植物气孔运动过程中的信号转导机制
植物生长物质与细胞信号转导(细胞分裂素类)
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（二）脱落酸的代谢和运输
脱落酸的生物合成
脱落酸的合成部位：合成器官是根尖、成熟的花、 果实与种子等，细胞内合成ABA的主要部位是质体。 ABA的合成前体：甲羟戊酸(mevalonic acid， MVA)--直接途径，或叶黄素（xanthophyll）--间接 途径。 ABA的生物合成主要有两条途径： （1）15个碳原子的直接途径，由MVA合成而来 （2）40个碳原子的间接途径，由叶黄素 （xanthophyll）(一种加氧类胡萝卜素)裂解而来。
（4）增强植物的抗逆性 ABA常被称为胁迫激素，在各种逆境下，植物内源ABA水平 都会急剧地上升。 最典型的例子是叶片受干旱胁迫时，ABA迅速增加，引起气 孔关闭，减少水分散失，抗旱能力增强。 （5）促进脱落和休眠：促进叶柄、果实等器官的脱落。
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四、脱落酸的作用机制及信号转导
• 作用机制 • 在植物体内，ABA不仅存在多种抑制效应，还有多种促进 效应。在各种实验系统中，它的最适浓度可跨4个数量级(0.1～ 200μ mol·L-1)。对于不同组织，它可以产生相反的效应。例如， 它可促进保卫细胞的胞液Ca2+水平上升，却诱导糊粉层细胞的胞 液Ca2+水平下降。通常把这些差异归因于各种组织与细胞的ABA 受体的性质与数量的不同。ABA及其受体的复合物一方面可通过 第二信使系统诱导某些基因的表达，另一方面也可直接改变膜 系统的性状，干预某些离子的跨膜运动 。 • 脱落酸结合蛋白 • ABA含有α 与β 不饱和酮结构，能接受光的剌激而成为高度 活跃状态，容易与蛋白质中氨基酸的氢原子结合。 ABA结合蛋 白包含3个亚基，其分子量分别为19 300、20 200及24 300。在 高pH环境下，ABA与20 200多肽结合；在低pH环境下，ABA与其 他两种多肽结合。这种特性与ABA在碱性及酸性条件下都能引起 气孔关闭的生理作用吻合 。
植物气孔开放与光合作用调控机制的研究
植物气孔开放与光合作用调控机制的研究植物是地球上最重要的生物之一，它们可以通过光合作用将二氧化碳转化为氧气和有机物质，为地球的生态环境做出了巨大贡献。
而植物能够进行光合作用的关键在于它们的叶片能够通过气孔调控CO2和水的交换，将光能转化为化学能。
本文将从气孔开放与光合作用调控机制的研究入手，探讨植物如何调控气孔的开放和关闭，以及如何实现高效的光合作用。
一、植物气孔开放与关闭的机制气孔是植物体内负责气体交换的孔道，主要由两个相对的保卫细胞组成，它们通过膨胀或收缩的方式控制气孔的开放和关闭。
气孔的开放与关闭是由多种生理信号共同作用而形成，其中最为核心的生理过程是保卫细胞的质壁比和细胞内的离子浓度。
保卫细胞的质壁比是一个非常重要的调控机制，质壁比的大小决定了保卫细胞膨胀和收缩所需要的能量，约束了气孔开放和关闭的过程。
质壁比的变化受到多种激素和外界因素的影响，例如脯氨酸、赤霉素、ABA和ET等。
其中ABA是气孔关闭的主要激素，它通过与质膜上的受体结合，调节离子转运蛋白的活性，从而改变保卫细胞质壁比，使气孔逐渐关闭。
除了影响保卫细胞质壁比的激素外，细胞内的离子浓度也是气孔开放和关闭的关键因素。
保卫细胞内有大量的离子通道和转运蛋白，它们能够调节细胞内外的电位差和离子浓度差，从而影响气孔的开放和关闭。
其中最为重要的是K+通道和Cl-通道，它们能够承担细胞内的阳离子和阴离子调节气孔开放的任务。
一些植物能够通过调节离子通道和受体的活性，实现对气孔开放和关闭的快速调节，如油菜中的Ca2+/CAM信号转导通路就是其中之一。
二、光合作用调控机制的研究气孔开放和关闭直接影响着植物中的CO2浓度，进而影响光合作用的效率。
而光合作用的调控机制与气孔开放和关闭密切相关，它能够通过调节光合作用酶的活性和基因表达，实现对光合作用速率的调节。
光合作用中最为关键的酶是固碳酶，它基本上是植物体内CO2固定的唯一通路。
植物能够通过调节固碳酶的活性和蛋白表达量，来适应不同的光照强度和CO2浓度。
第六章 信号转导--第二信使-案例
受 体
G 蛋 白
效 应 器
第 二 信 使
靶 酶 或 调 节 因 子
基因 表达 调控
长期 生理 效应
短期 生理 效应
跨膜信号传导
胞内信号传导
二、跨膜信号转换机制
1、受体（receptor）
2、G蛋白 偶联蛋白或信号转换蛋白接受 传导 反应 Nhomakorabea受体
激素 细胞壁
胞质 质膜
1、受体与信号的感受
• 受体(receptor) 是指在细胞质膜上或亚细胞组分中能与
