植物生理学笔记整理

《现代植物生理学》

绪论

1、植物生理学：是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。植物生理学的研究对象是高等植物。高等植物的生命活动主要分为生长发育与形态建成、物质与能量代谢、信息传递和信号转导3个方面。

2、萨克斯于1882年撰写出《植物生理学讲义》并开设课程，他的弟子费弗尔1904年出版三卷本《植物生理学》著作。这两部著作的问世，标志着植物生理学从植物学中脱胎而出，独立成为一门新兴的科学体系。

细胞生理

3、水势（Ψw ）：同温同压下，每偏摩尔体积纯水与水的化学势差。（细胞水势由三部分组成：溶质势（ψs），衬质势（ψｍ）和压力势（ψｐ），即Ψw=ψs+ψm+ψp）

4、溶质势（ψs ）：由于溶质的存在而使水势降低的值称为溶质势。

压力势（ψｐ）：细胞壁对原生质体产生压力引起的水势变化值。

衬质势（ψｍ）：由于亲水物质对水的吸引而降低的水势。

5、蒸腾作用的生理意义：a.水分吸收和运输的主要动力；

b.是矿质元素和有机物运输的动力；

c.降低叶温。

d.有利于气体交换

现已确定有17种元素是植物的必需元素：碳（C）、氢（H）、氧（O）、氮（N）、磷（P）、硫(S)钾（K）、钙（Ca）、镁(Mg)、铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)、硼(B)、钼(Mo)、镍(Ni)、氯(Cl)。

根据植物对必需元素需要量的大小，通常把植物必需元素划分为两大类，即大量元素和微量元素。

缺素症

9、单盐毒害：将植物培养在单一盐溶液中（即溶液中只含有一种金属离子）,不久植物就会呈现不正常状态，最终死亡，这种现象称为单盐毒害。

离子对抗：在单盐溶液中若加入少量含有其他金属离子的盐类，单盐毒害现象就会减弱或消除，离子间的这种作用称为离子对抗。

（单盐毒害和离子对抗的内容也要看下及书上面的什么是“生理酸性盐”、“生理碱性盐”、“生理中性盐”也要看P81）

植物的光合作用过程

光合作用：是绿色植物大规模地利用太阳能把CO₂和H2O合成富能的有机物，并释放出O2的过程。

12、C4植物比C3植物光合作用强的原因

⑴结构原因：C3：维管束鞘细胞发育不好，无花环型，叶绿体无或少；

光合在叶肉细胞中进行，淀粉积累影响光合。

C4：维管束鞘细胞发育良好，有花环型，叶绿体较大；

光合在维管束鞘细胞中进行。有利于光合产物的就近运输，防止淀粉积累影响光合。⑵生理原因：①PEPC对CO2的Km(米氏常数)远小于Rubisico，所以C4对CO2的亲合力大，低CO2浓度（干旱）下，光合速率更高。

②C4植物将CO2泵入维管束鞘细胞，改变了CO2/O2比率，改变了Rubisico的作用方向，降低了光呼吸。

13.光补偿点：当达到某一光强度时，叶片的光合速率与呼吸速率相等，净光合速率为零，这时的光强度称为光补偿点。

光饱和点：光合速率开始达到最大值时的光强度称为光饱和点。——P132

CO₂补偿点：当光合速率与呼吸速率相等时，外界环境中的CO₂浓度即为CO₂补偿点（图中C点）。CO₂饱和点：光合速率开始达到最大值时的CO₂浓度被称为CO₂饱和点。（图中S点）——P134

图4-26

14.实验证明，呼吸链中酶复合体I 、III 和IV 是3个偶联部位，酶复合体II 不是偶联部位。NADH 经呼吸链氧化要通过酶复合体I 、III 和IV 3个偶联部位，可形成3molATP 。FADH2经呼吸链氧化只通过酶复合体III 和IV 2个偶联部位，所以只形成2molATP 。

15.磷/氧比（P/O ratio ）是评价氧化磷酸化作用活力的指标，是指呼吸作用每消耗1mol 氧经氧化磷酸化作用合成了多少（mol ）ATP 。

电子传递链

呼吸链：代谢物上的氢原子被脱氢酶激活脱落后，经过一系列的传递体，最后传递给被激活的氧分子，并与之结合生成水的全部体系称为呼吸链。

和FADH2电子传递途径

NADH 电子传递途径通过了酶复合体I 、III 、IV ，每传递一对电子可磊出10个H ，因此该途径P/O=3，该途径受鱼藤酮、抗霉素A 、氰化物抑制。FADH2电子传递途径绕过了酶复合体I,通过了酶复合体III 、IV ，每传递一对电子可磊出6个H ，因此该途径P/O=2 ，该途径不受鱼藤酮、抗霉素A 、氰化物抑制。另外，植物细胞线粒体内膜还存在一种对鱼藤酮不敏感的NADH 脱氢酶，氧化从“苹果酸穿梭”产生的NADH ，该电子传递途径绕过了酶复合体I ，电子从UQ 处进入电子传递链，每传递一对电子可磊出6个H ，P/O=2，该途径被看做酶复合体I 超负荷运转时分流电子的一条支路。

