植物生理学温习资料.docx
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1、植物生理学温习资料绪论生长发育:生长发育是植物生命活动的外在表现。生长是指增加细胞数目和扩大细胞体积而导致植物体积和质量的增加。发育是指细胞不断分化,构成新组织、新器官,即形态建成,详细表现为种子萌发,根、茎、叶生长,开花,结实,衰老死亡等经过。信号转导:信号转导是指单个细胞水平上,信号与受体结合后,通过信号转导系统,产生生理反响。农业生产实践原理:“多粪肥田、“积力于田畴,必且粪灌施肥与灌溉“种,伤湿、郁,热则生虫也种子安全贮藏的基本原则“曝使极燥降低种子含水量“日曝令干,及热埋之热进仓窑麦法“正月一日日出时,反斧班驳驳椎之嫁接技术/使树干韧皮部受轻伤,有机物质向下运输减少,地上枝条有机营养
2、相应增加,促使花芽分化,有利于开花结实。第一章植物体内水分存在的状态束缚水boundwater:靠近胶粒而被胶粒吸附束缚不易自由流动的水分自由水freewater:距离胶粒较远而能够自由流动的水分。自由水/束缚水比值高,植物代谢强度大自由水/束缚水比值低,植物抗逆性强植物细胞对水分的吸收理解水分跨膜运输的途径浸透作用osmosis:水分从水势高的系统通过半透膜向水势低的系统移动的现象。细胞吸水情况取决于细胞水势:典型细胞水势=溶质势+压力势+重力势+衬质势相邻两细胞间的水分移动方向,取决于两细胞间的水势差异,水势高的细胞中的水分向水势低的细胞流动。根系吸水和水分向上运输根系吸水的途径有三条:质
3、外体途径、跨膜途径、共质体途径根压rootpressure:因根部细胞生理活动导致皮层细胞和中柱细胞之间产生水势梯度,进而引起水分进入中柱产生的压力,称为根压。根压的证实;伤流、吐水蒸腾拉力transpirationpull:因叶片蒸腾作用导致叶片和根部之间的组织、细胞产生水势梯度而引起根部吸水的动力称为蒸腾拉力。蒸腾作用transpiration:水分以气态形式通过植物体表主要是叶片从体内散失到体外的现象。蒸腾作用的生理意义:1.植物对水分吸收和运输的主要动力2.植物对矿物质盐类吸收和运输的主要动力3.降低叶片温度合理灌溉的生理基础水分平衡:植物吸水量足以补偿蒸腾失水量的状态。作物需水规律代
4、谢能力:C4植物优于C3植物。生殖器官构成期和种子发育期灌浆期为水分临界期。合理灌溉的指标形态指标:幼叶凋萎、茎叶暗绿或变红、生长减慢生理指标:叶片水势、细胞质液浓度、浸透势、气孔开度节水灌溉的方法喷灌、滴灌、调亏灌溉、控制性分根交替灌溉第二章植物必需的矿质元素来自水或二氧化碳的碳、氧、氢和来自土壤的氮、铁、钙、镁、磷、硫,植物对这些元素需要量相对较大,称为大量元素。C、H、O、N、K、Ca、Mg、P、S其余氯、铁、硼、锰、锌、铜、镍和钼8种来自土壤的元素,植物需要量极微,稍多即发生毒害,称为微量元素。Cl、Fe、B、Mn、Na、Zn、Cu、Ni、Mo氮N:氮是蛋白质、核酸、辅酶、叶绿素、某些
5、植物激素(如生长素)、维生素如B1、B2、B6等、生物碱的组成元素;生命元素氮太多:植株徒长,叶深绿,抗逆性差,成熟期延迟缺氮:植株矮小、叶片早衰变黄,由下部叶片开场逐步向上发展。磷P:磷是核酸、磷脂、辅酶、植酸等的重要成分,介入物质和能量代谢、信号转导。缺磷症状:叶色暗绿或紫红色老叶先出现,成熟期延迟。钾K:通常以离子形式存在,作为酶的辅因子和浸透调节作用。钾促进糖分转化和运输。缺钾时,叶片变黄,坏死。硫S:硫是含硫氨基酸Cys、Met、辅酶A、谷胱甘肽、生物素、硫氧还蛋白、铁硫蛋白、固氮酶等的组分。缺硫症状与缺氮类似,但症状从成熟叶和嫩叶发起。硼B:硼与甘露醇、甘露聚糖、多聚甘露糖醛酸等细