……
生理反应
研究第二信使的方法
药理学实验
清除剂/抑制剂 激活剂
生理学实验
信号分子
水平测定
功能分析
分子遗传学
定性/定位 定量
三、胞内信号的转换
第二信使系统(second messengers)
将胞外刺激信号称作第一信使，由胞外信号激活或抑 制、具有生理调节活性的细胞内因子称第二信使。 （1）. 钙信号系统 （2）. 肌醇磷脂信号系统 （3）. 环核苷酸 cAMP信号系统
保卫细胞中的细胞骨架
1 →3: from open to close 5 →7: from close to open
知识拓展---气孔运动信号转导
Munemasa S, Hauser F, Park J, Waadt R, Brandt B, Schroeder JI. Mechanisms of abscisic acid-mediated control of stomatal aperture. Curr Opin Plant Biol. 2015, 28:154-62
4
3.活化的α亚基继而 触发效应器(如磷酸脂 酶C) 把胞外信号转换 成胞内信号
植物叶片气孔导度的测定
一、关于结果、结论
1.记录实验结果（数据） 2.材料的渗透势 ψ＝－CRT
R气体常数＝0.0083（MPa·l/mol·k） T绝对温度（273+t℃） C溶液浓度
读数为渗透浓度M，单位：mOsm（ mmol/kg） C （ ≈ mmol/L）
3.水势、渗透势为负值，单位为Mpa
4.结论
所测小麦第…片叶的水势为…Mpa 所测小麦第…片叶的渗透势为…Mpa
2.实验完成后，请认真清洗整理所 有实验用品。
感谢同学们的合作！
钾离子与ABA对气孔开度的影响 植物叶片气孔导度的测定
钾离子与ABA对气孔开度的影响
气孔的形态结构及生理特点
• 不均匀加厚的细胞壁 • 微纤丝的排列方式 • 保卫细胞体积小，膨压变化迅速 • 保卫细胞具有多种细胞器 • 成熟保卫细胞与周围细胞间没有
40x物镜下，目镜测微 尺1小格=2.5μm
结果分析、讨论
植物叶片气孔导度的测定
实验目的
学习和掌握植物叶片气孔导度测定的 原理、方法和意义。
实验原理
气 孔 的 开 度 可 以 通 过 气 孔 导 度 gs （ stomatal conductance）这一参数来描述。气孔导度 指CO2气体、水蒸气通过气孔进出植物叶片 的速率。反映气孔对水蒸气、CO2气体的传 导度，其单位为mmol m-2 s-1。
注意暗处理的材料制片后立即观察， 不可长时间暴露在光下。
实验结果
观察比较不同处理的表皮气孔的开闭 情况，在40x物镜下测量不同处理的气孔孔 径，每个处理至少测量10个孔径（选择有 代表性的,测量内径），记录结果，计算平 均数、标准差，并绘制统计图。
注意暗处理的材料制片后立即观察， 不可长时间暴露在光下。
植物生理学四川农业大学版课后问题详解
植物生理学合生第二版绪论至第六章课后题绪论:1. 什么是植物生理学？植物生理学研究的容和任务是什么？答：植物生理学是研究植物生命活动规律及其相互关系，揭示植物生命现象本质的科学。
P1容：细胞生理、代生理、生长发育生理、信息生理、逆境生理、分子生理（及其生产应用）。
P2任务：研究和了解植物在各种环境条件下进行生命活动的规律和机制，并将这些研究成果应用于植物生产。
P22. 植物生理学是如何诞生和发展的？从中可以得到哪些启示？答：孕育：1627年荷兰学者凡•海尔蒙做柳枝盆栽称重实验开始，19世纪40年代德国化学家比希创立植物矿质营养学，约400年；p2诞生：至1904年《植物生理学》出版（半个世纪）;p3发展：于20世纪进入快速发展时期。
P4启示：3. 21世纪植物生理学发展趋势如何？答：①.与其他学科交叉渗透，微观与宏观相结合，向纵向领域拓展；p5②.对植物信号传递和转导深入研究，（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）;p6③.物质代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；p6④.植物生理学和农业科学技术的关系更加密切。
P74. 如何看待中国植物生理学的过去、现在和未来？答：中国古代人民在生产实践中总结出许多有关植物生理学的知识。
我国现代植物学起步较晚，由于封建体制的限制。
新中国成立后，中国的植物生理学取得了很大的发展。
现在在某些方面的研究已经进入了国际先进水平。
P6 p75. 如何理解“植物生理学是合理农业的基础”？答：植物生理学的每一次突破性进展都为农业生产技术的进步起到了巨大的推动作用。
P7.6. 怎样学好植物生理学？答：①•必须有正确的观点和学习方法；②.要坚持理论联系实际。