NAD （P ）H 电子传递途径

这是一条细胞色素呼吸电子传递链的支路。电子由UQ 处进入电子传递链。电子传递途径绕过了酶复合体I ，每传递一对电子可磊出6个H ，因此该途径P/O=2。该途径不受鱼藤酮抑制，受抗霉素A 和氰化物抑制。

交替途径（AP ）

主路 P/O=3 支路ⅠⅡ P/O=2 支路Ⅲ P/O=1 交替途径 P/O=1

这是植物细胞线粒体中存在的一条对氰化物不敏感的电子传递途径，故又称为抗氰支路。这时一条细胞色素呼吸链之外的电子传递途径。电子自NADH脱下后，经FMN→Fe-S传递到UQ，然后从UQ传递给一种黄素蛋白，再经酶复合体III、IV，其P/O=1，电子传递释放出能量，主要以热能形式散失。该电子传递途径受鱼藤酮抑制，不受抗霉素A和氰化物抑制。

16. 糖酵解（EMP）关键酶：

①果糖磷酸激酶（最关键的限速酶）：AMP比值对该酶活性的调节具有重要的生理意义。当ATP 浓度较高时，该酶几乎无活性，酵解作用减弱；当AMP积累，ATP较少时，酶活性恢复，酵解作用增强。

可抑制果糖磷酸激酶的活性，它可防止肌肉中形成过量的乳酸而使血液酸中毒。

c.柠檬酸含量高，说明细胞能量充足，葡萄糖就无须为合成其前体而降解。因此柠檬酸可增加ATP 对酶的抑制作用。

d.果糖6-磷酸在果糖磷酸激酶的催化下可磷酸化为果糖-2，6-二磷酸。果糖-2，6-二磷酸能消除ATP对酶的抑制效应，使酶活化。

②己糖激酶：G-6-磷酸是该酶的别构抑制剂

③丙酮酸激酶：a.果糖-1，6-二磷酸是该酶的激活剂，可加速酵解速度

b.丙氨酸是该酶的别构抑制剂

、乙酰辅酶A、柠檬酸等也可抑制该酶的活性，减弱酵解速度。

17. 三羧酸循环（TCA）关键酶：

①丙酮酸脱氢酶系：该酶催化的反应虽不属于柠檬酸循环，但对于葡萄糖来说是进入柠檬酸循环的必经之路。乙酰CoA和NADH是该酶的抑制剂，NAD+和CoA则是该酶的激活剂。

②柠檬酸合酶：是该途径关键的限速酶。其活性受ATP、NADH、琥珀酰CoA的抑制；草酰乙酸和乙酰CoA的浓度较高时，可激活该酶的活性。

③异柠檬酸脱氢酶：受到Ca 和ADP的别构激活和NADH的抑制。

④α-酮戊二酸脱氢酶系：是三羧酸循环的另外一种限速酶。它们的活性也受ATP、NADH的抑制；琥珀酰CoA是该酶的抑制剂。

受体：是指能够特异地识别并结合信号分子，进而引起生物学效应的物质。

受体的功能：①受体能识别特异的信号分子——配体（如激素），并能同它发生特异性结合；

②受体能够把识别和接收的信号准确无误地放大并传递到细胞内部，启动一系列胞内生化反应，最后导致特定的细胞反应，使得胞间信号转换为胞内信号。

受体的特性：①特异性②亲和性③饱和性④有效性⑤可逆性

信使

第一信使（胞外信息分子）：激素

第二信使（胞内信息分子）：3'，5'环腺苷酸（cAMP）、3'，5'环鸟苷酸（cGMP）、Ca 、1，4，5-三磷酸肌醇（IP3）、二酰甘油（DAG）

19、植物生长物质：是指具有调节植物生长发育功能的一些生理活性物质，包括植物激素和植物生长调节剂。

植物激素：是指在植物体内合成的，可以移动的，对生长发育产生显著作用的微量有机物质。

植物生长调节剂：是指人工合成的具有类似植物激素生理活性的化合物。

生长素类(IAA)、赤霉素类(GA)、细胞分裂素类(CTK)、脱落酸(ABA)和乙烯(ETH)的生理作用及各激素间的相互关系：

1）生长素的生理作用：

1.促进生长

A.双重效应

B.不同器官对IAA敏感性：根>芽>茎

C.离体器官效应明显，对整株效果不明显。

2.促进不定根的形成核分裂