杂环化合物，大多数生物碱呈碱性，为白色晶体。

目前已发现含有生物碱有近3000种，分布于近100多个科的植物中。

生物碱是由不同氨基酸衍生来的。

它对生物往往有毒性，所以也有防御敌害保护植物的作用。

生物碱是重要药物的有效成分。

二含氰苷含氰苷本身无毒，但植物破碎后在糖苷酶的作用下就会分解出有挥发性的毒物氰化氢，氰化氢会抑制昆虫和食草动物的呼吸作用。

在完整植物中，含氰苷存在叶表皮的液泡中，而分解含氰苷的酶——糖苷酶则存在叶肉中，互不接触。

当叶片被咬碎后，含氰苷就与酶混合第五节植物次生代谢的基因工程一、花卉育种而查尔酮合酶（CHS）是类黄酮生物合成的关键酶，也是花色素合成的关键酶。

台湾利用「分子育種技術」創造文心蘭花色新品系二作物形状改良利用基因工程改变植物的次生代谢，可使植物合成新的植物抗毒素，以增加抗病能力。

例如，1，2—二苯乙烯合成酶是合成植保素白藜芦醇的关键酶，正常烟草不含这种酶。

将花生的二苯乙烯合成酶转入烟草，烟草便合成此植保素，增强对灰葡萄孢菌的抗性。

三用植物的细胞工程与基因工程人参、紫草等植物的细胞大规模培养获得成功利用毛状根生产次生物质第七章细胞信号转导植物细胞信号转导（signal transduction）是指细胞偶联各种刺激信号（包括各种内外刺激信号）与其引起特定生理效应之间的一系列分子反应机制。

植物细胞信号转导的模式图示植物细胞信号转导的模式第一节信号与受体结合一、信号(signals)化学信号(chemical signals )：细胞感受刺激后合成并传递到作用部位引起生理反应的化学物质。

激素、病原因子等，化学信号也叫做配体（ligand）二、受体在信号转导中的作用受体：指能够特异地识别并结合信号、在细胞内放大、传递信号的物质。

存在于细胞表面或亚细胞组分中的天然分子。

受体的主要特性：①能与配体特殊结合；②高度的亲和力；③饱和性。

根据受体在细胞中的位置，可将它分为细胞表面受体和胞内受体。

细胞表面受体：G蛋白连接受体(G-protein-linked receptor)受体蛋白的氨基端位于细胞外侧，羧基端位于内侧，羧基端具有与G蛋白相互作用的区域，受体活化后直接将G蛋白激活，进行跨膜信号转换。

图示G蛋白连接受体G蛋白连接受体的分子模型蛋白激酶（receptor-like protein kinase)：受体本身是一种酶蛋白，具有胞外感受信号区域、跨膜区域和胞内的激酶区域。

当细胞外区域与信号分子结合时，可激活酶，将下游组分（靶蛋白）磷酸化而传递信号。

第二节跨膜信号转换跨膜信号转换（transmenbrane transduction):信号与细胞表面的受体结合后，通过受体将信号转导进入细胞内的过程。

例如： G 蛋白跨膜信号转换G 蛋白（G protein）的全称为异三聚体GTP 结合蛋白（heterotrimeric GTP binding protein），它具有GTP酶的活性，由α（31-46 kD）、β（约36 kD）和γ（7-8 kD）三种亚基组成。

亚基上氨基酸残基的酯化修饰作用将G蛋白结合在细胞膜面向胞质溶胶的一侧。

细胞内的G蛋白一般分为两大类：一类是由三种亚基(α、β、γ)构成的异源三体G蛋白，它参与细胞分裂、气孔运动、花粉管生长等生理反应的信号转导。