（二）写出下列符号的中文名称ER:质网RER:粗糙型质网SER:光滑型质网rDNA:核糖体DNA mRNA:信使RNAtRNA:转运RNArRNA:核糖体RNArRNA聚合酶: RNA聚合酶第一章、植物细胞的亚显微结构和功能（一）名词解释真核细胞：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。
植物中气孔运动的调控和机制研究
植物中气孔运动的调控和机制研究气孔是植物表面的通道，能够调节气体交换和水分蒸发，对于植物的生长发育和环境适应具有重要的作用。
气孔的开闭是由气孔两侧的成对肾形细胞所控制，这些细胞的伸缩运动直接影响气孔通道的开闭，从而调节植物体内的气体交换和水分利用。
植物中气孔运动的调控和机制在生物学领域一直是一个热门的研究方向。
近年来，研究人员通过组成分析、基因表达分析、生物化学分析等方法，取得了许多关键性的研究进展，对于揭示气孔在植物生长发育和逆境适应中的机制具有重大意义。
植物中气孔运动的调控气孔能够通过调节肾形细胞的细胞壁弹性变形来伸长或缩短，从而影响气孔通道的大小。
这种细胞壁弹性变形主要由细胞的糖胞质酸化或碱化、细胞壁的酸碱作用、细胞膜的离子通道等信号通路所调控。
在植物细胞中，钾离子起着重要的调控作用。
钾离子在气孔肾形细胞内外分布不均，形成了高钾、低钾的梯度，这种梯度可以通过细胞膜上的离子通道来控制。
当细胞内钾离子浓度升高时，均质液压力增大，肾形细胞伸长，气孔通道扩大；当细胞内钾离子浓度下降时，均质液压力下降，肾形细胞收缩，气孔通道缩小。
这表明，钾离子在气孔开闭的调控中起着重要的作用。
除了离子通道外，植物中还存在其他的信号通路对气孔运动进行调控。
例如，气孔收缩可以受到ABA（脱落酸）的调节，这种植物内源性激素能够在环境逆境下诱导气孔收缩，从而减少水分的蒸发。
此外，光信号、温度等环境因素也能够通过复杂的信号通路对气孔开闭进行调控。
植物中气孔运动的机制研究植物中气孔运动的机制研究主要集中在肾形细胞细胞壁的分子机制、离子通道的功能和信号通路的调控等方面。
细胞壁分子机制的研究主要探讨肾形细胞的细胞壁松弛和紧张机制。
研究表明，植物中的纤维素、半纤维素等细胞壁成分具有弹性，可以通过不同的化学调节来影响其弹性指数和体积弹性模量，从而影响细胞壁的形态和气孔通道的开闭状态。
离子通道的研究主要集中在肾形细胞细胞膜上的离子通道，例如，KAT1、MscS等通道在气孔开闭中起着重要的作用。
植物生理学简答题整理
1. 简述水分在植物生命活动中的作用。
(1)水是植物细胞的主要组成成分；(2)水分是植物体内代谢过程的反应物质。
水是光合作用的直接原料, 水参与呼吸作用、有机物质的合成与分解过程。
(3)细胞分裂和伸长都需要水分。
(4)水分是植物对物质吸收和运输及生化反应的溶剂。
(5)水分能使植物保持固有姿态。
(6)可以通过水的理化特性以调节植物周围的大气温度、湿度等。
对维持植物体温稳定和降低体温也有重要作用。
2.简述影响根系吸水的土壤条件1.土壤中可用水量: 当土壤中可用水分含量降低时, 土壤溶液与根部细胞间的水势差减小, 根系吸水缓慢2.土壤通气状况: 土壤通气状况不好, 土壤缺氧和二氧化碳浓度过高, 使根系细胞呼吸速率下降, 引起根系吸水困难。
3.土壤温度：低温不利于根系吸水, 因为低温下细胞原生质黏度增加, 水分扩散阻力加大；同时根呼吸速率下降, 影响根压产生, 主动吸水减弱。
高温也不利于根系吸水, 土温过高加速根的老化进程, 根细胞中的各种酶蛋白高温变形失活。
4.土壤溶液浓度: 土壤溶液浓度过高引起水势降低, 当土壤溶液水势与根部细胞的水势时, 还会造成根系失水。
3、导管中水分的运输何以能连续不断？由于植物体叶片的蒸腾失水产生很大的负净水压, 将导管中的水柱向上拉动, 形成水分的向上运输；水分子间有相互吸引的内聚力, 该力很大, 可达20 MPa以上；同时, 水柱本身有重量, 受向下的重力影响, 这样, 上拉的力量与下拖的力量共同作用于导管水柱, 水柱上就会产生张力, 但水分子内聚力远大于水柱张力。
此外, 水分子与导管或管胞细胞壁纤维素分子间还具有很大的附着力, 因而维持了导管中水柱的连续性, 使得导管水柱连续不断, 这就是内聚力-张力学说。
4. 试述蒸腾作用的生理意义。
答: (1)是植物对水分吸收和运输的主要动力。
(2)促进植物对矿物质和有机物的吸收及其在植物体内的转运。
(3)能够降低叶片的温度, 以免灼伤。
现代植物生理学重点课后题答案
第一章植物细胞的亚显微结构和功能一、名词解释流动镶嵌模型与单位膜模型一样，膜脂也呈双分子排列，疏水性尾部向内，亲水性头部朝外。
但是，膜蛋白并非均匀地排列在膜脂两侧，而是有的在外边与膜脂外表面相连，称为外在蛋白，有的嵌入膜脂之间甚至穿过膜的内外表面，称为内在蛋白。
由于膜脂和膜蛋白分布的不对称，致使膜的结构不对称。