6、胞壁组分组成复合体,介入半纤维素合成;介入花药发育和花粉管萌发等生殖经过。抑制有毒酚类积累。缺硼症状:有性生殖经过受阻;丧失顶端优势;酚类含量提高。实例:鄂苏油菜“花而不实、棉花“有蕾无铃,黑龙江小麦不结实加强细胞壁构造稳定性的元素:B、Si、Ca介入光合放氧经过的离子:Cl、Mn2介入生物固氮的元素:Fe、S、Ni、Mo缺铁:华北果树“黄叶病叶绿素合成缺锌:吉、闽玉米“花白叶病,华北果树“小叶病IAA、叶绿素合成缺钙:番茄蒂腐病,莴苣顶枯病,芹菜裂茎病,菠菜黑心病,白菜干心病以果胶酸钙形式介入胞间层构成细胞对矿质元素的吸收离子跨膜运输的方式:被动运输、主动运输、胞饮作用离子或溶质跨过生物膜需
7、要代谢供应能量,逆电化学势梯度向上进行运输的方式。离子的跨膜运输是利用膜上ATP酶催化ATP水解释放的能量来进行的。质膜上的离子泵主要有质子泵:又称为H+-泵ATP酶或H+-ATP酶钙泵:又称为Ca2+-ATP酶或Ca2+,Mg2+-ATP酶植物体对矿质元素的吸收交换吸附exchangeadsorption:根部细胞呼吸产生的CO2和H2O生成H2CO3,进而解离产生H+和HCO3-能分别与周围溶液或土壤颗粒吸附着的阳离子和阴离子交换,使盐离子被吸附在根细胞外表。植物地上部分对矿质元素的吸收根外营养:途径:气孔和角质层裂缝主要表皮细胞细胞壁中的外连丝表皮细胞叶脉韧皮部优点:1.作物生长后期根系
8、吸肥能力减弱;2.某些矿质元素如Fe2+、Mn2+、Cu2+易被土壤固定;3.用量少、效果快。合理施肥的生理基础根据矿质元素的生理功能和作物需肥规律,适时适量施肥。作物需肥规律:禾本科作物:多施磷肥。根茎类作物:多施钾肥。叶菜类作物:多施氮肥。一般作物的营养最大效率期为生殖生长期,如水稻、小麦的幼穗构成期,油菜、大豆的开花期。合理追肥的指标形态指标:植株形态、叶片颜色生理指标:功能叶的营养元素含量、测土配方施肥发挥肥效的措施适当灌溉适当深耕改善施肥方式:根外施肥、深层施肥第三章光合作用photosynthesis:绿色植物吸收阳光的能量,同化CO2和H2O,制造有机物并释放O2的经过。类囊体t
9、hylakoid:光合细胞或叶绿体中由1层生物膜闭合而成的扁囊状片层构造。是光合作用基粒grana:高等植物的叶绿体内,由若干个扁囊状片层构造垛叠而成的浓绿色颗粒状结光合作用经过按需光与否分:光反响lightreaction:需光碳反响Carbonreaction:暗处、光下均可进行按能量转变经过分:原初反响:光能的吸收、传递和转换电子传递和光合磷酸化:电能转化为活跃的化学能原初反响(primaryreaction):光合作用中,叶绿素分子受光激发引起的第一个光化学反响,包括色素分子对光能的吸收、传递和转换。电子传递。光合磷酸化photophosphorylation:叶绿体利用光能产生跨类囊
10、体膜的质子动力势驱动ADP和无机磷酸合成ATP的经过。碳同化CO2同化,CO2assimilation:绿色植物叶绿体基质中,利用光反响构成的同化力ATP和NADPH将CO2复原为糖类的经过。场所:叶绿体基质途径:卡尔文循环C3途径=所有植物光合作用碳同化的基本途径。C4途径景天酸代谢途径CAM途径C3植物、C4植物和CAM植物光合、生理特性比拟特性C3植物C4植物CAM植物叶片解剖构造维管束鞘细胞不发维管束鞘细胞发达,维管束鞘细胞达,内无叶绿体内有叶绿体不发达碳同化途径C3途径在不同细胞中在不同时间的存在C3和C4途径两条途径最初CO2受体RuBP细胞质中PEP;暗中PEP;维管束鞘细胞中R
11、uBP光下RuBP光合初产物PGAOAA暗OAA;光PGA催化CO2羧化高Rubisco叶肉细胞有高暗中高PEPC光呼吸高光呼吸低光呼吸低光呼吸光呼吸植物的绿色细胞依靠光照,吸收O2和放出CO2的经过。反响特点:1第一步反响是由Rubisco催化的加氧反响;2光呼吸底物为乙醇酸3光呼吸需叶绿体、过氧化物酶体、线粒体3种细胞器协同介入,其中,O2的吸收在叶绿体和过氧化物酶体,CO2的释放在线粒体。意义:-干旱或强辐射条件下,光呼吸消耗多余能量,保护光合器官,避免光抑制。-光呼吸回收75的碳,避免太多损失。-介入氮代谢和C1代谢。影响光合作用的因素光照:光是光合作用的原动力光是叶绿素生物合成和叶绿