膜具有流动性，故称之为流动镶嵌模型。
共质体也叫内部空间，是指相邻活细胞的细胞质借助胞间连丝联成的整体。
质外体又叫外部空间或自由空间，是指由原生质体以外的非生命部分组成的体系，主要包括胞间层、细胞壁、细胞间隙和导管等部分。
二简答题1.原核细胞和真核细胞的主要区别是什么？原核细胞低等生物（细菌、蓝藻）所特有的，无明显的细胞核，无核膜，由几条 DNA 构成拟核体，缺少细胞器，只有核糖体，细胞进行二分体分裂，细胞体积小，直径为1~10μm 。
真核细胞具有明显的细胞核，有两层核膜，有各种细胞器，细胞进行有丝分裂，细胞体积较大，直径 10 ～100μm 。
高等动、植物细胞属真核细胞。
2、流动镶嵌模型的基本要点，如何评价。
膜的流动镶嵌模型有两个基本特征：（1）膜的不对称性。
这主要表现在膜脂和膜蛋白分布的不对称性。
①膜脂在膜脂的双分子层中外半层以磷脂酰胆碱为主，而内半层则以磷脂酰丝氨酸和磷脂酰乙醇胺为主；同时不饱和脂肪酸主要存在于外半层。
②膜蛋白膜脂内外两半层所含的内在蛋白与膜两侧的外在蛋白其种类及数量不同，膜蛋白分布不对称性是膜功能具有方向性的物质基础。
③膜糖糖蛋白与糖脂只存在于膜的外半层，而且糖基暴露于膜外，呈现出分布上的绝对不对称性。
（2）膜的流动性①膜蛋白可以在膜脂中自由侧向移动。
②膜脂膜内磷脂的凝固点较低，通常呈液态，因此具有流动性，且比蛋白质移动速度大得多。
膜脂流动性大小决定于脂肪酸不饱和程度，不饱和程度愈高，流动性愈强。
3、细胞壁的主要生理功能（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）识别功能（6）参与物质运输4、“细胞壁是细胞中非生命组成部分”是否正确？为什么？不是。
植物叶片气孔运动的调节
综合表 10、表 11、表 12 作图如下：
5
钾离子浓度对气孔开度的影响
14 12
气孔开度/μm
10 8 6 4 2 0 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19
钾离子浓度为0mM时 的气孔开度 钾离子浓度为50mM 时的气孔开度 钾离子浓度为250mM 时的气孔开度
钾离子浓度为 0mM 的培养皿中， 叶片下表面气孔平均开度为 2.69μ m， 标准误为 0.27618。 钾离子浓度为 50mM 的培养皿中，叶片下表面气孔平均开度为 5.31μ m，标准误为 0.443103。 钾离子浓度为 250mM 的培养皿中，叶片下表面气孔平均开度为 8.00μ m，标准误为 0.66268。 如图可知，钾离子对气孔张开有促进作用。一定范围内，钾离子浓度越高，气孔开度越 大。
3 材料、药品、设备
3.1 材料
蚕豆叶片
3.2 药品
500mM CaCl2 ，1mM ABA，10mM Tris-HCl 缓冲液（pH=6.1） ，NaOH，
3.3 设备
普通光学显微镜（OLYMPUS CX 21） ，直径 3.5cm 培养皿 6 套，镊子，盖玻片，载玻片， 滴管，1000μ L 微量可调移液器，200μ L 微量可调移液器，刀片，50mL 烧杯，记号笔，培 养皿，200mL 烧杯，光培养箱
表格 15：ABA 浓度为10−4 M 溶液中蚕豆叶片下表皮上保卫细胞开度处理后数据
6
序号 格数 大小 序号 格数 大小
1 0 0 13 1 2.5
表格 11：钾离子浓度为 50mM 溶液中蚕豆叶片下表皮上保卫细胞开度处理后数据 序号 格数 大小 序号 格数 大小 1 1 2.5 12 3.5 8.75 2 2.5 6.25 13 2 5 3 2.5 6.25 14 1.5 3.75 4 2 5 15 3 7.5 5 2 5 16 2.5 6.25 6 2.5 6.25 18 1.5 3.75 8 3.5 8.75 19 2 5 9 3 7.5 20 0.5 1.25 10 2 5 21 2 5 11 2 5 23 1 2.5
植物逆境生理的分子机制
植物逆境生理的分子机制植物作为一种生命体，同样需要应对各种逆境因素的挑战。
在自然界中，植物面临着来自环境中的高温、低温、水分不足、盐碱土等种种逆境。
但是，植物却有着非常强大的逆境适应能力，能够通过生理和分子机制的调节来适应和缓解逆境对其生长和发育的影响。
一、植物逆境生理的分子机制1.逆境信号转导通路逆境信号转导通路是植物适应逆境的关键基础。
当环境中出现苛刻的逆境条件时，植物细胞会通过感知环境信号，产生响应，触发一系列的逆境信号转导反应。
在此过程中，植物细胞内发生了大量的生化反应，诸如活性氧类物质的产生、酶的活性调节、蛋白质磷酸化等等，最终通过调节基因的表达以及蛋白质合成与降解，实现细胞内环境的稳态维持。
2.气孔运作的调节气孔是植物体内进行气体交换的关键部位，是植物呼吸和蒸腾作用的关键组成部分。
环境逆境作用下，植物会通过调节气孔运作来实现适应。
例如，在干旱环境下，植物会关闭气孔，减少水分的流失，达到保水的目的。
3.膜结构和功能的调节膜是植物细胞的关键组成部分，是细胞和细胞之间的隔离屏障，同时也承载了许多重要信号物质的传递。
在逆境环境下，植物会通过调节膜的结构和功能来适应环境变化。
例如，在高温环境下，植物细胞会增加膜中脂类的不饱和度，降低膜的刚性，从而使细胞膜更加耐热。
4.抗氧化逆境反应在逆境环境下，植物会产生许多活性氧类物质，导致细胞内氧化应激的出现。
抗氧化逆境反应是植物对氧化应激进行防御和适应的重要途径。
通过调节与抗氧化相关的基因、蛋白质、酶等，来减轻或消除氧化应激对细胞和生物体的损害。
5.平衡水分压力的调节水分的供应和调节是植物生长发育的关键基础。
在干旱、盐碱地等环境中，植物保持水分平衡的能力受到了很大的挑战。
植物会通过调节叶片大小、根系结构、水分分配等多个方面，来实现平衡水分压力的调节。
二、植物逆境生理分子机制的研究进展1.逆境信号转导通路的研究在近几年的研究中，逆境信号转导通路的研究成为了重点关注的领域。
脱落酸介导气孔开闭的信号转导
胞质Ca2+浓度的增加 来源一是胞外Ca2+通 过质膜内流通道进入 胞质；二是Ca2+从细 胞内Ca2+库（如液泡） 释放到胞质。
ABA调节气孔保卫细胞胞质Ca2+浓度增加有两条途
径：一条是ROS（活性氧）途径；另一条为IP3cADPR（环化ADP核糖）途径。
第六章 植物信号转导
第五节 脱落酸介导气孔关闭的信号转导
1．简述ABA调节气孔保卫细胞Ca2+浓度增加 的ROS途径和IP3-CAPR途径的异同点。
第六章 植物细胞信号转导 第五节 脱落酸介导气孔开闭的信号转导
第六章 植物信号转导
主要内容：
第五节 脱落酸介导气孔关闭的信号转导
一、细胞对干旱胁迫信号的感知 二、脱落酸对气孔运动调节的信号转导
第五节
脱落酸介导气孔开闭的 信号转导
概述：
植物对干旱胁迫应答的起始点是细胞对干旱胁迫 信号的感知。
ABA是一种胁迫激素，参与植物干旱应答反应的许多生 理过程。
图6-11 气孔保 卫细胞中ABA 信号转导途径 模式图
⑥cADPR和IP3的升高激活了液泡膜上的其他钙通道，更多的 Ca2+从液泡释放出来；⑦胞内钙的升高阻断了质膜上的Kin+通道； ⑧胞内钙的升高促进了质膜上Clout－通道的打开，引起质膜去极 化；⑨质膜上的质子泵受到ABA诱导的胞内钙增加和胞内pH升 高的抑制，质膜进一步去极化；⑩膜的去极化活化了质膜上的 Kout＋通道；(11)K＋和阴离子首先跨膜从液泡释放至胞质中。离 子从细胞中的外流，诱导气孔关闭或抑制了气孔开放。
2．介导ABA信号的胞内信使及其转导途径
东北林业大学 植物生理学 思考题及答案
植物生理学思考题及答案第一章1.植物细胞和土壤溶液水势的组成有何异同点？答案：2一个细胞放在纯水中水势和体积如何变化？答案：水势升高，体积变大。
3植物体内水分的存在形式及其与植物代谢强度、抗逆性有何关系？答案：存在形式：束缚水，自由水；与植物代谢强度、抗逆性关系：自由水与束缚水比值较高时，植物代谢活跃，但抗逆性差；反之，代谢活性低，但抗逆性较强。
4.气孔运动的机制及其影响因素。
答案：机制：淀粉-糖转化学说，无机离子吸收学说，苹果酸代谢学说；影响因素：凡能影响光合作用和叶子水分状况的各种因素：①光照（主要因素）②温度③二氧化碳（影响显著）④叶片含水量。
5水分进出植物体的途径及动力。
答案：途径：质外体途径，跨膜途径，共质体途径；动力：①上端原动力—蒸腾拉力；②下端原动力—根压；③中间原动力—水分子间的内聚力及导管壁附着力。
6.如何区别主动吸水与被动吸水？答案：第二章1.溶液培养法有哪些类型？用溶液培养植物时应注意的事项？答案：s2如何确定植物必需的矿质元素？植物必须的矿质元素有哪些生理作用？答案：植物必须元素的三个标准：①由于该元素缺乏，植物生育发生障碍，不能完成生活史；②去除该元素则表现出专一缺乏症，且这种缺乏症可以预防恢复；③该元素在植物营养生理上应表现直接的效果，绝不是因土壤或培养基的物理化学微生物条件的改变而产生的间接效果。
生理作用：①是细胞结构物质的组成成分；②是植物生命活动的调节者，参与酶的活动；③起电化学作用，即离子浓度的平衡，胶体的稳定和电荷中和。
3植物细胞通过哪些方式吸收矿质元素？答案：离子通道运输，载体运输，离子泵运输，胞饮作用。
4.试述植物从土壤中吸收的硝酸盐是如何进行还原和氨基酸的同化？答案：硝酸盐的还原：①硝酸盐还原成亚硝酸盐的过程是由细胞质中的硝酸还原酶催化的。
硝酸盐还原的步骤：②亚硝酸盐还原成氨是由叶绿体中的亚硝酸还原酸催化的，其酶促过程如下式：氨基酸的同化：谷氨酸脱氢酶途径，氨基交换作用，酰胺合成酶途径。
依赖aba途径调节气孔运动