12、体发育的必要条件。碳同化经过中很多酶的活性受光的控制光影响其它环境因子间接影响光合作用。光饱和点(lightsaturationpoint):当到达某一光强时,光合速率不再增加,而表现出光饱和现象,这时的光强称为光饱和点。光补偿点(lightcompensationpoint):同一叶片在同一时间,光合作用吸收的CO2和光呼吸与暗呼吸释放的CO2等量时的光强。当光能超过光合系统所能利用的数量时,光合功能下降“光抑制CO2:CO2补偿点(CO2compensationpoint):当光合作用吸收的CO2与呼吸作用和光呼吸释放的CO2等量时,环境中的CO2浓度称为CO2补偿点。温度矿质元素水分日变
13、化:“午休现象由于该时水分供给紧张,空气湿度较低,引起气孔部分关闭,同时也由于光合作用的光抑制所致植物对光能的利用提高作物光能利用率的途径:延长光合时间:提高复种指数,延长生育期,补充光照。提高光合效率:培育高光效品种,控制光照、CO2、温度、水分、矿质营养等条件,降低光呼吸;喷施NaHSO3。第四章呼吸作用的概念和生理意义呼吸作用respiration:生活细胞将体内的某些有机物在酶的介入下逐步氧化分解释放能量的经过。包括有氧呼吸和无氧呼吸。呼吸代谢途径糖分解的3条途径:1.糖酵解:葡萄糖、葡萄糖-1-磷酸或果糖等己糖在无氧状态下分解成丙酮酸的经过。在细胞质中进行。2.三羧酸循环:糖酵解的产
14、物丙酮酸在有氧条件下彻底氧化分解构成CO2和水的经过,由于该经过包含一个三羧酸和二羧酸的循环,故称为三羧酸循环TCA环。在线粒体进行。3.磷酸戊糖途径PPP:高等植物细胞中,葡萄糖被细胞质和质体中的可溶性酶直接氧化,产生NADPH和磷酸糖的酶促催化经过,其特点是不经过无氧呼吸生成丙酮酸而进行的有氧呼吸。生理意义:1产生大量NADPH,为各种合成反响提供复原力;十分是脂肪合成2中间产物为其它化合物的合成提供原料;4-磷酸赤藓糖介入多种次生代谢物的合成,因此与植物抗病相关3该途径大多数中间产物和酶与光合作用卡尔文循环一样,因此可与光合作用联络起来。电子传递和氧化磷酸化呼吸链respiratoryc
15、hain:呼吸代谢中间产物产生的电子和质子沿着一系列有序的电子传递体传递到氧的经过。传递体氢传递体:NAD、NADP、FMN、FAD/电子传递体:细胞色素体系、铁硫蛋白氧化磷酸化:在生物氧化中,电子经过线粒体内膜上的电子传递链传到氧,伴随ATP合酶催化ADP和磷酸合成ATP的经过。化学浸透学讲末端氧化酶terminaloxidase:把底物的电子传递到O2并构成H2O或H2O2的酶。呼吸作用与农业生产作物栽培催芽:温水淋种、翻种控制温度和通气,使呼吸顺利进行育秧:中耕松土、晒田、排水改善土壤通气条件、降低地下水位以增加土壤中的氧气粮食贮藏暴晒至干降低呼吸速率,确保贮粮安全果蔬保鲜避免外表损伤轻
16、度枯燥、充氮气、低温减少呼吸窖藏自体保藏法密闭环境里果蔬进行呼吸作用,CO2浓度升高抑制呼吸作用抗性第五章源source:制造光合产物的器官,如成熟叶库sink:输入光合产物的器官。如贮藏器官、根、茎、发育中的果实、幼叶植物体内物质运输的主要途径:水分:_木质部导管或管胞_矿物质:_木质部导管或管胞_根部合成的有机物如细胞分裂素:_木质部导管或管胞_叶片合成的有机物糖等:_韧皮部筛管或筛胞、伴胞_被子植物有机物运输的途径筛管和伴胞在韧皮部中可向上、向下或同时双向运输第六章糖类、脂类、蛋白质、核酸初级代谢产物萜类、酚类、含氮次级代谢产物次级代谢产物天然产物萜类terpene,又称类萜terpen
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