依赖aba途径调节气孔运动
在植物生理学中，"aba" 是脱落酸（Abscisic Acid）的缩写，它是一种植物激素，对植物生长发育和应激响应起到重要的调控作用。
气孔运动是指植物叶表皮上的气孔开合过程，这一过程对植物的气体交换和水分调节至关重要。
下面是依赖ABA 调节气孔运动的主要过程：
1. 水分胁迫响应：当植物受到外界水分胁迫的刺激时，例如土壤干旱或空气干燥，植物体内会产生更多的脱落酸（ABA）。
2. ABA感知和信号传导：植物细胞中存在感知ABA 的受体，一旦感知到高浓度的ABA，就会引发一系列信号传导通路。
3. K+和Cl-离子的调控：ABA 通过调节离子通道的活性，特别是K+（钾）和Cl-（氯）通道，影响细胞内外的离子浓度。
4. 气孔运动：ABA 的信号传导最终影响到植物叶片中的气孔。
ABA 通过调节气孔周围的配子细胞和保护细胞的膨压状态，以及对气孔孔口的影响，调节气孔的开合状态。
5. 水分保持：ABA 调控气孔的开合状态，减缓水分的蒸腾流失，有助于植物在干旱或水分胁迫条件下减少水分损失，提高水分利用效率。
这个过程有助于植物在面临水分胁迫时保持水分平衡，提高植物的抗旱能力。
同时，通过ABA 调控气孔运动，植物还能够在适当的条件下实现气体交换，维持正常的生长和新陈代谢。
ABA 在植物的生长发育、应激响应等方面的作用，使其成为植物生理学中一个非常重要的调节因子。
植物生理学：第七章 细胞信号转导
G蛋白下游的靶效应器很多，包括磷酯酶C（PLC）、 磷酯酶D（PLD）、磷酯酶A2（PLA2）、磷酯酰肌醇3激 酶（PI3K）、腺苷酸环化酶、离子通道等。
通常认为，G蛋白参与的跨膜转换信号方式主要是α亚 基调节，而βγ亚基的功能主要是对G蛋白功能的调节和修饰， 或把G蛋白锚定在细胞膜上。随着研究的深入，越来越多的 证据表明，G蛋白被受体激活后βγ亚基游离出来也可以直接 激活胞内的效应酶。有些甚至是α亚基和βγ亚基复合体协同 调节。在目前所知道的8种不同的腺苷酸环化酶（AC）同工 酶中，AC1通过α亚基激活，AC2、AC4、AC7则直接被βγ 亚基激活，但需要α亚基存在，两种协同起作用。
信号的主要功能：在细胞内和细胞间传递生物信息，当植 物体感受信号分子所携带的信息后，或引起跨膜的离子流动， 或引起相应基因的表达，或引起相应酶活性的改变等，最终 导致细胞和生物体特异的生理反应。
外部信号对 拟南芥植株 生长和发育 的影响
二、受体（receptor）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 放大和传递信号 的物质）
一、G蛋白参与的跨膜信号转换
是细胞跨膜转换信号的主要方式。G蛋白 即GTP结合蛋白（GTP binding protein），是细胞内一类具有重要生理调节功能的蛋白质。G蛋 白可以和三磷酸鸟苷（GTP）结合，并具有GTP水解酶的活性。在所有 的G蛋白中只有两种类型G蛋白参与细胞信号传递：小G蛋白和异三聚体 G蛋白。小G蛋白是一类只含有一个亚基的单聚体G蛋白，它们分别参与 细胞生长与分化、细胞骨架、膜囊泡与蛋白质运输的调节过程。
在细胞跨膜信号转导中起主要作用的是异三聚体G蛋白(heterotrimeric G-proteins，也被称作大G蛋白)。常把异三聚体G蛋白简称为G蛋白。
植物气孔及其运动机理概述
靠 近孔的一侧 （ 内侧 ） 细胞 壁较厚 ， 而与其他 细胞相 接 触的部位（ 外侧 ） 的细胞壁较 薄 ６。所以 ， 保卫细胞 的
外侧胞壁可以有效地 响应 细胞 膨压 ， 引起细胞 扩展 或
者收缩 ， 以调节气孔 开闭 和孔径变 化 【 。 当保卫 细胞
物 由于大气干旱而遭受伤害的可能性 。在 久晴不雨 的 干热天 和夏天 中午 ， 气孔导度较小 ， 这 主要 是 由保卫细 胞 失水 ， 体积变小 ， 细胞壁伸直而导致 ； 而在久雨之后 ， 细胞 吸水膨胀 ， 保卫细胞受到挤压无法 打开 ， 所 以白天
也处于关 闭状态 。
气 孔在植 物 的 同化 和 异 化过 程 中 起着 关键 的作
成熟 的保卫 细胞 间没 有胞 间连丝 ， 但是 其细胞 壁上 有 从 孔侧向外 辐射状 排列 的硬质 微纤 丝和微 管 。而且 ，
壁厚 的一侧 ， 使细胞 弯 曲并导致 气孔 开启 。而在 日落 时， 细胞 ｐ Ｈ值增加 ， 糖转换 为淀粉 ， 细胞 内的水势下 降 而导致 失水 ， 引起气孔关 闭。也有研 究表 明 ， 光能促进 细胞 内苹果酸钾 的大量形 成 ， 使气 孔 细胞水 势增 加进
胞孔侧细胞壁 向着 外侧 的方 向弯 曲 ， 从而使 保卫 细胞
之 间的孔 隙变 宽 ， 气孔 开放 。在保 卫细 胞失 水膨 压减 小时， 外侧细胞壁收缩较快 ， 气孔关 闭。
４ 影响气孔开 闭的环境因素
其数量 和功 能 等 对 大气 Ｃ Ｏ ２浓 度 的变 化 非 常 敏 感。 大气 Ｃ Ｏ ２ 浓度 的升高 ， 导致植 物细胞 间隙 Ｃ Ｏ ２ 浓 度增 加， 为保持胞 间 Ｃ Ｏ ２ 分 压始终 低 于大气 Ｃ Ｏ ２分压 （ 约 ２ ０ ％一 ３ ０ ％左右 ） ， 植 物通 常通过 调节气 孔开 闭程 度或
光照条件下气孔运动的机理
光照条件下气孔运动的机理
气孔机理是植物内部气体交换的主要途径之一，气孔的开启和关闭由其内部的光变化机制控制。
气孔的机理会自动受到光照条件的影响，典型的表现为无光的植物储气，在植物有光照条件下植物会释放气体，开启气孔。
光有两种植物所特有的敏感性植物激素来调节气孔的大小，分别是：紫外光敏感的花粉激素（FAR）和紫外光敏感的细胞分裂素（CSL）。
在无光条件下，这两个植物激素不活跃，气孔勃勃封闭，气体存储在植株内部。
当受到光照，如紫外光，CSL就开始活跃，FHRA就开始产生，使植物皮层的细胞发生变化，气孔就会打开，释放较多的气体，调节植物的内部环境。
当bo辐射达到一定强度后，促使气孔关闭，即起到调节植物温度的作用。
当紫外光强度超过最大值Z直接引起气孔对光的大范围关闭，植物细胞会渐渐缩小，最后气孔关闭，以防止水分迅速流失。
然而，当太阳光照射植物下，气孔能扩大到气孔宽度最大程度，当光照强度超过一定阈值时，气孔相对而言是完全关闭的，不再进行气体散发。
另外，在不同光照强度下，植物的表型会有所变化，植物细胞顶端油脂泡膨胀，但当光强超过气孔敏感阈值，植物细胞内气体膨胀现象消失，气孔关闭，植物表型逐渐发生变化。
总之，植物在光照条件下的气孔运动，受到光传导、光敏性植物激素和不同光照的复合影响，能够帮助植物调节不同光照下的环境，使生存环境得以调节。
干旱胁迫条件下aba介导气孔运动的
干旱胁迫条件下aba介导气孔运动
在干旱胁迫条件下，植物通过激素 abscisic acid ABA）来调控气孔运动。
气孔是植物叶片表面的小孔，通过气孔，植物可以进行气体交换，包括水分蒸发和二氧化碳吸收。
在干旱条件下，植物需要限制水分蒸发，以保持水分平衡。
ABA 在这个过程中发挥着关键的作用。
以下是在干旱胁迫条件下，ABA如何介导气孔运动的一般过程：
感知干旱信号： 当植物感知到土壤干燥或空气中湿度降低时，植物会产生干旱信号。
合成和积累ABA： 干旱信号触发植物合成和积累ABA 激素。
ABA在植物体内的浓度增加。
传递信号到气孔： ABA通过细胞间的传递系统将信号传递到叶片的气孔。
引起气孔闭合：ABA信号引起气孔闭合的反应。
这是通过调节气孔周围的配子细胞来实现的，导致气孔关闭，减少水分蒸发。
保持水分平衡：通过闭合气孔，植物可以减少水分蒸发，从而保持水分平衡，防止过度失水。
总体而言，ABA在植物中是一种重要的干旱适应激素，它通过调控气孔运动等生理过程，帮助植物应对干旱胁迫。
绿叶植物气孔运动的机理
绿叶植物气孔运动的机理咱今儿个就来唠唠绿叶植物气孔运动的机理这事儿。
您看那绿叶植物啊，就像一个个小小的绿色工厂。
这气孔呢，就好比是工厂的大门。
这大门可不能随便乱开乱关，它的运动可有一套精密的机理呢。
气孔的运动主要是为了调节植物的气体交换和水分散失。
咱先从水分这方面来说说。
植物的根从土里把水吸上来，就像我们用吸管喝水一样，水顺着茎就到了叶子里。
这时候啊，如果气孔一直大开着，水就会像没拧紧的水龙头里的水一样，哗哗地流走了。
那植物可不傻，它得控制好这个度。
当植物感觉周围环境比较干燥的时候，就像是咱们在大太阳下觉得口干舌燥的时候，它就会让气孔关小一点，减少水分的散失。
这就好像我们在大热天把窗户关小一点，不让屋里的水汽跑出去太多一样。
再说说气体交换这事儿。
植物要进行光合作用啊，就像我们人要呼吸新鲜空气一样重要。
光合作用需要二氧化碳，就像我们呼吸需要氧气一样。
气孔就负责把二氧化碳从外面放进来。
可是呢，这气孔要是光想着把二氧化碳放进来，不小心也会把水汽放出去太多。
这就像是家里开着门通风，结果把暖空气都放跑了一样。
植物怎么解决这个问题呢？这里面啊，涉及到好多小零件的协同工作。
比如说保卫细胞，这保卫细胞就像两个小卫士一样守护着气孔。
保卫细胞里面有一种特殊的结构，能感知周围环境的变化。
当光照变强的时候，就好像是早上太阳升起来了，照亮了大地，保卫细胞就像被注入了能量一样，开始发生一些奇妙的变化。
它们会吸收一些离子，就像我们吃了有营养的东西一样，这一吸收离子啊，细胞里面的渗透压就变了。
这渗透压一变，就像一个小魔法一样，让保卫细胞变得鼓鼓的。
您想啊，两个小卫士一鼓起来，中间的气孔不就打开了吗？这就好比两扇大门被两个大力士从两边推开了一样。
到了晚上呢，没有光照了，就像太阳落山了，天变黑了。
保卫细胞就像失去了能量一样，那些离子又跑出去了，细胞就瘪瘪的，气孔就自然而然地关闭了。
这就像大门到了晚上就关上，防止小偷进来一样。
还有温度也会影响气孔的运动呢。
气孔运动及其影响因素
气孔运动及其影响因素、钙参与ABA 调控气孔运动的信号转导姓名：李希东专业：植物学学号：200808201 日期：09.4.25 成绩：一、实验目的：1. 探明植物激素和外界环境因素对气孔运动的影；2. 证明钙参与ABA对气孔运动的调控；3. 学习剥离表皮的方法和显微镜的使用。
二、实验原理：气孔是陆生植物与外界环境交换水分和气体的主要通道及调节机构，可通过开闭响应不同的环境条件。
保卫细胞的渗透系统受钾离子调节。
光下，保卫细胞中的叶绿体通过光合磷酸化生成ATP，ATP驱动质膜上K+-H+泵，使保卫细胞能逆浓度梯度从周围表皮细胞吸收钾离子，或从外界溶液中吸收钾离子，从而降低其渗透势，使气孔开放。
植物内源激ABA(脱落酸)、SA（水杨酸）、JA（茉莉酸）等均能够影响气孔的开闭运动。
Ca2+是ABA调节气孔运动信号转导的重要组分之一。
经不同处理后，可用镜检法测量气孔开度，三、实验器皿：实验材料：蚕豆叶片实验试剂：0.4％KNO3、0.4％NaNO3 ；1mmol ABA、1mmol SA、pH6.1的10mmol/L Tris 缓冲液、蒸馏水；100 mmol/L CaCl2溶液、20 mmol/L EGTA。
实验器皿：培养皿、手术刀片、眼科剪、眼科镊、毛笔、载玻片、盖玻片、移液器（1000μL、100μL）、光照培养箱。
四、实验步骤：1. 钾离子对气孔开度的影响1. 将三个培养皿中各放2ml的0.4％KNO3，0.4％NaNO3与蒸馏水（对照）。
2. 在暗处理的同一蚕豆叶上撕表皮若干，分放在上述的三个培养皿中。
3. 将培养皿置于人工光照条件下照光4 h左右，光照强度在40001x左右。
4. 分别在显微镜下（10倍或40倍）观察气孔的开度。
2. ABA和SA等植物激素对气孔关闭的作用1. 取3~4周龄蚕豆幼苗上端刚展开的叶片，光照2~3h，诱导气孔张开。
2. 用pH6.1的10mmol/L Tris缓冲液配制不同浓度的ABA和SA溶液（0、10-4、10-5和10-6mol/L）。
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植物气孔运动过程中的信号转导机制作者：孙丽， 吴忠义， 李学东， 于荣， SUN Li， WU Zhong-Yi， LI Xue-Dong， YU Rong作者单位：孙丽,李学东,于荣,SUN Li,LI Xue-Dong,YU Rong(首都师范大学生命科学学院,北京,100037)， 吴忠义,WU Zhong-Yi(北京市农林科学院北京农业生物技术研究中心,北京,100090)刊名：植物生理学通讯英文刊名：PLANT PHYSIOLOGY COMMUNICATIONS年，卷(期)：2006,42(6)被引用次数：8次1.安国勇;宋纯鹏;张骁过氧化氢对蚕豆气孔运动和质膜K+通道的影响[期刊论文]-植物生理学报 2000(05)2.陈玉玲;肖玉梅;王学臣保卫细胞钙信号的研究进展[期刊论文]-植物学通报 2003(02)3.黄荣峰;王学臣微管在气孔运动中的作用 19974.匡逢春;萧浪涛;夏石头脱落酸对植物气孔运动的调控作用[期刊论文]-植物生理学通讯 2003(03)5.刘贯中;陈珈钙依赖蛋白激酶(CDPKs)在植物钙信号转导中的作用[期刊论文]-植物学通报 2003(02)6.刘璞;陈珈植物激素脱落酸的信号转导[期刊论文]-植物生理学通讯 2000(02)7.吕东;张骁NO可能作为H2O2的下游信号介导ABA诱导的蚕豆气孔关闭[期刊论文]-植物生理与分子生物学学报2005(01)8.权宏;施和平;李玲脱落酸诱导气孔关闭的信号转导研究[期刊论文]-植物学通报 2003(06)9.史刚荣植物干旱胁迫下气孔关闭的信号转导[期刊论文]-生物学通报 2003(11)10.孙大业;郭艳林;马力耕细胞信号转导 200111.肖玉梅;陈玉玲;黄荣峰;陈珈 王学臣拟南芥保卫细胞微丝骨架的解聚可能参与了细胞外钙调素诱导的气孔关闭[期刊论文]-中国科学c辑 2004(02)12.薛绍武;杨频;裴真明植物保卫细胞离子通道在气孔运动中的作用[期刊论文]-植物生理学通讯 2004(04)13.Assmann SM;Baskin TI The function of guard cells does not require an intact array of cortical microtubules[外文期刊] 1998(319)14.Blatt MR;Grabov A Signal 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